[發明專利]一種反重力熱管及其制造方法

無效

• 申請號: 201410013259.X
• 申請日: 2014-01-10
• 公開（公告）號: CN103822513A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 向建化;張春良;陳創新;周偉;游先仁;陳勝
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: F28D15/02
• 分類號: F28D15/02
• 代理公司: 廣州凱東知識產權代理有限公司 44259
• 代理人: 陳領

技術領域

本發明涉及熱管領域，特別是一種工質能在反重力條件下仍能向上運動，能在上部加熱，下部冷卻的條件下實現高性能傳熱的反重力熱管及其制造方法。

背景技術

相變傳熱是利用工質的形態發生改變時進行吸熱和放熱的一種傳熱方式;比如液態工質在汽化時吸收熱量，在冷卻時放出熱量。相變傳熱作為一種潛熱交換過程，不僅傳熱強度大，而且傳熱效率也很高，在數量上可以比一般固體材料導熱大幾個數量級。在實際應用中，受結構的限制常常出現加熱段在上面，冷卻段在下面的情況，這時，一般的吸液芯熱管傳熱效率就會大大降低，傳熱效率甚至降低80%以上，因此吸液芯的毛細力和結構成為提高反重力熱管傳熱效率的關鍵。

從現有的研究成果來看，吸液芯一般可分為單一結構吸液芯和復合結構吸液芯兩類。其中，單一結構吸液芯包括卷繞絲網芯、金屬燒結芯、軸向溝槽芯、環形芯、月牙形芯、干道芯等；復合結構吸液芯包括絲網復合芯、絲網覆蓋溝槽芯、板形干道芯和隧道式芯等。

從加工方法來看，目前有機械加工法、燒結法、金屬卷繞絲、金屬多孔發泡等方法。機械加工的微溝槽吸液芯抗重力性能差，成本較高；金屬卷繞絲吸液芯結構工藝復雜，成本高；因此目前常用的主要是燒結吸液芯，其成型工藝規范、簡單，容易批量生產，為此得到了廣泛應用，復合吸液芯也可通過燒結法制造。

發明內容

本發明的目的是針對以上所述現有熱管存在無法滿足熱源在上，冷卻在下的散熱方式的不足，提出一種工質在反重力狀態下仍可向上運動的結構簡單的反重力熱管。

本發明的另一目的是提供一種適合于大批量生產的反重力熱管的制造方法。

本發明的目的及解決其主要技術問題通過如下技術方案實現：一種反重力熱管，包括外殼和設置于所述外殼內表面的吸液芯，在所述吸液芯內側表面設置隔層，所述吸液芯的冷卻段的厚度比加熱段的厚度大，實現了工質在反重力狀態下仍可向上運動，傳熱效率得到極大的提高。

所述吸液芯的橫截面呈梯形結構。

所述吸液芯的橫截面呈錐形結構。

所述吸液芯橫截面兩邊線之間的夾角為2-50°，這樣的構造傳熱效率提高最為明顯。

所述吸液芯及隔層內形成腔體，所述腔體內盛裝有相變物質。所述腔體可以為錐形結構。

所述外殼的內壁有軸向設置矩形溝槽或者螺旋狀三角形溝槽，所述溝槽與銅粉或鋁粉燒結形成的復合吸夜芯結構有利于增大毛細力。

所述外殼的材料可為銅或鋁。

所述隔層的縱向截面形成的形狀為梯形。

所述隔層設置于冷卻段和絕熱段的吸液芯內側壁。

所述隔層設置于冷卻段、絕熱段和加熱段的吸液芯內側壁，且在所述加熱段部設置若干通孔與所述吸液芯相通。

一種反重力熱管的制造方法，包括以下步驟：

1）對外殼的其中一端進行縮口，將錐形模具插入外殼另一端開口并對中；

2）在所述錐形模具與外殼內壁之間填充銅粉或鋁粉進行燒結成錐形結構吸液芯。

3）對外殼的縮口的一端進行密封焊接，對外殼的另一端進行縮口并進行相變物質的灌注于吸液芯內的空腔，抽真空后封口焊接。

所述錐形模具中的一段可以是隔層，所述隔層可作為模具直接安裝于外殼內側，在所述隔層與外殼之間填充銅粉或鋁粉燒結成一體。

與現有技術相比較，具有明顯的優點和有益效果：利用反重力結構實現了工質在反重力狀態下仍可向上運動，且加工工藝簡單，適合于大批量生產，易實現產業化。

附圖說明

圖1為本發明一種反重力熱管的縱向剖視結構圖；

圖2為本發明一種反重力熱管中外殼橫截面剖視結構圖1；

圖3為本發明一種反重力熱管中外殼橫截面剖視結構圖2；

圖4為本發明一種反重力熱管中的吸液芯的縱向剖視結構圖；

圖5為本發明一種反重力熱管中的吸液芯的橫截面剖視結構圖；

圖6為本發明一種反重力熱管中的隔層的縱向剖視結構圖；

圖7為本發明一種反重力熱管中的隔層的立體結構圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的說明，但本發明的實施方式不限于此。