[发明专利]一种热管

说明书

本发明属于传热设备技术领域，具体涉及一种热管，其特征在于，包括具有密闭空腔的管壳和密封在管壳内由吸液芯和工质组成的传热循环层，所述传热循环层呈熔融或液体状态且所述工质受热后变成气态。采用本发明的技术方案结构简单，成本低廉，利于生产，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于传热设备技术领域，具体涉及一种热管。

背景技术

随着电子行业、航空航天业以及设备制造业等行业的迅猛发展，现代工业对散热的要求也越来越高。由于高热流密度元件、设备等的诞生，传统的风冷散热已经达到散热极限而远不能满足散热要求，液冷散热也因其成本高、系统复杂以及有渗漏等缺点一直难以得到普及应用。热管是依靠自身内部工作液体相变来实现传热的元件，具有高效导热性和优良等温性，在航空工程、电子元器件冷却、太阳能利用等领域有着越来越广泛的作用。

热管技术是1963年美国洛斯阿拉莫斯（Los Alamos）国家实验室的乔治格罗佛（George Grover）发明的一种称为“热管”的传热元件，它充分利用了热传导原理与致冷介质的快速热传递性质，透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外，其导热能力超过任何一支金属的导热能力。

物质的吸热，放热是相对的，凡是有温差存在，就必然出现热从高温处向低温处传递的现象。从热传递的方式来看（辐射、对流、传导），其中热传导最快功率最大。热管就是利用蒸发制冷，使得热管两端温度差很大，使热量快速传导，典型的热管由管壳和吸液芯组成，管内抽成真空后充以适量的工质，使紧贴管内壁的吸液芯内充满工质后加以密封，管的一端为蒸发段、另一端为冷凝段，当热管的一端受热时，毛细芯中的液体蒸发气化，蒸汽在微小压差的作用下流向冷凝段放出热量，气相工质放热后凝结成液体，液体在毛细压头的作用下再沿吸液芯回流到蒸发段，如此不断循环，热量由一端传至另一端。该类型的热管的工作不受方向限制，即蒸发段可以根据实际需要布置于冷凝段的上方。

吸液芯作为热管内的核心部件，其主要作用是提供毛细抽力来驱动热管的工作介质从冷凝段回流至蒸发段，并且将工作介质均匀地分布在热管蒸发段，性能直接影响着热管的传热效果。热管中的吸液芯的种类大致有金属丝网、轴向槽道、烧结金属粉末和复合吸液芯等形式，其性能各有优劣，金属丝网、轴向槽道、烧结金属粉末型工质未发生沸腾时有一定的热阻，工质发生沸腾后，吸液芯的热阻下降，但如果热流密度增加到一定程度将出现传热极限，例如一般烧结性吸液芯在烧结时中间插入柱形芯棒，烧结出的吸液芯沿轴向等厚度，该吸液芯的缺点是远离加热端的芯层厚度剩余，冷凝液膜较厚，增大了冷凝传热阻力，降低传热速率，靠近加热端的芯层厚度不足，影响工质回流量，降低传热能力。另外柱形芯棒由于加工公差和变形的存在，使拔芯困难。例如授权公告号为CN104759627B的中国专利公开了一种通过还原氧化铜粉制造微型热管的方法，为了制备高孔隙率烧结铜作为吸液芯，其是利用氧化铜粉间隙以及利用不同粒度大小的氧化铜粉的混合调整颗粒间隙来控制所需氧化铜还原后形成的烧结多孔铜的孔隙率和孔径大小，利用高孔隙率和孔径变化产生的毛细作用来实现热管中介质相变过程的快速循环，制作过程包括：（1）通关清洗干燥；（2）置于模夹具中定位和放入中间柱，然后注入氧化铜粉并振实；（3）还原烧结；（4）一端焊接、一端缩颈处理；（5）抽真空注入水并封装；（6）圆状热管性能检测；（7）弯曲及形变成型；从上可见，制备方法非常的繁琐费时，而且不能保证每批生产的热管性能相同，且造价成本高；而复合型吸液芯热阻较低，但结构复杂。因此研制新型的热管具有广阔的前景。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种新型热管，其特征在于，包括具有密闭空腔的管壳和密封在管壳内由吸液芯和工质（传热工质）组成的传热循环层，所述传热循环层呈熔融或液体状态且所述工质受热后变成气态。

在一个优选的方案中，吸液芯和工质分别独立且不同时为溶剂和溶质。

溶质可以是液体或固体，溶剂是液体且溶质也是液体时，溶质是传热工质；溶剂是液体而溶质是固体时，溶剂是传热工质。