CN102141351B - 一种热管 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种热管，其特征在于，它具有一头封闭另一头敞开的内管(1)和一头封闭另一头敞开的外管(2)，其中内管(1)敞开的一头从外管(2)敞开的一头沿轴心***后延伸至接近外管(2)封闭的一头；一密封环(2-2)设在外管(2)敞开的端口，封堵住外管(2)与内管(1)之间的环形开口；所述的密封环(2-2)上均匀穿设有若干根由绝热材料制成的回流管(3)，每根回流管(3)分别延伸至接近内管(1)封闭的一头并与内管(1)连通；所述的外管(2)为热管的冷凝段，内管(1)位于外管(2)外的部分为热管的蒸发段。本发明所述的热管中蒸汽流和液流互不影响，传热效率高。

Description

一种热管
技术领域
本发明涉及一种在通入或穿过通道壁的封闭管道里有中间传热介质的热交换设备，具体涉及一种热管。
背景技术
热管是一种具有极高导热性能的传热元件，其通过在全封闭真空管内的液体的蒸发与凝结将发热物体的热量迅速传递到热源外。由于具有传热效率高、结构紧凑等优势，热管在各种散热场合得到了广泛应用，解决了传统风冷散热的噪音问题，开辟了散热领域的新方向。
普通的热管为一封闭的管体，管体的一端为与热源连接的蒸发端，另一端为冷却端，管体内设有工作介质。位于蒸发端的液态工作介质在热源的作用下汽化，气态的工作介质流动至冷却端冷凝成液态，并沿着管壁返回蒸发端，进入下一个循环的工作，通过工作介质不断循环的相变将热量带走。这种热管的蒸汽通道和液态工质的返回通道位于同一管体内，蒸汽流和液流方向相反，因此相互冲突，影响传热效率。公开号为CN1393678A的发明专利申请公开了一种环路型热管热交换组件，该热管热交换组件中热管的蒸汽通道和返回通道为各自独立的管路，它们的两端分别连接于蒸发部和冷凝部，并分别在蒸发部和冷凝部处相连通，形成封闭的流动回路。上述热管热交换组件中位于蒸汽通道的蒸汽流和位于返回通道的液流相互独立，互不影响，提高了传热效果。但是，由于所述的蒸汽通道和返回通道均分别与蒸发部和冷凝部连通，因此，返回通道内必然有部分液体被汽化后沿返回通道逆向流往冷凝部，而蒸汽通道内也必然有部分汽体被冷凝后沿蒸汽通道逆向流往蒸发部，明显影响热交换效率。
发明内容
鉴于现有技术存在上述不足，本发明所要解决的技术问题提供一种传热效率高的热管。
本发明解决上述问题的技术方案为：
一种热管，其特征在于，它具有一头封闭另一头敞开的内管和一头封闭另一头敞开的外管，其中内管敞开的一头从外管敞开的一头沿轴心***后延伸至接近外管封闭的一头；一密封环设在外管敞开的端口，封堵住外管与内管之间的环形开口；所述的密封环上均匀穿设有若干根由绝热材料制成的回流管，每根回流管分别延伸至接近内管封闭的一头并与内管连通；所述的外管为热管的冷凝段，内管位于外管外的部分为热管的蒸发段。
本发明所述的一种热管，其中，所述的内管在接近封闭的一头径向扩展成凸字形。将内管的蒸发端设置成凸字形的目的在于增大该端部的受热面积，使之适用于热源以平面区域形式分布的散热场合，如电脑主机CPU的散热。
本发明所述的一种热管，其中，所述的所述外管封闭端和敞口端的密封环均为锥形。
本发明所述的一种热管中的毛细吸液芯与现有技术相同，可以是丝网型吸液芯，也可以是沟槽型吸液芯。所述毛细吸液芯分布位置也与技术相同，通常是分布在冷凝液回流的管路内壁上，即本发明所述的外管和回流管的内壁上。
本发明与现有技术相比有如下方面的有益效果：
(1)由于内管的敞口端***于作为热管冷凝段的外管内，并延伸至接近外管的封闭端，使得位于热管内的内管部分与外界的冷却环境相隔开，因此内管中的蒸汽只有翻越内管敞口端与外管内壁接触后才会冷凝成液态，亦即内管中不会有形成逆向流动的冷凝液，热传效率显著提高。
(2)由于回流管由绝热材料制成，其内部的液态工质受热量较少，因此由回流管中液态工质汽化并上升到热管冷凝部的蒸汽很少，进一步提高了传热效率。
附图说明
图1和图2为本发明所述热管的一个具体实施例的结构示意图，图2为仰视图，图中箭头表示工质的流动方向。
图3～图6为本发明所述热管的另一个具体实施例的结构示意图，其中，图3为主视图，图4为仰视图，图5为图3中A-A剖视图的放大图，图6为图3中B-B剖视图的放大图，图中箭头表示工质的流动方向。
具体实施方式
实施例1
参见图1～图4，内管1为一圆柱直管，其上端敞口，下端由热端盖1-1封闭。外管2亦为一圆柱直管，其上端封闭端为锥形的冷凝端盖2-1，下端敞口。所述内管1同轴***于外管2内，其敞口端延伸至接近外管2的冷凝端盖2-1，另一端伸出外管2外。上述的外管2形成热管的冷凝段，内管1伸出外管2的部分形成热管的冷凝段。外管2的敞口端设有将外管2和内管1之间的环形开口封闭的密封环2-2，该密封环2-2的中部呈锥形，上部及下部分别径向往内和径向往外延伸成水平部分，其中上部边缘与内管1的管壁密封配合，下部边缘密封连接于外管2的底端。密封环2-2下部的水平部分均匀设有2条回流管3，每根回流管3分别延伸至接近内管1封闭的一头并与内管1连通。所述的密封环2-2和回流管3均由绝热材料制成。上述外管2和回流管3的内壁以及冷凝端盖2-1的下表面和密封环2-2的上表面上均设有毛细吸液芯4，该毛细吸液芯4可以是市场上常见的丝网型吸液芯。
上述的内管1内部形成蒸汽通道，内管1和外管2之间的空间形成液态工质的返回通道，由该蒸汽通道、返回通道以及回流管3共同构成工质的封闭循环回路。内管1中所装的工质为常态为液态的甲醚，其体积占内管1的1/4～1/3。
本实施例的热管的蒸发段为细长的直管体，因此适用于独立空间的降温，如制冷空调***中。
实施例2
参见图3～图6，本实施例的内管1在接近封闭的一头径向扩展成凸字形，使得内管1封闭端的面积增大，使用时该端面与热源贴近，适用于热源以平面形式分布的场合，如电脑CPU的散热。所述外管2和回流管3的内壁以及冷凝端盖2-1的下表面和密封环2-2的上表面上均设有毛细吸液芯4，该毛细吸液芯4是在外管2和回流管3的内壁以及冷凝端盖2-1的下表面和密封环2-2的上表面上设置表面上涂有一层亲水性材料的微型沟槽结构5形成的。所述密封环2-2上均布由4条回流管3，每根回流管3分别延伸至接近内管1封闭的一头并与内管1连通.
本实施例上述以外的其他实施方式与实施例1相同。
下面结合附图对本发明所述的热管的工作过程作如下描述：
参见图1，内管1冷凝段底部的液态工质吸收热量后蒸发；气态的工质沿内管1内的蒸汽通道上升至敞口端扩散，碰到温度较低的外管2的冷凝端盖2-1或外管2内壁后，气态工质冷凝成液态，将热量释放到外部环境中；液态工质沿毛细吸液芯4回流至内管1的封闭端。相变工质不断重复上述过程，把热源的热量由蒸发段带至冷凝段，达到散热的目的

Claims (1)

1.一种热管，其特征在于，它具有一头封闭另一头敞开的内管(1)和一头封闭另一头敞开的外管(2)，其中内管(1)敞开的一头从外管(2)敞开的一头沿轴心***后延伸至接近外管(2)封闭的一头；一密封环(2-2)设在外管(2)敞开的一头的端口，封堵住外管(2)与内管(1)之间的环形开口；所述的密封环(2-2)上均匀穿设有若干根由绝热材料制成的回流管(3)，每根回流管(3)分别延伸至接近内管(1)封闭的一头并与内管(1)连通；所述的外管(2)为热管的冷凝段，内管(1)位于外管(2)外的部分为热管的蒸发段；所述的内管(1)在接近所述内管(1)的封闭的一头径向扩展成凸字形；所述外管(2)敞开的一头的所述密封环(2-2)和所述外管(2)封闭的一头均为锥形。
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