專利名稱：金屬絲結(jié)構(gòu)的微槽道平板熱管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種熱力工程技術(shù)領(lǐng)域的器件，具體是一種金屬絲結(jié)構(gòu)的微 槽道平板熱管。
背景技術(shù)：
平板熱管是一種利用工質(zhì)相變傳遞熱量的裝置，它具有較高的導熱性、熱流 密度的可變性、熱流方向的可逆性、熱二極管和熱開關(guān)性能、優(yōu)良的等溫性， 是空間站、現(xiàn)代通訊衛(wèi)星、宇宙飛船以及電子設備冷卻的理想裝置。平板熱管 是依靠工質(zhì)在熱管蒸發(fā)段內(nèi)吸收熱量而蒸發(fā)汽化，產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)過蒸汽通道進 入冷凝段，蒸汽在冷凝段中放出熱量而凝結(jié)成液體，凝結(jié)液在熱管內(nèi)部毛細結(jié) 構(gòu)產(chǎn)生的毛細抽吸力的作用下而回到蒸發(fā)段，完成系統(tǒng)循環(huán)?，F(xiàn)有技術(shù)的平板 熱管的結(jié)構(gòu)都是槽道型或吸液芯結(jié)構(gòu)，所謂的吸液芯結(jié)構(gòu)一般是由燒結(jié)金屬加 工而成，也有金屬網(wǎng)和纖維絲網(wǎng)；而傳統(tǒng)的槽道型結(jié)構(gòu)則是通過機械加工而形 成的截面為長方形或梯形的結(jié)構(gòu)。
經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻檢索發(fā)現(xiàn)，①中國專利申請?zhí)?1131198.3,名稱為 平板式環(huán)路型熱管；②中國專利申請?zhí)?1131199.1，名稱為平板式環(huán)路型熱 管，上述兩種結(jié)構(gòu)的加工均比較復雜，蒸發(fā)段槽道底部當量毛細半徑較大，熱 管的換熱能力受到限制，加工成本比較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種金屬絲結(jié)構(gòu)的微槽道平板 熱管。和傳統(tǒng)加工微槽道結(jié)構(gòu)的熱管相比，毛細槽道當量半徑更小，毛細力更 大，因此可以降低整個熱管系統(tǒng)的總熱阻，提高系統(tǒng)的傳熱效率。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括底板、上蓋，底板和上蓋
之間密封形成一中空殼體，在殼體中夾設相互平行的直徑為l-3rara的金屬絲， 金屬絲與底板、上蓋之間形成的曲面三角形縫隙為液膜區(qū)，相鄰金屬絲與底板、 上蓋之間的曲面四邊形空隙為蒸汽通道。整個平板熱管依次分為蒸發(fā)段、絕熱段和冷凝段，蒸發(fā)段長度為30-50mm， 絕熱段長度為100-150mm，冷凝段長度為30-60mm，絕熱段外部設有絕熱材料。
所述的金屬絲的間距的調(diào)節(jié)范圍是零到一個金屬絲直徑，金屬絲數(shù)量小于等 于40。
所述的底板和上蓋采用螺栓連接，采用橡膠密封條密封或者焊接密封。 所述的金屬絲的材料為銅或不銹鋼等。
該熱管的核心就是內(nèi)部采用平行金屬絲平鋪而成，取代傳統(tǒng)的槽道型結(jié)構(gòu) (通過機械加工而形成的截面為長方形或梯形的結(jié)構(gòu))，金屬絲與上下兩塊板之 間形成曲面三角形縫隙(液膜區(qū))，這種情況下一般認為金屬絲與底板、上蓋之 間形成的切角等于零，即毛細槽道當量半徑等于零，這種幾何結(jié)構(gòu)具有最大的 毛細力，因此可以降低整個熱管系統(tǒng)的總熱阻，提高系統(tǒng)的傳熱效率。
相鄰金屬絲與底板、上蓋之間的曲面四邊形空隙為蒸汽通道。調(diào)節(jié)金屬絲之 間的間隙，以改變蒸汽通道的大小。金屬絲的數(shù)量多，則微槽道數(shù)量多，有利 于增加毛細力，降低熱阻，但隨著蒸汽通道截面積減小，又降低了最大換熱功 率。因此，存在著一個最佳金屬絲間距，使得熱管具有最佳的換熱特性。間距 的調(diào)節(jié)范圍可以從零到一個金屬絲直徑。 一般可取無間距和間距等于金屬絲直 徑兩種尺寸設計。改變金屬絲直徑也可以調(diào)節(jié)熱管換熱特性，直徑較大時有利 于提高系統(tǒng)的最大功率。直徑較小時有利于降低熱阻。
本發(fā)明具有以下有益效果采用金屬絲結(jié)構(gòu)取代傳統(tǒng)的槽道型結(jié)構(gòu)，熱管毛
細力得到提高，降低整個熱管系統(tǒng)的總熱阻，提高系統(tǒng)的傳熱效率；加工簡單， 無需專用設備，降低了制作成本。


圖1為金屬絲結(jié)構(gòu)的微槽道平板熱管的截面結(jié)構(gòu)圖2為圖1的局部放大圖3為金屬絲安裝排列圖4為熱管運行機理示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作詳細說明本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案
為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。
如圖l、 2、 3所示，本實施例包括底板3、上蓋2，底板3和上蓋2之間 密封形成一中空殼體，在殼體中夾設相互平行的直徑為l-3mm的金屬絲，金屬 絲4與底板3、上蓋2之間形成曲面三角形縫隙為液膜區(qū)6，相鄰金屬絲4與底 板3、上蓋2圍成曲面四邊形空隙為蒸汽通道7。整個平板熱管分為蒸發(fā)段8、 絕熱段9和冷凝段10，蒸發(fā)段8長度為30-50mm，絕熱段9長度為100-150mm， 冷凝段10長度為30-60mm,絕熱段9外部設有絕熱材料。所述的金屬絲4的間 距的調(diào)節(jié)范圍是零到一個金屬絲直徑，金屬絲數(shù)量小于等于40。
所述的底板3和上蓋2采用螺栓5連接，采用橡膠密封條1密封或者焊接密 封。所述的金屬絲4的材料為銅或不銹鋼等。金屬絲4通過在上蓋2板上開槽 道固定，或者采用在金屬絲4之間放入短金屬絲定位，用硅膠粘結(jié)固定。上蓋2 由厚金屬板或絕熱板制作而成，底板3采用金屬薄片制作而成，毛細結(jié)構(gòu)是熱 管的重要構(gòu)成部分，如圖2所示，由金屬絲4和上蓋2、底板3之間形成的曲面 三角形縫隙即液膜區(qū)6形成一種微槽道結(jié)構(gòu)作為產(chǎn)生毛細力的毛細結(jié)構(gòu)。
如圖4所示，本實施例依次分為蒸發(fā)段8、絕熱段9和冷凝段10，絕熱段 9外部設有絕熱材料。本實施例的工作過程和一般槽道熱管相同，儲存在液膜區(qū) 6的液體(使用工質(zhì)以純水為最佳，乙醇和其他純液體的換熱效果要差很多)在 蒸發(fā)段8被熱源加熱板13加熱后蒸發(fā)為水蒸氣11，在壓差作用下沿金屬絲間的 曲面四邊形空隙即蒸汽通道7流向冷凝段10。在冷凝段10被冷源冷卻板15冷 卻后變?yōu)轱柡鸵后w12，沿毛細槽道在毛細力作用下流向蒸發(fā)段8，從而完成循 環(huán)過程，將熱量從蒸發(fā)段8傳遞到冷凝段10。絕熱段9外被絕熱材料14包裹， 使工質(zhì)流向冷凝段10的時候保持蒸汽狀態(tài)。加熱板13即需要被冷卻的電子裝 置，冷卻板15可以是水冷裝置或風冷裝置，以實際裝置需要而定，圖中所示的 是水冷結(jié)構(gòu)，通過冷卻水16的循環(huán)進行冷卻。
本實施例平鋪的一系列金屬絲4間距可以根據(jù)工況的需求調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)金屬絲 4間距可以調(diào)節(jié)金屬絲4數(shù)量，從而改變槽道數(shù)量和蒸汽通道7截面積(金屬絲 4間的曲面四邊形空隙)，調(diào)節(jié)熱阻和最大功率(在本實施例中，熱阻和最大功 率是逆向參數(shù))，使得整個系統(tǒng)運行達到最優(yōu)化。
權(quán)利要求
1、一種金屬絲結(jié)構(gòu)的微槽道平板熱管，底板、上蓋，底板和上蓋之間密封形成一中空殼體，其特征在于在殼體中夾設相互平行的直徑為1-3mm的金屬絲，金屬絲與底板、上蓋之間形成的曲面三角形縫隙為液膜區(qū)，相鄰金屬絲與底板、上蓋之間的曲面四邊形空隙為蒸汽通道。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述金屬絲結(jié)構(gòu)的微槽道平板熱管，其特征是，整個平 板熱管依次分為蒸發(fā)段、絕熱段和冷凝段，蒸發(fā)段長度為30-50mm，絕熱段長 度為100-150mm，冷凝段長度為30-60腿，絕熱段外部設有絕熱材料。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述金屬絲結(jié)構(gòu)的微槽道平板熱管，其特征是，所述的 金屬絲的間距的調(diào)節(jié)范圍是零到一個金屬絲直徑。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述金屬絲結(jié)構(gòu)的微槽道平板熱管，其特征是，所述的 金屬絲數(shù)量小于等于40。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述金屬絲結(jié)構(gòu)的微槽道平板熱管，其特征是，所述的 底板和上蓋采用螺栓連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述金屬絲結(jié)構(gòu)的微槽道平板熱管，其特征是，所述的 金屬絲的材料為銅或不銹鋼。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種金屬絲結(jié)構(gòu)的微槽道平板熱管，底板、上蓋，底板和上蓋之間密封形成一中空殼體，在殼體中夾設相互平行的直徑為1-3mm的金屬絲，金屬絲與底板、上蓋之間形成的曲面三角形縫隙為液膜區(qū)，相鄰金屬絲與底板、上蓋之間的曲面四邊形空隙為蒸汽通道。此種結(jié)構(gòu)既能滿足系統(tǒng)運行的毛細力的需要，又能調(diào)節(jié)金屬絲之間的距離，改變蒸汽通道的大小，使得熱管性能達到最優(yōu)化。通過該熱管可以提高系統(tǒng)的傳熱效率，提高系統(tǒng)的傳熱效率和最大傳輸功率，并能改善和提高系統(tǒng)的運行性能。
文檔編號F28F21/08GK101545735SQ200910050460
公開日2009年9月30日 申請日期2009年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月30日
發(fā)明者劉振華, 琦 馬, 然 鮑 申請人:上海交通大學