TWI891091B - 原位芯輥捲及形成總成及用於自芯網原位芯輥捲及形成用於熱管之芯的方法 - Google Patents

Abstract

一種原位芯輥捲及形成總成，其經組構以自芯網輥捲及形成用於熱管的芯。該原位芯輥捲及形成總成包括第一形成殼、槽形心軸、及可膨脹構件。該第一形成殼係經組構以在輥捲該芯網之後原位形成該芯。該第一形成殼包括第一凹部及第一分離表面。該第一凹部之第一中心軸線係定位在該第一分離表面下方。該槽形心軸係可移除地定位於該第一凹部中。

Description

原位芯輥捲及形成總成及用於自芯網原位芯輥捲及形成用於熱管之芯的方法

本發明大致係關於使用於熱傳系統中之熱管，及更特定言之，係關於熱管內的芯，其經組構以將熱管之工作流體自熱管之冷凝器區域傳送至蒸發器區域。

熱管係用來將熱自主要側(蒸發器區段)傳送至次要側(冷凝器區段)之經隔絕密封的兩相熱傳組件。作為一實例，圖1繪示包括前述蒸發器區段102及冷凝器區段106、以及於其間延伸之絕熱區段104的熱管100。熱管100進一步包括工作流體(諸如水、液態鉀、鈉、或鹼金屬)及芯108。在操作中，工作流體係經組態以於蒸發器區段102中吸收熱並汽化。攜載汽化潛熱的飽和蒸氣通過絕熱區段104朝向冷凝器區段106流動。在冷凝器區段106中，蒸氣凝結成液池110並釋放其潛熱。凝結液體接著藉由毛細作用通過芯108回到蒸發器區段102。前述工作流體之流動路徑藉由圖1中之分段箭頭繪示。只要蒸發器與冷凝器區段之間的溫度梯度經維持，相變過程及兩相流動循環就繼續著。歸因於針對沸騰及凝結之相當高的熱傳係數，熱管係高度有效的熱導體。

在核系統中，熱管係經由將熱管的蒸發器區段放置於含有核燃料的反應器核心中及將冷凝器區段靠近熱交換器放置來利用。核燃料使工作流體汽化及熱交換器於冷凝器區段處吸收潛熱。於核應用中之實例熱管說明於美國專利第5,684,848號、美國專利第6,768,781號、及美國專利公開申請案第2016/0027536號中，將所有該等案之全體內容以引用的方式併入本文。

熱管於核系統中之另一實例用途係用於微型反應器的用途，該等微型反應器係產生低於10MWe且能夠經佈署用於遠端應用的核反應器。此等微型反應器可封裝於相當小的容器中，不主動牽連人員來操作，及與習知核電廠相比持續更長時間不補給燃料/更換燃料來操作。一種該微型反應器係由西屋電氣公司(Westinghouse Electric Company)設計的eVinci微型反應器系統。eVinci系統係利用熱管來充作將熱能有效率地自反應器核心移出至熱交換器之被動熱移除裝置的熱管冷卻式反應器電力系統。

使用於微型反應器中之熱管經歷極端操作溫度(>850℃)且需要由可耐受此等溫度並與工作流體相容之材料製成的內部芯。此芯可由經輥捲且擴散結合在一起成為管狀結構的線網構成。芯管允許熱管內之工作流體放射狀地(諸如於釋放潛熱及工作流體經芯吸收之後)及沿其之軸(藉由毛細作用使工作流體朝向蒸發器區段往回傳送)通過其，同時仍維持剛性。

製造用來插入至熱管中之芯需要高度複雜且精細的過程。在相當高的層級下，芯係經由如下方式製造：將一片編織芯網材料輥捲成期望形狀，將材料(諸如管件)壓縮至芯中以使芯強制變形為期望形狀，在烘箱中在真空程度下將網擴散結合在一起同時使芯保持於壓縮狀態，然 後移除於擴散結合期間用來固持呈壓縮狀態之芯的材料。用於芯形成方法之此方法的一實例描述於美國專利第3,964,902號中，標題為「用於熱管之芯的形成方法(METHOD OF FORMING A WICK FOR A HEAT PIPE)」，將其以引用的方式併入本文。

如前所述，當前形成芯的方法要求必需在擴散結合製程之後將用來固持呈壓縮狀態之芯的材料移除。作為一實例，美國專利第3,964,902號說明如何使用銅內部及外部心軸來壓縮芯，然後於擴散結合後，需通過化學蝕刻技術以化學方式移除內部及外部心軸。然而，使芯暴露至此化學蝕刻過程會將雜質引入至芯中及使芯表現其預期功能的能力減小。化學蝕刻技術亦會導致與製造芯相關聯的增加時間及成本。

本揭示之目標係提供一種用於在單一裝置中輥捲及形成芯之總成及方法，藉此消除在輥捲與形成裝置之間移動經輥捲芯的需求，從而相較於其他公開記錄方法降低製造芯所需的成本及時間。

在各種具體例中，原位芯輥捲及形成總成經組構以自芯網輥捲及形成用於熱管的芯。該原位芯輥捲及形成總成包括第一形成殼、槽形心軸、及可膨脹構件。該第一形成殼係經組構以在輥捲該芯網之後原位形成該芯。該第一形成殼包括第一凹部及第一分離表面。該第一凹部之第一中心軸線係定位在該第一分離表面下方。該槽形心軸係可移除地定位於該第一凹部中。該槽形心軸包括第一端面、第二端面、細長主體及槽。該細長主體係在該第一端面與該第二端面中間，且該細長主體界定一縱軸。該槽沿該縱軸延伸且經組構以接納該芯網之前緣。該可膨脹構件可經流體膨脹至膨脹組態。該可膨脹構件係可移除地定位於該槽形心軸內部。 該可膨脹構件係經組構以於膨脹組態中接觸該芯網之前緣，使得該芯網之前緣被夾持在該槽形心軸與該可膨脹構件之間。該槽形心軸可環繞該縱軸相對於該第一凹部旋轉，以將該芯網圍繞該槽形心軸的外表面包覆。

在各種具體例中，揭示一種用於自芯網原位芯輥捲及形成用於熱管之芯的方法。該方法包括使該芯網通過張力器朝向原位芯輥捲及形成總成之第一形成殼傳送，將該原位芯輥捲及形成總成之槽形心軸定位於該第一形成殼之第一凹部中，將該芯網之前緣夾持於該槽形心軸與定位於該槽形心軸內部之可膨脹構件之間，使該槽形心軸環繞通過該槽形心軸界定之縱軸相對於該第一形成殼旋轉多個完整的旋轉以形成經輥捲芯網，將該可膨脹構件消脹以釋放該芯網之該前緣，從第一形成殼移除該槽形心軸及該可膨脹構件，將可膨脹管原位定位於該經輥捲芯網內部，將第二形成殼抵靠該第一形成殼緊固，及將該可膨脹管膨脹以使該經輥捲芯網抵靠該第一形成殼及該第二形成殼之內表面永久變形。

100:熱管

102:蒸發器區段

104:絕熱區段

106:冷凝器區段

108:芯

110:液池

200:原位輥捲及形成總成

201:芯輥捲總成

202:形成總成

204:芯網、線網

208:未捕獲區

210:槽形心軸

212:軸向

214:槽

218:心軸端面

220:壓縮套管

222:可膨脹構件

228:形成殼總成

230:下部或第一形成殼

232:第一凹部

234:第一分離表面

234a:成角度部分

234b:成角度部分

234c:平坦部分

234d:平坦部分

236:中心軸線

237:軸線

239:軸線

240:上部或第二形成殼

242:第二凹部

244:第二分離表面

244a:成角度部分

244b:成角度部分

244c:平坦部分

244d:平坦部分

246:中心軸線

248:可膨脹、或可充脹的管

250:壓力板總成

252:第一壓力板

254:第二壓力板

256:緊固件

262:第一端面凸緣

264:第二端面凸緣

266:液壓開口

268:溝槽

270:O形環

272:緊固件

274:鉤

276:芯總成接納區域

300:方法

302,304,306,308,310,312,314,316,318:步驟

400:張力器

402:張力構件

403:輥

404:橋

根據以下結合如下附圖的實施方式可瞭解文中描述之具體例的各種特徵以及其優點：圖1繪示移動通過熱管之工作流體。

圖2繪示根據本揭示之至少一態樣的輥捲總成。

圖3繪示根據本揭示之至少一態樣之槽形心軸的前視圖。

圖4繪示根據本揭示之至少一態樣之第一形成殼的前視圖。

圖5繪示根據本揭示之至少一態樣之第二形成殼的前視圖。

圖6繪示根據本揭示之至少一態樣的形成總成。

圖7繪示根據本揭示之至少一態樣之圖6之形成總成的分解圖。

圖8繪示根據本揭示之至少一態樣之圖7之形成總成之端面凸緣、緊固件、及O形環的放大圖。

圖9繪示根據本揭示之至少一態樣之圖7之形成總成之可膨脹管、及芯網的放大圖。

圖10繪示根據本揭示之至少一態樣之圖6之形成總成的第一端面凸緣。

圖11繪示根據本揭示之至少一態樣之圖10之第一端面凸緣的橫截面視圖。

圖12繪示根據本揭示之至少一態樣之圖6之形成總成的前視圖，為。

圖13繪示根據本揭示之至少一態樣之圖12之形成總成的橫截面視圖。

圖14繪示根據本揭示之至少一態樣，插於第一端面凸緣之接納區域內之可膨脹管及芯網的詳圖。

圖15繪示根據本揭示之至少一態樣，插於第二端面凸緣之接納區域內之可膨脹管及芯網的詳圖。

圖16繪示根據本揭示之至少一態樣，用於自芯網原位芯輥捲及形成用於熱管之芯的方法。

[0001]圖17繪示根據本揭示之至少一態樣的張力器。

在數個圖式中，對應的參考編號指示對應的部件。本說明書闡述的示例採用一形式以說明本發明的各種具體例，且不應將這些示 例詮釋為以任何方式限制本發明的範疇。

本發明是在能源部(Department of Energy)授予的合同DE-NE-0009050的政府支持下完成的。政府擁有本發明的某些權利。

闡述許多特定細節以提供對如於說明書中所說明及繪示於附圖中之具體例之整體結構、功能、製造、及使用的徹底理解。未詳細描述熟知的操作、組件、及元件，以免模糊描述於說明書中的具體例。讀者將理解，本文中所描述及說明之具體例為非限制性實例，且因此可瞭解本文中揭示之特定結構及功能細節可為代表性及說明性的。可對其進行變化及改變而不脫離申請專利範圍之範疇。

圖2繪示根據本揭示之至少一態樣用來輥捲芯108的輥捲總成201。組構芯網204的一薄片或複數個薄片使其圍繞槽形心軸210緊密地輥捲或包覆成預定形狀。在至少一個實例中，槽形心軸210包含不鏽鋼。

除此之外，芯輥捲總成201包括槽形心軸210，其經組構以置放於下部或第一形成殼230之第一凹部232中，且稍後自其移除。如圖3所示，槽形心軸210可係管，其具有沿其長度軸向212延伸之槽214。槽214經組構以接納芯網204之前緣。因此，可在輥捲之前經切割成適當大小的芯網204之薄片可在形成為最終芯形狀之前環繞槽形心軸210輥捲至定位。由於使用槽形心軸210來輥捲芯108，所以槽形心軸210的外徑在形成製程之前將界定經輥捲芯108的內徑。芯網204被輥捲至期望的外徑，其中相應的網包覆數量界定經輥捲芯的厚度。

再次參照圖2，槽形心軸210之內徑經組構以接納可膨脹 構件222。可膨脹構件222的長度應長於下部形成殼230及槽形心軸210，使得當經安裝時，其將自心軸端面218延伸出。在各種示例中，可膨脹構件222界定可充脹氣囊。可膨脹構件222能夠自膨脹位置改變至消脹位置。當處於消脹或至少部分消脹位置時，可膨脹構件222可通過心軸端面218滑動至槽形心軸210之內徑中。可膨脹構件222可隨後使用任何合適的流體，諸如但不限於，空氣或水，而充脹至膨脹位置。在膨脹位置中，可膨脹構件222可提供抓持或夾持力，使得當將線網204之前緣放置至槽形心軸210之槽214中時，線網204之前緣被緊密地抓持在槽形心軸210之內徑與可膨脹構件222之外徑之間。視線網204之厚度而定，可膨脹構件222可經充脹至不同壓力以產生必需的夾持強度。可膨脹構件222可由任何合適材料，諸如橡膠(作為一實例)製成。可膨脹構件222材料係經選擇使得其可在輥捲製程期間在一致的壓力下維持其形狀，且隨後在釋放壓力時消脹。在至少一實例中，可膨脹構件222包含軟橡膠管。

芯輥捲總成201亦可包括下部或第一形成殼230，當芯網204在第一形成殼230內部輥捲時，該形成殼230可給出芯網204的外部形式及尺寸。如圖4所示，第一形成殼230包括第一空腔或凹部232及自第一形成凹部232之端面延伸的第一分離表面234。第一凹部232及第一分離表面234界定於第一形成殼230中並沿著其長度延伸。第一凹部232的中心軸線236係定位在第一分離表面234下方，使得第一形成殼230的第一凹部232將經輥捲芯網204保持在定位，或處於輥捲狀態，甚至係在槽形心軸210已自經輥捲芯網204移除之後。在所繪示之實例中，第一形成凹部232之中心軸線236係低於與第一凹部232之端面相交的軸線237。

第一形成殼230之第一分離表面234可係平坦的或成角度的。在所繪示之實例中，第一分離表面234包括自第一凹部232之端面延伸的成角度部分234a、234b，及分別自成角度部分234a、234b延伸的平坦部分234c、234d，如圖4所示。在所繪示之實例中，成角度部分234a、234b係遠離第一凹部232向上成角度，且與軸線237界定銳角。此輪廓最小化芯網204在芯輥捲製程期間必須通過的銳角數目，藉此最小化芯網204可被卡住的支撐點(catch point)數目並增加第一形成殼230的耐用性。

芯輥捲總成201亦可包括上部或第二形成殼240，其與第一形成殼230配合以於如下文更詳細地描述的形成製程中給出芯網204之外部形式及尺寸。如圖5所示，第二形成殼240包括第二空腔或凹部242及自第二形成凹部242之端面延伸的第二分離表面244。第二凹部242及第二分離表面244界定於第二形成殼240中且沿著其長度延伸。第二凹部242的中心軸線246係定位在第一分離表面234下方。

[0002]第一形成殼240之第二分離表面244可係平坦的或成角度的。在所繪示之實例中，第二分離表面244包括自第二凹部242之端面延伸的成角度部分244a、244b，及分別自成角度部分244a、244b延伸的平坦部分244c、244d，如圖4所示。在所繪示之實例中，成角度部分244a、244b與和第二凹部242之端面相交的軸線239界定銳角。

第二分離表面244的輪廓與第一分離表面234的輪廓互補，以在如下文更詳細地描述之形成製程期間容許殼230、240之間的緊密接觸，。當殼230、240經組裝時，凹部232、242共同地界定圍繞經輥捲芯網之圓柱形表面。在所繪示之實例中，第一凹部232界定約三分之二的圓柱形表面，且第二凹部242界定約三分之一圓柱形表面。在某 些實例中，第一凹部232界定較第二凹部242更大部分的圓柱形表面。

芯輥捲總成201可進一步包括如圖17中所繪示的張力器400。可先將芯網204饋送通過張力器400，然後再將芯網204之前緣插入至槽形心軸210中。張力器400可包括輥403及橋404，使得橋404可經升高及降低以在輥403與橋404之間插入芯網204。橋404亦可進一步包括一或多個張力構件402，以在橋404處於降低位置時在芯網204上提供恆定的向下力。張力構件402可係，例如，經彈簧朝輥403偏置。因此，張力器400可固持芯網204且當芯網204經輥捲時自輥捲方向提供向後力。此防止芯網204扭轉且被非均勻地饋送至芯輥捲總成201中。張力器400可由任何合適材料製成，諸如，比方說，T型槽擠壓鋁(t-slot extruded aluminum)。張力器400可與芯輥捲總成201在空間上分開，或其可與芯輥捲總成201整合。

進一步參照圖2，槽形心軸210可滑動至下部形成殼230之第一凹部232中。壓縮套管220可分開地安裝在心軸端面218上。然後可將安裝有壓縮套管220之心軸端面218安裝至槽形心軸210的一個端面上。接著通過心軸端面218將可膨脹構件222放置在槽形心軸210內部。芯網204應以此方式輥捲以避免芯網204被夾在第一形成殼230之第一分離表面234上。在至少一個實例中，芯網204之前端通過第一凹部232之第一端面中之一者，且接著插入至第二端面中用於輥捲。

圖6繪示根據本揭示之至少一態樣用來形成芯的形成總成202。圖7繪示形成總成202的分解圖。特別參照圖7及9，形成總成202可包括可膨脹、或可充脹的管248，其可於未膨脹、或消脹組態與經液壓膨脹、或充脹組態之間轉變。可膨脹管248可由任何適當的材料，諸如，比方說，聚胺基甲酸酯製成。可膨脹管248材料係經選擇使得當 將芯網204形成為芯時，如將於下文更詳細地說明，可膨脹管248將不會在損害芯之組成、結構完整性、及/或形狀的程度上實質地黏著、附著至芯或於芯上留下實質的痕量材料。

結合圖6及7所提供的實例係經設計以藉由利用可膨脹管248來產生管狀芯。然而，此並非限制性的。本揭示考慮其他芯設計，諸如，比方說，具有呈五邊形、六邊形、七邊形、八邊形、或任何適當多邊形形式之橫截面的芯。在該等具體例中，可利用幾何上適合的可膨脹圍蔽及支撐圍蔽。

如圖9所示，芯網204之薄片的長度係經組構成切得較可膨脹管248之長度短，使得在芯網204之薄片之端面與可膨脹管248之端面之間界定未捕獲區208。設想其他具體例，其中芯網204未被切短，以致可膨脹管248及芯網204的長度相同、或至少實質上相同。

再次參照圖6及7，形成總成202可進一步包括形成殼總成228。形成殼總成228包括下部、或第一形成殼230及上部、或第二形成殼240。第一及第二形成殼230、240各可由任何適當的固體材料，諸如，比方說，不鏽鋼製成。在一具體例中，形成殼230、240可由與芯網204材料相同的材料製成。第一及第二形成殼230、240各包括界定於其中並沿其長度延伸之空腔或凹部232、242。形成殼230、240之凹部232、242係經組構成互補，使得當使第一及第二形成殼230、240毗鄰接觸時，凹部232、242共同界定圖14及15中所見的接納區域，其經組構成接納經輥捲芯網204。凹部232、242係經定尺寸，使得當其毗鄰接觸時，在芯網204與各個凹部232、242之間界定一間隙。

第一及第二形成殼230、240之凹部232、242係經組構成向芯網204之薄片提供最大變形的固體表面及邊界。凹部232、242係 經組構成當可膨脹管248經液壓膨脹至膨脹組態時作用在環繞可膨脹管248輥捲之芯網204的薄片上。凹部232、242係經組構成界定芯的外徑及最終形狀。在一具體例中，凹部232、242包括如圖4及5中作為一實例顯示的部分圓形橫截面形狀，其具有使得當使第一及第二形成殼230、240毗鄰接觸時，部分圓形凹部232、242在形成殼總成228之整個長度上形成圓形的曲率半徑。設想其他具體例，其中各形成殼230、240之凹部232、242包括其他互補形狀，使得當使第一及第二形成殼230、240毗鄰接觸時，凹部232、242共同形成其他形狀，諸如橢圓形、方形、或芯所欲的任何其他對稱形狀。設想其他實例，其中各形成殼230、240之凹部232、242彼此不同，使得當使第一及第二形成殼230、240毗鄰接觸時，可形成不對稱形狀的芯。凹部232、242可經成形使得任何期望的芯形狀皆係可能的。

再次參照圖7，形成殼總成228可進一步包括第一端面凸緣262及第二端面凸緣264。第一端面凸緣262及第二端面凸緣264係經組構成藉由複數個緊固件272緊固至第一形成殼230及第二形成殼240之端面。在一具體例中，緊固件272可包括經組構成螺旋式地接納在界定於第一及第二形成殼230、240中之螺紋孔中的螺栓。雖然顯示及描述緊固件272，但設想其他用來將端面凸緣262、264耦接至第一及第二形成殼230、240的適當方法，諸如，比方說，利用栓鎖機構、黏著劑、或夾子。

如圖10、11及14所示，第一端面凸緣262包括芯總成接納區域276、環繞芯總成接納區域276延伸的溝槽268、及液壓開口266。如以上所論述，芯網204之薄片的長度係經組構成切得較可膨脹管248之長度短，使得在芯網204之薄片的端面與可膨脹管248的端面之間界 定未捕獲區208。一部分的未捕獲區208係經組構成藉由第一端面凸緣262的芯總成接納區域276接納。此外，O形環270係經組構成定位於溝槽268中，使得O形環270係環繞該部分的未捕獲區208定位。未捕獲區208及O形環270於芯總成接納區域276內的組合於形成殼總成228內產生密封。如圖15所示，第二端面凸緣264實質上類似於第一端面凸緣262。設想其他具體例，其中第一端面凸緣262或第二端面凸緣264中僅一者包括液壓開口266。

第一及第二端面凸緣262、264之液壓開口266係經組構成與液壓源(諸如水源、空氣源、或任何其他適當的液壓源)交互作用。液壓源係經組構成經由液壓開口266向可膨脹管248施加壓力，從而導致可膨脹管248朝膨脹組態轉變。

如前所述，芯形成總成202之一部分的未捕獲區208係經組構成插入通過第一及第二端面凸緣262、264之芯總成接納區域276及O形環270，從而產生密封。該密封允許經由液壓源內部加壓可膨脹管248。該等密封亦防止流體自形成殼總成228逸出或洩漏，並且防止液壓流體與圍繞可膨脹管248的芯網204接觸。此外，如以上所論述，芯網204之薄片的長度係經組構成切得較可膨脹管248之長度短，從而防止芯網204膨脹至第一及第二端面凸緣262、264的不均勻表面，諸如芯總成接納區域276或溝槽268中。

再次參照圖6及7，形成總成202可包括壓力板總成250。壓力板總成250可包括第一壓力板252及第二壓力板254。第一壓力板252係經組構成毗鄰第一形成殼230、第一端面凸緣262、及第二端面凸緣264。第二壓力板254係經組構成毗鄰第二形成殼240、第一端面凸緣262、及第二端面凸緣264。設想其他具體例，其中壓力板252、254 僅接觸形成殼230、240而不接觸端面凸緣262、264。複數個緊固件256可經組構成將第一壓力板252緊固至第二壓力板254。壓力板總成250可經修改尺寸以適應任何數目的形成殼總成。

壓力板總成250係經組構成向形成殼總成228施加預負載壓力，使得當壓力源使可膨脹管248及芯網204液壓膨脹至與形成殼230、240之凹部232、242毗鄰接觸時，形成殼230、240保持經壓縮且其間無間隔。在一具體例中，複數個緊固件256可包括螺栓、螺帽、及墊圈，如圖7所示。本揭示考慮用其他用來防止第一形成殼230與第二形成殼240分離的構件來替代壓力板總成250，諸如栓鎖總成、複數個夾子、或任何其他用來防止第一形成殼230及第二形成殼240於可膨脹管248之加壓期間分離的適當構件。

壓力板總成250係經組構成向形成殼總成228提供額外的結構剛性，以使可膨脹管248之整個加壓過程的變形減至最小。沿壓力板總成250之長度的複數個緊固件256可經組構成將形成殼總成228正中定位於壓力板總成250內。在一具體例中，壓力板總成250可包括充作用於形成殼總成228之定心機制的溝槽。可修改第一及第二壓力板252、254厚度及總體尺寸，諸如以容許可膨脹管248經受較高的內部形成壓力。

原位輥捲及形成總成200係經設計成具有允許容易且便利的組裝/拆卸的特徵。為於形成芯108及使形成總成202減壓後拆卸原位輥捲及形成總成200，將壓力板總成250的緊固件256鬆開或移除，從而允許將形成殼總成228自壓力板252、254之間推出。第二壓力板254含有鉤274，以協助放置及移除第二壓力板254，從而允許更容易地接近形成殼總成228。然後經由移除相關聯的緊固件272來移除第一及 第二端面凸緣262、264。O形環270設計允許凸緣262、264自可膨脹管248的未捕獲區208滑出。如以上所論述，芯網204於形成製程之後保持經變形，從而允許可膨脹管248朝未膨脹組態轉變及自芯108分離開。利用可膨脹管248與芯108之間的空間，可容易地移除可膨脹管248。然後可分離頂部及底部形成殼230、240且可移除芯108。

以上描述的形成總成及相關步驟產生一芯，該芯於擴散結合後經測試及證實包含利用於熱管中所需之適當尺寸(外徑、厚度)、公差(大約±0.001英吋直徑)、孔隙大小及強度。形成總成及相關步驟亦經證實高度可重複地通過多個試驗。

在一具體例中，原位輥捲及形成總成200可經組構以產生指定直徑及厚度(根據凹部232、242的預定尺寸及芯網204的選定層數)之一英尺長的芯。可使用原位輥捲及形成總成200設計來產生用來製造不同長度(如文中詳述)或經稍微修改成分段組裝的連續總成。利用前述形成總成及經由修改凹部232、242之尺寸、形成殼總成228之長度、及芯網204之層數，任何形成芯108之長度、直徑、及厚度皆係可能的。

由於最終芯外徑係由形成殼凹部決定，因此可修改凹部的尺寸及形狀來產生不同尺寸及形狀的形成芯，如以上所論述。

現參照圖16，繪示根據本揭示之至少一態樣用於自芯網原位芯輥捲及形成用於熱管之芯的方法300。在各種態樣中，方法300的一或多個態樣可使用本揭示之裝置、系統中之一或多者來實施。方法300包括使芯網通過張力器朝向原位芯輥捲及形成總成之第一形成殼傳送之步驟302，將原位芯輥捲及形成總成之槽形心軸定位於第一形成殼之第一凹部中之步驟304，將芯網之前緣夾持在槽形心軸與定位於該槽形心軸內之可膨脹構件之間之步驟306，使槽形心軸環繞穿過槽形心軸界定 之縱軸相對於第一形成殼旋轉多個完整的旋轉以形成經輥捲芯網之步驟308，使可膨脹構件消脹以釋放芯網之前緣之步驟310，從第一形成殼移除槽形心軸及可膨脹構件之步驟312，將可膨脹管原位定位於經輥捲芯網內之步驟314，將第二形成殼抵靠第一形成殼緊固之步驟316，及使可膨脹管膨脹以使經輥捲芯網抵靠第一形成殼及第二形成殼之內表面永久變形之步驟318。

在某些態樣中，槽形心軸及/或可膨脹構件係藉由抽取自第一形成殼移除，而不干擾經輥捲芯網。可將槽形心軸及或可膨脹構件拉開，同時芯網仍維持在第一形成殼之凹部上。在某些態樣中，藉由將可膨脹管滑動通過經輥捲芯網之開口的一側而將可膨脹管原位定位於經輥捲芯網內。

除此之外，在某些示例中，方法(例如方法300)包括使用加壓流體來充脹可膨脹管，該加壓流體強制地向外推動芯網材料直至與液壓成型上部及下部固持模體(captive dies)接觸，從而導致芯網材料之壓縮及最終永久變形。在某些實例中，方法(例如方法300)包括產生永久變形之圓柱形芯，該圓柱形芯含有與液壓成型上部及下部固持模體之內徑一致的外徑及由線網層之數目所確定之厚度。在某些態樣中，方法(例如方法300)包括產生含有如藉由氣泡測試所確認之均勻孔徑的永久變形圓柱形芯。

在某些態樣中，方法(例如方法300)包括在減壓之後使可膨脹管與經永久變形之網分開，從而允許將可膨脹管自液壓成型之芯手動移除，而不會對液壓成型之芯造成損壞。液壓成型之芯適於在高溫(>900℃)下擴散結合，其不需要夾具以在擴散結合期間固持且固定於定位。

除非另有特別說明，否則從前述揭露明白，應瞭解，在整個前述揭露中，使用諸如「處理」、「演算」、「計算」、「確定」、「顯示」等術語的討論是指電腦系統或類似電子計算裝置的操作和處理，其操作電腦系統暫存器及記憶體內表示為物理(電子)量的資料及將其轉換成類似地表示為電腦系統記憶體或暫存器或其他此類資訊儲存、傳輸或顯示裝置內的物理量之其他資料。

一或多個組件在本說明書中可稱為「組構成」、「可組構成」、「可操作/可操作成」、「經調適/可調適」、「能夠」、「適用於/符合於」等。熟習該項技藝者將明白，除非上下文另有特別需求，否則「組構成」通常可包括主動狀態組件及/或非主動狀態組件及/或待命狀態組件。

熟習該項技藝者應明白，通常，本說明書且特別是在所附申請專利範圍(例如，所附申請專利範圍的主體)中使用的用語通常是指「開放性(open)」用語(例如，用語「包含(including)」應解釋為「包含但不限於」，用語「具有(having)」應解釋為「至少具有」，用語「包含(includes)」應解釋為「包含但不限於」等)。熟習該項技藝者將更瞭解，如果意欲特定數量的所引用請求項陳述(claim recitation)，則在申請專利範圍中明確陳述此意圖，而在沒有此陳述的情況下，則此意欲就不存在。舉例而言，作為對理解之輔助，以下隨附申請專利範圍可含有介紹性片語「至少一個」及「一或多個」之使用以引入申請專利範圍陳述。然而，此類片語之使用不應視為暗示由不定冠詞「一(a)」或「一個(an)」對申請專利範圍敍述之引入將含有此類所引入申請專利範圍敍述之任何特定申請專利範圍限制於僅含有一個此類敍述的申請專利範圍，即使當同一申請專利範圍包括引入性片語「一或多個」或「至少一個」及諸如「一(a)」 或「一個(an)」之不定冠詞時(例如，「一(a)」及/或「一個(an)」應通常解譯為意謂「至少一個」或「一或多個」)；此情況同樣適用於用以引入申請專利範圍敍述之定冠詞的使用。

此外，即使明確陳述一特定數量的所引用請求項陳述，熟習該項技藝者將明白，這類陳述通常應解釋成至少意指所陳述的數目(例如，沒有其他修飾語之「兩陳述」的真實陳述通常意指至少兩陳述，或兩或多個陳述)。此外，在使用類似於「A、B和C等之至少一者」之公約的彼等情況下，一般此類構造意欲為熟悉本技藝者應瞭解常規之意義(例如，「具有A、B及C中之至少一者的系統」將包括但不限於具有僅A、僅B、僅C、A及B一起、A及C一起、B及C一起及/或A、B及C一起等的系統)。在使用類似「A、B或C中之至少一者等」之常規的彼等情況下，一般此類構造意欲為熟悉本技藝者應瞭解常規之意義(例如，「具有A、B或C中之至少一者的系統」將包括但不限於具有僅A、僅B、僅C、A及B一起、A及C一起、B及C一起及/或A、B及C一起等的系統)。熟悉本技藝者將進一步理解，除非上下文另外規定，否則無論在描述內容、申請專利範圍或圖式中，通常呈現兩個或多於兩個替代性術語之分離性字組及/或片語應理解為涵蓋包括該等術語中之一者、該等術語中之任一者或兩種術語之可能性。例如，片語「A或B」將通常瞭解為包括可能性「A」或「B」或「A和B」。

關於所附申請專利範圍，熟習該項技藝者應明白，其中所列舉的操作通常可採用任何順序執行。而且，雖然順序示出各種操作流程圖，但是應瞭解，可採用所示意說明以外的其他順序來執行各種操作；或者，可同時執行各種操作。除非上下文另外規定，否則此類替代次序之實例可包括重疊、交錯、中斷、重新排序、遞增、預備、補充、同步、反向 或其他變型次序。此外，除非另有特別說明，否則諸如「隨著」、「關於」或其他過去式形容詞之類的用語通常不意欲排除這類變異形式。

值得注意，「一種態樣」、「一態樣」、「一示例」、「一種示例」等的任何參考意味著一結合態樣描述的特定特徵、結構或特性包含在至少一態樣中。因此，在整個說明書中各處出現的片語「在一種態樣」、「在一態樣」、「在一示例性」和「在一種示例性」不必然都意指相同態樣。此外，在一或多個態樣中可採用任何適當方式組合多個特定特徵、結構或特性。

在本說明書中所參考及/或在任何申請資料表(Application Data Sheet)中所列出的任何專利申請案、專利案、非專利公開或其他揭露文獻併入本說明書供參考，在併入的文獻與本說明書不相矛盾的程度上。因此，在必要的程度上，本說明書明確闡述的揭露內容係取代併入本說明書供參考的任何矛盾文獻。併入本說明書供參考但與本說明書闡述的現有定義、聲明或其他揭露文獻相矛盾的任何文獻或其部分，將僅以所併入文獻與現有揭露文獻之間不發生矛盾的程度併入。

多個用語「包含(comprise)」(及任何形式的包含，諸如「包含(comprises)」和「包含(comprising)」)、「具有(have)」(及任何形式的具有，諸如「具有(has)」和「具有(having)」)、「包括(include)」(及任何形式的包括，諸如「包括(includes)」和「包括(including)」)和「含有(contain)」(及任何形式的含有，諸如「含有(contains)」和「含有(containing)」)都是非限定開放式連綴動詞。因此，一種「包含」、「具有」、「包括」或「含有」一或多個元件的系統擁有這類一或多個元件，但不限於僅擁有這類一或多個元件。同樣地，一種「包含」、「具有」、「包括」或「含有」一或多個特徵的系統、裝置或設備的元件擁有這類一 或多個特徵，但不限於僅擁有這類一或多個特徵。

除非另有特別說明，否則本發明中使用的用語「實質上」、「約」或「概略」意指一特定值由熟悉技藝人士所確定的可接受誤差，該誤差部分取決於數值的測量或確定方式。在某些具體例中，用語「實質上」、「約」或「概略」意指在1、2、3或4個標準偏差內。在某些具體例中，用語「實質上」、「約」或「概略」意指在一給定值或範圍的50%、20%、15%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%或0.05%之內。

總之，已描述由於採用本說明書描述的概念而產生的眾多好處。為了示意說明和描述之目的，已呈現一或多個形式的前面描述。其並非意欲為窮盡性的或限於所揭示之精確形式。根據上述教示，修改或變化為可能的。選擇及描述一或多個形式以說明原理及實際應用，從而使熟悉本技藝者能夠利用各種形式及適於所涵蓋之特定用途的各種修改。意圖據此所提交的申請專利範圍定義整個範疇。

202:形成總成 228:形成殼總成 250:壓力板總成 252:第一壓力板 254:第二壓力板 256:緊固件 264:第二端面凸緣 266:液壓開口 272:緊固件 274:鉤

Claims (20)

1. 一種原位芯輥捲及形成總成，其經組構以自芯網輥捲及形成用於熱管之芯，該原位芯輥捲及形成總成包含： 第一形成殼，其經組構以在輥捲該芯網之後原位形成該芯，該第一形成殼包含： 第一凹部；及 第一分離表面，其中該第一凹部之第一中心軸線係定位在該第一分離表面下方； 槽形心軸，其可移除地定位於該第一凹部中，該槽形心軸包含： 第一端面； 第二端面； 細長主體，其在該第一端面及該第二端面中間，該細長主體界定一縱軸；及 槽，其沿著該縱軸延伸，其中該槽經組構以接納該芯網之前緣；及 可膨脹構件，其可藉流體膨脹至膨脹組態，其中該可膨脹構件係可移除地定位於該槽形心軸內部，且其中該可膨脹構件係經組構以在該膨脹組態中接觸該芯網之前緣，使得該芯網之前緣被夾在該槽形心軸與該可膨脹構件之間，其中該槽形心軸可環繞該縱軸相對於該第一凹部旋轉，以使該芯網環繞該槽形心軸之外表面包覆。
2. 如請求項1之原位芯輥捲及形成總成，其進一步包含第二形成殼，該第二形成殼可在輥捲該芯網以原位形成該芯之後抵靠該第一形成殼定位，其中該第二形成殼包含： 第二凹部；及 第二分離表面，其中該第二凹部之第二中心軸線係定位在該第二分離表面上方。
3. 如請求項2之原位芯輥捲及形成總成，其中該第一凹部包含第一圓弧長度，其中第二凹部包含第二圓弧長度，且其中該第一圓弧長度大於該第二圓弧長度。
4. 如請求項2之原位芯輥捲及形成總成，其包含包括該第一形成殼及該第二形成殼之液壓成型模體總成。
5. 如請求項2之原位芯輥捲及形成總成，其中該第一形成殼及該第二形成殼當組裝在一起用來形成該芯時共同地界定該芯的外徑。
6. 如請求項1之原位芯輥捲及形成總成，其進一步包含與該第一形成殼間隔開的張力器，其中該芯網可在該槽形心軸處於該第一形成殼之該第一凹部中的同時通過該張力器傳遞至該槽形心軸。
7. 如請求項6之原位芯輥捲及形成總成，其中該張力器包括： 輥；及 橋，其經組構以經升高及降低從而將該芯網插入該輥與該橋之間。
8. 如請求項7之原位芯輥捲及形成總成，其中該橋包括經組構以在該輥上維持恆定力的張力構件。
9. 如請求項8之原位芯輥捲及形成總成，其中該等張力構件係經彈簧朝該輥偏置。
10. 如請求項6之原位芯輥捲及形成總成，其中該張力器包含由具有橋之T型槽擠壓鋁製成的支撐結構。
11. 如請求項4之原位芯輥捲及形成總成，其中該液壓成型模體總成係經組構以藉由將該經輥捲芯網永久變形成圓柱形結構來形成該芯，當在經組裝組態中於輥捲之後該圓柱形結構包含與由該第一形成殼及該第二形成殼所界定之該液壓成型模體總成之內徑一致的外徑。
12. 如請求項4之原位芯輥捲及形成總成，其中該液壓成型模體總成包括於該輥捲之後可定位於該經輥捲芯網內部的可膨脹管，且其中該可膨脹管係經組構以藉由當在經組裝組態中於輥捲之後使該經輥捲芯網抵靠由該第一形成殼及該第二形成殼所界定之該液壓成型模體總成的內表面永久變形而形成該芯。
13. 如請求項4之原位芯輥捲及形成總成，其中該可膨脹構件係可膨脹氣囊。
14. 如請求項2之原位芯輥捲及形成總成，其中該第一分離表面係遠離該第一凹部向上成角度，且該第二分離表面係遠離該第二凹部向下成角度。
15. 一種用於自芯網原位芯輥捲及形成用於熱管之芯的方法，該方法包含： 使該芯網通過張力器朝向原位芯輥捲及形成總成之第一形成殼傳送； 將該原位芯輥捲及形成總成之槽形心軸定位於該第一形成殼之第一凹部中； 將該芯網之前緣夾持在該槽形心軸與定位於該槽形心軸內之可膨脹構件之間； 使該槽形心軸環繞穿過該槽形心軸界定之縱軸相對於該第一形成殼旋轉多個完整的旋轉以形成經輥捲芯網； 將該可膨脹構件消脹以釋放該芯網之前緣； 從第一形成殼移除該槽形心軸及該可膨脹構件； 將可膨脹管原位定位於該經輥捲芯網內； 將第二形成殼抵靠該第一形成殼緊固； 將該可膨脹管膨脹以使該經輥捲芯網抵靠該第一形成殼及該第二形成殼之內表面永久變形。
16. 如請求項15之用於自芯網原位芯輥捲及形成用於熱管之芯的方法，其中該從第一形成殼移除該槽形心軸及該可膨脹構件係在維持該經輥捲芯網安置於該第一形成殼中的同時執行。
17. 如請求項15之用於自芯網原位芯輥捲及形成用於熱管之芯的方法，其中該從第一形成殼移除該槽形心軸及該可膨脹構件係在不干擾該經輥捲芯網的情況下進行。
18. 如請求項15之用於自芯網原位芯輥捲及形成用於熱管之芯的方法，其中該第二形成殼包含第二凹部，該第二凹部包含第二圓弧長度，其中該第一凹部包含第一圓弧長度，且其中該第一圓弧長度大於該第二圓弧長度。
19. 如請求項15之用於自芯網原位芯輥捲及形成用於熱管之芯的方法，其中該第一形成殼及該第二形成殼當組裝在一起用於形成該芯時共同地界定該芯之外徑。
20. 如請求項15之用於自芯網原位芯輥捲及形成用於熱管之芯的方法，其中該第一形成殼進一步包含第一分離表面，其中該第二形成殼包含第二分離表面及第二凹部，且其中該第一分離表面係遠離該第一凹部向上成角度，且該第二分離表面係遠離該第二凹部向下成角度。