熱管及熱管換熱器的製作方法
2023-06-18 03:29:16 2
專利名稱：熱管及熱管換熱器的製作方法
技術領域：
本發明涉及熱傳遞技術領域，特別是涉及一種熱管及熱管換熱器。
背景技術：
熱管是一種廣泛應用於宇航、軍工、散熱器製造等行業的傳熱元件，它充分利用了熱傳導原理與致冷介質的快速熱傳遞性質，透過熱管將發熱物體的熱量迅速傳遞到熱源夕卜，其導熱能力超過任何已知金屬的導熱能力。熱管的一端為位於相對低處的蒸發段(加熱段)，另一端為位於相對高處的冷凝段(冷卻段)，還可以根據應用需要在蒸發段和冷凝段中間布置絕熱段，將管內抽成負壓後充以適量的液體工質加以密封。當熱管在重力場中應用時，蒸發段受熱，熱管中的液體工質蒸發汽化，蒸汽在微小的壓差下流向高處的冷凝段，放出熱量後凝結成液體，液體在重力作用下流回低處的蒸發段。熱管技術改變了傳統散熱器的設計思路，擺脫了單純依靠高風量電機來獲得更好散熱效果的單一散熱模式，使得散熱器即便採用低轉速、低風量電機，同樣可以得到滿意效果，使得困擾風冷散熱的噪音問題、高耗能問題得到良好解決，開闢了散熱行業新天地。由上述描述可以看出，熱管的換熱效率與熱管表面積的大小成正比例關係，與熱管的蒸發段的體積(或截面積)無關，因此，為提高熱管換熱效率，應儘可能增加熱管長度，減小熱管的截面積大小(儘可能減小熱管的直徑)。但是，當熱管細到一定程度後，熱管的的強度會變得非常的小，無法進行實際應用，因此，現有熱管，特別是以直立方式部署在熱交換器內的熱管，因需要在熱管蒸發段充入較多的工質液體使得熱交換器的成本居高不下；另外，由於不接觸熱管蒸發段內表面的工質液體無法形成蒸發氣泡核心而使熱管的換熱效率相對較低。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種熱管及熱管換熱器，可解決現有換熱器產品成本高、換熱效率相對較低的的問題。為了解決上述問題，本發明公開了一種熱管，包括蒸發段、冷凝段、填充在所述蒸發段的工質液體，以及，填充在所述蒸發段的填充顆粒，其中，所述填充顆粒的密度為所述工質密度的1.2 1.5倍。優選的，所述填充顆粒採用聚氯乙烯材料製成。優選的，所述填充顆粒為在密度大於所述工質密度1.5倍的材料外表面覆蓋一層聚乙烯、聚丙烯、四氟乙烯或ABS樹脂製成。優選的，所述填充顆粒為聚乙烯、聚丙烯、四氟乙烯或ABS樹脂與鋼粉末或鐵粉末的共熔擠出物切割後製成。優選的，所述填充顆粒為球體、六面體或其他空間形狀；所述填充顆粒的最大尺寸不大於所述熱管內徑的0.9倍。
優選的，所述填充顆粒的最大尺寸為所述熱管內徑的0.6 0.8倍。優選的，所述熱管還包括位於所述蒸發段和冷凝段之間的中間絕熱段優選的，所述工質液體為氟利昂、酒精、乙醚、丙酮或水。根據本發明的另一優選實施例，還公開了一種熱管換熱器，包括組裝在一起的多根上述熱管。與現有技術相比，本發明具有以下優點:本發明優選實施例中，在熱管的蒸發段填充了成本較低的填充顆粒後，可佔用成本較高的工質液體(如氟利昂)不參與蒸發傳熱部分的體積，減小了工質液體的灌注量，從而降低熱管及熱管換熱器的成本。另外，處於工質液體內的填充顆粒可擴大熱管內工質的接觸面積，減小工質工作時氣泡在熱管內壁的佔用面積，從而進一步提聞熱管的傳熱效率。
圖1是本發明熱管第一實施例的結構示意圖；圖2是本發明熱管第二實施例的結構示意圖。
具體實施例方式為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。參照圖1，示出了本發明熱管第一實施例的結構示意圖，包括蒸發段1、冷凝段2、填充在蒸發段I中的工質液體3，以及，填充在蒸發段I中的填充顆粒4，其中:填充顆粒4的密度為工質液體3的密度的1.2 1.5倍，以保證填充顆粒4不會漂浮在工質液體3的表面影響熱管的傳熱效率；本優選實施例中的工質液體3可採用氟利昂、酒精、乙醚、丙酮或水。為保證填充顆粒4的化學性能可靠，物理結構穩定，使得填充到熱管蒸發段I中的填充顆粒4不會與工質液體3或熱管材料發生化學反應，也不會因長期震動、衝擊破碎產生細小粉末，填充顆粒4可採用下述方式製備:方式一:採用物理和化學性能均滿足上述要求的聚氯乙烯材料製備成聚氯乙烯填充顆粒；方式二:在密度大於工質密度1.5倍的材料(如鋼、鐵等)外表面覆蓋一層聚乙烯、聚丙烯、四氟乙烯或ABS樹脂(丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物，AcrylonitrileButadiene Styrene)的方式製備成複合材料的填充顆粒,該複合材料的密度為上述工質密度的1.2 1.5倍；方式三:將聚乙烯、聚丙烯、四氟乙烯或ABS樹脂與密度較高的材料粉末(如鋼粉末或鐵粉末)的共熔擠出物切割後形成的混合材料的填充顆粒，該混合材料的密度為上述工質密度的1.2 1.5倍。上述方式製備填充顆粒4的優點是成本低廉，易於製造生產，生產使用過程環保安全。為避免填充顆粒4外表面與熱管內壁緊貼而造成影響熱管傳熱的問題將填充顆粒4製備成球體、六面體或其他空間形狀；另外，填充顆粒的最大尺寸不大於所述熱管內徑的0.9倍，填充顆粒優選的最大尺寸為熱管內徑的0.6 0.8倍。參照圖2，示出了本發明熱管第二實施例的結構示意圖，本優選實施例中的熱管除包括第一實施例公開的蒸發段1、冷凝段2、填充在蒸發段I中的工質液體3，以及，填充在蒸發段I中的填充顆粒4之外，還包括位於蒸發段I和冷凝段2之間的中間絕熱段5，以保證本優選實施例熱管能夠應用到分離式熱管換熱器中。需要說明的是，上述實施例中的熱管可以根據實際需要設置部署方式，既可以採用附圖1所示的傾斜部署方式(即熱管與水平方向的夾角大於0°、小於90°，優選的上傾角度為5° 7° )，也可以採用附圖2所示的立式部署方式(即熱管與水平方向夾角為90° )，本發明對此並不加以限制。將上述熱管實施例中的多根熱管組裝在一起，構成熱管換熱器:當熱管換熱器水平安裝時，熱管的冷凝段2—端需要上傾5° 7°，在與空氣換熱時，熱管的蒸發段I進熱空氣，冷凝段2進冷空氣；熱管換熱器還可以採用分離部署方式，包括蒸發器和冷凝器，其中，熱管的蒸發段I部署在熱管換熱器的蒸發器中，熱管的冷凝段2部署在熱管換熱器的冷凝器中，蒸發段I和冷凝段2之間通過中間絕熱段5連接。本說明書中的各個實施例均採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。以上對本發明所提供的一種熱管及熱管換熱器進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對於本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式
及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
權利要求
1.一種熱管，包括蒸發段、冷凝段和填充在所述蒸發段的工質液體，其特徵在於，還包括填充在所述蒸發段的填充顆粒，其中，所述填充顆粒的密度為所述工質密度的1.2 1.5倍。
2.如權利要求1所述的熱管，其特徵在於:所述填充顆粒採用聚氯乙烯材料製成。
3.如權利要求1所述的熱管，其特徵在於:所述填充顆粒為在密度大於所述工質密度1.5倍的材料外表面覆蓋一層聚乙烯、聚丙烯、四氟乙烯或ABS樹脂製成。
4.如權利要求1所述的熱管，其特徵在於:所述填充顆粒為聚乙烯、聚丙烯、四氟乙烯或ABS樹脂與鋼粉末或鐵粉末的共熔擠出物切割後製成。
5.如權利要求1所述的熱管，其特徵在於，所述填充顆粒為球體、六面體或其他空間形狀；所述填充顆粒的最大尺寸不大於所述熱管內徑的0.9倍。
6.如權利要求5所述的熱管，其特徵在於，所述填充顆粒的最大尺寸為所述熱管內徑的0.6 0.8倍。
7.如權利要求1所述的熱管，其特徵在於，所述熱管還包括位於所述蒸發段和冷凝段之間的中間絕熱段。
8.如權利要求1所述的熱管，其特徵在於，所述工質液體為氟利昂、酒精、乙醚、丙酮或水。
9.一種熱管換熱器，其特徵在於，所述熱管換熱器包括組裝在一起的多根如權利要求1 8之一所述的熱管。
全文摘要
本發明提供了一種熱管及熱管換熱器，所述熱管包括蒸發段、冷凝段、填充在所述蒸發段的工質液體，以及，填充在所述蒸發段的填充顆粒，其中，所述填充顆粒的密度為所述工質密度的1.2～1.5倍。本發明在熱管的蒸發段填充了成本較低的填充顆粒後，可佔用成本較高的工質液體(如氟利昂)不參與蒸發傳熱部分的體積，減小了工質液體的灌注量，從而降低熱管及熱管換熱器的成本；另外，處於工質液體內的填充顆粒可擴大熱管內工質的接觸面積，減小工質工作時氣泡在熱管內壁的佔用面積，從而進一步提高熱管的傳熱效率。
文檔編號F28D15/02GK103175424SQ20111044112
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月26日 優先權日2011年12月26日
發明者王永剛, 秘松波 申請人:北京泰豪智能科技有限公司