专利名称：超热增能传热工质及其传热元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及传热技术领域中的传热工质及传热元件。
背景技术：
在传统传热领域，热管技术是目前被广泛地应用于不同行业的最先进技术，其导热性比银、铜、铝等可高几个数量级，已形成的Cotter理论体系对热管的各种性能指标进行了计算。综合而言，热管的技术性能有A、很高导热性由于其热阻小，与银、铜、铝相比单位质量的热管可多传递几个数量级的热量。
B、优良的保温性。
C、热流密度可变性通过改变热管的面积，方便的改变热流密度。
D、热流方向可逆性。
E、热二极管及热开关性能。
F、可控热管的温度可控性。
G、环境适应性。
但其存在的技术难点及缺陷为A、产生不凝性气体由于工作液体与管壳材料发生化学反应，从而可能产生不凝性气体，这种不良气体使热管工作恶化，传热能力降低甚至失效。
B、工作液体物性恶化由于工作介质在一定温度下逐渐改变其物理性能，某些工质性能将不稳定。
C、管壳材料的腐蚀、溶解某些工质对壳体产生腐蚀、溶解，因而对壳体及工质的配合须经特别选择，否则将出现被腐蚀、溶解的可能性。
专利号为95110042，95230245的中国专利公开了一种以水为主体的加入其他7种化学物质组成的混合物热管工质，所加入的7种化学物质是氧化钠、氯酸蓝、辛烷值、乙醇、盐酸、食盐、油(食用油或机油)。专利公开了使用混合工质作为热管工质的方法，为热管技术的进步作出了贡献。但专利中公开的混合物工质都属于相变类物质，热管在工作过程中，它们都要发生相变，从本质上来说，仍属于传统意义上的热管工质。所以其所述传热效率及速度仅比传统热管略有提高，但远达不到本发明的效果，不具有本发明的性能。
专利号为89108521、89104485、95225775、97180042的中国专利公开了另一类热管工质配方以及用这类工质制作的热管，公开的工质由缓蚀剂、激发剂、导热剂三部分组成，用其制作热管时，将它们分为三层涂布于传热管装置内壁，吸真空后封装。由以上专利公开的工质和热管，热管在传热过程中的热效率最多只能接近100％，不能超过100％，不具有在传热过程中超热增能的性能与效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种传热效率大于1的传热工质及其传热器件。
本发明的内容如下一种超热增能传热工质，其特征是由选自A类物质中的至少一种物质与选择B类物质中的至少一种物质组合所形成的物质，其中，A类物质为纳、奈、钾、铯、导热油、水、汞、联苯、导热姆、丙酮、氨、甲醇、乙醇、F-22、乙烷、氮等物质；B类物质为金属氧化物、绿柱石、钴蓝、硼酸钨镉、钛酸钾、碳化硼、铬酸锶、偏铝酸锂、重铬酸钾、重铬酸钠等物质。
上述所说的B类物质金属氧化物为选自四氧化三锰、氧化钴、氧化钽、四氧化三铁、三氧化锆、氧化钇、氧化铍、氧化镱、氧化镝、氧化硼、氧化硅、氧化铝中的氧化物。
上述所说的组合物可由B类物质金属氧化物为选自四氧化三锰、氧化钴、氧化镤、四氧化三铁、三氧化锆、氧化钇、氧化铍、氧化镱、氧化镝、氧化硼、氧化硅、氧化铝中的氧化物。
上述所说的组合物可由至少一种选自A类物质中的物质与至少二种选自B类物质中的物质组合所形成的物质。
上述所说的组合物可由至少一种选自A类物质中的物质与至少三种选自B类物质中的物质组合所形成的物质。
上述所说的组合物可由至少一种选自A类物质中的物质与至少五种选自B类物质中的物质组合所形成的物质。
上述所说的组合物可由至少一种选自A类物质中的物质与至少七种选自B类物质中的物质组合所形成的物质。
上述所说的组合物可由至少二种选自A类物质中的物质与至少二种选自B类物质中的物质组合所形成的物质。
上述所说的组合物可由至少二种选自A类物质中的物质与至少三种选自B类物质中的物质组合所形成的物质。
上述所说的组合物可由至少二种选自A类物质中的物质与至少五种选自B类物质中的物质组合所形成的物质。
上述所说的组合物可由至少三种选自A类物质中的物质与至少二种选自B类物质中的物质组合所形成的物质。
上述所说的组合物可由至少三种选自A类物质中的物质与至少五种选自B类物质中的物质组合所形成的物质。
上述所说的组合物由至少四种选自A类物质中的物质与至少五种选自B类物质中的物质组合所形成的物质。
上述所说的组合物，B类物质为选自重铬酸钾、重铬酸钠、绿柱石、钴蓝、氧化镝、二氧化锆、铬酸锶和四氧化三锰中的至少三种物质。
上述所说的组合物，B类物质选自氧化钴、绿柱石、钴蓝、硼酸钨镉、钛酸钾、碳化硼、氧化钽、四氧化三铁中的至少二种物质，所选B类物质先混合并加热不低于5℃后再与A类物质混合。
由上述工质制备导热元件，是通过将配备好的超热增能传热工质灌装入中空密封的容器，经封装制成超热增能传热工质导热元件。
灌装工质是在真空状态下灌入密封容器，灌装时B类物质的温度不低于5℃。
本发明的核心思想是在作为基本传热剂的A类物质中加入作为超热增能物质的B类物质形成混合物工质，以增大传热器件在传热过程中的传热效率。
在本发明中，代表传统热管技术的A类传热工质加入到一定的传热装置中，利用相变原理可实现热能的较高效率传输。由于在A类物质中加入在一定条件下可转换、释入热能的B类物质，且B类物质在传热过程中转换、释放的热能大于传热装置由于其热阻而损失的热能，因此传热效率可大于100％，突破了传统思维下传热效率不能大于100％的极限值。
通过大量反复的实验，本发明终于实现了本发明的上述发明目的，找到并确定了在一定条件下可持续转换、释放的B类物质，针对A类物质将其按不同的比例配比经优化筛选确定了B类物质中的某种适于A类物质的组合，该种组合使得工质在传热过程中将热阻损失的能量由B类物质转换、释放出更多的热能弥补后，综合热效率大于1。
根据本发明的超热增能工质制成的传热器件，可实现如下性能A、新一代超热管用本发明的技术所生产的超热管，完全具有热管所具有的一切技术特征，经实验检测和工程实验表明超热管完全可以取代传统热管，除具有传统热管的技术特征外，超热管还具备很多传统热管不具备的性能。
B、超热管传导能力用本发明的技术制作的热管具有非常优秀的热传导能力，其热传导能力比自然界中传热最快的白银还快7700～30000多倍，具有超传统热管的传热能力。
C、增能传热能力用本发明的技术制作的超热管具有增能传热能力，该种能力主要是依赖于工质在达到工作状态后可以转换、释放热能，并且转换、释放的热能大于在热能传递过程中损失的热能，其综合效果使得热能在传递过程中，出现增能传热的现象。
本发明所揭示的超热增能传热工质改善了普通传热工质的传热能力，可使热能几乎无热阻传递，并且增加了传热效率，可使传热效率大于1。按上述A、B两类不同比例物质配制的特种传热工质，化学性能稳定，使用寿命持久，对相应的容器材料碳钢，低合金耐热钢、不锈耐热钢、非金属材料无任何腐蚀。
本发明技术及产品已在石油、冶金、电力等行业进行了实验，产生了明显的节能效果和经济效益。
四、附表说明附表1是用本发明公开的超热增能传热工质和传热元件进行实验所测的数据。由表中可以看出本发明具有传热增能性能和超强的传热能力。
实验是在特制的蒸气室与水中进行，热管加热段为光管，外径32mm，段长240mm，加热介质为98℃饱和水蒸气。冷却段为光管，外径32mm，段长760mm，冷却介质为19℃清水。
五具体实施例方式
以下为本发明的实施方案中的几种方式，因本发明的技术方案有很多种，很难将全部方案列举完毕，只要依据本发明的原理及方法进行，即可将本发明实施。
在以下的实施例中各组分的份数均为重量份数。
实施例1在100份水中加入重铬酸钾 3～6份重铬酸钠 15～17份绿柱石6～9份钴 蓝10～15份氧化镝3～5份二氧化锆 5～7份铬酸锶10～12份四氧化三锰22～23份实施例2在100份A类物质导热油加入氧化铍7～9份钴 蓝2～4份二氧化锆 10～12份偏铝酸锂 3～5份碳化硼12～17份四氧化三锰3～7份氧化硼4～5份氧化钇1～2份实施例3在100份A类物质中乙醇中加入
铬酸锶3～7份四氧化三锰4～9份重铬酸钾 6～10份重铬酸钠 30～32份氧化钴20～23份钛酸钾2～4份实施例4在A类物质中联 苯3～7份导热姆9～13份加入B类物质绿柱石30～35份四氧化三锰30～32份钴 蓝32～40份实施例5在A类物质中钾1～3份钠3～7份加入B类物质绿柱石3～6份氧化钽7～9份二氧化锆 2～9份硼酸钨镉 6～10份钴 蓝1～8份实施例6在A类物质中钠3～6份氨6～7份加入B类物质中硼酸钨镉 3～6份绿柱石4～7份钴 蓝15～20份氧化钛30～35份实施例7在A类物质中铯3～9份汞5～15份加入B类物质钛酸钾3～5份四氧化三锰40～50份氧化硼2～7份二氧化锆 6～9份实施例8在A类物质中氨20～31份水70～100份乙醇 10～20份加入B类物质钛酸钾10～14份氧化硼12～17份绿柱石2～3份钴 蓝5～10份实施例9在A类物质中纳1～3份钾2～5份铯 2～2份汞 7～10份甲醇80～90份乙醇78～89份加入B类物质氧化硼 30份二氧化锆30～35份绿柱石 40～50份实施例10在A类物质中纳 1～2份钾 2～4份甲醇80～90份乙醇17～30份加入B类物质氧化钛 10～13份实施例11在A类物质中纳 1～4份奈 4～6份钾 1～3份导热油 2～6份汞 1～5份导热姆 1～9份丙酮10～11份氨 17～19份甲醇4～7份乙醇30～31份氮3～4份加入B类物质绿柱石20～25份钴蓝 34～45份硼酸钨镉 34～40份钛酸钾40～45份碳化硼56～70份铬酸锶78～89份偏铝酸锂 1～3份重铬酸钾 40～45份重铬酸钠 2～4份四氧化三锰3～5份氧化钴5～7份氧化镤4～6份四氧化三铁3～5份二氧化钴 5～7份氧化钇6～7份氧化铍7～9份氧化镱4～6份氧化镝6～7份氧化硼6～9份氧化硅5～7份氧化铝7～9份优选方案1实施例1在100份水中加入重铬酸钾 3份重铬酸钠 16份绿柱石9份钴蓝 11份氧化镝4份二氧化锆 6份铬酸锶10份四氧化三锰22份优选方案2在100份A类物质导热油加入氧化铍7份钴蓝 2份二氧化锆 11份偏铝酸锂 3份碳化硼16份四氧化三锰6份氧化硼4份氧化钇2份优选方案3在100份A类物质中乙醇中加入铬酸锶4份四氧化三锰5份重铬酸钾 7份重铬酸钠 30份氧化钴20份钛酸钾3份优选方案4在A类物质中联苯 3份导热姆11份加入B类物质绿柱石32份四氧化三锰30份钴蓝 38份优选方案5在A类物质中钾2份钠3份加入B类物质绿柱石5份氧化钽7份二氧化锆 9份硼酸钨镉 7份钴蓝 8份优选方案6在A类物质中钠4份氨6份加入B类物质中硼酸钨镉 5份绿柱石7份钴蓝 16份氧化钛30份优选方案7在A类物质中铯4份汞5份加入B类物质的钛酸钾5份四氧化三锰40份氧化硼5份二氧化锆 7份优选方案8在A类物质中氨23份水79份乙醇 11份加入B类物质钛酸钾11份氧化硼13份绿柱石2份钴蓝 9份优选方案9在A类物质中纳2份钾4份铯3份汞7份甲醇 90份乙醇 89份加入B类物质氧化硼30份二氧化锆 32份绿柱石45份优选方案10在A类物质中
纳 1份钾 3份甲醇81份乙醇19份加入B类物质氧化钛 10份优选方案11在A类物质中纳 2份奈 5份钾 2份导热油 4份汞 1份导热姆 7份丙酮14份氨 17份甲醇8份乙醇30份氮 3份加入B类物质绿柱石 20份钴蓝38份硼酸钨镉39份钛酸钾 40份碳化硼 56份铬酸锶 79份偏铝酸锂2份重铬酸钾44份重铬酸钠 3份四氧化三锰4份氧化钴5份氧化镤5份四氧化三铁4份二氧化钴 6份氧化钇6份氧化铍7份氧化镱4份氧化镝6份氧化硼8份氧化硅7份氧化铝8份附表1
权利要求
1.一种超热增能传热工质，其特征是由选自A类物质中的至少一种物质与选择B类物质中的至少一种物质组合所形成的物质，其中，A类物质为纳、奈、钾、铯、导热油、水、汞、联苯、导热姆、丙酮、氨、甲醇、乙醇、F-22、乙烷、氮等物质；B类物质为金属氧化物、绿柱石、钴蓝、硼酸钨镉、钛酸钾、碳化硼、铬酸锶、偏铝酸锂、重铬酸钾、重铬酸钠等物质。
2.如权利要求1所述超热增能传热工质，其特征是所说的B类物质金属氧化物为选自四氧化三锰、氧化钴、氧化钽、四氧化三铁、三氧化锆、氧化钇、氧化铍、氧化镱、氧化镝、氧化硼、氧化硅、氧化铝中的氧化物。
3.如权利要求2所述超热增能传热工质，其特征是由至少一种选自A类物质中的物质与至少二种选自B类物质中的物质组合所形成的物质。
4.如权利要求2所述超热增能传热工质，其特征是由至少一种选自A类物质中的物质与至少三种选自B类物质中的物质组合所形成的物质。
5.如权利要求2所述超热增能传热工质，其特征是由至少一种选自A类物质中的物质与至少五种选自B类物质中的物质组合所形成的物质。
6.如权利要求2所述超热增能传热工质，其特征是由至少一种选自A类物质中的物质与至少七种选自B类物质中的物质组合所形成的物质。
7.如权利要求2所述超热增能传热工质，其特征是由至少二种选自A类物质中的物质与至少二种选自B类物质中的物质组合所形成的物质。
8.如权利要求7所述超热增能传热工质，其特征是由至少二种选自A类物质中的物质与至少三种选自B类物质中的物质组合所形成的物质。
9.如权利要求8所述超热增能传热工质，其特征是由至少二种选自A类物质中的物质与至少五种选自B类物质中的物质组合所形成的物质。
10.如权利要求2所述超热增能传热工质，其特征是由至少三种选自A类物质中的物质与至少二种选自B类物质中的物质组合所形成的物质。
11.如权利要求10所述超热增能传热工质，其特征是由至少三种选自A类物质中的物质与至少五种选自B类物质中的物质组合所形成的物质。
12.如权利要求2述超热增能传热工质，其特征是由至少四种选自A类物质中的物质与至少五种选自B类物质中的物质组合所形成的物质。
13.如权利要求1或2所述超热增能传热工质，其特征是当A类物质选自水时，B类物质为选自重铬酸钾、重铬酸钠、绿柱石、钴蓝、氧化镝、二氧化锆、铬酸锶和四氧化三锰中的至少三种物质。
14.如权利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9或10或11或12或13所述超热增能传热工质，其特征是当B类物质选自氧化钴、绿柱石、钴蓝、硼酸钨镉、钛酸钾、碳化硼、氧化钽、四氧化三铁中的至少二种物质，所选B类物质先混合并加热不低于5℃后再与A类物质混合。
15.一种用权利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9或10或11或12或13所述超热增能传热工质生产的导热元件，其特征是将配备好的超热增能传热工质灌装入中空容器后密封，制成超热增能传热工质导热元件。
16.如权利要求15所述超热增能传热工质导热元件，其特征是工质是在真空状态下灌入密封容器，且灌装时B类物质的温度不低于5℃。
全文摘要
本发明公开了一种超热增能传热工质及用其生产制作的传热元件,超热增能传热工质是由分别选自至少一种的作为基本传热作用的A类物质和作为增能物质的B类物质组合形成的混合物,其中A物质主要有:钠、奈、钾、铯、导热油、水、汞、丙酮、氨、甲醇、乙醇、F－22、乙烷、氮；B类物质主要有:四氧化三锰、氧化钴、绿柱石、钴蓝、硼酸钨镉、钛酸钾、碳化硼、氧化钽、四氧化三铁、三氧化锆、铬酸锶、偏铝酸锂、重铬酸钠、氧化钇、氧化铍、氧化镱、氧化镝、氧化硼、氧化硅、氧化铝等。传热元件是由密闭的容器抽成真空状态,置入上述传热工质后封装制成的。超热增能传热工质改善了普通传热工质的传热能力,可使热能几乎无热阻传递,并且增加了传热效率,可使传热效率大于1。
文档编号C09K5/00GK1422931SQ0112910
公开日2003年6月11日 申请日期2001年11月23日 优先权日2001年11月23日
发明者安家顺, 王士君, 陈行毅 申请人:成都奥能知科技有限公司