一种热管以及一种热交换器的制作方法

本发明涉及导热装置，尤其涉及一种热管以及一种热交换器。

背景技术：

目前，热管的运用范围相当广泛，最早期运用于航天领域，现早已普及运用于各式热交换器、冷却器、天然地热引用等等，担任起快速热传导的角色；一般的热管由管壳和吸液芯组成，其中，管壳内抽成负压状态，吸液芯设置在管壳内，且管壳内充入有液体；使用时，外部热介质与热管一端接触，热管一端受热，液体迅速蒸发形成蒸汽，蒸汽在微小的压力差下流向热管另外一端，并且释放出热量，重新凝结成液体，液体再在吸液芯的毛细力的作用流回蒸发端，如此实现导热；但是，

(1)现有的热管采用一端受热，一端冷却的方式，使得其需要设置来实现工质在热管两端的循环流动；

(2)现有的热管应用于热交换器等设备以实现对烤炉烟气热量的回收利用时，另外配备装有冷却液体的水箱来接收其释放的热量，且热管通过焊接等方式焊接在水箱上，如此，在水箱内的冷却液体吸收热量而热蒸发时，加大了水箱的压力，易导致水箱爆裂；同时，在外部设备给水箱供水时，在水箱内造成一定的脉冲，导致上述焊接等应力较集中的地方易发生爆裂，存在一定的安全隐患。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种热管，其能省去水箱，且可避免应用于热交换器等设备发生爆裂等安全隐患。

本发明的目的之二在于提供一种热交换器。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种热管，包括外管体和内管体；所述内管体穿设在所述外管体内，并形成有供外部冷却液体通过的冷却通道；所述内管体的相对两端分别伸出所述外管体外，并分别对应形成有进液口和出液口；所述进液口和所述出液口分别与所述冷却通道连通；所述内管体和所述外管体之间的空隙形成为真空腔；所述真空腔内充入有工质。

进一步地，所述外管体为金属外管体，所述外管体的外侧壁涂有第一防腐涂层。

进一步地，所述内管体为金属内管体，所述内管体伸出所述外管体外的部位外侧涂有第二防腐层。

进一步地，所述外管体上固定有多根金属翅片，多片所述金属极片沿所述外管体的长度方向依次间隔排列。

本发明的目的之二采用如下技术方案实现：

一种热交换器，包括箱体和如权利要求1-4任一项所述的热管；所述箱体形成有腔体，并形成有错开设置的进气口和出气口；所述热管固定在所述腔体内。

进一步地，所述内管体和所述外管体平行设置，所述热管水平设置。

进一步地，所述进气口和所述出气口相对设置并沿第一方向分布；所述热管的长度方向垂直于所述第一方向。

进一步地，所述热交换器包括至少一组热管单元，所述热管单元均包括至少两根所述热管；所述热管单元的至少两根所述热管从所述进气口向所述出气口的方向依次间隔排列。

进一步地，所述热交换器还包括进液管和出液管；所述进液管与对应于所述出气口的热管的进液口连通；所述出液管与对应于所述进气口的热管的出液口连通；任意两相邻所述热管中，靠近所述出气口的热管的出液口与远离所述出气口的热管的进液口连通。

进一步地，所述热管单元的数量为至少两组，至少两组所述热管单元沿第二方向依次间隔排列，所述第二方向分别垂直于所述第一方向和所述热管的长度方向。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明通过在外管内设置具有冷却通道的内管体，冷却液体从进液口进入冷却通道并从出液口排出，在外管体受热时，液体的工质在受热蒸发后与内管体内的冷却液体热交换，并重新冷凝成液态的工质以进行下一次导热，如此，外管体可整体受热，工质无需在热管的两端循环流动，可省去吸液芯，且冷却液体导入内管体的冷却通道内，进而省去水箱。

同时，冷却液体在内管体内流动可降低脉冲，避免由于脉冲造成的爆裂，且冷却液体在流动状态中吸收热量并及时排出内管体，相对采用水箱固定吸热，可避免冷却液体受热蒸发造成压力过大而产生爆裂的可能，进而降低安全隐患。

附图说明

图1为本发明热交换器的结构示意图；

图2为本发明热交换器的侧视图；

图3为本发明图1中的c-c向的剖视图；

图4为本发明热管的剖视图。

图中：10、热管；11、外管体；12、内管体；121、进液口；122、出液口；123、冷却通道；13、真空腔；14、金属翅；20、箱体；21、进气口；22、出气口；23、腔体；30、排污阀；40、进液管；50、出液管；60、连接管。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图4所示的一种热管10，包括外管体11和内管体12；该内管体12穿设在该外管体11内，并形成有供外部冷却液体通过的冷却通道123；该内管体12的相对两端分别伸出该外管体11外，并分别对应形成有进液口121和出液口122；该进液口121和该出液口122分别与冷却通道123连通，以供外部冷却液体进出该冷却通道123，该冷却液体可为水等等；该内管体12和外管体11之间形成为真空腔13，该真空腔13是指内部为真空状态的空腔；该真空腔13内充入有工质；此处需要说明的是，上述的工质优选沸点低的液体，工质在常温下处于液态，比如液态氦、液态氢、液态氮等等；如此，工质在受热时可快速蒸发，进而实现热量的快速交换。

在上述结构的基础上，使用本热交换器时，外部冷却液体从进液口121进入冷却通道123，并从出液口122流出；外部热介质与外管体11接触并将热量传递至外管体11，此时，液体的工质与外管体11接触而吸收热量，液态的工质受热后形成汽态的工质在真空腔13内扩散，之后汽态的工质与内管体12接触，并与通过内管体12的冷却液体热交换，实现热交换；汽化的工质热交换后重新冷凝成液体以进行下一次热交换，如此循环，实现热量的不断交换；上述过程中，外管体11可整体受热，工质无需在热管10的两端循环流动，可省去吸液芯，且冷却液体导入内管体12的冷却通道123内，进而省去水箱。

同时，相对现有的热管10仅有一端与外部热介质接触的方式，本实施例中的热管10可整体与外部热介质接触，增大了接触面积，提高了导热效率。

再者，冷却液体在内管体12内流动可降低脉冲，避免由于脉冲造成的爆裂，且冷却液体在流动状态中吸收热量并及时排出内管体12，相对采用水箱固定吸热，可避免冷却液体受热蒸发造成压力过大而产生爆裂的可能，进而降低安全隐患。

优选地，所述外管体11为金属外管体11，此处需要说明的是，金属外管体11是指该外管体11采用金属材料制成，外管体11的外侧壁涂有第一防腐涂层；和/或，所述内管体12为金属内管体12，内管体12伸出外管体11外的两端外侧涂有第二防腐层；如此，可避免外管体11或者内管体12腐蚀等。

更进一步地，所述外管体11上固定有多根金属翅片14，多片所述金属极片沿所述外管体11的长度方向依次间隔排列；如此，通过金属翅片14增加与外部热介质接触的面积，提高对外部热介质的热量的吸收，进而提高热交换率。

如图1-4所示，本实施例还公开了一种热交换器，本热交换器包括箱体20和上述的热管10，所述箱体20形成有腔体23，并形成有错开设置的进气口21和出气口22；所述热管10固定在所述腔体23内。使用时，外部热介质从进气口21进行与外管体11接触，之后从出气口22排出，与此同时，外管体11吸收外部介质的热量，使得工质受热蒸发，蒸发的工质在真空腔13内扩散，进而蒸发的工质与内管体12接触，冷却液体从热管10的内管体12的进液口121流进，无需设置水箱，之后冷却液体在吸收热量之后及时从内管体12的出液口122排出，可避免冷却液体在内管体12内蒸发而造成压力多大的可能，进而避免发生爆裂；再者，在外部设备给内管体12提供冷却液体时，冷却液体在冷却通道123内流动，可缓冲脉冲，进一步避免发生爆裂。

该热管10垂直、倾斜设置于箱体20内，但是，在垂直、倾斜设置的状态下，真空腔13内的液体易在其自重下流向热管10的一端，进而导致与冷却通道123内的冷却液体的热交换的不均匀，即导致先后从出液口122中排出的冷却液体的温度不一，在对从出液口122出来的冷却液体进行统一收集时，不同温度冷却液体的混合将导致能量的损耗；故，优选地，内管体12和外管体11平行设置，热管10水平设置，以实现均衡的热交换。

具体地，将进气口21和出气口22相对设置并沿如图2箭头a所示的第一方向分布，该热管10的长度方向垂直于该第一方向，如此设置，热管10与经进气口21进入的外部热介质的接触面积较大，热交换效果更好。

在实际应用中，可设置一根或以上的该热管10，本实施例中，热交换器包括至少一组热管10单元，所述热管10单元均包括至少两根所述热管10；所述热管10单元的至少两根所述热管10从所述进气口21向所述出气口22的方向依次间隔排列，实现外部热介质的热量的充分利用。

上述可采用外部设备给各根热管10逐一提供冷却液体，但是该种提供方式中，在外部热介质从进口进入腔体23内时，此时，外部介质与冷却液体内的温差较大，此时产生的应力过大，易对热管10造成破坏；本实施例中，优选地，所述热交换器还包括进液管40和出液管50；所述进液管40与对应于所述出气口22的热管10的进液口121连通；所述出液管50与对应于所述进气口21的热管10的出液口122连通，此时，出液管50和热管10之间可通过焊接等方式固定连接；任意两相邻所述热管10中，靠近所述出气口22的热管10的出液口122与远离所述出气口22的热管10的进液口121连通；如此，外部热介质从进气口21向出气口22运动的方向，外部热介质的温度从高到低，此时，冷却液体从对应出气口22的热管10进入，之后沿远离出气口22的方向依次进入各根热管10，冷却液体在对应出气口22的位置吸热后再流向下一热管10，即冷却介质与外部热介质逆向流动，故从进气口21向出气口22的方向，热管10内冷却介质的温度从高到低，实现与外部热介质温度相对应，进而降低外部热介质与冷却液体的温差，达到最佳换热效果。

上述的任意两相邻所述热管10中，热管10的出液口122与热管10的进液口121之间通过连接管60连接，该连接管60可为弯管或者软管连接。

更进一步地，所述热管10单元的数量为至少两组，至少两组所述热管10单元沿如图2箭头b所示的第二方向依次间隔排列，所述第二方向分别垂直于所述第一方向和所述热管10的长度方向，提高对外部热介质的热量吸收。

上述实施例中，还可在箱体20的底部开设排污口，并在排污口处设置控制排污口开闭的排污阀30；该排污阀30采用现有市场已供应的部件，其控制原理可为公知常识获知。

为了便于维修，优选地，箱体20设置有可开合的检修门。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。