一种可拆卸的环路热管

1.本发明涉及一种热管技术，尤其涉及一种可拆卸的环路热管，属于f28d15/02的热管领域。


背景技术：

2.热管技术是1963年美国洛斯阿拉莫斯(los alamos)国家实验室的乔治格罗佛(george grover)发明的一种称为“热管”的传热元件，它充分利用了热传导原理与相变介质的快速热传递性质，透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外，其导热能力超过任何已知金属的导热能力。
3.环路热管是一种高效两相传热设备，具有高传热性能、远距离传输热量、优良的控温特性和管路的可任意弯曲、安装方便等特点，由于具有众多其它传热设备无可比拟的优点，环路热管在航空、航天以及地面电子设备散热等众多领域中具有十分广阔应用前景。
4.环路热管主要包括蒸发段、冷凝段、储液器、蒸气管线和液体管线（绝热端）。整个循环过程如下：液体吸收蒸发段外的热量，在蒸发段中的毛细芯外表面蒸发，产生的蒸气从蒸气管线流向冷凝段，在冷凝段中释放热量给热沉，同时蒸气冷凝成液体，最后经过液体管路流入储液器，储液器内的液体工质维持对蒸发段内毛细芯的供给。
5.目前的环路热管一般是固定结构，长度是固定的，在环路热管蒸发段和冷凝段距离过长情况下，需要制备的环路热管管线较长，造成制造困难，而且因为整体的长度是固定的，导致需求变化时没法及时改变环路热管，不能满足变化的需要。
6.本发明针对上述缺陷，对目前的环路热管进行了改进，设置了可以拆卸部件连接蒸发段、冷凝段和绝热段，从而实现各个部件的快速拆卸更换，满足不同换热场合需要，从而使得系统结构简单，成本节省。


技术实现要素：

7.本发明提供了一种新的环路热管，既能实现各个部件的快速拆卸更换，满足不同换热场合需要，而且结构简单，操作方便，从而解决前面出现的技术问题。
8.为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种环路热管，包括蒸发段、冷凝段和绝热段，所述绝热段包括蒸汽绝热段和液体绝热段，流体在蒸发段吸热蒸发，通过蒸汽绝热段进入冷凝段，然后在冷凝段放热后经过液体绝热段进入蒸发段，蒸发段、冷凝段和绝热段是互相独立的部件，蒸发段的两个端部设置分别与蒸汽绝热段和液体绝热段的一端通过可拆卸部件连接，冷凝段的两个端部设置分别与蒸汽绝热段和液体绝热段的另一端通过可拆卸部件连接，从而使得蒸发段、冷凝段、绝热段形成一个环路热管。
9.作为优选，蒸发段的两个端部设置外螺纹，所述可拆卸部件包括接头，所述接头具有内螺纹，所述接头一端连接绝热段的端部，另一端通过内螺纹与蒸发段端部的外螺纹连接。
10.作为优选，冷凝段的两个端部设置外螺纹，所述可拆卸部件包括接头，所述接头具有内螺纹，所述接头一端连接绝热段的端部，另一端通过内螺纹与冷凝段端部的外螺纹连接。
11.作为优选，绝热段的端部设置从端部垂直于端部向外延伸的限位部，接头一端设置向内延伸的抵靠部，抵靠部抵靠在限位部下部。
12.作为优选，限位部和抵靠部都是圆形。
13.作为优选，可拆卸部件包括密封垫片，所述密封垫片设置在抵靠部内的限位部的上面，用于密封抵靠部与限位部连接处。
14.作为优选，绝热段的两个端部设置外螺纹，所述可拆卸部件包括接头，所述接头具有内螺纹，所述接头一端连接蒸发段或冷凝段的端部，另一端通过内螺纹与绝热段端部的外螺纹连接。
15.作为优选，蒸发段或冷凝段的端部设置从端部垂直于端部向外延伸的限位部，接头一端设置向内延伸的抵靠部，抵靠部抵靠在限位部下部。
16.作为优选，限位部和抵靠部都是圆形。
17.作为优选，可拆卸部件包括密封垫片，所述密封垫片设置在抵靠部内的限位部的上面，用于密封抵靠部与限位部连接处。
18.与现有技术相比较，本发明具有如下的优点：1）本发明对目前的环路热管进行了改进，设置了可以拆卸部件连接蒸发段、冷凝段和绝热段，从而实现各个部件的快速拆卸更换，满足不同换热场合需要，可以实现热量的远距离传输，从而使得系统结构简单，成本节省。
19.2) 本发明对目前的环路热管进行了改进，设置接头外螺纹与蒸发段冷凝段内螺纹互相之间旋紧连接，从而实现可拆卸的连接，结构简单。
20.3）本发明的蒸发段内部设置本发明的毛细构件具有较低的导热系数以及高膨胀特性材料，保证了环路热管循环的动力供应，有效防止汽液界面向到液体侧移动，减少气体工质的流动阻力。本发明的膨胀颗粒的膨胀系数随着毛细构件位置进行可变设计，能够进一步保证了太阳能集热器循环的动力供应，有效防止汽液界面向到液体侧移动，减少气体工质的流动阻力。
附图说明
21.图1是本发明环路热管整体结构简单示意图；图2是本发明环路热管可拆卸部件局部结构拆分图；图3是本发明可拆卸部件与冷凝段整体拆分结构图；图4是本发明环路热管整体结构示意图。
具体实施方式
22.下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
23.本文中，如果没有特殊说明，涉及公式的，“/”表示除法，
“×”
、“*”表示乘法。
24.本技术说明书的上下是以蒸发段或者冷凝段方向为上，绝热段方向为下。例如，图2中的蒸发段或冷凝段在上部，为上，绝热段在下部，为下。
25.图1-4公开了一种环路热管。如图1所示一种环路热管，包括蒸发段1、冷凝段2和绝热段3，所述绝热段包括蒸汽绝热段31和液体绝热段32，流体在蒸发段1吸热蒸发，通过蒸汽绝热段31进入冷凝段2，然后在冷凝段2放热后经过液体绝热段32进入蒸发段1，蒸发段1、冷凝段2和绝热段是互相独立的部件，蒸发段1的两个端部设置分别与蒸汽绝热段和液体绝热段的一端通过可拆卸部件连接，冷凝段的两个端部设置分别与蒸汽绝热段和液体绝热段的另一端通过可拆卸部件连接，从而使得蒸发段1、冷凝段2、绝热段形成一个环路热管。
26.作为优选，如图2所示，蒸发段的两个端部设置外螺纹，所述可拆卸部件包括接头，所述接头具有内螺纹，所述接头一端连接绝热段的端部，另一端通过内螺纹与蒸发段1端部的外螺纹连接。
27.作为优选，冷凝段或蒸发段的两个端部设置外螺纹5，所述可拆卸部件包括接头6，所述接头具有内螺纹，所述接头一端连接绝热段3的端部，另一端通过内螺纹与蒸发段或冷凝段端部的外螺纹连接。通过旋转接头6，将其安装到冷凝段或蒸发段的端部，与冷凝段或蒸发段的外螺纹螺接，使得冷凝段或蒸发段与绝热段进行连接。在进行拆卸时，因为接头6相对于冷凝段或蒸发段的端部可以旋转，将接头6旋转螺下，然后将接头6与冷凝段或蒸发段的端部分开。
28.本发明对目前的环路热管进行了改进，设置了可以拆卸部件连接蒸发段、冷凝段和绝热段，从而实现各个部件的快速拆卸更换，满足不同换热场合需要，可以实现热量的远距离传输，从而使得系统结构简单，成本节省。
29.作为优选，绝热段3的端部设置从端部垂直于端部向外延伸的限位部，接头6一端设置向内延伸的抵靠部61，抵靠部61抵靠在限位部33下部。通过设置限位部，可以保证接头6的旋转最大程度，避免结构的损坏。
30.作为优选，限位部和抵靠部都是圆形。当接头螺紧的时候，限位部和抵靠部紧靠在一起。
31.作为优选，可拆卸部件包括密封垫片62，所述密封垫片62设置在抵靠部内的限位部的上面，用于密封抵靠部与限位部连接处。通过设置密封垫片，保证连接后的密封性，避免液体泄露。当接头螺紧的时候，限位部和抵靠部、密封垫片紧靠在一起。
32.作为优选，限位部和抵靠部之间设置密封垫片。
33.本发明对目前的环路热管进行了改进，设置接头外螺纹与蒸发段冷凝段内螺纹互相之间旋紧连接，从而实现可拆卸的连接，结构简单。
34.作为优选，可以对内螺纹外螺纹进行相反的设置，绝热段的两个端部设置外螺纹，所述可拆卸部件包括接头，所述接头具有内螺纹，所述接头一端连接蒸发段或冷凝段的端部，另一端通过内螺纹与绝热段端部的外螺纹连接。
35.作为优选，蒸发段或冷凝段的端部设置从端部垂直于端部向外延伸的限位部，接头一端设置向内延伸的抵靠部，抵靠部抵靠在限位部上部。
36.作为优选，限位部和抵靠部都是圆形。
37.作为优选，可拆卸部件包括密封垫片，所述密封垫片设置在抵靠部内的限位部的下面，用于密封抵靠部与限位部连接处。
38.作为优选，所述蒸发段入口管设置毛细构件。
39.作为优选，蒸发段的腔体内部设置毛细构件。
40.作为优选，毛细构件设置在蒸发段的内壁。
41.作为优选，毛细构件采用多孔材料作为骨架，使得毛细构件中设置空间间隙，在空间间隙中设置低导热系数、高膨胀系数的膨胀颗粒。
42.作为优选，膨胀颗粒是球形。
43.作为优选，空间间隙公称直径尺寸范围为40 μm — 100μm，膨胀颗粒导热系数范围为0.1 w/(m
·
k) — 0.24w/(m
·
k)。作为优选，膨胀颗粒体积膨胀倍率为10 — 40。
44.作为优选，膨胀颗粒是可膨胀微球，所述可膨胀微球具有烷烃核芯和包裹核芯的热塑性外壳。
45.本发明的毛细构件具有较低的导热系数，可以使蒸发腔的热量不易传递给液体管侧，减少“漏热”，保证环路热管的稳定运行。高膨胀特性材料的膨胀颗粒体积随温度变化更大，在温度较低的液侧，膨胀颗粒体积较小，烧结的纤维空间间隙较大，液体工质流过的孔径更大，这有利于降低流动阻力，有利于工质的快速补充，保证循环稳定；而在温度较高的汽液界面处，填充膨胀颗粒体积随温度升高而膨胀增大，膨胀的膨胀颗粒会进一步填充大空间间隙，减小后的孔径提供了更高的毛细驱动力，保证了环路热管循环的动力供应，有效防止汽液界面向到液体侧移动，减少气体工质的流动阻力。
46.作为优选，外壳是二氯乙烯系共聚物、丙烯腈系共聚物、丙烯酸系共聚物中的至少一种。
47.作为优选，烷烃核芯是异丁烷、异戊烷中的至少一种。
48.作为优选，外壳的热变形温度为40℃—80℃，保证膨胀颗粒外壳在温度较低的液侧具有较强强度，不易变形，在温度较高的蒸汽侧易发生塑性变形，从而利于体积变化。
49.作为优选，蒸发段入口管设置毛细构件，从液体冷凝段到蒸发段方向，膨胀颗粒的膨胀率逐渐增加。因为越是靠近液体冷凝段，孔径越大，工质易于流动，越是靠近蒸发段，由于膨胀原因，孔径越小，毛吸力越好，为了保证足够的流体补充流入，避免气液截面干涸，因此需要增强蒸发腔方向的毛吸力，因此设置从液体管到蒸发腔方向膨胀体积逐渐增加，加强毛吸力，保证环路热管的稳定运行。
50.作为优选，蒸发段入口管设置毛细构件，从液体冷凝段到蒸发段方向，膨胀颗粒的导热系数逐渐降低。通过导热系数的不断降低，增加靠近蒸发段的换热阻力，可以进一步使蒸发腔的热量不易传递给入口侧，减少“漏热”，保证环路热管的更加稳定运行。
51.作为优选，蒸发段入口管设置毛细构件，从液体冷凝段到蒸发段方向，膨胀颗粒的导热系数逐渐降低的幅度不断增加。通过研究发现，随着靠近蒸发腔，设置膨胀颗粒的导热系数逐渐降低的幅度不断增加，进一步满足要求。
52.蒸发段的腔体内部设置毛细构件，从腔体外壁到腔体内壁方向，膨胀颗粒的膨胀率逐渐增加。因为越是靠近外壁管路，孔径越大，工质易于流动，越是靠近蒸发腔内部，由于膨胀原因，孔径越小，毛吸力越好，为了保证足够的流体补充流入，避免气液截面干涸，因此需要增强蒸发腔方向的毛吸力，因此设置从腔体外壁到腔体内壁方向，膨胀体积逐渐增加，加强毛吸力，保证环路热管的稳定运行。
53.作为优选，蒸发段的腔体内部设置毛细构件，从腔体外壁到腔体内壁方向，膨胀颗粒的导热系数逐渐降低。通过导热系数的不断降低，提高靠近蒸发腔的换热阻力，可以进一步使蒸发腔的热量不易传递给液体侧以及外侧，减少“漏热”，保证环路热管的更加稳定运
行。
54.作为优选，蒸发段的腔体内部设置毛细构件，从腔体外壁到腔体内壁方向，膨胀颗粒的导热系数逐渐降低的幅度不断增加。通过研究发现，随着靠近蒸发腔，设置膨胀颗粒的导热系数逐渐降低的幅度不断降低，进一步满足要求。
55.作为优选，冷凝段内壁设置导热体，以便增加换热面积，向外散热。
56.作为优选，所述导热体是弹性部件，通过弹性部件可以使得流体流动的时候冲刷导热体，导热体会脉动性的摆动，从而促进除垢，振动导致扰流作用，也能强化传热。
57.作为优选，导热体可以是弹簧。
58.作为优选，沿着冷凝段内的流体流动方向（从冷凝段入口到出口），导热体的弹性越来越大。因为随着研究发现，随着蒸汽进行换热冷凝，流体更加容易积垢，而且沿着流体流动方向结垢程度越来越严重，因此通过设置弹性程度不断增加，已达到进一步除垢强化传热目的，减少大弹性的导热体，降低成本。
59.进一步优选，沿着冷凝段内的流体流动方向（从冷凝段入口到出口），导热体的弹性越来越大的幅度不断增加。上述的变化也是根据研究发现的，符合结垢的规律，能够进一步降低成本，提高换热效率，降低结垢。
60.虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。