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一种底部放热式固液相变重力热管

一种底部放热式固液相变重力热管

IPC分类号 : F28D15/02,F28F21/08,F28F23/00

申请号
CN201721371348.7
可选规格
  • 专利类型: 实用新型专利
  • 法律状态: 有权
  • 申请日: 2017-10-24
  • 公开号: 207439223U
  • 公开日: 2018-06-01
  • 主分类号: F28D15/02
  • 专利权人: 天津大学

专利摘要

本实用新型涉及一种底部放热式固液相变重力热管,包括热管管壳、防冻液以及微胶囊颗粒,热管管壳上部为吸热段,热管管壳中部为绝热段,热管管壳底部为放热段,在热管管壳内部充满防冻液,防冻液中悬浮有微胶囊颗粒,在微胶囊颗粒内充满水分子。本实用新型克服了传统重力热管只能从底部吸热的问题,可以实现自发的从热管顶部吸热并从底部放热,不需要泵等额外设备。

权利要求

1.一种底部放热式固液相变重力热管,包括热管管壳、防冻液以及微胶囊颗粒,热管管壳上部为吸热段,热管管壳中部为绝热段,热管管壳底部为放热段,其特征在于:在热管管壳内部充满防冻液,防冻液中悬浮有微胶囊颗粒,在微胶囊颗粒内充满水分子。

2.根据权利要求1所述的底部放热式固液相变重力热管,其特征在于:所述热管管壳的主体为制有中空腔体的筒形结构。

3.根据权利要求1所述的底部放热式固液相变重力热管,其特征在于:所述防冻液中密布微胶囊颗粒。

4.根据权利要求1所述的底部放热式固液相变重力热管,其特征在于:所述吸热段外部设置有高温热源;绝热段外部包覆设置保温材料或真空绝热层;放热段外部用于设置低温冷源。

5.根据权利要求1所述的底部放热式固液相变重力热管,其特征在于:所述热管管壳的顶端安装有平衡阀。

说明书

技术领域

本实用新型属于热管技术领域,具体是一种底部放热式固液相变重力热管。

背景技术

热管是一种具有极高导热性能的新型传热元件,传统热管通过在全封闭真空管内的液体的蒸发与凝结来传递热量,它利用毛吸作用等流体原理,起到良好的换热效果。热管具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、温度可控制等特点。将热管散热器的基板与晶闸管等大功率电力电子器件的管芯紧密接触,可直接将管芯的热量快速导出。

热管传热技术于六十年代初期由美国的科学家发明,它是利用封闭工作腔内工质的相变循环进行热量传输,因而具有传输热量大及传输效率高等特点。随着热管制造成本的降低,尤其是九十年代前后随着水碳钢热管相容性问题的解决,热管凭借其巨大的传热能力,被广泛应用于石油、化工、食品、造纸、冶金等领域的余热回收系统中。

重力热管是热管技术的一种重要应用形式,传统重力热管的原理如图2所示。传统重力热管由传统热管管壳9和工质12组成,热管顶部为放热段5,中部为绝热段6,底部为吸热段7。当热量自高温热源传入热管时,处于热管吸热段内的饱和液体随即吸热气化变成蒸汽10,气体分子由吸热段经绝热段流向热管的放热段,气体在该段放出潜热后重新成为凝结液体11,凝结液体11在重力作用下重新流回到吸热段,并如此循环往复,使工质自发的将热量从底部传输到顶部。

传统重力热管传热效率高,且不需要工质泵即可实现自动运行,但由于传统重力热管利用气液相变,热量只能从热管底部传输到顶部,无法实现反向传热,限制了其在一些传热场合的使用。此外,由于传统重力热管内部真空度很高,因此制作要求较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处,提供一种底部放热式固液相变重力热管。该技术利用水冻成冰后密度变小的特殊性质,并结合微胶囊相变等方法,使热量自发地从热管顶部传输到底部。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:

一种底部放热式固液相变重力热管,包括热管管壳、防冻液以及微胶囊颗粒,热管管壳上部为吸热段,热管管壳中部为绝热段,热管管壳底部为放热段,其特征在于:在热管管壳内部充满防冻液,防冻液中悬浮有微胶囊颗粒,在微胶囊颗粒内充满水分子。

而且,所述热管管壳的主体为制有中空腔体的筒形结构。

而且,所述防冻液中密布微胶囊颗粒。

而且,所述吸热段外部设置有高温热源;绝热段外部包覆设置保温材料或真空绝热层;放热段外部用于设置低温冷源。

而且,所述热管管壳的顶端安装有平衡阀。

本实用新型的优点和积极效果是:

本实用新型克服了传统重力热管只能从底部吸热的问题,可以实现自发的从热管顶部吸热并从底部放热,不需要泵等额外设备。

附图说明

图1为本实用新型一种底部放热式固液相变重力热管原理图;

图2为传统重力热管的原理图;

附图标记:1-热管管壳,2-防冻液,3-包裹水的微胶囊颗粒,4-包裹冰的微胶囊颗粒, 5-吸热段,6-绝热段,7-放热段,8-平衡阀,9-传统热管管壳,10-蒸汽,11-凝结液体,12- 工质。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本实用新型作进一步详述,以下实施例只是描述性的,不是限定性的,不能以此限定本实用新型的保护范围。

参见图1可见本系统的实施例,一种底部放热式固液相变重力热管的示意图。

本实施例为垂直放置的底部放热式固液相变重力热管,包括热管管壳1,热管管壳的主体为制有中空腔体的筒形结构,热管管壳采用碳钢、不锈钢、铜或铝等金属材料制成;在热管管壳内部充满防冻液2;防冻液2为水与甲醇、乙醇、乙二醇等防冻剂的混合物,且其配比应保证在当地大气压下、在-30℃~30℃温度范围内,防冻液2的密度介于冰与水的密度之间,且不会凝固;

防冻液中悬浮有大量微胶囊颗粒4,微胶囊颗粒中充满水分子H2O,微胶囊颗粒能够在防冻液中流畅运动;微胶囊颗粒的填充量应保证在不造成堵塞的前提下尽量提高热管换热量。

热管管壳上部为吸热段5,吸热段5外部设置有高温热源,该高温热源的温度大于当地大气压下水分子H2O的凝固点温度;

热管管壳中部为绝热段6,绝热段6外部可包覆设置聚氨酯等保温材料或真空绝热层;

热管管壳底部为放热段7,放热段7外部用于设置低温冷源,该低温冷源的温度小于当地大气压下H2O的凝固点温度。

热管管壳的顶端安装有平衡阀8,平衡阀可保证热管内部压力始终为当地大气压,以避免换热过程中由于内部压力变化影响微胶囊内H2O的凝固点温度。

本技术热管换热过程中:

放热段内的包裹水的微胶囊颗粒3中的水受到低温冷源影响凝固成冰,变为包裹冰的微胶囊颗粒4;

由于包裹冰的微胶囊颗粒的体积增大、密度较低,在防冻液中上浮至吸热段;

包裹冰的微胶囊颗粒在吸热段受到高温热源影响吸热液化,变为包裹水的微胶囊颗粒3;

由于包裹水的微胶囊颗粒的体积减少、密度增大,在防冻液中下沉至放热段;

以此循环往复,实现自发的将热量从热管顶部传递至底部。

应当理解的是,这里所讨论的实施方案及实例只是为了说明,对本领域技术人员来说,可以加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

一种底部放热式固液相变重力热管专利购买费用说明

专利买卖交易资料

Q:办理专利转让的流程及所需资料

A:专利权人变更需要办理著录项目变更手续,有代理机构的,变更手续应当由代理机构办理。

1:专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2:按规定缴纳著录项目变更手续费。

3:同时提交相关证明文件原件。

4:专利权转移的,变更后的专利权人委托新专利代理机构的,应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A:(1)直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,(2)通过代办处缴纳,(3)通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q:专利转让变更,多久能出结果

A:著录项目变更请求书递交后,一般1-2个月左右就会收到通知,国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。

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