本发明专利技术提供了一种反重力环路热管，所述热管包括蒸发端和冷凝端，所述蒸发端位于冷凝端上部，所述蒸发端一部分设置在流体上升段，在流体上升段的蒸发端的至少一部分设置毛细芯，毛细芯中心设置冷凝端流向蒸发端的管路，所述管路贯通整个毛细芯。本发明专利技术通过毛细芯中设置管路，均衡毛细芯中的压力，减少管路的流体阻力，使得工质回流更顺利，提高抗重力状态下的传热能力。
A loop heat pipe with through holes in the middle and its heat exchanger
The present invention provides an anti gravity loop heat pipe. The heat pipe includes an evaporation end and a condensing end. The evaporating end is located on the upper part of the condensing end. The evaporating end is set at the rise section of the fluid, and at least part of the evaporation end of the fluid rise section is set in the capillary core, and the capillary center sets the condensing end to the tube of the evaporation end. The pipe runs through the whole capillary core. By setting the pipe in the capillary core, the invention can balance the pressure in the capillary core, reduce the fluid resistance of the pipeline, make the working fluid refluxing more smoothly, and improve the heat transfer ability under the gravity state.
【技术实现步骤摘要】
一种中间设置通孔的环路热管及其换热装置
本专利技术涉及一种热管以及利用热管的换热装置。
技术介绍
现有技术中，热管一般都是依靠重力实现热管的循环，但是此种热管只适合下部吸热上部放热的情况，对于相反上部吸热下部放热去无法适用。因此针对此种情况，本专利技术通过对毛细结构进行了改进，专利技术了结构改进反重力热管。数据表明，地球上汽态水含量是地表液态淡水含量的11.6倍，但人们对气态淡水的利用率并不高。现在的空气取水方法主要是将湿空气中以水蒸气或微小水滴形式存在的水资源转化为液态水的方法，主要有制冷结露法、吸附法、机械压缩法、半导体制冷法等。叶继涛等提出设计了一种较成熟的带有回热器的太阳能半导体制冷取水装置，参见CN2567274Y，CN10485506A，并对其进行了数值模拟和实验测试，但该方案存在两点不足:一方面太阳能蓄电池的转化效率低且损耗大，另一方面受到更多的地域限制和自然条件限制，而且该取水装置结构复杂。针对上述问题，本专利技术在前面专利技术的基础上进行了改进，提供了一种新的环路热管及其换热装置，利用空气中水蒸气源和土壤冷源，解决淡水资源贫瘠、电力设施简陋地区的取水问题。装置由风能驱动。
技术实现思路
本专利技术提供了一种新的环路热管及其换热装置，利用空气中水蒸气源和土壤冷源，解决淡水资源贫瘠、电力设施简陋地区的取水问题，从而解决前面出现的技术问题。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种反重力环路热管，所述热管包括蒸发端和冷凝端，所述蒸发端位于冷凝端上部，所述蒸发端一部分设置在流体上升段，在流体上升段的蒸发端的至少一部分设置毛细芯，毛细芯中心设置冷凝端流向蒸发端的管路，所述管路贯通整个毛细芯。作为优选，管路与毛细芯之间实现流体连通。作为优选，所述毛细芯延伸到冷凝端。作为优选，管路是在毛细芯中间开设的通孔形成。一种换热装置，包括风机装置、空气进口通道、空气出口通道、环路热管和储水冷凝室，其特征在于，所述储水冷凝室设置在土壤冷源中，空气进口通道的出口、空气出口通道的入口与储水冷凝室连通，所述风机装置将空气从空气进口通道引入到储水冷凝室的过程中与蒸发端进行换热，冷凝端将热传导给外部土壤冷源，所述环路热管是前面所述的环路热管。作为优选，所述风机装置包括垂直风力机、行星轮增速器和螺旋叶片，垂直轴风力机利用风能，带动行星轮增速器和螺旋叶片吸入空气。作为优选，螺旋叶片下端连通储水冷凝室的入口管，所述储水冷凝室连接入口管的位置开始直径变大，然后直径开始变小。作为优选，环路热管的蒸发端安装在储水冷凝室入口管，环路热管的冷凝端缠绕于冷凝室外部，和外部土壤直接接触。作为优选，所述蒸发端的至少一部分设置毛细芯，从而实现反重力热管的作用。作为优选，空气进口通道就是冷凝室的入口管，空气出口通道设置在冷凝室的入口管，空气出口的冷空气预冷空气进口的热空气。作为优选，蒸发端设置在冷凝室的入口管，蒸发端的至少一部分充满了毛细芯，毛细芯中心设置冷凝端流向蒸发端的管路，蒸发端的外壁面环绕设置纵向竖直翅片。作为优选，空气出口通道设置在相邻的两个竖直翅片之间并与相邻的两个竖直翅片接触。作为优选，蒸发端流向的冷凝端管路设置在相邻的两个竖直翅片之间并与相邻的两个竖直翅片接触。所述管路为多个，所述空气出口通道为多个，所述管路与空气出口通道的数量相等。进一步优选，所述管路设置在相邻的空气出口通道的之间，所述空气出口通道4在相邻的管路9之间。进一步优选，所述管路9中心与相邻的空气出口通道4中心距离相同；所述空气出口通道4中心与相邻的空气管路9中心距离相同。作为优选，空气出口通道4的半径为R，管路9的半径为r，相邻翅片之间的夹角为A，满足以下要求：Sin(A)＝a*LN(r/R)+b，其中LN是对数函数，a,b是参数，其中0.330<a<0.340,0.73<b<0.74；15°<A<25°；0.24<r/R<0.5；进一步优选，0.26<r/R<0.38。与现有技术相比较，本专利技术具有如下的优点：1)本专利技术通过毛细芯中设置管路，均衡毛细芯中的压力，减少管路的流体阻力，使得工质回流更顺利，提高抗重力状态下的传热能力。2)利用地上空气与地下土壤的温差迫使湿空气达到露点，摆脱对电的依赖，能够真正做到零排放，零污染。3)环路热管作为高效传热工具，原理简单，结构紧凑，可以有效增大空气换热面积，显著提高冷却效率。4)环路热管冷凝器缠绕在冷凝室外部，与外部土壤充分接触，增加对热管蒸发端空气的散热，提高冷却效率。5)无二次能源消耗，风力作为日常动力，且系统采用了风力发电用的垂直轴风力机，避免了风向对风力机的影响，可以收集各个方向来的风，在无风条件下太阳能电动机可驱动进气叶轮旋转，这样装置可以做到持续运行。一定意义上做到风光互补。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图。图2为本专利技术的垂直轴风力机示意图。图3为本专利技术的行星轮增速器剖视图。图4为本专利技术的叶轮俯视图。图5为本专利技术的地下部分视图。图6为本专利技术的冷凝室剖视图。图7是图6中A-A的截面图。图8为本专利技术的热管的结构示意图。图9为本专利技术的多个蒸发端流向冷凝端管路(下降段)的结构示意图。图10为本专利技术设置毛细芯位置的管路连接结构示意图。附图标记如下：1风机，2行星轮变速器，3螺旋叶片，4空气出口通道，5空气进口通道，6环路热管蒸发端，7冷凝室，8环路热管冷凝端，9蒸发端流向冷凝端管路(下降段)，10冷凝端流向蒸发端管路，11冷凝室入口管，12翅片，13毛细芯。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。本文中，如果没有特殊说明，涉及公式的，“/”表示除法，“×”、“*”表示乘法。下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。一种反重力环路热管，如图8所示，所述热管包括蒸发端6和冷凝端8，所述蒸发端6位于冷凝端8上部，所述蒸发端6一部分设置在流体上升段，在流体上升段的蒸发端的至少一部分设置毛细芯13，如图10所示。作为优选，蒸发端包括蒸发端流向冷凝端管路(下降段)9、上升段两部分。其中作为优选，上升段内设置冷凝端流向蒸发端管路10。如图1所示，一种环路热管空气取水装置，包括风机装置1、空气进口通道5、空气出口通道4、环路热管和储水冷凝室7，所述储水冷凝室7设置在土壤冷源中，所述环路热管是反重力热管，空气进口通道5的出口、空气出口通道4的入口与储水冷凝室连通，所述风机装置1将空气从空气进口通道5引入到储水冷凝室7的过程中与蒸发端6进行换热，冷凝端8将热传导给外部土壤冷源。本专利技术提供了一种新式结构的环路热管的空气取水装置，通过设置环路热管作为高效传热工具，原理简单，结构紧凑，显著提高冷却效率。而且本专利技术利用地上空气与地下土壤的温差迫使湿空气达到露点，摆脱对电的依赖，能够真正做到零排放，零污染。作为优选，环路热管的蒸发端6的至少一部分安装在储水冷凝室7入口处。作为优选，所述冷凝室7和风机装置1之间设置冷凝室7入口管，所述空气进口通道5至少一部分设置在冷凝室7入口管中，冷凝室7入口管的至少一部分设置在外部土壤冷源中。通过如此设置，可以使得空气进口通道5中的空气直接参与外部土壤冷源的换热，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种反重力环路热管，所述热管包括蒸发端和冷凝端，所述蒸发端位于冷凝端上部，所述蒸发端一部分设置在流体上升段，在流体上升段的蒸发端的至少一部分设置毛细芯，毛细芯中心设置冷凝端流向蒸发端的管路，所述管路贯通整个毛细芯。
【技术特征摘要】
1.一种反重力环路热管，所述热管包括蒸发端和冷凝端，所述蒸发端位于冷凝端上部，所述蒸发端一部分设置在流体上升段，在流体上升段的蒸发端的至少一部分设置毛细芯，毛细芯中心设置冷凝端流向蒸发端的管路，所述管路贯通整个毛细芯。2.如权利要求1所述的环路热管，其特征在于，管路与毛细芯之间实现流体连通。3.如权利要求1所述的环路热管，其特征在于，所述毛细芯延伸到冷凝端。4.如权利要求1所述的环路热管，其特征在于，管路是在毛细芯中间开设的通孔形成。5.一种换热装置，包括风机装置、空气进口通道、空气出口通道、环路热管和储水冷凝室，其特征在于，所述储水冷凝室设置在土壤冷源中，空气进口通道的出口、空气出口通道的入口与储水冷凝室连通，所述风机装置将空气从空气进口通道引入到储水冷凝室的过程中与蒸发端进行换热...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭春生，年显勃，王铁信，马玥，王兰文，马聚隆，欧阳宇恒，李雅倩，张瑞，马志腾，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37
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