热管结构制造技术

一种环型热管结构包括拉长细管（其两端气密密封互接形成一环形容器）、载热流体、至少一吸热部分和至少一散热部分（该二部分设在拉长细管的给定部分处），至少一单向阀以限制载热流体之流动方向。单向阀推动、放大由载热流体及其蒸汽产生的力朝所述单向阀限定的方向运动，从而载热流体以高速循环流过拉长细管限定的环型密封流道，在受热、散热部分反复蒸发冷凝实现热交换。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种新型结构的热管，它可适用于许多传统热管所不能应用的领域。在早先所建议采用的圆筒型热管结构中，工作液体被密封于一圆筒状容器内加热、并在受热部分(汽化部分)处汽化而形成蒸汽流，然后，蒸汽流朝散热部分(冷凝部分)的方向高速蒸发。此时，该蒸汽流冷却、并液化形成工作液流，此工作液流继而借助所述容器中吸芯的毛细作用而朝所述受热部分环流。用这种方式，由于上述这样的液相和汽相的循环过程中，通过工作液体的汽化和冷凝所产生的潜热，从而实现了圆筒型热管的热交换。在上述类型的热管中，以互为相反方向流动的工作液体和其蒸汽彼此直接接触。另一方面，一九八五年九月十二日第一次公布(尚未实审)的日本专利申请昭和60-178921中举证了一种环型热管结构，该热管结构中容器中的工作液体的几乎全部封闭环状的流动通道均充以吸芯，当受热部分接受热量时，在一端处在受热部分中的吸芯内产生的蒸汽朝液流阻力较小的无吸芯部分喷洒出，形成蒸汽流，然后，该蒸汽流移至散热部分并在该处液化。于是，液化流借助吸芯的毛细作用吸入吸芯，从而使已液化的工作液再循环到受热部分。环型热管在上述循环过程中如同圆筒型热管一样，通过充满之工作液体的相变(液相、汽相)所产生的潜热而实现热交换的。然而，上述两种以往所用的圆筒型、环型热管结构都具有以下缺陷(a)因热交换有一下限出现，故热输送量较少。对于圆筒型热管，因蒸汽及工作流体的流动方向相反，蒸汽流与液流之间相互干扰。当吸热部分和散热部分的温差增大时，蒸汽流和工作液体的速度相应加快，此时，工作液体从吸芯表面的一中介部分挥发，继而该工作液体爆胀并沿吸芯表面朝散热部分周围扩散，此扩散的蒸汽流干扰再环流的工作液体，从而朝受热部分再循环的工作液体量减少，最终导致工作液体干涸殆尽。对无吸芯型热管而言，上述现象会在最初阶段发生且比吸芯型热管更为猛烈，因此，以往所用的圆筒型热管因热传输量较小故热交换具有一限值。当热管长度大、内径小时上述现象在最初阶段发生。为避免上述现象，可在一双管结构中设计一容器绝热部分，然而上述双管结构过于复杂且造价很高。(b)具有一不可避免的吸芯极限对吸芯型热管而言，输入热量低时热阻值亦低，且热管呈示很好的性能特点，然而若输入热量变大，工作液体在吸芯中沸腾蒸发，因此，因再循环的工作液体不能流入吸芯的受热部分而必然会蒸干，这就是所称的“吸芯极限”。当吸芯的毛细管变细且吸芯厚度增大时这种现象很易发生。(c)因水锤作用性能不稳定对无芯型热管，若工作液体量增加，其最大热交换率与吸芯型热管相比可成倍增大。然而，若热量急剧输入或输入热量较大，则工作液体猛烈沸腾，结果，仍处于液相的工作液体朝散热部分爆胀并猛烈地撞击热管端面。此种情况下，吸芯型热管的热输送变成断断续续的，此外，还会产生不规则的噪声和振动，当发生猛烈的撞击时，热管容器常会损坏。如工作液体量太多，就会发生上述这种现象。(d)热管长度、直径的限制当热管的内径因绝热部分中的液体阻力和“吸芯极限”相互作用而变小时，热管的极限长度变得更短。内径为20mm的热管之极限长度约为10米，而内径为2mm时极限长度减至约400mm。(e)实际使用中，全部热管的安装定位受限制当上述热管在一预热状态下使用时，即受热部分的水位比散热部分的水位高时，甚至使吸芯型热管的热输送能力也明显下降。若水位差超过500mm左右，热管变干而不再能使用。甚至在水平姿式时热阻值亦增加一倍，若热输入增加，工作液体也易蒸干。因此，热管通常用“底热”状态下(即受热部分之水位低于散热部分之水位)，相对于水平方向之倾斜角为15-20°。吸芯型热管不能用于水平方向。应该注意，当无吸芯型热管处于“顶热”状态下安装定位时不再工作(失灵)。(f)难于装配到加热物、冷却物上。所述的容器不具挠曲性，不配以弯曲而要使用热管几乎是不可能的。因此，很难或不可能将热管装到加热物和冷却物上。若将容器制成波纹管外部以使热管具有挠曲性，则热管不仅造价上升且工作液体流动性减小，结果使热管性能变糟。(g)增加容器中工作液体的密封难度对于容器中产生或混有非冷凝气的情况下，非冷凝气在热管工作期间逗留于散热部分内，从而，使热管的性能会显著受影响。为避免这种性能影响，在工作液体密封工作期间应密切注意保持热管的高真空状态。(h)对前述日本专利申请公布文中所披露的环型热管，工作液流不会相互干扰。因此，上述问题的(a)项可获解决。另一方面，由于工作液体在吸芯中蒸发，因此无吸芯型热管不会发生突然沸腾的情况。因此，上述问题的(c)项可获解决。此外，工作液体朝受热部分的再循环仅借助细长吸芯的毛细作用而得以实现。细长吸芯的长的间距使重力作用几乎被吸芯中的粘滞阻力抵消。因此，如上述问题的(e)项所述的环型热管在其水平姿式和垂立姿式(受热部分垂直地位于散热部分之下)上述问题的(e)项所述的性能差异可获得改善。然而，对于上面提及的日本专利申请所披露的环型热管是不可能解决除(a)、(d)和(e)项以外的其余问题，且环型热管的这些问题更严重。即就是说，在绝热部分的液体再循环一侧，因吸芯引起的液体阻力急剧增加，从而问题(e)变得更糟。此外，在小直径热管中设置细长的吸芯是极其困难的，而且，因环型热管中工作液体的蒸发是在吸芯内进行的，故问题的(c)项更严重且工作液体易造成蒸干。(e)项所述的热管几乎不能在液位差超过500mm的“顶热”状态下使用的问题更不能解决。问题(f)项不能解决。因所披露的环型热管可或多或少改善问题(g)项，则非冷凝气逗留在吸芯的可能性。这种情况下，毛细作用减少且热管的性能因此变坏。作为所披露的环型热管的一个附加新问题，作再循环的工作液体的流速仅通过吸芯毛细作用，由热输送能力所决定，因此，根据热管的直径比率所影响的热交换能力可能并不比圆筒型热管结构改善多少。一九八七年十一月四日公布的日本专利申请昭和62-252892及八八年三月二日公布的昭和63-49699例举了以往推荐采用的环型热管结构，尽管环型热管的基本概念可能与本专利技术的热管结构相似，但本专利技术显著地改进了环型热管结构。因此，本专利技术的目的是为提供一种新颖且相对简单的环型热管结构，其解决了
技术介绍
中所述的(a)至(h)所有问题，并能应用到许多需要这种热管的领域中。上述目的可通过提供一种环型热管结构而实现，其包括(a)具有两相互气密连接的端头以构成一环型容器的狭长管;(b)至少一位于狭长管的第一区段之受热部分以吸收热量;(c)至少一位于狭长管的第二区段的散热部分以散逸热量;(d)填充于拉长细管中足够量的载热流体以流过一由狭长管限定的封闭环状流道;(e)限制载热流体流至流道中一预定方向的第一装置，其推动并增大由载热流体及其蒸汽产生的力朝与受热部分共同的流向运动，从而载热流体以一预定方向经过流道循环。为更好地理解本专利技术，以下将结合附图对其最佳实施例进行说明。另外，从实施例中亦可更明了本专利技术的目的及其优点。附图中附图说明图1是根据本专利技术的第一最佳实施例的环型热管结构的局部截面视图。图2是图1所示的根据本专利技术的环型热管管道容器的一部分的局部截面视图，用以解释第一最佳实施例的热管的作用。图3是根据本专利技术的环型热管安装在如图1所示的管道内的小型单向阀的截面视图，用来解释第三最佳实施例中热管的结构。图4是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环型热管结构，包括：（ａ）一具有相互气密连接的两端的、形成一环型容器的拉长细管；（ｂ）至少一位于拉长细管第一部分的、用以吸热的受热部分；（ｃ）至少一位于拉长细管第二部分的、用以散逸热量的散热部分；（ｄ）足够量的填充于拉长 细管中、用以流过一由拉长细管限定的环状封闭流道的载热流体；（ｅ）用作限制载热流体朝流道中一预定方向流动的第一装置，其推动并增大由载热流体及其蒸汽产生的力朝与受热部分共同的流向流动、从而载热流体以一预定方向经过流道循环。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：赤地久辉，
申请(专利权)人：阿库特罗尼克斯Actronlcs株式会社，赤地久辉，
类型：发明
国别省市：JP[日本]