一种防干烧低温脉动热管制造技术

本发明专利技术涉及换热设备技术领域，具体公开一种防干烧低温脉动热管，包括注液接头和至少两个通过所述注液接头实现相互连通的子脉动热管；所述子脉动热管由毛细管弯折形成蛇形结构，所述蛇形结构包括若干平行管段，相邻两所述平行管段之间通过一个拐弯段连通；同一所述子脉动热管内的至少两所述平行管段之间通过直连管连通。本发明专利技术提供的防干烧低温脉动热管，能有效提高现有脉动热管的传热极限。能有效提高现有脉动热管的传热极限。能有效提高现有脉动热管的传热极限。

【技术实现步骤摘要】
一种防干烧低温脉动热管


[0001]本专利技术涉及换热设备
，尤其涉及一种防干烧低温脉动热管。

技术介绍

[0002]脉动热管(Pulsating Heat Pipe，PHP)是上个世纪九十年代出现的一种新型热管，由日本最早提出。制作脉动热管时，需要先将一根内径较小(一般为0.5mm～3mm)的毛细管反复弯折形成蛇形结构，然后将管内抽成真空，最后向管内充入流体工质。
[0003]由于脉动热管的管径足够小，在表面张力的作用下，接近饱和态的两相流体工质在毛细管内以气塞和液塞的形式随机交替分布。当脉动热管的一端(蒸发段)被加热时，流体工质吸热导致气泡生长和蒸气压力的增大；与此同时，气泡在脉动热管的另一端(冷凝段)凝结，气泡会收缩破裂，压力下降。气泡的生长和破裂导致蒸发段和冷凝段存在压差，从而推动工质在管内脉动运动或单向循环流动，通过气液相变的潜热和液塞流动时的显热传递热量。
[0004]与传统热管相比，脉动热管具有传热性能好，可任意弯曲、适应性好，体积小成本低、传热距离远等优点，在超导磁体冷却、电子散热、能量收集等方面具有很好的发展应用前景。
[0005]低温超导磁体的临界温度很低，如NbTi为9.6K，Nb3Sn为18.1K。将脉动热管应用于为低温超导磁体(例如NbTi或者Nb3Sn等)进行冷却时，目前唯一合适的流体工质是氦(He)。
[0006]据了解，目前全世界范围内仅有美国的威斯康星大学麦迪逊分校，法国的原子能委员会，中国科学院理化技术研究所研制了液氦脉动热管。上述单位的实验结果表明，液氦脉动热管虽然具有很高的有效导热系数，但传热极限(即换热负荷的上限)太低(美国威斯康星大学麦迪逊分校研究得到的传热极限为0.86w，法国原子能委员会研究得到的传热极限为0.145w，中国科学院理化技术研究所研究得到的传热极限为1.29w)。究其原因，主要是因为当液氦脉动热管的换热负荷过高时，管内的气液循环流动状态容易被打破，最终出现干烧的情况(即管内一端全是气、另一端全是液，管内工质不再脉动或循环流动)。
[0007]因此，需要对现有脉动热管进行改进，以解决其传热极限较低的问题。
[0008]本背景部分中公开的以上信息仅被包括用于增强本公开内容的背景的理解，且因此可包含不形成对于本领域普通技术人员而言在当前已经知晓的现有技术的信息。

技术实现思路

[0009]本专利技术的一个目的在于，提供一种防干烧低温脉动热管，能有效提高现有脉动热管的传热极限。
[0010]为达以上目的，本专利技术提供一种防干烧低温脉动热管，包括注液接头和至少两个通过所述注液接头实现相互连通的子脉动热管；
[0011]所述子脉动热管成蛇形结构，所述蛇形结构包括若干平行管段，相邻两所述平行管段之间通过一个拐弯段连通；
[0012]同一所述子脉动热管内的至少两所述平行管段之间通过直连管连通。
[0013]可选的，所述平行管段依次包括冷凝段、绝热段以及蒸发段；
[0014]所述平行管段的冷凝段、绝热段以及蒸发段三者各可通过一根所述直连管与另一所述平行管段连通，且所述冷凝段、绝热段以及蒸发段三者中的至少一个与另一所述平行管段连通。
[0015]可选的，各所述子脉动热管沿竖直方向堆叠放置，且相邻两所述子脉动热管之间设有一组导热固定板组。
[0016]可选的，所述导热固定板组包括位于所述子脉动热管的一端的第一导热固定板和位于所述子脉动热管的另一端的第二导热固定板。
[0017]可选的，各所述子脉动热管沿水平方向并列平铺设置。
[0018]可选的，所述子脉动热管的截面形状为圆形、正方形或者三角形。
[0019]可选的，还包括通过所述注液接头与各所述子脉动热管连通的缓冲罐。
[0020]可选的，所述平行管段包括两个冷凝段和一个蒸发段；或者，所述平行管段包括两个蒸发段和一个冷凝段。
[0021]可选的，所述子脉动热管内的流体工质为低温工质。
[0022]本专利技术的有益效果在于，提供一种防干烧低温脉动热管：
[0023]直连管可以使不同的平行管段进行连通，因此，当换热负荷较大导致某一平行管段出现干烧的情况时，与该平行管段连通的另一平行管段内的流体工质即可通过直连管快速地进入该平行管段内、该平行管段内的流体工质也可以通过直连管快速地进入另一平行管段，由此快速打破该平行管段内的干烧状态，使得该平行管段内的气液恢复循环，避免子脉动热管中某一平行管段出现干烧的情况；
[0024]同理，当换热负荷极大导致某一子脉动热管出现干烧的情况时，与该子脉动热管连通的另一子脉动热管内的流体工质即可通过注液接头进入该子脉动热管内、该子脉动热管内的流体工质也可以通过注液接头进入另一子脉动热管，由此打破该子脉动热管内的干烧状态，使得该子脉动热管内的气液恢复循环，避免某一子脉动热管出现干烧的情况；
[0025]综上，本专利技术提供的防干烧低温脉动热管对平行管段和子脉动热管的干烧情况均进行了有效的规避设计，因此，可以有效抑制干烧现象的发生，最终提高传热极限。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0027]图1为实施例1提供的防干烧低温脉动热管的结构示意图；
[0028]图2为实施例1提供的防干烧低温脉动热管的俯视示意图；
[0029]图3为实施例2提供的双冷凝段结构的防干烧低温脉动热管的结构示意图；
[0030]图4为实施例3提供的双蒸发段结构的防干烧低温脉动热管的结构示意图；
[0031]图5为实施例4提供的多子脉动热管平铺排布的结构示意图；
[0032]图6为实施例5提供的子脉动热管的结构示意图；
[0033]图7为实施例7提供的充液系统的结构示意图。
[0034]图中：
[0035]1、注液接头；
[0036]2、子脉动热管；201、平行管段；202、拐弯段；203、冷凝段；204、绝热段；205、蒸发段；206、第一冷凝段；207、第二冷凝段；208、第一绝热段；209、第二绝热段；210、第一蒸发段；211、第二蒸发段；212、直连管；
[0037]3、导热固定板组；301、第一导热固定板；302、第二导热固定板；303、第三导热固定板；304、定位槽；
[0038]4、缓冲罐；
[0039]5、导热板；
[0040]6、高纯氦气瓶；
[0041]7、分子泵机组。
具体实施方式
[0042]为使得本专利技术的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防干烧低温脉动热管，其特征在于，包括注液接头(1)和至少两个通过所述注液接头(1)实现相互连通的子脉动热管(2)；所述子脉动热管(2)成蛇形结构，所述蛇形结构包括若干平行管段(201)，相邻两所述平行管段(201)之间通过一个拐弯段(202)连通；同一所述子脉动热管(2)内的至少两所述平行管段(201)之间通过直连管(212)连通。2.根据权利要求1所述的防干烧低温脉动热管，其特征在于，所述平行管段(201)依次包括冷凝段(203)、绝热段(204)以及蒸发段(205)；所述平行管段(201)的冷凝段(203)、绝热段(204)以及蒸发段(205)三者各可通过一根所述直连管(212)与另一所述平行管段(201)连通，且所述冷凝段(203)、绝热段(204)以及蒸发段(205)三者中的至少一个与另一所述平行管段(201)连通。3.根据权利要求1所述的防干烧低温脉动热管，其特征在于，各所述子脉动热管(2)沿竖直方向堆叠放置，且相邻两所述子脉动热管(2)之间设有一...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕秉坤，王维，梁磐仪，信纪军，方志春，王春栋，赵婉吟，李来风，
申请(专利权)人：松山湖材料实验室，
类型：发明
国别省市：