[發明專利]一種單相熱驅動傳熱元件及其工作介質灌裝方法

無效

• 申請號: 200710048833.5
• 申請日: 2007-04-09
• 公開（公告）號: CN101285658A
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發明（設計）人: 李建民
• 申請（專利權）人: 李建民
• 主分類號: F28D15/00
• 分類號: F28D15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及熱傳導元件，包括換熱、散熱、傳熱、集熱、蓄熱等所有的熱傳導、熱交換領域，具體涉及一種封閉的腔體，工作介質處于單相進行傳熱的傳熱元件及其工作介質灌裝方法。

背景技術

利用傳熱介質傳熱是最常見的一種傳熱方式，即利用傳熱介質在熱源處吸收熱量，并使吸收熱量后的傳熱介質在放熱設備或放熱端內放出熱量，到達傳熱的目的。傳熱介質作為一種密閉的系統內流動。這種傳熱方式被廣泛應用于工業領域以及民用、工業設備中。

傳導熱過程包括換熱、集熱、散熱、蓄熱的熱量的傳遞、交換、收集、儲存、應用、控制、管理的所有過程，在本發明中，導熱的概念包括以上所述的所有的過程。

根據傳熱介質在傳熱過程中是否有相變發生，可以分為有相變的傳熱，例如在空調、熱泵中，采用氟里昂或氨、烷烴、水等作為傳熱介質，傳熱介質在蒸發器內從外界吸收熱量，由液態變化為氣態，然后經過壓縮機、節流閥或泵等設備調節壓力后，在冷凝器內由氣態變成液態放出熱量，來實現熱控制或熱管理。這種過程中傳熱介質在吸熱及放熱過程中有相變發生，屬于相變傳熱。同樣，在熱管傳熱過程中，熱管內的傳熱介質在吸熱端由液態變為氣態吸收熱量，在放熱端則由氣態變成液態放出熱量，也屬于相變傳熱。還有，在工業換熱(升溫、冷卻)過程中或民用采暖過程中，如果用蒸汽采暖，則在換熱設備存在相變；如果用水或其它流體作為傳熱介質，通常在傳換過程中不存在相變過程，屬于非相變傳熱，如在民用采暖過程中通入到樓宇及家庭的散熱器中的高溫水，或在發動機冷卻系統中，電子器件冷卻系統中，以及機械設備中用于冷卻設備的機油等，常用流體循環來將熱量傳遞到外部環境達到熱控制或熱管理的目的，所用的傳熱介質即流體可以為液體、氣體或氣液以及沸騰狀態的混合物。

在航天和軍事產品中，有比普通工業產品更高的傳熱性能要求，特別是對熱控制的精度有更高的要求，所涉及的產品的應用的領域雖然不同，但其整體的熱控制熱管理的要求更高。

利用封閉腔體內部的工作介質氣液相變進行導熱的原理制造的熱管是目前傳熱技術中最好的技術方法，然而，熱管技術的普及和推廣應用方面還存在很多的技術問題，使得熱管技術雖然被發明已經有六十多年，但還是限于在某個特殊領域進行應用，其關鍵因素在于：

1、熱管的制造方法缺陷

熱管的制造方法可以分為兩大類，一類為抽真空法，需要真空設備，這樣需要耗費能源以及占用時間，其次為熱排法，無法精確的進行工作介質量的控制，僅限于對工業的熱管進行制造。

2、熱管封口技術的缺陷

對于抽真空法采用冷焊法，能夠使用冷焊法進行封口的材料只有銅，其他金屬不適合于采用此方法，因而限制了熱管必須采用高成本的銅為殼體材料，因而增加了熱管的成本；另外對于熱排法，由于采用銷釘打入封口后外加焊接的技術，工藝上不能保證整體的工作介質的數量，不能保證的質量和性能，而且，此種方法的主要問題在于只能對大的管件采用此種方法進行生產，小的管件根本無法進行生產。

3、內部的防腐問題：所采用的工作介質可能和腔體的材料產生反應，而使得真空度減少，因而使得熱管的性能下降，致使最終無法工作，因而熱管的壽命短，不能適合于工業化要求。

由于現有的熱管技術存在此等技術缺陷，障礙了熱管技術的發展，使得熱管技術不能被普遍的應用。

對于利用封閉強體內部工作介質進行傳熱的技術還應用于空調制冷、建筑供暖、發動機散熱、電子設備水冷散熱器等領域，但是在這些領域的傳熱介質需要在壓縮機、泵等不同的外界動力驅動下才能正常循環，這樣消耗了電能，增加了泵的成本，占用了空間。

發明內容

本發明的目的就是提供一種單相熱驅動的傳熱元件，利用封閉腔體內部的工作介質單相的進行傳熱，腔體的至少一部分為吸熱端，腔體的至少另一部分為放熱端，在傳熱過程中，工作介質在腔體內部保持單相進行傳熱，同時在熱能的傳輸過程中，不需要消耗外部的能源，僅依靠熱源提供的熱能實現熱能驅動和傳送。

本發明同時發明了此種傳熱元件的工作介質灌裝的方法，采用液體、氣體、真空三種方法進行罐裝。

具體發明內容如下：

至少含有一個可以封閉的腔體，以及至少一種基礎工作介質，將該種工作介質灌裝到可以封閉的腔體后將腔體進行密閉，腔體的至少一部分為吸熱端，腔體的至少另一部分為放熱端，該種工作介質在傳熱元件導熱過程中，依靠熱能驅動工作介質進行導熱，基礎工作介質在導熱過程中處于單相狀態進行傳熱。