[發明專利]一種雙相流驅動熱管裝置

在審

• 申請號: 201711380302.6
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108180774A
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 胡潔維
• 申請（專利權）人: 胡潔維
• 主分類號: F28D15/02
• 分類號: F28D15/02;F28D15/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種雙相流驅動熱管裝置，主要由熱換器、液倉分離機構、單級離心泵、氣化器和電路控制器構成；所述液倉分離機構有蓄液槽、通液管的輸入輸出端以及倒流孔構成，以實現氣液雙相流的收集、徹底分離與分流，使整個系統有一個穩定的氣液雙相流的循環；所述倒流孔有倒液孔和倒氣孔兩種形式，倒氣孔設置在蓄液槽內液面之上方，倒液孔設置在蓄液槽內液面之下方；所述熱換器和氣化器這兩個換熱器目的是實現能量的運送；所述單級離心泵接入氣化器的進液端和熱換器出液端之間；所述電路控制器控制著系統的運行狀態；這種動力熱管系統通過液倉分離機構和單級離心泵的設計，解決了熱管換熱設備中氣液分離不徹底以及動力循環不足的問題，提高熱管工作效率和實用性，并且所用整個系統裝置結構簡單，環境友好。

技術領域

本發明涉及熱交換技術領域，具體的說，涉及一種新型的熱管換熱系統，特別是一種帶單級離心泵的分體式雙相流熱管裝置。

背景技術

熱管作為高效傳熱元件，在工程中的應用日益普及。熱管不僅在余熱回收、電子元器件冷卻等方面得到廣泛的應用，而且在傳統的傳熱傳質設備領域中，熱管有替代循環水、循環油和水蒸汽傳熱的趨勢。在環境溫度較低時，熱管還可以替代目前的空調系統，作為電子設備、電力設備、計算機房、通信機房的散熱控溫元件。

熱管有多種結構形式，也有多種分類方法。按液體媒介物質的倒流動力進行分類，熱管可為表面張力熱管、重力熱管、離心熱管、脈動熱管和動力熱管等幾大類。表面張力熱管靠吸液芯對液體產生的表面張力倒流液體；重力熱管靠重力倒流液體；離心熱管靠轉動產生的離心力倒流液體；脈動熱管靠蒸發產生氣泡的膨脹力推動循環；這些熱管的共同特點是熱管內部沒有運動部件，其優點是結構簡單，適合小型化、微型化，其缺點是動力循環較弱，不適合大功率、遠距離傳輸熱量。

動力熱管是指外加循環驅動力的熱管系統，這種驅動力通常表現為一種特定形式的流體單級離心泵。動力熱管的基本結構包括氣化器、熱換器、蓄液槽、單級離心泵四個部分，它們相互連接構成一個封閉循環回路，抽真空后加入媒介物質就構成一個完整的動力熱管。動力熱管工作時，單級離心泵從蓄液槽抽出液態工作質送入氣化器，液態工作質在氣化器內受熱蒸發變為氣體，氣體工作質通過導管進入熱換器，并在熱換器中冷卻凝結成液體，液體工作質再經通液管流回蓄液槽，從而完成熱管循環，同時熱量從氣化器端的高溫熱源流向熱換器端的低溫熱源。動力熱管的優點是動力循環強大，適合大功率、遠距離傳輸熱量。

上述動力熱管系統要想實現理想的工作狀態下，它的熱換器必須具有良好的氣液分離功能。如果在熱換器中工質氣液分離不充分，氣體工質就會不斷進入蓄液槽并形成積累。這種現象會造成兩種結果：一是如果系統中的總氣體工作質體積小于蓄液槽容積，氣體工質在蓄液槽中的積累，最終導致全部氣態工作質都積累到了蓄液槽，這時單級離心泵、氣化器、熱換器內流動的是單一液相工質，整個系統形成液體循環狀態；在液態循環狀態下，沒有蒸發和冷凝過程，系統也就沒有了熱管傳熱功能，而且一旦形成的液體循環狀態不能在工作狀態下恢復正常，只有停機再重新開機才能恢復正常。二是如果系統中的總氣體工作質體積大于蓄液槽容積，氣體工質在蓄液槽中的積累，最終導致氣態工質充滿蓄液槽，這時單級離心泵將吸入氣體，而動力熱管系統的單級離心泵通常是為輸送液體而設計的，氣體的吸入會造成泵壓急劇下降，從而造成動力循環不足，并造成氣化器供液困難。為了使熱換器具有徹底的氣液分離功能，熱換器通常采用直徑較大、相互并聯、豎立排管結構，這種結構散熱效率較低，且體積較大。總之，目前的動力熱管存在氣液分離困難和動力循環不足的問題。正因為這樣，動力熱管并沒有得到推廣應用。

發明內容

本發明提供的一種新型的熱管換熱裝置技術——一種雙相流驅動熱管裝置，就是為了解決目前動力熱管工作時存在的氣液分離不徹底和動力循環不足的問題。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案如下：