[发明专利]调节换热面积比率式热管

说明书

本发明是一种调节换热面积比率式热管，其涉及一种热管，包括壳体、辅助吸液芯、循环换热管、热管工作介质。所述热管蒸发段温度升高超过设计值时，循环换热管内表面参与换热，加速热管工作介质的冷凝速度，促使凝结的热管工作介质液体能够满足蒸发量，避免因蒸发段吸液芯干涸而出现热管失效的事故，从而确保所述热管在热流体温度波动时安全运行。所述热管蒸发段温度低于设计值时，循环换热管内表面不参与换热，所述热管恢复正常运行。

技术领域

本发明是一种调节换热面积比率式热管，其涉及一种热管，特别是涉及一种采用循环换热管增加冷凝段换热面积的调节换热面积比率式热管。

背景技术

热管由管壳﹑吸液芯和热管工作介质组成，热管的工作段分为蒸发段、绝热段和冷凝段三部分。当蒸发段吸收热流体热量时，热量通过管壳使浸透在吸液芯中的热管工作介质蒸发， 热管工作介质蒸汽在蒸发段和冷凝段之间形成的压差作用下流向冷凝段，冷流体通过管壳吸收冷凝段内腔热管工作介质蒸汽的热量，使热管工作介质蒸汽在冷凝段凝结为液体，冷凝后的热管工作介质被吸附在吸液芯的毛细孔中，并被输送至蒸发段，形成热管工作介质的工作循环。虽然热管的传热能力极大，但是也存在制约其工作能力的极限：粘性极限、声速极限、携带极限、毛细极限、沸腾极限等。这些传热极限与热管的尺寸、形状、热管工作介质、吸液芯结构、工作温度等有关。当工作温度低时，最易出现粘性极限及声速极限，当工作温度高时，则易出现毛细极限及沸腾极限。

毛细极限是指当热管中的汽体和液体的循环压力降与所能提供的最大毛细压头达到平衡时，该热管的传热量达到最大值。若此时增加热管工作介质的蒸发量，则会因毛细压头不足，使抽回到蒸发段的液体不能满足蒸发量，导致发生蒸发段吸液芯干涸和过热，出现热管管壳温度剧烈升高，甚至烧毁热管。沸腾极限是指当热管中蒸发段径向热流密度很大时，会使热管工作介质沸腾。吸液芯内大量汽泡堵塞毛孔，破坏毛细抽吸作用，导致凝结的热管工作介质液体不能满足蒸发量。

热管在运行中，热流体温度波动导致热管蒸发段温度高于设计温度、热管蒸发段径向热流密度大于设计值时，普通热管容易出现毛细极限及沸腾极限，导致热管管壳温度剧烈升高，甚至烧毁热管。

若有一种热管，在热管蒸发段温度升高时，能够增加热管冷凝段的换热面积，即增加热管冷凝段总换热面积与热管蒸发段总换热面积的比率，加速热管工作介质的冷凝速度，促使凝结的热管工作介质液体能够满足蒸发量，避免因蒸发段吸液芯干涸而出现热管失效的事故。

发明内容

本发明的目的是克服热流体温度波动导致热管蒸发段温度高于设计温度时，普通热管容易出现毛细极限及沸腾极限，导致热管管壳温度剧烈升高，甚至烧毁热管的缺点，提供一种在热管蒸发段温度升高时，能够增加热管冷凝段的换热面积，即增加热管冷凝段总换热面积与热管蒸发段总换热面积的比率，加速热管工作介质的冷凝速度，促使凝结的热管工作介质液体能够满足蒸发量，避免因蒸发段吸液芯干涸而出现热管失效事故的调节换热面积比率式热管。本发明的实施方案如下：

本发明总的特征是调节换热面积比率式热管包括壳体、辅助吸液芯、循环换热管、热管工作介质。壳体内腔安装有吸液芯，辅助吸液芯安装在循环换热管径向外侧，循环换热管安装在壳体内腔，并且循环换热管位于所述热管冷凝段，壳体内腔加注热管工作介质。所述热管在应用时，所述热管蒸发段位于换热器的热流体内腔，所述热管冷凝段位于换热器的冷流体内腔。循环换热管的循环进口端通过管路一与循环泵的出口端连接在一起，循环换热管的循环出口端与换热器的冷流体内腔相连通。管路二的一端与循环泵的进口端连接在一起，管路二的另一端与换热器的冷流体内腔相连通。所述热管蒸发段温度升高超过设计值时，启动循环泵，换热器的冷流体内腔中一部分冷流体由循环泵输送经过循环换热管内腔，这部分冷流体再回到换热器的冷流体内腔。循环换热管内表面参与换热，加速热管工作介质的冷凝速度，促使凝结的热管工作介质液体能够满足蒸发量。循环换热管内表面面积是所述热管冷凝段的相对新增换热面积，调节循环泵的流量，即调节冷流体流过循环换热管内表面的流速，能够调节循环换热管的换热效率，从而调节新增换热面积的有效值。