[发明专利]利用热压转换效应驱动的多孔介质相变传热结构及系统

说明书

本发明提供了一种利用热压转换效应驱动的多孔介质相变传热结构及系统，当向通道中输送工质液体，液体工质液体在多孔介质层中渗透，当对相变传热结构加热，工质液体就会蒸发到蒸发腔室结构内，蒸发后体积膨胀使得蒸发腔室中压力增大，蒸汽会从蒸发腔结构的喷嘴处喷出，并汇集后驱动通道中的汽液两相流沿着通道流动；可以很好地利用汽液相变膨胀的机械能，从而驱动环路中的两相流体流动，实现了热的自发驱动而不消耗外部电功；本发明提供的热管，应用了热压转换效应蒸发腔结构，热输运热量都要高，距离远，加热面热稳定性强，取热能力远高于一般脉动热管。

技术领域

本发明属于热管理、换热器技术领域，具体涉及一种利用热压转换效应驱动的多孔介质相变传热结构及系统。

背景技术

传热技术广泛应用于各个领域，常见的传热技术需求主要是换热器和热管理器件。

在诸多传热形式中，对流传热是应用最广泛，传热效率最高，传热能力最强的传热形式。但是由于流动阻力原因，对流传热往往需要泵驱动，泵需要电功输入，增加了系统复杂性，尤其是在紧凑换热器中，泵功消耗巨大。

相变换热作为对流传热的一个分支，其天然的特性是，一部分热能转化为了机械能(压力或者动能)，但是这一部分机械能很难被利用来驱动流体。存在相变传热的换热器对这部分机械完全没有利用，并且这部分机械能反而变成了阻碍，因为汽相膨胀后的压力没有方向性，需要用额外的泵功消耗去克服。毛细力热管对这部分动能稍有利用，但是大部分这种机械能浪费在毛细芯流动阻力耗损上，脉动热管对这部分机械能稍有利用，但是没有方向性，利用效率极低，导致脉动热管热量的传输距离极其有限(50cm)，并且加热面温度波动很大。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种利用热压转换效应驱动的多孔介质相变传热结构及系统，可以在不消耗外部电功的前提下实现对两相流体流动的驱动。

一种相变传热结构，包括上、下叠在一起的蒸发腔层和多孔介质层(102)，以及封装在蒸发腔层和多孔介质层(102)外部的外壳(101)；

其中，在蒸发腔层中设置至少一个蒸发腔结构(103)和一个通道(104)；蒸发腔结构(103)的尾端逐渐收缩，形成喷嘴状结构，最后联通到通道(104)；蒸发腔结构(103)和通道(104)均向下贯穿到多孔介质层(102)。

较佳的，蒸发腔层和多孔介质层(102)为一体结构，蒸发腔结构(103)和通道(104)是在多孔介质层(102)上直接切削实现的。

较佳的，蒸发腔结构(103)为具有一定厚度的扁平腔体。

较佳的，蒸发腔结构(103)为球形腔或者椭球形腔体。

较佳的，蒸发腔层与外壳(101)的部分为一体结构，蒸发腔结构(103)和通道(104)是在外壳(101)的内侧表面加工而成。

较佳的，蒸发腔结构(103)是在外壳(101)内表面上开设的具有一定厚度的扁平腔体.

较佳的，蒸发腔结构(103)有多个，均匀或者非均匀排布在通道(104)的一侧或者两侧。

较佳的，所述通道(104)可以为弯曲的，以与蒸发腔结构(103)的外轮廓匹配。

较佳的，所述外壳(101)包括底座和上盖，底座上设有凹槽，用于容纳多孔介质层(102)和蒸发腔层。

较佳的，多孔介质层为烧结铜粉、铜丝网、泡沫铜、不锈钢烧结粉末或者陶瓷烧结粉末。

一种热管，其蒸发结构(1)采用所述相变传热结构实现。

一种换热器，包括多个冷却层(5)和蒸发层(4)，冷却层(5)和蒸发层(4)间隔着叠放在一起，蒸发层(4)采用所述相变传热结构实现。

本发明具有如下有益效果：