说明书热管及热管换热器

　　技术领域

　　本发明涉及热传递技术领域，特别是涉及一种热管及热管换热器。

　　背景技术

　　热管是一种广泛应用于宇航、军工、散热器制造等行业的传热元件，它充分利用了热传导原理与致冷介质的快速热传递性质，透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外，其导热能力超过任何已知金属的导热能力。

　　热管的一端为位于相对低处的蒸发段(加热段)，另一端为位于相对高处的冷凝段(冷却段)，还可以根据应用需要在蒸发段和冷凝段中间布置绝热段，将管内抽成负压后充以适量的液体工质加以密封。当热管在重力场中应用时，蒸发段受热，热管中的液体工质蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向高处的冷凝段，放出热量后凝结成液体，液体在重力作用下流回低处的蒸发段。热管技术改变了传统散热器的设计思路，摆脱了单纯依靠高风量电机来获得更好散热效果的单一散热模式，使得散热器即便采用低转速、低风量电机，同样可以得到满意效果，使得困扰风冷散热的噪音问题、高耗能问题得到良好解决，开辟了散热行业新天地。

　　由上述描述可以看出，热管的换热效率与热管表面积的大小成正比例关系，与热管的蒸发段的体积(或截面积)无关，因此，为提高热管换热效率，应尽可能增加热管长度，减小热管的截面积大小(尽可能减小热管的直径)。但是，当热管细到一定程度后，热管的的强度会变得非常的小，无法进行实际应用，因此，现有热管，特别是以直立方式部署在热交换器内的热管，因需要在热管蒸发段充入较多的工质液体使得热交换器的成本居高不下；另外，由于不接触热管蒸发段内表面的工质液体无法形成蒸发气泡核心而使热管的换热效率相对较低。

　　发明内容

　　本发明所要解决的技术问题是提供一种热管及热管换热器，可解决现有换热器产品成本高、换热效率相对较低的的问题。

　　为了解决上述问题，本发明公开了一种热管，包括蒸发段、冷凝段、填充在所述蒸发段的工质液体，以及，填充在所述蒸发段的填充颗粒，其中，所述填充颗粒的密度为所述工质密度的1.2～1.5倍。

　　优选的，所述填充颗粒采用聚氯乙烯材料制成。

　　优选的，所述填充颗粒为在密度大于所述工质密度1.5倍的材料外表面覆盖一层聚乙烯、聚丙烯、四氟乙烯或ABS树脂制成。

　　优选的，所述填充颗粒为聚乙烯、聚丙烯、四氟乙烯或ABS树脂与钢粉末或铁粉末的共熔挤出物切割后制成。

　　优选的，所述填充颗粒为球体、六面体或其他空间形状；所述填充颗粒的*大尺寸不大于所述热管内径的0.9倍。

　　优选的，所述填充颗粒的*大尺寸为所述热管内径的0.6～0.8倍。

　　优选的，所述热管还包括位于所述蒸发段和冷凝段之间的中间绝热段

　　优选的，所述工质液体为氟利昂、酒精、乙醚、丙酮或水。

　　根据本发明的另一优选实施例，还公开了一种热管换热器，包括组装在一起的多根上述热管。

　　与现有技术相比，本发明具有以下优点：

　　本发明优选实施例中，在热管的蒸发段填充了成本较低的填充颗粒后，可占用成本较高的工质液体(如氟利昂)不参与蒸发传热部分的体积，减小了工质液体的灌注量，从而降低热管及热管换热器的成本。另外，处于工质液体内的填充颗粒可扩大热管内工质的接触面积，减小工质工作时气泡在热管内壁的占用面积，从而进一步提高热管的传热效率。

　　附图说明

　　图1是本发明热管**实施例的结构示意图；

　　图2是本发明热管第二实施例的结构示意图。

　　具体实施方式

　　为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

　　参照图1，示出了本发明热管**实施例的结构示意图，包括蒸发段1、冷凝段2、填充在蒸发段1中的工质液体3，以及，填充在蒸发段1中的填充颗粒4，其中：

　　填充颗粒4的密度为工质液体3的密度的1.2～1.5倍，以保证填充颗粒4不会漂浮在工质液体3的表面影响热管的传热效率；

　　本优选实施例中的工质液体3可采用氟利昂、酒精、乙醚、丙酮或水。

　　为保证填充颗粒4的化学性能可靠，物理结构稳定，使得填充到热管蒸发段1中的填充颗粒4不会与工质液体3或热管材料发生化学反应，也不会因长期震动、冲击破碎产生细小粉末，填充颗粒4可采用下述方式制备：

　　方式一：采用物理和化学性能均满足上述要求的聚氯乙烯材料制备成聚氯乙烯填充颗粒；

　　方式二：在密度大于工质密度1.5倍的材料(如钢、铁等)外表面覆盖一层聚乙烯、聚丙烯、四氟乙烯或ABS树脂(丙烯腈?苯乙烯?丁二烯共聚物，Acrylonitrile Butadiene Styrene)的方式制备成复合材料的填充颗粒，该复合材料的密度为上述工质密度的1.2～1.5倍；

　　方式三：将聚乙烯、聚丙烯、四氟乙烯或ABS树脂与密度较高的材料粉末(如钢粉末或铁粉末)的共熔挤出物切割后形成的混合材料的填充颗粒，该混合材料的密度为上述工质密度的1.2～1.5倍。

　　上述方式制备填充颗粒4的优点是成本低廉，易于制造生产，生产使用过程环保安全。

　　为避免填充颗粒4外表面与热管内壁紧贴而造成影响热管传热的问题将填充颗粒4制备成球体、六面体或其他空间形状；另外，填充颗粒的*大尺寸不大于所述热管内径的0.9倍，填充颗粒优选的*大尺寸为热管内径的0.6～0.8倍。

　　参照图2，示出了本发明热管第二实施例的结构示意图，本优选实施例中的热管除包括**实施例公开的蒸发段1、冷凝段2、填充在蒸发段1中的工质液体3，以及，填充在蒸发段1中的填充颗粒4之外，还包括位于蒸发段1和冷凝段2之间的中间绝热段5，以保证本优选实施例热管能够应用到分离式热管换热器中。

　　需要说明的是，上述实施例中的热管可以根据实际需要设置部署方式，既可以采用附图1所示的倾斜部署方式(即热管与水平方向的夹角大于0°、小于90°，优选的上倾角度为5°～7°)，也可以采用附图2所示的立式部署方式(即热管与水平方向夹角为90°)，本发明对此并不加以限制。

　　将上述热管实施例中的多根热管组装在一起，构成热管换热器：当热管换热器水平安装时，热管的冷凝段2一端需要上倾5°～7°，在与空气换热时，热管的蒸发段1进热空气，冷凝段2进冷空气；热管换热器还可以采用分离部署方式，包括蒸发器和冷凝器，其中，热管的蒸发段1部署在热管换热器的蒸发器中，热管的冷凝段2部署在热管换热器的冷凝器中，蒸发段1和冷凝段2之间通过中间绝热段5连接。

　　本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

　　以上对本发明所提供的一种热管及热管换热器进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

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