一種自泄壓熱管的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于一種換熱裝置，具體地涉及一種自泄壓熱管。
【背景技術】
[0002]熱管是一種具有高導熱性能的傳熱組件，熱管技術首先于1944年由美國人高格勒(R.S.Gaugler)所發現，并以“熱傳遞裝置”(Heat Transter Device)為名取得專利。
[0003]熱管的導熱系數是一般金屬材料的數百倍乃至上千倍，它可以將大量熱量通過很小的截面積遠距離傳輸而無數外加動力。
[0004]參照圖1傳統熱管結構示意圖，圖2熱管工作原理示意圖，一般熱管由管體，吸液芯，工作液體組成，熱管內部是一個封閉的空間區域，該空間區域被抽成負壓狀態，內部有工作液體(工作介質)，其工作是利用工作液體在蒸發段吸熱蒸發后在冷凝段放熱冷凝的相變過程來使熱量快速傳導，冷凝后的工作液體通過管體內部管壁上的吸液芯回到蒸發段。
[0005]傳統熱管雖然有著很高的導熱性，但是也有一些特性同樣限制了熱管技術的應用和發展，如圖8所示，傳統熱管在使用中隨著操作溫度的逐漸提升會出連續流動極限、冷凍啟動極限、粘性極限、聲速極限、攜帶極限、毛細極限、冷凝極限、沸騰極限等問題。
[0006]在熱管操作溫度持續升高時，熱管內工作液體相變成的熱蒸汽也會逐步增加，如果得不到有效冷凝和有效泄壓，則熱管內熱量和壓力會持續增大，壓力過大會出現熱管爆裂，工作液體泄露的安全隱患，溫度過高會出現冷凍啟動極限等惡劣工作環境，而現有技術熱管散熱器采用增加傳統熱管使用數量從而進行熱管內部熱蒸汽冷的冷凝，這樣的處理冷卻方式不僅造成整個熱管組成的散熱器體積變大，占用空間，而且造成使用成本的增加。
[0007]如中國專利申請公布號為CN 103775879 A,發明名稱為多冷端的玻璃熱管LED燈具中對應用于LED燈具的玻璃熱管冷凝段冷凝效果不足問題提出了采用多冷端的外形結構，而該外形結構相對與傳統熱管結構只是增加了冷卻端的數量，使熱蒸汽同時進入各多冷端，只能做到使各冷卻端同步冷卻來降低工作溫度而已，對熱管內熱蒸汽壓力的過大，工作液體液面不能變化使壓力不能釋放而起不到自動泄壓的調節作用，而且該外形結構熱管只用于如熱源熱量較低的LED燈具領域，當用于工業循環水冷卻，空調循環水冷卻如冷卻塔等熱源熱量很高的領域中，會很快達到熱傳遞動態飽和狀態，壓力無處釋放導致工作操作溫度過高會出現如圖8所示的冷凍啟動極限等惡劣工況，使熱管熱傳遞效率嚴重降低，影響設備的安全平穩使用。
【實用新型內容】
[0008]本實用新型的目的是:提供及一種自泄壓熱管，它能提高制冷效率，大面積范圍提高降溫效率，可以廣泛應用于工業循環水冷卻，空調循環水冷卻如冷卻塔，空調制冷等熱源熱量很高的領域中，它節能無污染，安裝使用方便，生產使用成本低。
[0009]本實用新型采用的技術方案為:提供一種自泄壓熱管，它包括已知熱管的直管結構，其特征在于:所述的已知熱管的直管上設置有與管體連通的泄壓腔體；所述的泄壓腔體為一個或多個。
[0010]所述泄壓腔體是多個相互獨立的泄壓腔體，它們分別與直管連通，其連通口在直管軸向上有高度差。
[0011]所述泄壓腔體是多個相互獨立的泄壓腔體，它們分別與直管連通，其連通口在直管軸向上是等高度。
[0012]所述泄壓腔體是三個以上相互獨立的泄壓腔體時，它們分別與直管連通，其連通口在直管軸向上既有相互有高度差的泄壓腔體連通口又有相互等高的泄壓腔體連通口。
[0013]所述泄壓腔體與直管的冷凝段管體結構相同，即泄壓腔體與直管的冷凝段都可以是管體結構，或管體內部都可以分別附有吸液芯。
[0014]所述直管的蒸發段管體是U形結構。
[0015]所述直管與絕熱段連通的蒸發段，它一端是直管結構，另一端是徑向分別連通有相互獨立的管體，它們連接組合成發射形狀。
[0016]所述直管絕熱段有管徑增大段。
[0017]所述的泄壓腔體的數量是I到8個。
[0018]本實用新型的特點是:這種熱管的自泄壓方法，它是在已知熱管的直管上設置有與管體連通的泄壓腔體，直管內的工作液體在工作前液面高度高于泄壓腔體與直管連通口的頂端；當蒸發段吸熱時，隨著熱量的增加，隨著熱蒸汽上升進入直管的冷凝段，隨著直管的熱蒸汽膨脹壓力而增大，熱蒸汽會將工作液體擠入泄壓腔體，打破原有過熱飽合極限，使熱傳導效率恢復到工作狀態，完成泄壓冷凝，隨著熱管熱功率的要求不同，可以在直管上設置有與直管連通一個或多個泄壓腔體。所以它能提高制冷效率，大面積范圍提高降溫效率，可以廣泛應用于工業循環水冷卻，空調循環水冷卻如冷卻塔，空調制冷等熱源熱量很高的領域中，它節能無污染，安裝使用方便，生產使用成本低。
[0019]下面結合實施例及附圖對本實用新型做進一步說明，但不作為對本實用新型的限定。
【附圖說明】
[0020]圖1是已知熱管直管結構示意圖。
[0021 ] 圖2是熱管工作原理示意圖。
[0022]圖3是實施例結構示意圖。
[0023]圖4是實施例蒸發段是U形結構的管體結構示意圖。
[0024]圖5是實施例蒸發段有發射組合分支結構的示意圖。
[0025]圖6是圖5所述結構局部剖視圖。
[0026]圖7是已知熱管冷凝段與泄壓腔體相同結構的局部放大圖。
[0027]圖8是熱管工作狀態下操作溫度與最大傳熱量的關系圖。
[0028]圖9是已知熱管直管工作狀態下冷凝段管內工作狀態示意圖。
[0029]圖10是實施例熱管工作狀態示意圖。
[0030]圖11是實施例熱管工作初始狀態示意圖。
[0031]圖12是實施例泄壓腔體與管體的連通口沿管體軸向方向具有高度差的示意圖。
[0032]圖13是實施例泄壓腔體與管體的連通口沿管體軸向方向位置等高的示意圖。
[0033]圖14是圖12泄壓時其中一個工作階段示意圖。
[0034]圖15是圖12泄壓另一個工作過程的初始工作狀態示意圖。
[0035]圖16是實施例三個泄壓腔體結構示意圖。
[0036]圖17是實施例三個泄壓腔體與圖16不同的另一種結構示意圖。
[0037]【附圖說明】:1、蒸發段；2、絕熱段；3、冷凝段；4、工作液體；5、直管；6、吸液芯；7、管徑增大段；8、泄壓腔體；9泄壓腔體；10、熱蒸汽；11、工作液面；12、連通口 ；13、連通口 ；14、真空區域；15、泄壓腔體；la與Ib是圖4熱管蒸發段U形結構的管體的兩個分支；lc是圖5熱管蒸發段主管體；ld是圖5熱管蒸發段發散結構的管體。
【具體實施方式】
[0038]實施例1
[0039]這種熱管的自泄壓方法是在已知熱管的直管5上設置有與管體連通的泄壓腔體，直管5內的工作液體4在工作前液面高度高于泄壓腔體與直管5連通口的頂端；當蒸發段I吸熱時，隨著熱量的增加，隨著熱蒸汽10上升進入直管5的冷凝段3，隨著直管5的熱蒸汽10膨脹壓力而增大，熱蒸汽10會將工作液體4擠入泄壓腔體，打破原有過熱飽合極限，使熱傳導效率恢復到工作狀態，完成泄壓冷凝，隨著熱管熱功率的要求不同，可以在直管5上設置有與直管5連通一個或多個泄壓腔體。
[0040]由于已知熱管如圖1、圖2所示，熱管是一個封閉的腔體，它由直管5，吸液芯6，工作液體4組成，但已知熱管內及本實用新型的熱管內也可以沒有吸液芯6，本實施例中有吸液芯6。其中工作液體4為液態，熱管直管5按工作過程的不同作用分為蒸發段1，絕熱段2，冷凝段3。如圖1，工作狀態前，蒸發段I有真空區域14，工作液體4靜止貯在蒸發段I或絕熱段2中，該液體具有沸點低，容易受熱相變成汽態的特性，例如工作液體是液態乙醚，如圖1、圖2、圖8、圖9，直管5的蒸發段I用于對熱源的吸熱使工作液體4相變為熱蒸汽10，冷凝段3對熱蒸汽10進行冷凝從而使熱蒸汽10放熱后相變會液態并通過如圖7所示的吸液芯6返回蒸發段1，如此循環以達到熱量從蒸發段I到冷凝段3的持續傳導。如圖9，當冷凝段3涌入熱蒸汽10持續增多，且冷凝段3冷凝效率不足時，則冷凝段3內熱蒸汽10壓力增大而膨脹，熱蒸汽10會擠壓管體四周與工作液面11將液體工作液體4向下擠壓，由于傳統熱管結構的限制，工作液體4與熱蒸汽10壓力無處釋放，同時伴隨著熱蒸汽10不能有效冷凝，則傳統熱管結構在操作溫度過高的工作環境很有可能爆裂或出現如圖8所示的例如冷凍啟動極限，甚至出現沸騰極限等各種極限的不利情況，甚至導致熱管停止工作。采用本實用新型熱管的自泄壓方法，工作前如圖3所示直管5內的工作液體4高度高于泄壓腔體與直管5連通口的頂端，當蒸發段I吸熱時，隨著熱量的增加，熱蒸汽10上升進入直管5的冷凝段3，隨著直管5的熱蒸汽10膨脹壓力增大，熱蒸汽10會將工作液體4擠入泄壓腔體8，如圖10所示打破原有過熱飽合極限，使熱傳導效率恢復到工作狀態，如圖11所示它完成了一個工作過程，到了下一個工作過程的初始狀態，依次循環完成泄壓冷凝。隨著熱管熱功率的要求不同，可以在直管5上設置有與直管5連通的一個或多個泄壓腔體如圖10，圖12，圖13，圖16，圖17所示。本實用新型所述的泄壓腔體的數量一般選擇在是I到8個，便于設計加工。
[0041]以下結合附圖詳細說明其泄壓原理與工作過程，如圖3，圖10，圖11所示，首先要明確管內熱蒸汽10上升時遵循“熱管的軸向導熱性”的規律，如圖10，蒸發段相變產生的熱蒸汽10會首先進入冷凝段3，而不會分叉進入泄壓腔體8的真空區域14，這是本實用新型的技術依據。如圖10所示，當熱蒸汽10在冷凝段3冷凝效果不足，且熱蒸汽10持續增加，則熱蒸汽10會擠壓管體四周與工作液面11將液體工作液體4向下擠壓，由于泄壓腔體8存在真空區域14，所有可以將工作液體4擠壓到泄壓腔體8中，此過程伴隨著工作液面11沿直管5軸向方向的不斷下降，當工作液面1