一種變截面內循環流道式平板重力熱管的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種傳熱裝置，具體涉及一種用于熱量回收的平板重力熱管。
【背景技術】
[0002]熱管作為一種高效的傳熱元件，具有很高的導熱性和優良的等溫性能，我們除了用它來為各種設備快速散熱之外，還利用它來收集熱量。例如在光伏光熱一體化系統中，利用熱管可以將光伏組件在發電過程中積累的多余太陽輻照能量傳遞給冷卻流體，并將這部分熱量儲存起來加以利用，既降低了光伏組件的溫度、提高了發電效率，又提高了太陽輻照能量的利用率。
[0003]但傳統熱管內工質在加熱段吸熱沸騰后汽化，蒸氣攜帶著大量的熱量進入冷凝段，然后進行凝結放熱，把大量的熱量傳遞給冷凝段的冷卻流體，工質蒸氣釋放熱量之后，冷凝為液體在重力或吸液芯毛細力的作用下，沿管殼側壁面重新返回到蒸發段，在這個過程中，不可避免的會在整個側壁上形成一層液膜，阻礙蒸氣與熱源之間的傳熱，也限制了蒸氣進入冷凝段時的溫度，因而限制了熱管換熱效率的進一步提高。因此，如何提高蒸氣進入冷凝段時的溫度，是進一步提高熱管換熱效率的一個重要問題。
[0004]另外，傳統熱管的結構特點還決定了它具有傳熱極限，特別是重力熱管。當重力熱管中充液量較大、蒸發段的軸向熱流密度也較大時，上升蒸氣與回流液體相接觸時粘性剪切力較大，容易達到熱管的攜帶傳熱極限；當重力熱管中充液量很少、蒸發段的徑向熱流密度也相對較小時，則容易達到重力熱管的干涸傳熱極限。攜帶極限限制了重力熱管的充液量不能過多，充液量過多不僅可能達到攜帶極限，還會影響熱管內部的傳熱，特別是蒸發段的傳熱，但除此之外，適當的增加充液量對熱管性能的穩定卻有著積極的作用，當傳熱量較大或熱管工作溫度較高時，充液量越多，越不容易發生干涸的現象，從而提高了熱管的安全性能。而干涸極限則限制了重力熱管的充液量不能過少，否則熱管會有燒毀的危險，但除此之外，減少充液量卻對熱管的傳熱有著促進的作用，當徑向熱流密度相對較小時，工質越少，蒸氣的產生速率越快，因此也就加快了熱管的啟動速度。由此可見，上升蒸氣與回流液體相接觸不僅會阻礙熱源與蒸氣間的換熱，還有可能達到攜帶極限從而影響熱管的正常運行，另外，充液量多與充液量少皆有其優點與缺點，如何兼顧兩者的優勢同時避免兩者的劣勢，也是值得研究的問題。
[0005]中國發明專利“一種單向環路重力熱管及其制造方法”(申請號:201410360548.7；公開號:CN104121794A)設計了一種單向環路重力熱管裝置，通過在環路重力熱管中添加縮口變徑接頭實現縮口結構，使環路重力熱管內部的工質的流動方向唯一確定，從而較普通的環路重力熱管啟動更為迅速，散熱端的熱量得到更高效的利用。
[0006]中國實用新型專利“一種錯流式重力熱管”(申請號:201320842265.7 ；公開號:CN203687711U)設計了一種錯流式重力熱管裝置，采用環形儲液腔，在熱管中心設置有軸向貫通的流體通道，形成錯流式結構，減少了因傳統熱管管壁過熱使得回流液未回流至蒸發段即被夾帶進上升的蒸氣中，在同樣充液量下較傳統熱管能夠傳遞更多的熱量。
[0007]以上專利均從避免回流液體與上升蒸氣相接觸的角度出發，對傳統重力熱管的結構進行了改進，然而并沒有做到將回流液體與上升蒸氣完全分開的程度。
【發明內容】
[0008]本實用新型的目的是提供一種變截面內循環流道式平板重力熱管。
[0009]本實用新型是變截面內循環流道式平板重力熱管，包括管體I和隔板2，所述管體I橫截面為矩形，從下向上橫截面積逐漸增大，所述隔板2橫向設置在熱管內部，將熱管內部空間分為上下兩部分，所述隔板2從蒸發段1-7接近熱管下底面1-5的位置一直延伸至絕熱段1-8與冷凝段1-9的交界處，所述隔板2下邊緣與熱管下底面1-5之間留一縫隙，隔板2兩側邊分別與熱管的左側壁面1-3、右側壁面1-4密封連接，以使熱管內部空間形成一環形流道5。
[0010]本實用新型與【背景技術】相比，具有的有益效果是:在熱管內部加一個具有特殊形狀的內部填充有隔熱材料的隔板，為工質構造一個環形的循環流道，使工質在蒸發段的受熱側吸熱變為蒸氣，向上進入冷凝段，在冷凝段放熱冷凝為液體，再沿非吸熱側管殼內壁回流至蒸發段。該結構一方面極大的減少了受熱側內壁液體的回流，因而避免了當熱管充液量較大而熱流密度也較大時所產生的攜帶極限的問題，同時減小了蒸氣與熱源之間的熱阻、促進了傳熱，提高了蒸氣進入冷凝段的溫度，從而增大了冷凝段蒸氣與冷卻流體的溫差、提高了換熱效果；另一方面蒸發段底部類似于一 U型管，兩邊液面始終保持相同高度的液位，只有總量一半的工質直接吸收來自熱源的熱量，在吸收少量熱量的情況下就可產生大量的蒸氣，因此熱管的啟動溫度低，當受熱側液體逐漸蒸發出蒸氣而使液位下降時，另一側液體會逐漸補充進受熱側，實現了蒸發段液體的緩釋，既減少了熱管的啟動時間，又避免了熱管干涸的問題，從而有效的克服了【背景技術】所述存在的一系列問題。
【附圖說明】
[0011 ]圖1是本實用新型第一實施例的熱管結構示意圖，圖2是圖1中A-A面剖視圖，圖3是圖1中B-B面剖視圖，圖4是圖1中熱管絕熱段與冷凝段的結構示意圖，圖5是圖1中熱管蒸發段底部的結構示意圖，圖6是本實用新型第二實施例的熱管結構示意圖，圖7是圖6中熱管頂部的結構示意圖，附圖標記及對應名稱為:管體I，受熱側壁1-1，非受熱側壁1-2，左側壁面1-3，右側壁面1-4，下底，1-5，上蓋1-6，:蒸發段1-7，絕熱段1-8，冷凝段1-9，隔板2，平板狀隔板2-1，類扇形隔板2-2，工質3，薄金屬板4，環形流道5，蒸氣上升通道5-1，液體回流通道5-2，安裝套管6，冷卻管7，螺絲8，隔熱材料9。
【具體實施方式】
[0012]本實用新型是變截面內循環流道式平板重力熱管，包括管體I和隔板2，所述管體I橫截面為矩形，從下向上橫截面積逐漸增大，所述隔板2橫向設置在熱管內部，將熱管內部空間分為上下兩部分，所述隔板2從蒸發段1-7接近熱管下底面1-5的位置一直延伸至絕熱段1-8與冷凝段1-9的交界處，所述隔板2下邊緣與熱管下底面1-5之間留一縫隙，隔板2兩側邊分別與熱管的左側壁面1-3、右側壁面1-4密封連接，以使熱管內部空間形成一環形流道5。
[0013]如圖1所示，所述管體I由受熱側壁面1-1、非受熱側壁面1-2、左側壁面1-3、右側壁面1-4、下底面1-5和上蓋板1-6組成，連接方式是焊接，或者采取一次性壓制成型。
[0014]如圖1所示，所述管體2的上蓋板1-6所在平面沿受熱側壁面1-1到非受熱側壁面1-2的方向向下傾斜。
[0015]如圖1、圖2、圖3所示，所述隔板2由薄金屬板4及其內部填充的隔熱材料9共同構成。
[0016]所如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6所示，隔板2位于熱管蒸發段1-7的部分為平行于熱管非受熱側壁面