无相变传热装置及其制作方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一无相变传热装置及其制作方法，其不经过相变循环传热，也即为无相变传热。据此，提供一在所需工况下工作的传热装置，所述的传热装置具备一密封体其限定一空腔体，以及工作介质其容置在空腔体内，其是以基于所需工况时的温度与压力装入在空腔体。本发明专利技术也提供其制造方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种传热装置，特别是指一种在容置在密封体空腔中的工作介质处在 适当的工况下，不需经由工作介质的相变来传递热能的一种非相变传热装置，以及其制作 方法。
技术介绍
传热即为传递热能的意思，为无数产业中的重要程序之一，例如化学工业程序、航 天航空产业、以及电业的热管理程序，无论任何工业设施，都需加热、移热、或阶段性加热或 移热的程序。传热可分为三大类，即传导、对流、以及辐射，基本上传热是热能从较高温的一 端向教低温的一端移转的过程，换言之，任何含有温度或压力梯度的系统，不论是在介质内 或介质间，都会产生热传递。热管为一高导热性的被动式传热装置，热管内的两相传热结构，将传热效能从铜 的一百倍提升至几千倍。热管一般包含一密封管，填充有工作流体，作为传热的介质，在工 况下，当将热管的一端加热时，即蒸发器，工作流体经汽化，在热管内产生温度以及压力梯 度，所述的温度以及压力梯度迫使气体延热管流向热管的冷凝端，即为冷凝器，释放出潜 热，进而使工作流体流回蒸发器吸热。热管内工作流体两相(液体以及气体)循环的传热 效能较固态金属好。现今，已有不少众所都知的热管，例如毛细式热管、脉动式热管、以及重力式热管， 虽然已证明上述热管都具有杰出的传热效能，也仍有些缺陷。毛细式热管为热管中的一类，可凭借毛细力将液体以及气体从热管的一边传递的 另一边，所述的热管是以金属管件组成，金属管件内壁布满毛细结构，而毛细结构则填充有 工作流体，根据设计以及应用的不同，当利用毛细结构内部压力来将液体传递到一边的情 况下，毛细结构得仅需将液体传递到另一边。脉动式热管包含有一毛细管，毛细管上有许多回转以及连接端形成的连续动路， 其中，回路以及连接端以交替排列方式设置在蒸发器以及冷凝器处。先将毛细管清空，将部 分填充一液体，经加热后，所述的液体以汽液态块状或气泡状形式分布在毛细管内，所述的 热管需维持在非平衡工况状态下，凭借连续管内经受热所引起的压力脉动，来传递汽液块 或汽液气泡。重力式热管则为相对简单的结构，包含有一内部填充有工作流体的密封管。在运 作的情况下，位于蒸发器端的液体经加热汽化，在密封管内微小的压力差下，所述的气体流 至冷凝器、释放热、并液化，所述的液体则凭借重力流回蒸发器。重力式热管分别设置有气 体流容室以及液体流用的容室，所述的蒸发器需设置在低于冷凝器处，当热管内的气体呈 饱和状态时，热管内的压力相对非常微小，使热管内的温度得以保持一致。到目前为止，热管的传热效能仍有一些限制，粘滞力即为其中一个限制，当热管在 低于建议运作温度下的温度运作时，粘滞力会妨碍热管内气体的流动，而这种情况是在蒸 发器与冷凝器两区域间的压力差过在微小时，才会发生。为提升热管的运作温度，针对不同应用需求，需选择适当的工作流体，而特定地需求应用，限制了工作流体的种类。另一个限制因素为音速限制，音速限制发生在当气流达到音速时，气体以音速的 速度流动，使热管内产生阻塞。而，另一个限制因素为飞散限制，当气体流速过高时，过高的气体流速阻止冷凝返 回蒸发器，进而在冷凝器产生滴液飞散的情况，并使蒸发端干涸。而，另一个限制因素为毛细限制，当热管内的气压大于热管内工作流体所产生的 毛细驱动力和/或重力时，则会发生毛细限制，毛细限制阻碍工作流体流回蒸发器，进而使 热管干涸。再者，另一个限制因素为沸腾限制，在热量到达足以产生核沸腾的情形下发生，使 毛细结构内形成气泡，阻挡工作流体，并进一步使蒸发器干涸，产生巨大热阻。另一个限制因素为长径比限制，长径比限制在热管长度过长，产生高长径比的情 况下发生，在此情况下，有工作流体无法流回蒸发器的倾向，产生热管干涸的现象，此种限 制大部分仅对利用毛细作用传递工作流体的热管有影响。此外，热管内的热传递对于重立场极的敏感，脉动式热管即为受限于此限制的热管之一。本专利技术的目的是了提供一种无相变传热系统的方法，以及一利用此方法制造的传 热装置，以克服传统传热装置的限制。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种在适当的工况下传热的传热装置，此传热 装置包含有一密封体，所述的密封体空腔中填充有工作介质，作以传热用，工作介质依据适 当地工况，在温度以及压力下载入填充空腔中，其中，工作介质载入空腔中时，凭借控制温 度以及压力，将工作介质的温度在适当工况下、适当相位，维持在适当地温度，工作介质因 而在适当地工况下，以适当地相位以及温度传热。传热装置内的热传是取决于系统压力对温度改变的反应，而非取决于系统压力对 相变的反应，也非如传统热管般，取决于传热量对温度改变的反应。凭借提升温度，改变工 作介质的压力，有效抑制相变，并伴随液相扩张以及气相收缩，使工作介质得在无任何相变 的情况下传热。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是一种无相变传热装置，其特征在于，此传热装置在需要的工况下传热，其包含一密封体，其具备一空腔体；以及所述的密封体空腔中填充结构，至少包含一工作介质，其容置在该空腔体中以传热，工作介质依据需要的工况的温度以及 压力下载入填充空腔中；其中，工作介质载入空腔体中时，凭借控制温度以及压力，将工作介质的温度在所 需工况下、所需相位，维持在所需的温度，工作介质因而在所需的工况下，以所需的相位以 及温度传热。依据其中一个实施例，当工作介质在传热时，工作介质与载入空腔中的工作介质， 在适当的工况下，为相同相位。在适当的工况下，当空腔内容纳有相同密度的工作介质，工作介质可在此种温度以及压力下，载入空腔内。依据另外一个实施例，当工作介质维持在适当的相位，可通过工作介质的热扩张， 凭借工作介质传热，压抑热扩张，使工作介质不至相变，进而达到传热的效果。而依据另一个实施例，所述的密封体可为一密封管或一密封板。但是，在另一个实施例中，载入工作介质的温度以及压力可取决于适当工况的工 作温度，而工作介质的温度也有可能与工作温度相同、或与工作温度相差30%。另，在其中一个实施例中，所述的工作介质在适当工况下，可能具高导热性，所述 的工作介质可为一流体，而所述的流体可为一气体或一液体。本专利技术的另一方面提供一种制造在适当工况下传热用传热装置的方法，此方法包 括依据适当工况提供一温度以及压力，在所述的温度以及压力下；将工作介质载入填充传热装置的空腔体内；以及密封所述的空腔体；其中，在工作介质载入空腔体中时，控制所述的温度以及压 力，以将工作介质，在适当工况下，维持在适当的温度下。依据其中一个实施例，当工作介质在传热时，工作介质与载入空腔中的工作介质， 在适当的工况下，为相同相位。在适当的工况下，当空腔内容纳有相同密度的工作介质，工 作介质可在此种温度以及压力下，载入空腔内。依据另外一个实施例，当工作介质维持在适当的相位，可通过工作介质的热扩张， 凭借工作介质传热，压抑热扩张，使工作介质不至相变，进而达到传热的效果。但是，在另一个实施例中，载入工作介质的温度以及压力可取决于适当工况的工 作温度，而工作介质的温度也与工作温度相同、或与工作温度相差30%。另，在其中一个实施例中，所述的工作介质在适当工况下，具有高导热性，所述的 工作介质可为一流体，而所述的流体可为一气体或一液体。与现有技术相比较，本专利技术具有的有益效果是凭借提升温度，改变工作介质的压 力，有效抑制相变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无相变传热装置（１００），其特征在于，此传热装置（１００）在需要的工况下传热，其包含：一密封体，其具备一空腔体（１０１）；以及所述的密封体空腔中填充结构，至少包含：一工作介质（１０２），其容置在该空腔体（１０１）中以传热，工作介质（１０２）依据需要的工况的温度以及压力下载入填充空腔中；其中，工作介质（１０２）载入空腔体（１０１）中时，凭借控制温度以及压力，将工作介质（１０２）的温度在所需工况下、所需相位，维持在所需的温度，工作介质（１０２）因而在所需的工况下，以所需的相位以及温度传热。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李居强，
申请(专利权)人：海鸥能源马有限公司，
类型：发明
国别省市：MY[马来西亚]