CN1030516C - 非充满导热式散热器 - Google Patents

Abstract

本发明属热交换技术。它提供了采用无机导热介质的非充满导热式散热器，其导热介质由硅、铬、钾、钠、钡、及高pH值的蒸馏水所组成并含有极少量的锶或铍。它的散热器由回流管、导热管、热偶管和载热管所组成。它的热偶管和载热管严格同心，散热器抽真空后充入导热介质。在载热管上装有多个与导热管对正的导流器，在导热管周围还附有散热装置。它具有安全、稳定，导热速度高、效率高、启动温度低的特点，是一种理想的节能的方案。

Description

本发明属于F₂₆D中的热交换装置，它具体涉及到新型导热介质及使用该导热介质的散热器的结构。

传统的散热器为载热质充满式，依靠散热器内外壁的温差完成热交换的过程，这种散热器的缺点是受换热面积和载热质的量的限制，否则就要增大散热器的体积。势必造成钢材的浪费，而且该种型式传热效率低、浪费能源。近年来随着科技的发展热管技术发展很快，因此在散热器上也出现利用在受热过程中容易产生相变的敏感物质，在受热蒸发而在冷凝时放出汽化潜热的效果来实现高效导热的散热装置，经中国专利局检索知尚有如下几个同类专利：①CN88208071.7《热管效应散热器》，它是采用多个竖直的装有易挥发的液态物质腔道，载热管通过散热腔道的下部是偏心配置的;②CN86205331《一种长效节能取暖器》，它是用电加热单质或双质工作液，由工作液的相变过程导热散热，它的工作液中采用了甲烷系的甲烷系卤素衍生物，这是一种有害的有机物质，在高温状态下比较危险，且它的载热管在工作管道中是偏心设置的;③CN87213030《相变式家用采暖器》它是采用上下联箱及回液管散热片结构，用电加热酒精或烷或化合物等有机介质来导热散热;④CN87212734《一种间热式暖气片》，它是用缠有铜网的加热管加热工作介质来传热散热，它采用了热管技术中的微孔还原技术，但并未指出工作介质。以上几个专利技术的特点是：多采用有机介质，且有的介质在一定的状态下存在较大有危险，再者它们的载热管多为偏心设置。

本发明的目的在于为改进前述技术中热管技术散热器，使其结构简单，提高传热效率，特提供一种新型的无机传热介质及一种新型的散热器结构。

按如上构思，本方案所提供的采用导热介质的非充满导热式的散热器包括有载热管和散热器，它的散热器是由上部水平的回路管、中间多根竖直的导热管，及下部水平的热偶管形成多路互通的密闭容器，散热器抽真空后充入导热介质，其具体的特征是：它的载热管由热偶管中通过，两者同心但相互封闭，在它的散热器内部的载热管上焊有多个圆锥形的导流器，各导流器的中心与各导热管中心对 正，它充入的导热介质是由多种无机盐类的组成为：

硅    0.5-5%

铬    0.8-8%

钾    0.1-1%

钠    2-20%

钡    4-10%

其余    高pH值蒸馏水

还有    极少量的锶或铍。

本方案中的散热器的结构为：

载热管与热偶管的直径比：2/3∶1-1/4∶1

导热管的长度与热偶管的直径比：20-30倍

导热管直径与热偶管直径比：2∶3

载热管与热偶管之间的间隙：1.5-40mm。

它的散热器封闭空间抽真后表压应小于-0.15MPa。它的载热管与热偶管的同心度偏差要求在应小于0.1mm/m。在它的导热管的周围设有附加的散热装置。

另一种无机盐类导热介质的配比为：

含量    硅    2-3.2%

铬    3-4%

钾    0.2-0.6%

钠    10-15%

钡    6-8%

其余为高pH值的蒸馏水

还有    极少量的锶或铍。

本方案中最大的特点是选用了无机盐组成的导热介质，是一种热超导的液体物质，经试验知它不但安全、稳定，而且获得极高速度和高效率，其速度和效率都是惊人的，速度可达到亚音速的阶段，再有的特点是载热管和热偶管为同心配置，且在载热管上设有多个导流器，在运行中载热管和介质液面基本上不接触。由于采用以上措施，该装置起动温度较低。在48-52℃时就可启动投入工作。热传导速度非常快，当启动后瞬间导热管及回流管全部变热，经多次试验发现散器内壁无腐蚀无结垢。

采用本方案能体现如下的优越性：①采用的导热介质为无机盐类，具有安全稳定的特点;②采用载热管和热偶管同心配置并装有导流器且必须有上部的回路管相通，使得它传热特快，达到严音速阶段，散热效率高;③启动温度低;④需要投入的载热工质的量可大幅度减少，因此它是高效节能的装置。

图1为本方案非充满导热式散热器的外观图;

图2为图1的A-A剖视图;

图3是图1B-B剖视图。

图中：（1）-回路管;（2）-导热管;（3）附加的散热装置，热风管;（4）-热偶管;（5）-载热管;（6）-导流器。

本方案的实施例可根据供热需要设计成系列产品。现以供热15m²为例，其散热器尺寸为1000×630×33mm。其散热器采用G10材料，载热管∮22×2.5mm，热偶管∮33×1.5mm，本方案的载热工质可采用热水，亦可使用过热蒸汽。它的导热管上的附加散热装置就为扩大散热面积，因此在可能情况下可以随意配置，本方案是在散热片上再加风管，经试验知在风管处有明显的热气流。本方案的散热器具有广泛的用途，除作散热器外，还可用来作烘干设备，换热设备，或集热设备。它的热源可用汽、水、煤、电、地热或太阳能的各种形式。

Claims (6)

1、一种采用导热介质的非充满导热式散热器，它包括有载热管和散热器，它的散热器由上部水平的回路管、中间很多根竖直的导热管及下部水平的热偶管形成多路互通的密闭的容器散热器抽真空后充入导热介质，其特征是它的载热管是由热偶管中通过，两者同心但相互封闭，它的散热器内部的载热管上焊有多个圆锥形的导流器，各导流器的中心与各导热管对正，它充入的介质是由多种无机盐类组成的导热介质，其组成为：

硅  0.5-5%

铬  0.8-8%

钾  0.1-1%

钠  2-20%

钡  4-10%

其余为高pH值蒸馏水

还有极少量的锶或铍。

2、按照权利要求1所述的散热器，其特征是它的散热器的结构为：

载热管与热偶管的直径比2/3∶1-1/4∶1

导热管的长度与热偶管的直径比20-30倍

导热管与热偶管直径比2∶3

载热管与热偶管之间的间隙1.5-40mm。

3、按照权利要求1所述的散热器，其特征是它的散热器封闭空间抽真空后表压应小于0.5MPa。

4、按照权利要求1所述的散热器，其特征是它的载热管和热偶管的同心度偏差应小于0.1mm/m。

5、按照权利要求1所述的散热器，其特征是在它的导热管的周围设有附加的散热装置。

6、按照权利要求1所述的散热器，其特征是所述无机盐类的配比为：

硅  2-2.3%

铬  3-4%

钾  0.2-0.6%

钠  10-15%

钡  6-8%

其余为高pH值的蒸馏水

还有极少量的锶或铍。

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