CN2544240Y

CN2544240Y - 控温热管

Info

Publication number: CN2544240Y
Application number: CN02231511U
Authority: CN
Inventors: 葛洪川
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-04-19
Filing date: 2002-04-19
Publication date: 2003-04-09
Anticipated expiration: 2012-04-19

Abstract

本实用新型涉及一种控温热管，于所述热管的冷凝段入口处连接有截流管，于该截流管上设有至少一个循环工质回流口，于该回流口上可设有温控截流装置。本实用新型的控温热管采用截流式结构，不但可达到控温目的，彻底消除不安全隐患，而且结构简单，成本低。

Description

控温热管

所属领域

本实用新型涉及一种热管，具体地讲是一种可控制重力热管冷凝段温度的控温热管。

背景技术

热管是一种高效传热元件，由于其具有传热效率高、温度均匀、结构简单、工作可靠等优点，在各种场合得到广泛应用。重力热管在工作时，可分为蒸发段、绝热段和冷凝段三个区域，处于蒸发段的传热工质通过热管管壁吸收热源的热量而沸腾蒸发为蒸汽，该蒸汽通过绝热段到达冷凝段将热量通过热管壁传递给冷源，传热工质冷凝为液体流回蒸发段，如此连续循环，将热量从热源传递到冷源。在该传统热管的过程中，将断将热源的热量传递给冷源，对传热工质的传热温度没有限制。在实际使用过程中，冷源受一定条件的限制，往往不能无限制加热，例如，在热管式太阳能集热器中，集热管吸收的热量不断通过热管传递给换热水箱，以达到加热水箱中的水的目的，但当太阳光非常强的时候，通过热管不断传递热量，水箱中的水会沸腾，加大水箱内压力，如果无限制地加热，有可能导致水箱崩裂，或进水口、出水口被崩开，非常危险。因此，如果热管无限制地传递热量，将会存在有不安全隐患。

为克服上述传统重力热管不能控制温度的缺陷，国外有人提出一种控温热管。其结构为，于重力热管的冷凝段设有阻断盖，并于该阻断盖的下端设有普通弹簧，于其上端设有记忆合金弹簧，该记忆合金弹簧在具有记忆功能，预先设定其高于一定温度后起作用。当热管内的温度低于该设定温度时，记忆弹簧没有弹性，普通弹簧处于初始状态，阻断盖不与热管接触，热管内换热工质处于流通状态，热管正常工作。当热管内的温度达到设定温度时，记忆弹簧其作用压下阻断盖，将传热工质阻断在冷凝段以下，使其无法将热量传递给冷源，从而控制冷源的温度，此时，普通弹簧处于压缩状态。当冷源的温度低于设定温度，即冷凝段温度低于设定温度时，记忆弹簧丧失弹性，阻断盖在普通弹簧作用下处于初始状态，热管继续工作。

上述现有的控温热管虽然可有效控制重力热管冷凝段的温度，起到了防止水箱因过热而进裂的作用，但存在有如下缺陷：(1)由于该控温热管控温是通过将蒸气态的换热工质阻断在冷凝段来实现的，当热源的温度较高时，换热工质不断吸收热量，但由于阻断盖的阻断不能将热量传递出去，从而造成热管内温度增高，热管内压力增大，热管在强压力下，可能会发生阻断盖被崩开、管璧进裂等现象，因此，还存在有不安全隐患。(2)由于需要采用记忆弹簧来实现其阻断功能，而市场上记忆弹簧的价格十分昂贵，造成该控温热管成本较高，难以普遍应用。

因此，有必要提供一种新型的控温热管，也克服现有热管的缺陷，满足人们的需求。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种控温热管，其不但可达到控温目的，彻底消除不安全隐患，而且结构简单，成本低。

本实用新型的目的可采用如下技术方案来实现，一种控温热管，其特征在于，于所述热管的冷凝段入口处连接有截流管，于该截流管上设有至少一个循环工质回流口，于该回流口上可设有温控截流装置。

所述的温控截流装置可由一端连接于截流管，另一端呈自由状态的阻挡片构成。该阻挡片可为双金属片或记忆合金片。

本实用新型的阻挡片的自由端可设有与回流口形状对应的扣合部。上述阻挡片的一端可焊接于或铆接于所述截流管上。

所述构成温控截流装置的阻挡片与冷凝段管壁之间可设有弹性回复装置。该弹性回复装置可由一端连接于所述的阻挡片，一端连接于热管冷凝段管壁的弹簧构成。上述阻挡片的一端还可铰接于所述截流管上。

本实用新型的热管可为异径管，其冷凝段的管径大于蒸发段的管径；所述的截流管可由小管径的热管蒸发管的延伸段构成。

本实用新型的截流管可焊接于热管冷凝段的入口处。

本实用新型的工作原理为，当热管冷凝段的温度低于设定温度值时，温控截流装置受控处于开启状态，热管内的循环工质在蒸发段吸收热量蒸发，到达冷凝段将热量传递给冷源，并遇冷冷凝成液态，从回流口流回热管蒸发段，反复循环，将热源的热量传递给冷源。当热管冷凝段的温度达到设定温度或高于设定温度时，温控截流装置受控关闭，堵住回流口。到达热管冷凝段的循环工质冷凝成液态后，无法回到蒸发段，从而被截留在其冷凝段，与热源换热的热管的蒸发段由于没有循环工质，因而不能将热量传递给其冷凝段，破坏了循环工质的热量传递，与热管冷凝段换热的冷源无法继续取得热量，从而控制了该冷源的温度。当热管冷凝段的温度低于设定值时，温控截流装置受控开启，被截留在冷凝段的循环工质，流回蒸发段，继续进行换热循环。

本实用新型的效果是显著的，首先，由于在本实用新型中，当冷源温度达到设定温度时，热管冷凝段的温控截流装置可受控关闭，将循环工质截流在冷凝段，阻断了热管的换热循环，热源的热量不能无限制地传递给冷源，从而避免了冷源温度过高而出现危险的现象。

其次，由于本实用新型的控温是通过截流液态的循环工质来实现的，热管内的循环工质都被截流到了热管的冷凝段，热管内不存在蒸发态的循环工质，因此，不会出现热源温度过高，热管内压力增大的现象，从而避免了热管管壁因压力过大而进裂的情况，彻底消除了不安全隐患。

另外，由于本实用新型中构成温度截流装置的阻挡片可为双金属片或记忆合金片，其成本远低于记忆弹簧的成本，从而降低了控温热管的成本，使控温热管更便于推广应用。

附图说明

图1本实用新型实施例1温控截流装置开启状态示意图；

图2本实用新型实施例1温控截流装置关闭状态示意图；

图3本实用新型实施例2温控截流装置开启状态示意图；

图4本实用新型实施例2温控截流装置关闭状态示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1、图2所示，于本实用新型的控温热管的冷凝段11的入口处连接有截流管2，于该截流管2上设有至少一个循环工质回流口21，于该回流口21上可设有温控截流装置3。当热管冷凝段11的温度高于设定温度时，如图2所示，该温控截流装置3可受控将回流口21关闭，将液态的循环工质截留在冷凝段11，热管蒸发段12中没有循环工质，因此热管内停止热量的传递，控制与冷凝段11换热的冷源的温度不再继续升高，从而有效避免了因冷源温度过高而引起的管壁进裂的危险现象。

进一步，如图1所示，所述的温控截流装置3可由一端连接于截流管2，另一端呈自由状态的阻挡片31构成。当温度高于设定值时，该阻挡片31受控将回流口21阻挡住，阻断热管的热传递，当温度低于设定值时，该阻挡片31可受控打开回流口21，热管恢复热传递循环。

进一步，本实用新型的阻挡片31可为双金属片，当温度高于设定值时，该双金属片向内弯曲，将回流口21阻挡住，阻断热管的热传递循环，当温度低于设定值时，双金属片可向外侧弯曲，打开回流口21，热管恢复热传递循环，从而构成温控截流装置3。

在本实用新型中，由于构成温度截流装置3的阻挡片31可采用双金属片，其成本远低于现有控温热管中记忆弹簧的成本，从而降低了控温热管的成本，使控温热管更便于推广应用。

为进一步保证阻挡片31关闭回流口21时的截流效果，防止液态循环工质漏入热管蒸发段12，所述阻挡片31的自由端可设有与回流口2形状对应的扣合部32。当温度达到设定值，阻挡片31的扣合部32扣合于该回流口21，将其关闭阻断热管热传递。

在本实用新型中，所述阻挡片31与截流管2的连接可用常规的连接方式，如将阻挡片31的一端焊接于、铰接于或铆接于所述截流管2上等，由于此非本实用新型的发明要点，在此不再详述。

如图1、图2所示，本实用新型的热管可为异径管，其冷凝段11的管径大于蒸发段12的管径；所述的截流管2可由小管径的热管蒸发段12的延伸段构成。

在本实用新型中，也可不限制热管为等径管或异径管，所述的截流管2由单独的管材构成，可焊接或封接于所述热管冷凝段11的入口处，以起到可控制地截流循环工质的作用，图中未示出。

本实用新型的控温热管是这样工作的，当热管冷凝段11的温度低于设定温度值时，如图1所示，温控截流装置3受控处于开启状态，热管内的循环工质在蒸发段12吸收热量蒸发，到达冷凝段11将热量传递给冷源，并遇冷冷凝成液态，从回流口21流回热管蒸发段12，反复循环，将热源的热量传递给冷源。当热管冷凝段11的温度达到设定温度或高于设定温度时，如图2所示，温控截流装置3受控关闭，堵住回流口21。到达热管冷凝段11的循环工质冷凝成液态后，无法回到蒸发段12，从而被截留在其冷凝段11，与热源换热的热管的蒸发段12由于没有循环工质，因而不能将热量传递给其冷凝段，破坏了循环工质的热量传递，与热管冷凝段11换热的冷源无法继续取得热量，从而控制了该冷源的温度。当热管冷凝段11的温度低于设定值时，温控截流装置3受控开启，被截留在冷凝段11的循环工质，流回蒸发段12，继续进行换热循环。

由于本实用新型的控温是通过截流液态的循环工质来实现的，热管内的循环工质都被截流到了热管的冷凝段11，热管内不存在蒸发态的循环工质，因此，不会出现热源温度过高，热管内压力增大的现象，从而避免了热管管壁因压力过大而进裂的情况，彻底消除了不安全隐患。

实施例2

本实施例的基本结构和工作原理与实施例1相同，在此不再赘述。

如图3、图4所示，本实施例与实施例1的区别在于，在本实施例中，所述构成温控截流装置3的阻挡片31可为记忆合金片，该记忆合金片可预先记忆温度达到设定值时处于将回流口21关闭的位置。在本实施例中，该记忆合金片与冷凝段11管壁之间可设有弹性回复4。该弹性回复装置4可由一端连接于所述的记忆合金片的自由端，一端连接于热管冷凝段11管壁的弹簧构成。

当温度低于设定值时，如图3所示，该记忆合金片不起作用，弹性恢复装置4的弹簧处于自由状态，回流口21处于打开状态，热管通过热传递循环不断将热源的热量传递给冷源；当温度达到设定值时，如图4所示，记忆合金片起作用到达记忆位置，将回流口21关闭，将液态的循环工质截留在热管冷凝段11，阻断热管的热传递循环，控制与冷凝段11换热的冷源的温度不再继续升高，从而构成本实用新型的温控截流装置。此时，弹性回复装置4的弹簧处于被拉伸或压缩状态。当热管冷凝段11的温度低于设定值时，记忆合金片失去作用，在弹性恢复装置4的回复力作用下，回复原位，回流口21开启，热管恢复正常传热状态。

由于记忆合金片的结构非常简单，其成本远低于现有阻断式控温热管中采用的记忆合金弹簧，因此大大降低了整个控温热管的制造成本，有利于控温热管的广泛应用。

由于本实施例的基本结构与实施例1相同，因此本实施例也同样具有实施例1所述的有益效果。

上述实施例为本实用新型的几种实施方式，仅用于说明本是用新型，而非用于限制本是用新型。

Claims

1、一种控温热管，其特征在于，于所述热管的冷凝段入口处连接有截流管，于该截流管上设有至少一个循环工质回流口，于该回流口上可设有温控截流装置。

2、如权利要求1所述的控温热管，其特征在于，所述的温控截流装置可由一端连接于截流管，另一端呈自由状态的阻挡片构成。

3、如权利要求2所述的控温热管，其特征在于，所述的阻挡片可为双金属片或记忆合金片。

4、如权利要求2所述的控温热管，其特征在于，所述阻挡片的自由端可设有与回流口形状对应的扣合部。

5、如权利要求2所述的控温热管，其特征在于，所述阻挡片的一端可焊接于或铆接于所述截流管上。

6、如权利要求2所述的控温热管，其特征在于，所述阻挡片与冷凝段管壁之间可设有弹性回复装置。

7、如权利要求6所述的控温热管，其特征在于，所述弹性回复装置可由一端连接于所述的阻挡片，一端连接于热管冷凝段管壁的弹簧构成。

8、如权利要求2所述的控温热管，其特征在于，所述阻挡片的一端可铰接于所述截流管上。

9、如权利要求1所述的控温热管，其特征在于，所述的热管可为异径管，其冷凝段的管径大于蒸发段的管径；所述的截流管可由小管径的热管蒸发管的延伸段构成。

10、如权利要求1所述的控温热管，其特征在于，所述的截流管可焊接于热管冷凝段的入口处。