一種適合空間應(yīng)用的熱管的制作方法
【專利摘要】一種適合空間應(yīng)用的熱管，屬于空間系統(tǒng)熱控制【技術(shù)領(lǐng)域】。解決了現(xiàn)有空間系統(tǒng)熱控制中一根熱管無法連接多個熱源，多根熱管連接多個熱源時增加空間系統(tǒng)重量，并且導(dǎo)致熱管內(nèi)部工質(zhì)循環(huán)紊亂，甚至失效的問題。本實(shí)用新型的熱管包括內(nèi)循環(huán)通路和外循環(huán)通路；內(nèi)循環(huán)通路包括設(shè)在內(nèi)通路熱管外殼上的熱輸入段、隔熱段和熱輸出段；外循環(huán)通路包括設(shè)在外通路熱管外殼上的熱輸入段、隔熱段和熱輸出段；外通路熱管外殼套裝在內(nèi)通路熱管外殼的外側(cè)，且與內(nèi)通路隔熱段的長度相等，位置對應(yīng)；內(nèi)通路隔熱段的管壁為雙層結(jié)構(gòu)，外層為絕熱材料，內(nèi)層為金屬材料。該熱管可以連接兩個熱源，具有較高的熱傳輸效率，并且不會顯著增加熱管的尺寸，節(jié)約空間系統(tǒng)的空間。
【專利說明】一種適合空間應(yīng)用的熱管
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及空間系統(tǒng)熱控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種適合空間應(yīng)用的熱管?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]在空間系統(tǒng)的熱控制中，為了合理的組織熱交換過程，常常需要建立有效的熱流通路，引導(dǎo)熱量在部件中的傳輸。
[0003]空間系統(tǒng)容積空間有限，并且重量、能源等都有諸多限制，使用常規(guī)的結(jié)構(gòu)傳導(dǎo)、表面輻射和強(qiáng)制對流等方法建立熱流通路往往不容易做到。熱管是一種利用工質(zhì)的蒸發(fā)、凝結(jié)相變和循環(huán)流動傳遞熱量的器械，由于液體蒸發(fā)和凝結(jié)的熱阻很小，所以熱管能在很小的溫差下，傳遞很大的熱流。在空間系統(tǒng)中，利用熱管可以將某些部件的余熱傳輸?shù)侥承┹^冷的部件，既解決了熱部件的廢熱排散和冷部件的加熱升溫，同時也有效減輕了空間系統(tǒng)重量，節(jié)約了空間系統(tǒng)能源。
[0004]但是，在實(shí)際的應(yīng)用中，一根熱管只有一個熱輸入段，當(dāng)需要建立多個熱流通路的時候就需要多根熱管，由于空間設(shè)備通常結(jié)構(gòu)緊湊，對重量有嚴(yán)格要求，連接多根熱管會在實(shí)際應(yīng)用中造成很大限制，而且由于熱管的傳熱效率很高，多個熱部件的熱量傳輸有時只需要一根熱管就可以完成，現(xiàn)有熱管如果同時連接兩個或以上的熱源，會造成熱管內(nèi)部工質(zhì)循環(huán)紊亂，甚至造成堵塞引起熱管失效。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有空間系統(tǒng)熱控制中一根熱管無法連接多個熱源而導(dǎo)致傳熱效率低，多根熱管連接多個熱源時增加了空間系統(tǒng)重量，并且導(dǎo)致熱管內(nèi)部工質(zhì)循環(huán)紊亂，甚至失效的問題，提供一種適合空間應(yīng)用的熱管。
[0006]本實(shí)用新型的一種適合空間應(yīng)用的熱管，包括內(nèi)循環(huán)通路和外循環(huán)通路；內(nèi)循環(huán)通路包括設(shè)在內(nèi)通路熱管外殼上的內(nèi)通路熱輸入段、內(nèi)通路隔熱段和內(nèi)通路熱輸出段；夕卜循環(huán)通路包括設(shè)在外通路熱管外殼上的外通路熱輸入段、外通路隔熱段和外通路熱輸出段；所述外通路熱管外殼套裝在內(nèi)通路熱管外殼的外側(cè)，且與內(nèi)通路隔熱段的長度相等，位置對應(yīng)；所述內(nèi)通路隔熱段位于內(nèi)通路熱輸入段和內(nèi)通路熱輸出段之間，內(nèi)通路隔熱段管壁為雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)通路隔熱段管壁外層為絕熱材料，內(nèi)通路隔熱段管壁內(nèi)層為金屬材料；所述外通路隔熱段位于外通路熱輸入段和外通路熱輸出段之間；所述內(nèi)通路熱輸入段和外通路熱輸入段用于連接熱源。
[0007]進(jìn)一步的，所述內(nèi)通路隔熱段管壁外層的厚度為內(nèi)通路熱管外殼的管壁厚度的1/3 ?1/2。
[0008]進(jìn)一步的，所述內(nèi)通路隔熱段管壁內(nèi)層與內(nèi)通路熱管外殼一體化。
[0009]進(jìn)一步的，所述內(nèi)通路熱管外殼的管壁內(nèi)側(cè)和外通路熱管外殼的管壁內(nèi)側(cè)均鋪設(shè)有毛細(xì)材料，所述毛細(xì)材料的空隙中充滿液體工質(zhì)。
[0010]進(jìn)一步的，所述內(nèi)通路熱管外殼和外通路熱管外殼均為金屬管體。[0011]進(jìn)一步的，所述金屬管體的材質(zhì)為鋁合金。
[0012]本實(shí)用新型的工作原理:
[0013]本實(shí)用新型的熱管，包括內(nèi)層和外層共兩路循環(huán)通路，每個循環(huán)通路包括熱輸入段、熱輸出段和隔熱段，內(nèi)層循環(huán)通路的隔熱段位于內(nèi)層循環(huán)熱輸入段與熱輸出段中間位置，外層循環(huán)通路的隔熱段位于外層循環(huán)熱輸入段與熱輸出段中間位置，同時內(nèi)層循環(huán)通路的隔熱段的管壁即為外層循環(huán)通路的內(nèi)壁面，熱管的內(nèi)、外層通路的熱輸入段壁面與熱源連接，熱量通過各自的熱輸入段管壁傳遞給毛細(xì)結(jié)構(gòu)以及其中的液體工質(zhì)，液體工質(zhì)的溫度升高使其自由表面上的蒸發(fā)加強(qiáng)，蒸汽在熱輸入段和熱輸出段壓差的作用下，由熱輸入段流動到熱輸出段，放出汽化潛熱，并重新凝結(jié)成液體，熱管通過液體工質(zhì)不斷的汽液循環(huán)可以同時將兩個熱源的熱量傳輸?shù)綗彷敵龆闻派?，并且相互之間獨(dú)立工作，互不干擾，從而實(shí)現(xiàn)一根熱管對兩個熱源的冷卻，節(jié)省空間系統(tǒng)空間，減輕空間系統(tǒng)重量，減少部件的數(shù)量，本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)雙熱源輸入，同時冷卻兩個熱部件。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果:
[0015]本實(shí)用新型通過熱管的雙循環(huán)通路，使得熱管可以連接兩個熱源，同時對兩個熱源進(jìn)行冷卻，在保證熱管具有較高熱效率的同時，不會顯著增加熱管的尺寸，并且減少了熱管的使用數(shù)量，進(jìn)一步減輕空間系統(tǒng)熱控制系統(tǒng)的重量，節(jié)約空間系統(tǒng)的空間；在有效滿足設(shè)計(jì)要求時不增加額外附件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型的適合空間應(yīng)用的熱管的剖面圖。
[0017]圖2為本實(shí)用新型的適合空間應(yīng)用的熱管的內(nèi)循環(huán)通路和外循環(huán)通路的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中:1、內(nèi)通路熱管外殼，11、內(nèi)通路熱輸入段，12、內(nèi)通路隔熱段，121內(nèi)通路隔熱段管壁外層，122、內(nèi)通路隔熱段管壁內(nèi)層，13、內(nèi)通路熱輸出段，2、外通路熱管外殼，21、外通路熱輸入段，22、外通路隔熱段，23外通路熱輸出段，3、毛細(xì)結(jié)構(gòu)，4、液體工質(zhì)，5、蒸汽，6、內(nèi)循環(huán)通路,7、外循環(huán)通路。
【具體實(shí)施方式】
[0019]結(jié)合圖1和圖2說明本實(shí)施方式，一種適合空間應(yīng)用的熱管，該熱管包括內(nèi)循環(huán)通路6和外循環(huán)通路7，內(nèi)循環(huán)通路6包括設(shè)在內(nèi)通路熱管外殼I上的內(nèi)通路熱輸入段11、內(nèi)通路隔熱段12和內(nèi)通路熱輸出段13，外循環(huán)通路7包括設(shè)在外通路熱管外殼2上的外通路熱輸入段21、外通路隔熱段22和外通路熱輸出段23。外通路熱管外殼2套裝在內(nèi)通路熱管外殼I上的外側(cè)，具體位置與內(nèi)通路隔熱段12的位置對應(yīng)，且長度等于內(nèi)通路隔熱段12的長度，即外通路熱輸入段21、外通路隔熱段22和外通路熱輸出段23的總長度等于內(nèi)通路隔熱段12的長度，內(nèi)通路隔熱段12位于內(nèi)通路熱輸入段11與內(nèi)通路熱輸出段13的中間，內(nèi)通路隔熱段12的管壁分為兩層，內(nèi)通路隔熱段管壁外層121采用絕熱材料，內(nèi)通路隔熱段管壁內(nèi)層122與內(nèi)通路熱管外殼I為一體，均為金屬材料，外通路隔熱段22位于外通路熱輸入段21和外通路熱輸出段23的中間。
[0020]本實(shí)施方式的內(nèi)通路隔熱段管壁外層121的厚度為內(nèi)通路熱管外殼I管壁厚度的1/3 ?1/2。
[0021]本實(shí)施方式的內(nèi)通路熱管外殼I和外通路熱管外殼2的管壁內(nèi)側(cè)鋪設(shè)有毛細(xì)材料3，毛細(xì)材料3的空隙中充滿液體工質(zhì)4，熱量輸入后，內(nèi)循環(huán)通路6和外循環(huán)通路7的中心空間充滿液體工質(zhì)4的飽和蒸汽5。
[0022]本實(shí)施方式的內(nèi)通路熱管外殼I為密封的金屬管體，外通路熱管外殼2為金屬管體，套裝后，內(nèi)循環(huán)通路6和外循環(huán)通路7為密封結(jié)構(gòu)，金屬管體的材質(zhì)為鋁合金。
[0023]本實(shí)施方式的熱管的內(nèi)通路熱輸入段I和外通路熱輸入段2連接熱源，內(nèi)通路熱源的熱量通過內(nèi)通路熱管外殼I傳輸?shù)絻?nèi)通路熱輸入段11，內(nèi)通路熱輸入段11傳遞給毛細(xì)結(jié)構(gòu)3和其中的液體工質(zhì)4，液體工質(zhì)4溫度升高使其自由表面上的蒸發(fā)加強(qiáng)，管中的蒸汽5在內(nèi)通路熱輸入段11和內(nèi)通路熱輸出段13的蒸汽壓差作用下，由內(nèi)通路熱輸入段11流向內(nèi)通路熱輸出段13，在內(nèi)通路熱輸出段13中釋放汽化潛熱，重新凝結(jié)成液體工質(zhì)4，再通過毛細(xì)結(jié)構(gòu)3回流到內(nèi)通路熱輸入段11,這樣工質(zhì)完成一個流動循環(huán),將內(nèi)通路熱源的熱量傳輸?shù)絻?nèi)通路熱輸出段13排放掉，內(nèi)通路熱輸出段13可以與熱沉連接也可以處于自然排熱狀態(tài)；外通路熱源的熱量通過外通路熱管外殼2傳輸?shù)酵馔窡彷斎攵?1，外通路熱輸入段21傳遞給毛細(xì)結(jié)構(gòu)3和其中的液體工質(zhì)4，液體工質(zhì)4溫度升高使其自由表面上的蒸發(fā)加強(qiáng)，管中的蒸汽5在外通路熱輸入段21和外通路熱輸出段23的蒸汽壓差作用下，由外通路熱輸入段21流向外通路熱輸出段23，在外通路熱輸出段23中釋放汽化潛熱，重新凝結(jié)成液體工質(zhì)4，再通過毛細(xì)結(jié)構(gòu)3回流到外通路熱輸入段21，這樣工質(zhì)完成一個流動循環(huán)，將外通路熱源的熱量傳輸?shù)酵馔窡彷敵龆?3排放掉，外通路熱輸出段23可以與熱沉連接也可以處于自然排熱狀態(tài)；本實(shí)施方式的熱管可以有效冷卻兩個熱源，并且由于內(nèi)通路熱隔離段12采用絕熱材料，兩個熱源的循環(huán)通路相互不影響，進(jìn)一步減輕空間系統(tǒng)熱控制系統(tǒng)的重量，節(jié)約空間系統(tǒng)的空間。
【權(quán)利要求】
1.一種適合空間應(yīng)用的熱管，其特征在于，該熱管包括內(nèi)循環(huán)通路(6)和外循環(huán)通路(7)； 內(nèi)循環(huán)通路(6)包括設(shè)在內(nèi)通路熱管外殼(I)上的內(nèi)通路熱輸入段(11)、內(nèi)通路隔熱段(12)和內(nèi)通路熱輸出段(13)； 外循環(huán)通路(7)包括設(shè)在外通路熱管外殼(2)上的外通路熱輸入段(21)、外通路隔熱段(22)和外通路熱輸出段(23)； 所述外通路熱管外殼(2)套裝在內(nèi)通路熱管外殼⑴的外側(cè)，且與內(nèi)通路隔熱段(12)的長度相等，位置對應(yīng)； 所述內(nèi)通路隔熱段(12)位于內(nèi)通路熱輸入段(11)和內(nèi)通路熱輸出段(13)之間，內(nèi)通路隔熱段(12)的管壁為雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)通路隔熱段管壁外層(121)為絕熱材料，內(nèi)通路隔熱段管壁內(nèi)層(122)為金屬材料； 所述外通路隔熱段(22)位于外通路熱輸入段(21)和外通路熱輸出段(23)之間； 所述內(nèi)通路熱輸入段(12)和外通路熱輸入段(22)用于連接熱源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適合空間應(yīng)用的熱管，其特征在于，所述內(nèi)通路隔熱段管壁外層(121)的厚度為內(nèi)通路熱管外殼(I)的管壁厚度的1/3?1/2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適合空間應(yīng)用的熱管，其特征在于，所述內(nèi)通路隔熱段管壁內(nèi)層(122)與內(nèi)通路熱管外殼(I) 一體化。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適合空間應(yīng)用的熱管，其特征在于，所述內(nèi)通路熱管外殼⑴的管壁內(nèi)側(cè)和外通路熱管外殼⑵的管壁內(nèi)側(cè)均鋪設(shè)有毛細(xì)材料(3)，所述毛細(xì)材料(3)的空隙中充滿液體工質(zhì)(4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適合空間應(yīng)用的熱管，其特征在于，所述內(nèi)通路熱管外殼(I)和外通路熱管外殼(2)均為金屬管體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種適合空間應(yīng)用的熱管，其特征在于，所述金屬管體的材質(zhì)為招合金。
【文檔編號】F28D15/04GK203657578SQ201320751667
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】關(guān)奉偉, 劉巨, 于善猛, 崔抗 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所