[发明专利]一种波纹管式高度均衡热管

说明书

本发明涉及一种波纹管式高度均衡热管，包括冷凝段（1）、蒸发段（2）和填充在管内的工质，蒸发段（2）全段为波纹管或者全段包括波纹管段和直管段，波纹管的管壁上至少在底部具有用于收集容纳工质的波纹凹陷；应用时，蒸发段为近水平或者全水平埋设。相较现有技术中隔板设置困难成本高，本发明中蒸发段收集容纳工质的部分直接采用波纹管，有效利用波纹管的自然属性，实现蒸发段工质高密度均布，同时制作方便简单、成本低，并且波纹管管面高低起伏使得相应位置处外表面增大约20~30%，由此增加了与周围换热介质的接触面和换热量；波纹管的使用显著降低了对汽态工质运动空间的影响。

技术领域

本发明涉及热管技术领域，尤其涉及一种波纹管式高度均衡热管。

背景技术

重力式热管（也称热棒）是一种高效热传导装置，其要工作原理是：在真空管内充填一种或多种混合的工作介质（简称工质），在热管工作条件存在的条件下，管内液体工质在蒸发段（也称吸热段）受热蒸发转变为汽态、并吸收热量，蒸发的汽态工质经由绝热段后在冷凝段（也称放热段）遇冷凝结转变为液态、并释放热量，然后液态工质在重力作用下回流至蒸发段。由此循环不断将蒸发段的热量传导到冷凝段，从而在多年冻土区降低冻土的温度、保护冻土。

目前，受重力式热管中工质回流主要靠重力推动工作原理的要求，冻土工程使用的热管外形主要为蒸发段与冷凝段在一条直线上的直线形重力热管垂直埋设、或倾斜埋设；为保持冷凝段的垂直和蒸发段的倾斜，少量为蒸发段与冷凝段反向延长线夹角小于45°的L形重力热管。

从降温作用范围上看，这些热管属于纯粹的点式降温措施，没法适应线性、面性的降温要求的道路工程，对此，发明人提出了将蒸发段近水平铺设的应对构思，比如一种蒸发段大角度近水平的热管及其施工方法（申请号201910610500X），在整个蒸发段的轴向方向上数块隔板间隔设置形成多个半开放的隔室，应用时蒸发段近水平或全水平埋设使得液态工质均布于整个蒸发段和实现均衡降温，有效解决了蒸发段降温范围受限和汽塞现象的问题。

但是，在实际制作过程中该方案仍然具有如下缺点：在金属热管蒸发段内部设置隔板，受到内部长距离、狭小空间的限制，在其内部通过焊接等方式设置隔板（特别是高密度隔板）的困难很大（现有焊接机具难以进入，难以焊接，主要通过在管壁外部要求位置小范围进行切割，然后植入隔板，再进行焊接，由此完成隔板的设置，步骤繁琐难度大），而且成本很高，由此很难达到高密度设置工质的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种波纹管式高度均衡热管，以解决现有技术中隔板设置困难成本高的问题。

为解决上述问题，本发明提供了一种波纹管式高度均衡热管，包括冷凝段、蒸发段和填充在管内的工质，其特征在于，所述蒸发段全段为波纹管或者全段包括波纹管段和直管段，所述波纹管的管壁上至少在底部具有用于收集容纳工质的波纹凹陷；应用时所述蒸发段为近水平或者全水平埋设。

优选的，所述波纹管上波纹高低起伏幅值为0~20cm，波纹间距为1~100cm。

优选的，所述波纹管底部内壁上敷设吸液芯。

优选的，所述吸液芯从底部紧贴内壁向上延伸。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明中，蒸发段收集容纳工质的部分直接采用波纹管，有效利用波纹管的自然属性（连续波纹特性），实现蒸发段工质高密度均布，同时制作方便简单、成本低。

2、相较现有技术中蒸发段外表面直管的设置，本发明中波纹管管面的高低起伏使得相应位置处外表面增大约20~30%，由此增加了与周围换热介质的接触面和换热量，进而增加了热管的换热效率，特别是波纹管存在工质的凹陷部位，更加凸出进入土质内部。由此增加对管体周围土体的降温效能，以及对于管体纵向不同部位之间的均衡调节过程。