[发明专利]无机介质热导元件

说明书

本发明属于一般热交换，特别是利用中间传热介质或中间传热体的热交换元件。

目前在热传递技术领域中领先的技术是热管技术，热管的构造主要由管壳、管芯和工作流体三部份组成，管壳是金属封闭壳体，管芯是由金属制成的多孔毛细结构构件并紧附在管壳内壁上。管芯浸透着工作流体。工作流体因工作温度不同可用水、汞、氟里昂、钠  钾、银等物质。热管的原理是利用工作流体吸热蒸发，蒸气流向低温度端放热凝结，由管芯回流至高温端，不断循环吸放潜热的方式传递热量，因此具有远高于银、铜等良导体的导热率。但是热管技术本身有难以克服的缺点，例如结构复杂，工作时有较高的内压，制作条件要求高，制成品成本高等等，致使热管技术难以大范围推广应用。

本发明旨在提出一种新型热传递技术元件的技术方案，依本发明方案制作的热传递元件比目前的热管元件结构简单，制作使用方便，导热效率高，并且适于大范围推广应用。

本发明的内容是提出一种有高效能导热性质的无机介质材料，采用本发明材料可以利用热传导方式代替热管和大型热交换系统所采用的热对流方式实现热传递。据此设计了热传导元件。热传导元件整体是一个封闭的金属壳体，金属壳体承受压力不大于3个大气压，壳体内腔金属表面上有无机元素履层，履层厚度大于0.01毫米，以0.012～0.013毫米为佳，大于0.013毫米则消耗履层材料而增效有限、不经济。履层是本发明元件的热传导介质层，其材料组份包括三种功能成份：缓蚀剂、激发剂和导热剂。导热剂是多元素混配的金属导热剂。缓蚀剂可以采用EF-44，CH104，HTM三种非金属元素试剂组成;激发剂可以使用TX-206或TX-206与相关的轨导元素混配组成，热传导剂可以选用金属元素锶、铍、钠组成。在各种元素组份比的总量100%中，金属元素锶占1.25%，铍占1.38%，钠占1.95%，其余组份可以根据热传导反应需要优选调配。供选择的一种配比是：EF44占29.2%，CH104占26.19%，HTM占13.88%，TX-206或TX206与相关轨导元素混配成份占26.15%。

本发明无机导热介质材料以金属多元素组份作为热传导介质。本发明导热元件的作用原理是在外界热源驱动下，元件内壁履层中构成导热介质的多元素化学剂首先产生化学反应，放出能量，随之产生高效能的物理转换，使金属元素分子沿元件内壁将摄自热源的热能连续不断地在分子之间传递到元件尾端，从而达到理想的导热效果，使导热管迅速升温，导热管外壁同时产生相应的热效应。当切断热源并恢复常温后，元件内的无机分子随之恢复原态，当再度接通热源后，元件重新正常工作。元件内腔中存在的空气将会产生气阻和隔热作用，影响元件热传导效率，因此要求元件封闭内腔中空气愈少愈好，最好是真空，至少也要保证腔内呈负压状态压力小于0.5大气压。

本发明采用高效能无机导热介质材料设计的热传导元件具有热管元件不具备的优点。首先是结构简单，由于利用热传导方式代替热对流方式实现热传递，本发明热导元件的构造仅是在封闭壳体内腔壁上加一层无机元素履层，无需似热管元件那样必须要有管芯。其次是制作条件要求不高，由于管内呈负压状态，常温下压力小于0.5大气压，在使用时也不会超过3个大气压，因此可以有较大的选材范围，可以使用钢、铜、铝各种金属，还可以使用一般低碳钢的有缝焊管。不仅降低材料成本，也降低加工工时成本。再次是介质材料用量不大，成本不高，介质材料对人身无害。最后也是最显著的优点是本发明热导元件的导热效率明显高于热管元件。依发明人进行实验检测数据表明，本发明热导元件在55～70℃时便可驱动，依靠无机分子运动传导热，导热速度可达50毫米/秒。

本发明热导元件的实施例如附图所示。

图1是以炉火为热源而设计的环状反应器热导元件示意图。

图2是球状反应器热导元件示意图。

球状反应器1，热传导管2，热传导管内壁无机导热介质履层3，热传导元件封闭内腔4，热传导管尾端5，球状反应器6。

结合附图对本发明热导元件加以进一步说明。