本發(fā)明是一種超聲波動力熱管，其涉及一種熱管，特別是涉及一種采用超聲波輔助驅(qū)動熱管工作介質(zhì)循環(huán)的集中式動力熱管。

背景技術(shù)：

熱管由管殼﹑吸液芯和熱管工作介質(zhì)組成，熱管的工作段分為蒸發(fā)段、絕熱段和冷凝段三部分。當(dāng)蒸發(fā)段吸收熱源熱量時，熱量通過管殼使浸透在吸液芯中的熱管工作介質(zhì)蒸發(fā)， 熱管工作介質(zhì)蒸汽在蒸發(fā)段和冷凝段之間形成的壓差作用下流向冷凝段，冷卻流體通過管殼吸收冷凝段內(nèi)腔熱管工作介質(zhì)蒸汽的熱量，使熱管工作介質(zhì)蒸汽在冷凝段凝結(jié)為液體，冷凝后的熱管工作介質(zhì)被吸附在吸液芯的毛細(xì)孔中，并被輸送至蒸發(fā)段，形成熱管工作介質(zhì)的工作循環(huán)。雖然熱管的傳熱能力極大，但是也存在制約其工作能力的極限：毛細(xì)極限、聲速極限、攜帶極限、沸騰極限等。普通熱管工作介質(zhì)循環(huán)的驅(qū)動力是熱管工作介質(zhì)蒸發(fā)形成的壓差和吸液芯的毛細(xì)力，其熱管工作介質(zhì)循環(huán)的驅(qū)動力小。當(dāng)毛細(xì)力不足以使熱管工作介質(zhì)從冷凝段流回蒸發(fā)段時，熱管達(dá)到了毛細(xì)極限，蒸發(fā)段的吸液芯會發(fā)生干涸。對于微小熱管而言，毛細(xì)極限是其主要工作極限，毛細(xì)極限使普通熱管無法提升傳熱效率，其應(yīng)用受到限制。

動力式熱管是由機(jī)械驅(qū)動裝置（泵或風(fēng)機(jī)）推動熱管工作介質(zhì)循環(huán)的分離式熱管。動力式熱管的驅(qū)動力大，其傳熱效率更高，并且可以實現(xiàn)熱泵系統(tǒng)。熱泵是一種將低品位熱源的熱能轉(zhuǎn)移到高品位熱源的裝置。熱泵通常是先從自然界的空氣、水或土壤中獲取低品位熱能，經(jīng)過電力做功，提供可被利用的高品位熱能。

普通熱管與動力式熱管相比，普通熱管是小型單件設(shè)備，動力熱管是大型裝置系統(tǒng)，兩者的應(yīng)用范圍不同，不能相互替代。在普通熱管中增加機(jī)械驅(qū)動裝置是提高其傳熱效率的關(guān)鍵技術(shù)，在普通熱管中增加機(jī)械驅(qū)動裝置可以實現(xiàn)動力式熱管的小型化。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服普通熱管沒有機(jī)械驅(qū)動裝置，無法提升傳熱效率的缺點，提供一種采用超聲波輔助驅(qū)動熱管工作介質(zhì)循環(huán)的集中式動力熱管。本發(fā)明的實施方案如下：

本發(fā)明總的特征是超聲波動力熱管包括端蓋、絕緣套管、超聲波振子、管殼、吸液芯、注液管、保護(hù)帽、超聲波共振反射膜。

超聲波振子的接線端在其下端。絕緣套管呈圓筒形，絕緣套管材質(zhì)是絕緣材料。端蓋呈上端封閉的圓筒形，端蓋上端有接線孔，絕緣套管安裝在接線孔內(nèi)，超聲波振子安裝在端蓋上端，超聲波振子的接線端穿過絕緣套管，使超聲波振子的接線端的一部分位于端蓋下端。

吸液芯呈圓筒形，吸液芯的材質(zhì)含有毛細(xì)孔。超聲波共振反射膜由膜片和膜片支架組成，膜片支架呈環(huán)形，膜片粘貼在膜片支架的上端面。管殼呈上端封閉的圓筒形，管殼上端有焊接孔，注液管焊接在焊接孔中。管殼上半部分的外表面有若干個呈螺旋形的外凹槽，外凹槽所在處的管殼內(nèi)表面是呈螺旋形的內(nèi)凸臺，內(nèi)凸臺的軸向截面呈圓滑的曲面。超聲波共振反射膜安裝在管殼上半部分的內(nèi)表面。膜片支架的徑向外表面固定在若干個內(nèi)凸臺上端的內(nèi)表面。吸液芯安裝在管殼下半部分的內(nèi)表面。端蓋上端與管殼下端焊接在一起，超聲波動力熱管加注熱管工作介質(zhì)后，在注液管的壓封處用壓鉗壓扁，并在注液口焊接密封。保護(hù)帽呈上端封閉的圓筒形，保護(hù)帽下端與管殼上端焊接在一起。

超聲波動力熱管的工作過程是：

超聲波動力熱管的管殼上半部分是冷凝段，管殼下半部分是蒸發(fā)段。熱管工作介質(zhì)匯集在超聲波動力熱管內(nèi)腔的下端形成工作液池。超聲波動力熱管工作時，蒸發(fā)段吸收熱源熱量，熱量通過管殼使浸透在吸液芯中的熱管工作介質(zhì)蒸發(fā)，超聲波振子位于工作液池中，超聲波振子接通電源產(chǎn)生超聲波，超聲波促進(jìn)工作液池中的熱管工作介質(zhì)霧化蒸發(fā)，熱管工作介質(zhì)蒸汽在蒸發(fā)段和冷凝段之間形成的壓差作用下流向冷凝段，冷卻流體通過管殼吸收冷凝段內(nèi)腔熱管工作介質(zhì)蒸汽的熱量，使熱管工作介質(zhì)蒸汽在冷凝段凝結(jié)為液體，內(nèi)凸臺和外凹槽一方面增加了冷凝段的換熱面積，另一方面，液體表面張力使凝結(jié)為液體的熱管工作介質(zhì)附著在管殼上半部分的內(nèi)表面形成液體膜，超聲波共振反射膜把部分超聲波反射至管殼上半部分的內(nèi)表面，反射的超聲波和重力對內(nèi)凸臺圓滑曲面附著的熱管工作介質(zhì)液體膜的影響不均勻，使部分液體膜表面先形成液滴，液滴向下流動使其它部分液體膜表面匯集形成大液滴，加速冷凝段內(nèi)腔熱管工作介質(zhì)的凝結(jié)和液滴向下流動，冷凝后的熱管工作介質(zhì)被吸附在吸液芯的毛細(xì)孔中，并被輸送至蒸發(fā)段，形成熱管工作介質(zhì)的工作循環(huán)。

超聲波動力熱管采用超聲波輔助驅(qū)動熱管工作介質(zhì)循環(huán)，超聲波促進(jìn)了工作液池中的熱管工作介質(zhì)霧化蒸發(fā)，管殼的內(nèi)凸臺和外凹槽一方面增加了冷凝段的換熱面積，另一方面，反射的超聲波和重力對內(nèi)凸臺圓滑曲面附著的熱管工作介質(zhì)液體膜的影響不均勻，使部分液體膜表面先形成液滴，加速了冷凝段內(nèi)腔熱管工作介質(zhì)的凝結(jié)和液滴向下流動，促進(jìn)了熱管工作介質(zhì)循環(huán)，從而提升了熱管的傳熱效率。

附圖說明

說明書附圖是超聲波動力熱管的結(jié)構(gòu)圖。其中圖1是超聲波動力熱管的軸測圖。圖2是超聲波動力熱管的軸測剖視圖。圖3是超聲波動力熱管的軸測剖視圖，圖中隱藏了超聲波共振反射膜和保護(hù)帽。圖4是管殼的軸測剖視圖。圖5是端蓋、超聲波振子、絕緣套管安裝在一起的軸測剖視圖。圖6是注液管的軸測圖。

圖中標(biāo)注有接線端1、端蓋2、絕緣套管3、超聲波振子4、管殼5、吸液芯6、內(nèi)凸臺7、外凹槽8、注液管9、保護(hù)帽10、焊接孔11、壓封處12、注液口13、超聲波共振反射膜14。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步敘述。

參照圖1至圖6，超聲波動力熱管包括端蓋2、絕緣套管3、超聲波振子4、管殼5、吸液芯6、注液管9、保護(hù)帽10、超聲波共振反射膜14。

超聲波振子4的接線端1在其下端。絕緣套管3呈圓筒形，絕緣套管3材質(zhì)是絕緣材料。端蓋2呈上端封閉的圓筒形，端蓋2上端有接線孔，絕緣套管3安裝在接線孔內(nèi)，超聲波振子4安裝在端蓋2上端，超聲波振子4的接線端1穿過絕緣套管3，使超聲波振子4的接線端1的一部分位于端蓋2下端。

吸液芯6呈圓筒形，吸液芯6的材質(zhì)含有毛細(xì)孔。超聲波共振反射膜14由膜片和膜片支架組成，膜片支架呈環(huán)形，膜片粘貼在膜片支架的上端面。管殼5呈上端封閉的圓筒形，管殼5上端有焊接孔11，注液管9焊接在焊接孔11中。管殼5上半部分的外表面有若干個呈螺旋形的外凹槽8，外凹槽8所在處的管殼5內(nèi)表面是呈螺旋形的內(nèi)凸臺7，內(nèi)凸臺7的軸向截面呈圓滑的曲面。超聲波共振反射膜14安裝在管殼5上半部分的內(nèi)表面。膜片支架的徑向外表面固定在若干個內(nèi)凸臺7上端的內(nèi)表面。吸液芯6安裝在管殼5下半部分的內(nèi)表面。端蓋2上端與管殼5下端焊接在一起，超聲波動力熱管加注熱管工作介質(zhì)后，在注液管9的壓封處12用壓鉗壓扁，并在注液口13焊接密封。保護(hù)帽10呈上端封閉的圓筒形，保護(hù)帽10下端與管殼5上端焊接在一起。

參照圖2，超聲波動力熱管的工作過程是：

超聲波動力熱管的管殼5上半部分是冷凝段，管殼5下半部分是蒸發(fā)段。熱管工作介質(zhì)匯集在超聲波動力熱管內(nèi)腔的下端形成工作液池。超聲波動力熱管工作時，蒸發(fā)段吸收熱源熱量，熱量通過管殼5使浸透在吸液芯6中的熱管工作介質(zhì)蒸發(fā)，超聲波振子4位于工作液池中，超聲波振子4接通電源產(chǎn)生超聲波，超聲波促進(jìn)工作液池中的熱管工作介質(zhì)霧化蒸發(fā)，熱管工作介質(zhì)蒸汽在蒸發(fā)段和冷凝段之間形成的壓差作用下流向冷凝段，冷卻流體通過管殼5吸收冷凝段內(nèi)腔熱管工作介質(zhì)蒸汽的熱量，使熱管工作介質(zhì)蒸汽在冷凝段凝結(jié)為液體，內(nèi)凸臺7和外凹槽8一方面增加了冷凝段的換熱面積，另一方面，液體表面張力使凝結(jié)為液體的熱管工作介質(zhì)附著在管殼5上半部分的內(nèi)表面形成液體膜，超聲波共振反射膜14把部分超聲波反射至管殼5上半部分的內(nèi)表面，反射的超聲波和重力對內(nèi)凸臺7圓滑曲面附著的熱管工作介質(zhì)液體膜的影響不均勻，使部分液體膜表面先形成液滴，液滴向下流動使其它部分液體膜表面匯集形成大液滴，加速冷凝段內(nèi)腔熱管工作介質(zhì)的凝結(jié)和液滴向下流動，冷凝后的熱管工作介質(zhì)被吸附在吸液芯6的毛細(xì)孔中，并被輸送至蒸發(fā)段，形成熱管工作介質(zhì)的工作循環(huán)。

超聲波動力熱管采用超聲波輔助驅(qū)動熱管工作介質(zhì)循環(huán)，超聲波促進(jìn)了工作液池中的熱管工作介質(zhì)霧化蒸發(fā)，管殼5的內(nèi)凸臺7和外凹槽8一方面增加了冷凝段的換熱面積，另一方面，反射的超聲波和重力對內(nèi)凸臺7圓滑曲面附著的熱管工作介質(zhì)液體膜的影響不均勻，使部分液體膜表面先形成液滴，加速了冷凝段內(nèi)腔熱管工作介質(zhì)的凝結(jié)和液滴向下流動，促進(jìn)了熱管工作介質(zhì)循環(huán)，從而提升了熱管的傳熱效率。