[发明专利]耐高压超导热管

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种超导热管，尤其是一种耐高压超导热管。

二、背景技术

随着科学技术的发展，新技术、新材料不断涌现。“电超导材料”大家可能已经比较熟悉，但对于“热超导”这个名词就可能比较陌生了。

热超导材料是美籍华人渠玉之教授开发的一种黑色粉末状无机材料，在管子或夹层空隙中灌入40万分之一的这种超导材料粉末后，加热使空隙内可能残存的水分和部分空气排出后密封，便成了超导热管。

超导热管的出现，将影响所有的有热量传递的领域，尤其对热能利用率将产生重大影响，并为太阳能、地热的开发利用，为低级热能的回收利用等开辟了一条高速通道，其发展前景非常广阔。

现有的超导热管如图1所示，其大部分插入一根玻璃外管2内，通过密封圈3使玻璃外管2端口密闭。热管1伸出玻璃外管2的部分为冷凝端1a，装在玻璃外管2内的部分为蒸发段1b，冷凝端1a较蒸发段1b粗；玻璃外管2与热管1之间抽成真空，热管1为中空的两端封闭的管体，其腔体用来装超导液。当热管1的蒸发段1b受热时，腔体中的超导液蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向冷凝端1a放出热量凝结成液体，液体在热管1内流回蒸发段1b。如此循环，热量便从一端传到了另一端。在这一热量转移的过程中，具体包含了以下六个相互关联的过程：

(1)热量从热源通过热管1管壁和充满超导液的热管1传递到液-气分界面；

(2)液体在蒸发段1b的液-气分界面上蒸发；

(3)热管1腔内的蒸汽从蒸发段1b流向冷凝段1a；

(4)蒸汽在冷凝段1a内的液气分界面上凝结；

(5)热量从液-气分界面通过液体和管壁传给冷源；

(6)在热管1内由于重力作用使冷凝后的超导液体回流到蒸发段1b。

这种热管由于内外管温差容易产生爆管，需要用热膨胀系数很小的耐热材料制作，工艺较复杂，成本高；且其太阳能热利用率不高，使用寿命不长。

三、发明内容

本发明的目的是要解决上述现有热管的不足，提供一种耐高压超导热管，使其具有使用可靠、不易爆裂、热利用率高和使用寿命长等特点。

本发明的目的是采用如下方案实现的：一种耐高压超导热管，包括上下分为冷凝端和蒸发段的热管，其蒸发段插入一根端口由密封圈密封的玻璃外管中，其特点是：它还包括上、下硅胶密封盖，所述热管为中空的两端开口的铝管，上、下硅胶密封盖分别装在热管两端端口，使热管密封；所述热管蒸发段的外壁上均匀排布有一圈集热片，用来增加热管的受热面积；所述热管管体内轴线设置有米字形加强筋，既增加了超导液与热管的换热面积，使热交换率提高，又加强了热管的强度，使其不易爆裂损坏；加强筋与热管构成的腔体为超导液腔。

上述热管伸出玻璃外管的部分为冷凝端，装在玻璃外管内的部分为蒸发段。

上述集热片和米字形加强筋与热管为一体结构。

上述米字形加强筋离热管端口设置有一段距离，使硅胶密封盖盖上热管端口时，硅胶密封盖与加强筋之间有一段间隙，使由米字形加强筋隔成的各超导液腔连通，方便超导液的均匀流动。

本发明采用上述方案的有益效果是：1)该耐高压超导热管用带加强筋的铝管作热管，既能有效防止热管的破损，使其不易损坏，使用寿命长，又使热管与管内的超导液与热管的接触面积增加，提高加热效率；2)热管外壁集热片的设置，提高集热效率和受热面积；3)热管两端端口用硅胶密封盖使热管密封，能有效防止超导液的泄漏，且这样的热管结构简单、加工方便、安装方便。

四、附图说明

图1为现有热管的结构及其安装示意图；

图2为本发明耐高压超导热管的结构及其安装示意图；

图3为本发明耐高压超导热管的立体分解图；

图4为本发明耐高压超导热管的剖面图；

图5为图2中节点I的放大图。

对各幅附图中的标号说明如下：

1-热管；1a-冷凝端；1b-蒸发段；2-玻璃外管；3-密封圈；4-上硅胶密封盖；5-铝管；5a-加强筋；5b-集热片；5c-超导液腔；5d-间隙；6-下硅胶密封盖。

五、具体实施方式

下面结合附图对本发明一种耐高压超导热管的具体实施方式作详细描述。

如图2所示，一种耐高压超导热管，其包括上下分为冷凝端1a和蒸发段1b的热管，以及上硅胶密封盖4和下硅胶密封盖6。上硅胶密封盖4和下硅胶密封盖6分别装在热管1两端端口，使热管密封。