一种冷凝端分布密度变化的环路热管换热器制造技术

本发明专利技术提供了一种冷凝端分布密度变化的环路热管换热器，所述换热器包括壳体、流体进口、流体出口、气体进口通道、气体出口通道、环路热管和气体腔室，流体入口、流体出口分别设置在壳体上，所述气体腔室设置在壳体中，其特征在于，所述热管包括蒸发端和冷凝端，所述蒸发端位于冷凝端上部，所述冷凝端是缠绕在气体腔室外壁的环形管,沿着高度方向从上部到下部，环形管之间的间距越来越小。本发明专利技术提出了一种新式结构的换热器，通过冷凝端分布密度变化，促进水的充分的对流，增强换热效果。通过实验发现，通过上述结构可以进一步提高15％左右的换热效果。

A loop heat pipe heat exchanger with condensation end distribution density

The invention provides a loop heat pipe heat exchanger with variable density distribution at the condensing end. The heat exchanger comprises a shell, a fluid inlet, a fluid outlet, a gas inlet passage, a gas outlet passage, a loop heat pipe and a gas chamber. The fluid inlet and a fluid outlet are respectively arranged on the shell, and the gas chamber is arranged on the shell. The heat pipe is characterized in that the heat pipe comprises an evaporating end and a condensing end, the evaporating end is located at the upper part of the condensing end, and the condensing end is an annular tube wound on the outer wall of the gas chamber, and the spacing between the annular tubes becomes smaller and smaller along the height direction from the upper part to the lower part. The invention provides a new type of heat exchanger, which promotes full convection of water and enhances heat transfer effect by changing the distribution density of the condensing end. Through experiments, it is found that the heat transfer effect can be further increased by about 15% through the above structure.

【技术实现步骤摘要】
一种冷凝端分布密度变化的环路热管换热器
本专利技术涉及一种热管环路热管换热器。
技术介绍
热管技术是1963年美国洛斯阿拉莫斯(LosAlamos)国家实验室的乔治格罗佛(GeorgeGrover)专利技术的一种称为“热管”的传热元件，它充分利用了热传导原理与相变介质的快速热传递性质，透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外，其导热能力超过任何已知金属的导热能力。热管技术以前被广泛应用在宇航、军工等行业，自从被引入散热器制造行业，使得人们改变了传统散热器的设计思路，摆脱了单纯依靠高风量电机来获得更好散热效果的单一散热模式，采用热管技术使得散热器获得满意的换热效果，开辟了散热行业新天地。目前热管广泛的应用于各种换热设备，其中包括核电领域，例如核电的余热利用等。现有技术中，热管一般都是依靠重力实现热管的循环，但是此种热管只适合下部吸热上部放热的情况，对于相反上部吸热下部放热去无法适用。因此针对此种情况，在本专利技术人能以前的专利技术中，本专利技术人进行了改进，专利技术了反重力热管。在目前的环路热管换热器中，基本上都是采用重力热管，而且因为因为热管冷凝端蒸发端管径相同，导致受热面积小，无法更好的拓展换热面积，因此针对上述问题，本专利技术在前面专利技术的基础上进行了改进，提供了一种新的环路热管换热器，进一步提高换热效果。
技术实现思路
本专利技术提供了一种新的环路热管换热器，利用反重力热管的性能及其拓展的换热面积，从而解决前面出现的技术问题。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种环路热管换热器，所述换热器包括壳体、流体进口、流体出口、气体进口通道、气体出口通道、环路热管和气体腔室，流体入口、流体出口分别设置在壳体上，所述气体腔室设置在壳体中，其特征在于，所述热管包括蒸发端和冷凝端，所述蒸发端位于冷凝端上部，所述冷凝端是缠绕在气体腔室外壁的环形管,沿着高度方向从上部到下部，环形管之间的间距越来越小。作为优选，沿着高度方向从上部到下部，环路热管的冷凝端在气体腔室外壁的缠绕的密度越来越大的幅度不断增加。作为优选，所述热管包括蒸发端和冷凝端，所述蒸发端位于冷凝端上部，所述冷凝端通向蒸发端的管路中设置毛细芯，所述冷凝端设置在气体腔室的外壁上；所述气体腔室设置在壳体中，所述环路热管是反重力热管，气体进口通道的出口、气体出口通道的入口与气体腔室连通，所述气体从气体进口通道引入到气体腔室的过程中与蒸发端进行换热，冷凝端将热传导给壳体内的流体。作为优选，所述冷凝端是缠绕在气体腔室外壁的环形管。作为优选，所述毛细芯的一部分或者全部设置在蒸发端。作为优选，气体进口通道连接气体腔室的入口管，气体出口通道设置在气体腔室的入口管中，并从气体腔室的入口管一侧伸出。作为优选，所述蒸发端包括上升管，所述上升管的至少一部分设置毛细芯，从而实现反重力热管的作用；毛细芯中心设置冷凝端流向蒸发端的管路，蒸发端的外壁面环绕设置纵向竖直翅片；空气出口通道设置在相邻的两个竖直翅片之间并与相邻的两个竖直翅片接触；热管的下降管设置在相邻的两个竖直翅片之间并与相邻的两个竖直翅片接触；所述上升段和下降段的至少一部分设置在空气进口通道内。作为优选，所述流体进口位于壳体的下侧，流体出口位于壳体的上侧。作为优选，气体腔室的入口管一部分延伸到壳体内，位于壳体内的气体腔室横截面积沿着高度方向向下逐渐变小。作为优选，气体腔室的底部为平面结构。作为优选，所述壳体内设置多个气体腔室，所述多个气体腔室的气体进口通道为并联结构。作为优选，蒸发端设置在气体腔室的入口管，蒸发端的至少一部分充满了毛细芯，毛细芯中心设置冷凝端流向蒸发端的管路，蒸发端的外壁面环绕设置纵向竖直翅片。作为优选，气体出口通道设置在相邻的两个竖直翅片之间并与相邻的两个竖直翅片接触。作为优选，蒸发端流向的冷凝端管路设置在相邻的两个竖直翅片之间并与相邻的两个竖直翅片接触。所述管路为多个，所述气体出口通道为多个，所述管路与气体出口通道的数量相等。进一步优选，所述管路设置在相邻的气体出口通道的之间，所述气体出口通道4在相邻的蒸发端流向冷凝端管路9之间。进一步优选，所述蒸发端流向冷凝端管路9中心与相邻的气体出口通道4中心距离相同；所述气体出口通道4中心与相邻的气体蒸发端流向冷凝端管路9中心距离相同。作为优选，气体出口通道4的半径为R，蒸发端流向冷凝端管路9的半径为r，相邻翅片之间的夹角为A，满足以下要求：Sin(A)=a*（r/R）-b*（r/R）2-c；a,b,c是参数，其中1.23<a<1.24,0.225<b<0.235，0.0185<c<0.0195；14°<A<30°；0.24<r/R<0.5；进一步优选，0.26<r/R<0.38。与现有技术相比较，本专利技术具有如下的优点：1）本专利技术通过冷凝端分布密度变化，促进水的充分的对流，增强换热效果。主要原因是将热量尽量集中在下部进行换热，而且下部换热量越来越大，则会使得加热的水向上流动，通过实验发现，通过上述结构可以进一步提高15％左右的换热效果。2）本专利技术提出了一种新式结构的换热器，利用反重力热管进行换热，将气体中的热量传递给换热器中的冷源，提高热量利用。3）本专利技术通过反重力热管的冷凝端缠绕在气体腔室外壁，以及气体腔室的面积的扩大，增加了换热面积，提高了换热效果。4）本专利技术对环路热管蒸发端的结构的改进和设计，进一步提高换热系数。5）本专利技术通过大量的数值模拟和实验，对环路热管的气体出口通道、蒸发端流向冷凝端管路9和相邻翅片之间的夹角进行了优化，进一步提高换热效率。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图。图2为本专利技术的气体腔室一个实施例的视意图。图3为本专利技术的气体腔室另一个实施例剖视图。图4是图3中A-A的截面图。图5为本专利技术的热管的结构示意图。图6为本专利技术的多个蒸发端流向冷凝端管路（下降段）的结构示意图。图7为本专利技术设置毛细芯位置的管路连接结构示意图。附图标记如下：1壳体，2入口管，3出口管，4气体出口通道，5气体进口通道，6环路热管蒸发端，7气体腔室，8环路热管冷凝端，9蒸发端流向冷凝端管路（下降段），10冷凝端流向蒸发端管路，11气体腔室入口管，12翅片，13毛细芯。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。本文中，如果没有特殊说明，涉及公式的，“/”表示除法，“×”、“*”表示乘法。下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。一种反重力环路热管，如图5所示，所述热管包括蒸发端6和冷凝端8，所述蒸发端6位于冷凝端8上部，所述蒸发端6一部分设置在流体上升段，在流体上升段的蒸发端的至少一部分设置毛细芯13，如图7所示。作为优选，蒸发端包括蒸发端流向冷凝端管路（下降段）9、上升段两部分。其中作为优选，上升段内设置冷凝端流向蒸发端管路10。如图1所示，一种环路热管换热器，所述换热器包括壳体1、流体进口2、流体出口3、气体进口通道5、气体出口通道4、环路热管和气体腔室7，流体入口2、流体出口3分别设置在壳体1上，所述热管包括蒸发端6和冷凝端8，所述蒸发端6位于冷凝端8上部，所述冷凝端8通向蒸发端6的管路中设置毛细芯1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环路热管换热器，所述换热器包括壳体、流体进口、流体出口、气体进口通道、气体出口通道、环路热管和气体腔室，流体入口、流体出口分别设置在壳体上，所述气体腔室设置在壳体中，其特征在于，所述热管包括蒸发端和冷凝端，所述蒸发端位于冷凝端上部，所述冷凝端是缠绕在气体腔室外壁的环形管, 沿着高度方向从上部到下部，环形管之间的间距越来越小。

【技术特征摘要】
1.一种环路热管换热器，所述换热器包括壳体、流体进口、流体出口、气体进口通道、气体出口通道、环路热管和气体腔室，流体入口、流体出口分别设置在壳体上，所述气体腔室设置在壳体中，其特征在于，所述热管包括蒸发端和冷凝端，所述蒸发端位于冷凝端上部，所述冷凝端是缠绕在气体腔室外壁的环形管,沿着高度方向从上部到下部，环形管之间的间距越来越小。2.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，沿着高度方向从上部到下部，环路热管的冷凝端在气体腔室外壁的缠绕的密度越来越大的幅度不断增加。3.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述毛细芯的一部分或者全部设置在蒸发端。4.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述冷凝端通向蒸发端的管路中设置毛细芯，所述冷凝端设置在气体腔室的外壁上；所述气体腔室设置在壳体中，所述环路热管是反重力热管，气体进口通道的出口、气体出口通道的入口与气体腔室连通，所述气体从气体进口通道引入到气体腔室的过程中与蒸发端进行换热，冷凝端将热传导给壳体内的流体。5.如权利要求1所述的换热器，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹振宁，郭春生，
申请(专利权)人：青岛金玉大商贸有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37