新型热管装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于传换热的新型热管装置，在管壳的下降管内至少布设一个流线型导流喷嘴并设回流间隙，其无需外动力装置即具有导引卷带和扩散携带不凝气活性运行的功能，新型热管可重力运行和逆重力运行，解决了热管特别是钢水热管的不凝气死区和水锤噪音等难题。可获３０℃启动、６０℃均温的效果，使用寿命已２万多小时，可使用１２年以上，其中热管散热器、电、气暖器、太阳能装置，热管锅炉等成本低热效高寿命长。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术属于传换热
的热管装置。热管技术以其传导热性能超过自然界最好的银铜等良导热体数百甚至上万倍而在近30年来得到了许多新的开发创造和应用，特别是在节能节材方面，有着广泛的前景。但在不同产品的应用中，还存在①不凝气被蒸汽推举于远端积聚和逗留形成死区，使热管有效长度降低以至失效；②携带限影响过大，尤其工质剧烈沸腾时，蒸汽携带和剪切大量的液体回流降低了凝结换热量，并且③撞击管端形成噪声和振动；④毛细限影响过大，当工质量少时，蒸发段甚至发生干涸。目前对不凝气主要是采用化学方法处理管壳内部形成保护膜和添加氧化剂，如日本专利《2816941/85生产热管的方法》，中国专利《89102900改进型还原式热管》。保护膜有一定效果，但1-2年不凝气积聚就相当严重；采用氧化剂的方案对低于160℃、110℃工作的热管无能为力。热管装置制真空的本底约10-2-13Pa左右，属中真空到高真空区间，以较为典型的Φ25×2×2000mm单支热管计，其本底不凝气分子数达24×1023之多，加之各种金属和玻璃的热管壳体从密封时刻起，分分秒秒的漏渗积累也是无法避免的。除气体阻塞等可控热管外，这些不凝气均是热管的有害物质，特别是钢-水热管因不相容问题，运行中产生更多的不凝气，严重者百十天即失去等温特性。前苏联专利《SU102359垂直离心式热管》提出了一种从蒸发段绝热段到冷凝段的整个输送区内设锥形隔板将其分隔为内通道和周边通道的热管，其液体回流经隔板周边的孔离心与蒸汽分别在内外通道行动，对减少蒸汽剪切和携带回流有一定效果；中国专利公告《88108907.9热管结构》在几种环形热管的基础上，提出了一种内设小型压敏单向阀的8字型环形热管，克服了细长热管因毛细芯引起的液体阻力急剧增加，也部分解决了汽液两相流逆向运行相互干扰形成的水锤和严重撞击，当热管结构处处是小直径和形状一致的环状连接时，不凝气被塞状流推动，不会形成固定死区。上述内设小型压敏单向阀的环形热管其工质运行须经过2个阀座、球体及挡板销。单个球阀的阻力系数约85(开度10％)-5.7(开度50％)-3.9(开度100％)参阅《实用热工手册P228水利电力出版社1988年版。此阀的开与关是一个脉冲式的动态过程，即使以全开计，其2个球阀的阻力系数约7.8，而通常的匀滑园管弯头粗糙管(内附有吸芯的弯管)阻力系数约0.52，当液体的自由面存在切应力时，使摩擦系数增加2-3倍，约1.04-1.56，可见装球形阀的热管装置较多地增加了工质的运行阻力。热管装置多数工作温度范围宽，当温度低和输入热量小时，蒸汽压力低加上阻力大特别是饱和蒸汽压较低的工质，将推不开阀体，不能形成连续有效的环路运行。这正是该专利实施例中水工质反不如氟利昂好的原因；当热管工作温度高输入热量大时，球体在阀座和挡块间急速跳动，形成球体来回撞击的噪音和磨损，再者采用阀结构和Al2O3、铜、红兰宝石的球体，也使其成本增加不少，另外，当环形热管冷凝段的形状变化过大或内径较大或工质量少时，工质在此形不成塞状流，不凝气只有极少部分被携带，大部分被推挤至流速趋向零的远端，仍然逗留形成死区。本专利技术的目的是提供一种新型热管装置，其无须外动力装置即具有导引卷带和扩散携带不凝气活性运行的功能，不凝气可随工质共同返回加热蒸发段参于再蒸发，强化沸腾泡化，保持热管有效长度，延长其寿用寿命。本专利技术的第二个目的是提供一种新型的热管装置，其正向运行阻力小，反向运行阻力大，减少携带限和毛细限影响，工质多时不发生水锤振动和球阀脉动撞击噪音，工质少至10％以下也不会干涸烧毁。本专利技术的第三个目的是以简单的结构和大约1％左右的成本增加，解决钢-水这一最廉价的热管装置因不凝气形成死区而使效能差寿命短不能推广应用的问题，使不凝气在热管内活起来并参于沸腾泡化，强化换热。本专利技术的第四个目的是增强低温或高温或工质量少的热管的有效浸润，增加有效供液，减少液体逆运行，增大蒸发段凝结换热量，使热管装置获更多大范围实用效能。本专利技术的第五个目的是从结构上调整热管锅炉的循环运行，使下降管内工质强制回流，解决工质流向紊乱，不凝气阻塞而发生烧毁和爆管事故的问题。本专利技术的第六个目的是提供一种主要依靠内设导流喷咀导流输运工质的新型热管装置，其即可依靠重力工作，又可逆重力运行。本专利技术是这样实现的，在具有串并联连通的主流道和下降管组成的管壳，管壳内注工质，管壳上设充液密封装置，在上述下降管内至少布设一个顶部为流线形而底部成管状、凹腔环边状的导流喷咀，导流喷咀与其安装处相配合设有回流间隙，所述导流喷咀将汽液工质导引成加速喷射流，喷咀附近的部分工质和不凝气被喷射流卷带、扩散携带经回流间隙共同返回加热蒸发段参于再蒸发。本专利技术热管装置的导流喷咀是塔形、锥形、半园半球形、梯形、缩放管形的1-4个相同或形状功能各异的喷咀组成的，喷咀顶部闭合有喷射口，喷咀与安装处相配合设有回流间隙。以上这些形状式样，均设计成与下降管内径相适应的薄壳体，按其功能细分为反射喷咀，引射喷咀，聚流喷咀以及与导流管或几个喷咀组合的复合喷咀。本专利技术热管装置的导流喷咀还可以由1-4个同心的导流管与1-5个流线形喷咀组成，其中第1-4级喷咀罩在同级导流管上端并在结合部留有喷射流体的间隙，第1极喷咀顶部闭合或有小孔，其余喷咀顶部开口并串于上一级导流管上，末级喷咀置于导流管的下端起聚流喷咀的作用。此方案的导流管外部与管壳内壁之间形成下降管。第1极喷咀留小孔是适当增加向远端喷射带热能的蒸汽及加压，以使冷凝段远端加强有效换热，不凝气与小孔喷射的蒸汽混合，随冷凝液和残余蒸汽又被喷射流所吸引扩散经回流间隙共同返回蒸发段。小孔的位置，以设在喷咀顶端正中或根据管壳内腔形状尺寸偏向一个滞流区更好；若采用欧洲式尖顶塔形喷咀，尖顶内中空，尖顶端留小孔，其喷射距离更远；也可在顶端和周边留小孔。喷咀底部与顶部距离大，将形成更好的底部阻尼反射和至尖顶一段的压力相对较低而对不凝气和部分工质有更好的抽引效果。在集束式热管、分离式热管和热管散热器，热管锅炉等具有多支管路并联连通的管壳中，可以选择一或几支管做为下降管。另外在单支或集束式热管的管壳内装设薄板条带将其分隔为半园、半月形或矩形并联管，其中一个管或水力直径较小的一个管作为下降管，在此下降管内布设导流喷咀并设回流间隙。薄板条带一般选0.12-1.2mm厚的金属或塑料树脂、玻璃板带。塑料树脂等要选在真空中放气量较小和与工质相容性较好的材料，如聚苯乙烯、TFP、TFE、ABS，聚氯乙烯、聚乙烯、环氧树脂等；金属可选钢铁、不锈钢、铜、铝、镀锌铜铝的薄板及与管壳相应的材料。本专利技术热管装置的导流喷咀可以使其底部上下设一或几个与其外径和安装处内径相适应的环状体，形成单、双或多层回流间隙，环状体还可带有弹性。还可以使导流喷咀底部的环边成凸缘状，形同礼帽形和Ω形。本专利技术热管装置的导流喷咀与下降管内壁之间的回流间隙周围可以设有颗粒和/或网状纤维状吸液芯。该吸液芯可与热管其它部位的毛细芯连通，也可不连通，也可就只在喷咀周围设，而其它部位则不设毛细芯。在回流间隙设吸液芯，增加对蒸汽工质的阻力而对液体回流影响不大，若该吸液芯与蒸发段的毛细芯连通，还附加了吸引传输液体的毛细力。由于正向阻力小，汽液同向运行而增强了低温或高温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于传换热的新型热管装置，具有串并联连通的主流道和下降管组成的管壳，管壳内注工质，管壳上设充液密封装置，其特征是在上述下降管内至少布设一个顶部为流线型而底部成管状、凹腔环边状的导流喷咀，导流喷咀与其安装处相配合设有回流间隙，所述导流喷咀将汽液工质导引成加速喷射流，喷咀附近的部分工质和不凝气被喷射流卷带、扩散携带经回流间隙共同返回加热蒸发段参于再蒸发。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉海，
申请(专利权)人：刘玉海，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]