变压式真空相变散热器制造技术

散热器，用于采暖及余热利用。内部成真空相变系统，下部有隔离管。改变了热媒流经充满散热器内的常规，内壁的腐蚀和结垢彻底消除且抗冻性好。内压力可设计工作在低于或等于供热系统压力的某范围薄壁耐压长寿高效抗冻抗蚀抗结垢。可通用于各种热管网中，亦可用单支热管或余热空气、热泵的压缩热传输散热。与分离式热管之蒸发段结合，可组成远距离传输的高效省钢材的余热锅炉或用热系统。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于采暖及余热利用方面的技术。散热器在工业换热和民用采暖方面应用很广。近年来许多新的专利技术使散热器向提高热效率增加耐压强度，增强耐腐蚀性能降低金属材料消耗，扩大使用功能等方向发展。如“波面型散热器”(中国专利申请号86201952，分类号F28D1/06);“折边钢制柱式散热器”(中国专利申请号86208015，分类号F24D19/00);“铸铁片式散热器”(中国专利申请86203729、分类号F28D1/00);“两用散热器”(中国专利申请86200060，分类号F24J2/04)。这些散热器的特点是热媒直接流经和充满散热器内部，其所携带的腐蚀性和结垢不易消除。运用真空相变两相流原理的“热管”这一超导热体的成功应用，带动了热工领域中许多专利的专利技术。如美国的“集束式热管”，日本的“分离式热管”，国内应用的“翅片式热管散热器”等。这些专利技术的共同特点是等温和低温差下的高传热系数和大传递热量。但目前“热管”还不便通用于各种蒸汽热水等系统中。本申请人设想一种新的散热器，使它具高效传热散热原理，器壁很薄钢材耗量少，耐压力高使用寿命长。经过八年来的学习研究和不懈试验，终于试制成功。本专利技术的目的，是提供一种热介质和内压力与供热系统隔开的，能承受较高工作压力的高效节能散热器。本专利技术的另一个目的是进一步降低散热器的金属材料消耗。提高散热器抗锈蚀抗结垢抗冻能力，延长其使用年限，确保其使用安全性能。本专利技术的第三个目的是为了扩大“热管”和“真空相变换热器”的使用范围。本散热器是将若干支金属柱状管垂直并列与上下各一支水平连通管焊成一块柱状排管，由单块或数块柱状排管组焊成散热器主体。一支或两支金属直园管穿过主体下部水平连通管并与其两端相接处焊封，此为隔离管。穿在水平连通管内的隔离管外表面上敷有多孔层泡化吸液芯。在主体上部一端置一抽真空排不凝气两用阀，另一端置一压力安全阀。该柱状排管组合结构经清洗钝化抽真空注工质密封和外表涂饰处理即为本散热器产成品。使用时将隔离管与供热系统管网相连即可高效传热散热。本散热器的柱状排管可采用两种方法制得。第一种方法是用金属薄板经模压成型后缝焊制成。第二种方法是用金属管材切割焊接后制成。金属薄板或管材的种类、规格型号厚度依据散热器应用范围压力容器规范与工质的相容性及经济技术条件设计。一般要选用允许使用于真空范围的气密性好吸放气量少的金属真空结构材料。常用的有低碳钢、不锈钢、紫铜、黄铜、铝及铝合金和复合材料。金属薄板成型的柱状排管，以每块压制3～6支柱状管为宜。柱状排管及其上下部水平连通管压制成便于组焊又能承受高真空负压力和内部热膨胀正压力的形状。根据所需热功率和散热面积的大小，每组散热器可以由4～20片柱状排管焊成。金属管材成型的柱状排管，以每块排管焊成6～30支管为宜，每组散热器由1～10块柱状排管组成。本散热器的隔离管也有两种方法制得。第一种与金属薄板成型的柱状排管配套，采用一支或两支金属直园管制成。第二种与金属管材成型的柱状排管配套，采用每块柱状排管设置一支隔离管，一组散热器的隔离管由若干柱状排管的隔离管串联或并联组成。本散热器的隔离管长度大于柱状排管的长度。隔离管也可以是一支独立的热管或另一支热管的凝结段之一部分。当隔离管作为一支热管的一部分时，可与其绝热段相焊接或采用经密封处理的隔膜阀、法兰盘螺纹活接等联接，使此组合热管与散热器主体成二级联接真空相变散热系统。隔离管的材质、依据使用范围内热媒的腐蚀性和金属材质的耐蚀性与工质的相容性设计选择。隔离管的规格型号依据供热系统最高工作压力按压力管道规范设计。隔离管的壁厚一般选在2mm～3.5mm之内。隔离管的内径依据热通量及热媒的种类按管道工程规范设计。本散热器的隔离管是热源的传输通道，又是散热器与热源介质和压力的隔离器件。在热源传输管道和隔离管内，压力可以是数个、数十个表压，而在隔离管封隔的按真空相变原理运行的散热器内，因为可以选择不同饱和蒸汽压和很少充装量的工质，压力可以按设计运行在数个或一个表压以下。反之，也可以设计出使柱状排管组内部压力高于或等于热源和传输管道内部压力的方案。在只需要温度和热量的场合，设计出以传输与热源等温或小温差的热量为主的方案，而压力可数倍的降低，节约用于压力安全方面的金属材料消耗，且可进一步降低热阻。在需要压力能为主的场合，可以设计出以传输变高的压力能为主的方案。当然也可以设计出压力和温度热量不变而使供热与用热两系统介质隔离的方案。仿佛象电力变压器一样。虽然其初级线圈与次级线圈是隔开的，不直接连通的，但设置在同一个铁芯上的初次级线圈却可以将电压和电流高效率地变换。本散热器较容易地解决了热量温度和压力的能量变换。本散热器的多孔层是穿在水平连通管内的隔离管外表面上的具有泡化和毛细吸液特性的多孔物质。多孔层可以是网状物的层叠，也可以采用电化学、烧结、机械加工和喷涂等方法在隔离管外园表面直接制得。多孔层的作用，一是吸取工质供隔离管换热，二是增强泡化，提高工质的沸腾换热系数。本散热器的抽真空排不凝气两用阀为一体制造，可以是针阀类、复合阀类。技术要求为气阻小便于制备真空便于注工质，便于用手工工具御压排不凝气。该阀静止密封状态下的容许漏率为1.33×10-8帕·升/秒。本散热器的安全阀以止回式微启安全阀为宜。其静止密封状态下的容许漏率为1.33×10-8帕·升/秒。其开启压力依据散热器最高工作压力确定。排气能力应大于散热器内容积的安全泄放量。如果散热器内最高工作压力设计在1个表压以内，此阀可不设。因为可按设计控制散热器内工质的最佳充装量。当热源温度超高于设计最高工作温度后，工质蒸发量大于凝结量。其液面低于隔离管上敷之多孔层下缘时，即发生“干涸”现象，相对地减弱和停止相变蒸发，内部蒸汽压亦停留在设计最高压力之下。也就是说，变压式真空相变散热器将自动地工作在最高设计压力之内。本散热器的内充工质种类可以是与柱状排管组和隔离管所用金属材料相容性好的，工质品质因素高的，符合设计使用温度范围的各种具有蓄热特性的液体或固体材料。用于采暖的散热器内工质的工作温度范围以0～150℃为宜。工质也可以是某种具有蓄热特性的相变材料。可以是单工质。也可以是复合或混合工质。内充工质数量依据工质的饱和蒸汽压、散热器主体内容积、使用工作压力等因素选择。常用的工质有纯水、酒精、甲醇、弗立昂、丙酮、导热姆、硫化物等。本散热器具有可拆换性和再生的特点。如果内部真空度下降过多，散热器表面温度不均匀有明显冷区时，可采用工厂抽气再生或由用户采用热真空法排不凝气再生。热真空法的具体实施过程是将需要再生的散热器之隔离管加较高温度的热(可以用过压锅炉水、蒸汽、燃油喷灯或电加热器等很多方法)。在散热器上部置一测温范围在120℃以上的温度计，当散热器表面温度上升至正常最高工作温度以上后，可用手工工具开启抽真空排不凝气两用阀放气，放气至出气声较小时关闭两用阀，待加热温度上升后，可依前法重复排气两次即可再生。目前，各种散热器不同地存在如下一些不足1.散热器壁较厚热阻大钢材耗量多，结垢和锈蚀问题严重，耐压能力差漏汽漏水较普遍。2.现有热管和真空相变换热器尚不能普遍通用于各种传热散热系统热网中。3.集束式热管的传输距离受到一定限制。分离式热管由于相距数十米的整套系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采暖及余热利用的柱状散热器，其特征是内部成真空相变系统，内外介质被隔离且内压力可设计工作在低于或等于高于供热系统压力的某范围。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉海，刘玉明，
申请(专利权)人：刘玉海，刘玉明，
类型：发明
国别省市：62[中国|甘肃]