專利名稱：一種防凍脹熱管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種熱管，尤其是一種防凍脹熱管，屬于熱管技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
家用太陽(yáng)能熱水裝置的技術(shù)從全玻璃真空管式太陽(yáng)能熱水器到太陽(yáng)能熱管式熱 水裝置已經(jīng)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。全玻璃真空管式太陽(yáng)能熱水器的缺陷是系統(tǒng)可靠性比較 低，如果某一只集熱器玻璃管發(fā)生破裂，整臺(tái)熱水器將無(wú)法正常工作。而熱管式熱水系統(tǒng)則 基本解決了上述問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了高可靠性的連續(xù)運(yùn)行，即使某一集熱管發(fā)生破裂失效，并不影 響整臺(tái)熱水器的運(yùn)行。不過(guò)，當(dāng)冬季連續(xù)無(wú)日照天氣時(shí)，尤其是在北方高緯度地區(qū)或高原地 區(qū)使用太陽(yáng)能熱水裝置，極可能出現(xiàn)凍脹現(xiàn)象。當(dāng)發(fā)生凍脹時(shí)，熱管式太陽(yáng)能熱水裝置的核 心傳熱部件即熱管，就可能出現(xiàn)裂管現(xiàn)象，導(dǎo)致熱管失效，使整個(gè)太陽(yáng)能熱水裝置損壞而無(wú) 法正常工作。通常，太陽(yáng)能銅-水熱管在環(huán)境溫度-10°c以下地區(qū)使用時(shí)會(huì)因?yàn)楣ぷ鹘橘|(zhì)水 的結(jié)冰而脹裂，從而導(dǎo)致熱管失效，主要是太陽(yáng)能熱管內(nèi)部介質(zhì)結(jié)冰時(shí)，表面封結(jié)，導(dǎo)致冰 體內(nèi)部水結(jié)冰時(shí)產(chǎn)生的膨脹力向上、下和銅管管壁作用，此作用力會(huì)導(dǎo)致熱管管壁出現(xiàn)膨 脹，如果膨脹大于銅管的曲服極限則管壁將出現(xiàn)不可復(fù)原性膨脹，數(shù)次膨脹后，管壁即會(huì)斷 裂。因?yàn)樘?yáng)能熱管需要反復(fù)的經(jīng)過(guò)凍融過(guò)程，并必須確保在反復(fù)凍融過(guò)程后太陽(yáng)能熱管 不會(huì)出現(xiàn)凍裂現(xiàn)象；同時(shí)，經(jīng)過(guò)高溫后(如，300°c )，太陽(yáng)能熱管內(nèi)部必須保持相對(duì)化學(xué)穩(wěn) 定，不產(chǎn)生不凝性氣體和化學(xué)反應(yīng)。目前，人們通過(guò)力學(xué)、傳熱學(xué)、化學(xué)合成介質(zhì)等辦法來(lái)分 析、解決，但均未能有效解決太陽(yáng)能熱管_30°C 300°C相容性的問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種防凍脹熱管，解決太陽(yáng) 能熱管-30°C 300°C相容性的問(wèn)題。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種防凍脹熱管，包括管體，所述 管體內(nèi)含有液體工作介質(zhì)，其改進(jìn)之處在于所述管體的外管壁上固定連接加強(qiáng)裝置，所述 加強(qiáng)裝置的高度大于液體工作介質(zhì)的高度、在管壁上形成加強(qiáng)段。本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下技術(shù)方案進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)所述加強(qiáng)段的外徑與管體外徑 相同。所述加強(qiáng)裝置是整體套管、復(fù)合套管、繞帶、繞絲中至少一種。所述加強(qiáng)裝置的材料 是不銹鋼。本實(shí)用新型從結(jié)構(gòu)和材料力學(xué)的角度著手，在熱管蒸發(fā)段端部液池位置布置加強(qiáng) 裝置，利用加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度來(lái)約束由于熱管內(nèi)部的液體工作介質(zhì)凍結(jié)膨脹產(chǎn)生的周向應(yīng)力 而導(dǎo)致的熱管蒸發(fā)段液池位置壁面產(chǎn)生的形變，約束液體工作介質(zhì)固化產(chǎn)生的膨脹量，使 其控制在彈性范圍內(nèi)，確保熱管管壁面不發(fā)生塑性變形，實(shí)現(xiàn)防止熱管出現(xiàn)凍脹的效果。其 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便實(shí)用，解決了太陽(yáng)能熱管-30°C 300°C相容性的問(wèn)題。

圖1為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)包括管體1，管體1內(nèi)含有液體工作介質(zhì)3， 在管體的外管壁上壓制一段與管體緊密貼合、厚度為o. 25mm的不銹鋼套管2，該不銹鋼套 管2的高度大于液體工作介質(zhì)3的高度、在管壁上形成加強(qiáng)段。該加強(qiáng)段的外徑與管體外 徑相同，既不影響熱管在太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)使用過(guò)程中的安裝，傳熱，又可以集熱器溫度低于 工作介質(zhì)并點(diǎn)，產(chǎn)生膨脹時(shí)，不銹鋼套管2可以將壁面的形變控制在彈性范圍內(nèi)，使其經(jīng)過(guò) 任意多次凍_融循環(huán)，不發(fā)生凍脹和破裂現(xiàn)象。實(shí)施例二如圖2所示，本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一基本相同，所不同的是選擇鋼絲套2作為 加強(qiáng)裝置，將鋼絲直接纏繞在熱管的管壁上，同樣可將管體壁面的形變控制在彈性范圍內(nèi)， 不會(huì)發(fā)生凍脹和破裂的現(xiàn)象。本實(shí)用新型還可用于與防凍方面有同樣需求的其他熱管。除上述實(shí)施例外，本實(shí)用新型還可以有其他實(shí)施方式，如加強(qiáng)裝置采用鋼帶或復(fù) 合套管等。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型要求的保護(hù)范 圍。
權(quán)利要求一種防凍脹熱管，包括管體，所述管體內(nèi)含有液體工作介質(zhì)，其特征在于所述管體的外管壁上固定連接加強(qiáng)裝置，所述加強(qiáng)裝置的高度大于液體工作介質(zhì)的高度、在管壁上形成加強(qiáng)段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防凍脹熱管，其特征在于所述加強(qiáng)段的外徑與管體外徑相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防凍脹熱管，其特征在于所述加強(qiáng)裝置是整體套管、復(fù)合套 管、繞帶、繞絲中至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的防凍脹熱管，其特征在于所述加強(qiáng)裝置的材料是不銹鋼。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種熱管，尤其是一種防凍脹熱管，屬于熱管技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型從結(jié)構(gòu)和材料力學(xué)的角度著手，在熱管蒸發(fā)段端部液池位置布置加強(qiáng)裝置，利用加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度來(lái)約束由于熱管內(nèi)部的液體工作介質(zhì)凍結(jié)膨脹產(chǎn)生的周向應(yīng)力而導(dǎo)致的熱管蒸發(fā)段液池位置壁面產(chǎn)生的形變，約束液體工作介質(zhì)固化產(chǎn)生的膨脹量，使其控制在彈性范圍內(nèi)，確保熱管管壁面不發(fā)生塑性變形，實(shí)現(xiàn)防止熱管出現(xiàn)凍脹的效果。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便實(shí)用，解決了太陽(yáng)能熱管-30℃～300℃相容性的問(wèn)題。
文檔編號(hào)F24J2/46GK201561675SQ200920284790
公開(kāi)日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2009年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月8日
發(fā)明者張文獻(xiàn), 黃偉 申請(qǐng)人:南京尚優(yōu)科技有限公司