專利名稱：實(shí)用熱管取暖裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是采用熱管作傳熱元件的小型取暖裝置。
熱管是一種高效的傳熱元件，它的傳熱能力非常強(qiáng)，可以看作是熱的超導(dǎo)體。在解決了碳鋼和水的相容性問題后，熱管在工業(yè)界得到了廣泛的應(yīng)用。各種熱管經(jīng)受住了長期的壽命實(shí)驗(yàn)和實(shí)際使用實(shí)驗(yàn)，已經(jīng)完全達(dá)到了實(shí)用要求。熱管的加工工藝比較簡單而且已經(jīng)非常成熟，容易推廣。和采用水自然循環(huán)的“土暖氣”相比，熱管取暖裝置有著無可置疑的優(yōu)點(diǎn)熱管的加熱段內(nèi)部的換熱都是相變換熱，換熱系數(shù)較“土暖氣”中的對流導(dǎo)熱復(fù)合換熱要高得多，這樣取暖裝置的加熱和散熱部分就可以做得更為小巧，輕便；熱管升溫快，工作溫度可超過程度過100℃，散熱效果好；用料少，加工又相當(dāng)容易，成本會比“土暖氣”低得多。但熱管取暖裝置至今沒能得到推廣，其中最重要的一個(gè)原因是以往的設(shè)計(jì)或發(fā)明都沒能把熱管的壽命作為一個(gè)基本條件加以考慮，如專利CN2058460U，CN2031890U，CN2088213U和CN2058467U等。熱管的工作原理決定了熱管的管體必須有非常好的氣密性，任何泄漏都會使熱管部分地甚至全部失去效能。本發(fā)明把保證熱管的壽命作為首要考慮的因素，并采取了一些特殊措施，可以使商業(yè)化生產(chǎn)時(shí)的廢品率降到很低的程度。
熱管本身雖然有很強(qiáng)的傳熱能力，但熱管外壁與流體之間的換熱系數(shù)仍決定于流體的流速、流向、物性等參數(shù)，從外壁傳入熱管的熱量與熱管本身的傳熱能力相比，常常是相當(dāng)小的。在流體是氣體時(shí)，由于換熱系數(shù)較小，情況更是如此。所以增大流體與熱管外壁間的換熱量是優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高裝置的供熱效果的很重要的因素。專利CN87206752采用熱管的加熱段直接伸入爐膛的辦法，這樣不但影響燃燒，而且由于加熱段短，加熱面積太小，傳遞的熱量也少，不能充分利用熱管的傳熱能力，供暖效果不會太好。以往的有關(guān)設(shè)計(jì)(如以上提到的幾項(xiàng)專利)往往是把爐體和傳熱裝置一起設(shè)計(jì)的，用戶在購買產(chǎn)品時(shí)須一起購買，投資較大，且不能利用現(xiàn)有爐灶，用戶也不易接受。
本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)一種適合商業(yè)化生產(chǎn)要求，能利用現(xiàn)有爐灶，供暖效果又很好的，高效、輕巧、緊湊的熱管取暖裝置。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，如


圖1所示，圖一中，1爐灶，2取暖裝置的吸熱部分，3煙囪，4熱管，5取暖裝置的散熱部分。本實(shí)用新型把由外殼和熱管加熱段組成的熱管取暖裝置的吸熱部分2設(shè)計(jì)成煙道的形狀，這樣，在使用時(shí)，取暖裝置的吸熱部分2就可以作為煙道的一段直接插在原爐灶－煙囪系統(tǒng)的煙道中間，這樣現(xiàn)有的爐灶就可得到充分利用，同時(shí)也不會影響爐子的原有功能。同時(shí)，為了提高換熱效率，提高供熱效果，并縮小吸熱部分的體積，本實(shí)用新型把熱管的加熱段設(shè)計(jì)成螺旋形，平面或空間的S形、Z形，折角小于是150°的角形等形狀，以強(qiáng)化換熱，并在有限的空間內(nèi)增大換熱面積，這樣就能充分利用熱管的傳熱能力，使裝置高效、緊湊、輕便。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
圖1是本實(shí)用新型在原爐灶－煙囪系統(tǒng)中的安裝圖。
圖2、3、4和5是熱管取暖裝置吸熱部分的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
圖中，1.爐灶，2.取暖裝置的吸熱部分，3.煙囪，4.熱管5.取暖裝置的散熱部分，6.熱管的螺旋形加熱段，7.取暖裝置吸熱部分的外殼，8.煙道接口，9.汽鍋形熱管加熱段，10.擾流片11.導(dǎo)流體。
如圖所示，本實(shí)用新型的特點(diǎn)是把熱管取暖裝置的吸熱部分2設(shè)計(jì)成煙道的形狀，并在兩端設(shè)有與煙囪的接口8，這樣使用時(shí)就可把熱管取暖裝置的吸熱部分2直接插在原爐灶的煙道出口和煙囪之間(或出于布置考慮，也可接在煙囪之間)，以充分利用現(xiàn)有爐灶。
如圖2～圖5所示，本實(shí)用新型的特點(diǎn)，是把熱管的加熱段設(shè)計(jì)成各種形狀，以縮小吸熱部分的體積，強(qiáng)化換熱，并在有限的空間內(nèi)增大換熱面積。普通管形熱管的加熱段可以彎成螺旋形(圖2)，空間或平面的S形、Z形，折角小于是150°的角形等。如圖3所示，熱管的加熱段也可做成直徑較冷凝段為大的，類似鍋爐中汽鍋的圓桶形容器9，該容器可以作為一根熱管的加熱端，也可以作為多根熱管的共用加熱端這些熱管在該容器的上壁(或該容器豎直設(shè)置時(shí)，也可在鄰近上壁的四周)引出。對于豎直或傾角不大的煙道，該桶形加熱端設(shè)置在煙道中央對于水平或接近水平的煙道，上述的桶形加熱段也可偏上安裝。
當(dāng)系統(tǒng)采用兩根以上普通管形熱管，并把加熱段彎成螺旋形時(shí)，采用以下方案把它們的加熱段彎成直徑、螺距相同或不同的螺旋形，并把它們旋在一起，使熱管交錯(cuò)排列(圖4)。這樣做的好處是第一，在有限的體積內(nèi)，可以使每根熱管的加熱段有較大的螺距，這可以改善加熱段的工作條件，提高熱管的工作極限；第二，在熱管加熱段彎成直徑不同的螺旋形時(shí)，把它們旋在一起后，管子在煙氣通道中將呈交錯(cuò)排列，這樣的形式有較高的換熱系數(shù)。
對于像圖2和4所示的螺旋形的熱管加熱段，在煙氣通道的中央(如圖5所示)還可設(shè)置一圓柱形或其它形狀的導(dǎo)流體11，以形成環(huán)形煙氣通道，這樣一方面可以在設(shè)計(jì)時(shí)提高環(huán)形通道中的煙氣流速，以提高換熱系數(shù)；另一方面還可以排除使用螺旋形加熱段時(shí)，煙道中央的煙氣熱量不能充分得到利用的弊端。該導(dǎo)流體的表面還能起到輻射板的作用以增強(qiáng)換熱效果。煙氣通道的內(nèi)壁還可設(shè)置擾流片10，以強(qiáng)化換熱。
對于上面提到的任何形狀的熱管加熱段，其外壁都可做上翅片，以進(jìn)一步加大換熱面積。
冷凝段按通常辦法安裝散熱片。系統(tǒng)安裝時(shí)冷凝段與水平面的夾角應(yīng)大于4°。為使裝置緊湊考慮，可把冷凝段的一端向加熱端折回350°左右。安裝后，折回部分與水平面的夾角也應(yīng)大于4°。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1、可充分利用現(xiàn)有爐具，降低系統(tǒng)投資。
2、由于采取了一些特殊措施，可以保證裝置壽命，并可使生產(chǎn)時(shí)的廢品率降到很低的程度，能滿足商業(yè)化生產(chǎn)的要求。
3、由于采用熱管作傳熱元件，使得本裝置體積小，重量輕，材料用量少，而且傳熱效果好，升溫快，與傳統(tǒng)的水暖系統(tǒng)相比，優(yōu)勢顯著。
權(quán)利要求1.一種采用熱管作傳熱元件的取暖裝置，其特征在于由外殼和熱管的加熱段組成的熱管取暖裝置的吸熱部分，做成煙道的形狀，使用時(shí)作為煙道的一段，直接插進(jìn)煙道中間，熱管的冷凝段伸出吸熱部分外。
2.如權(quán)利要求1所述的熱管取暖裝置，其特征在于熱管的加熱段彎成螺旋形，或S形、Z形，或角度小于150°的角形，置于吸熱部分中間。
3.如權(quán)利要求1或2所示的熱管取暖裝置，其特征在于當(dāng)使用兩根以上的熱管時(shí)，將它們的加熱段彎成內(nèi)徑、螺距相同或不同的螺旋形，并旋在一起，使熱管交錯(cuò)排列。
4.如權(quán)利要求1所述的熱管取暖裝置，其特征在于熱管的加熱段做成直徑大于冷凝段的圓桶形容器，該容器的上壁或鄰近上壁的四周焊有一根或多根管子，把蒸汽引向冷凝段，該容器的外壁可做有多個(gè)翅片，在水平煙道中，該桶形加熱段偏上安裝。
5.如權(quán)利要求1或2所述的熱管取暖裝置，其特征在于在煙氣通道的中央可設(shè)置一導(dǎo)流體，以形成環(huán)形煙氣通道，熱管的加熱段置于該環(huán)形煙氣通道中，該環(huán)形通道的內(nèi)壁上可設(shè)置擾流片。
6.如權(quán)利要求1所述的熱管取暖裝置，其特征在于熱管取暖裝置吸熱部分的兩端設(shè)有煙道接口。
7.如權(quán)利要求1所述的熱管取暖裝置，其特征在于冷凝段的一端可向加熱段折回350°左右，折回部分與水平面的夾角大于4°。
專利摘要一種采用熱管作傳熱元件的小型取暖裝置，其特點(diǎn)是熱管取暖裝置的吸熱部分做成了煙道的形狀，使用時(shí)可以作為煙道的一段，直接插進(jìn)原煙道中間，這樣就可以充分利用原有爐灶。由于采用熱管作傳熱元件，同時(shí)采用了一些強(qiáng)化傳熱的措施，本裝置具有輕便、高效、升溫快、價(jià)格低、取暖效果好等優(yōu)點(diǎn)。由于采取了一些措施，還可以保證熱管及取暖裝置的壽命，適合商業(yè)化生產(chǎn)的要求。
文檔編號F24B9/00GK2126733SQ92208109
公開日1993年2月3日 申請日期1992年5月3日 優(yōu)先權(quán)日1992年5月3日
發(fā)明者陳向群 申請人:陳向群