一种环路热管蓄热器制造技术

本发明专利技术提供了一种环路热管蓄热器，所述蓄热器包括壳体、气体进口通道、气体出口通道、环路热管和气体腔室，在壳体内设置蓄热材料，所述气体腔室设置在壳体中，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，环路热管的冷凝端在气体腔室外壁的缠绕的环形管之间的间距越老越小。本发明专利技术提出了一种新式结构的蓄热器，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，促进水的充分的对流，增强换热效果。

【技术实现步骤摘要】
一种环路热管蓄热器本申请是针对2018年03月09日、申请号2018101959911、专利技术名称“一种蓄热能力变化的环路热管蓄热器”的分案申请。
本专利技术涉及一种热管环路热管蓄热器。
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。在目前的环路热管蓄热器中，基本上都是采用重力热管，而且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蓄热器，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蓄热器，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：一种环路热管蓄热器，所述蓄热器包括壳体、气体进口通道、气体出口通道、环路热管和气体腔室，在壳体内设置蓄热材料，所述气体腔室设置在壳体中，其特征在于，从气体腔室的外壁向壳体的外壁的方向，蓄热器中的蓄热材料的蓄热能力逐渐变强。优选的，从气体腔室的外壁向壳体的外壁方向，蓄热材料的蓄热能力逐渐增强的幅度逐渐增加。优选的，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蓄热材料。作为优选，蓄热材料是石蜡。作为优选，壳体包括流体入口和流体出口，蓄热材料中设置连通流体入口和出口的通道。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，所述流体入口位于壳体的下侧，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，所述气体出口通道在相邻的蒸发端流向冷凝端管路之间。进一步优选，所述蒸发端流向冷凝端管路中心与相邻的气体出口通道中心距离相同；所述气体出口通道中心与相邻的气体蒸发端流向冷凝端管路中心距离相同。作为优选，气体出口通道的半径为R，蒸发端流向冷凝端管路的半径为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）采取蓄热材料的蓄热能力的逐渐变化，可以进一步提高蓄热能力，能够实现蓄热材料的均匀加热。因为越到气体腔室外壁，则因为蓄热材料和气体腔室及其热管冷凝端直接接触，因此此处的温度最高，蓄热材料可以直接被加热，在蓄热材料被充分蓄热后，热量会向蓄热器的外部传递。通过蓄热器蓄热材料的蓄热能力的变化，可以保证内部蓄热材料达到蓄热饱和后，会立刻将热量向外部传递，保证外部也存储热量。这样，热量在蓄热器中的不同位置都能充分存储，避免有的局部过热，局部吸热不够，保证整体蓄热的均匀，这样使得流体通过蓄热器加热过程中能够均匀加热，避免局部过热或者局部加热不足。通过这样设置，可以是整体蓄热加热均匀，提高产品使用寿命。2）本专利技术提出了一种新式结构的蓄热器，利用反重力热管进行换热，将气体中的热量传递给蓄热器中的冷源，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为本专利技术的蓄热器整体结构示意图。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蓄热材料，3气体腔室底部，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气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环路热管蓄热器，所述蓄热器包括壳体、气体进口通道、气体出口通道、环路热管和气体腔室，在壳体内设置蓄热材料，所述气体腔室设置在壳体中，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蓄热材料；其特征在于，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，环路热管的冷凝端在气体腔室外壁的缠绕的环形管之间的间距越老越小。/n

【技术特征摘要】
1.一种环路热管蓄热器，所述蓄热器包括壳体、气体进口通道、气体出口通道、环路热管和气体腔室，在壳体内设置蓄热材料，所述气体腔室设置在壳体中，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蓄热材料；其特征在于，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，环路热管的冷凝端在气体腔室外壁的缠绕的环形管之间的间距越老越小。


2.如权利要求1所述的蓄热器，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环形管之间的间距越老越小的幅度不断增加。

【专利技术属性】
技术研发人员：赵伟，郭春生，李言伟，马玥，王兰文，马聚隆，欧阳宇恒，李雅倩，张瑞，马志腾，王铁信，
申请(专利权)人：青岛佰腾科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37