专利名称：一种高效传热管及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种传热装置，更具体地说，涉及在传热管腔内设置 汽液分流装置，使蒸发吸热段产生的汽体直接流至冷凝段顶部，冷凝 放热段产生的液体直接流至蒸发段底部的一种高效传热管及其制造 方法。
背景技术：
目前，在各类传热设备中，为了减小体积和重量，较普遍的采用 强化传热手段进行传热。 一种常见的强化传热，方法是在密闭的管腔内 充注液态工质，利用工质的相态变化进行传热。这种方法的工作原理 是受热段管内工质吸热蒸发汽化，放热段管内工质放热冷凝液化， 所以受热段的汽体要向放热段运动，而放热段的液体要向受热段运 动，由于这两股流体是在同一管内的相向运动，所以必然阻碍了传热， 极大地降低了装置的传热性能和效果，极限情况下甚至还会导致其液 体不能回流到受热段，致使传热恶化，达不到传热的效果和目的。发明内容技术问题为了克服以上缺点，解决其存在的技术问题，提高装 置的传热性能，本发明的目的是提供一种高效传热管及其制造方法。技术方案为了实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的 第一技术方案是提供一种高效传热管，它包括管主体1和汽液分流 装置，该分流装置由安置于管主体1腔内中心位置的下降管2、液体汇流支管3、液槽4和上升管5组成，其中所述的下降管2与液体汇 流支管3的一端相连接，液体汇流支管3的另一端与液槽4的槽底部 开有相应个数的孔相连接；所述的液槽4是由上升管5的一端径向向 外巻翻成浅U形，其U形液槽4的外边缘与管主体1的内圆壁相连 接。其中，上述的管主体1其外形为一封闭体，垂直安装，下端为蒸发吸热段，上端为冷凝放热段。上述的下降管2的内径为上升管5的内径的1/10至1/20。 上述的连接下降管2与液槽4的液体汇流支管3为一根或多根。 上述的下降管2与液体汇流支管3的连接为固定连接，其方式为焊接连接或采用专用连接件连接；所述的液槽4与液体汇流支管3的连接为焊接或胀接方法固定连接。上述的液槽4与管主体1的连接为采用卡结法或碰焊法固定连接。为了实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的第二技术方 案是提供一种高效传热管的制造方法，其步骤包括步骤l、先将上升管5的一端径向向外巻翻成浅U形液槽4， U 形液槽4外边缘直径与管主体1的内圆直径相同，U形液槽4底部开 设所需个数的孔；与开孔数相同的液体汇流支管3的一端与下降管2相连接；另一端与液槽4底部开设的孔进行连接制成汽液分流装置； 步骤2、采用摩擦挤压工艺将金属管主体l的一端管口收縮，使 其收縮为球形封头，再将收縮后的球顶小孔用氩弧焊密封；
步骤3、将步骤1制作好的汽液分流装置安装于步骤2制作的管 主体l腔内中，并通过液槽4外边缘与管主体1的内圆壁固定连接， 再将管主体l的上端收缩为毛细管6，然后抽制真空，充注工质，最 后用氩弧焊烧结工艺封头7。
其中，步骤1所述的下降管2与液体汇流支管3—端的连接为采 用直接焊接方法或专用连接件的方法固定连接，所述的液体汇流支管 3的另一端与液槽4底部开设的孔的连接为采用胀结方法或直接焊接 的方法进行固定连接。
步骤3所述的液槽4外边缘与管主体1的内圆壁相连接的方法为 采用卡结方法或碰焊方法进行固定连接。
有益效果本发明的有益效果主要体现在这种结构的传热管中， 由分流装置将两股相向运动的流体隔开，各行其道，避免了碰撞和阻 碍，从而达到强化传热的目的。分流装置与传热管内壁形成汽液分流 通道，放热段的冷凝液体流入液槽，经汇流支管流入下降管，下降管 的出口即为吸热端底部，从下降管内流出的液体进入蒸发段吸热汽 化，汽液向传热管中部同向运动，到达中部时已全部汽化，汽体进入 上升管，上升管的出口即为放热端顶部，从上升管内流出的汽体进入 放热段冷凝液化，汽液向传热管中部同向运动，到达中部时已全部液 化而流入液槽，如此循环往复。实现了传热管中汽液流畅，传热高效的效果和目的。
图1为高效传热器结构原理图； 图2为图1的A-A剖视图； 图3为图1的B-B剖视图4为摩擦挤压工艺示意图5为汽液分流装置与传热管壁卡结示意图6为汽液分流装置与传热管壁碰焊示意图7为液体汇流支管与液槽胀结示意图8为下降管与液体汇流支管专用连接件示意图9为真空泵抽空充液系统示意图10为热喷法抽空充液系统示意图中各部件标号1、传热管，2、下降管，3、液体汇流支管，
4、液槽，5、上升管，6、毛细管，7、工艺封头，8、金属圆管， 9、车床旋转夹具，10、摩擦挤压工件，11、卡槽，12、碰焊 电极正极，13、碰焊电极负极，14、碰焊机电源，15、汇流支 管胀管头，16、专用连接件，17、真空阀，18、真空泵， 19、充液阀，20、定量充液机，21、电炉，22、放空阀。
具体实施例方式
图1-图3所示， 一种高效传热管，它包括管主体1和汽液分流装置，该分流装置由安置于管主体1腔内中心位置的下降管2、液体 汇流支管3、液槽4和上升管5组成，其中所述的下降管2与液体汇 流支管3的一端相连接，液体汇流支管3的另一端与液槽4的槽底部 开有相应个数的孔相连接；所述的液槽4是由上升管5的一端径向向 外巻翻成浅U形，其U形液槽4的外边缘与管主体1的内圆壁相连 接。
其中，上述的管主体1其外形为一封闭体，垂直安装，下端为蒸
发吸热段，上端为冷凝放热段。
上述的下降管2的内径为上升管5的内径的1/10至1/20。 上述的连接下降管2与液槽4的液体汇流支管3为一根或多根。 上述的下降管2与液体汇流支管3的连接为固定连接，其方式为
焊接连接或采用专用连接件连接；所述的液槽4与液体汇流支管3的
连接为焊接或胀接方法固定连接。
上述的液槽4与管主体1的连接为采用卡结法或碰焊法固定连接。
图4-图10所示， 一种高效传热管的制造方法，其步骤包括 步骤1、用金属管材制成具有上升管5、液槽4、液体汇流支管3、 下降管2的汽液分流装置。首先将上升管5的一端径向向外巻翻成浅 U形液槽4， U形液槽4外边缘直径与管主体1的内圆直径相同，U 形液槽4底部开有所需个数的圆孔；再将下降管2与液体汇流支管3 的一端采用焊接方法，或采用如图8所示的通过专用连接件连接的 方法进行连接；然后将液体汇流支管3的另一端与液槽4底部开设的孔采用焊接方法，或如图7所示的胀接方法进行连接制成汽液分流装置。
步骤2、按图4所示，截取所需长度的金属圆管8，夹于车床旋 转夹具9中，旋转的金属管与挤压工件10磨擦生热，将金属管一端 挤压收縮为球形，再将球形顶部小孔用氩弧焊密封，形成管主体l。
步骤3、将步骤1制作好的汽液分流装置安装于步骤2制作的管 主体1腔内中，其安装固定方法可以采用如图5所示的卡结法，即 将液槽4的外边缘卡入卡槽11,也可采用如图6所示的碰焊法，即 将碰焊电极12和13分别接入传热管壁1和上升管壁5，由碰焊机电 源14提供焊接电流；然后按图4所示，仍然采用摩擦挤压工艺将管 主体1开口一端挤压收縮为毛细管6。
步骤4、对传热管内外部件表面进行化学清洗、钝化和烘干。
步骤5、对传热管抽空充液，其工艺采用如图9所示的真空泵系 统，即将毛细管6接入真空充液系统，打开真空阀17，开启真空泵 18，抽至一定真空度后关闭真空阀17，停止真空泵18，开启充液阀 19和定量充液机20，充液完成后关闭充液阀，也可以采用如图10所 示的热喷法系统，将毛细管接入定量充液系统，充液完成后关闭充液 阀19，开启电炉21对传热管加热，同时打开放空阀22，管内沸腾蒸 发的高速气流将残留空气喷出管外，排除管内空气后关闭放空阀22 和电炉21，冷却后便形成真空；然后将毛细管6端部烧结为工艺封 头7 。
权利要求
1、一种高效传热管，其特征是包括管主体(1)和汽液分流装置，该汽液分流装置是由安置于管主体(1)腔内的下降管(2)、液体汇流支管(3)、液槽(4)和上升管(5)组成，其中所述的下降管(2)与液体汇流支管(3)的一端相连接，液体汇流支管(3)的另一端与液槽(4)的槽底部开有相应的孔相连接；所述的液槽(4)是由上升管(5)的一端径向向外卷翻成U形，其外边缘与管主体(1)的内圆壁相连接。
2、 根据权利要求1所述的一种高效传热管，其特征是所述的 管主体(1)其外形为一封闭体，垂直安装，下端为蒸发吸热段，上 端为冷凝放热段。
3、 根据权利要求1所述的一种高效传热管，其特征是所述的 下降管(2)的内径为上升管(5)内径的1/10至1/20。
4、 根据权利要求1所述的一种高效传热管，其特征是所述的 下降管(2)和上升管(5)都位于管主体(1)腔内的中心位置。
5、 根据权利要求1所述的一种高效传热管，其特征是连接下 降管(2)与液槽(4)的液体汇流支管(3)为一根或多根。
6、 根据权利要求1所述的一种高效传热管，其特征是所述的 下降管(2)与液体汇流支管(3)的连接为固定连接，其方式为焊接 连接或采用专用连接件连接；所述的液槽(4)与液体汇流支管(3)的连接为焊接或胀接固定ii接。
7、 根据权利要求1所述的一种高效传热管，其特征是所述的 液槽(4)与管主体(1)的连接为采用卡结法或碰焊法固定连接。
8、 一种高效传热管的制造方法，其特征是包括的步骤为步骤1、先将上升管(5) —端径向向外巻翻成浅U形液槽，U 形液槽外边缘直径与管主体(1)的内圆直径相同，u形液槽底部开 设所需的孔；再将与开孔数相等数量的液体汇流支管(3)的一端与 下降管(2)相连接；然后将液体汇流支管(3)的另一端与液槽(4) 底部开设的孔进行连接制成汽液分流装置；步骤2、采用摩擦挤压工艺将金属管主体(1)的一端管口收縮， 使其收縮为球形封头，再将收縮后的球顶小孔用氩弧焊密封；步骤3、将步骤1制作好的汽液分流装置安装于步骤2制作的管 主体(1)腔内，并通过液槽(4)外边缘与管主体(1)的内圆壁固 定连接，再将管主体(1)的上端收縮为毛细管(6)，然后抽制真空， 充注工质，最后用氩弧焊烧结工艺封头(7)。
9、 根据权利要求8所述的一种高效传热管的制造方法，其特征 是步骤l所述的下降管(2)与液体汇流支管(3) —端的连接为采 用直接焊接方法或专用连接件的方法固定连接，所述的液体汇流支管(3)的另一端与液槽(4)底部开设的孔的连接为采用胀结方法或直 接焊接的方法进行固定连接。
10、 根据权利要求8所述的一种高效传热管的制造方法，其特征 是步骤3所述的液槽(4)外边缘与管主体(1)的内圆壁相连接的 方法为采用卡结方法或碰焊方法进行固定连接。
全文摘要
本发明公开了一种高效传热管及其制造方法。该传热管包括管主体和汽液分流装置，在这种结构的传热管中，分流装置与管主体内壁形成汽液分流通道，将两股相向运动的流体隔开，各行其道，避免了碰撞和阻碍，从而达到强化传热的目的。该传热管的制造方法是，首先制作一端开口另一端封闭的金属管主体，再将制作好的分流装置装入管主体腔内，然后将管主体开口端管口收缩为毛细管，经毛细管对传热管抽空后充装传热介质，最后将毛细管封头。该传热管结构合理，制造方便，成本低，传热效果好，适用于各类传热设备中。
文档编号F28D15/02GK101294777SQ20081010079
公开日2008年10月29日 申请日期2008年5月13日 优先权日2008年5月13日
发明者周云祥, 周根明, 孔祥雷 申请人:江苏科技大学