专利名称：一种热管元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及换热器领域，尤其涉及一种热管元件领域。
背景技术：
目前，用于工业生产中的热管元件的管壳一般由碳钢制成，这种材质的热管元件耐腐蚀性能很差，因此，在强腐蚀性介质存在的条件下，热管元件很快被腐蚀以至于报废，此种情况大大地缩短了热管元件的使用寿命，同时，造成了很大的经济损失和环境污染。而市场上出现的耐酸不锈钢材质在强酸及强氧化剂的条件下，其耐腐蚀性也并不理想，而且，此种材质做成的热管元件成本极高，增加了企业的经济负担。因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种耐腐蚀强且成本低的热管元件。本发明的技术方案如下
一种热管元件，包括热管本体，所述热管本体包括热管冷却段和热管加热段，以及设置在热管冷却段和热管加热段之间的连接部，其中，所述热管本体内部设置有一真空腔，所述真空腔内填充有用于热交换的液相介质，所述热管加热段的外壁上设置有聚四氟乙烯涂层。所述的一种热管元件，其中，所述连接部的外壁上设置有聚四氟乙烯涂层。所述的一种热管元件，其中，所述热管冷却段的外壁上设置有聚四氟乙烯涂层。所述的一种热管元件，其中，所述聚四氟乙烯涂层的厚度为0.1~0.6毫米。所述的一种热管元件，其中，所述热管冷却段上设置有翅片。所述的一种热管元件，其中，所述热管加热段上设置有翅片。 所述的一种热管元件，其中，所述翅片形状为环形或螺旋形状。所述的一种热管元件，其中，所述热管本体为碳钢材质的热管本体。所述的一种热管元件，其中，所述液相介质为制冷剂或二次蒸馏水。所述的一种热管元件，其中，所述液相介质的体积占真空腔容积的159^25%。本发明的热管元件，通过在所述热管本体内部设置有一真空腔，并在所述真空腔内填充用于热交换的液相介质，从而利用液相介质在真空腔内的相变循环，进行实现高效率的热交换，另外在所述热管冷却段或加热段的外壁上设置有聚四氟乙烯涂层克服了强腐蚀物质对热管元件的腐蚀。本发明解决了目前热管元件耐腐蚀性能很差和成本高的问题，大大地提高了企业的经济效益。在当前节能减排的形势下，具有经济实用的重大意义，拥有很好的推广性。
图1为本发明提供的热管元件第一实施例的结构示意图。图2为图1中A部局部放大图。图3为本发明提供的热管元件第二实施例的结构示意图。
具体实施例方式本发明提供一种热管元件，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。如图1所示，为本发明提供的热管元件第一实施例的结构示意图，包括热管本体1，所述热管本体1包括热管冷却段2、连接部3和热管加热段4，所述连接部3设置在所述热管冷却段2和所述热管加热段4之间。如图2所示，为图I中A部的局部放大图，本发明的热管元件第一实施例还包括设置在热管本体I内部的真空腔6，所述真空腔内还填充有用于热交换的液相介质7，所述真空腔连通热管冷却段和热管加热段。以及设置在所述热管加热段4外壁的聚四氟乙烯涂层8。所述热管本体具体为碳钢材质或不锈钢材质，所述液相介质7可为制冷剂或二次蒸馏水，为了避免所述液相介质7与热管本体I发生相溶的问题，所述液相介质7优选还包括缓蚀剂。如图1所示，本发明的一种热管元件在使用时，通过连接部3将热管本体I的热管冷却段2和热管加热段4分别设置在冷通道N和热通道M中，所述冷通道N可为水管通道，所述热管冷却段2设置在冷通道N中的吸热介质S中，所述吸热介质S具体可为水，所述热通道M可为烟管通道，所述热管加热段4设置在放热介质T流通接触的位置中，放热介质T具体可为工厂排放的高温热烟气。本发明的具体工作原理是通过热管加热段4吸收放热介质T的热量，将吸收的热量传递到真空腔内的液相介质7，液相介质7吸热后发生蒸发相变，成为气相介质，流动到所述热管冷却段2，所述气相介质接触热管冷却段2后，遇冷又发生冷凝相变，从热管冷却段2回到热管加热段4，同时通过热管冷却段2将热量传递到外部的吸热介质S。如此反复循环，将工厂热工设备排放的高温热烟气的余热回收到可再利用的吸热介质S中。由于工厂热设备排放的放热介质T，一般为具有腐蚀性气体的高温热烟气，因此，需要所述热管加热段4外壁设置聚四氟乙烯涂层8，聚四氟乙烯相对分子质量较大，一般为数百万，具有许多优良的使用性能，如耐高温一长期使用温度20(T260度，耐低温一在-100度时仍柔软；耐腐蚀一能耐王水和一切有机溶剂；耐气候一塑料中最佳的老化寿命；高润滑一具有塑料中最小的摩擦系数(0. 04);不粘性一具有固体材料中最小的表面张力而不粘附任何物质；无毒害一具有生理惰性；由于聚四氟乙烯涂层8将所述热管加热段4与放热介质T中的腐蚀性气体完全隔开，从而解决现有换热管容易腐蚀损坏的问题。如图I所示，优先的方案是在所述连接部的外壁上也设置有聚四氟乙烯涂层。当吸热介质S也为腐蚀性介质时，热管冷却段2的外壁也可以设置聚四氟乙烯涂层8。所述聚四氟乙烯涂层8的厚度具体为0.1~0.6毫米，经实验证明，这样的厚度范围既可有效防止腐蚀，而又不至于浪费。本发明一种热管元件，优先还包括在所述热管加热段4设置翅片5。所述翅片5与热管加热段4焊接，所述翅片5的形状具体可为环形翅片、螺旋翅片或H型鳍片。这样可以加大传热面积，提高热交换效率强化传热。另一方案是如果吸热介质S是气体，应在所述热管冷却段2上设置有翅片5 (如图3所示)来强化传热。当然，如果吸热介质S具有腐蚀性所述翅片5的外壁上也应该设置聚四氟乙烯涂层8。为了更大效率交换热量，所述液相介质7的体积占真空腔6容积的159^25%。当液相介质7的体积少于真空腔6容积15%时，液相介质7会很快完全气化，热管加热段4里就没有足够可传递热量的液相介质7，从而导致降低热交换的效率，并且容易损坏热管冷却段4 ;另外，当液相介质7的体积大于真空腔6容积25%时，将会导致所述液相介质7相变不充分，也会影响传热。由于液相介质7通过热管加热段4直接与外部热源进行热交换，吸热后从液相变为气相，到热管冷却段2上遇冷放热，冷凝成为液相，如此循环，因此，热管本体I在实际使用中应竖直放置，并使热管加热段4在下方，热管冷却段2在上方，同样，热通道M也在冷通道N的下方。这样液相介质7才能在真空腔中形成有效的循环回路。本发明可具体应用于锅炉尾部烟气余热回收，如图1所示，在一台6t/h锅炉尾部烟气余热回收中，尾部烟气通过热通道排出，在热通道M中每小时6475kg的烟气通过，烟气入口温度为200°C，使用本发明的热管元件后，烟气的出口温度可降到100°C，同时可使冷通道N中的水流温度从20°C的入口温度，在到达出口时温度升到60°C，进而将温水再次利用，如用于洗浴，大大节省了煤炭的用量。本发明的热管元件的耐酸腐蚀性远优于传统碳钢热管，也优于不锈钢热管，但成本却比不锈钢热管低得多，且具有耐腐蚀、耐磨、不易积灰垢、寿命长、造价低、易于推广应用等特点，特别适用于烟气余热回收领域。克服目前热能设备或化工设备烟气余热回收中存在的低温腐蚀问题。应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种热管元件，包括热管本体，所述热管本体包括热管冷却段和热管加热段，以及设置在热管冷却段和热管加热段之间的连接部，其特征在于，所述热管本体内部设置有一真空腔，所述真空腔连通热管冷却段和热管加热段，所述真空腔内填充有用于热交换的液相介质，所述热管加热段的外壁上设置有聚四氟乙烯涂层。
2.根据权利要求1所述的一种热管元件，其特征在于，所述真空腔连接部的外壁上设置有聚四氟乙烯涂层。
3.根据权利要求1所述的一种热管元件，其特征在于，所述热管冷却段的外壁上设置有聚四氟乙烯涂层。
4.根据权利要求1 3任一所述的一种热管元件，其特征在于，所述聚四氟乙烯涂层的厚度为0.1~. 6毫米。
5.根据权利要求1所述的一种热管元件，其特征在于，所述热管冷却段上设置有翅片。
6.根据权利要求1所述的一种热管元件，其特征在于，所述热管加热段上设置有翅片。
7.根据权利要求5或6所述的一种热管元件，其特征在于，所述翅片形状为环形或螺旋形状。
8.根据权利要求I所述的一种热管元件，其特征在于，所述热管本体为碳钢材质的热管本体。
9.根据权利要求I所述的一种热管元件，其特征在于，所述液相介质为制冷剂或二次蒸馏水。
10.根据权利要求I所述的一种热管元件，其特征在于，所述液相介质的体积占真空腔容积的15% 25%。
全文摘要
本发明公开了一种热管元件，包括热管本体，所述热管本体包括热管冷却段和热管加热段，以及设置在热管冷却段和热管加热段之间的连接部，其中，所述热管本体内部设置有一真空腔，所述真空腔内填充有用于热交换的液相介质，所述热管加热段的外壁上设置有聚四氟乙烯涂层。本发明提供的热管元件，不仅解决了目前热管元件耐腐蚀性差，易磨、积灰垢、造成经济损失与环境污染等问题，同时还可降低生产成本,大大地提高了企业的经济效益。在当前节能减排的形势下，具有经济实用的重大意义，拥有很好的推广性。
文档编号F28D15/02GK102620585SQ20121012782
公开日2012年8月1日 申请日期2012年4月27日 优先权日2012年4月27日
发明者胡光, 苏俊林 申请人:长春当代信息产业集团有限公司