专利名称：弹力热传输管的制作方法
技术领域：
弹力热传输管技术领域太阳能热利用的热管传热领域 背景技术真空管技术和热管技术目前都得到高度发展，但目前较少与现行的真空管配套的 热管技术，特别是传热效率较高、成本较低、又能做中高温利用的配套热管。
发明内容真空管技术在热水器的应用中必须要大量存水，大量存水的结果会导致真空管内 水质污染及热效率的下降，而热管技术可以解决这个问题，但可以把真空管改装一下变成 一种不存水的热管。这就是本发明所要解决的技术问题，即发明一种与现行的真空管“配 套”的热管技术一金属弹力热管。首先制作口径略大于真空管内径的且带有竖向皱褶的金属管，使金属管具有弹 力，这个弹力使弹力金属管插入真空管内壁能够与真空管内壁紧密结合，管内形成一个腔 体，把这个腔体进行分割或者在这个腔体内再套入一个口径较小形状相似的弹力管，管与 管之间形成两个以上的腔体，在形成的腔体内分别加入不同的导热介质并抽成部分真空， 形成并列的传热管，即形成低温、中温、高温三级热管传递。在热水器或热水工程中使用这种弹力热管，可以减少水质沉淀，减少污染，并能运 用于开水或者水蒸气等中高温项目的应用。
图1为弹力金属管的简明示意图。在图1中，⑴为金属管壁，(2)为皱褶或称弹 力沟槽。图2为两个弹力金属套管横切面示意图，在图2中，(3)为双层弹力金属管外管， ⑷为双层弹力金属管中间夹层，(5)为双层弹力金属管的内管，(2)为双层弹力金属管的 皱褶即产生弹力的沟槽。图3为热管冷凝端的结构示意图，其中(6)为内管散热端，(7)为 外管散热端，(8)为硅胶密封圈，(9)为真空管。图4为金属管渐变端和密封端示意图，在图 4中，(10)为冷凝端，(11)为硅胶圈密封区，(12)为渐变端，(13)为弹力金属管。图5为 分割热管的内部分割层结构弹力示意图，其中(14)为分割层，(15)为分割层弹力沟槽，(2) 为外管的弹力沟槽，(16)为分割腔。
具体实施方式
结合附图图1、图2、图3进行说明首先制作口径略大于真空管内径的且带有竖向皱褶的金属管，如图1，皱褶或弹力 沟槽( 可以使金属管收缩，使金属管具有弹力，这个弹力使弹力金属管收缩后顺利插入 真空管内，且放松后能够与真空管内壁紧密结合，金属管内形成一个腔体，在这个腔体内同 时再套入另一个较小口径的弹力管，如图2中的(5)，二管之间又出现一个“夹”腔体，即图 2中的G)，在形成的两个腔体内分别加入不同的导热介质并根据需要抽成部分真空，形成两个“热管”。由于存在两个热管之间的传热问题，为了避免一种热管(比如外管)超出其温度 传热范围后失去快速传热作用影响内管传输，所以外管在温度变化时须具有连续传热性， 可以加入液体介质，比如加入导热油，导热油可以在摄氏400°以下传输，内管可以加入水 或防冻液或其他流质，使内管可以在摄氏30° -150°或者更高的温度内传输。这样外管作 为热管仅仅是“对流”传输，并不能产生“相变”传热。解决这个问题需改变“内外管套管” 结构，需要改成管与管之间的“相邻”结构或多管并列结构，在每一个相邻的腔体内加入不 同的相变介质，能够使热管在不同的温度下使用。在热管散热端或冷凝端，需要给每个“腔体”散热或进行冷凝的位置，比如在图3 中，(6)为内管散热端，(7)为外管散热端。在真空管开口与金属管连接处，可以加密封硅胶圈密封，如图3中的(8)。也可以 不加密封圈直接裸露。裸露可导致部分外在液体在使用中进入真空管内腔，对传热并无影 响，进水后可能形成水垢堵塞需定期清理。金属管的材料用钢管、铝管、铜管及各种金属合金皆可，与玻璃管接触的一面要求 材料颜色为暗色、黑色，而坚决杜绝使用银白色作为吸收面。深暗色、黑色、深蓝色利于提 高吸收效率，主要是指对红外线的吸收。根据材料要求可以在不符合材料颜色要求的一面 进行着色、涂色及镀膜，即改变成要求的暗、黑、或蓝。三级热管指的是热管可以在低温、中温、高温三个温度区域进行传输，同时也指金 属导热、液体导热、热管相变导热三种导热方式同时应用，金属及导热油的导热温度范围 广，而热管实现低中温三级导热需要将热管分割，在弹力热管中热管各部分的分割层须具 有弹力性质，如图5。如果没有图5显示的分割层的弹力沟槽(15)，外管收缩时内管分割层 会受到挤压、变形或者损坏。图5显示分割层只有4个，即有4个腔，实际应用中最多数不 限，效果上说分割“腔”越多越好，但制造上越多就会增加成本，只可根据需要设计，比如六 个“腔”时，相邻的三个分别装入不同的相变液体，在不同的温度范围内一般有两个腔体进 行相变传热，至少有一个腔体在某个温度下工作，在设计中需根据具体情况和应用要求设 计或制作。由于弹力热管存在皱褶，管内气体随温度不断变化时导致管的不断伸张和收缩， 在没有硅胶圈密封塞的情况下真空管内会流入加热工质，会导致水垢等不必要的情形发 生，所以弹力热管尽可能在真空管的出口处加硅胶密封圈如图4中的(11)，金属管在出口 处有一个渐变过渡端且端口没有明显沟槽或因为考虑受力影响，原来接金属管的沟槽在渐 变端逐渐变浅以致最后消失，如图4中的(1 显示渐变端的位置。
权利要求1. 一种弹力热传输管，其特征是首先制作口径略大于真空管内径的且带有竖向皱褶的 金属管，使金属管具有弹力，这个弹力使弹力金属管插入真空管内壁能够与真空管内壁紧 密结合，管内形成一个腔体，把这个腔体进行分割或者在这个腔体内再套入一个口径较小 形状相似的弹力管，管与管之间形成两个以上的腔体，在形成的腔体内分别加入不同的导 热介质并抽成部分真空，形成并列的传热管，即形成低温、中温、高温三级热管传递。
专利摘要弹力热传输管属于太阳能中高温热利用的传热领域。其主要涉及利用太阳能真空管作为吸热管利用弹力金属管制作热管的一种方法。这个方法是首先制作口径略大于真空管内径的且带有竖向皱褶的金属管，使金属管具有弹力，这个弹力使弹力金属管插入真空管内壁能够与真空管内壁紧密结合，管内形成一个腔体，在这个腔体内同时再套入另一个较小口径的弹力管，二管之间又出现一个腔体，在形成的两个腔体内分别加入不同的导热介质并根据需要抽成部分真空，使两个热管可以在不同的温度范围内驱动，可以形成低温、中温、高温三级热管传递。此热管可以广泛应用在与真空管配套使用的壁挂式太阳能热水器和高效传输的中高温应用领域。
文档编号F24J2/46GK201926154SQ20102014786
公开日2011年8月10日 申请日期2010年3月6日 优先权日2010年3月6日
发明者冯益安 申请人:冯益安