CN202532947U - 多级分控分离型热管传热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的目的在于提供一种多级分控分离型热管传热装置，它能克服目前餐厨垃圾、禽畜粪便等有机废弃物生物处理设备或其他耗能设备因工艺温度超过高温水时难以适应，或多台设备共用同一蒸发端容器且工艺温度要求不同，难以分别控制和达到工艺要求温度时的缺陷，扩大和增加了运转设备的实用性，包括分开设置的加热源和热管，加热源包括水箱和设置于水箱内的辅助加热源，热管包括依次密闭连通的蒸发端容器、蒸汽导管、冷凝端容器、冷凝端容器与设备筒体间的放热腔、凝结液回流管形成的通路；蒸发端容器中设置有传热工质；蒸发端容器置于水箱的水中；蒸汽导管包括由多级蒸发器连接的多节蒸汽导管，多级蒸发器外壁设置有多级加热源。

Description

多级分控分离型热管传热装置

技术领域

本实用新型涉及一种加热设备，尤其是一种多级分控分离型热管传热装置。

背景技术

随着时代的快速变迁，为建设环境和谐型社会，餐厨垃圾(包括地沟油)、禽畜粪便等有机废弃物对环境造成的污染已日益引起政府及全社会的高度重视，各种相关的法律、法规和政策相继颁布。目前，公知的餐厨垃圾(包括地沟油)、禽畜粪便等有机废弃物的处理是以高温生物处理为理想的处理技术，就是采用处理设备，在有机废弃物中添加高温发酵的微生物，在设定温度下，将有机废弃物快速转化为有机肥料或饲料。其中为了保证微生物处理的工艺温度(60-100℃)，通常是在处理设备筒体的外壁复合电热板进行加热或在筒体外壁增加加热腔，通入热风或蒸汽进行加热，还有用燃气直接对筒体进行加热。采用这些方式加热的，其能耗均很大，碳排放量大，运转成本均很高，在市场经济条件下，无法产生经济效益，难以推广应用；采用燃气、蒸汽或热风进行加热的，还由于加热温度不均匀，直接影响了处理效果。对于工艺需要加热的其他设备，其加热和传热的方法，大部分均应用上述的传统方法，其热效率低，能耗大，运转成本高。一种太阳能有机废弃物处理机是将处理设备筒体的外壁制成一体型热管，提高了传热效率，达到了节能减排的实用效果，其不足之处在于，由于热管蒸发端同处设备外壁上，加上向热管蒸发端供热的部分，使设备的本体体积增大，蒸发端位置也不能任意设置，由于蒸发端内工质直接与设备筒体接触，启动工质蒸发的时间很长，延长了处理时间，同时，其制作困难。一种分离型热管传热机构是将热管的蒸发端和冷凝端分开设置，蒸发端位置可以任意设置，同时，工质直接受热蒸发，缩短了工质蒸发时间和筒体升温时间，由于采用的是太阳能等低品位的能源供热，工质蒸发和筒体升温的初始时间还太长，难以进一步缩短工艺时间，而且无法达到超过高温水的工艺要求温度，对于多台设备共用同一蒸发端容器且工艺温度要求不同时，难以分别控制和达到工艺要求的温度。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种多级分控分离型热管传热装置，它能克服目前餐厨垃圾、禽畜粪便等有机废弃物生物处理设备或其他耗能设备因工艺温度超过高温水时难以适应，或多台设备共用同一蒸发端容器且工艺温度要求不同，难以分别控制和达到工艺要求温度时的缺陷，扩大和增加了运转设备的实用性。

本实用新型是这样实现的：多级分控分离型热管传热装置，包括分开设置的加热源和热管(放热循环机构)，所述加热源包括水箱和设置于水箱内的辅助加热源，所述热管包括依次密闭连通的蒸发端容器、蒸汽导管、冷凝端容器、冷凝端容器与设备筒体间的放热腔、凝结液回流管形成的通路；所述蒸发端容器中设置有传热工质；所述蒸发端容器置于水箱的水中；其特征在于所述蒸汽导管包括由多级蒸发器连接的多节蒸汽导管，多级蒸发器外壁设置有多级加热源。

所述水箱设置有进水口、出水口、排污口和排气口。水箱内是高温水。

所述传热工质在不工作时为液态，工作时通过汽化和冷凝将热量传递至设备筒体内，在热管通路中往复循环。

下面以只有一个蒸发器为例(即二级蒸发器)：水箱内加热的蒸汽称为一级蒸发，一级蒸发的温度一般不超过摄氏80度，当设备筒体内的加热温度要求大于摄氏80度或100度以上时，光水箱的加热温度是不够的，所以在蒸汽导管上附加二级蒸发器和二级加热源，以提高工质温度。在所述的设备筒体外壁，设置一冷凝端容器，冷凝端容器与设备筒体外壁间形成一放热腔，冷凝端上部设置有蒸汽导管II，蒸汽导管II的另一端连接二级蒸发器，二级蒸发器下部由蒸汽导管I连接设置在设备筒体外任意地方的蒸发端容器的上部，冷凝端的下部设置有凝结液回流管，凝结液回流管的另一端连接蒸发端容器的下部，在蒸发端容器中置有工质，由此，组成一个密闭的连通器，将其抽成高真空，使之成为一个带二级蒸发器的分离型热管。将蒸发端容器置于供热水箱中，供热水箱设置有进水口、出水口、排污口、排气口，由太阳能、风能、地热能、空气能、生物质能等新能源加热的高温水通过供热水箱的进水口和出水口进行循环供热，供热水箱中的高温水使蒸发端容器中的工质受热后，迅速吸收汽化潜热后汽化，蒸汽通过蒸汽导管I上升至二级蒸发器，二级蒸发器外壁的加热源继续将蒸汽加热升温，通过蒸汽导管II从冷凝端容器的上部，进入放热腔，向设备筒体外壁放热，筒体内的物料吸收筒体外壁的热能，进行工艺发酵。放热腔的蒸汽放热后，成为凝结水，凝结水依靠重力，向下流入凝结液回流管，通过凝结液回流管，流回蒸发端容器中，由此，形成一个加热---汽化---再加热---放热---凝结---回流的连续循环，对外，在工艺温度要求大于高温水时，达到对设备筒体进行连续不断的高速、高效的加热。同时，对多台设备共用同一蒸发端容器且工艺温度要求不同时，达到分别控制温度的目的。由于采用了热管技术，因此，传热效率很高，等温性很好。

在上述的多级分控分离型热管传热装置中，其中，所述的蒸发端容器、二级蒸发器与冷凝端容器是分体型的，蒸发端容器、二级蒸发器可以是任意形状。

在上述的分离型热管传热机构，其中，所述的蒸发端容器与冷凝端容器是分离型的，蒸发端容器可以是任意形状，水箱可以放置在任意位置。

在上述的分离型热管传热机构中，所述的放热腔是冷凝端容器与设备筒体外壁平行的空腔。

在上述的分离型热管传热机构中，其中，蒸发端容器和冷凝端容器由蒸汽导管和凝结液回流管连接，组成密闭的连通器。

在上述的分离型热管传热机构中，其中，将蒸发端容器、冷凝端容器、蒸汽导管、凝结水回流管连接组成密闭的连通器后，抽成高真空。

在上述的多级分控分离型热管传热装置中，其中，二级蒸发器外壁设置的加热源可以是电加热，也可以是其他高品位热能。

在上述的多级分控分离型热管传热装置中，供热水箱中的高温水由外加热能提供，可以由太阳能、风能、地热能、空气能、生物质能等清洁能源或其他设备产生的余热提供，选择性强。

本实用新型多级分控分离型热管传热装置中由于采用了上述的技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

1.本实用新型设置了二级蒸发器，扩大了单台设备工艺温度使用范围，对多台设备共用同一蒸发端容器且工艺温度要求不同时，达到分别控制和满足工艺温度要求的目的。其结构紧凑、体积小、制造方便，制造成本低，实用性强。

2.本实用新型由于沿设备筒体的外壁平行制作一冷凝端容器，组成放热腔，冷凝端容器的上部设置蒸汽导管连接二级蒸发器上部，二级蒸发器下部由蒸汽导管连接蒸发端容器上部，冷凝端容器的下部设置凝结液回流管，凝结液回流管另一端连接蒸发端容器的下部，由此，组成一个密闭的连通器。在蒸发端容器中放置工质并将连通器抽成高真空，成为了一个多级分控分离型热管。将蒸发端容器置于有高温水循环提供热能的供热水箱中，其高温水可以是太阳能、风能、地热能、空气能、生物质能等新能源，也可以是电能或其它设备的高温余热提供。供热水箱提供的热能，被蒸发端容器中的工质吸收，工质吸收汽化潜热汽化，蒸汽沿蒸汽导管I流向二级蒸发器，由二级蒸发器外壁的加热源继续加热，高温蒸汽经蒸汽导管II流向冷凝端容器中的放热腔，在放热腔中，高温蒸汽向设备筒体外壁释放汽化潜热而凝结，凝结水通过凝结液回流管回流至蒸发端容器，由此组成一个高速、高效的蒸汽传热循环。对外，达到通过设备筒体对物料进行连续不断的高速、高效的加热。

3.本实用新型主要将设备筒体外壁与冷凝端容器结合，组成热管的放热端，热管的蒸发端带有二级蒸发器，可任意放置在设备筒体外的其他部位，通过蒸汽导管和凝结液回流管的连接，并在蒸发端容器中放置工质，再抽成高真空，组成多级分离型热管。这是一种新颖的分离型热管的应用，能满足餐厨垃圾、禽畜粪便等有机废弃物达到完善生物处理的工艺条件，对于其他用能设备，能保证工艺温度和节约能源的目标，由于运转成本低，节能减排，使餐厨垃圾、禽畜粪便等有机废弃物的处理和其他用能设备达到可持续发展的目标。

综上述，本实用新型是一种传热效率高，加热速度快，能耗小，碳排放量小，运转成本低，容易推广应用，并且体积小、制造简单、可多级温度控制的多级分控分离型热管传热装置。

附图说明

图1是本实用新型的总体结构示意图；

图中：1.蒸发端容器；2.工质；3.蒸汽导管I；4.二级蒸发器；5.二级加热源；6.蒸汽导管II；7.冷凝端容器；8.设备筒体；9.放热腔；10.凝结液回流管；11.水箱；12.高温水；13.进水口；14.出水口；15.排气口；16.排污口。

具体实施方式

下面结合附图和典型实施例对本实用新型作进一步说明。

在图1中，本实用新型包括分开设置的加热源和热管，所述加热源包括水箱11和设置于水箱11内的辅助加热源，所述热管包括依次密闭连通的蒸发端容器1、蒸汽导管3、冷凝端容器7、冷凝端容器7与设备筒体8间的放热腔9、凝结液回流管10形成的通路；所述蒸发端容器1中设置有工质2；所述蒸发端容器1置于水箱11的水中；所述蒸汽导管包括由二级蒸发器4连接的蒸汽导管I3和蒸汽导管II6，二级蒸发器4外壁设置有二级加热源5。

所述水箱设置有进水口13、出水口14、排污口16和排气口15。水箱11内是高温水。所述工质2在不工作时为液态，工作时通过汽化和冷凝将热量传递至设备筒体内，在热管通路中往复循环。

Claims (1)

1.多级分控分离型热管传热装置，包括分开设置的加热源和热管，所述加热源包括水箱和设置于水箱内的辅助加热源，所述热管包括依次密闭连通的蒸发端容器、蒸汽导管、冷凝端容器、冷凝端容器与设备筒体间的放热腔、凝结液回流管形成的通路；所述蒸发端容器中设置有传热工质；所述蒸发端容器置于水箱的水中；其特征在于所述蒸汽导管包括由多级蒸发器连接的多节蒸汽导管，多级蒸发器外壁设置有多级加热源。 

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