CN216049337U - 一种可用于气-液换热的重力式可变热导热管结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及应用于锅炉、工业窑炉、化工热设备、余热回收利用等领域的热管换热设备，尤其涉及一种可用于气‑液换热的重力式可变热导热管结构，包括热管和储气室，所述热管的上端和储气室连通，所述热管分为冷凝段和蒸发段，所述蒸发段的外壁上均匀分布有翅片，所述冷凝段的外壁上固定有套管，所述套管的上下两端分别设置有进水口和出水口，所述热管的内部设置有工质以及和工质不相容的气体。本实用新型结构简单、固定牢固可靠、加工方便且成本低、抗腐蚀性好，能够长期运行；套管结构便于液体流动，更容易实现快速的换热，进一步提高换热效率，可用于气‑液换热的场合，应用更广泛。

Description

一种可用于气-液换热的重力式可变热导热管结构

技术领域

本实用新型涉及应用于锅炉、工业窑炉、化工热设备、余热回收利用等领域的热管换热设备，尤其涉及一种可用于气-液换热的重力式可变热导热管结构。

背景技术

目前，热管技术应用广泛，其工作原理是将一根封闭管填充入工作介质后再进行密封，热管的一端为蒸发端，热管的另一端为冷凝端，当热管的蒸发端受热时液体工作介质蒸发汽化，将热量传递到冷凝端，释放出热量后冷凝结成液体，液体再流回蒸发端，如此反复循环传递热量。结合翅片管技术，热管常被用于各类烟气中的余热回收，成为提高加热炉效率，节省燃料消耗最直接有力的手段。

从工作条件上看，热管可以满足各种环境提出的要求，如实现温控，即为了使热管在某一不变的工作温度下运行，可以制成可变热导热管，精确控制的热管的启动温度，控制换热温度范围。

现有技术中，一般是在热管蒸发段(吸热段)及冷凝段(放热段)的外壁加装翅片，增加换热面积，用于气-气换热场合，如热管空气预热器等。但是此类的结构大多用于气-气换热，不便用于气-液换热，因为用于气-液换热效率低下，仍需进行改进。并且，传统的热管，蒸发段和冷凝段一体制成，如果用于气液换热场合，长时间运行后冷却段容易发生腐蚀穿孔，导致换热器性能下降乃至失效。其次，由于热管内部充装有工作介质(液体和气体)，在后期安装的时候又需要对热管进行安装(如：焊接固定、密封等)，往往会对热管伤害，增加了热管的质量缺陷风险点，同时还有安全隐患。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提供了一种可用于气-液换热的重力式可变热导热管结构。

本实用新型提供的技术方案为：

一种可用于气-液换热的重力式可变热导热管结构，包括热管和储气室，所述热管的上端和储气室连通，所述热管包括冷凝段L1、绝热段L2和蒸发段L3，所述蒸发段L3的外壁上均匀分布有翅片，所述冷凝段L1的外壁上固定有套管，所述套管的内壁和热管的外壁构成流体通道，所述套管的上下两端分别设置有进水口和出水口。

优选的，所述套管和热管的冷凝段L1的外壁通过焊接固定的方式固定密封。

优选的，所述热管的冷凝段L1的材料为不锈钢管，所述热管的绝热段L2和蒸发段L3的材料为低碳钢管。

优选的，所述热管的绝热段L2的外壁上固定有工艺套。

优选的，所述工艺套的两端和热管的绝热段L2的外壁通过焊接固定密封。

优选的，所述热管的冷凝段L1和绝热段L2采用焊接固定的方式成为一体。

优选的，所述热管的底部设置有锥形孔，用以向热管内充装工作介质；所述锥形孔中设置有锥销并焊接密封。

本实用新型具有如下优点和有益效果：

一、本实用新型的热管，在热管蒸发段加外翅片翅化，增加换热面积，在冷凝段采用套管结构，可用于气-液换热的场合，应用更加广泛，如锅炉烟气余热回收中的烟气-给水换热器。套管结构便于液体快速流动，套管包围热管冷凝段设置，更容易实现快速的换热，进一步提高换热效率。此种热管结构简单、加工方便且成本低。

二、本实用新型的热管分为冷凝段L1、绝热段L2和蒸发段L3，冷凝段L1的材料为不锈钢管，绝热段L2和蒸发段L3的材料为低碳钢管，绝热段L2和蒸发段L3采用价格低廉的低碳钢，冷凝段L1采用耐腐蚀的不锈钢，可以提高热管冷凝段L1的抗腐蚀性，有效防止热管失效，延长使用寿命，同时能最大化的利用低碳钢和不锈钢材料，对成本进行有效控制。

三、本实用新型在热管的绝热段设置有工艺套，在热管抽真空充注工作液之前，热管蒸发段与冷凝段间的绝热段加装工艺套。在热管组装成热管换热器时，通常绝热段处要焊接中间隔板等以形成冷热流体通道并密封，而这道工序是在热管抽真空，充注工作液之后，这样再在热管基体上动火施焊就可能会对热管造成伤害，加装工艺套就可以很好的保护热管。这样的设计，在固定安装热管的时候，即可间接的通过工艺套进行安装，不会对热管造成损伤，减少热管焊缝，减少质量缺陷风险点，保证质量；而且安装固定牢固、密封性好，后期也能方便快捷的对热管进行维修、拆装，不会损伤热管。

附图说明

图1为本实用新型提供的热管的正视图；

图标：1-储气室，2-热管，21-焊肉，3-套管，31-进水口，32-出水口，4-工艺套，5-翅片,6-锥销。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

如图1所示，一种可用于气-液换热的重力式可变热导热管结构，包括热管2和储气室1，储气室1与热管2焊接固定，热管2的上端和储气室1连通，储气室1内不储存工质。热管2包括冷凝段L1、绝热段L2和蒸发段L3，蒸发段L3的外壁上均匀分布有翅片5，冷凝段L1的外壁上固定有套管3，套管3的内壁和热管2的外壁构成流体通道，套管3的上下两端分别设置有进水口31和出水口32，液体从进水口31进入到套管3内部和热管2进行换热，并从出水口32流出。热管2的内部设置有工质以及和工质不相容的气体，工质尽可能的储存在热管2的蒸发段L3上。

本实用新型可以在储气室1上设置相应的阀门，阀门上设置相应的绝对真空压力表，用来测量热管2内的绝对压力值，通过气体或液体充装机器等设备来灌装工质及充、排气。热管2内的工质优选为水，也可选择酒精等液体；热管2内的气体优选为氮气，也可以选择氩气、氙气、氦气等惰性气体。

本实用新型中，在热管2的底部设置有锥形孔，用以向热管2内充装工作介质；锥形孔中设置有锥销6并焊接密封。热管2的端部采用热旋封工艺加工封头，即在热管2下料时，留出设计好的工艺余量长度，在专用的工装上热旋封加工出封头，然后再在机床上加工直径约3mm的锥形孔，在热管2充装工序时采用专用夹具及工装用锥销6塞入锥形孔中并焊接密封。采用这样的制造工艺可以简化热管2结构，减少热管2焊缝，以减少质量缺陷风险点，并保证质量，且便于后续的热管2充装工作。

本实用新型中，套管3和热管2的冷凝段L1的外壁通过焊接固定的方式固定密封。套管3的两端采用热旋封工艺加工封头，并在套管3两端加工出直径略大于热管2外径的通孔，然后将套管3套设于热管2上并焊接固定密封。同热管2的端部一样，这样可以简化热管2结构，减少焊接工作量，从而减少质量缺陷风险点。

本实用新型的热管2，在热管2蒸发段L3加外翅片5翅化，增加换热面积，在冷凝段L1采用套管3结构，可用于气-液换热的场合，应用更加广泛，如锅炉烟气余热回收中的烟气-给水换热器。套管3结构便于液体流动，套管3包围热管2冷凝段L1设置，更容易实现快速的换热，进一步提高换热效率。

进一步的，热管2冷凝段L1的材料为不锈钢管，热管2绝热段L2和蒸发段L3的材料为低碳钢管；冷凝段L1和绝热段L2采用焊接固定的方式成为一体。绝热段L2和蒸发段L3采用价格低廉的低碳钢，冷凝段L1采用耐腐蚀的不锈钢，可以提高热管2冷凝段的抗腐蚀性，有效防止热管2失效，延长使用寿命，同时能最大化的利用低碳钢和不锈钢材料，对成本进行有效控制。

本实用新型中，在热管2的绝热段L2的外壁上固定有工艺套4。

进一步的，工艺套4的两端和和热管2的绝热段L2的外壁通过焊接固定密封。本实用新型中，热管2的绝热段L2位于蒸发段L3和冷凝段L1之间，热管2的冷凝段L1和绝热段L2采用焊接固定的方式成为一体，焊肉21位于工艺套4的上方，当热管2长时间使用后，如果出现问题，也就是焊肉21位置处出现泄露现象，焊肉21位于工艺套4的上方、位于套管3的下方，方便进行检修、维修。

本实用新型中，在热管2抽真空充注工作液之前，在热管2蒸发段L3与冷凝段L1间的绝热段L2加装工艺套4。在热管2组装成热管2换热器时，通常绝热段L2处要焊接中间隔板等以形成冷热流体通道并密封，而这道工序是在热管2抽真空，充注工作液之后，这样再在热管2基体上动火施焊就可能会对热管2造成伤害，加装工艺套4就可以很好的保护热管2。这样的设计，在固定安装热管2的时候，即可间接的通过工艺套4进行安装，不会对热管2造成损伤，减少热管2焊缝，减少质量缺陷风险点，保证质量；而且安装固定牢固、密封性好，后期也能方便快捷的对热管2进行维修、拆装，不会损伤热管2。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种可用于气-液换热的重力式可变热导热管结构，包括热管(2)和储气室(1)，所述热管(2)的上端和储气室(1)连通，其特征在于：所述热管(2)包括冷凝段L1、绝热段L2和蒸发段L3，所述蒸发段L3的外壁上均匀分布有翅片(5)，所述冷凝段L1的外壁上固定有套管(3)，所述套管(3)的内壁和热管(2)的外壁构成流体通道，所述套管(3)的上下两端分别设置有进水口(31)和出水口(32)。

2.根据权利要求1所述的可用于气-液换热的重力式可变热导热管结构，其特征在于：所述套管(3)和热管(2)的冷凝段L1的外壁通过焊接固定的方式固定密封。

3.根据权利要求1所述的可用于气-液换热的重力式可变热导热管结构，其特征在于：所述热管(2)的冷凝段L1的材料为不锈钢管，所述热管(2)的绝热段L2和蒸发段L3的材料为低碳钢管。

4.根据权利要求3所述的可用于气-液换热的重力式可变热导热管结构，其特征在于：所述热管(2)的绝热段L2的外壁上固定有工艺套(4)。

5.根据权利要求4所述的可用于气-液换热的重力式可变热导热管结构，其特征在于：所述工艺套(4)的两端和热管(2)的绝热段L2的外壁通过焊接固定密封。

6.根据权利要求4所述的可用于气-液换热的重力式可变热导热管结构，其特征在于：所述热管(2)的冷凝段L1和绝热段L2采用焊接固定的方式成为一体。

7.根据权利要求1所述的可用于气-液换热的重力式可变热导热管结构，其特征在于：所述热管(2)的底部设置有锥形孔，用以向热管(2)内充装工作介质；所述锥形孔中设置有锥销(6)并焊接密封。

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