CN2126733Y - 实用热管取暖装置 - Google Patents

Abstract

一种采用热管作传热元件的小型取暖装置，其特 点是热管取暖装置的吸热部分做成了烟道的形状，使 用时可以作为烟道的一段，直接插进原烟道中间，这 样就可以充分利用原有炉灶。由于采用热管作传热 元件，同时采用了一些强化传热的措施，本装置具有 轻便、高效、升温快、价格低、取暖效果好等优点。由 于采取了一些措施，还可以保证热管及取暖装置的寿 命，适合商业化生产的要求。

Description

本实用新型是采用热管作传热元件的小型取暖装置。

热管是一种高效的传热元件，它的传热能力非常强，可以看作是热的超导体。在解决了碳钢和水的相容性问题后，热管在工业界得到了广泛的应用。各种热管经受住了长期的寿命实验和实际使用实验，已经完全达到了实用要求。热管的加工工艺比较简单而且已经非常成熟，容易推广。和采用水自然循环的“土暖气”相比，热管取暖装置有着无可置疑的优点：热管的加热段内部的换热都是相变换热，换热系数较“土暖气”中的对流导热复合换热要高得多，这样取暖装置的加热和散热部分就可以做得更为小巧，轻便；热管升温快，工作温度可超过程度过100℃，散热效果好；用料少，加工又相当容易，成本会比“土暖气”低得多。但热管取暖装置至今没能得到推广，其中最重要的一个原因是以往的设计或发明都没能把热管的寿命作为一个基本条件加以考虑，如专利CN2058460U，CN2031890U，CN2088213U和CN2058467U等。热管的工作原理决定了热管的管体必须有非常好的气密性，任何泄漏都会使热管部分地甚至全部失去效能。本发明把保证热管的寿命作为首要考虑的因素，并采取了一些特殊措施，可以使商业化生产时的废品率降到很低的程度。

热管本身虽然有很强的传热能力，但热管外壁与流体之间的换热系数仍决定于流体的流速、流向、物性等参数，从外壁传入热管的热量与热管本身的传热能力相比，常常是相当小的。在流体是气体时，由于换热系数较小，情况更是如此。所以增大流体与热管外壁间的换热量是优化设计，提高装置的供热效果的很重要的因素。专利CN87206752采用热管的加热段直接伸入炉膛的办法，这样不但影响燃烧，而且由于加热段短，加热面积太小，传递的热量也少，不能充分利用热管的传热能力，供暖效果不会太好。以往的有关设计（如以上提到的几项专利）往往是把炉体和传热装置一起设计的，用户在购买产品时须一起购买，投资较大，且不能利用现有炉灶，用户也不易接受。

本实用新型的目的在于设计一种适合商业化生产要求，能利用现有炉灶，供暖效果又很好的，高效、轻巧、紧凑的热管取暖装置。

本实用新型的目的是这样实现的，如图1所示，图一中，1炉灶，2取暖装置的吸热部分，3烟囱，4热管，5取暖装置的散热部分。本实用新型把由外壳和热管加热段组成的热管取暖装置的吸热部分2设计成烟道的形状，这样，在使用时，取暖装置的吸热部分2就可以作为烟道的一段直接插在原炉灶－烟囱系统的烟道中间，这样现有的炉灶就可得到充分利用，同时也不会影响炉子的原有功能。同时，为了提高换热效率，提高供热效果，并缩小吸热部分的体积，本实用新型把热管的加热段设计成螺旋形，平面或空间的S形、Z形，折角小于是150°的角形等形状，以强化换热，并在有限的空间内增大换热面积，这样就能充分利用热管的传热能力，使装置高效、紧凑、轻便。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型在原炉灶－烟囱系统中的安装图。

图2、3、4和5是热管取暖装置吸热部分的内部结构。

图中，1.炉灶，2.取暖装置的吸热部分，3.烟囱，4.热管5.取暖装置的散热部分，6.热管的螺旋形加热段，7.取暖装置吸热部分的外壳，8.烟道接口，9.汽锅形热管加热段，10.扰流片11.导流体。

如图所示，本实用新型的特点是把热管取暖装置的吸热部分2设计成烟道的形状，并在两端设有与烟囱的接口8，这样使用时就可把热管取暖装置的吸热部分2直接插在原炉灶的烟道出口和烟囱之间（或出于布置考虑，也可接在烟囱之间），以充分利用现有炉灶。

如图2～图5所示，本实用新型的特点，是把热管的加热段设计成各种形状，以缩小吸热部分的体积，强化换热，并在有限的空间内增大换热面积。普通管形热管的加热段可以弯成螺旋形（图2），空间或平面的S形、Z形，折角小于是150°的角形等。如图3所示，热管的加热段也可做成直径较冷凝段为大的，类似锅炉中汽锅的圆桶形容器9，该容器可以作为一根热管的加热端，也可以作为多根热管的共用加热端这些热管在该容器的上壁（或该容器竖直设置时，也可在邻近上壁的四周）引出。对于竖直或倾角不大的烟道，该桶形加热端设置在烟道中央对于水平或接近水平的烟道，上述的桶形加热段也可偏上安装。

当系统采用两根以上普通管形热管，并把加热段弯成螺旋形时，采用以下方案：把它们的加热段弯成直径、螺距相同或不同的螺旋形，并把它们旋在一起，使热管交错排列（图4）。这样做的好处是：第一，在有限的体积内，可以使每根热管的加热段有较大的螺距，这可以改善加热段的工作条件，提高热管的工作极限；第二，在热管加热段弯成直径不同的螺旋形时，把它们旋在一起后，管子在烟气通道中将呈交错排列，这样的形式有较高的换热系数。

对于像图2和4所示的螺旋形的热管加热段，在烟气通道的中央（如图5所示）还可设置一圆柱形或其它形状的导流体11，以形成环形烟气通道，这样一方面可以在设计时提高环形通道中的烟气流速，以提高换热系数；另一方面还可以排除使用螺旋形加热段时，烟道中央的烟气热量不能充分得到利用的弊端。该导流体的表面还能起到辐射板的作用以增强换热效果。烟气通道的内壁还可设置扰流片10，以强化换热。

对于上面提到的任何形状的热管加热段，其外壁都可做上翅片，以进一步加大换热面积。

冷凝段按通常办法安装散热片。系统安装时冷凝段与水平面的夹角应大于4°。为使装置紧凑考虑，可把冷凝段的一端向加热端折回350°左右。安装后，折回部分与水平面的夹角也应大于4°。

本实用新型的优点是：

1、可充分利用现有炉具，降低系统投资。

2、由于采取了一些特殊措施，可以保证装置寿命，并可使生产时的废品率降到很低的程度，能满足商业化生产的要求。

3、由于采用热管作传热元件，使得本装置体积小，重量轻，材料用量少，而且传热效果好，升温快，与传统的水暖系统相比，优势显著。

Claims (7)

1、一种采用热管作传热元件的取暖装置，其特征在于：由外壳和热管的加热段组成的热管取暖装置的吸热部分，做成烟道的形状，使用时作为烟道的一段，直接插进烟道中间，热管的冷凝段伸出吸热部分外。

2、如权利要求1所述的热管取暖装置，其特征在于：

热管的加热段弯成螺旋形，或S形、Z形，或角度小于150°的角形，置于吸热部分中间。

3、如权利要求1或2所示的热管取暖装置，其特征在于：

当使用两根以上的热管时，将它们的加热段弯成内径、螺距相同或不同的螺旋形，并旋在一起，使热管交错排列。

4、如权利要求1所述的热管取暖装置，其特征在于：

热管的加热段做成直径大于冷凝段的圆桶形容器，该容器的上壁或邻近上壁的四周焊有一根或多根管子，把蒸汽引向冷凝段，该容器的外壁可做有多个翅片，在水平烟道中，该桶形加热段偏上安装。

5、如权利要求1或2所述的热管取暖装置，其特征在于：

在烟气通道的中央可设置一导流体，以形成环形烟气通道，热管的加热段置于该环形烟气通道中，该环形通道的内壁上可设置扰流片。

6、如权利要求1所述的热管取暖装置，其特征在于：

热管取暖装置吸热部分的两端设有烟道接口。

7、如权利要求1所述的热管取暖装置，其特征在于：

冷凝段的一端可向加热段折回350°左右，折回部分与水平面的夹角大于4°。

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