帶有機械功輸出裝置的熱管的製作方法

2023-04-30 05:41:26 2

專利名稱：帶有機械功輸出裝置的熱管的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種帶有機械功輸出裝置的熱管，屬於熱管技術領域。
背景技術：
熱管作為一種高效傳熱元件，自發明以來，在許多領域獲得了廣泛應用。典型的熱管由管殼、吸液芯和端封組成，在抽成真空的熱管腔內注入適量工作液體，管的一端為吸熱段(蒸發段)，管的另一端為散熱段(冷凝段)，在吸熱段和散熱段之間可有絕熱段。熱管使用中，吸熱段液體吸收熱源的熱量，氣化為蒸汽，高溫蒸汽在蒸汽壓力的驅動下流到散熱段，蒸汽在散熱段散熱冷凝為液體，冷凝的液體在蒸汽壓力、毛細壓力、重力壓力的聯合驅動下，返回蒸發段，形成熱管內工作液體的循環流動。
用ΔPe代表液體蒸發產生的蒸發壓力，ΔPc代表液體毛細壓力，ΔPg代表重力對液體產生的壓力，ΔPv代表蒸汽流動的損耗壓降，ΔPl代表液體流動的損耗壓降，有熱管液體循環迴路壓力平衡關係式如下ΔPe+ΔPc+ΔPg＝ΔPv+ΔPl上式左邊是與循環方向相同的驅動壓力，上式右邊是介質流動產生的與循環方向相同的損耗壓降。毛細現象或重力的存在，是熱管產生與介質循環方向相同的驅動蒸發壓力ΔPe的必要條件，是熱管介質循環流動的必要條件；而毛細壓力ΔPc和重力壓力ΔPg是由蒸發壓力ΔPe轉換而來的介質勢能所表現的驅動力。
在熱管傳熱過程中，許多時候熱管可能產生的最大蒸發壓力(ΔPe)max，遠遠大於熱管使用中的實際工作蒸發壓力ΔPe，即沒有達到熱管的蒸發極限。當認識到熱管循環的驅動力是熱能產生的蒸發壓力ΔPe，就設想一種在(ΔPe)max大於ΔPe條件下，能將熱管內部蒸汽能量轉換為機械功的熱管。對照熱力學第二定律，是將熱管傳遞熱能中可用能量轉換為機械功。

發明內容
本發明的目的為了提高能源利用效率，提供一種將熱管內部蒸汽能量轉化為機械功輸出的熱管。
分離式熱管包括吸熱器、散熱器、輸汽管、回液管。吸熱器和散熱器經輸汽管及回液管連通成循環迴路，在此循環迴路內抽成真空並注入適量工作液體，如丙酮、乙醇、純水等，處於真空條件下的液體從吸熱器吸熱氣化為蒸汽，蒸汽經輸汽管高速抵達遠端的散熱器後放熱冷凝成液體，冷凝的液體經回液管返回到吸熱器，液體的循環流動是靠蒸發壓力、重力和毛細管力。本發明基於分離式熱管，本發明的技術方案是，一種帶有機械功輸出裝置的熱管，所述熱管為分離式熱管，包括吸熱器、散熱器、輸汽管、回液管，吸熱器和散熱器經輸汽管及回液管連通成循環迴路，其特點是，在分離式熱管的輸汽管中串有蒸汽機，在吸熱器產生的壓力蒸汽經過蒸汽機對外輸出機械功。
所述的蒸汽機殼體內的轉軸上帶有磁體，該磁體與蒸汽機殼體外磁體耦合，對外輸出機械功。
所述的蒸汽機殼體內的轉軸上帶有的磁體與蒸汽機殼體外的線圈耦合，產生電能輸出。
在分離式熱管的輸汽管中串有蒸汽機，蒸汽機殼體和熱管殼體為密閉系統，即保持分離式熱管的真空和循環通道不變。熱管工作時，吸熱器受熱產生的壓力蒸汽經過蒸汽機，並驅動蒸汽機對外輸出機械功，通過蒸汽機後的壓力蒸汽繼續運動到散熱器，在散熱器散熱冷凝為液體，冷凝液體經回液管返回吸熱器。壓力蒸汽經過蒸汽機對外輸出功的同時，蒸汽壓力將降低，該蒸汽壓降是通過增加液體蒸發壓力ΔPe來補償，只要熱管沒進入沸騰、聲速等工作極限，熱管就能保持正常的傳熱工作，只是經散熱器散發的熱量減少了，減少的熱量已轉換成為機械功。帶有機械功輸出裝置的熱管，在傳遞熱量的同時，將可用能量轉換為機械功，提高了熱能利用率，具有節約能源的優點。


圖1帶有機械功輸出裝置的熱管示意圖；圖2非接觸機械功傳遞和電能轉換裝置結構圖。
具體實施例方式
由圖1所示，一種帶有機械功輸出裝置的熱管，熱管為分離式熱管1，它包括吸熱器2、散熱器3、輸汽管4、回液管5，吸熱器和散熱器經輸汽管及回液管連通成循環迴路，其特點是，在分離式熱管1的輸汽管4中串有蒸汽機6，在吸熱器2產生的壓力蒸汽經過蒸汽機6對外輸出機械功。
由圖2所示，所述的蒸汽機6殼體內的轉軸上帶有磁體7，磁體7與蒸汽機殼體外磁體8耦合，對外輸出機械功。其機械功通過磁力耦合傳遞，為非接觸功率傳遞，蒸汽機殼體無需功率傳遞開口。
由圖2所示，所述的蒸汽機6殼體內轉軸上帶有的磁體7與蒸汽機殼體外線圈9耦合，產生電能輸出。其機械功通過磁力運動，在蒸汽機殼體外發電機線圈轉換為電能，為非接觸功率傳遞，蒸汽機殼體無需功率傳遞開口。
權利要求
1.一種帶有機械功輸出裝置的熱管，所述熱管為分離式熱管(1)，它包括吸熱器(2)、散熱器(3)、輸汽管(4)、回液管(5)，吸熱器(2)和散熱器(3)經輸汽管(4)及回液管(5)連通成循環迴路，其特徵在於，在分離式熱管(1)的輸汽管(4)中串有蒸汽機(6)，在吸熱器(2)產生的壓力蒸汽經過蒸汽機(6)對外輸出機械功。
2.根據權利要求1所述的帶有機械功輸出裝置的熱管，其特徵在於所述的蒸汽機(6)殼體內的轉軸上帶有磁體(7)，磁鐵(7)與蒸汽機殼體外的磁體(8)耦合，對外輸出機械功。
3.根據權利要求2所述的帶有機械功輸出裝置的熱管，其特徵在於所述的蒸汽機(6)殼體內的轉軸上帶有的磁體(7)與蒸汽機殼體外的線圈(9)耦合，產生電能輸出。
全文摘要
本發明公開了一種帶有機械功輸出裝置的熱管，所述熱管為分離式熱管，特點是，在分離式熱管的輸汽管中串有蒸汽機，在吸熱器產生的壓力蒸汽經過蒸汽機對外輸出機械功。經過蒸汽機後的壓力蒸汽繼續運動到散熱器，在散熱器散熱冷凝為液體，冷凝液體經回液管返回到吸熱器。壓力蒸汽經過蒸汽機對外輸出功的同時，壓力將降低，該蒸汽壓降是通過增加介質蒸發壓力ΔP
文檔編號F22G1/00GK1811325SQ20061002418
公開日2006年8月2日 申請日期2006年2月28日 優先權日2006年2月28日
發明者曾慶贛 申請人:上海科宏變電設備有限公司