專利名稱：熱管式加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于斯特林發(fā)動機的加熱裝置，尤其是能實現(xiàn)遠距離加熱的一種熱管式加熱裝置。
背景技術(shù)：
目前，斯特林發(fā)動機上大多數(shù)都配有一個獨立的加熱器，該加熱器分別與斯特林發(fā)動機的熱腔、冷腔連接，外部熱源通過加熱器加熱從加熱器中流過的工質(zhì)氣體，通常熱腔、加熱器、冷腔三者處于串聯(lián)的結(jié)構(gòu)形式。為增強加熱效果，加熱器的受熱面積較大，結(jié)構(gòu)復雜，當加熱熱源與熱腔之間有一定距離時，熱腔、加熱器、冷腔之間的連接方式復雜且連接距離長，影響加熱效果，而且當斯特林發(fā)動機采用熱腔殼直接對其中的工質(zhì)氣體進行加熱的結(jié)構(gòu)形式時，通常的加熱器都則無法使用。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有斯特林發(fā)動機上使用的加熱器結(jié)構(gòu)復雜，遠距離加熱時連接復雜且加熱效果受影響，在采用熱腔殼對工質(zhì)氣體進行加熱的斯特林發(fā)動機上無法使用的不足，本實用新型提供一種熱管式加熱裝置，該熱管式加熱裝置依靠在熱腔殼上的結(jié)構(gòu)而將遠端的熱量以較高效率傳遞給熱腔殼，熱腔殼再加熱工質(zhì)氣體，從而使整個加熱裝置結(jié)構(gòu)簡單，連接方便，可將遠端熱量傳給熱腔殼從而實現(xiàn)用熱腔殼加熱工質(zhì)氣體，加熱效率高。本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是在斯特林發(fā)動機的熱腔中的工質(zhì)氣體在流動時與熱腔殼內(nèi)壁進行熱交換而被高溫的熱腔殼加熱；熱腔殼為圓筒形結(jié)構(gòu)，在熱腔殼上沿圓周設(shè)置有多個圓形的傳熱孔，傳熱孔沿熱腔殼縱向布置且傳熱孔的軸線與熱腔殼的軸線平行，傳熱孔的長度略小于熱腔殼的長度；傳熱孔的一端開口，另一端封閉，傳熱孔與熱腔處于隔絕狀態(tài)。在每個傳熱孔上安裝一個傳熱管，傳熱管具有很高的傳熱能力且傳熱管的加熱端與放熱端分開一定的距離，當傳熱管的加熱端被加熱時，熱量可以從傳熱管內(nèi)部傳遞至放熱端，放熱端的熱量在傳熱孔中將熱腔殼加熱，從而實現(xiàn)遠端熱量的傳遞過程。為了防止熱腔殼的外側(cè)散熱而降低加熱效率，在熱腔殼的外表面安裝絕熱套而將熱腔殼與外界隔絕。從以上結(jié)構(gòu)可看出加熱器的熱量傳遞過程熱量傳至傳熱管加熱端，再傳至傳熱管放熱端，再傳至熱腔殼，再傳至工質(zhì)氣體。對上述技術(shù)方案的一種改進是上述傳熱管是由套管、吸液芯、傳熱介質(zhì)組成，其中套管的一端開口，另一端封閉，套管的開口端與傳熱孔的開口端密封連接，從而使套管內(nèi)腔與傳熱孔共同形成一個封閉空腔，并在該封閉空腔中充入傳熱介質(zhì)；在套管整個長度上的內(nèi)壁四周設(shè)置環(huán)形結(jié)構(gòu)的吸液芯，吸液芯具有毛細管特性，能使傳熱介質(zhì)在吸液芯中流動，以上結(jié)構(gòu)是具有熱管特性的結(jié)構(gòu)。套管的封閉端為加熱端，傳熱孔為放熱端。當遠端熱源加熱套管的封閉端時，套管內(nèi)部的傳熱介質(zhì)能將熱量高效地傳至傳熱孔中。為了增大傳熱孔的內(nèi)壁與傳熱介質(zhì)的換熱，在傳熱孔的內(nèi)壁的圓周面上均勻布置有許多溝槽，溝槽是沿傳熱孔的縱向方向設(shè)置并與傳熱孔軸線平行，溝槽截面形狀可以是梯形，也可以是三角形。在熱腔殼外側(cè)的絕熱套是由絕熱環(huán)和隔熱纖維組成，其中的絕熱環(huán)是同心安裝在熱腔殼外側(cè)，并將熱腔殼外壁整體包裹住，絕熱環(huán)與熱腔殼外壁形成一封閉空間，在封閉空間中充填隔熱纖維并成真空狀態(tài)，以上結(jié)構(gòu)使得絕熱套具有很高的絕熱效果，從而減小高溫的熱腔殼向外散失的熱量，而增大熱腔殼加熱工質(zhì)氣體的熱量。對上述技術(shù)方案的另一種改進是為了提高傳熱管的傳熱效率，也可使用熱管作為傳熱管(目前熱管是傳熱系數(shù)最高的一種傳熱元件)，熱管的蒸發(fā)端作為加熱端，熱管的冷凝端作為放熱端且穿過傳熱孔的開口安裝在傳熱孔中并與整個傳熱孔的內(nèi)壁緊密接觸，為確保熱管與傳熱孔的內(nèi)壁緊密接觸，傳熱孔的內(nèi)壁為光滑面。對上述技術(shù)方案的進一步改進是傳熱管的加熱端在與高溫氣體接觸時，為了提高高溫氣體與傳熱管加熱端的熱交換強度，將傳熱管的加熱端的橫截面形狀設(shè)計為橢圓形或水滴形。本實用新型的有益效果是，利用熱管的性能來將遠端熱量直接傳遞給熱腔殼，傳 熱效率很高，而且傳熱管是與熱腔殼直接連接，工質(zhì)氣體只與熱腔殼進行熱交換，因此該裝置的結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便；由于熱腔殼外側(cè)還有絕熱套，進一步提高了整個加熱裝置的熱效率。
以下結(jié)合附圖
和實施例對本實用新型進一步說明。圖I是本實用新型的主視圖。圖2是圖I左側(cè)視圖。圖3是圖I的A-A剖視圖。圖4是圖I中傳熱管的結(jié)構(gòu)放大示意圖。圖5是本實用新型的另一個實例的主視圖。圖6是溝槽的一種結(jié)構(gòu)的截面放大示意圖。圖7是溝槽的另一種結(jié)構(gòu)的截面放大示意圖。圖中101.傳熱孔，102.熱腔，103.熱腔殼，104.傳熱管，301.隔熱纖維，302.絕熱環(huán)，401.套管，402.套管內(nèi)腔，403.吸液芯，501.熱管，601.溝槽。
具體實施方式
如圖I、圖2、圖3所示，熱腔殼103為圓筒形結(jié)構(gòu)，在熱腔殼103上沿圓周設(shè)置多個傳熱孔101，傳熱孔101沿熱腔殼103縱向方向布置且傳熱孔101的軸線與熱腔殼103的軸線平行，傳熱孔101的長度略小于熱腔殼103的長度；傳熱孔101 —端開口，另一端封閉，并與熱腔102隔絕。在每個傳熱孔101上安裝一個傳熱管104，傳熱管104為圖4所示結(jié)構(gòu)，傳熱管104的內(nèi)腔與傳熱孔101共同形成一個封閉的空腔,并在封閉空腔中充入傳熱介質(zhì)。絕熱套由絕熱環(huán)302和隔熱纖維301組成，絕熱環(huán)302同心安裝在熱腔殼103的外表面，并將熱腔殼103整體包住，絕熱環(huán)302與熱腔殼103的外壁形成一個封閉空間，在該封閉空間中充填隔熱纖維301并成真空狀態(tài)。如圖4所示，圖I中的傳熱管104是由套管401、吸液芯403、傳熱介質(zhì)組成；套管一端開口，另一端封閉，套管401的開口端與傳熱孔101的開口端密封連接在套管401的整個長度上的內(nèi)壁四周設(shè)置環(huán)形結(jié)構(gòu)的吸液芯403，在套管內(nèi)腔402和傳熱孔101中充填有傳熱介質(zhì)。以上結(jié)構(gòu)是具有熱管特性的結(jié)構(gòu)。當采用本圖中所示結(jié)構(gòu)時，傳熱孔101的內(nèi)壁的圓周面上均勻布置有溝槽601，溝槽601的方向與傳熱孔101的軸線平行。如圖5所示，另一實施例的結(jié)構(gòu)與圖I結(jié)構(gòu)的區(qū)別是傳熱管104為熱管501，并將熱管501直接安裝在傳熱孔101中，熱管501與傳熱孔101的內(nèi)壁緊密接觸，當采用本圖所示結(jié)構(gòu)時，傳熱孔101的內(nèi)壁為光滑面，其余結(jié)構(gòu)與圖I中所示相同。如圖6所示，當傳熱管104為圖4所示結(jié)構(gòu)時，傳熱孔101的內(nèi)壁開有溝槽601，溝槽601的截面形狀為梯形。如圖7所示，當傳熱管104為圖4所示結(jié)構(gòu)時，傳熱孔101的內(nèi)壁開有溝槽601，溝槽601的截面形狀為三角形。如圖8所示，傳熱管104的加熱端的橫截面形狀為橢圓形，其內(nèi)部的吸液芯的橫截面形狀也同樣為橢圓形。 如圖9所示，傳熱管104的加熱端的橫截面形狀為水滴形，其內(nèi)部的吸液芯的橫截面形狀也同樣為水滴形。
權(quán)利要求1.一種熱管式加熱裝置，通過斯特林發(fā)動機的熱腔殼(103)加熱熱腔(102)內(nèi)的工質(zhì)氣體，其特征是在熱腔殼(103)上沿圓周設(shè)置多個圓形的傳熱孔(101)，傳熱孔(101)沿熱腔殼(103)縱向布置且傳熱孔(101)的軸線與熱腔殼(103)的軸線平線，傳熱孔(101)的長度略小于熱腔殼(103)的長度；傳熱孔(101) —端開口，另一端封閉而與熱腔(102)隔絕；每個傳熱孔(101)上安裝一個傳熱管(104)，熱量經(jīng)傳熱管(104)傳至傳熱孔(101)中將熱腔殼(103)加熱；熱腔殼(103)的外側(cè)安裝有絕熱套。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱管式加熱裝置，其特征是所述傳熱管(104)是由套管(401)、吸液芯(403)、傳熱介質(zhì)組成；上述的套管(401) —端開口，另一端封閉，套管(401)的開口端與傳熱孔(101)的開口端密封連接而使套管內(nèi)腔(402)與傳熱孔(101)共同形成一個封閉空腔；上述傳熱介質(zhì)是充入由套管(401)內(nèi)腔與傳熱孔(101)共同形成的封閉空腔中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱管式加熱裝置，其特征是所述吸液芯(403)設(shè)置在套管(401)內(nèi)壁四周而成環(huán)形結(jié)構(gòu)；吸液芯(403)具有毛細管特性。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱管式加熱裝置，其特征是所述傳熱孔(101)的內(nèi)壁圓周面上均勻布置有溝槽(601)，溝槽(601)的方向與傳熱孔(101)的軸線平行。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱管式加熱裝置，其特征是所述溝槽￠01)的截面形狀為梯形或三角形。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱管式加熱裝置，其特征是所述傳熱管(104)是熱管(501);上述熱管(501)的冷凝端安裝在傳熱孔(101)中并與整個傳熱孔(101)的內(nèi)壁緊密接觸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱管式加熱裝置，其特征是所述傳熱孔(101)的內(nèi)壁為光滑面。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2、或6所述的熱管式加熱裝置，其特征是所述的傳熱管(104)的加熱端的橫截面形狀為橢圓形。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或2、或6所述的熱管式加熱裝置，其特征是所述的傳熱管(104)的加熱端的橫截面形狀為水滴形。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱管式加熱裝置，其特征是所述絕熱套是由絕熱環(huán)(302)、隔熱纖維(301)組成；上述絕熱環(huán)(302)同心安裝在熱腔殼(103)外側(cè)并與熱腔殼(103)的外壁形成封閉空間，封閉空間內(nèi)成真空狀態(tài)；上述隔熱纖維(301)是填充在封閉空間中。
專利摘要本實用新型涉及一種用于斯特林發(fā)動機的熱管式加熱裝置，斯特林發(fā)動機的熱腔殼(103)加熱熱腔(102)中的工質(zhì)氣體，在圓筒形的熱腔殼(103)的圓周上設(shè)置有多個圓形的傳熱孔(101)，每個傳熱孔(101)上安裝一個傳熱管(104)，傳熱管(104)是具有高傳熱特性的結(jié)構(gòu)，可將遠端熱量高效地傳至熱腔殼(103)并加熱熱腔殼(103)，具有結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，加熱效率高的特點。
文檔編號F02G1/055GK202707276SQ201220335709
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月12日
發(fā)明者周興林 申請人:周興林