單管超級(jí)熱傳導(dǎo)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于熱傳導(dǎo)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種單管超級(jí)熱傳導(dǎo)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]加熱、冷卻、導(dǎo)熱將熱能，從A面?zhèn)鲗?dǎo)至B面是日常生活，工農(nóng)業(yè)各領(lǐng)域廣為應(yīng)用的一種基本的過程。常見的導(dǎo)熱方式有以下幾種；第1，在溫度差作用下的間壁式導(dǎo)熱，第2，其熱能在流體介質(zhì)或連續(xù)固體材料中的傳輸，第3，以光/聲/電磁波形態(tài)的超接觸方式傳播。其中尤以通過流體將熱能完成一定距離輸送的方式最為普遍常用。優(yōu)點(diǎn)是流體介質(zhì)可選范圍廣，分配合流推動(dòng)方式靈活，缺點(diǎn)是輸送過程需要外部部力，如栗/風(fēng)機(jī)等，特別的當(dāng)流體是液體物質(zhì)時(shí)，因其容重大，摩擦阻力大，耗電耗能成本高。在某些場(chǎng)合下有些應(yīng)用例中其輸送能耗甚至是主要的制約因素。對(duì)于具有超導(dǎo)能力的重力熱管，脈動(dòng)熱管，含納米粒子的復(fù)合液體方式，含納米粒子的氣體方式，存在有:穩(wěn)定性差，熱傳導(dǎo)效率低，熱傳導(dǎo)效果差，二個(gè)端點(diǎn)間的重力高度差限制，納米粒子沉降聚團(tuán)后不能再次啟動(dòng)的隱患，冷熱二端之間不能在真實(shí)的運(yùn)行系統(tǒng)中任意互換，單雙管方式限制，傳輸長度限制等問題。
[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，人們進(jìn)行了長期的探索，提出了各式各樣的解決方案。例如，中國專利文獻(xiàn)公開了一種重力熱管強(qiáng)化傳熱結(jié)構(gòu)[申請(qǐng)?zhí)?201310353861.3]，包括設(shè)置于重力熱管內(nèi)腔的導(dǎo)流筒，導(dǎo)流筒內(nèi)部形成汽態(tài)工質(zhì)的上升通道，導(dǎo)流筒外側(cè)壁與重力熱管內(nèi)側(cè)管壁之間形成液態(tài)工質(zhì)的下降通道，導(dǎo)流筒的上部設(shè)有將上升通道與下降通道導(dǎo)通的通汽口，導(dǎo)流筒的下部設(shè)有將下降通道與上升通道導(dǎo)通的回流口。
[0004]上述方案在一定程度上解決了現(xiàn)有重力熱管熱傳導(dǎo)效果差的問題，但是該方案依然存在著:穩(wěn)定性差，熱傳導(dǎo)效率低，熱傳導(dǎo)需要?jiǎng)恿韨鬏?，傳輸長度限制的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對(duì)上述問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單合理，便于進(jìn)行熱傳導(dǎo)的單管超級(jí)熱傳導(dǎo)裝置。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了下列技術(shù)方案:本單管超級(jí)熱傳導(dǎo)裝置，其特征在于，本熱傳導(dǎo)裝置包括兩端封閉的中空導(dǎo)熱管體，所述的中空導(dǎo)熱管體內(nèi)設(shè)有能將中空導(dǎo)熱管體外的導(dǎo)熱工質(zhì)自其上端流入并從其下端流出從而使導(dǎo)熱工質(zhì)進(jìn)入中空導(dǎo)熱管體內(nèi)的中空軸，所述的中空軸沿著中空導(dǎo)熱管體軸向延伸且中空軸的上端位于中空導(dǎo)熱管體的上端，所述的中空導(dǎo)熱管體的上端還設(shè)有能使中空導(dǎo)熱管體內(nèi)的導(dǎo)熱工質(zhì)流出的導(dǎo)熱工質(zhì)出口。優(yōu)選地，中空導(dǎo)熱管體的至少一端設(shè)置換熱裝置，所述換熱裝置材料為鋼管/銅管/塑料管，采用光管或帶金屬翅片形式，做成直管或蛇形盤管結(jié)構(gòu)，由于中空導(dǎo)熱管體兩端端點(diǎn)之間的溫度差作用推動(dòng)管內(nèi)導(dǎo)熱工質(zhì)運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)納米粒子運(yùn)動(dòng)，使得本裝置易于熱量的傳導(dǎo)且能夠在任意的高度差，即小于或等于100米，足夠的長度下，小于或等于1000米，不改變安裝位置的情況下，可雙向任選熱流傳遞方向，在一 35_1500°C范圍內(nèi)的溫度效率為90-99%，軸向?qū)崮芰棵芏?5-30W/mm2，且這里的中空導(dǎo)熱管體與中空軸均具有氣密性，耐壓值彡0.2MPa。
[0007]在上述的單管超級(jí)熱傳導(dǎo)裝置中，所述的中空導(dǎo)熱管體與中空軸之間設(shè)有能使中空軸軸向定位且周向可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在中空導(dǎo)熱管體內(nèi)的定位結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，這里的定位結(jié)構(gòu)能使中空軸周向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)始終與中空導(dǎo)熱管體同軸設(shè)置。
[0008]在上述的單管超級(jí)熱傳導(dǎo)裝置中，所述的中空軸外側(cè)設(shè)有沿著中空軸軸向分布且當(dāng)中空導(dǎo)熱管體處于導(dǎo)熱狀態(tài)時(shí)能在導(dǎo)熱工質(zhì)的熱流作用下促進(jìn)中空軸旋轉(zhuǎn)從而進(jìn)一步促進(jìn)導(dǎo)熱工質(zhì)流動(dòng)性的螺旋結(jié)構(gòu)。當(dāng)導(dǎo)熱工質(zhì)流動(dòng)時(shí)，螺旋結(jié)構(gòu)能在熱流作用下促進(jìn)中空軸旋轉(zhuǎn)從而進(jìn)一步促進(jìn)導(dǎo)熱工質(zhì)流動(dòng)性。
[0009]在上述的單管超級(jí)熱傳導(dǎo)裝置中，所述的中空軸能在導(dǎo)熱工質(zhì)的熱流作用下直接被帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)；或者所述的中空軸上還連接有能驅(qū)動(dòng)中空軸旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)。即中空軸可以由導(dǎo)熱工質(zhì)帶動(dòng)周向轉(zhuǎn)動(dòng)也可以采用外置動(dòng)力來驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0010]在上述的單管超級(jí)熱傳導(dǎo)裝置中，所述的導(dǎo)熱工質(zhì)為納米顆粒超導(dǎo)介質(zhì)，所述的螺旋結(jié)構(gòu)包括固定在中空軸外側(cè)并呈螺旋狀分布的毛刷且當(dāng)中空導(dǎo)熱管體兩端無溫度差時(shí)能使納米顆粒超導(dǎo)介質(zhì)中的納米顆粒懸浮和/或就近聚積于所述毛刷從而為下次更快地?zé)醾鲗?dǎo)啟動(dòng)做好準(zhǔn)備。優(yōu)選地，這里的導(dǎo)熱工質(zhì)主要成分為粒徑1-20納米的碳粒子/ 二氧化鈦/R123/水/溴化鋰溶液/R134a，導(dǎo)熱工質(zhì)灌注量為中空導(dǎo)熱管體內(nèi)容積的
3-100 %，且毛刷包括若干固定設(shè)置在內(nèi)置管體周向外側(cè)且呈螺旋狀分布設(shè)置的毛刷頭，每一個(gè)毛刷頭均包括若干固定設(shè)置在內(nèi)置管體外壁上的毛刷纖維，毛刷纖維為碳纖維或不銹鋼纖維或銅纖維，絲徑0.01-0.1mm，毛刷纖維按20-60根一朿，在束根部每3_6mm間距逐束以螺旋狀植于中空軸外壁上，螺距300-600mm，纖維頂部距管內(nèi)壁的間隙0.2-1.5mm，由于中空導(dǎo)熱管體兩端之間的溫度差作用推動(dòng)管內(nèi)導(dǎo)熱工質(zhì)運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)納米粒子運(yùn)動(dòng)，由于中空軸外側(cè)具有毛刷存在并在內(nèi)部熱流的作用下旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)更多的納米粒子參與到懸浮碰撞運(yùn)動(dòng)之中，以此將熱量由溫度高的一端傳送至溫度低的一端，當(dāng)工作停止，中空導(dǎo)熱管體兩端無溫度差，中空導(dǎo)熱管體內(nèi)流體靜止，部分納米粒子懸浮或就近聚積在毛刷上，為下次更快的熱啟動(dòng)做好準(zhǔn)備，以此往復(fù)循環(huán)作用以完成熱量的傳遞。
[0011]在上述的單管超級(jí)熱傳導(dǎo)裝置中，所述的定位結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)設(shè)置在中空導(dǎo)熱管體與中空軸之間的定位器，且所述的定位器周向外側(cè)與中空導(dǎo)熱管體周向內(nèi)側(cè)固定相連或周向轉(zhuǎn)動(dòng)相連，所述的定位器周向內(nèi)側(cè)與中空軸周向外側(cè)周向轉(zhuǎn)動(dòng)相連或固定相連。優(yōu)選地，這里的定位器有多個(gè)，且每隔1-3米設(shè)置一個(gè)，采用該種結(jié)構(gòu)使得中空軸周向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)能使中空軸與中空導(dǎo)熱管體同軸。
[0012]在上述的單管超級(jí)熱傳導(dǎo)裝置中，所述的定位器周向外側(cè)具有至少三個(gè)定位爪頭，且所述的定位爪頭均與中空導(dǎo)熱管體的內(nèi)壁相連，在定位器中心具有通道，且所述的中空軸貫穿于通道內(nèi)，在中空軸與定位器之間設(shè)有位于通道內(nèi)的軸承。優(yōu)選地，定位器材料為不銹鋼/銅/鋁/塑料。
[0013]在上述的單管超級(jí)熱傳導(dǎo)裝置中，所述的中空導(dǎo)熱管體底部設(shè)有能防止導(dǎo)熱工質(zhì)中的納米粒子沉積在中空導(dǎo)熱管體底部的防沉積結(jié)構(gòu)。
[0014]在上述的單管超級(jí)熱傳導(dǎo)裝置中，所述的防沉積結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在中空導(dǎo)熱管體底部且位于毛刷下方的防沉積毛刷，且所述的防沉積毛刷與毛刷固定相連。當(dāng)中空軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)毛刷能帶動(dòng)防沉積毛刷轉(zhuǎn)動(dòng)從而防止導(dǎo)熱工質(zhì)內(nèi)的納米粒子沉積在中空導(dǎo)熱管體底部。
[0015]在上述的單管超級(jí)熱傳導(dǎo)裝置中，所述的中空軸與中空導(dǎo)熱管體分別呈直管狀或彎曲狀，且當(dāng)所述的中空軸呈彎曲狀時(shí)，所述的中空軸一端向外彎折且延伸至中空導(dǎo)熱管體外側(cè)，另一端沿中空導(dǎo)熱管體軸向延伸；所述的中空導(dǎo)熱管體與中空軸分別為光管、波紋管與螺紋管中的任意一種，且所述的中空導(dǎo)熱管體與中空軸分別為鋼管、銅管、塑料金屬復(fù)合管和塑料管中的任意一種。即當(dāng)中空軸呈彎曲狀時(shí)，中空軸一端延伸至中空導(dǎo)熱管體外側(cè)且該端與中空導(dǎo)熱管體周向轉(zhuǎn)動(dòng)相連。
[0016]與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本單管超級(jí)熱傳導(dǎo)裝置的優(yōu)點(diǎn)在于:1、冷熱量從A處傳遞至B處的過程中，由其外部提供的輸送動(dòng)力可以減小到零的程度，只僅靠流體自身的熱能驅(qū)動(dòng)便可；2、無溫度差時(shí)，納米顆粒超導(dǎo)介質(zhì)中的納米顆粒懸浮和/或就近聚積，能為下次熱傳導(dǎo)做好準(zhǔn)備；3、傳輸管A處至B處的實(shí)際安裝位置的高度差可達(dá)100米，延伸長度可達(dá)1000米以上；4、使用簡單安全，無需日常維護(hù)。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明提供的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明提供的定位器安裝狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中，中空導(dǎo)熱管體1、導(dǎo)熱工質(zhì)出口 11、導(dǎo)熱工質(zhì)2、中空軸3、定位結(jié)構(gòu)4、定位器41、定位爪頭411、通道412、軸承413、螺旋結(jié)構(gòu)5、毛刷51、動(dòng)力機(jī)構(gòu)6、防沉積結(jié)構(gòu)7、防沉積毛刷71、換熱裝置8。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0021]如圖1-2所示，本單管超級(jí)熱傳導(dǎo)裝置，包括兩端封閉的中空導(dǎo)熱管體1，中空導(dǎo)熱管體1內(nèi)設(shè)有能將中空導(dǎo)熱管體1外的導(dǎo)熱工質(zhì)2自其上端流入并從其下端流出從而使導(dǎo)熱工質(zhì)2進(jìn)入中空導(dǎo)熱管體1內(nèi)的中空軸3，中空軸3沿著中空導(dǎo)熱管體1軸向延伸且中空軸3的上端位于中空導(dǎo)熱管體1的上端，中空導(dǎo)熱管體1的上端還設(shè)有能使中空導(dǎo)熱管體1內(nèi)的導(dǎo)熱工質(zhì)2流出的導(dǎo)熱工質(zhì)出口 11，中空軸3與中空導(dǎo)熱管體1分別呈直管狀或彎曲狀，且當(dāng)中空軸3呈彎曲狀時(shí)，中空軸3 —端向外彎折且延伸至中空導(dǎo)熱管體1外側(cè)，另一端沿中空導(dǎo)熱管體1軸向延伸，即當(dāng)中空軸呈彎曲狀時(shí)，中空軸一端延伸至中空導(dǎo)熱管體外側(cè)且該端與中空導(dǎo)熱管體周向轉(zhuǎn)動(dòng)相連；中空導(dǎo)熱管體1與中空軸3分別為光管、波紋管與螺紋管中的任意一種，且中空導(dǎo)熱管體1與中空軸3分別為鋼管、銅管、塑料金屬復(fù)合管和塑料管中的任意一種。優(yōu)選地，中空導(dǎo)熱管體1的至