一种实现双向传热的组合热管换热元件的制作方法

本实用新型涉及一种实现双向传热的组合热管换热元件，属于热交换技术领域。

背景技术：

热管是一种依靠内部工作液体发生相变实现热量传递的元件。热管依据内部工作介质传热方向有两种形式：一种是热管内的工作介质沿热管轴向进行热量传递，另一种是热管工作介质沿着径向的半径方向进行热量传递。前者为轴向热管，后者为径向热管。轴向热管属于普通热管，具有很好的传热性能，在太阳能供暖、化学化工、航空航天等领域被广泛应用。径向热管也具有普通热管所具有的基本特性，但传热方向的改变又使它具有更良好的等温性能、更良好的功率传输性能和较高的传热极限性能，并可以有效地提高热管壁温。将轴向热管与径向热管各自特色结合在一起，将更有效地发挥它们的各自优势，提高热管的传热性能。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种可以保证长时期实现双向高效传热的热管换热元件。

为达到上述目的，本实用新型采取的技术方案如下。

一种实现双向传热的组合热管换热元件，包括两个轴向热管和一个径向热管，轴向热管包括第一加热段和第一冷凝段，两个轴向热管第一加热段的端部通过粘结剂层紧密地粘结在一起，径向热管包括第三加热段和第三冷凝段，径向热管的第三冷凝段紧紧地包覆在两个轴向热管的第一加热段上。

本实用新型的进一步改进还有，所述的轴向热管由封闭的第一管壳、第一吸液芯和传热介质组成；第一吸液芯为丝网吸液芯；第一管壳和第一丝网吸液芯材质为铜或碳钢；第一管壳内部为真空状态；第一吸液芯贴敷在第一管壳的内壁面上；传热介质为纳米流体，填充在第一管壳内部，传热介质是由金属或非金属的纳米级颗粒分散到水中通过磁力搅拌和超声振动制备而得。

本实用新型的进一步改进还有，所述的轴向热管冷凝段上焊有多根热管翅；热管翅为封闭的第二管壳，第二管壳的直径为5mm～20mm，长度为50mm～200mm；所述第二管壳一端为第二加热段,另一端为第二冷凝段；热管翅的第二管壳内壁面贴敷有与轴向热管的第一吸液芯相同材质的第二吸液芯，管壳内充有与轴向热管相同的纳米流体。

本实用新型的进一步改进还有，所述的径向热管为内部被抽成真空的环状密封的第三管壳；所述第三管壳的外壳体为第三加热段，内壳体为第三冷凝段，所述第三管壳内壁面上贴敷有与轴向热管第一吸液芯相同材质的第三吸液芯，管壳内充有与轴向热管相同传热介质的纳米流体。

本实用新型的进一步改进还有，所述的径向热管的第三管壳内部沿其径向方向布置有吸液芯搭桥。

本实用新型的进一步改进还有，两个轴向热管第一加热段和第一冷凝段都具有相同的尺寸，径向热管的第三冷凝段的尺寸是轴向热管第一加热段尺寸的2倍。

本实用新型的进一步改进还有，所述粘结剂层为耐热性粘结剂。

本实用新型有益效果：将有效地提高了热管的等温性能与传热性能，完善轴向热管和径向热管的优势，实现双向传热，进一步强化热管在工程上的应用。

附图说明

图1是一种实现双向传热的组合热管换热元件图。

图2是图1中A-A剖视图。

图3是图1中B-B剖视图。

图中 1为轴向热管；2为第一管壳；3为第一吸液芯；4为第一加热段；5为第一冷凝段； 6为热管翅： 7为第二管壳；8为第二吸液芯；9为第二加热段；10为第二冷凝段；11为径向热管；12为第三管壳；13为第三加热段；14为第三吸液芯；15为吸液芯搭桥；16为第三冷凝段；17为粘结剂层。

具体实施方式

下面结合附图1对本实用新型的具体实施作进一步描述。

轴向热管1的第一管壳2、第一吸液芯3、热管翅6的第二管壳7、第二吸液芯8、径向热管11的第三管壳12、第三吸液芯14、吸液芯搭桥15的材质为铜或碳钢。

轴向热管1、热管翅6和径向热管11内填充的传热介质为纳米流体。纳米流体的制备是将金属或非金属的纳米级颗粒分散到水中，通过磁力搅拌10～20分钟和超声振动30～40分钟制备而得。

热管翅6的第二管壳7和第二吸液芯8进行超声波清洗后，将第二吸液芯8贴附在第二管壳7内壁面上，再抽真空，同时充装传热介质使热管翅的第二吸液芯8内充满纳米流体后，封装焊接，完成热管翅6的加工，采用同样的方法制备多根热管翅6。

轴向热管1的第一管壳2和第一吸液芯3进行超声波清洗后，分别将第一吸液芯3贴附在第一管壳2的内壁面上，再将多根热管翅6分别焊接在轴向热管1的第一冷凝段5的位置上，再将第一管壳2抽真空，同时充装传热介质使轴向热管的第一吸液芯3内充满纳米流体后，封装焊接，完成轴向热管的加工。

径向热管11的第三管壳12、第三吸液芯14和吸液芯搭桥15进行超声波清洗后，分别将第三吸液芯14贴附在第三管壳12的内壁上，将吸液芯搭桥15沿直径方向支撑在第三管壳12内，再将第三管壳12抽真空，同时充装传热介质使径向热管第三吸液芯14内充满纳米流体后，封装焊接，完成径向热管11的加工。

将两轴向热管1的第一加热段4外端部采用粘结剂紧密的粘结在一起；然后将其伸入到径向热管11第三管壳12环状腔体内，使径向热管11紧紧的包覆在两轴向热管1的第一加热段4上，完成双向传热的组合热管换热元件。

当径向热管11的第三加热段13受热时，密封壳内的传热介质纳米流体受热蒸发沿径向流向第三冷凝段16，释放出热量后沿着第三吸液芯14和吸液芯搭桥15返回到第三加热段13上，再次受热，重复循环上述过程，使热量源源不断地从径向热管的第三加热段13传递到的第三冷凝段16上，完成径向热管11的热量传递过程；紧贴第三冷凝段16的两轴向热管1的第一加热段4受热后，内部的传热介质纳米流体受热后发生相变产生蒸汽分别沿两个轴向流向第一冷凝段5，在两个第一冷凝段5处释放出热量，然后凝结成液体再沿着轴向热管1的第一吸液芯3返回到轴向热管1的第一加热段4内，再次接受来自于径向热管的第三冷凝段16传递的热量，完成两轴向热管1各自的热量传递过程；轴向热管1的第一冷凝段5释放出的热量加热了热管翅6 的第二加热段9，受热后又加热了热管翅6内部的传热介质，传热介质也发生相变产生蒸汽流向热管翅6的第二冷凝段10，释放出热量后凝结成液体再沿着热管翅6的第二吸液芯8流回到热管翅6的第二加热段10，再次接受来自两轴向热管1的第一冷凝段传递来的热量，完成热管翅的热量传递过程；通过热管翅内传热介质的循环，强化轴向热管1的第一冷凝段5的散热，实现了双向传热过程，完成了组合热管元件热量传递过程。