一種旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器，通過采用換熱流體中隔板形成了兩個或兩個以上的換熱流體通道，加熱蒸發器管束的換熱流體采用軸向分區，每區周向環流，不同通道的周向環流通過換熱流體中隔板上的開口，進行軸向流連接，流體流動無死區滯留，完全消除了傳統采用Zigzag隔板結構流動時折流板角區的滯留，使得換熱充分的同時阻力更小；通過液體管、蒸汽出口管均設置在殼體頂部，液體管穿過殼體與底部的液體腔連通，液體管外壁套裝隔離管，該結構設計使得中心進液管通過中心隔離管而不受到加熱，回流液不會受到加熱產生蒸汽而使液體回流受到阻斷，且本發明回液更加集中均勻，工質的充裝量大幅減小，蒸發器結構更加緊湊、小型化。
【專利說明】
一種旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器
技術領域
[0001] 本發明屬于工程熱物理、熱管學科中分離式熱管技術領域，涉及一種分離式熱管 蒸發器的新型結構設計，特別是涉及一種旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器。
【背景技術】
[0002] 熱管是一種高性能的傳熱元件，是靠內部工作介質（工質）的蒸發、凝結和回流而 將熱量不斷從熱源傳向熱匯的裝置。熱管的應用十分廣泛，隨著科技的發展，熱管的需求不 斷增長。
[0003]熱管的結構多種多樣，分離式熱管是熱管的一種。分離式熱管（Separate Type Heat Pipe，STHP)-般由蒸發器、冷凝器、蒸汽管和液體管組成。蒸汽器設計是實現分離式 熱管預期性能的一個關鍵。目前，科技發展迫切需要更加緊湊、較遠距離傳熱、性能高等特 殊場合的分離式熱管。報道的分離式熱管，有的結構復雜，有的體積過大，有的傳熱能力小， 有的工藝復雜、成本高，不能滿足一些場合的傳熱要求，這些都與分離式熱管的蒸發器設計 不合理有直接關系。
[0004] -些文獻中提到的分離式熱管，例如，《熱管及熱管換熱器》，179-192,重慶大學出 版社，1986.8;《熱管技術及其工程應用》，99-105,化學工業出版社，2000.6,設計均采用組 件式，即每一排加熱管都有一個集箱，集箱再通過總集箱連接。這些提到的分離式熱管換熱 器的不足總結起來有：（1)蒸發器體積龐大；（2)組件焊接、組裝均不方便；（3)焊口多，位置 不規則，工質泄漏的可能性增大很多；（4)在結構設計上極不適應小空間的需要；（5)蒸發器 底部的空間過大，即需要充液量很大；（5)蒸汽管和液體管從換熱器側面引出、引入，占用的 空間較多；（6)采用之字形(Zigzag形)流體折流結構，折流板與管布置結構復雜而麻煩，而 且拐角流體滯留區增多，換熱性能不高等等。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于克服現有技術的上述不足，提供一種旋轉流加熱的分離式熱管 蒸發器，該蒸發器換熱充分的同時阻力更小，回液更加集中均勻，工質的充裝量大幅減小， 且蒸發器結構更加緊湊，小型化。
[0006] 本發明的上述目的主要是通過如下技術方案予以實現的：
[0007] -種旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器，包括殼體、換熱流體入口、換熱流體出口和 η個換熱流體中隔板，所述η個換熱流體中隔板將殼體內部分割為n+1個換熱流體通道，沿殼 體軸線由下向上依次為第1換熱流體通道、第2換熱流體通道……第η換熱流體通道，換熱流 體入口管設置在第1換熱流體通道對應的殼體側壁外表面，換熱流體出口管設置在第η換熱 流體通道對應的殼體側壁外表面，每個換熱流體中隔板上設有開口，換熱流體從換熱流體 入口管進入第1流體通道，沿殼體周向流動后，通過換熱流體中隔板上的開口沿殼體軸向進 入第2流體通道……，依次類推，進入第η流體通道后從換熱流體出口管流出，其中η為正整 數，且η彡1。
[0008] 在上述旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器中，還包括換熱流體豎隔板，所述換熱流 體豎隔板設置在換熱流體中隔板的開口一側，連接η個換熱流體中隔板，且與η個換熱流體 中隔板垂直，與每個換熱流體中隔板的開口的邊緣接觸。
[0009] 在上述旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器中，η個換熱流體中隔板的開口交錯位于 換熱流體豎隔板的兩側，即假定每個換熱流體中隔板的開口包括a、b兩個邊緣，換熱流體豎 隔板與第1換熱流體中隔板開口的a邊緣接觸，與第2換熱流體中隔板開口的b邊緣接觸，與 第3開口的a邊緣接觸……，依次類推，使η個換熱流體中隔板的開口交錯位于換熱流體豎隔 板的兩側。
[0010] 在上述旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器中，當殼體為圓柱形結構時，換熱流體中 隔板為相應的圓形板，開口為扇形開口，開口角度為30°~90°。
[0011] 在上述旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器中，當η為奇數時，換熱流體入口管與換熱 流體出口管的中心線位于同一條與殼體軸線平行的殼體側壁母線上；當η為偶數時，換熱流 體入口管與換熱流體出口管的中心線分別位于兩條與殼體軸線平行的殼體側壁母線上，所 述兩條母線所在平面經過殼體的軸線。
[0012] 在上述旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器中，所述η+1個換熱流體通道的高度相等。
[0013] 在上述旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器中，還包括液體管和液體腔，所述液體腔 設置在殼體底部，所述液體管從殼體頂部穿過殼體，與液體腔連通。
[0014] 在上述旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器中，液體腔的高度為1~20_。
[0015] 在上述旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器中，液體管外壁套裝有隔離管，所述隔離 管用于將液體管與換熱流體通道進行隔離。
[0016] 在上述旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器中，換熱流體中隔板的開口的面積Si與換 熱流體進口管或換熱流體出口管的內壁截面積S2滿足
，優選Si = S2，其中換熱 流體進口管的內壁截面積與換熱流體出口管的內壁截面積相等。
[0017] 在上述旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器中，液體管的直徑為10~50mm。
[0018] 在上述旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器中，液體管位于殼體頂部的中心位置。
[0019] 在上述旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器中，還包括蒸汽出口管、蒸汽腔和蒸發管， 所述蒸汽出口管從殼體頂部穿過，與殼體頂部下方的蒸汽腔連通，所述蒸發管位于殼體內 部，一端與蒸汽腔連通，一端與殼體底部設置的液體腔連通。
[0020] 在上述旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器中，靠近殼體底部的第1換熱流體通道內 的蒸發管外壁面設置有肋片。
[0021] 在上述旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器中，蒸汽出口管的管徑大于液體管的管 徑，為液體管管徑的1.5~5倍。
[0022] 在上述旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器中，蒸汽腔的高度為10~100mm。
[0023] 在上述旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器中，殼體的頂部設有上端蓋，底部設有下 端蓋，所述上端蓋與下端蓋均為平板結構，且下端蓋通過帶底加強筋肋進行加強。
[0024] 在上述旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器中，上端蓋與下端蓋上均開設用于蒸發管 穿過的通孔，換熱流體中隔板上也開設用于蒸發管穿過的通孔;上端蓋、下端蓋與蒸發管端 部通過焊接連接，換熱流體中隔板的定位包括與蒸發管通過點焊連接定位和/或與殼體內 壁面通過定位銷進行定位。
[0025] 在上述旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器中，殼體為圓柱體、長方體、立方體、棱柱 體或截面為橢圓的柱體結構。
[0026] 在上述旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器中，還包括上隔板與下隔板，其中上隔板 將換熱流體通道中的換熱流體與蒸汽腔分隔開，下隔板將換熱流體通道中的換熱流體與液 體腔分隔開。
[0027] 本發明與現有技術相比具有如下有益效果：
[0028] (1)、本發明通過采用換熱流體中隔板形成了兩個或兩個以上的換熱流體通道，加 熱蒸發器管束的換熱流體采用軸向分區，每區周向環流，不同通道的周向環流通過換熱流 體中隔板上的開口，進行軸向流連接，流體流動無死區滯留，即本發明通過采用流體旋流加 熱管束，完全消除了Zigzag流動時折流板角區的滯留，使得換熱充分的同時阻力更小。
[0029] (2 )、本發明液體管、蒸汽出口管均設置在殼體頂部，液體管穿過殼體與底部的液 體腔連通，液體管外壁套裝隔離管，該結構設計更加緊湊，中心進液管通過中心隔離管而不 受到加熱，回流液不會受到加熱產生蒸汽而使液體回流受到阻斷。
[0030] (3)、本發明蒸發器承壓能力通過結構的巧妙設計得到大幅提升，中心隔離管與上 端板焊接以保證蒸發器工質的密封，同時起到對上端板加強的作用，底端板的加強采用外 部筋肋加強，蒸汽腔和液體腔優選采用圓形結構設計，配合兩端部加強設計，可以使蒸發器 承受更大壓力，此外兩端板采用平板或平板加筋肋結構，避免了為承壓而采用沖壓弧板或 球冠板而增加的成本。
[0031] (4)、本發明蒸發器回液更加集中均勻，液體腔的容積在結構上可以大幅減小，工 質的充裝量也可以大幅減小，由于液體管從頂部中心引入液體腔，在各蒸發管的分配更加 均勻，液體腔由于沒有從側面連接回流管，可以很扁，因此空間可以實現很小，而使工質充 裝量變小。
[0032] (5)、本發明蒸發器管束采用管束端口和平板孔耦合焊接方式，比圓管集箱和圓管 端口焊接方式更便于操作，更方便檢驗和補焊，更可靠，新型結構便于工藝實現和批量生 產。
[0033] (6)、本發明蒸發器通過選擇中隔板的個數來形成不同數量的換熱流體通道，1塊 具有開口的的中隔板可隔成2個加熱液體旋流腔，再增加1塊中隔板可以再增加1個加熱液 體旋流腔，中隔板的開口交錯位于豎隔板的兩側，使換熱流體沿殼體周向流動后，通過中隔 板的開口沿軸向進入下一個流體通道，流體流動無死區滯留，使得換熱更加充分，且阻力更 小。
[0034] (7)、本發明蒸發器的管束被帶有開口的中隔板分隔成不同的旋流腔，最底部的旋 流腔中的蒸發管束部分可采用加外肋片的結構設計，使蒸發管的底部加熱強于上部，便于 液體的膨脹和受熱，原理上也使充裝量進一步減小。
[0035] (8)、本發明蒸發器形狀可以根據需要進行設計，除圓柱體外，還可以根據需要設 計為長方體、立方體、棱柱體或截面為橢圓的柱體結構等，更加靈活。
[0036] (9)、本發明通過對蒸發器結構的創新設計，使得蒸發器體積減小、性能提高大、管 路連接規則、焊口減少、承壓能力大、外觀更規則、加工方法簡單可靠、便于批量生產。
【附圖說明】
[0037] 圖1為本發明旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器三面示圖，其中圖la為主視圖，圖lb 為側視圖，圖lc為俯視圖。
[0038] 圖2為本發明蒸發器中換熱流體豎隔板結構示意圖；
[0039] 圖3為本發明蒸發器中換熱流體中隔板結構示意圖。
【具體實施方式】
[0040] 下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細的描述。
[0041] 如圖1所示為本發明旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器三面示圖，其中圖la為主視 圖，圖lb為側視圖，圖lc為俯視圖。圖1給出了圓柱形殼體的蒸發器結構設計，以下以圓柱形 蒸發器為例進行詳細說明。由圖1可知本發明蒸發器包括殼體1、上端蓋2、下端蓋3蒸汽出口 管4;液體管5、上隔板6、n個換熱流體中隔板7、下隔板8、蒸汽腔11、液體腔12、隔離管13、蒸 發管15、肋片16、換熱流體入口管17、換熱流體出口管18、換熱流體豎隔板21、占位環23、第1 換熱流體通道24、第2換熱流體通道。
[0042] η個換熱流體中隔板7將殼體1內部分割為n+1個換熱流體通道，沿殼體1軸線由下 向上依次為第1換熱流體通道、第2換熱流體通道……第η換熱流體通道，換熱流體入口管17 設置在第1換熱流體通道對應的殼體1側壁外表面，換熱流體出口管18設置在第η換熱流體 通道對應的殼體1側壁外表面，每個換熱流體中隔板7上設有開口 7-1，換熱流體從換熱流體 入口管17進入第1流體通道，沿殼體周向流動后，通過換熱流體中隔板7上的扇形開口 7-1沿 殼體軸向進入第2流體通道……，依次類推，進入第η流體通道后從換熱流體出口管18流出。
[0043] 內部的η個換熱流體中隔板7為圓形板，第1個圓形中隔板隔出了第1換熱流體環狀 通道24和第2換熱流體環狀通道25,還可以通過再增加一塊中隔板7,增加第3換熱流體環狀 通道，再增加一塊中隔板7,增加第4換熱流體環狀通道，乃致增加更多的隔板和更多的環狀 通道。優選中隔板7對殼體1進行均分，即n+1個換熱流體通道的高度相等。圖1中僅給出了 1 塊換熱流體中隔板7的情況。
[0044] 如圖3所示為本發明蒸發器中換熱流體中隔板結構示意圖，由圖可知換熱流體中 隔板7上開有優選的扇形開口7-1，開口角度為30°~90°，流阻大時開口角可以大一些，例如 90。。
[0045] 如圖lc所示，本發明蒸發器的換熱流體豎隔板21設置在換熱流體中隔板7的開口 7-1-側，連接η個換熱流體中隔板7，且與η個換熱流體中隔板7垂直，與每個換熱流體中隔 板7的開口 7-1的邊緣接觸。η個換熱流體中隔板7的開口 7-1交錯位于換熱流體豎隔板21的 兩側，即假定每個換熱流體中隔板7的開口7-1包括a、b兩個邊緣(如圖3所示），換熱流體豎 隔板21與第1換熱流體中隔板7開口的a邊緣接觸，與第2換熱流體中隔板7開口的b邊緣接 觸，與第3開口的a邊緣接觸……，依次類推，使η個換熱流體中隔板7的開口 7-1交錯位于換 熱流體豎隔板21的兩側。圖lc中僅給出了熱流體豎隔板21與1塊換熱流體中隔板7連接的示 意圖。
[0046] 當η為奇數時，換熱流體入口管17與換熱流體出口管18位于殼體1軸線的一側，即 換熱流體入口管17與換熱流體出口管18的中心線位于同一條與殼體1軸線平行的殼體1側 壁母線上；當η為偶數時，換熱流體入口管17與換熱流體出口管18位于殼體1軸線的兩側，即 換熱流體入口管17與換熱流體出口管18的中心線分別位于兩條與殼體1軸線平行的殼體1 側壁母線上，且殼體1的軸線位于該兩條母線所在平面上。本實施例中ri=l，換熱流體入口 管17與換熱流體出口管18的中心線位于同一條與殼體1軸線平行的殼體1側壁母線上，如圖 la所示。
[0047] 本發明流體旋流加熱管束，完全消除了傳統Zigzag流動時折流板角區的滯留，換 熱充分的同時阻力更小。通過一塊徑向布置的中隔板7,實現了加熱流體的周向旋流，來加 熱管束。中隔板7的扇形開口，連接不同旋流通道的流體，流體的換熱強烈而充分，折流板簡 單易布置。中隔板7易實現批量化，與管束耦合方便可靠。原理上，旋流的流動不像Zigzag形 流動產生較多、較大區域的不流動"死區"，阻力也較小。
[0048] 上端蓋2位于殼體1的頂部，下端蓋3位于殼體1的底部，上端蓋2與下端蓋3均為平 板結構，且下端蓋3通過帶底加強筋肋進行加強。液體管5從上端蓋2穿過殼體1，與液體腔12 連通，優選從上端蓋2的中心位置穿過殼體1。液體管5外壁套裝有隔離管13,所述隔離管13 用于將液體管14與換熱流體通道進行隔離。
[0049] 本發明中液體腔12為扁圓柱空間，液體管5不從側面引入結構，因此可以設計得 "很扁"，由于其空間體積很小，因此工質充裝量可設計得很小。本發明中液體腔12的高度為 1~20mm，本實施例中優選為2mm。液體管5的直徑為10~50mm，本實施例中優選為15mm，隔離 管13的壁厚為2~6mm。本發明結構設計使得液體腔12的體積僅為現有技術中液體腔體積的 1/5,甚至更小。
[0050] 換熱流體中隔板7的扇形開口 7 -1的面積S i與換熱流體進口管17或換熱流體出口 管18的內壁截面積52大小相當，滿足：
，本實施例中優選Si = S2。本發明中換熱 流體進口管17與換熱流體出口管18的內壁截面積大小相等。
[0051 ]蒸汽腔11位于上端蓋2下方，蒸汽出口管4從上端蓋2頂部穿過，優選靠近頂部中心 位置穿過，如圖la所述，與蒸汽腔11連通，若干蒸發管15位于殼體1內部，一端穿過上隔板6 與蒸汽腔11連通，另一端穿過下隔板8與下端蓋3上部設置的液體腔12連通。如圖la所示，上 隔板6位于蒸汽腔11下方，將換熱流體通道中的換熱流體與蒸汽腔11分隔開，下隔板8位于 液體腔12的上方，將換熱流體通道中的換熱流體與液體腔12分隔開。蒸汽腔11的高度為10 ~100mm，本實施例中優選為20mm。
[0052]上端蓋2與下端蓋3上均開設用于蒸發管15穿過的通孔，換熱流體中隔板7上也開 設用于蒸發管15穿過的通孔，上端蓋2、下端蓋3與蒸發管15端部通過焊接連接，換熱流體中 隔板7的定位包括與蒸發管15通過點焊連接定位和/或與殼體1內壁面通過定位銷進行定 位。
[0053]本發明中上、下端板均從結構設計上得到了加強，承壓能力更高。上端蓋2通過與 蒸發管15和液體管的隔離管13焊接，與換熱管束的端板成為一體。下端蓋3的底部通過加入 筋肋設計得到加強，兩端板采用平板結構，避免了為承壓而采用沖壓弧板或球冠板而增加 的成本。
[0054]本發明中蒸汽出口管4的引出和液體管5的引入全部在上端蓋2。液體管5與底部的 液體腔12相通，與換熱流體采用焊接密封隔絕。在上端蓋2處通過一非焊接的卡環23,與換 熱流體和液體管的隔離管13占位定位，卡環無需焊接密封。蒸汽出口管4和液體管5均從蒸 發器頂部出進，使結構更加緊湊，中心進液管通過中心隔離管而不受到加熱，回流液不會受 到加熱、產生蒸汽而使液體回流受到阻斷。
[0055] 本發明蒸發器的蒸發管15被開扇形空間的軸向換熱流體中隔板7分隔成不同的旋 流腔，最底部的旋流腔中的蒸發管束部分可采用加外肋片16的結構設計，如圖lb所示，下部 擴展換熱面強化了傳熱，使蒸發管15的底部加熱強于上部，便于液體的膨脹和受熱，使充裝 量減小，上部均采用光管，這便于隔板的組裝。此外換熱流體中隔板7缺口位置的蒸發管15 均采用光管，即底部也不加肋片，這樣便于不同流道間工質的軸向流動。
[0056] 本發明蒸發器的蒸發管15管束與換熱流體中隔板7穿接，換熱流體中隔板7只采用 對適當位置的定位焊接，安裝簡便易行。蒸發器的蒸發管15管束的兩端均與兩端板的相應 開孔密封焊接，便于集中、定位、批處理。蒸發管15可以選用內光管、內直槽管或內螺紋管， 優選內直槽管或內螺紋管。為運輸、固定方便，上、下端板帶較小的法蘭緣及開孔。此外本發 明蒸發管管束采用管束端口和平板孔耦合焊接方式，比圓管集箱和圓管端口焊接方式更便 于操作，更方便檢驗和補焊，更可靠，新型結構便于工藝實現和批量生產。
[0057] 本發明蒸發器除采用圓柱體結構設計外，也可以根據需要設計為長方體、立方體、 棱柱體或截面為橢圓的柱體結構等形式，其中換熱流體中隔板、上隔板、下隔板、上端蓋、下 端蓋、蒸汽腔、液體腔的形狀與蒸發器的形狀相匹配，例如若蒸發器為立方體結構，則換熱 流體中隔板、上隔板、下隔板均為正方形的板狀結構，且換熱流體中隔板上開圓孔或三角 口，三角口為優選，其兩條邊緣a、b均過正方形中心，且開口角度為30°~90°，蒸汽腔與液體 腔均為扁平的立方體結構，上端蓋與下端蓋也為正方形的平板狀結構。
[0058]本發明蒸發器的工作過程如下：
[0059] (1)、環路熱管的蒸發器工作時，換熱流體從換熱流體入口管17進入第1流體通道， 沿殼體周向流動后，通過換熱流體中隔板7上的開口 7-1沿殼體軸向進入第2流體通道，沿殼 體周向流動后，從換熱流體出口管18流出，在流動過程中，對蒸發管15加熱；
[0060] (2)、蒸發管15中的液體工質受到加熱而產生蒸汽，蒸匯集于蒸汽腔11后，從蒸汽 出口管4工質蒸汽流出蒸發器后進入冷凝器；
[0061] (3)、在冷凝器，蒸汽凝結，釋放出汽體潛熱后，凝結液體從液體管5回流進入蒸發 器，隔離管13將液體管5與換熱流體隔離而不受到加熱，凝結液體匯集于液體腔12;
[0062] (4)、液體從液體腔12分配到各蒸發管15,從而繼續下一個循環；
[0063] (5)、如此循環過程不斷，蒸發器不斷將換熱流體的熱量傳到冷凝器。
[0064] 以上所述，僅為本發明最佳的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換， 都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
[0065] 本發明說明書中未作詳細描述的內容屬于本領域專業技術人員的公知技術。
【主權項】
1. 一種旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器，其特征在于：包括殼體（1)、換熱流體入口 (19)、換熱流體出口（20)和η個換熱流體中隔板(7)，所述η個換熱流體中隔板(7)將殼體(1) 內部分割為η+1個換熱流體通道，沿殼體（1巧由線由下向上依次為第1換熱流體通道、第2換 熱流體通道……第η換熱流體通道，換熱流體入口管（17)設置在第1換熱流體通道對應的殼 體（1)側壁外表面，換熱流體出口管（18)設置在第η換熱流體通道對應的殼體（1)側壁外表 面，每個換熱流體中隔板(7)上設有開口（7-1)，換熱流體從換熱流體入口管（17)進入第1流 體通道，沿殼體周向流動后，通過換熱流體中隔板(7)上的開口（7-1)沿殼體軸向進入第2流 體通道……，依次類推，進入第η流體通道后從換熱流體出口管（18)流出，其中η為正整數， 且 η>1。2. 根據權利要求1所述的一種旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器，其特征在于:還包括換 熱流體豎隔板(21)，所述換熱流體豎隔板(21)設置在換熱流體中隔板(7)的開口（7-1) - 側，連接η個換熱流體中隔板(7)，且與η個換熱流體中隔板(7)垂直，與每個換熱流體中隔板 (7)的開口（ 7-1)的邊緣接觸。3. 根據權利要求2所述的一種旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器，其特征在于:所述η個 換熱流體中隔板(7)的開口（7-1)交錯位于換熱流體豎隔板(21)的兩側，即假定每個換熱流 體中隔板(7)的開口（7-1)包括a、b兩個邊緣，換熱流體豎隔板(21)與第1換熱流體中隔板 (7)開口的a邊緣接觸，與第2換熱流體中隔板(7)開口的b邊緣接觸，與第3開口的a邊緣接 觸……，依次類推，使η個換熱流體中隔板(7)的開口（7-1)交錯位于換熱流體豎隔板(21)的 兩側。4. 根據權利要求1所述的一種旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器，其特征在于：當殼體 (1)為圓柱形結構時，換熱流體中隔板(7)為相應的圓形板，開口（7-1)為扇形開口，開口角 度為30°~90°。5. 根據權利要求1所述的一種旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器，其特征在于：當η為奇 數時，換熱流體入口管（17)與換熱流體出口管（18)的中屯、線位于同一條與殼體（υ軸線平 行的殼體（1)側壁母線上；當η為偶數時，換熱流體入口管（17)與換熱流體出口管（18)的中 屯、線分別位于兩條與殼體(υ軸線平行的殼體(1)側壁母線上，所述兩條母線所在平面經過 殼體(1)的軸線。6. 根據權利要求1所述的一種旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器，其特征在于:所述η+1 個換熱流體通道的高度相等。7. 根據權利要求1所述的一種旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器，其特征在于:還包括液 體管(5)和液體腔（12)，所述液體腔（12)設置在殼體（1)底部，所述液體管(5)從殼體（1)頂 部穿過殼體(1)，與液體腔(12)連通。8. 根據權利要求7所述的一種旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器，其特征在于:所述液體 腔(12)的高度為1~20mm。9. 根據權利要求7所述的一種旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器，其特征在于:所述液體 管(5)外壁套裝有隔離管（13)，所述隔離管（13)用于將液體管（14)與換熱流體通道進行隔 離。10. 根據權利要求7所述的一種旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器，其特征在于:所述換 熱流體中隔板(7)的開口（7-1)的面積Si與換熱流體進口管（17)或換熱流體出口管（18)的 內壁截面積S2滿足優選Sl = S2,其中換熱流體進口管（17)的內壁截面積與換 熱流體出口管（18)的內壁截面積相等。11. 根據權利要求7所述的一種旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器，其特征在于:所述液 體管(5)的直徑為10~50mm。12. 根據權利要求7所述的一種旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器，其特征在于:所述液 體管(5)位于殼體頂部的中屯、位置。13. 根據權利要求1~12之一所述的一種旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器，其特征在 于:還包括蒸汽出口管(4)、蒸汽腔（11)和蒸發管（15)，所述蒸汽出口管(4)從殼體（1)頂部 穿過，與殼體(1)頂部下方的蒸汽腔（11)連通，所述蒸發管（15)位于殼體(1)內部，一端與蒸 汽腔(11)連通，一端與殼體(1)底部設置的液體腔(12)連通。14. 根據權利要求13所述的一種旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器，其特征在于:所述靠 近殼體(1)底部的第1換熱流體通道內的蒸發管（15)外壁面設置有肋片（16)。15. 根據權利要求13所述的一種旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器，其特征在于:所述蒸 汽出口管(4)的管徑大于液體管(5)的管徑，為液體管(5)管徑的1.5~5倍。16. 根據權利要求13所述的一種旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器，其特征在于:所述蒸 汽腔(11)的高度為10~100mm。17. 根據權利要求1~12之一所述的一種旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器，其特征在 于:所述殼體（1)的頂部設有上端蓋(2)，底部設有下端蓋(3)，所述上端蓋(2)與下端蓋(3) 均為平板結構，且下端蓋(3)通過帶底加強筋肋進行加強。18. 根據權利要求17所述的一種旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器，其特征在于:所述上 端蓋(2)與下端蓋(3)上均開設用于蒸發管（15)穿過的通孔，換熱流體中隔板(7)上也開設 用于蒸發管（15)穿過的通孔;上端蓋(2)、下端蓋(3)與蒸發管（15)端部通過焊接連接，換熱 流體中隔板(7)的定位包括與蒸發管（15)通過點焊連接定位和/或與殼體(1)內壁面通過定 位銷進行定位。19. 根據權利要求1~12之一所述的一種旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器，其特征在 于:所述殼體(1)為圓柱體、長方體、立方體、棱柱體或截面為楠圓的柱體結構。20. 根據權利要求1~12之一所述的一種旋轉流加熱的分離式熱管蒸發器，其特征在 于:還包括上隔板(6)與下隔板(8)，其中上隔板(6)將換熱流體通道中的換熱流體與蒸汽腔 (11)分隔開，下隔板(8)將換熱流體通道中的換熱流體與液體腔(12)分隔開。
【文檔編號】F28D15/02GK106091759SQ201610402381
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月8日
【發明人】曲偉, 薛志虎, 艾邦成
【申請人】中國航天空氣動力技術研究院