本發(fā)明是一種螺旋泵動(dòng)力熱管，其涉及一種熱管，特別是涉及一種采用螺旋泵驅(qū)動(dòng)熱管工作介質(zhì)循環(huán)的集中式動(dòng)力熱管。

背景技術(shù)：

熱管由管殼﹑吸液芯和熱管工作介質(zhì)組成，熱管的工作段分為蒸發(fā)段、絕熱段和冷凝段三部分。當(dāng)蒸發(fā)段吸收熱源熱量時(shí)，熱量通過(guò)管殼使浸透在吸液芯中的熱管工作介質(zhì)蒸發(fā)， 熱管工作介質(zhì)蒸汽在蒸發(fā)段和冷凝段之間形成的壓差作用下流向冷凝段，冷卻流體通過(guò)管殼吸收冷凝段內(nèi)腔熱管工作介質(zhì)蒸汽的熱量，使熱管工作介質(zhì)蒸汽在冷凝段凝結(jié)為液體，冷凝后的熱管工作介質(zhì)被吸附在吸液芯的毛細(xì)孔中，并被輸送至蒸發(fā)段，形成熱管工作介質(zhì)的工作循環(huán)。雖然熱管的傳熱能力極大，但是也存在制約其工作能力的極限：毛細(xì)極限、聲速極限、攜帶極限、沸騰極限等。普通熱管工作介質(zhì)循環(huán)的驅(qū)動(dòng)力是熱管工作介質(zhì)蒸發(fā)形成的壓差和吸液芯的毛細(xì)力，其熱管工作介質(zhì)循環(huán)的驅(qū)動(dòng)力小。當(dāng)毛細(xì)力不足以使熱管工作介質(zhì)從冷凝段流回蒸發(fā)段時(shí)，熱管達(dá)到了毛細(xì)極限，蒸發(fā)段的吸液芯會(huì)發(fā)生干涸。對(duì)于微小熱管而言，毛細(xì)極限是其主要工作極限，毛細(xì)極限使普通熱管無(wú)法提升傳熱效率，其應(yīng)用受到限制。

動(dòng)力式熱管是由機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置（泵或風(fēng)機(jī)）推動(dòng)熱管工作介質(zhì)循環(huán)的分離式熱管。動(dòng)力式熱管的驅(qū)動(dòng)力大，其傳熱效率更高，并且可以實(shí)現(xiàn)熱泵系統(tǒng)。熱泵是一種將低品位熱源的熱能轉(zhuǎn)移到高品位熱源的裝置。熱泵通常是先從自然界的空氣、水或土壤中獲取低品位熱能，經(jīng)過(guò)電力做功，提供可被利用的高品位熱能。

普通熱管與動(dòng)力式熱管相比，普通熱管是小型單件設(shè)備，動(dòng)力熱管是大型裝置系統(tǒng)，兩者的應(yīng)用范圍不同，不能相互替代。在普通熱管中增加機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置是提高其傳熱效率的關(guān)鍵技術(shù)，在普通熱管中增加機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)力式熱管的小型化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服普通熱管沒有機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置，無(wú)法提升傳熱效率的缺點(diǎn)，提供一種采用螺旋泵驅(qū)動(dòng)熱管工作介質(zhì)循環(huán)的集中式動(dòng)力熱管。本發(fā)明的實(shí)施方案如下：

本發(fā)明總的特征是螺旋泵動(dòng)力熱管包括吸液芯、下管殼、鋼球、轉(zhuǎn)軸、節(jié)流吸液芯、導(dǎo)管、葉輪、中管殼、定子部件、轉(zhuǎn)子鐵芯、鼠籠、上軸套、文丘里管、上管殼、注液管、保護(hù)帽。

吸液芯呈圓筒形，吸液芯的材質(zhì)含有毛細(xì)孔。節(jié)流吸液芯呈圓筒形，節(jié)流吸液芯的材質(zhì)含有毛細(xì)孔。下管殼呈下端封閉的圓筒形。吸液芯安裝在下管殼的內(nèi)表面。中管殼呈圓筒形，中管殼材質(zhì)是非導(dǎo)磁材料。上管殼呈上端封閉的圓筒形，上管殼上端有焊接孔，注液管焊接在焊接孔中。上管殼下半部分的徑向內(nèi)表面安裝有一個(gè)文丘里管，文丘里管徑向外表面均布有若干個(gè)固定翅片。保護(hù)帽呈上端封閉的圓筒形。

定子部件包括定子鐵芯和定子繞組。轉(zhuǎn)軸呈圓柱形。轉(zhuǎn)子鐵芯由若干個(gè)轉(zhuǎn)子鐵芯沖片疊壓而成，轉(zhuǎn)子鐵芯沖片材質(zhì)是導(dǎo)磁材料，轉(zhuǎn)子鐵芯呈圓環(huán)形，轉(zhuǎn)子鐵芯中間是轉(zhuǎn)子鐵芯軸孔，轉(zhuǎn)子鐵芯軸孔徑向外側(cè)均布有若干個(gè)導(dǎo)流孔，轉(zhuǎn)子鐵芯徑向外側(cè)邊緣依次均布若干個(gè)鼠籠線槽。鼠籠有二個(gè)鼠籠端環(huán)和若干個(gè)鼠籠導(dǎo)條，鼠籠導(dǎo)條安裝在轉(zhuǎn)子鐵芯的鼠籠線槽內(nèi)。轉(zhuǎn)軸上半部分安裝在轉(zhuǎn)子鐵芯軸孔中。葉輪包括葉輪軸轂、葉片、葉輪涵道。葉片在葉輪軸轂徑向外側(cè)，葉輪涵道在葉片徑向外側(cè)。葉輪軸轂呈圓筒形，葉輪軸轂中間是葉輪軸孔。葉輪涵道呈喇叭形，葉輪涵道下端的截面直徑最大，葉輪涵道上端的截面直徑最小。葉片呈螺旋形，葉片徑向外側(cè)的輪廓與葉輪涵道徑向內(nèi)表面的輪廓相吻合。轉(zhuǎn)軸下半部分安裝在葉輪軸孔中。轉(zhuǎn)軸、葉輪、轉(zhuǎn)子鐵芯、鼠籠組成轉(zhuǎn)子部件。

導(dǎo)管包括下固定筋、下軸套、導(dǎo)流葉片、導(dǎo)管殼體、導(dǎo)管固定筋。導(dǎo)管殼體呈圓筒形，導(dǎo)管殼體徑向外側(cè)均布有若干個(gè)導(dǎo)管固定筋，導(dǎo)管殼體下半部分徑向內(nèi)側(cè)均布有若干個(gè)導(dǎo)流葉片，導(dǎo)流葉片徑向內(nèi)側(cè)是下軸套，下軸套呈下端封閉的圓筒形，下軸套中間是下軸承孔，下固定筋位于導(dǎo)管殼體和下軸套的下端面，通過(guò)下固定筋把導(dǎo)管焊接在中管殼下半部分徑向內(nèi)側(cè)。上軸套呈上端封閉的圓筒形，上軸套中間是上軸承孔，上固定筋位于上軸套的上端面，通過(guò)上固定筋把上軸套焊接在中管殼上端徑向內(nèi)側(cè)。

中管殼、節(jié)流吸液芯、導(dǎo)管、上軸套、鋼球、轉(zhuǎn)子部件組成中管殼部件。節(jié)流吸液芯安裝在中管殼下半部分的徑向內(nèi)表面與導(dǎo)管下半部分的徑向外表面之間。兩個(gè)鋼球分別安裝在下軸承孔和上軸承孔中，轉(zhuǎn)子部件的轉(zhuǎn)軸兩端分別安裝在下軸承孔和上軸承孔中，轉(zhuǎn)軸上下兩端分別與鋼球相接觸，轉(zhuǎn)子部件能夠沿著軸線旋轉(zhuǎn)。定子部件與中管殼部件組成螺旋泵。

下管殼上端與中管殼下端焊接在一起，中管殼上端與上管殼下端焊接在一起。螺旋泵動(dòng)力熱管加注熱管工作介質(zhì)后，在注液管的壓封處用壓鉗壓扁，并在注液口焊接密封。上管殼上端與保護(hù)帽下端焊接在一起。定子部件安裝在中管殼徑向外表面。

螺旋泵動(dòng)力熱管的工作過(guò)程是：

螺旋泵動(dòng)力熱管的上管殼是冷凝段，下管殼是蒸發(fā)段，中管殼是絕熱段。熱管工作介質(zhì)匯集在下管殼下端形成工作液池。吸液芯、節(jié)流吸液芯吸附有熱管工作介質(zhì)。螺旋泵動(dòng)力熱管工作時(shí)，蒸發(fā)段吸收熱源熱量，熱量通過(guò)下管殼使浸透在吸液芯中的熱管工作介質(zhì)蒸發(fā)，定子部件的定子繞組接通交流電源，定子部件產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子部件的鼠籠的鼠籠導(dǎo)條切割定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁力線產(chǎn)生異步轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子部件進(jìn)入異步運(yùn)行狀態(tài)。葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片下端邊緣與導(dǎo)流葉片上端邊緣相互作用，以及葉輪的葉輪軸轂、葉片、葉輪涵道之間構(gòu)成的葉輪內(nèi)腔軸向截面從下至上逐漸縮小，葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)把蒸發(fā)段內(nèi)腔的熱管工作介質(zhì)蒸汽輸送至冷凝段內(nèi)腔。葉輪輸送的熱管工作介質(zhì)蒸汽依次經(jīng)過(guò)導(dǎo)流孔、文丘里管流到冷凝段內(nèi)腔上端，熱管工作介質(zhì)蒸汽從冷凝段內(nèi)腔上端沿著上管殼徑向內(nèi)表面向下流動(dòng)，冷卻流體通過(guò)上管殼吸收冷凝段內(nèi)腔熱管工作介質(zhì)蒸汽的熱量，使一部分熱管工作介質(zhì)蒸汽在冷凝段內(nèi)腔的上管殼內(nèi)表面凝結(jié)為液體，同時(shí)，文丘里管誘導(dǎo)一部分冷凝段內(nèi)腔下端的熱管工作介質(zhì)蒸汽經(jīng)過(guò)文丘里管向上流動(dòng)，文丘里管使冷凝段內(nèi)腔中的熱管工作介質(zhì)蒸汽循環(huán)流動(dòng)，促進(jìn)了冷凝段內(nèi)腔熱管工作介質(zhì)蒸汽的冷凝，文丘里管同時(shí)增加了冷凝段的換熱面積。冷凝后的熱管工作介質(zhì)向下流到節(jié)流吸液芯中，節(jié)流吸液芯使冷凝段內(nèi)腔相對(duì)封閉，葉輪的葉輪涵道下端徑向外側(cè)邊緣與導(dǎo)管的導(dǎo)管殼體徑向內(nèi)表面之間的縫隙小，也使冷凝段內(nèi)腔相對(duì)封閉，維持冷凝段內(nèi)腔的蒸汽壓力。葉輪壓縮冷凝段內(nèi)腔的熱管工作介質(zhì)蒸汽，冷凝段內(nèi)腔的熱管工作介質(zhì)蒸汽壓力和溫度同時(shí)提高，蒸發(fā)段內(nèi)腔的熱管工作介質(zhì)蒸汽壓力降低，進(jìn)一步促進(jìn)蒸發(fā)段內(nèi)腔熱管工作介質(zhì)的蒸發(fā)。在冷凝段內(nèi)腔蒸汽壓力的推動(dòng)下，被吸附在節(jié)流吸液芯毛細(xì)孔中的熱管工作介質(zhì)向下流到蒸發(fā)段內(nèi)腔，形成熱管工作介質(zhì)的工作循環(huán)。

螺旋泵動(dòng)力熱管采用螺旋泵驅(qū)動(dòng)熱管工作介質(zhì)循環(huán)，理想狀態(tài)下的壓縮機(jī)是一個(gè)等熵壓縮過(guò)程，熱管工作介質(zhì)蒸汽經(jīng)過(guò)壓縮后，熱管工作介質(zhì)蒸汽壓力提高的同時(shí)溫度也會(huì)相應(yīng)提高，冷凝段溫度的提高，一方面因冷凝段溫度與冷卻流體溫度差的增加而提高換熱效率，另一方面，冷凝段溫度高于蒸發(fā)段溫度，則實(shí)現(xiàn)了熱泵系統(tǒng)將低品位熱源的熱能轉(zhuǎn)移到高品位熱源的目的。

附圖說(shuō)明

說(shuō)明書附圖是螺旋泵動(dòng)力熱管的結(jié)構(gòu)圖。其中圖1是螺旋泵動(dòng)力熱管的軸測(cè)圖。圖2是螺旋泵動(dòng)力熱管的軸測(cè)剖視圖。圖3是上管殼、文丘里管、注液管安裝在一起的軸測(cè)剖視圖。圖4是下管殼、吸液芯安裝在一起的軸測(cè)剖視圖。圖5是螺旋泵的軸測(cè)剖視圖。圖6是中管殼部件的軸測(cè)剖視圖?；蛘呤锹菪玫妮S測(cè)剖視圖，隱藏了定子部件。圖7是轉(zhuǎn)子部件的軸測(cè)剖視圖。圖8是導(dǎo)管的軸測(cè)剖視圖。圖9是轉(zhuǎn)子鐵芯、鼠籠安裝在一起的軸測(cè)剖視圖。圖10是葉輪的軸測(cè)剖視圖。圖11是上軸套的軸測(cè)剖視圖。圖12是注液管的軸測(cè)圖。

圖中標(biāo)注有吸液芯1、下管殼2、鋼球3、轉(zhuǎn)軸4、節(jié)流吸液芯5、導(dǎo)管6、葉輪7、中管殼8、定子部件9、轉(zhuǎn)子鐵芯10、鼠籠11、上軸套12、文丘里管13、上管殼14、注液管15、保護(hù)帽16、固定翅片17、導(dǎo)流孔18、下固定筋19、下軸承孔20、下軸套21、導(dǎo)流葉片22、導(dǎo)管殼體23、導(dǎo)管固定筋24、轉(zhuǎn)子鐵芯軸孔25、上軸承孔26、上固定筋27、壓封處28、注液口29、葉輪軸孔30、葉輪軸轂31、葉片32、葉輪涵道33。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步敘述。

參照?qǐng)D1至圖12，螺旋泵動(dòng)力熱管包括吸液芯1、下管殼2、鋼球3、轉(zhuǎn)軸4、節(jié)流吸液芯5、導(dǎo)管6、葉輪7、中管殼8、定子部件9、轉(zhuǎn)子鐵芯10、鼠籠11、上軸套12、文丘里管13、上管殼14、注液管15、保護(hù)帽16。

吸液芯1呈圓筒形，吸液芯1的材質(zhì)含有毛細(xì)孔。節(jié)流吸液芯5呈圓筒形，節(jié)流吸液芯5的材質(zhì)含有毛細(xì)孔。下管殼2呈下端封閉的圓筒形。吸液芯1安裝在下管殼2的內(nèi)表面。中管殼8呈圓筒形，中管殼8材質(zhì)是非導(dǎo)磁材料。上管殼14呈上端封閉的圓筒形，上管殼14上端有焊接孔，注液管15焊接在焊接孔中。上管殼14下半部分的徑向內(nèi)表面安裝有一個(gè)文丘里管13，文丘里管13徑向外表面均布有若干個(gè)固定翅片17。保護(hù)帽16呈上端封閉的圓筒形。

定子部件9包括定子鐵芯和定子繞組。轉(zhuǎn)軸4呈圓柱形。轉(zhuǎn)子鐵芯10由若干個(gè)轉(zhuǎn)子鐵芯沖片疊壓而成，轉(zhuǎn)子鐵芯沖片材質(zhì)是導(dǎo)磁材料，轉(zhuǎn)子鐵芯10呈圓環(huán)形，轉(zhuǎn)子鐵芯10中間是轉(zhuǎn)子鐵芯軸孔25，轉(zhuǎn)子鐵芯軸孔25徑向外側(cè)均布有若干個(gè)導(dǎo)流孔18，轉(zhuǎn)子鐵芯10徑向外側(cè)邊緣依次均布若干個(gè)鼠籠線槽。鼠籠11有二個(gè)鼠籠端環(huán)和若干個(gè)鼠籠導(dǎo)條，鼠籠導(dǎo)條安裝在轉(zhuǎn)子鐵芯10的鼠籠線槽內(nèi)。轉(zhuǎn)軸4上半部分安裝在轉(zhuǎn)子鐵芯軸孔25中。葉輪7包括葉輪軸轂31、葉片32、葉輪涵道33。葉片32在葉輪軸轂31徑向外側(cè)，葉輪涵道33在葉片32徑向外側(cè)。葉輪軸轂31呈圓筒形，葉輪軸轂31中間是葉輪軸孔30。葉輪涵道33呈喇叭形，葉輪涵道33下端的截面直徑最大，葉輪涵道33上端的截面直徑最小。葉片32呈螺旋形，葉片32徑向外側(cè)的輪廓與葉輪涵道33徑向內(nèi)表面的輪廓相吻合。轉(zhuǎn)軸4下半部分安裝在葉輪軸孔30中。轉(zhuǎn)軸4、葉輪7、轉(zhuǎn)子鐵芯10、鼠籠11組成轉(zhuǎn)子部件。

導(dǎo)管6包括下固定筋19、下軸套21、導(dǎo)流葉片22、導(dǎo)管殼體23、導(dǎo)管固定筋24。導(dǎo)管殼體23呈圓筒形，導(dǎo)管殼體23徑向外側(cè)均布有若干個(gè)導(dǎo)管固定筋24，導(dǎo)管殼體23下半部分徑向內(nèi)側(cè)均布有若干個(gè)導(dǎo)流葉片22，導(dǎo)流葉片22徑向內(nèi)側(cè)是下軸套21，下軸套21呈下端封閉的圓筒形，下軸套21中間是下軸承孔20，下固定筋19位于導(dǎo)管殼體23和下軸套21的下端面，通過(guò)下固定筋19把導(dǎo)管6焊接在中管殼8下半部分徑向內(nèi)側(cè)。上軸套12呈上端封閉的圓筒形，上軸套12中間是上軸承孔26，上固定筋27位于上軸套12的上端面，通過(guò)上固定筋27把上軸套12焊接在中管殼8上端徑向內(nèi)側(cè)。

中管殼8、節(jié)流吸液芯5、導(dǎo)管6、上軸套12、鋼球3、轉(zhuǎn)子部件組成中管殼部件。節(jié)流吸液芯5安裝在中管殼8下半部分的徑向內(nèi)表面與導(dǎo)管6下半部分的徑向外表面之間。兩個(gè)鋼球3分別安裝在下軸承孔20和上軸承孔26中，轉(zhuǎn)子部件的轉(zhuǎn)軸4兩端分別安裝在下軸承孔20和上軸承孔26中，轉(zhuǎn)軸4上下兩端分別與鋼球3相接觸，轉(zhuǎn)子部件能夠沿著軸線旋轉(zhuǎn)。定子部件9與中管殼部件組成螺旋泵。

下管殼2上端與中管殼8下端焊接在一起，中管殼8上端與上管殼14下端焊接在一起。螺旋泵動(dòng)力熱管加注熱管工作介質(zhì)后，在注液管15的壓封處28用壓鉗壓扁，并在注液口29焊接密封。上管殼14上端與保護(hù)帽16下端焊接在一起。定子部件9安裝在中管殼8徑向外表面。

參照?qǐng)D2、圖5、圖7、圖8，螺旋泵動(dòng)力熱管的工作過(guò)程是：

螺旋泵動(dòng)力熱管的上管殼14是冷凝段，下管殼2是蒸發(fā)段，中管殼8是絕熱段。熱管工作介質(zhì)匯集在下管殼2下端形成工作液池。吸液芯1、節(jié)流吸液芯5吸附有熱管工作介質(zhì)。螺旋泵動(dòng)力熱管工作時(shí)，蒸發(fā)段吸收熱源熱量，熱量通過(guò)下管殼2使浸透在吸液芯1中的熱管工作介質(zhì)蒸發(fā)，定子部件9的定子繞組接通交流電源，定子部件9產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子部件的鼠籠11的鼠籠導(dǎo)條切割定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁力線產(chǎn)生異步轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子部件進(jìn)入異步運(yùn)行狀態(tài)。葉輪7旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片32下端邊緣與導(dǎo)流葉片22上端邊緣相互作用，以及葉輪7的葉輪軸轂31、葉片32、葉輪涵道33之間構(gòu)成的葉輪內(nèi)腔軸向截面從下至上逐漸縮小，葉輪7旋轉(zhuǎn)時(shí)把蒸發(fā)段內(nèi)腔的熱管工作介質(zhì)蒸汽輸送至冷凝段內(nèi)腔。葉輪7輸送的熱管工作介質(zhì)蒸汽依次經(jīng)過(guò)導(dǎo)流孔18、文丘里管13流到冷凝段內(nèi)腔上端，熱管工作介質(zhì)蒸汽從冷凝段內(nèi)腔上端沿著上管殼14徑向內(nèi)表面向下流動(dòng)，冷卻流體通過(guò)上管殼14吸收冷凝段內(nèi)腔熱管工作介質(zhì)蒸汽的熱量，使一部分熱管工作介質(zhì)蒸汽在冷凝段內(nèi)腔的上管殼14內(nèi)表面凝結(jié)為液體，同時(shí)，文丘里管13誘導(dǎo)一部分冷凝段內(nèi)腔下端的熱管工作介質(zhì)蒸汽經(jīng)過(guò)文丘里管13向上流動(dòng)，文丘里管13使冷凝段內(nèi)腔中的熱管工作介質(zhì)蒸汽循環(huán)流動(dòng)，促進(jìn)了冷凝段內(nèi)腔熱管工作介質(zhì)蒸汽的冷凝，文丘里管13同時(shí)增加了冷凝段的換熱面積。冷凝后的熱管工作介質(zhì)向下流到節(jié)流吸液芯5中，節(jié)流吸液芯5使冷凝段內(nèi)腔相對(duì)封閉，葉輪7的葉輪涵道33下端徑向外側(cè)邊緣與導(dǎo)管6的導(dǎo)管殼體23徑向內(nèi)表面之間的縫隙小，也使冷凝段內(nèi)腔相對(duì)封閉，維持冷凝段內(nèi)腔的蒸汽壓力。葉輪7壓縮冷凝段內(nèi)腔的熱管工作介質(zhì)蒸汽，冷凝段內(nèi)腔的熱管工作介質(zhì)蒸汽壓力和溫度同時(shí)提高，蒸發(fā)段內(nèi)腔的熱管工作介質(zhì)蒸汽壓力降低，進(jìn)一步促進(jìn)蒸發(fā)段內(nèi)腔熱管工作介質(zhì)的蒸發(fā)。在冷凝段內(nèi)腔蒸汽壓力的推動(dòng)下，被吸附在節(jié)流吸液芯5毛細(xì)孔中的熱管工作介質(zhì)向下流到蒸發(fā)段內(nèi)腔，形成熱管工作介質(zhì)的工作循環(huán)。

螺旋泵動(dòng)力熱管采用螺旋泵驅(qū)動(dòng)熱管工作介質(zhì)循環(huán)，理想狀態(tài)下的壓縮機(jī)是一個(gè)等熵壓縮過(guò)程，熱管工作介質(zhì)蒸汽經(jīng)過(guò)壓縮后，熱管工作介質(zhì)蒸汽壓力提高的同時(shí)溫度也會(huì)相應(yīng)提高，冷凝段溫度的提高，一方面因冷凝段溫度與冷卻流體溫度差的增加而提高換熱效率，另一方面，冷凝段溫度高于蒸發(fā)段溫度，則實(shí)現(xiàn)了熱泵系統(tǒng)將低品位熱源的熱能轉(zhuǎn)移到高品位熱源的目的。