专利名称：管泡式换热器的制作方法
技术领域：
本发明管泡式换热器涉及一种可使至少两种介质进行热交换的换热器，尤其涉及一种以热管和多孔泡沫金属为换热元件，特别适合于高温烟气余热回收的新型结构热交换
O
背景技术：
现有的高温烟气余热回收装置主要以热媒式换热器和热管换热器为主。其中，热媒式换热器由于运转设备多，设备维护和运转费用高，对系统的要求十分苛刻。而以热管为传热元件的热管换热器，虽然较其他传统型式换热器具有独特的优点，但其换热效率尚不够理想，且体积大，成本高，空间布置困难，采用铜、铝材质，不能承受高温、高压，易腐蚀。
发明内容本发明的目的旨在克服上述存在的问题，提出一种管泡式换热器。这种换热器的主体是由泡沫金属通道和真空充液通道间隔叠置而成，传热面积大，换热效率高，制造成本低，存在体积小，重量轻，空间布置方便，且材质如采用不锈钢时，还能承受高温、高压，并耐腐蚀，比一般的热管换热器性能、成本都有很大的改进与提高，尤其适于高温烟气余热回收。管泡式换热器是采用以下方案实现的一种管泡式换热器，由芯体和设在芯体两侧的真空充液封头1和7构成，其特征在于，芯体由至少一对真空充液通道10和泡沫金属通道11上下间隔叠置成，真空充液通道10 上下设有隔板5，两侧由设置在真空充液通道10的介质进、出口侧的封条4密封，泡沫金属通道11上下通过隔板5与真空充液通道10分隔，通道内设有泡沫金属层2，在处于真空充液封头1和7的两侧设有封条3，将泡沫金属通道11密封，每个泡沫金属通道11中间由一封条3分隔成两并列的热介质通道和冷介质通道；其中一侧真空充液封头7上设有一接管 8，将真空充液通道抽成真空并充装工作液体。[0006]所述的泡沫金属层2为多孔材料烧结而成的开孔型的三维立体网状流道，并以焊接方式密封。所述的管泡式换热器整体呈水平布置或水平倾斜α角小于30°布置或垂直布置。所述的真空充液通道10内设有多孔吸附介质6。多孔吸附介质6为开孔率在90% 97%的泡沫金属层2。所述的泡沫金属层2的开孔率优选为90% 97%。本发明将泡沫金属作为换热体，真空充液通道和泡沫金属通道间隔叠置，热介质通道和冷介质通道并列布置，被换热介质通过多孔泡沫金属中的诸多无定向孔隙弯曲流动，真空通道内工作液体通过内部相变进行热量转移，使热流体和冷流体之间形成准逆流型流动，具有传热面积大、换热效率高、存在体积小、重量轻、空间布置方便、成本低等优点。
3用于高温烟气余热回收装置中的不锈钢管泡式换热器，还具有耐高温(可达850°C )、耐高压(可达14MPa)、抗腐蚀的优点，与热管换热器相比，成本下降50 %，所占空间缩小50 %。本发明的有益效果1、本发明将热管技术与多孔泡沫金属相结合，实现两种介质之间的热量交换，提高了换热效率。2、本发明采用多孔泡沫金属作为流体通道，具有很高的比表面积，且结构紧凑、重量轻，尤其适用于洁净流体的热交换。3、本发明可用于常规流体介质的热交换，多孔泡沫金属通道冲洗后可重复使用。4、本发明采用钎焊技术，简化了制造工艺，节省了大量材料，降低了制造成本，提高了设备的可靠性。
以下结合附图对本发明作进一步说明。
图1是管泡式换热器结构示意图。其中，1，7-封头，2-泡沫金属层，3-封条，4-侧封条，5-隔板，6-多孔吸附介质， 8-接管，9-上、下封板，10-真空充液通道，11-泡沫金属通道，A-冷介质，B-热介质，C-抽真空后填充的工质。图2是管泡式换热器的热介质通道和冷介质通道结构示意图。其中，2-泡沫金属层，3-封条，5-隔板。图3是管泡式换热器真空充液通道结构示意图。其中，2-泡沫金属层，3-封条，5-隔板，C(G)-工质蒸汽，C(L)-工质液体。图4是设置泡沫金属层的管泡式换热器真空充液通道的结构示意图。其中，2-泡沫金属层，3-封条，5-隔板，6-多孔吸附介质，9-上、下封板，10-真空充液通道，11-泡沫金属通道，C(G)-工质蒸汽，C(L)-工质液体。图5(a)-高温烟气装置用水平布置管泡式换热器结构示意图。其中，A-冷介质，B-热烟气。图5(b)-高温烟气装置用水平倾斜α角布置管泡式换热器结构示意图。其中，A-冷介质，B-热烟气。图5(c)-高温烟气装置用垂直布置管泡式换热器结构示意图。其中，A-冷介质，B-热烟气，C-抽真空后填充的工质，1,7-封头，2-泡沫金属层， 3-封条，4-侧封条，5-隔板，8-接管，9-上、下封板。
具体实施方式
参照附
图1-5，管泡式换热器主要结构具有封头1、7和芯体两部分。封头1、7设置在真空充液通道两侧，其中一侧封头7上设有接管8，用以将真空充液通道抽成真空并充装工作液体。芯体由若干个泡沫金属通道和真空充液通道间隔叠置、真空钎焊而成。泡沫金属通道上下设有隔板5，两侧设有封条3，通道内设有泡沫金属2。每个泡沫金属通道由一封条3分隔成两并列的热介质通道和冷介质通道，实现热流体和冷流体的逆流流动。热介质通道和冷介质通道都具有泡沫金属，泡沫金属2上、下设有隔板5 (密封隔板)，泡沫金属侧设有封条3，形成若干通道，便于充分换热。泡沫金属通道内的泡沫金属形式为开孔型，其开孔率为90% 97%。真空充液通道上下设有隔板5，两侧设有封条4，通道内可以设置多孔吸附介质6。真空充液通道多孔吸附介质6可采用开孔泡沫金属，泡沫金属上、下设有隔板5 (密封隔板)，泡沫金属侧设有封条4。芯体按实际需要设置多个泡沫金属通道和真空充液通道，组装时泡沫金属通道和真空充液通道间隔叠置，整体呈水平布置或水平倾斜α 角(一般小于30° )布置或垂直布置，以保证真空通道内的工作液体从冷介质段自然回流到热介质段。工作时，真空充液通道内的工作液体在热介质段吸收热量，蒸发成为蒸汽，运动到冷介质段冷凝放热成为液体，将热量传给冷介质后自然回流到热介质段。如此循环运作，实现制冷、供暖或散热的目的。 参照附图5 (a)、(b)和(C)，高温烟气装置用水平布置、水平倾斜α角(一般小于 30° )布置或垂直布置的不锈钢管泡式换热器，可以实现烟气的余热回收。热烟气从左侧上封头进入管泡式换热器，将热量传递给真空充液通道内热烟气段的工作液体，使其吸热蒸发成为蒸汽；蒸汽水平运动到冷介质段，冷凝放热成为液体，将热量传递给冷介质，水平布置时，图5(a)所示，液体由左侧布置的多孔介质吸附自然回流到热烟气段；水平倾斜α 角布置或垂直布置时，图5(b)和(c)所示，液体自然回流到热烟气段。如此循环运作，热烟气的热量通过真空充液通道内的工作液体转移给冷介质，实现了高温烟气的余热的回收。
权利要求1.一种管泡式换热器，由芯体和设在芯体两侧的真空充液封头(1)和(7)构成，其特征在于，芯体由至少一对真空充液通道(10)和泡沫金属通道(11)上下间隔叠置成，真空充液通道(10)上下设有隔板(5)，两侧由设置在真空充液通道(10)的介质进、出口侧的侧封条(4)密封，真空充液通道(10)内设有多孔吸附介质(6)，泡沫金属通道(11)上下通过隔板(5)与真空充液通道(10)分隔，通道内设有泡沫金属(2)，在处于真空充液封头(1)和 (7)的两侧设有封条(3)，将泡沫金属通道(11)密封，每个泡沫金属通道(11)中间由一封条(3)分隔成两并列的热介质通道和冷介质通道；其中一侧真空充液封头(7)上设有一接管(8)，将真空充液通道抽成真空并充装工作液体。
2.一种如权利要求1所述的管泡式换热器，其特征在于，所述的泡沫金属层(2)为多孔材料烧结而成的、焊接密封的开孔型三维立体网状流道。
3.—种如权利要求1所述的管泡式换热器，其特征在于，所述的管泡式换热器整体呈水平布置或水平倾斜α角小于30°布置或垂直布置。
4.一种如权利要求1所述的管泡式换热器，其特征在于，所述的泡沫金属层(2)的开孔率为90% 97%。
5.一种如权利要求1所述的管泡式换热器，其特征在于，所述的多孔吸附介质(6)为开孔率在90% 97%的泡沫金属层(2)。
专利摘要本实用新型针对现有热管换热器用于高温烟气余热回收，存在换热效率不理想，且体积大，成本高，空间布置困难等问题，公开了一种以热管和多孔泡沫金属为换热元件、特别适合于高温烟气余热回收的管泡式换热器。结构具有真空充液封头和芯体，真空充液封头设在真空充液通道两侧，其中一侧真空充液封头设有接管，芯体由真空充液通道和若干个泡沫金属通道间隔叠置而构成。真空充液通道上下设有隔板，两侧设有封条，通道内可设置泡沫金属。板翅通道上下设有隔板，两侧设有封条，通道内设有泡沫金属。每个泡沫金属通道由一封条分隔成并列的两个热介质通道和冷介质通道。组装后整体呈水平布置、水平倾斜布置或垂直布置。
文档编号F28D15/02GK202229633SQ201120211959
公开日2012年5月23日 申请日期2011年6月22日 优先权日2011年6月22日
发明者周帼彦, 朱冬生, 涂善东, 郑伟业 申请人:华东理工大学