主动式热交换以及其应用_2

文档序号:9562821阅读:来源:国知局
换器系统一体装配在一起,在热交换时(03)的一条管道连接高正负压的冷热流体源,与其配合的是流体为空气流道或管道进行热交换,如为制冷的热交换器输出低温冷空气,在热交换器的空气输出端加有分离冷凝水的(034),将带有热能的空气用管道连接或分支连接流到所需位置(如空调房间、冷藏空间等的需要调温空间),如气体从管道流出速度较大而有噪声,消声器如(522),再在该空间空气与热源温差大的位置安装除尘(油)器(030),吸收原有的空气用管道连接到热交换器进行热交换循环,可以在热交换器的空气流入端有分支接口,适量过滤吸收外面的新鲜空气,使该位置空间的空气达到所需的温度、热量,或得到外新鲜空气对调节温空间的补充更换,制热或制冷系统放置于另外位置,减小噪声和冷却水的干扰,甚至可控制蒸发器的冷凝水流到冷凝器的散热流道吸收热能蒸发,减小冷凝器风扇功率损耗和消除冷凝水的流出,也能将制冷(热)的高低压系统缩短长度、减小热源剂的用量,减小高低压管的接头增强密封可靠性,同样由于气体流动性能好,需要管道的截面积也较小,流动气体的管道在普通气管道的基础上再加管道材料对温度的适应性或加上保温性能,即其连接、分支、开关和加入其他控制件的压力密封要求相同,也可以使高正负压系统缩小体积整机一体作为成品,外管道的安装连接按一般输气管道的要求即可,降低安装连接难度、成本和故障率;(522)是筒状或饼状螺旋绕的截面由入口到出口逐渐增大的管道,可在管道的流体离心冲击面加有凹凸体使流体在管道中分散。
[0021]在热交换的分流控制:当采用液体传热剂与(03)进行热交换时,可在液体从(03)流出端装配温控器,调节压缩机或流体栗控制液体与蒸发器的温度关系,在各个分接的热交换器(散热器)现装配温控器,调节散热风扇或流体栗控制所控室温与流体的温度关系,因为液体吸传热能力强、空气吸传热能力弱可减小液体与蒸发器的温差而增加空间温度与流体的温差,可在制冷、制热以及大型供暖等应用,热传递能力强,又能避免高正负压力进入室内,增加系统和室内的安全性;流体为液体或气体的流体栗可以安装在总机处,再在各分接散热器安装控制开关控制本身通断和流量,或将流体栗安装在各个分接散热器上直接控制通断和流量。
[0022]一种流体与固体热源相互交换热量的热交换器,这里以发动机钢筒散热为例,是在钢筒和钢筒端盖外表面加上旋绕的流道,以较小耗功使流体在钢筒的外表面形成合理的速度流动和增加热交换面积,即是可先确定所需散热量和散热剂的最高温度(如散热剂为水,为防止达到沸点100度时汽化过多,水的消耗、沸腾形成汽泡降低流道流体单位传热量和内部压力加大,将最高温度控制在沸点下的某温度值),对流速范围、流道截面积、与散热水箱的温差关系、单位体积温度的热能、流体在流道中的接触面积和循环方式等的综合取值,流道可以是装配结构型(301、304、310与312、308与307、47与48)即是钢筒或钢筒端盖的外表面与其外部构件形成对钢筒或钢筒端盖的外表面热交换小流道细分,作为筒柱状的固体热源钢筒,在热胀冷缩时其圆周半径周长会扩大和缩小,需使钢筒外表面的配合流道构件也可圆周半径周长扩大和缩小或半径热胀所需间隙,(301)是较薄固体成型为如片状弹簧形式的螺旋片作为侧面旋绕细分钢筒外表面形成流道,侧面螺旋片近钢筒外表面段有一定的弯曲和在圆周作分成小段增强弹性变形量,适应钢筒热胀冷缩变形;(302)是旋绕细分流道的侧壁面(305)与钢筒外表面的接触面轴向较厚时利于散热或圆周拉伸的波折状,如钢筒温度过高而表面散热不及时,(304)与(312)接触面较大,接触面间的流体过小会汽化影响内部压力和传热效率,接触面为波折形状(302、313)使流体在轴向相邻流道从波折空隙流动消除汽化影响,如(302、305)是较硬固体,构件圆周分为两半或更多加有弹性垫(315)或与钢筒有热胀冷缩的间隙组合在钢筒外表面;如(305)为适应钢筒热胀冷缩有伸缩弹性的有机物(如橡胶)作为流道间隔,而有机物不影响物理性质的温度有限,波齿状的(302)可较大减小钢筒温度向(305)传导,(302)为传热好波折的金属与有机物(305)结合效果更好,(302)可以与(304、305)圆周为一体与钢筒全外表面配合,也可以只与流道侧(305 )结合;(303 )的表面如(313 ),其作用与(302 ) —样,流体在流道流动时,流体也从(302、303)波折空隙中流到轴向下一压力低的流道,消除汽化和可降低高温热源向钢筒外流道构件的传导,流道的流体较近圆周方向螺旋流动,而(302、303)的流体接近轴向的方向流到相邻流道,使流体在流道增加旋转流动,促进钢筒表面流体与流道在其他流体交换,应使流体的主要流动量在流道方向中;(308)是螺旋流道成型在钢筒的外表面,圆周外面由(307)外部配合密封,流道的三个面为钢筒的一部分,能以较高温度较大面积热交换,并能增加钢筒圆周承受力,流道可如(45)加有翅片以增加热交换面积;(309)是钢筒热胀冷缩的外半径变化不大时,以管道直接旋绕在钢筒外表面,在径向或轴向对旋绕的管道在圆周上折弯管道,管道有一定弹性,使钢筒热胀冷缩时可圆周变形都紧贴钢筒外表面,管道如(309)的方形截面也可以是其他截面形状,管道与钢筒外表面的接触面积要尽可能大并保持紧贴,也可以管道旋绕半径比钢筒略大倾斜紧贴在钢筒表面;(311)是在圆周方向细分钢筒外表面的流道,(310)的流体是汇总(311)到的轴向流道,(310和311)结合为密封流道体,分两侧或多个弹性连接紧贴在固体热源(钢筒)外(如图中分上下两个两侧配合紧贴在钢筒外,两之间有一定间隙,以保证钢筒热胀冷缩都紧贴在钢筒弧平面上);(301、302、304、305、307、308)是半开放式流道,与钢筒的两端和外表面装配成除流道外接回路的密封装置,保证流体不外泄漏;钢筒的外表面可有一定的锥度(如图3中(306)所指钢筒下端半径比上端略大),使钢筒的装配性和密封性更好,(312)是在钢筒外表面增加与流体接触面积的螺纹形、片或粒状凸出,(314)是如图1的(22、24)使流体在流道方向和旋转方向流动滚流,具体设计时,一般近方正、圆形流道控制流体在流道方向和旋转方向一起流动,流道扁平如(18、19 )交叉流动或(22、24)多旋流动,增加流体对钢筒外表面冲击、交换以及流体与钢筒的接触面积,因为旋绕流道的流体在流动时是有离心力,所以控制流体增加交叉、旋转等流动的障碍体放在受冲击力较强的表面上(如钢筒散热构件流道的最外表面);以上是热胀冷缩时半径周长有变化的柱状热源以流道细分热源外表面的示例,具体应用时,是将热源的内或外表面细分为旋绕的小流道,增加流体对热源表面冲击、交换以及流体与热源的接触面积,使流道或流道的组成件与热源固体在热胀冷缩时都能保持良好热交换。
[0023](41)是钢筒端盖及饼状旋绕流道结合,钢筒端盖的外表面因为内有气门座而凸出,流道也随表面凸出,但流道的开口方向基本同一方向(钢筒轴向),端盖受热胀冷缩变形方向也同在一个方向的轴向上,所以不论以这流道直接作为流体流道(45)或在这流道中旋绕加入管道(46)得到更好密封控制的流道,(48)是(41)的侧视图,在(48)的外面加上可轴向视热胀冷缩的影响大小可直接或弹性装配的端盖(47),即是(47、48或管道46)热胀冷缩时(47)可轴向移动并保持与(46或48)紧密较大面积接触传热,(49)是表示(47)可以有适量的弹性移动,如在(47和48)里为流道(45)细分,(47,48)的结合除流道接口外密封配合,里面的流道间也要基本密封以减小流体在邻近流道互漏造成功率的不必要损耗;
(42)是管道直接旋绕在面状的端盖(48)表面上,应使管道与端盖外表面接触面积尽可能大;(43)是气门套管外的流道,因为内有活动气门心,可加大流道的轴向深度、多层旋绕管道、作温差更大的散热流体入口等;(44)是(41)的俯视图,图中为双钢筒并列的端盖面流道的内至外饼状旋绕方式,在具体设计时,对在一个投射平面方向上(如图4端盖凸出、在一个锥面上或图3的310、311履盖的钢筒半圆表面都在一个投射平面方向上能使热胀冷缩时端盖(47)沿一个方向承受胀缩力伸缩移动)的热源表面用流道或管道旋绕细分整个表面进行热交换,以流道(45)的方式细分热源表面可以采用图中(47、48)结合形成流道,也可以直接在(48)内部直接成形流道(如以可去除流道形状材料构成流道铸造成型);以管道
(46)的方式细分热源表面,可靠自身径向弹性或在管道的热源反向面加弹性力,以在热源热胀冷缩时管道与热源都保持紧密接触;流道或管道的旋绕直径、形状、间隔、截面积等可根据热源和热源的表面形状特性决定。
[0024]一种管道内翅片(62、612、613、616、617、618),是管道内为热源剂(如空调的高正负压的蒸发器、冷凝器管道内的制冷剂)或管道内为传热剂(如发动机散热水箱内的水),内翅片管道(62)是在管道(620)内加入翅片(可以一条或多条),使翅片与管道内壁有较好接触热传导,翅片控制流体在管道方向和旋转滚流,增加流体对翅片和管道的冲击量,使流体从翅片和管道壁同时传热到管道外表面,(62)翅片(或条形波形)是任何形状的螺旋形,
(64)是在螺旋翅片外侧可以弯曲加大与管道内表面接触面积或有切口,使较短的外侧折弯段(64)如片状弹簧一样增强与管道内壁接触,其对管道的弯曲成形影响较小,螺旋翅片先确定螺距、外径与管道内壁相当,将螺旋翅片拉伸,使螺旋外径变小放入管道内,再推紧缩短螺距、外径扩大与管道内壁紧贴,螺旋翅片的螺距和径向高度(形成620)决定流体在管道内的流动、旋转、滚流的方向和程度,一般流体密度、流速越高翅片加大螺距、径向高度缩短,不使流体流动损耗功率过大;内翅片也可以如(61与65、67、68或69的配合、616),在(61管道与65多翅片)的配合一般是应用在弯曲的管道中,因为弯曲的管道中流体有离心力而增加对翅片和管道内表面的冲击量;(61管道与68多翅片)的配合可使管(61)里的流体增加旋转滚流,但其径向弹性弱,翅片与管道内壁接触量较小,影响翅片向管道传热;(61与多翅片69)的配合中,(69)有弯曲成片弹簧作用,合适的弹性力和较大的变形量,使翅片装配入管道并保持与管道内壁良好接触传热,以及增加流体对翅片和管道的冲击,由于翅片(68、69)较高,管道要较小半径地弯曲难度较大,如管道需要弯曲可分段在较直的管道加入翅片(65、67、68、69),弯曲管道再加入翅片段,(611)是翅片(68)由薄片成型的实体示例图,可减轻重量和增加接触面积,(614)是(55、67)的翅片轴向图,其是在翅片的外端折弯,可控制流体以较小的耗功在轴向和旋转方向流动,(65、67、68、69、611、614 )只是示例图,而不是具体要求;(616)的管内壁凸出的作用与(62)相同,可减小径向高度,增加圆周向宽度和锥度,增加数量以减小成型难度,可使管内凸出如(613 )呈螺旋状:本管道内翅片的具体要求是在一流体管道内成型或增加翅片,增加管内流向管壁传热面积或增加流体旋转滚流,增强管内流体与管壁的热交换能力。
[0025]一种管内管的热交换器,是一条管道内的流体与管道内的管道流体进行热交换:管道(61、66)是在外面的圆形、方形或任何形状大管道,图中(61)内为翅片(68、69)内包裹有圆形小管道,小管道内的热能通过管道壁、翅片与小管道外大管道内的流体热交换,翅片(68或69)与小管道良好接触传导热能,增加大管道流体与小管道的热交换面积,同时可控制大管道内流体滚流增加流体对翅片、小管道外壁冲击热交换;(65、67)是翅片的不同形状,如最外的大管道不需要与外面进行热交换,大管内的流体是增加对翅片表面和小管道外表面的冲击交换,减小旋转流体耗功(流体在大管道内壁旋转会增加对大管道
当前第2页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1