专利名称：热交换装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及热交换器，是一种可广泛用于各种粘度两种介质间换热用的新型的磁制回转式热交换装置，特别适合于解决大型需要换热但不能应用诸如循环冷却等其它方式进行换热的热交换装置。
背景技术：
通常，热交换装置是在热介质与冷却介质之间经导热隔层传导热量，提高传热效率是关键，加速介质流动可提高传热效率，但需要动力，采用动力驱动，又往往带来传动的封密问题。热交换装置普遍用水作冷却介质，即为水冷却装置，水中的杂质易在导热隔层表面结成污垢，大大影响传热效率。
发明内容
为了解决现有热交换装置传热效率低、采用动力驱动介质流动又存在传动封密不易处理的问题，本实用新型提供一种新型热交换装置，它无动力驱动，可实现传热表面介质加速流动，提高传热效率，而且实现两种介质在热交换中可靠隔离，无因传动引起的泄漏，用水作介质时隔层表面不易结垢。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是热交换装置主要由外散热器、内散热器、二者之间的导热隔板构成。外散热器中有轴，轴上装配有涡轮，涡轮可绕轴旋转，涡轮上嵌有磁块。内散热器中有轴，轴上装配有旋片，旋片可绕轴旋转，旋片上嵌有磁块，该磁块与涡轮上的磁块相接近的磁极为异性磁极。隔板采用非铁磁性金属材料制造。外散热器的轴与内散热器的轴是位于隔板两侧的同心轴，该轴为固定轴，不转动。在外散热器中，冷却介质经导流通道流向涡轮的流体输入侧，涡轮在冷却介质的推动下旋转。在隔板另一侧的内散热器中，旋片在其上的磁块与涡轮上的磁块磁力吸引作用下，亦即通过磁力传动，随涡轮的旋转而转动，旋片的转动带动热介质的流动。根据实际需要，上述的热、冷介质在内、外散热器中互相换位，也同样可以。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案还可以是热交换装置的冷却介质采用水，水进入的散热器是外散热器，此时的热交换装置即为水冷却装置。在热交换装置的外散热器中的轴采用空心轴，其轴心为冷却介质或水的导流通道，空心轴的外端有通道入口，空心轴的内端有该端与相对的导流锥形成的导流出口，该导流出口将冷却介质或水导流至涡轮流体输入侧。热交换装置的隔板两侧设有辐射状散热片。两磁块采用高磁能积、高矫顽力的稀土永磁材料，其额定工作温度要高于热介质的温度。
本实用新型的有益效果是
①本装置利用换热介质的动能作动力、且通过磁传动使散热器的旋片随涡轮一同旋转。利用涡轮与旋片回转运动所产生的离心力和搅拌作用，使传热表面两种介质不断进行更新，也使传热表面的介质膜层减薄，增大介质的给热导数，达到强化传热的目的。而且，无动力驱动避免了由于传动轴与轴套带来的密封问题，实现无泄漏。在用水作冷却介质时传热表面不易结垢。
②利用磁传动原理实现外、内散热器中涡轮与旋片的旋转传动，使两种介质在热交换过程中可靠隔离，安全性大大提高。可广泛用于各种粘度的两种介质间的换热。
图1是本实用新型热交换装置的结构示意图主剖视图图2是图1中的A-A视图、即涡轮的结构示意图图3是隔板两侧的辐射状散热片的结构示意图图中1-外散热器、2-隔板、3-内散热器、4-轴、5-涡轮、6-磁块、7-辐射状散热片、8-旋片、9-磁块具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详述。
在图1中示出本实用新型热交换装置的结构。其主要由外散热器(1)、隔板(2)和内散热器(3)三部分组成。外散热器(1)和内散热器(3)以隔板(2)为中心对称面隔开，彼此同心。在导热隔板(2)的两侧都设有辐射状散热片(7)，以增大换热面积。
在外散热器(1)中有轴(4)，轴(4)上装配有涡轮(5)，涡轮(5)可绕轴(4)旋转，涡轮(5)的轮毂上嵌有磁块(6)。外散热器(1)中的轴(4)为空心轴，轴心为冷却介质的导流通道，空心轴的外端有冷却介质的入口，轴的内端有导流出口，该导流出口将冷却介质导流至涡轮(5)的流体输入侧，推动涡轮(5)旋转。在图1中，导流出口由空心轴的内端与相对的导流锥形成；外散热器(1)右侧下方的倾斜细管，为冷却介质流出外散热器(1)的出口。
在内散热器(3)中有轴(4)，轴(4)上装配有旋片(8)，旋片(8)可绕轴(4)旋转，旋片(8)的轮毂上嵌有磁块(9)，该磁块(9)与涡轮(5)上的磁块(6)相接近的磁极为异性磁极，彼此相吸。
隔板(2)要用非铁磁性金属材料制造，如铜或不锈钢等。位于隔板(2)两侧的外散热器(1)的轴(4)与内散热器(3)的轴(4)是同心轴，该轴是固定轴，不转动。在外散热器(1)中，涡轮(5)在冷却介质的推动下旋转，在隔板(2)另一侧的内散热器(3)中，旋片(8)在其上的磁块(9)与涡轮(5)上的磁块(6)磁力吸引作用下，随涡轮(5)的旋转而转动，旋片(8)的转动带动热介质的流动。
两磁块(6、9)最好采用高磁能积、高矫顽力的稀土永磁体，且其额定工作温度要高于热介质的温度。
图2示出涡轮(5)的结构。涡轮(5)的轮毂上固定有涡旋叶片，其背面有挡板。旋片(8)的结构可参照通常叶轮、涡轮的结构。涡轮(5)、旋片(8)以及轴(4)最好采用不锈钢材料制造。
图3示出隔板(2)两侧的辐射状散热片(7)的结构。
工作原理；本实用新型是新型的无动力磁制回转热交换装置。作为举例，冷却介质、热介质分别是水、油。采用水作冷却介质时又称无动力磁制回转水冷却器。
当冷却介质由外散热器(1)中的空心轴(4)外端的入口以一定的流速进入时，外散热器(1)中的涡轮(5)在冷却介质的推动下旋转，它在加强冷却介质与隔板的热交换的过程中，作为一个回转运动的部件，其作用是利用它的回转运动，或利用由回转运动所产生的离心力和搅拌作用，使隔板(2)侧面的传热表面不断更新或使传热表面上的介质膜层减薄，增大介质的给热导数，达到强化传热的目的。对于用水作冷却介质的换热器，传热表面还不易结垢。同时，涡轮(5)的旋转又通过其上磁块(6)的磁力吸引带动内散热器(3)中的旋片(8)转动，而内散热器(3)旋片(8)的转动又加强了热介质与隔板(2)的热交换，其作用原理同上。在内、外散热器通过隔板(2)的热交换中，换热效率大大提高。隔板(2)两侧的辐射状散热片(7)起着增大传热表面的作用。
外散热器(1)一侧的涡轮(5)作为主动方，是由换热介质作为动力源，当介质由一端进入时，产生旋转动力，另一侧的旋片(8)的旋转是由涡轮(5)与旋片(8)上所嵌的永磁体(6、9)形成磁力所牵引而形成的。由于不用动力，避免了由传动轴与轴套所带来的密封泄漏问题，使换热器运行将更为可靠。又因为利用磁力进行传动，内、外散热器(3、1)之间是完全封闭隔离的，能够保证两种介质不会接触而混合。
权利要求1.一种热交换装置，其特征在于包括外散热器(1)、内散热器(3)、二者之间的导热隔板(2)；外散热器(1)中有轴(4)，轴(4)上装配有涡轮(5)，涡轮(5)可绕轴(4)旋转，涡轮(5)上有磁块(6)；内散热器(3)中有轴(4)，轴(4)上装配有旋片(8)，旋片(8)可绕轴(4)旋转，旋片(8)上有磁块(9)，磁块(9)与涡轮(5)上的磁块(6)相接近的磁极为异性磁极；隔板(2)的材料是非铁磁性金属材料；外散热器(1)与内散热器(3)的轴(4)是位于隔板(2)两侧的同心轴，为固定轴；在外散热器(1)中，有将冷却介质导向涡轮(5)的流体输入侧的导流通道；在内散热器(3)中，处于热介质中的旋片(8)与涡轮(5)通过由二者的磁块(9、6)的吸力所产生的磁力传动相关联；冷、热介质反之亦然。
2.根据权利要求1所述的热交换装置，其特征在于所说的冷却介质是水，水进入的散热器是外散热器(1)。
3.根据权利要求1或2所述的热交换装置，其特征在于所说的外散热器(1)，其内的轴(4)为空心轴，该轴的轴心是冷却介质或水的导流通道，空心轴的外端有通道入口，空心轴的内端有该端与相对的导流锥形成的、将冷却介质或水导流至涡轮(5)流体输入侧的导流出口。
4.根据权利要求1所述的热交换装置，其特征在于所说的隔板(2)两侧有辐射状散热片(7)。
5.根据权利要求1所述的热交换装置，其特征在于所说的磁块(6)和磁块(9)的材料为高磁能积、高矫顽力的稀土永磁材料，且其额定工作温度高于热介质的温度。
6.根据权利要求1所述的热交换装置，其特征在于所说的隔板(2)的非铁磁性金属材料是不锈钢或铜。
7.根据权利要求1所述的热交换装置，其特征在于所说的涡轮(5)、旋片(8)、轴(4)的材料为不锈钢材料。
专利摘要一种新型热交换装置，由外散热器(1)、内散热器(3)、二者之间的导热隔板(2)等构成。外散热器(1)中有轴(4)，轴(4)上装有涡轮(5)；内散热器(3)中有轴(4)，轴(4)上装有旋片(8)；涡轮(5)与旋片(8)上有磁块(6、9)，两磁块隔着非铁磁性金属隔板(2)相吸。位于隔板(2)两侧的轴(4)是同心轴、不转动。外散热器(1)中的涡轮(5)在冷却介质的推动下旋转，它在加强冷却介质与隔板(2)热交换中，又通过磁力传动带动内散热器(3)中的旋片(8)转动，旋片(8)转动又加强了热介质与隔板(2)热交换，换热效率大大提高，且冷热介质不接触，隔离安全可靠。实现无动力换热，避免传动密封问题，无泄漏，用水作冷却介质时传热表面不易结垢。可广泛用于各种粘度两种介质间的换热。
文档编号F28D11/00GK2788113SQ200520082609
公开日2006年6月14日 申请日期2005年4月22日 优先权日2005年4月22日
发明者李伟, 李峰, 宫志, 唐子波, 屈庆贺, 李付臣, 牟亮礼, 王恒志, 马付湾, 黄进, 陈宁, 刘欣 申请人:兖州煤业股份有限公司