专利名称：一种新型高效换热装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种属于节能技术领域，特别是涉及一种运用重力热管原理的新型高效换热装置。
背景技术：
热管是1963年美国国家实验室发明的一种称为“热管”的传热元件，它充分利用了热传导原理与致冷介质的快速热传递性质，通过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外，其导热能力超过任何已知金属的导热能力。重力热管是热管其中一种类型，其管内不装吸液芯，冷凝液依靠其自身的重力返回蒸发段，因此还具有结构简单，低成本的特点。随着热管技术的发展，利用热管原理实现热交换的各式热管换热器，在化工、动力、冶金、轻工等领域得到了广泛的应用，但热管换热器主要由热管管束组成，其金属耗量较大，成本比较昂
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实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种新型高效换热装置，它传热功率大、结构简单、成本低廉，可适用于平板与圆管之间进行传热的新型高效换热装置，并可满足于有效扩大换热面积，直接与设备热端接触、有效回收离散的局部热量等方面的需求。为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是本实用新型是一种新型高效换热装置，它主要由顶部冷凝面、底部受热面、锥形绝热面、中心冷凝管组成；所述的锥形绝热面为空心圆锥体，顶部冷凝面和底部受热面分别封盖在锥形绝热面的上端和下端，中心冷凝管穿置在锥形绝热面的中央且其两端分别连接在顶部冷凝面和底部受热面上，在锥形绝热面内壁、中心冷凝管外壁、顶部冷凝面内表面、底部受热面内表面之间形成一个截面呈梯形的高真空蒸汽通道。所述的底部受热面是由导热系数高的平板构成，平板上表面敷一层很薄的金属多孔层。所述的中心冷凝管是由导热系数高的圆管构成，圆管外表面沿纵向均勻地开出许多条具有V形剖面的纵槽。所述的顶部冷凝面是由导热系数高的平板构成，平板下表面布满尖锐的锯齿形翅片。采用上述的方案后，由于本实用新型通过密闭空间内的低沸点工质在底部受热面蒸发，蒸汽到达中心冷凝管和顶部冷凝面发生凝结来进行传热。底部受热面敷一层很薄的金属多孔层，使得工质蒸发时形成更多汽化核心以强化传热；中心冷凝管外表面沿纵向均勻地开出许多条具有V形剖面的纵槽，不仅增加了冷凝面积，同时有利于冷凝液顺槽回流； 顶部冷凝面布满尖锐的锯齿形翅片，不仅有效避免了膜状凝结，同时有利于冷凝液形成液珠滴落。故本实用新型具有传热功率大、结构简单、成本低廉、可有效扩大换热面积、可与设备热端直接接触、可有效回收离散的局部热量等优点，并适合于换热装置朝设备大型化方向进行设计与开发。本实用新型的换热装置与重力热管比较，除了具有重力热管及一般热管的主要特点外，还有其自身的优越性。首先本实用新型的底部受热面为圆面，可以有效地扩大换热面积，同时可以有效地回收离散的局部热量，并且受热面外表面平整光滑，可以与设备热端直接接触换热；其次与重力热管相比其工作液蒸发表面积大，因此蒸发速度更快；再次底部受热面敷有金属多孔层，顶部布置锯齿形翅片，这些强化传热技术由于重力热管尺寸过小而难以实现。本实用新型的换热装置与热管换热器比较，不需要布置热管管束，金属传热面相对小，结构简单，在金属耗量、制造、投资方面都优于热管换热器。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。
图1是本实用新型的轴测图；图2是本实用新型的剖视图；图3是本实用新型底部受热面的正视图；图4是本实用新型中心冷凝管的轴测图；图5是本实用新型顶部冷凝面的轴测图图6是本实用新型的工作原理图。
具体实施方式
如图1、图2所示，本实用新型是一种新型高效换热装置，它主要由顶部冷凝面1、 底部受热面2、锥形绝热面3、中心冷凝管4组成。所述的锥形绝热面3为由绝热材料构成的空心圆锥体。顶部冷凝面1和底部受热面2分别封盖在锥形绝热面3的上端和下端，中心冷凝管4穿置在锥形绝热面3的中央且其两端分别连接在顶部冷凝面1中心孔11端缘(如图5所示)和底部受热面2中心孔21端缘(如图3所示)，使得中心冷凝管4的中空内腔40可贯通；在锥形绝热面3内壁、中心冷凝管4外壁、顶部冷凝面1内表面、底部受热面2内表面之间形成一个截面呈梯形的蒸汽通道 10。如图3所示，所述的底部受热面2是由导热系数高的平板构成，平板上表面敷一层很薄的金属多孔层22，使得工质蒸发时形成更多汽化核心以强化传热。如图4所示，所述的中心冷凝管4是由导热系数高的圆管构成，圆管外表面沿圆周均勻地开出许多条具有V形剖面的纵槽41，不仅增加了冷凝面积，同时有利于冷凝液顺槽回流。如图5所示，所述的顶部冷凝面1是由导热系数高的平板构成，平板下表面布满尖锐的锯齿形翅片12，不仅有效避免了膜状凝结，同时有利于冷凝液形成液珠滴落。本实用新型的工作原理图6所示，密闭空间内填充适量的低沸点工作液，当底部受热面2的工作液受外部热流体加热后蒸发，并带走潜热，蒸汽上升并自动往中心汇集，到达中心冷凝管4表面和顶部冷凝面1表面凝结为液体，同时放出潜热。中心冷凝管4表面凝结液由槽峰流到槽谷，然后依靠重力作用顺槽流回底部，顶部冷凝面1表面凝结液由翅根流到翅尖，然后依靠重力作用滴落到底部。本实用新型在安装时，换热器系统布置相对复杂化，考虑用在以下场合，如余热回收技术、海水淡化技术，地热能利用技术等方面，可根据实际情况要求，在中心冷凝管4底部加装挡板。以上所述，仅为本实用新型较佳实施例而已，故不能以此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型专利涵盖的范围内。
权利要求1.一种新型高效换热装置，其特征在于它主要由顶部冷凝面、底部受热面、锥形绝热面、中心冷凝管组成；所述的锥形绝热面为空心圆锥体，顶部冷凝面和底部受热面分别封盖在锥形绝热面的上端和下端，中心冷凝管穿置在锥形绝热面的中央且其两端分别连接在顶部冷凝面和底部受热面上，在锥形绝热面内壁、中心冷凝管外壁、顶部冷凝面内表面、底部受热面内表面之间形成一个截面呈梯形的高真空蒸汽通道。
2.根据权利要求1所述的新型高效换热装置，其特征在于所述的底部受热面是由导热系数高的平板构成，平板上表面敷一层很薄的金属多孔层。
3.根据权利要求1所述的新型高效换热装置，其特征在于所述的中心冷凝管是由导热系数高的圆管构成，圆管外表面沿纵向均勻地开出许多条具有V形剖面的纵槽。
4.根据权利要求1所述的新型高效换热装置，其特征在于所述的顶部冷凝面是由导热系数高的平板构成，平板下表面布满尖锐的锯齿形翅片。
专利摘要本实用新型公开了一种新型高效换热装置，它主要由顶部冷凝面、底部受热面、锥形绝热面、中心冷凝管组成；所述的顶部冷凝面和底部受热面分别封盖在锥形绝热面的上端和下端，中心冷凝管穿置在锥形绝热面的中央且其两端分别连接在顶部冷凝面和底部受热面上。由于本实用新型的底部受热面敷一层很薄的金属多孔层，使得工质蒸发时形成更多汽化核心以强化传热；中心冷凝管外表面的V形剖面的纵槽，不仅增加了冷凝面积，同时有利于冷凝液顺槽回流；顶部冷凝面布满尖锐的锯齿形翅片，不仅有效避免了膜状凝结，同时有利于冷凝液形成液珠滴落，故具有传热功率大、结构简单、成本低廉、可有效扩大换热面积、有效回收离散的局部热量等优点。
文档编号F28F1/12GK202013126SQ201020626899
公开日2011年10月19日 申请日期2010年11月26日 优先权日2010年11月26日
发明者何宏舟, 陈志强 申请人:集美大学