专利名称：一种内热管式固体吸附床的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在制冷、加热、除湿、加湿等系统中使用的管式固体吸附床，属于固体吸附制冷技术领域。
固体吸附床的性能对固体吸附制冷系统的工作效率具有关键性影响，固体吸附床性能主要包括对于固体吸附剂的传热性能和对于气态制冷剂的传质性能。固体吸附床应具有优良的传热传质性能。因此，固体吸附床的传热性能和传质性能是固体吸附制冷技术的关键，它们直接影响固体吸附制冷系统的效率。固体吸附床的传热性能和传质性能是开发新型固体吸附床、提高制冷效率的基础和依据。
现有管式固体吸附床主要分为内热式和外热式两种。对于内热管式固体吸附床，热源(热气或热液)和冷源(冷气或冷液)是从内套管通过，加热和冷却内套管，从而加热和冷却固体吸附剂；对于外热管式固体吸附床，热源(热气或热液)和冷源(冷气或冷液)是从外套管通过，加热和冷却外套管，从而加热和冷却固体吸附剂。这两种固体吸附床无论是原理还是结构均不相同。
现有内热管式固体吸附床的典型结构如
图1所示(中国专利，韩永深等，汽车热能制冷装置，申请号95236754)，主要由与热源和冷源接触的内套管1、外套管2、横翅片3、集气管5和一些支撑筋条构成，它们采用传热性能较好的金属制成。通常，传热横翅片3与内套管1表面直接相连或接触而与外套管表面2有间隙。内套管1表面、外套管2表面和传热横翅片3之间的间隙内装填有固体吸附剂4，如活性炭、碳纤维、沸石分子筛、硅胶和氯化物(如氯化钙(CaCl2)、氯化钡(BaCl2)、氯化锶(SrCl2))等。固体吸附剂与热源和冷源的热交换使制冷剂形成吸附和脱附效应，通过集气管5从吸附床外吸附气态制冷剂，或通过集气管5将所吸附的制冷剂脱附送出吸附床，从而使制冷剂进入制冷循环系统。目前常用的制冷剂主要是甲醇、乙醇、氨(NH3)、水、氢(以及相应的氢化物)等。
中国实用新型专利“一种管翅式快速吸附床”(申请号95218923)中提出的内热管式固体吸附床的结构原理与
图1相似，只是采用多个内套管共用一个外套管。
中国专利申请“一种能自动控制的吸附式制冷系统”(郭体鸣等，申请号91100330)中提出的内热管式固体吸附床的结构原理与
图1基本相同，只是采用L形翅片。
上述几种内热管式固体吸附床结构形式，均存在传热面积小，导致吸附床的传热性能较差的缺陷。此外，由于吸附床间隙内充满吸附剂，对传质具有很大的阻力，使吸附床传质性能较差。因此，现有内热管式固体吸附床急需解决的主要问题是提高管式固体吸附床对固体吸附剂的传热性能和对气态制冷剂的传质性能，从而提高整个系统的效率、促进固体吸附制冷技术的实用化。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的一种内热管式固体吸附床，主要由与热源和冷源接触的内套管、外套管、横翅片和集气管以及填充的吸附剂构成，其特征是在内套管与外套管之间增设一中间套管，所述中间套管与外套管之间留有传质间隙；所述横翅片与横翅片之间交替构成传质间隙层和设有纵向翅片的吸附剂层。
本发明提供的内热管式固体吸附床，其技术特征还在于在所述中间套管的表面分布有许多通透的传质孔缝；在所述的横翅片表面亦分布有许多通透的传质孔缝；在设有纵向翅片的吸附层，所述纵翅片沿圆周方向分布或沿径向分布或同时沿圆周和径向组合分布。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果本发明由于了采用中间套管结构，并且中间套管表面与外套管表面之间的间隙内没有装填固体吸附剂；中间套管表面和横翅片表面布满许多传质孔缝，横翅片之间交替形成传质间隙层和带有纵向翅片的吸附剂层；这些结构特点既加大了传热面积，又使气态制冷剂的吸附和脱附具有很畅通的通道，因而使得这种固体吸附床的传热性能和传质性能都有很大提高。因此，这种新型管式固体吸附床与现有管式固体吸附床相比具有更好的传质性能和传热性能，可以提高整个吸附制冷系统的效率。
图2为本发明的结构原理示意图。
图3为图2中的A-A视图。
图4为表面分布有许多传质缝隙的中间套管实施例的展开图。
图5为表面分布有许多传质小孔的中间套管实施例的展开图。
权利要求1.一种内热管式固体吸附床，主要由与热源和冷源接触的内套管、外套管、横翅片和集气管以及填充的吸附剂构成，其特征在于在内套管与外套管之间增设一中间套管，所述中间套管与外套管之间留有传质间隙；所述横翅片与横翅片之间分别交替形成传质间隙层和设有纵向翅片的吸附剂层。
2.按照权利要求1所述的一种内热管式固体吸附床，其特征在于所述中间套管的表面分布有许多通透的传质孔缝。
3.按照权利要求1或2所述的一种内热管式固体吸附床，其特征在于所述的横翅片表面分布有许多通透的传质孔缝。
4.按照权利要求1所述的一种内热管式固体吸附床，其特征在于所述的纵翅片沿圆周方向分布或沿径向分布或同时沿圆周和径向组合分布；其分布形式为连续分布或间断分布。
5.按照权利要求1或4所述的一种内热管式固体吸附床，其特征在于所述纵向翅片与横向翅片形成直角或大于、小于90度。
6.按照权利要求1所述的一种内热管式固体吸附床，其特征在于所述的内套管、外套管和中间套管垂直于其轴线的截面形状呈圆形、椭圆形、矩形或不规则形状。
专利摘要一种内热管式固体吸附床，涉及一种用于制冷、加热、除湿等内热管式固体吸附床的结构设计。本实用新型主要由与热源或冷源接触的内套管、外套管、中间套管、横翅片、纵翅片和集气管以及填充的吸附剂构成；中间套管与外套管之间留有传热间隙，不填充吸附剂，横翅片与横翅片之间交替形成传热间隙层和设有纵向翅片的吸附剂层，并在中间套管和横翅片表面分布有许多通透的传质孔缝。与现有内热管式吸附床相比，既增大了传热面积，又保持了传质的通畅，具有更好的传热性能和传质性能，有效解决了现有内热管式吸附床对固体吸附剂传热性能差和对气体制冷剂传质性能差的问题，进而提高了整个吸附制冷系统的效率，使吸附制冷技术进一步实用化。
文档编号F25B37/00GK2566197SQ02240008
公开日2003年8月13日 申请日期2002年7月5日 优先权日2002年7月5日
发明者万小利, 朱跃峰, 李辉, 梁吉, 金军, 徐才录, 吴德海 申请人:北京理工大学, 清华大学