一种用于强化换热的闭式风道结构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于换热设备技术领域，涉及一种用于强化换热的闭式风道结构，具 体涉及一种带有补气器的闭式风道结构。
【背景技术】
[0002] 工业设备中经常使用散热元件间接将热量传递给设备外环境。某些场合，为了控 制换热气体介质的组分等参数，需要采用闭式风道。换热器设置在闭式风道中收集设备散 热元件释放的热量，并通过换热器工质将热量带走。换热器换热效果的好坏直接关系到设 备机组的高效运行以及其使用寿命和安全可靠性。闭式风道换热器的换热性能越来越无法 满足大功率设备机组的冷却需求，形成了冷却性能制约问题。
[0003] 现有强化换热技术中，大多需要改变换热器本身的结构形状、改变换热介质或通 过施加机械功来达到强化换热器换热的目的。如现有的中国专利（CN203037125)公开了一 种双面强化换热管，在换热管的外表面和内表面分别设置有锯齿形的低翅片和来复线式内 螺纹，利用表面张力将低翅片上的液膜减薄，强化冷凝传热，利用三维的交叉内螺纹进一步 提高对流换热系数和换热面积。虽然可达到较好的强化换热效果，但需要改变换热系统本 身结构，且技术实施较为繁杂。
[0004] 现有的如中国专利（CN103335373A)公开了一种自然冷却通风系统，风管两端的 进风口和出风口均与室内机房连通，风管设置在室外，风管内设置有提供气流循环动力的 风机，利用室外较低的温度冷却室内热风，然后将冷却完成的冷风循环回室内，特别利用小 直径管提高换热效率。该冷却方法对室外的低温环境有较高要求，且换热系统较为繁杂。
[0005] 现有的补气装置，其目的并非进行闭式结构内部换热器的强化换热。如现有的中 国专利（CN20318766U)公开了一种生物发酵罐自动补气装置，当发酵罐气量不足时，压差 可推动活塞在中心轴上滑动，控制进气管和出气管的连通和隔绝，实现对生物发酵罐的自 动补气过程。又如现有的中国专利（CN2830710)公开了一种空气室自动补气装置，特别是 涉及一种大中型无胶囊的空气室（亦称缓冲器、储能器）顶部气室的自动补充气体，用以吸 收往复式容积泵输出过程中流量和压力的脉动峰值，使其压力、流量趋于平稳，在补气瓶与 空气室之间的管路上依次连接有气体输出阀、维修用截止阀、电磁阀、空气室输入阀、液位 检测反馈装置结构，通过电磁阀来实现补气过程。上述两种补气装置，前者结构虽然简单， 但补气过程灵敏度不高，进气管和出气管的密封性难以保证，整体性能不佳，后者整体性能 虽然较好，但结构复杂，生产成本较高，可靠性较差。 【实用新型内容】
[0006] 为了克服上述现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种用于强化换 热的闭式风道结构，该闭式风道设计合理，易制作，能够有效强化闭式风道内的换热效果， 保障散热设备机组的高效运行，同时提高散热设备机组的寿命和安全可靠性。
[0007] 本实用新型是通过以下技术方案来实现：
[0008] -种用于强化换热的闭式风道结构，包括回字形的闭式风道，在闭式风道内设有 散热元件、换热器及风机，在风机的入口处风道对应的风道外壁上设有补气器，补气器的出 气腔通过风道外壁开设的孔与闭式风道相连通。
[0009] 在回字形的闭式风道内，散热元件和风机分别设置在相互平行的两边风道内，换 热器设置在与散热元件及风机所在风道均垂直的另一边风道内。在回字形的闭式风道内形 成：散热元件一风机一换热器一散热元件的气体流动内循环。
[0010] 所述的补气器为自动补气器或控制补气器。
[0011] 所述自动补气器包括出气嘴、套筒及端盖，出气嘴与套筒、套筒与端盖均采用法兰 连接；出气嘴与套筒形成的内腔中设有滑阀和弹簧限程器，弹簧限程器一端与滑阀相连接， 另一端固定在端盖上；
[0012] 出气嘴内壁由两段圆柱壁面和一段圆锥壁面构成，嵌入板固定安装在出气嘴端面 上；
[0013] 滑阀安装在套筒和嵌入板的内壁面，滑阀由滑阀前段、滑阀中段和滑阀后段构成， 滑阀前段和滑阀中段为一体化结构，滑阀后段安装在滑阀中段上；滑阀前段呈圆锥体状，贝占 合在出气嘴的圆锥壁面，在滑阀前段的两侧分别形成进气腔和出气腔；套筒上开设有连通 补气源和进气腔的补气孔。
[0014] 在出气嘴内还设有干燥器。
[0015] 所述控制补气器包括动力补气器或控制高压补气源补气器。
[0016] 所述动力补气器包括动力出气嘴、动力风机和补气接管，动力风机置于出气嘴内 部，出气嘴通过补气接管与动力补气源相连通，补气接管上设有控制阀。
[0017] 在动力出气嘴内还设有干燥器。
[0018] 所述控制高压补气源补气器包括出气嘴和高压补气源，出气嘴和高压补气源通过 补气接管相连，补气接管上设有控制阀。
[0019] 在出气嘴内还设有干燥器。
[0020] 与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：
[0021] 本实用新型提供了一种用于强化换热的闭式风道结构，在回字形的闭式风道内设 有风机，风机转速可固定或者可调，可使气体获得适宜的速率沿风道流动。在风机的入口 处，由风机的抽吸力在闭式风道内形成有低压风道区，在该低压区风道对应的风道外壁上 设有补气器，对风道进行补气，通过增加风道内流经换热器换热管的换热气体介质的压力， 提高其密度，进而提高换热器外侧的对流传热表面传热系数，从而有效强化闭式风道内换 热效果，保障散热设备机组的高效运行以及提升其使用寿命和安全可靠性。本实用新型不 需要改变换热器本身结构，只需在闭式风道原有系统上直接加设补气器实现强化换热，易 实现，操作实践性强。
[0022] 进一步地，本实用新型的补气器结构以差压式滑阀结构进行自动补气或采用控制 补气结构。控制补气结构，包括控制高压补气源补气或采用动力补气器，如用风机动力补 气。如果补气源与低压风道区的压力差较大，可采用自动补气或控制高压补气源补气；其他 情况，则可采用动力补气。
【附图说明】
[0023] 图1为本实用新型的用于强化换热的闭式风道结构的结构示意图；
[0024] 其中，24为闭式风道；25为散热元件；26为换热器；27为低压风道区；28为风机； 29为补气器；
[0025] 图2为本实用新型的自动补气器的结构示意图；
[0026] 其中：1为出气嘴；2为出气腔；3为滑阀；4为进气腔；5为补气孔；6为补气源；7 为套筒；8为弹簧限程器；9为端盖；10为第一螺栓；11为第二螺钉；12为滑阀后段；13为滑 阀中段；14为第二螺栓；15为第一螺钉；16为嵌入板；17为滑阀前段；18为干燥器；
[0027] 图3为本实用新型的动力补气器的结构示意图；
[0028] 其中，19为干燥器；20为动力出气嘴；21为动力风机；22为补气接管；23为动力补 气源；31为控制阀；
[0029] 图4为本实用新型的控制高压补气源补气器结构示意图；
[0030] 其中，30为出气嘴；31为控制阀；32为补气接管；33为高压补气源；34为干燥器；
[0031] 图5为补气前后换热器换热管外表面对流传热系数随气体密度变化的对比结果 图。
【具体实施方式】
[0032] 下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
[0033] 参见图1，本实用新型的一种用于强化换热的闭式风道结构，包括回字形的闭式风 道24,在闭式风道24内设有散热元件25、换热器26及风机28,在回字形的闭式风道24内 形成有：散热元件25-风机28-换热器26-散热元件25的气体流动内循环。在风机28的 入口处由风机28的抽吸力在闭式风道24内形成低压风道区27,在该低压风道区27对应的 风道外壁上设有补气器29,补气器29的进风口通过风道外壁开设的孔与闭式风道24相连 通。
[0034] 本实用新型的用于强化换热的闭式风道结构，风机28工作使气体沿闭式风道24 循环流动，流动循环为：设备机组的散热元件25-风机28-换热器26-设备机组的散热元 件25 ;设备机组工作产生的热量传递至闭式风道24内循环流动的气体，换热器26设置在 闭式风道24中收集设备机组的散热元件25释放的热量，并通过换热器26的工质将热量带 走；补气器29在位于风机28入口的低压区风道27对风道进行补气。
[0035] 所述风机入口的低压区风道27是由风机28的抽吸作用形成的，补气器29安装在 低压区风道27对应的风道外壁上，可使补气过程快捷灵敏、省时省功。所述风机28转速可 固定或者可调，可使换热气体介质获得适宜的速率沿闭式风道24流动。补入风道的气体， 为特定成分特定温度（范围）的换热气体介质