專利名稱：緊湊式相變換熱器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種緊湊式換熱器，特別為一種緊湊式相變換熱器。
目前，現有的緊湊式換熱器又稱板翅式換熱器，它是在二板之間設置許多各種形狀的翅片，其目的之一是增大換熱面積，另一方面也增加了換熱流體的攪動程度，從而提高了換熱系數。緊湊式換熱器大多是由板翅通過釬焊連接成板翅再組裝而成。這就帶來了二個先天缺陷，一是不能承受高溫，二是不能承受高壓。因之限制了它在許多場合的應用。另一方面其主要的傳熱面翅片都是實心的固體，在熱流傳導方向上具有較大的導熱熱阻，因而翅片不能100％地發揮作用。
本實用新型的目的就是為了解決現有技術的上述缺陷而提供一種緊湊式相變換熱器。
本實用新型的目的是通過以下技術解決方案來實現的一種緊湊式相變換熱器，它包括有相變傳熱元件，它至少由一個換熱單元組成，一個換熱單元由一片傳熱板塊、多個相變傳熱元件、二塊隔板及四塊封條構成，在每片傳熱板塊上焊有多個相變傳熱元件，相變傳熱元件穿過傳熱板塊分割成熱側和冷側；在每片傳熱板塊的兩側，相變傳熱元件的熱側和冷側端均設有隔板，在傳熱板塊的各側二端各設有一塊封條，每一個換熱單元有一個冷流體通道和熱流體通道。
本實用新型的目的還可通過以下技術解決措施來進一步實現前述的一種緊湊式相變換熱器，其中所述的每一個換熱單元都是一個獨立的換熱器，各換熱單元可串連、或者并連連接，多個換熱單元組合成為一個大換熱器。
前述的一種緊湊式相變換熱器，其中所述的在每一片傳熱板塊上均開有許多孔，相變傳熱元件穿過小孔與傳熱板塊焊接、或者是可拆式的密封連接。
前述的一種緊湊式相變換熱器，其中所述的相變傳熱元件的外表可附加二次傳熱面，二次傳熱面可加在傳熱板塊的一側相變傳熱元件上，或者在傳熱板塊的兩側相變傳熱元件上。
前述的一種緊湊式相變換熱器，其中所述的冷熱流體的傳熱方式是逆流、并流、錯流、或者是它們的混流形式。
前述的一種緊湊式相變換熱器，其中所述的相變傳熱元件與傳熱板塊是垂直方向、或者是帶任意傾斜角度的。
前述的一種緊湊式相變換熱器，其中所述傳熱板塊可為圓筒狀。
前述的一種緊湊式相變換熱器，其中所述的在二側的封條上開有清灰孔。
本實用新型的優點在于利用小管徑的傳熱元件來提高換熱系數并達到緊湊性；利用相變傳熱原理減少板壁和翅片的導熱熱阻；利用相變傳熱管來擴展基板的傳熱表面；由于元件和基板之間采用電弧焙焊，因之可承受高溫；換熱流體的溫度可高達1000℃，當采用同心圓結構可承受高壓。同時由于它的相變傳熱元件都是用相容性良好的工作液體和金屬材料制成的；傳熱元件的直徑很小，因之可承受很高的內壓力，同時由于是板塊集裝成的，非常容易檢修和更換；在處理具有灰塵的氣體時也容易清灰。
以下結合附圖對本實用新型作進一步的描述
圖1為本實用新型結構示意圖。
圖2為本實用新型換熱板結構示意圖。
圖3為本實用新型換熱原理結構示意圖。
圖4為本實用新型錯流換熱結構示意圖。
圖5為本實用新型逆流換熱結構示意圖。
圖6為本實用新型錯流換熱結構示意圖。
如
圖1、2、3所示，本實用新型它包括有相變傳熱元件2，它至少由一個換熱單元組成，一個換熱單元由一片傳熱板塊6、多個相變傳熱元件2、二塊隔板5、7或者是5、4及四塊封條4構成，在每片傳熱板塊6上焊有多個相變傳熱元件2，相變傳熱元件2穿過傳熱板塊6分割成熱側16和冷側15；在每片傳熱板塊6的兩側，相變傳熱元件2的熱側16和冷側15端均設有隔板4、5、7，在傳熱板塊6的各側二端各設有一塊封條4，每一個換熱單元有一個冷流體通道和熱流體通道。每一個換熱單元都是一個獨立的換熱器，根據傳熱負荷的大小，可以將換熱單元并聯或串聯使用，可以達到很大的傳熱量；多個換熱單元組合成為一個大換熱器。在每一片傳熱板塊6上均開有許多孔10，相變傳熱元件2穿過小孔10與傳熱板塊6焊接、或者是可拆式的密封連接。傳熱元件2與傳熱板塊6可以是垂直方向(90度)也可以是帶任意傾斜角度的；冷熱流體的傳熱方式可以是逆流的，也可以是并流的，也可是錯流的，或者是以上幾種方式的混流形式。相變傳熱元件2傳熱內阻極小，與板翅式翅片的熱阻相比可以小1至2個數每個換熱單元傳熱板塊上的相變傳熱元件在不同的溫度范圍內其內部的工作液體和殼體材料是不同的，例如在高溫區(600-1000)相變傳熱元件的殼體是耐熱合金鋼，內部的工作液體是液態堿金屬(鉀、鈉或鋰)，中溫區(250-650)相變元件的工作液體是有機工質(萘、聯苯醚)，殼體是碳鋼。或者工作液體是水，殼體是鋼銅復合管。低溫區(-20-100)，相變傳熱元件內部的工作液體是酒精、丙酮、甲醇、液氮、F113等低溫介質，而殼體則可能是碳鋼、鋁或銅中的任何一種，總之它們應有很好的相容性匹配，因之可使相變傳熱元件具有至少6-10年以上的壽命。換熱流體的種類可以同是氣體、或同是液體，或氣體-蒸汽，或氣體-液體；傳熱板塊6可以做成圓筒形的，可承受較高的壓力，每一個換熱體都是一個小壓力容器，可以用于有壓力流體的換熱。
如圖2所示，傳熱板塊6是一塊平金屬板，在板上開有若干固定相變傳熱元件的孔10，相變傳熱元件2穿過孔10，分成熱端和冷端二個部分，在傳熱板塊6的二側有隔板5及封條4，封條4與傳熱板塊6及二側的隔板5和7形成一個換熱單元，每一換熱單元具有熱流和冷流通道，
圖1中的緊湊式相變換熱單元是由二個換熱單元并聯而成的。流體的換熱成逆流形式，圖中1為冷流體，8為熱流體，當熱流體8流過傳熱板塊6上的傳熱元件2傳至冷流體1，相變傳熱元件2的傳熱原理如
圖1(b)所示。在相變傳熱元件殼壁11的內壁面有許多細的溝槽12，在溝槽12中有一層薄的工作液體14，當外界熱流8將熱量傳給相變傳熱元件2，使其內部的工作液體14汽化成為蒸汽13，蒸汽13流向冷端15將熱量傳給外界冷流體1，蒸汽自身冷凝成液體14，在溝槽毛細力的推動下返回到熱端16，重新接受熱流體8的熱量再次汽化并流向冷端放出熱量。如此返復循環達到輸送熱量的目的。為了強化相變傳熱元件外部的傳熱，可以在相變傳熱元件的外部增加二次傳熱面3(翅片或釘頭小桿)，二側增加的傳熱面積可以相等也可以不等。相變傳熱元件的外表可附加二次傳熱面，二次傳熱面可加在傳熱板塊的一側相變傳熱元件上，或者在傳熱板塊的兩側相變傳熱元件上，可以利用二側附加不等的傳熱面積調節元件內部的工作溫度，使其達到最佳工作狀態，另一方面在流體可能產生露點腐蝕的條件下，可以利用附加二次傳熱面積的不相等來調節內部的蒸汽溫度從而控制壁面溫度使其保持在流體的露點溫度以上；當換熱流流體帶有灰塵或其它不潔物時，可在二端封條上開有清灰孔或快開門定期用壓縮空氣或熱水清洗流道，或以避免傳熱元件表面的結垢或發生灰堵現象。
圖4、圖5、圖6分別是逆流、錯流換熱。其工作過程同上，在此不在贅述。
權利要求1．一種緊湊式相變換熱器，它包括有相變傳熱元件，其特征在它至少由一個換熱單元組成，一個換熱單元由一片傳熱板塊、多個相變傳熱元件、二塊隔板及四塊封條構成，在每片傳熱板塊上焊有多個相變傳熱元件，相變傳熱元件穿過傳熱板塊分割成熱側和冷側；在每片傳熱板塊的兩側，相變傳熱元件的熱側和冷側端均設有隔板，在傳熱板塊的各側二端各設有一塊封條，每一個換熱單元有一個冷流體通道和熱流體通道。
2．根據權利要求1所述的一種緊湊式相變換熱器，其特征在于所述的每一個換熱單元都是一個獨立的換熱器，各換熱單元可串連、或者并連連接，多個換熱單元組合成為一個大換熱器。
3．根據權利要求1所述的一種緊湊式相變換熱器，其特征在于在每一片傳熱板塊上均開有許多孔，相變傳熱元件穿過小孔與傳熱板塊焊接、或者是可拆式的密封連接。
4．根據權利要求1所述的一種緊湊式相變換熱器，其特征在于在相變傳熱元件的外表附加二次傳熱面，二次傳熱面加在傳熱板塊的一側相變傳熱元件上，或者在傳熱板塊的兩側相變傳熱元件上。
5．根據權利要求1所述的一種緊湊式相變換熱器，其特征在于冷熱流體的傳熱方式是逆流、并流、錯流、或者是它們的混流形式。
6．根據權利要求1所述的一種緊湊式相變換熱器，其特征在于相變傳熱元件與傳熱板塊是垂直方向、或者是帶任意傾斜角度的。
7．根據權利要求1所述的一種緊湊式相變換熱器，其特征是前述傳熱板塊可為圓筒狀。
8．根據權利要求1所述的一種緊湊式相變換熱器，其特征在于在二側的封條上開有清灰孔。
專利摘要本實用新型涉及一種緊湊式相變換熱器。它包括有相變傳熱元件,它至少由一個換熱單元組成,一個換熱單元由一片傳熱板塊、多個相變傳熱元件、二塊隔板及四塊封條構成,在每片傳熱板塊上焊有多個相變傳熱元件,相變傳熱元件穿過傳熱板塊分割成熱側和冷側；在每片傳熱板塊的兩側,相變傳熱元件的熱側和冷側端均設有隔板,在傳熱板塊的各側二端各設有一塊封條,每一個換熱單元有一個冷流體通道和熱流體通道。
文檔編號F28D15/02GK2454749SQ0026194
公開日2001年10月17日 申請日期2000年12月15日 優先權日2000年12月15日
發明者莊駿, 沈駿 申請人:南京赫特節能環保有限公司