一種經疏水性處理的高效泡沫金屬蒸汽冷凝器的制作方法

本發明涉及一種相變換熱技術，具體涉及一種為提高制冷、熱能工程領域的制冷劑蒸汽、高溫蒸汽高熱流相變換熱性能而設計的泡沫金屬蒸汽冷凝器。

背景技術：

套管式換熱器廣泛用于制冷空調、化工、動力等領域。套管式換熱器具有使用壓力高、可靠性高等優點。但涉及蒸汽相變換熱，產生的冷凝液增加了蒸汽與管壁換熱熱阻。不凝性氣體也會隨冷凝液附著在管壁上，使傳熱惡化。

目前填充泡沫金屬的換熱器，大多僅進行簡單的填充，未對填充結構進行優化。導致泡沫金屬高孔隙高傳熱的性能，未得到充分發揮利用。所以急切需要一種既保留原有換熱器的優點，又提高其效率的新式套管式蒸汽換熱器。

技術實現要素：

本發明目的是克服現有技術的不足，提供了一種經疏水性處理的高效泡沫金屬蒸汽冷凝器，該蒸汽冷凝器能大大提高冷凝換熱有效性，達到高效換熱的目的。

本發明采用的技術方案為：一種經疏水性處理的高效泡沫金屬蒸汽冷凝器，包括內管、外管，外層泡沫金屬和內層泡沫金屬；

所述內管供蒸汽流通，外管供冷卻液流通，內管內壁填充有兩層通孔泡沫金屬結構，分別為外層泡沫金屬和內層泡沫金屬；

近內管內壁的所述外層泡沫金屬，使用正十二硫醇分子基團自組裝技術、或表面氧化和化學修飾相結合的方法實現疏水表面改性，增強外層泡沫金屬排水能力，將冷凝液及不凝性氣體及時排出；

所述外層泡沫金屬孔隙當量直徑與內層泡沫金屬孔隙當量直徑比值為：1.2-1.6，具有較小孔隙的內層泡沫金屬，增大了與蒸汽的換熱面積，提高換熱效率；

所述外層泡沫金屬層上設置有螺旋輸水槽道或直線輸水槽道，將冷凝液及時排出。

作為優選，所述外層泡沫金屬和內層泡沫金屬為泡沫銅、泡沫鋁、泡沫鐵、泡沫鎳中的一種或多種做成開孔結構。

作為優選，所述外層泡沫金屬和內層泡沫金屬通過孔隙劑造孔、氣相沉積或電化學沉積方法制成。

作為優選，所述外管是光管或螺紋管。

作為優選，所述外層泡沫金屬采用KOH和K2S2O8的混合溶液對泡沫銅進行氧化以獲得微納米表面結構，化學修飾選用低表面能材料氟硅烷(FAS)。

有益效果：本發明采用上述技術方案，與現有技術相比具有如下優點：

疏水性的近壁泡沫金屬層將冷凝液快速匯集排入槽道內，通過槽道將冷凝液快速排出。活性流動的冷凝液粘性底層能夠將近內壁面的不凝性氣體快速排出，大大減小了近壁面傳熱熱阻，提高傳熱系數，具有較小孔隙的內層泡沫金屬，增大與蒸汽的換熱面積，提高換熱效率。

本發明的一種經疏水性處理的高效泡沫金屬蒸汽冷凝器可以滿足各種換熱領域中應用的需求，具有很好的市場前景。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為本發明外層泡沫金屬側視圖。

圖中1.外管；2.內管；3.外層泡沫金屬；4.內層泡沫金屬；5.螺旋輸水槽道。

具體實施方式

下面結合附圖進行更進一步的詳細說明：

如圖1和2所示，一種經疏水性處理的高效泡沫金屬蒸汽冷凝器，包括內管2、外管1，外層泡沫金屬3和內層泡沫金屬4；

所述內管2供蒸汽流通，外管1供冷卻液流通，內管2內壁填充有兩層通孔泡沫金屬結構，分別為外層泡沫金屬3和內層泡沫金屬4；

近內管2內壁的所述外層泡沫金屬3，使用正十二硫醇分子基團自組裝技術、或表面氧化和化學修飾相結合的方法實現疏水表面改性，增強外層泡沫金屬排水能力，將冷凝液及不凝性氣體及時排出；

所述外層泡沫金屬3孔隙當量直徑與內層泡沫金屬4孔隙當量直徑比值為：1.2-1.6，具有較小孔隙的內層泡沫金屬4，增大了與蒸汽的換熱面積，提高換熱效率；

所述外層泡沫金屬3層上設置有螺旋輸水槽道5，將冷凝液及時排出。

所述外層泡沫金屬3和內層泡沫金屬4為泡沫銅、泡沫鋁、泡沫鐵、泡沫鎳中的一種或多種做成開孔結構。所述外層泡沫金屬3和內層泡沫金屬4通過孔隙劑造孔、氣相沉積或電化學沉積方法制成。所述外管1是光管或螺紋管。所述外層泡沫金屬3采用KOH和K2S2O8的混合溶液對泡沫銅進行氧化以獲得微納米表面結構，化學修飾選用低表面能材料氟硅烷(FAS)。

應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。本實施例中未明確的各組成部分均可用現有技術加以實現。