CN108692490A - 超声波换能器及换热器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种超声波换能器及换热器。超声波换能器包括压电振源、负载介质以及电源，所述压电振源带电产生振动，所述电源与所述压电振源电连接，所述负载介质设置在所述压电振源上。本发明的压电振源带电产生振动通电产生振动，通过负载介质的作用，便于将压电振源的振动传递到换热器的铜管上，激发换热器的换热翅片产生超声波振动，使得冰霜在超声波振动的作用下，从换热翅片上松脱掉落下来。

Description

超声波换能器及换热器

技术领域

本发明涉及换热装置技术领域，具体而言，涉及一种超声波换能器及换热器。

背景技术

空气能热泵在温度低于0℃的环境下工作时，由于空气中的水蒸气凝结，导致蒸发器结霜、热泵效率变差。目前空气能热泵绝大部分使用逆循环除霜，能耗高。

申请号为201110402190.6的专利文献提出了一种能耗低、效果优的超声波除霜技术，但目前市场上没有专用的超声波换能器，使得超声波除霜技术应用受限制。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种超声波换能器及换热器，便于对换热器进行除霜。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种超声波换能器，包括压电振源、负载介质以及电源，所述压电振源带电产生振动，所述电源与所述压电振源电连接，所述负载介质设置在所述压电振源上。

进一步地，所述压电振源为压电陶瓷。

进一步地，所述负载介质采用金属硬质材料制作而成。

进一步地，所述超声波换能器还包括吸收背衬，所述吸收背衬设置在所述压电振源背离所述负载介质的一侧。

进一步地，所述吸收背衬采用具有预定质量的金属硬质材料制作而成。

进一步地，所述超声波换能器呈圆柱状或棱柱状。

进一步地，所述负载介质上设置有安装部。

进一步地，所述安装部为圆弧凹槽或椭圆弧凹槽。

根据本发明的另一方面，提供了一种换热器，所述换热器包括U形铜管和分歧管，所述U形铜管和分歧管两者至少之一上设置有上述的超声波换能器。

进一步地，所述超声波换能器通过焊接方式固定在所述U形铜管或者所述分歧管上。

进一步地，所述换热器为铜管翅片换热器或单排换热器或多排换热器或单流程换热器或多流程换热器。

应用本发明的技术方案，本发明中的超声波换能器包括压电振源、负载介质以及电源，压电振源带电产生振动，电源与压电振源电连接，负载介质设置在压电振源上。压电振源带电产生振动通电产生振动，通过负载介质的作用，便于将压电振源的振动传递到换热器的铜管上，激发换热器的换热翅片产生超声波振动，使得冰霜在超声波振动的作用下，从换热翅片上松脱掉落下来。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示意性示出了本发明的超声波换能器的第一实施例的俯视图；

图2示意性示出了本发明的超声波换能器的第一实施例的主视图；

图3示意性示出了本发明的超声波换能器的第二实施例的俯视图；

图4示意性示出了本发明的超声波换能器的第二实施例的主视图；

图5示意性示出了本发明的超声波换能器安装在管道上时的立体图；

图6示意性示出了本发明的换热器的主视图；

图7示意性示出了本发明的换热器的俯视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、超声波换能器；11、压电陶瓷；12、负载介质；121、安装部；13、吸收背衬；20、换热器；21、U形铜管；22、换热翅片；23、第一换热器进口/出口；24、分歧管；25、第二换热器进口/出口；26、U形连接管。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

参见图6和图7所示，根据本发明的实施例，提供了一种换热器20，本实施例中的换热器20可是铜管翅片换热器，还可以是单排换热器或多排换热器或单流程换热器或多流程换热器。

本实施例中的换热器20上设置有U形铜管21、换热翅片22、第一换热器进口/出口23、分歧管24、第二换热器进口/出口25以及U形连接管26。

在实际工作的过程中，换热器20容易出现结霜现象，为了能够对换热器20进行除霜，本实施例中的换热器20上设置有超声波换能器10，通过该超声波换能器10的作用，便于除去换热器20上的冰霜。

在实际安装的过程中，本实施例中的U形铜管21和分歧管24两者至少之一上超声波换能器10，便于去除换热器20上的冰霜。当然，在本发明的其他实施例中，还可以将超声波换能器10安装在换热器20的其他位置上，只要是在本发明的构思下的其他变形方式，均在本发明的保护范围之内。

参见图1至图5所示，本实施例中的超声波换能器10包括压电振源、负载介质12以及电源(图中未示出)，压电振源带电产生振动，电源与压电振源电连接，负载介质12设置在压电振源上。压电振源带电产生振动通电产生振动，通过负载介质12的作用，便于将压电振源的振动传递到换热器20的铜管上，激发换热器20的换热翅片22产生超声波振动，使得冰霜在超声波振动的作用下，从换热翅片22上松脱掉落下来。

优选地，本实施例中的压电振源为压电陶瓷11。压电陶瓷11在电源作用下，可以产生20K至100KHz的振动，并通过负载介质传递到U形铜管21和分歧管24等换热器铜管上，激发换热器20的换热翅片22产生超声波振动，换热器20上的冰霜在超声波振动的作用下，从换热翅片22上松脱掉落下来，结构简单，便于实现。

本实施例中的超声波换能器10通过焊接方式固定在U形铜管21或者分歧管24上。当然，在本发明的其他实施例中，超声波换能器10和U形铜管21或者分歧管24之间还可以采用卡扣或者紧固件等连接固定在一起，只要是在本发明的构思下的其他变形方式，均在本发明的保护范围之内。

负载介质12上设置有安装部121，安装时，本实施例中的超声波换能器10通过安装部121安装在U形铜管21或者分歧管24上。优选地，安装部121为圆弧凹槽或椭圆弧凹槽，便于与U形铜管21或者分歧管24贴合进行安装，超声波换能器10的安装部121与U形铜管21或者分歧管24之间具有一定的预留间隙，通过焊接安装在固定在换热器20上。该预留间隙小于5mm。本实施例中的负载介质12采用金属硬质材料制作而成，一方面便于与U形铜管21或者分歧管24焊接，另一方面还便于传递压电陶瓷11的振动。

本实施例中的超声波换能器10还包括吸收背衬13，该吸收背衬13设置在压电振源背离负载介质12的一侧，保证压电振源的振动朝向负载介质12的方向传递。优选地，本实施例中的吸收背衬13采用具有预定质量的金属硬质材料制作而成。

参见图1和图2所示，在本发明的第一实施例中，超声波换能器10四棱柱状。参见图3至图5所示，在本发明的第二实施例中，超声波换能器10呈圆柱状。当然，在本发明的其他实施例中，还可以将超声波换能器10设置为五棱柱、三棱柱、六棱柱或者其他规则或不规则的形状，只要是在本发明的构思下的其他变形方式，均在本发明的保护范围之内。

根据上述的实施例可以知道：

本发明的超声波换能器10主要包含：负载介质12、压电陶瓷11、吸收背衬13和电源(图中未画出)。压电陶瓷11是成熟的技术，在电源作用下，可以产生20K至100KHz的振动，并通过负载介质12传递到换热器20的铜管上，激发换热器20的换热翅片22产生超声波振动。冰霜在超声波振动的作用下，从换热翅片22上松脱掉落下来。

如图1至5所示，本发明的超声波换能器10的负载介质12的安装面为弧面，弧面半径根据换热器20的铜管的直径而定，可以跟铜管紧密焊接在一起。超声波换能器10呈棱柱状或者圆柱状等。

如图6和图7所示，本发明的换热器20主要包含超声波换能器10、U形铜管21、换热翅片22、分歧管24、第一换热器进口/出口23、第二换热器进口/出口25、U形连接管26。其中超声波换能器10既可以安装在分歧管24上，也可以安装在U形铜管21的折弯面上。图中超声波换能器10的具***置和数量，需要根据具体的换热器而定。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种超声波换能器(10)，其特征在于，包括压电振源、负载介质(12)以及电源，所述压电振源带电产生振动，所述电源与所述压电振源电连接，所述负载介质(12)设置在所述压电振源上。

2.根据权利要求1所述的超声波换能器(10)，其特征在于，所述压电振源为压电陶瓷(11)。

3.根据权利要求1所述的超声波换能器(10)，其特征在于，所述负载介质(12)采用金属硬质材料制作而成。

4.根据权利要求1所述超声波换能器(10)，其特征在于，所述超声波换能器(10)还包括吸收背衬(13)，所述吸收背衬(13)设置在所述压电振源背离所述负载介质(12)的一侧。

5.根据权利要求4所述的超声波换能器(10)，其特征在于，所述吸收背衬(13)采用具有预定质量的金属硬质材料制作而成。

6.根据权利要求1所述的超声波换能器(10)，其特征在于，所述超声波换能器(10)呈圆柱状或棱柱状。

7.根据权利要求1所述的超声波换能器(10)，其特征在于，所述负载介质(12)上设置有安装部(121)。

8.根据权利要求7所述的超声波换能器(10)，其特征在于，所述安装部(121)为圆弧凹槽或椭圆弧凹槽。

9.一种换热器(20)，所述换热器(20)包括U形铜管(21)和分歧管(24)，其特征在于，所述U形铜管(21)和分歧管(24)两者至少之一上设置有权利要求1至8中任一项所述的超声波换能器(10)。

10.根据权利要求9所述的换热器(20)，其特征在于，所述超声波换能器(10)通过焊接方式固定在所述U形铜管(21)或者所述分歧管(24)上。

11.根据权利要求9或10所述的换热器(20)，其特征在于，所述换热器(20)为铜管翅片换热器或单排换热器或多排换热器或单流程换热器或多流程换热器。