CN1472498A

CN1472498A - 一种生产冷凝成膜翅片的方法及冷凝成膜热交换器

Info

Publication number: CN1472498A
Application number: CNA021253811A
Authority: CN
Inventors: 张征宇; 朱旦
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-07-30
Filing date: 2002-07-30
Publication date: 2004-02-04

Abstract

本发明提出的生产冷凝成膜翅片的方法，通过将所述冷凝翅片表面作喷丸处理的过程，使所述冷凝翅片表面形成连续而微小的凹坑。当水蒸汽等蒸汽，被冷却至露点以下时，就会在所述冷凝翅片上形成液膜；本发明提出的冷凝成膜热交换器，包括吸热壁、冷凝成膜翅片、导流翅片以及壳体；由于采用了导流翅片，可以防止冷凝成膜翅片的重力方向下边缘将冷凝水膜吸附，从而防止在冷凝成膜翅片间形成“液桥”，保证冷凝成膜翅片间的冷凝气流通畅。采用本发明提出的生产冷凝成膜翅片的方法与冷凝成膜热交换器，不仅工艺简单、成本低，而且生产的冷凝成膜翅片成膜性好，冷凝效率高，使用寿命长。

Description

一种生产冷凝成膜翅片的方法及冷凝成膜热交换器

本发明涉及一种生产冷凝成膜翅片的方法及冷凝成膜热交换器，具体地说，涉及一种采用喷丸工艺生产冷凝成膜的翅片的方法及冷凝成膜热交换器。

人们对于大功率、大尺寸冷凝热交换器作过许多研究，提高冷凝速度的基本技术方案，就是在冷凝面涂覆低表面能的材料，使冷凝面产生滴状凝结。大尺寸冷凝热交换器具备产生紊流的条件，而紊流的传热是以传质传热为特征的；但是，小尺寸、小功率的冷凝热交换器只具备产生层流的条件，层流传热是以热传导为特征的。正是这一差别，使小尺寸、小功率的冷凝热交换器需要冷凝面产生膜状凝结，以减小冷凝翅片面间的距离，提高导热温度梯度，增强导热。

理论上，水蒸汽等蒸汽在金属表面冷凝，就会形成膜状凝结；而实际上，由于一般机械加工生产的表面只存在不完善的连续而微小的凹坑，因此水蒸汽等蒸汽在金属表面冷凝是膜状凝结、滴状凝结的混合。因此，一般机械加工生产的冷凝表面，普遍存在滴状凝结，这就使小尺寸、小功率的冷凝热交换器的冷凝翅片间距必须大于液滴直径，以便液滴能在重力作用下自由落下，避免因发生“液桥”而堵塞；相应地，导热温度梯度的提高，就受到能够自由落下的液滴直径大小的限制。

最近，人们通过在冷凝片金属表面涂覆一层纳米材料，使水蒸汽等蒸汽冷凝后形成膜状。由于目前的纳米材料需要良好的光照条件，才能使水蒸汽等蒸汽冷凝成膜，所以，其应用存在局限性。

本发明的目的是，提供一种生产冷凝成膜翅片的方法，以期为小尺寸、小功率的冷凝热交换器提供低成本、实用性强的冷凝成膜的翅片；本发明的目的还在于提供一种采用所述冷凝成膜翅片的高冷凝效率冷凝成膜热交换器。

本发明提出的生产冷凝成膜翅片的方法，包含一个冷凝翅片加工成形的过程和一个将冷凝翅片表面作喷丸处理的过程，通过所述将冷凝翅片表面作喷丸处理的过程，使所述冷凝翅片表面形成连续而微小的凹坑。

所述喷丸处理，俗称喷砂处理。其工作原理是：将无数高速运动的微小玻璃丸体或其它微小丸体连续冲击所述冷凝翅片表面，使所述冷凝翅片表面形成高密度的微小凹坑，即，使所述冷凝翅片表面形成连续而微小的凹坑。

水蒸汽等蒸汽，被冷却至露点以下时，就会在所述冷凝翅片上的凹坑形成微小的液滴，由于所述冷凝翅片表面存在连续而微小的凹坑，因此所形成的微小的液滴也是连续的，而这种连续的微小的液滴就是液膜。

采用本发明提出的生产冷凝成膜翅片的方法，不仅工艺简单、成本低，而且生产的冷凝成膜翅片成膜性好，使用寿命长。

本发明提出的冷凝成膜热交换器，包括吸热壁、冷凝成膜翅片、导流翅片以及壳体；所述冷凝成膜翅片的根部在所述吸热壁的冷源面的背面；所述导流翅片从重力方向的下方与所述冷凝成膜翅片的重力方向的下端紧密接触，并与所述冷凝成膜翅片的表面平滑吻合；所述导流翅片的重力方向尺寸，应大于所述冷凝成膜翅片间所能承载的“液桥”重力方向最大尺寸；所述壳体将所述冷凝成膜翅片与所述导流翅片包容，并形成进风口、出风口，使冷凝气流流经所述冷凝成膜翅片的冷凝面。

导流翅片的作用，就是防止冷凝成膜翅片的重力方向下边缘将冷凝水膜吸附，从而防止在冷凝成膜翅片间形成“液桥”，保证冷凝成膜翅片间的冷凝气流通畅。

因此，所述导流翅片也可以直接与所述冷凝成膜翅片做成一体。但为提高热效率考虑，所述导流翅片最好采用热阻高的材料。

采用本发明提出的冷凝成膜热交换器，结构简单、冷凝效率高、尺寸小，工作可靠。

以下结合附图，通过对实施例的详细描述，将使本发明生产冷凝成膜翅片的方法及冷凝成膜热交换器，其优点愈为清晰，其中：

图1是本发明实施例1冷凝成膜热交换器示意图；图2为图1的C向视图；图3为图1的D向视图。

参照图1，表示本发明实施例1冷凝成膜热交换器。所述冷凝成膜热交换器包括吸热壁1、冷凝成膜翅片2、导流翅片3以及壳体4；所述冷凝成膜翅片2的根部在所述吸热壁1的冷源面5的背面；所述导流翅片3从重力方向的下方与所述冷凝成膜翅片2的重力方向的下端相接触，并与所述冷凝成膜翅片3的表面平滑吻合；所述导流翅片3的重力方向尺寸为15MM，大于所述导流翅片3间所能承载的“液桥”重力方向最大尺寸10MM。

本发明实施例1的冷凝成膜翅片2之间的间距为1.7MM，翅片高为20MM；所述冷凝成膜翅片2分为两行I与II，所述两行(I与II)冷凝成膜翅片2交错配置，以进一步提高热传导效果。为防止所述交错配置的两行I与II冷凝成膜翅片2在交界处形成水膜或水滴集聚而发生堵塞，所述两行I与II冷凝成膜翅片2之间最好行距3MM以上。

本发明实施例1的导流翅片3高20MM，材料为塑料；

本发明实施例1的冷凝成膜翅片2的表面6在作喷丸处理前，其表面粗糙度最好低于6.3，并将所述表面6清洗干净；然后用100目砂进行喷丸处理。最后装配成冷凝成膜热交换器。

所述壳体4将所述冷凝成膜翅片2与所述导流翅片3包容，并形成进风口7、出风口8，从所述进风口7进来的气流从水平方向先后流经前述第I行冷凝成膜翅片2表面、及第II行冷凝成膜翅片2表面，然后从第II行冷凝成膜翅片2一端水平地经过所述出风口8流出。所述气流的热量被冷凝成膜翅片2表面6吸入，传至前述吸热壁1的冷源面5，再被与所述冷源面5接触的冷源吸收。

在本发明实施例1中，如果冷源采用半导体致冷器件，前述吸热壁1的冷源面5最好采用平面；如果冷源采用流体物质，则所述吸热壁1的冷源面5最好采用内圆面。

当所述气流被冷却到露点以下时，所述冷凝成膜翅片2的表面就产生液膜。所述液膜在重力作用下，沿所述冷凝成膜翅片2的表面6流向前述导流翅片3表面；然后在所述导流翅片3的重力方向下边缘吸附作用下，形成“液桥”。当所述“液桥”成长到一定尺寸后，就会因重力超过吸附力而下落。

图4是本发明实施例2冷凝成膜热交换器示意图；图5为图4的H向视图；图6为图4的G向视图。

参照图4，表示本发明实施例2冷凝成膜热交换器。所述冷凝成膜热交换器包括吸热壁11、冷凝成膜翅片12以及导流翅片13、壳体14；所述冷凝成膜翅片12的根部在所述吸热壁的冷源面15的背面；所述导流翅片13从重力方向的下方与所述冷凝成膜翅片12的重力方向的下端相接触，并与所述冷凝成膜翅片12的表面16平滑吻合；

由于本发明实施例2的冷凝气流经过所述导流翅片13，所述导流翅片13组成的每一个风道20都不应被所承载的“液桥”堵死，以防所述冷凝气流阻断而造成冷凝中断。

因此，本发明实施例2的导流翅片13的底端被设计成斜边，使集聚在所述导流翅片13的底端斜上方的水膜能够及时在重力与所述导流翅片13表面16及重力方向下斜边缘吸附作用下，流向所述导流翅片13的底端斜下方。

本发明实施例2的冷凝成膜翅片12之间的间距为1.7MM，翅片宽为20MM，高为40MM；所述冷凝成膜翅片12分为单行。

本发明实施例2的导流翅片13宽20MM、高20MM材料为塑料；

本发明实施例2的冷凝成膜翅片12表面16在作喷丸处理前，其表面粗糙度最好低于6.3，并将所述表面16清洗干净；然后用100目砂进行喷丸处理。最后装配成冷凝成膜热交换器。

所述壳体14将所述冷凝成膜翅片12与所述导流翅片13包容，并形成进风口17、出风口18。从所述进风口17进来的气流，从上方流经前述冷凝成膜翅片12表面16，然后从所述导流翅片13下方经过所述出风口18流出。

所述气流的热量被冷凝成膜翅片12表面吸入，传至前述吸热壁1的冷源面15，再被与所述冷源面15接触的冷源吸收。

在本发明实施例2中，如果冷源采用半导体致冷器件，前述吸热壁11的冷源面15最好采用平面；如果冷源采用流体物质，则所述吸热壁11的冷源面15最好采用内圆面。

当所述气流被冷却到露点以下时，所述冷凝成膜翅片12的表面16就产生液膜。所述液膜在重力作用下，沿所述冷凝成膜翅片12的表面16流向前述导流翅片13表面；集聚在所述导流翅片13的底端斜上方的水膜能够及时在重力与所述导流翅片13表面及重力方向下斜边缘吸附作用下，流向所述导流翅片13的底端斜下方。在所述导流翅片13的底端斜下方边缘吸附作用下，形成的“液桥”，当其成长到一定尺寸后，就会因重力超过吸附力而下落。

Claims

1.一种生产冷凝成膜翅片的方法，包括一个冷凝翅片加工成形的过程，其特征在于：还包含一个将冷凝翅片表面作喷丸处理的过程，通过所述将冷凝翅片表面作喷丸处理的过程，使所述冷凝翅片表面形成连续而微小的凹坑。

2.一种冷凝成膜热交换器，包括吸热壁(1)、冷凝成膜翅片(2)以及壳体(4)；所述冷凝成膜翅片(2)的根部在所述吸热壁(1)冷源面(5)的背面；所述壳体(4)将所述冷凝成膜翅片(2)包容，并形成进风口(7)、出风口(8)，使冷凝气流流经所述冷凝成膜翅片的表面(6)；其特征在于：所述冷凝成膜热交换器还包括导流翅片(3)，所述导流翅片(3)从重力方向的下方与所述冷凝成膜翅片(2)的重力方向的下端相接触，并与所述冷凝成膜翅片(2)的表面(6)平滑吻合；所述导流翅片(3)的重力方向尺寸(A)，大于所述冷凝成膜翅片间所能承载的“液桥”重力方向最大尺寸。

3.一种如权力要求2所述的冷凝成膜热交换器，其特征在于：所述导流翅片(13)的底端可以被设计成斜边，使集聚在所述导流翅片(13)的底端斜上方的水膜能够及时在重力与所述导流翅片(13)表面及重力方向下斜边缘吸附作用下，流向所述导流翅片(13)的底端斜下方。

4.一种如权力要求2所述的冷凝成膜热交换器，其特征在于：所述导流翅片最好采用热阻高的材料。

5.一种如权力要求2所述的冷凝成膜热交换器，其特征在于：所述导流翅片(3)也可以直接与所述冷凝成膜翅片(2)做成一体。