變截面環套式熱虹吸泵的製作方法
2023-05-29 08:36:41 1
專利名稱：變截面環套式熱虹吸泵的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及吸收製冷、精餾分離、太陽能及其它廢熱利用領域，特別是涉及一種變截面環套式熱虹吸泵。
背景技術：
熱虹吸泵是利用外界熱量來加熱熱虹吸泵中的濃溶液，使濃溶液蒸發沸騰，同時將稀溶液提升到一定高度的一種裝置。隨著生產的發展及人民生活水平的提高，空調製冷及其它各種製冷所消耗的電力越來越多，由此造成了電力緊張、能源短缺及環境汙染等一系列問題。人們對清潔能源及可再生能源的使用越來越重視。擴散吸收製冷系統是一種可以利用太陽能及其它廢熱就可以獲得冷量的一種環保型製冷方法，它無壓縮機、不產生溫室效應氣體，也不破壞大氣臭氧層，因此得到廣泛重視。但目前其關鍵的部件熱虹吸泵要麼過於複雜加工要求高，要麼系統性能不佳，如提升管高度過高、熱利用率較低等問題，以上問題嚴重製約了擴散製冷系統的商業化應用。
實用新型內容本實用新型的目的在於克服現有技術存在的問題，提供一種高性能的變截面環套式熱虹吸泵。
本實用新型採用的技術方案為一種變截面環套式熱虹吸泵，由內管、外管、濃溶液進料管、以及設置在外管上端的製冷劑氣體出口管、和設置在外管下端的稀溶液引出管組成，其特徵在於所述的內管和外管之間還設置有分隔管。
上述技術方案中，所述分隔管的下端與內管焊接，分隔管的上端開口。本實用新型以無縫內管為基礎，在內管外首先焊接有分隔管，該分隔管下端與內管焊接，上端開口，並在下端焊接上濃溶液進料管，在分隔管外面再焊接外管，在外管上下都有接管引出，其中下面的是稀溶液出口管，上面的是溶質蒸氣即製冷劑氣體出口管。
為了進一步改善提升管程的性能，即內管外側和分隔管內側的部分的性能，本實用新型採用橢圓形內管，可以使提升管程橫截面產生徑向不對稱，由於徑向不對稱，使其在環型通道的短軸方向的最大速度和在長軸方向的最大速度不相等，此速度差所引成的推力可將流體由短軸方向推向長軸方向，由此產生的二次流可減少層流低層的厚度，強化傳熱效果，促進溶液蒸發沸騰，進而提高提升管的提升性能。
為了強化外界熱源的傳熱效果，本實用新型在外界熱源通道即內管內側安裝了傳熱翅片，傳熱翅片從內管內側向內管中心延伸，且傳熱翅片的厚度從內管內側向內管中心依次變小，這樣一方面可以減少金屬用量，另一方面保證翅片單位橫截面上的熱通量保持基本相等，有利於熱量的傳遞。
為了進一步改善提升本實用新型的蒸發效果，本實用新型在內管的外側，用無切屑機械加工方法，加工成多孔管。該段多孔管是驅動整個熱虹吸泵工作的能量輸入通道，採用多孔管的結構，一方面可以增加傳熱面積，並使流體在流過多孔的粗糙表面時產生各種二次流，一個更重要的原因是由於多孔表面的毛細管作用，可降低沸騰發生溫度。
為了提高熱利用率，本實用新型將濃溶液進料管和稀溶液引出管做成套管式結構，稀溶液引出管套在濃溶液進料管的外周，使整個熱虹吸泵的熱利用率進一步提高。
本實用新型的內管、或分隔管、或外管可採用鋼管、或銅管、或鋁管。
本實用新型工作時，可採用多個裝置同時並行操作，濃溶液在重力及壓差作用下，由濃溶液進料管，進入內管和分隔管之間的環形提升通道，濃溶液在此環形通道內被從熱流體入口進入的熱流體加熱，濃溶液中的易揮發組分蒸發，產生沸騰，同時帶動濃溶液向上提升，在不斷的提升過程中，溶液的濃度不斷下降，氣液之間不斷分離，同時也不斷中熱流體中獲取熱量，當提升高度超過分隔管的高度時，稀溶液便落入分隔管和外管之間的環形通道，該通道為稀溶液下降通道，稀溶液在重力及壓差作用下，一邊下降，一邊進一步進行氣液分離；在提升通道及稀溶液下降通道產生的氣體通過製冷劑氣體出口管進入系統的下一個裝置；稀溶液從下降通道進入稀溶液套管和從外面來的濃溶液進行換熱，並從稀溶液引出管進入系統的下一個裝置。
本實用新型與現有技術相比有以下優點1、本實用新型的主要功能由三重套管，即內管、分隔管和外管實現，故而簡單實用，解決了吸收擴散製冷中關鍵部件熱虹吸泵加工複雜、熱利用率低、提升管高度過高等問題，為這種可利用各種低品位熱能(太陽能、煙道廢氣及其它各種餘熱)進行製冷的新穎環保製冷方法進入商業實際應用提供技術支持。
2、本實用新型採用三重環套管形式，並在最內層的內管，採用橢圓形內管，一方面可以使提升管環隙橫截面產生徑向不對稱，由此產生的二次流可減少層流低層的厚度，強化傳熱效果；另一方面，三重環套的結構減少了內層熱量的損失，同時使得外界提供的熱量更加方便的進入系統，提高了系統整體的熱量利用率。
3、本實用新型的內管外側也就是提升管環隙的內側的其中一段，用無切屑機械加工方法，加工成多孔管，這樣，一方面可以增加傳熱面積，並使流體在流過多孔的粗糙表面時產生各種二次流，另一方面由於多孔表面的毛細管作用，可降低沸騰發生溫度。
4、本實用新型的內管內側採用了傳熱翅片，並採用了由厚變薄的結構，一方面可以減少金屬用量，另一方面保證翅片單位橫截面上的熱通量保持基本相等，有利於熱量的傳遞。
5、本實用新型將濃溶液進料管和稀溶液出口管做成套管式換熱器，使整個熱虹吸泵的熱利用率進一步提高。
圖1為本實用新型的結構示意圖；圖2為本實用新型的結構俯視圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步的說明。
本實用新型的結構示意圖如附圖1所示，由橢圓型無縫內管1為基礎，首先將無縫內管1外側中間一段加工成多孔管，在無縫內管1內側加工好一定數量的翅片槽，其次在內管1外焊接一分隔管2，該分隔管2下端與內管1焊接，上端開口，並在下端焊接一濃溶液進料管5；分隔管外面再焊接外管3，在外管3上下都有接管引出，其中下面焊接稀溶液引出管4，上面焊接溶質蒸氣即製冷劑氣體出口管6，在稀溶液引出管4上再焊接稀溶液出口接管7。濃溶液進料管5和稀溶液引出管4在同一圓心上，同時將稀溶液引出管4的左端焊接在濃溶液進料管5上，稀溶液通過稀溶液出口接管7，完成焊接後，在內管1的內側扦插上傳熱翅片8，然後將整個熱虹吸泵按常規方法實驗實驗，合格後可和其它部件組裝投入使用。
本實用新型的工作原理為濃溶液在重力及壓差作用下，由濃溶液入口10經過濃溶液進料管5，進入內管1和分隔管2之間的環形提升通道，濃溶液在此環形通道內被從熱流體入口9進入的熱流體加熱，濃溶液中的易揮發組分蒸發，產生沸騰，同時帶動濃溶液向上提升，在不斷的提升過程中，溶液的濃度不斷下降，氣液之間不斷分離，同時也不斷中熱流體中獲取熱量，當提升高度超過分隔管的高度時，稀溶液便落入分隔管2和外管3之間的環形通道，該通道為稀溶液下降通道，稀溶液在重力及壓差作用下，一邊下降，一邊進一步進行氣液分離；在提升通道及稀溶液下降通道產生的氣體通過氣體出口管6由氣體出口11進入系統的下一個裝置；稀溶液從下降通道進入稀溶液套管和從外面來的濃溶液進行換熱，並從稀溶液引出管7，進入系統的下一個裝置。
權利要求1.一種變截面環套式熱虹吸泵，由內管(1)、外管(3)、濃溶液進料管(5)、以及設置在外管(3)上端的製冷劑氣體出口管(6)、和設置在外管(3)下端的稀溶液引出管(4)組成，其特徵在於所述的熱虹吸泵在內管(1)和外管(3)之間還設置有分隔管(2)。
2.根據權利要求1所述的熱虹吸泵，其特徵在於所述的分隔管(2)的下端與內管(1)焊接，分隔管(2)的上端開口。
3.根據權利要求1或2所述的熱虹吸泵，其特徵在於所述的內管(1)的內側安裝有傳熱翅片(8)。
4.根據權利要求3所述的熱虹吸泵，其特徵在於所述的內管(1)的橫截面為橢圓狀。
5.根據權利要求4所述的熱虹吸泵，其特徵在於所述的內管(1)的外側表面設置有多孔結構。
6.根據權利要求5所述的熱虹吸泵，其特徵在於所述的傳熱翅片(8)從內管內側向內管中心延伸，且傳熱翅片(8)的厚度從內管內側向內管中心依次變小。
7.根據權利要求6所述的熱虹吸泵，其特徵在於所述的分隔管(2)的下端與濃溶液進料管(5)焊接。
8.根據權利要求7所述的熱虹吸泵，其特徵在於所述的濃溶液進料管(5)和稀溶液引出管(4)互為套管式結構。
9.根據權利要求8所述的熱虹吸泵，其特徵在於所述的內管(1)、或分隔管(2)、或外管(3)採用鋼管、或銅管、或鋁管。
專利摘要一種變截面環套式熱虹吸泵，由內管、外管、濃溶液進料管、以及設置在外管上端的製冷劑氣體出口管、和設置在外管下端的稀溶液引出管組成，所述的內管和外管之間還設置有分隔管。本實用新型結構簡單，方便實用，克服了現有熱虹吸泵要麼過於複雜加工要求高，要麼系統性能不佳的缺陷，適合推廣使用。
文檔編號F04F10/00GK2789686SQ20052005337
公開日2006年6月21日 申請日期2005年1月4日 優先權日2005年1月4日
發明者方利國, 陳廣懷 申請人:華南理工大學