專利名稱：變截面環(huán)套式熱虹吸泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及吸收制冷、精餾分離、太陽(yáng)能及其它廢熱利用領(lǐng)域，特別是涉及一種變截面環(huán)套式熱虹吸泵。
背景技術(shù)：
熱虹吸泵是利用外界熱量來(lái)加熱熱虹吸泵中的濃溶液，使?jié)馊芤赫舭l(fā)沸騰，同時(shí)將稀溶液提升到一定高度的一種裝置。隨著生產(chǎn)的發(fā)展及人民生活水平的提高，空調(diào)制冷及其它各種制冷所消耗的電力越來(lái)越多，由此造成了電力緊張、能源短缺及環(huán)境污染等一系列問(wèn)題。人們對(duì)清潔能源及可再生能源的使用越來(lái)越重視。擴(kuò)散吸收制冷系統(tǒng)是一種可以利用太陽(yáng)能及其它廢熱就可以獲得冷量的一種環(huán)保型制冷方法，它無(wú)壓縮機(jī)、不產(chǎn)生溫室效應(yīng)氣體，也不破壞大氣臭氧層，因此得到廣泛重視。但目前其關(guān)鍵的部件熱虹吸泵要么過(guò)于復(fù)雜加工要求高，要么系統(tǒng)性能不佳，如提升管高度過(guò)高、熱利用率較低等問(wèn)題，以上問(wèn)題嚴(yán)重制約了擴(kuò)散制冷系統(tǒng)的商業(yè)化應(yīng)用。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種高性能的變截面環(huán)套式熱虹吸泵。
本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為一種變截面環(huán)套式熱虹吸泵，由內(nèi)管、外管、濃溶液進(jìn)料管、以及設(shè)置在外管上端的制冷劑氣體出口管、和設(shè)置在外管下端的稀溶液引出管組成，其特征在于所述的內(nèi)管和外管之間還設(shè)置有分隔管。
上述技術(shù)方案中，所述分隔管的下端與內(nèi)管焊接，分隔管的上端開(kāi)口。本實(shí)用新型以無(wú)縫內(nèi)管為基礎(chǔ)，在內(nèi)管外首先焊接有分隔管，該分隔管下端與內(nèi)管焊接，上端開(kāi)口，并在下端焊接上濃溶液進(jìn)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(zhì)蒸氣即制冷劑氣體出口管。
為了進(jìn)一步改善提升管程的性能，即內(nèi)管外側(cè)和分隔管內(nèi)側(cè)的部分的性能，本實(shí)用新型采用橢圓形內(nèi)管，可以使提升管程橫截面產(chǎn)生徑向不對(duì)稱，由于徑向不對(duì)稱，使其在環(huán)型通道的短軸方向的最大速度和在長(zhǎng)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(zhǎng)軸方向，由此產(chǎn)生的二次流可減少層流低層的厚度，強(qiáng)化傳熱效果，促進(jìn)溶液蒸發(fā)沸騰，進(jìn)而提高提升管的提升性能。
為了強(qiáng)化外界熱源的傳熱效果，本實(shí)用新型在外界熱源通道即內(nèi)管內(nèi)側(cè)安裝了傳熱翅片，傳熱翅片從內(nèi)管內(nèi)側(cè)向內(nèi)管中心延伸，且傳熱翅片的厚度從內(nèi)管內(nèi)側(cè)向內(nèi)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，有利于熱量的傳遞。
為了進(jìn)一步改善提升本實(shí)用新型的蒸發(fā)效果，本實(shí)用新型在內(nèi)管的外側(cè)，用無(wú)切屑機(jī)械加工方法，加工成多孔管。該段多孔管是驅(qū)動(dòng)整個(gè)熱虹吸泵工作的能量輸入通道，采用多孔管的結(jié)構(gòu)，一方面可以增加傳熱面積，并使流體在流過(guò)多孔的粗糙表面時(shí)產(chǎn)生各種二次流，一個(gè)更重要的原因是由于多孔表面的毛細(xì)管作用，可降低沸騰發(fā)生溫度。
為了提高熱利用率，本實(shí)用新型將濃溶液進(jìn)料管和稀溶液引出管做成套管式結(jié)構(gòu)，稀溶液引出管套在濃溶液進(jìn)料管的外周，使整個(gè)熱虹吸泵的熱利用率進(jìn)一步提高。
本實(shí)用新型的內(nèi)管、或分隔管、或外管可采用鋼管、或銅管、或鋁管。
本實(shí)用新型工作時(shí)，可采用多個(gè)裝置同時(shí)并行操作，濃溶液在重力及壓差作用下，由濃溶液進(jìn)料管，進(jìn)入內(nèi)管和分隔管之間的環(huán)形提升通道，濃溶液在此環(huán)形通道內(nèi)被從熱流體入口進(jìn)入的熱流體加熱，濃溶液中的易揮發(fā)組分蒸發(fā)，產(chǎn)生沸騰，同時(shí)帶動(dòng)濃溶液向上提升，在不斷的提升過(guò)程中，溶液的濃度不斷下降，氣液之間不斷分離，同時(shí)也不斷中熱流體中獲取熱量，當(dāng)提升高度超過(guò)分隔管的高度時(shí)，稀溶液便落入分隔管和外管之間的環(huán)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(jìn)一步進(jìn)行氣液分離；在提升通道及稀溶液下降通道產(chǎn)生的氣體通過(guò)制冷劑氣體出口管進(jìn)入系統(tǒng)的下一個(gè)裝置；稀溶液從下降通道進(jìn)入稀溶液套管和從外面來(lái)的濃溶液進(jìn)行換熱，并從稀溶液引出管進(jìn)入系統(tǒng)的下一個(gè)裝置。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比有以下優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型的主要功能由三重套管，即內(nèi)管、分隔管和外管實(shí)現(xiàn)，故而簡(jiǎn)單實(shí)用，解決了吸收擴(kuò)散制冷中關(guān)鍵部件熱虹吸泵加工復(fù)雜、熱利用率低、提升管高度過(guò)高等問(wèn)題，為這種可利用各種低品位熱能(太陽(yáng)能、煙道廢氣及其它各種余熱)進(jìn)行制冷的新穎環(huán)保制冷方法進(jìn)入商業(yè)實(shí)際應(yīng)用提供技術(shù)支持。
2、本實(shí)用新型采用三重環(huán)套管形式，并在最內(nèi)層的內(nèi)管，采用橢圓形內(nèi)管，一方面可以使提升管環(huán)隙橫截面產(chǎn)生徑向不對(duì)稱，由此產(chǎn)生的二次流可減少層流低層的厚度，強(qiáng)化傳熱效果；另一方面，三重環(huán)套的結(jié)構(gòu)減少了內(nèi)層熱量的損失，同時(shí)使得外界提供的熱量更加方便的進(jìn)入系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)整體的熱量利用率。
3、本實(shí)用新型的內(nèi)管外側(cè)也就是提升管環(huán)隙的內(nèi)側(cè)的其中一段，用無(wú)切屑機(jī)械加工方法，加工成多孔管，這樣，一方面可以增加傳熱面積，并使流體在流過(guò)多孔的粗糙表面時(shí)產(chǎn)生各種二次流，另一方面由于多孔表面的毛細(xì)管作用，可降低沸騰發(fā)生溫度。
4、本實(shí)用新型的內(nèi)管內(nèi)側(cè)采用了傳熱翅片，并采用了由厚變薄的結(jié)構(gòu)，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，有利于熱量的傳遞。
5、本實(shí)用新型將濃溶液進(jìn)料管和稀溶液出口管做成套管式換熱器，使整個(gè)熱虹吸泵的熱利用率進(jìn)一步提高。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)俯視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說(shuō)明。
本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖如附圖1所示，由橢圓型無(wú)縫內(nèi)管1為基礎(chǔ)，首先將無(wú)縫內(nèi)管1外側(cè)中間一段加工成多孔管，在無(wú)縫內(nèi)管1內(nèi)側(cè)加工好一定數(shù)量的翅片槽，其次在內(nèi)管1外焊接一分隔管2，該分隔管2下端與內(nèi)管1焊接，上端開(kāi)口，并在下端焊接一濃溶液進(jìn)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(zhì)蒸氣即制冷劑氣體出口管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(jìn)料管5和稀溶液引出管4在同一圓心上，同時(shí)將稀溶液引出管4的左端焊接在濃溶液進(jìn)料管5上，稀溶液通過(guò)稀溶液出口接管7，完成焊接后，在內(nèi)管1的內(nèi)側(cè)扦插上傳熱翅片8，然后將整個(gè)熱虹吸泵按常規(guī)方法實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)，合格后可和其它部件組裝投入使用。
本實(shí)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(jīng)過(guò)濃溶液進(jìn)料管5，進(jìn)入內(nèi)管1和分隔管2之間的環(huán)形提升通道，濃溶液在此環(huán)形通道內(nèi)被從熱流體入口9進(jìn)入的熱流體加熱，濃溶液中的易揮發(fā)組分蒸發(fā)，產(chǎn)生沸騰，同時(shí)帶動(dòng)濃溶液向上提升，在不斷的提升過(guò)程中，溶液的濃度不斷下降，氣液之間不斷分離，同時(shí)也不斷中熱流體中獲取熱量，當(dāng)提升高度超過(guò)分隔管的高度時(shí)，稀溶液便落入分隔管2和外管3之間的環(huán)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(jìn)一步進(jìn)行氣液分離；在提升通道及稀溶液下降通道產(chǎn)生的氣體通過(guò)氣體出口管6由氣體出口11進(jìn)入系統(tǒng)的下一個(gè)裝置；稀溶液從下降通道進(jìn)入稀溶液套管和從外面來(lái)的濃溶液進(jìn)行換熱，并從稀溶液引出管7，進(jìn)入系統(tǒng)的下一個(gè)裝置。
權(quán)利要求1.一種變截面環(huán)套式熱虹吸泵，由內(nèi)管(1)、外管(3)、濃溶液進(jìn)料管(5)、以及設(shè)置在外管(3)上端的制冷劑氣體出口管(6)、和設(shè)置在外管(3)下端的稀溶液引出管(4)組成，其特征在于所述的熱虹吸泵在內(nèi)管(1)和外管(3)之間還設(shè)置有分隔管(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱虹吸泵，其特征在于所述的分隔管(2)的下端與內(nèi)管(1)焊接，分隔管(2)的上端開(kāi)口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱虹吸泵，其特征在于所述的內(nèi)管(1)的內(nèi)側(cè)安裝有傳熱翅片(8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱虹吸泵，其特征在于所述的內(nèi)管(1)的橫截面為橢圓狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱虹吸泵，其特征在于所述的內(nèi)管(1)的外側(cè)表面設(shè)置有多孔結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱虹吸泵，其特征在于所述的傳熱翅片(8)從內(nèi)管內(nèi)側(cè)向內(nèi)管中心延伸，且傳熱翅片(8)的厚度從內(nèi)管內(nèi)側(cè)向內(nèi)管中心依次變小。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱虹吸泵，其特征在于所述的分隔管(2)的下端與濃溶液進(jìn)料管(5)焊接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熱虹吸泵，其特征在于所述的濃溶液進(jìn)料管(5)和稀溶液引出管(4)互為套管式結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱虹吸泵，其特征在于所述的內(nèi)管(1)、或分隔管(2)、或外管(3)采用鋼管、或銅管、或鋁管。
專利摘要一種變截面環(huán)套式熱虹吸泵，由內(nèi)管、外管、濃溶液進(jìn)料管、以及設(shè)置在外管上端的制冷劑氣體出口管、和設(shè)置在外管下端的稀溶液引出管組成，所述的內(nèi)管和外管之間還設(shè)置有分隔管。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便實(shí)用，克服了現(xiàn)有熱虹吸泵要么過(guò)于復(fù)雜加工要求高，要么系統(tǒng)性能不佳的缺陷，適合推廣使用。
文檔編號(hào)F04F10/00GK2789686SQ20052005337
公開(kāi)日2006年6月21日 申請(qǐng)日期2005年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月4日
發(fā)明者方利國(guó), 陳廣懷 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)