[发明专利]一种经疏水性处理的高效泡沫金属蒸汽冷凝器

说明书

本发明公开了一种经疏水性处理的高效泡沫金属蒸汽冷凝器，包括内管、外管，外层泡沫金属和内层泡沫金属；所述内管供蒸汽流通，外管供冷却液流通，内管内壁填充有两层通孔泡沫金属结构，近内管内壁的所述外层泡沫金属，使用正十二硫醇分子基团自组装技术、或表面氧化和化学修饰相结合的方法实现疏水表面改性，所述外层泡沫金属孔隙当量直径与内层泡沫金属孔隙当量直径比值为：1.2‑1.6，所述外层泡沫金属层上设置有螺旋输水槽道或直线输水槽道。本发明活性流动的冷凝液粘性底层能够将近内壁面的不凝性气体快速排出，大大减小了近壁面传热热阻，提高传热系数，具有较小孔隙的内层泡沫金属，增大与蒸汽的换热面积，提高换热效率。

技术领域

本发明涉及一种相变换热技术，具体涉及一种为提高制冷、热能工程领域的制冷剂蒸汽、高温蒸汽高热流相变换热性能而设计的泡沫金属蒸汽冷凝器。

背景技术

套管式换热器广泛用于制冷空调、化工、动力等领域。套管式换热器具有使用压力高、可靠性高等优点。但涉及蒸汽相变换热，产生的冷凝液增加了蒸汽与管壁换热热阻。不凝性气体也会随冷凝液附着在管壁上，使传热恶化。

目前填充泡沫金属的换热器，大多仅进行简单的填充，未对填充结构进行优化。导致泡沫金属高孔隙高传热的性能，未得到充分发挥利用。所以急切需要一种既保留原有换热器的优点，又提高其效率的新式套管式蒸汽换热器。

发明内容

本发明目的是克服现有技术的不足，提供了一种经疏水性处理的高效泡沫金属蒸汽冷凝器，该蒸汽冷凝器能大大提高冷凝换热有效性，达到高效换热的目的。

本发明采用的技术方案为：一种经疏水性处理的高效泡沫金属蒸汽冷凝器，包括内管、外管，外层泡沫金属和内层泡沫金属；

所述内管供蒸汽流通，外管供冷却液流通，内管内壁填充有两层通孔泡沫金属结构，分别为外层泡沫金属和内层泡沫金属；

近内管内壁的所述外层泡沫金属，使用正十二硫醇分子基团自组装技术、或表面氧化和化学修饰相结合的方法实现疏水表面改性，增强外层泡沫金属排水能力，将冷凝液及不凝性气体及时排出；

所述外层泡沫金属孔隙当量直径与内层泡沫金属孔隙当量直径比值为：1.2-1.6，具有较小孔隙的内层泡沫金属，增大了与蒸汽的换热面积，提高换热效率；

所述外层泡沫金属层上设置有螺旋输水槽道或直线输水槽道，将冷凝液及时排出。

作为优选，所述外层泡沫金属和内层泡沫金属为泡沫铜、泡沫铝、泡沫铁、泡沫镍中的一种或多种做成开孔结构。

作为优选，所述外层泡沫金属和内层泡沫金属通过孔隙剂造孔、气相沉积或电化学沉积方法制成。

作为优选，所述外管是光管或螺纹管。

作为优选，所述外层泡沫金属采用KOH和K2S2O8的混合溶液对泡沫铜进行氧化以获得微纳米表面结构，化学修饰选用低表面能材料氟硅烷(FAS)。

有益效果：本发明采用上述技术方案，与现有技术相比具有如下优点：

疏水性的近壁泡沫金属层将冷凝液快速汇集排入槽道内，通过槽道将冷凝液快速排出。活性流动的冷凝液粘性底层能够将近内壁面的不凝性气体快速排出，大大减小了近壁面传热热阻，提高传热系数，具有较小孔隙的内层泡沫金属，增大与蒸汽的换热面积，提高换热效率。

本发明的一种经疏水性处理的高效泡沫金属蒸汽冷凝器可以满足各种换热领域中应用的需求，具有很好的市场前景。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明外层泡沫金属侧视图。

图中1.外管；2.内管；3.外层泡沫金属；4.内层泡沫金属；5.螺旋输水槽道。