專利名稱：電流體動(dòng)力誘導(dǎo)泵送式熱能傳遞系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的技術(shù)范圍本發(fā)明總的涉及熱能傳遞領(lǐng)域，尤其涉及一種電流體動(dòng)力誘導(dǎo)泵送式熱能傳遞系統(tǒng)及方法。
本發(fā)明的背景日益增長(zhǎng)的能源貯存和全球性環(huán)境保護(hù)問(wèn)題正在對(duì)各種工業(yè)和商業(yè)領(lǐng)域提出更高的標(biāo)準(zhǔn)以便更有效地生產(chǎn)和利用能源。例如，在引入臭氧合格的致冷劑方面便出現(xiàn)了新的問(wèn)題。這種新的致冷劑不僅價(jià)格昂貴得多，而且其熱能傳遞特性通常較差。另外，在各種用途中，通常要用熱能傳遞裝置例如熱交換器、冷凝器和蒸發(fā)器來(lái)有效地利用熱能。例如，冷凝器和蒸氣器可用于致冷系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、太陽(yáng)能系統(tǒng)或地?zé)崂孟到y(tǒng)。
一種類型的熱能傳遞裝置具有一根包圍一束或者說(shuō)一組直徑較小的內(nèi)導(dǎo)管的外管或者說(shuō)外導(dǎo)管。工作時(shí)，在置入外導(dǎo)管內(nèi)并包圍上述內(nèi)導(dǎo)管的流體與裝入內(nèi)導(dǎo)管內(nèi)的流體之間發(fā)生熱能傳遞。在冷凝器的情況下，進(jìn)入外導(dǎo)管的流體可以是要冷凝成液相的汽相。通常是在內(nèi)導(dǎo)管內(nèi)置入一種溫度低于該汽體冷凝溫度的流體來(lái)達(dá)到冷凝成液相的目的。
但是，現(xiàn)有的熱能傳遞裝置存在幾個(gè)缺點(diǎn)。例如，在上述的冷凝器的情況下，為蒸汽在內(nèi)導(dǎo)管上冷凝時(shí)，在冷凝器上部附近的內(nèi)導(dǎo)管上冷凝的液體會(huì)落到或者說(shuō)滴到位于冷凝器下部的內(nèi)導(dǎo)管上，這就會(huì)降低下部?jī)?nèi)導(dǎo)管的熱能傳遞效率。另外，在內(nèi)導(dǎo)管上冷凝的液體會(huì)阻止更多的蒸汽與內(nèi)導(dǎo)管相接觸，這也降低外部流體與裝入內(nèi)導(dǎo)管內(nèi)的流體之間的熱能傳遞效率。
本發(fā)明概述本發(fā)明提供一種可克服現(xiàn)有技術(shù)的熱能傳遞系統(tǒng)和方法的缺點(diǎn)的電流體動(dòng)力誘導(dǎo)泵送式的熱能傳遞系統(tǒng)和方法。具體地說(shuō)，本發(fā)明提供一種利用電流體動(dòng)力誘導(dǎo)流體移動(dòng)以提高熱能傳遞效率的熱能傳遞系統(tǒng)和方法。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，一種電流體動(dòng)力誘導(dǎo)泵送式熱能傳遞系統(tǒng)具有一根含有第一表面和第二表面的導(dǎo)管。上述系統(tǒng)還具有多根沿導(dǎo)管的第一表面安裝的導(dǎo)線，該多根導(dǎo)線安裝成彼此相隔一定距離并沿導(dǎo)管的縱向延伸。上述系統(tǒng)還具有一個(gè)與上述多根導(dǎo)線相連接并可引發(fā)沿導(dǎo)管的第一表面行進(jìn)的電波的電源。上述行進(jìn)電波可以引起與導(dǎo)管的第一表面相接觸的流體中的液相在導(dǎo)管的第一表面上沿縱向泵送，從而加速了流體與導(dǎo)管之間的熱能傳遞。
按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，一種用于電流體動(dòng)力誘導(dǎo)泵送流體以加速熱能傳遞的方法包含如下步驟提供多根沿導(dǎo)管的第一表面安裝的導(dǎo)線，該多根導(dǎo)線安裝成互相隔開一定距離，并沿導(dǎo)管的縱向延伸；將上述多根導(dǎo)線與一個(gè)電源相連接；使用上述電源引發(fā)沿導(dǎo)管的第一表面行進(jìn)的電波來(lái)加快流體與導(dǎo)管的熱能傳遞，上述的行進(jìn)電波可以引起流體中的液相沿導(dǎo)管的第一表面縱向地泵送。
本發(fā)明的技術(shù)上的優(yōu)點(diǎn)是提供了一種比現(xiàn)有技術(shù)的熱能傳遞系統(tǒng)和方法更有效的熱能傳遞系統(tǒng)和方法。具體地說(shuō)，通過(guò)電流體動(dòng)力誘導(dǎo)泵送作用沿導(dǎo)管的表面?zhèn)魉土黧w中的液相可加速流體與導(dǎo)管之間的熱能傳遞。例如，本系統(tǒng)應(yīng)用于冷凝器的情況下。按電流體動(dòng)力誘導(dǎo)泵送法沿導(dǎo)管的表面?zhèn)魉土黧w中的液相。當(dāng)沿導(dǎo)管的表面?zhèn)魉土黧w中的液相時(shí)，汽相中便有更大體積的流體與導(dǎo)管相接觸，從而加快了冷凝過(guò)程。另外，在電流體動(dòng)力泵送流體時(shí)，可在流體的液相與汽相的界面上產(chǎn)生擾動(dòng)和蒸汽霧沫這也可加速熱能傳遞。
本發(fā)明的另一個(gè)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是，整個(gè)熱能傳遞系統(tǒng)具有較高的熱能傳遞效率。例如，在冷凝器的情況下，當(dāng)流體在導(dǎo)管的表面上冷凝時(shí)，通過(guò)電流體動(dòng)力泵送作用沿導(dǎo)管的表面?zhèn)魉土黧w中的液相，因此，本發(fā)明基本上消除了冷凝的液體從位于上部的導(dǎo)管落到或者說(shuō)滴到位于下部的導(dǎo)管上的現(xiàn)象，從而提高了位于下部的導(dǎo)管的效率。
熟悉本技術(shù)的人們從下面的附圖、說(shuō)明書和權(quán)利要求書將容易理解本發(fā)明的其他技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。
圖2簡(jiǎn)單示出按本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示于

圖1的熱能傳遞系統(tǒng)的一根導(dǎo)管的近觀圖；圖3簡(jiǎn)單示出按本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例由電流體動(dòng)力導(dǎo)流作用而在圖2所示導(dǎo)管周圍的流體中產(chǎn)生的電荷差異；圖4簡(jiǎn)單示出按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示于圖1的熱能傳遞系統(tǒng)中的導(dǎo)管的近觀圖；圖5簡(jiǎn)單示出按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的示于圖1的熱能傳遞系統(tǒng)中的導(dǎo)管的近觀圖；圖6簡(jiǎn)單示出按照本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例的示于圖1的熱能傳遞系統(tǒng)中的導(dǎo)管的近觀圖；圖7簡(jiǎn)單示出按照本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例的示于圖1的熱能傳遞系統(tǒng)中的導(dǎo)管的近觀圖；圖8簡(jiǎn)單示出按照本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例的示于圖1的熱能傳遞系統(tǒng)中的導(dǎo)管的近觀圖；和圖9簡(jiǎn)單示出按照本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例的示于圖1的熱能傳遞系統(tǒng)中的導(dǎo)管的近觀圖。
本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明圖1示出一種按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電流體動(dòng)力誘導(dǎo)泵送式熱能傳遞系統(tǒng)10，該系統(tǒng)10通常是一個(gè)在流體間傳遞熱能的熱能傳遞裝置12。該熱能傳遞裝置12可以是冷凝器、蒸發(fā)器、熱交換器或其他的適合于在流體間傳遞熱能的熱能傳遞裝置。
在圖1所示的實(shí)施例中，熱能傳遞裝置12具有一個(gè)設(shè)置在外管或者說(shuō)外導(dǎo)管16內(nèi)的內(nèi)導(dǎo)管組14。外導(dǎo)管16的形狀通常是圓形的，但是，應(yīng)當(dāng)明白，也可以采用其他合適的幾何形狀的外導(dǎo)管16。上述的內(nèi)導(dǎo)管組14具有一捆或者說(shuō)一束和/或一排導(dǎo)管18，該導(dǎo)管18的形狀一般是圓形的，但是，也可以是其他合適的幾何形狀。一般說(shuō)來(lái)，熱能傳遞裝置12用于在外管道16的包圍導(dǎo)管18的內(nèi)區(qū)域22內(nèi)的流體20與導(dǎo)管18內(nèi)的流體24之間進(jìn)行熱能傳遞。例如，在熱能傳遞裝置12內(nèi)，流體20和24可以沿相反的方向流動(dòng)，而且，流體24的溫度可以高于或低于流體20的溫度，以便通過(guò)管道18的表面進(jìn)行熱能傳遞。
圖2示出按本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的示于圖1的熱能傳遞系統(tǒng)10的單一導(dǎo)管18的近觀圖。在本實(shí)施例中，在導(dǎo)管18的外表面36上繞上導(dǎo)線30、32和34，并沿導(dǎo)管18的縱向延伸。導(dǎo)線30、32和34互相隔開一定距離，并分別與交流電源38的一個(gè)相相連接。電源38可發(fā)出具有各種電壓和頻率的電壓波形，例如，電源38可發(fā)出具有與各種流體相關(guān)的頻率和電壓值為0～12KV(零電壓至峰值電壓)的正弦波、方形波、和/或三角形波。但是，電源38也可以發(fā)出具有其他合適的電壓和頻率的各種電壓波形。
在本實(shí)施例中，導(dǎo)線30、32和34呈螺旋形地纏繞在導(dǎo)管18上，使導(dǎo)線30、32和34沿導(dǎo)管18的縱向延伸。導(dǎo)線30、32和34可以用帶絕緣的導(dǎo)線或其他合適的帶絕緣的導(dǎo)體材料制成。導(dǎo)線30、32和34在導(dǎo)管18上隔開分布的關(guān)系可以根據(jù)電源38供給的頻率和電壓值以及與導(dǎo)線30、32和34相接觸的流體的特性而改變。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)線30、32和34的寬度約為1mm，它們互相間的間距約為10mm。但是，導(dǎo)線30、32和34也可具有其他合適的寬度和相互的間距。
工作時(shí)，電源38對(duì)導(dǎo)線30、32和34施加一相交流電壓，以產(chǎn)生沿箭頭40所示方向的行進(jìn)電場(chǎng)或者說(shuō)電波。在本實(shí)施例中，由于采用3根導(dǎo)線30、32和34，故對(duì)3根導(dǎo)線30、32和34施加3相交流電壓。例如，對(duì)每根導(dǎo)線30、32和34施加的電壓可以是相鄰導(dǎo)線間的相位差為120°，從而在相鄰的導(dǎo)線30、32和34之間產(chǎn)生一個(gè)電壓差或極性電荷差。在圖2所示的實(shí)施例中，采用3根導(dǎo)線30、32和34來(lái)產(chǎn)生沿導(dǎo)管18的行進(jìn)電波。但是，應(yīng)當(dāng)明白，也可以用兩根或多根導(dǎo)線來(lái)產(chǎn)生行進(jìn)電波。相應(yīng)地，電源38可以制成具有相應(yīng)于導(dǎo)線量的導(dǎo)線施加多相交流電壓以便在相鄰的導(dǎo)線間產(chǎn)生電壓差或極性電荷差，從而產(chǎn)生可用于進(jìn)行電流體導(dǎo)流泵送的行進(jìn)電波。
在本實(shí)施例中，熱能傳遞裝置12是一種流體20相對(duì)于導(dǎo)管18的外冷凝式冷凝器。例如，流體20可以進(jìn)入外管道16并以蒸汽相42包圍導(dǎo)管18。流體20通常是一種介電流體以利于電導(dǎo)線30、32和34產(chǎn)生電場(chǎng)。流體20可以是致冷劑/致冷劑混合物、低溫流體、碳?xì)浠衔?碳?xì)浠衔锏难苌?、或航空燃油。但是，其他合適的介電流體也可以用作流體20，以適應(yīng)流體20的電流體動(dòng)力誘導(dǎo)泵送。在本實(shí)施例中，置于導(dǎo)管18內(nèi)的流體24的溫度低于流體20的冷凝溫度，并用作一種冷卻介質(zhì)以便可使流體20在導(dǎo)管18的外表面36上冷凝或者說(shuō)形成液相44。
當(dāng)在導(dǎo)管18的外表面36上形成流體20的液相44時(shí)，由電源38和導(dǎo)線30、32和34產(chǎn)生的行進(jìn)電波便可通過(guò)電流體動(dòng)力誘導(dǎo)泵送作用使液相44沿箭頭40所示方向沿導(dǎo)管18移動(dòng)。當(dāng)流體20的液相44沿導(dǎo)管18的外表面36沿縱向行進(jìn)時(shí)，更大體積或者說(shuō)更多量的流體20的汽相42便與導(dǎo)管18的外表面36相接觸，從而增大了流體20的冷凝量。而且，在電流體動(dòng)力誘導(dǎo)泵送流體20中的液相44時(shí)，可在汽相42與液相44之間的界面50上產(chǎn)生擾動(dòng)和蒸汽霧沫，從而也增大兩流體間的熱能傳遞。
因此，本發(fā)明由于采用電動(dòng)流體動(dòng)力感應(yīng)泵送法而加強(qiáng)了流體20與24之間的熱能傳遞，故比現(xiàn)有技術(shù)的熱能傳遞系統(tǒng)具有更高的效率。另外，由于本發(fā)明可對(duì)熱能傳遞裝置12的各部分進(jìn)行熱能傳遞的改進(jìn)，故比現(xiàn)有技術(shù)的熱能傳遞系統(tǒng)具有更大的靈活性。
例如，雖然在外導(dǎo)管16內(nèi)的所有導(dǎo)管18可按圖2所示的形式安裝，但是應(yīng)當(dāng)明白，也可以僅將內(nèi)導(dǎo)管組14中的一部分導(dǎo)管18做成圖2所示的形式以適應(yīng)不同的熱能傳遞特性。例如，在圖2所示的外冷凝器的實(shí)施例中，熱能傳遞裝置12可做成僅由置于外導(dǎo)管16的上部的導(dǎo)管18構(gòu)成，如圖2所示的結(jié)構(gòu)。因此，位于外導(dǎo)管16的上部的導(dǎo)管18之外表面36上形成的液相44基本上不會(huì)落到或者說(shuō)滴到位于外導(dǎo)管16下部的導(dǎo)管18上，因此可提高位于下部的導(dǎo)管18的熱能傳遞效率，同時(shí)又降低了熱能傳遞裝置12在建造和作業(yè)方面的成本。另外，例如，導(dǎo)管18可以做成使導(dǎo)線30、32和34沿其全長(zhǎng)并沿縱向延伸或者僅沿其一部分長(zhǎng)度延伸以適應(yīng)不同的熱能傳遞特性。因此，本發(fā)明由于可適應(yīng)各種不同的熱能傳遞結(jié)構(gòu)而比現(xiàn)有技術(shù)的熱能傳遞系統(tǒng)具有更大的靈活性。
另外，本發(fā)明可做成具有兩組導(dǎo)線30、32和34以適應(yīng)導(dǎo)管18的總長(zhǎng)度或者說(shuō)延伸長(zhǎng)度，每組導(dǎo)線30、32和34用于感應(yīng)相對(duì)于導(dǎo)管18的中點(diǎn)沿相反的方向行進(jìn)的電波。例如，每組導(dǎo)線30、32和34可安置成從導(dǎo)管18的中點(diǎn)出發(fā)，并沿相反方向沿導(dǎo)管18的縱向繞行，這樣，一組導(dǎo)線30、32和34引發(fā)沿箭頭40所指方向的液相44的縱向的電流體動(dòng)力誘導(dǎo)泵送作用，而另一組導(dǎo)線30、32和34則用于引發(fā)沿與箭頭44所指的方向相反的液相44的縱向的電流體動(dòng)力誘導(dǎo)泵送作用。因此，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)可以適應(yīng)各種各樣的感應(yīng)泵送熱能傳遞特性。
圖3簡(jiǎn)單示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的在導(dǎo)管18上的液相44的界面50上產(chǎn)生的電荷差異。工作時(shí)，電源38對(duì)導(dǎo)線30、32和34供入3相交流電流，以產(chǎn)生用于電流體動(dòng)力誘導(dǎo)泵送液相44的沿導(dǎo)管18之外表面36的行進(jìn)電波。在液相44內(nèi)和液相44界面50上的靜電荷引起對(duì)不同電荷的相吸或相斥，從而引起液相44沿特定方向移動(dòng)。例如，如圖3所示，在一個(gè)特定的時(shí)刻，導(dǎo)線30基本上帶正電荷，導(dǎo)線34則主要是負(fù)電荷，而導(dǎo)線32相對(duì)于導(dǎo)線30和34的則基本上是帶中性電荷。在液相44內(nèi)和液相44的界面50上的電荷或者說(shuō)極性的差異引起液相44沿著與行進(jìn)電波的方向相同或相反的方向移動(dòng)。
圖4示出本發(fā)明另一實(shí)施例的導(dǎo)管18的近觀圖，在本實(shí)施例中，熱能傳遞系統(tǒng)10是一種可從導(dǎo)管18的外表面36上向外蒸發(fā)液相44的蒸發(fā)器。如圖4所示，導(dǎo)線30、32和34螺旋形地纏繞在導(dǎo)管18的外表面36上，并沿導(dǎo)管18的縱向延伸，電源38與導(dǎo)線30、32和34相連接，以便產(chǎn)生沿箭頭40指示的方向的沿導(dǎo)管18的行進(jìn)電波，以便沿外表面36電流體動(dòng)力誘導(dǎo)泵送液相44。
工作時(shí)，流體20進(jìn)入外管16的內(nèi)區(qū)22的液相44內(nèi)，而液相44則從導(dǎo)管18的外表面36蒸發(fā)成汽相42。例如，置于導(dǎo)管18內(nèi)的流體24的溫度高于流體20的蒸發(fā)溫度，因此，流體24作為一種加熱介質(zhì)引起由于流體20與24之間熱能傳遞而造成液相44的蒸發(fā)。
本發(fā)明通過(guò)沿導(dǎo)管18的外表面36轉(zhuǎn)移液相44，使熱能傳遞系統(tǒng)10的效率比現(xiàn)有技術(shù)的熱能傳遞系統(tǒng)更高。例如，液相44沿導(dǎo)管18的移動(dòng)使較大量的或者說(shuō)較大體積的液相44與導(dǎo)管18的外表面36相接觸，從而使液相44蒸發(fā)更快。另外，如上所述，電流體動(dòng)力誘導(dǎo)泵送液相44時(shí)在液相44與汽相42的界面50上產(chǎn)生擾動(dòng)和蒸汽霧沫，這也可加快熱能的傳遞。沿導(dǎo)管18的外表面36電流體動(dòng)力誘導(dǎo)泵送液相44也可基本上防止液相44落到或者說(shuō)滴到外管16內(nèi)的其他導(dǎo)管18上。
圖5簡(jiǎn)單示出本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例的導(dǎo)管18的近觀圖。在本實(shí)施例中，熱能傳遞系統(tǒng)是一種內(nèi)部冷凝器。例如，如圖5所示，導(dǎo)線30、32和34設(shè)置在導(dǎo)管18的內(nèi)表面60上。導(dǎo)線30、32和34彼此互相隔開一定距離并在導(dǎo)管18內(nèi)沿縱向延伸。在本實(shí)施例中，導(dǎo)線30、32和34呈螺旋形纏繞在導(dǎo)管18內(nèi)并沿其縱向延伸。電源38與導(dǎo)線30、32和34相連接，用于對(duì)導(dǎo)線30、32和34施加3相交流電壓，從而產(chǎn)生沿導(dǎo)管18的內(nèi)表面60(沿箭頭40所指方向)的行進(jìn)電波。
在工作中，流體24以汽相62的形式進(jìn)入導(dǎo)管18中并在導(dǎo)管18的內(nèi)表面60上冷凝成液相64。例如，可使包圍導(dǎo)管18的流體20的溫度低于流體24的冷凝溫度。因此它作為一種冷卻介質(zhì)使流體24在內(nèi)表面60上冷凝，在本實(shí)施例中，流體24一般是介電流體，以利于由導(dǎo)線30、32和34產(chǎn)生電場(chǎng)。流體24可以是致冷劑/致冷劑的混合物、低溫流體、碳?xì)浠衔?碳?xì)浠衔锏难苌?、或航空燃油。但是，其他合適的介電流體也可用作流體24，以適應(yīng)流體24的電流體動(dòng)力誘導(dǎo)泵送。
由電源38和導(dǎo)線30、32和34產(chǎn)生的行進(jìn)電波通過(guò)電流體動(dòng)力誘導(dǎo)泵送作用沿導(dǎo)管18內(nèi)表面60縱向傳送液相64，可以加速流體24與導(dǎo)管18的內(nèi)表面60之間的熱能傳送。例如，液相64沿內(nèi)表面60移動(dòng)使更多量的或者說(shuō)更大體積的汽相62與內(nèi)表面60相接觸，因此加快了流體24的冷凝過(guò)程。另外，如上所述，電流體動(dòng)力誘導(dǎo)泵送液相64時(shí)可在液相64與汽相62的界面50上產(chǎn)生擾動(dòng)和蒸汽霧沫，因此也加快了熱能的傳遞。這樣，本發(fā)明由于采用了電流體動(dòng)力誘導(dǎo)泵送法而加快了流體20與流體24之間的熱能傳遞，故比現(xiàn)有技術(shù)的熱能傳遞系統(tǒng)具有更高的效率。
圖6簡(jiǎn)單示出本發(fā)明的又一實(shí)施例的導(dǎo)管18的近觀圖。在本實(shí)施例中，熱能傳遞系統(tǒng)10是一種用于使導(dǎo)管18內(nèi)的流體24在內(nèi)部蒸發(fā)的蒸發(fā)器。例如，如圖6所示，在導(dǎo)管18的內(nèi)表面60上按彼此隔開一定距離并沿導(dǎo)管18的縱向延伸的形式設(shè)置導(dǎo)線30、32和34。在本實(shí)施例中，導(dǎo)線30、32和34呈螺旋形地纏繞在內(nèi)表面60上并沿內(nèi)表面60的縱向延伸。電源38與導(dǎo)線30、32和34相連接，以便對(duì)導(dǎo)線30、32和34提供3相交流電壓用于產(chǎn)生沿導(dǎo)管18之內(nèi)表面60的如箭頭40所指示的方向的行進(jìn)電波。
工作時(shí)，流體24進(jìn)入導(dǎo)管18中的液相64內(nèi)，并由于流體20與24之間的熱能傳遞而蒸發(fā)成汽相62。例如，可使包圍導(dǎo)管18的流體20的溫度高于流體24的蒸發(fā)溫度，從而起到一種加熱介質(zhì)的作用，這就使流體24中的液相64由于液相64與導(dǎo)管18的內(nèi)表面60之間的熱能傳遞而蒸發(fā)。
熱能傳遞系統(tǒng)10由于增加了流體24中的液相64與導(dǎo)管18的內(nèi)表面60相接觸的量或者說(shuō)體積而增加流體20與24之間的熱能傳遞并相應(yīng)地加快了液相64的蒸發(fā)，故比現(xiàn)有技術(shù)的熱能傳遞系統(tǒng)具有更高的效率。例如，產(chǎn)生的沿導(dǎo)管18的內(nèi)表面60行進(jìn)的電波可使液相64沿內(nèi)表面60縱向地移動(dòng)，從而增加了液相64與內(nèi)表面60相接觸的量或者說(shuō)體積，加快了內(nèi)表面60與液相64之間的熱能傳遞。另外，如上所述，在電流體動(dòng)力誘導(dǎo)泵送液相64時(shí)可在液相64與汽相62的界面50上產(chǎn)生擾動(dòng)和蒸汽霧沫，這也加快熱能傳遞。
圖7示出本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例的導(dǎo)管18的近觀圖，在本實(shí)施例中，導(dǎo)線30、32和34設(shè)置成與導(dǎo)管18互相隔開一定距離，并沿導(dǎo)管18縱向延伸。例如，導(dǎo)線30、32和34設(shè)置成與導(dǎo)管18的外表面離開約2～3mm。但是，也可以將導(dǎo)線30、32和34設(shè)置成與外表面36相隔其他合適的間距。
在本實(shí)施例中，導(dǎo)線30、32和34可以由不帶絕緣的導(dǎo)線或其他合適的不帶絕緣和導(dǎo)體材料制成。工作時(shí)，設(shè)置在貼近外表面36的導(dǎo)線30、32和34產(chǎn)生沿導(dǎo)管18的行進(jìn)電波。例如，導(dǎo)線30、32和34可設(shè)置成相對(duì)于外表面36有一定間距。從而使導(dǎo)線30、32和34與流體20的液相44相接觸或者相靠近，以便沿導(dǎo)管18的外表面36的縱向由電流體動(dòng)力誘導(dǎo)泵送液相44。應(yīng)當(dāng)明白，導(dǎo)線30、32和34也可以設(shè)置在導(dǎo)管18內(nèi)相對(duì)于導(dǎo)管18之內(nèi)表面60隔開一定距離。
圖8簡(jiǎn)單示出本發(fā)明的又一實(shí)施例的導(dǎo)管18的近觀圖。在本實(shí)施例中，圍繞導(dǎo)管18設(shè)置了導(dǎo)線70a～70d、72a～72d和74a～74d。如圖8所示，導(dǎo)線70、72和74可以是安置成與導(dǎo)管18的外表面36相接觸的帶絕緣的導(dǎo)體環(huán)。但是，應(yīng)當(dāng)明白，導(dǎo)線70、72和74也可以環(huán)繞導(dǎo)管18的內(nèi)區(qū)，如圖5和6所示那樣。另外，導(dǎo)線70、72和74也可設(shè)置成與導(dǎo)管18的外表面36或內(nèi)表面60相隔一定距離，如圖7所示那樣。
參看圖8，導(dǎo)線70、72和74安裝成互相隔開一定距離，并沿導(dǎo)管18的縱向延伸。每根導(dǎo)線70、72和74與電源38相連接，以便產(chǎn)生沿導(dǎo)管18的行進(jìn)電波而沿導(dǎo)管18的縱向感應(yīng)泵送液相44。例如，在本實(shí)施例中，電源38做成可對(duì)導(dǎo)線70、72和74提供3相交流電壓以便在相鄰導(dǎo)線70、72和74之間產(chǎn)生電壓差或極性電荷差異。因此，為了形成電荷差，導(dǎo)線70a～70d通過(guò)導(dǎo)線76與電源38相連接，導(dǎo)線72a～72d通過(guò)導(dǎo)線78與電源38相連接，導(dǎo)線74a～74d通過(guò)導(dǎo)線80與電源相連接。因此，通過(guò)導(dǎo)線76、78和80分別將3相交流電壓加到導(dǎo)線70、72和74上從而產(chǎn)生行進(jìn)電波。但是，應(yīng)當(dāng)明白，也可將電源38做成可提供與相應(yīng)的多根導(dǎo)線相連接的多相交流電壓，以便對(duì)液相44進(jìn)行電流體動(dòng)力誘導(dǎo)泵送。
如上所述，導(dǎo)線70、72和74可做成沿導(dǎo)管18全長(zhǎng)的縱向延伸，或做成沿導(dǎo)管18的一部分長(zhǎng)度縱向延伸。另外，如圖8所示，導(dǎo)線70、72和74可做成環(huán)繞導(dǎo)管18的整個(gè)圓周。但是，導(dǎo)線70、72和74也可做成只環(huán)繞導(dǎo)管18的部分圓周(如圖9所示)。在本實(shí)施例中，導(dǎo)線70、72和74是安裝成與導(dǎo)管18的外表面36相接觸且環(huán)繞導(dǎo)管18的部分圓周的帶絕緣的導(dǎo)線環(huán)。例如，導(dǎo)線70、72和74可以是與導(dǎo)管18的外表面36相接觸的半圓形導(dǎo)線環(huán)，所以，導(dǎo)線70、72和74繞導(dǎo)管18的下部82設(shè)置。但是，導(dǎo)線70、72和74也可以設(shè)置成繞導(dǎo)管18的其他部位包括導(dǎo)管18的內(nèi)部或外部，以適應(yīng)沿導(dǎo)管18的各種電流體動(dòng)力誘導(dǎo)泵送的用途。因此，在圖9所示的實(shí)施例中，對(duì)于一種外部冷凝的用途來(lái)說(shuō)，冷凝在導(dǎo)管18的外表面36上的流體20的液相44被沿導(dǎo)管18的縱向由電流體動(dòng)力誘導(dǎo)泵送，從而基本上防止了液相44從導(dǎo)管18的下部82滴落在其他導(dǎo)管18上。
因此，本發(fā)明由于采用了電流體動(dòng)力誘導(dǎo)泵送法而加快了熱能傳遞，故此現(xiàn)有技術(shù)的熱能傳遞系統(tǒng)具有更高的效率。例如，如上所述，流體中的液相沿導(dǎo)管的移動(dòng)，增加了流體與熱能傳遞表面相接觸的體積，從而加快了流體與相應(yīng)的熱能傳遞表面之間的熱能傳遞。另外，液相沿導(dǎo)管18移動(dòng)基本上防止了位于導(dǎo)管18的外表面36上的液相44落到或者說(shuō)滴到其他的導(dǎo)管18上，這就提高了熱能傳遞效率。
雖然在上面詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明的內(nèi)容及其優(yōu)點(diǎn)，但是應(yīng)當(dāng)明白，在不違背所附權(quán)利要求規(guī)定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以進(jìn)行各種改變、替換和變換。
權(quán)利要求
1.一種電流體動(dòng)力誘導(dǎo)泵送式熱能傳遞系統(tǒng)，它具有一根具有第一表面和第二表面的導(dǎo)管；多根彼此隔開一定距離并沿上述導(dǎo)管的第一表面縱向延伸的導(dǎo)線；和一個(gè)與上述導(dǎo)線相連接且在工作時(shí)可誘發(fā)產(chǎn)生一種沿上述導(dǎo)管的第一表面行進(jìn)的電波的電源，上述行進(jìn)電波的作用是通過(guò)誘導(dǎo)沿該導(dǎo)管第一表面縱向泵送跟其相接觸的流體中的液相來(lái)加強(qiáng)流體與上述導(dǎo)管之間的熱能傳遞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，上述的多根導(dǎo)線按螺旋形纏繞在上述導(dǎo)管上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，上述的多根導(dǎo)線包括彼此隔開一定距離配置并沿上述導(dǎo)管的縱向延伸的導(dǎo)線環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，上述的導(dǎo)管的第一表面包括該導(dǎo)管的外表面，上述導(dǎo)管的第二表面包括該導(dǎo)管的內(nèi)表面。其中，有一種冷卻介質(zhì)與上述內(nèi)表面相接觸，而且，沿上述導(dǎo)管的外表面縱向地泵送流體中的液相，可加強(qiáng)流體在上述導(dǎo)管的外表面上的冷凝作用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，上述的電源可在流體的液相與汽相之間的界面上誘發(fā)電荷極性的差異，這種電荷極性差異可引起流體中的液相沿導(dǎo)管的第一表面縱向地泵送。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，上述的電源可對(duì)多根導(dǎo)線中的每一根導(dǎo)線供給不同的相電壓，以誘導(dǎo)流體中的液相沿導(dǎo)管縱向地泵送。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，上述的導(dǎo)管的第一表面包括該導(dǎo)管的內(nèi)表面，上述的導(dǎo)管的第二表面包括該導(dǎo)管的外表面，其中，有一種冷卻介質(zhì)與上述外表面相接觸，而且，沿導(dǎo)管的內(nèi)表面縱向地泵送流體中的液相，可加強(qiáng)流體在導(dǎo)管的內(nèi)表面上的冷凝作用。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，上述導(dǎo)管的第一表面包括該導(dǎo)管的內(nèi)表面，上述導(dǎo)管的第二表面包括該導(dǎo)管的外表面，其中，在一種加熱介質(zhì)與上述外表面相接觸，而且，沿導(dǎo)管的內(nèi)表面縱向地泵送流體中的液相，有利于流體在導(dǎo)管內(nèi)表面上的蒸發(fā)作用。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，上述的多根導(dǎo)線包括多根絕緣導(dǎo)線，其中，上述的多根絕緣導(dǎo)線配置成與上述導(dǎo)管的第一表面相接觸。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，上述的多根導(dǎo)線配置成與上述導(dǎo)管的第一表面相隔一定距離。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，上述的多根導(dǎo)線包括配置成彼此互相隔開且沿導(dǎo)管的第一方向縱向地延伸的第一組導(dǎo)線；和配置成彼此互相隔開且沿導(dǎo)管的大致與上述第一方向相反的第二方向縱向地延伸的第二組導(dǎo)線；和其中，上述的電源可誘發(fā)流體中的液相在上述的第一和第二方向上沿導(dǎo)管的第一表面縱向泵送。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，上述導(dǎo)管的第一表面包括該導(dǎo)管的外表面，上述導(dǎo)管的第二表面包括該導(dǎo)管的內(nèi)表面，其中，置入一種加熱介質(zhì)，與上述的內(nèi)表面相接觸，而且，上述的沿導(dǎo)管外表面縱向地泵送流體中的液相，可加強(qiáng)流體在導(dǎo)管外表面上的蒸發(fā)作用。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，上述的導(dǎo)管做成基本上是圓形的，其中，上述的導(dǎo)線配置成只環(huán)繞上述導(dǎo)管的圓周的一部分。
14.一種用于電流體動(dòng)力誘導(dǎo)泵送流體以加強(qiáng)熱能傳遞的方法，包含如下步驟提供多根環(huán)繞導(dǎo)管第一表面配置的導(dǎo)線，上述的多根導(dǎo)線配置成彼此互相隔開，并沿上述導(dǎo)管縱向延伸；將上述多根導(dǎo)線的每一根與電源相連接；和通過(guò)利用電源誘發(fā)沿導(dǎo)管第一表面的行進(jìn)電波來(lái)加強(qiáng)流體與導(dǎo)管之間的熱能傳遞，上述的行進(jìn)電波可誘導(dǎo)流體中的液相沿導(dǎo)管的第一表面縱向誘導(dǎo)泵送。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其特征在于，上述的提供多根導(dǎo)線包括提供多根按螺旋形纏繞在導(dǎo)管第一表面上的導(dǎo)線。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其特征在于，上述的誘發(fā)行進(jìn)電波包括對(duì)上述多根導(dǎo)線的每一根供給不同的相電壓，該變化的相電壓誘發(fā)流體中的電荷極性差異，從而誘導(dǎo)流體中的液相沿導(dǎo)管第一表面縱向泵送。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其特征在于，上述的提供多根導(dǎo)線包括提供多根配置在導(dǎo)管之外表面上的導(dǎo)線，還包含如下步驟置入一種冷卻介質(zhì)，與導(dǎo)管的內(nèi)表面相接觸。其中，上述的加熱熱能傳遞包括通過(guò)誘導(dǎo)流體中的液相沿導(dǎo)管外表面縱向泵送而加強(qiáng)流體在導(dǎo)管的外表面的冷凝作用。
18.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其特征在于，上述的提供多根導(dǎo)線包括提供多根配置在導(dǎo)管的內(nèi)表面上和導(dǎo)線，還包含如下步驟置入一種冷卻介質(zhì)，使之與導(dǎo)管的外表面相接觸，其中，上述的加強(qiáng)熱能傳遞包括通過(guò)誘導(dǎo)沿導(dǎo)管內(nèi)表面縱向泵送流體中的液相來(lái)加強(qiáng)流體在導(dǎo)管內(nèi)表面上的冷凝作用。
19.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其特征在于，上述的提供多根導(dǎo)線包括提供多根配置在導(dǎo)管內(nèi)表面上的導(dǎo)線，還包含如下步驟置入一種加熱介質(zhì)，使之與導(dǎo)管的外表面相接觸，其中，上述的加強(qiáng)熱能的傳遞包括通過(guò)誘導(dǎo)沿導(dǎo)管內(nèi)表面縱向泵送流體中的液相來(lái)加強(qiáng)流體在導(dǎo)管內(nèi)表面上的蒸發(fā)作用。
20.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其特征在于，上述的提供多根導(dǎo)線包括提供多根配置在導(dǎo)管的外表面上的導(dǎo)線，而且還包含如下步驟置入一種加熱介質(zhì)，使之與導(dǎo)管的內(nèi)表面相接觸，其中，上述的加強(qiáng)熱能傳遞是通過(guò)誘導(dǎo)沿導(dǎo)管外表面縱向泵送流體中的液相來(lái)加強(qiáng)流體在導(dǎo)管外表面上的蒸發(fā)作用。
21.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其特征在于，上述的提供多根導(dǎo)線包括提供多根配置成與導(dǎo)管的第一表面相隔一定距離的導(dǎo)線。
22.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其特征在于，上述的提供多根導(dǎo)線包括提供多根配置成與導(dǎo)管的第一表面相接觸的絕緣導(dǎo)線。
23.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其特征在于，上述的提供多根導(dǎo)線包括提供配置在導(dǎo)管的第一表面上彼此隔開分布的第一電極、第二電極和第三電極，其中，上述的誘導(dǎo)流體中的液相移動(dòng)包括對(duì)上述的第一、第二和第三電極分別施加電壓，對(duì)上述第一、第二和第三電極分別施加的電壓是使相鄰電極之間的相位差大約為120°。
24.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其特征在于，上述的提供多根導(dǎo)線包括提供多個(gè)配置成彼此相隔一定距離并沿導(dǎo)管的縱向延伸的導(dǎo)線環(huán)。
25.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其特征在于，上述的提供多根導(dǎo)線包括提供多根僅沿導(dǎo)管的部分長(zhǎng)度配置的多根導(dǎo)線。
26.一種電流體動(dòng)力熱能傳遞系統(tǒng)，它包括一根外導(dǎo)管；和多根配置在上述外導(dǎo)管內(nèi)的內(nèi)導(dǎo)管；多根環(huán)繞至少一根上述內(nèi)導(dǎo)管的第一表面配置的導(dǎo)線，該多根導(dǎo)線配置成彼此相隔一定距離，并沿至少一根內(nèi)導(dǎo)管的縱向延伸；一個(gè)與多根導(dǎo)線相連接的電源，該電源可誘發(fā)沿上述至少一個(gè)內(nèi)導(dǎo)管的第一表面行進(jìn)的電波，該行進(jìn)電波可通過(guò)誘導(dǎo)沿上述至少一根內(nèi)導(dǎo)管的第一表面縱向泵送跟其相接觸的流體中的液相來(lái)加強(qiáng)上述置于上述外導(dǎo)管內(nèi)的流體與上述至少一個(gè)內(nèi)導(dǎo)管之間的熱能傳遞。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的系統(tǒng)，其特征在于，上述的多根導(dǎo)線配置成與上述至少一根內(nèi)導(dǎo)管的第一表面相隔一定距離。
28.根據(jù)權(quán)利要求26的系統(tǒng)，其特征在于，上述的多根導(dǎo)線按螺旋形纏繞在上述至少一根內(nèi)導(dǎo)管的第一表面上。
29.根據(jù)權(quán)利要求26的系統(tǒng)，其特征在于，上述至少一根內(nèi)導(dǎo)管的第一表面包括該至少一根內(nèi)導(dǎo)管的外表面，其中，置入一種冷卻介質(zhì)，使之與上述至少一根內(nèi)導(dǎo)管的內(nèi)表面相接觸，其中，沿縱向泵送流體中的液相，可加強(qiáng)流體在上述的至少一根內(nèi)導(dǎo)管的外表面上的冷凝作用。
30.根據(jù)權(quán)利要求26的系統(tǒng)，其特征在于，上述的至少一根內(nèi)導(dǎo)管的第一表面包括該內(nèi)導(dǎo)管的內(nèi)表面，其中，在包圍該至少一個(gè)內(nèi)導(dǎo)管的外導(dǎo)管內(nèi)置入冷卻介質(zhì)，并且置入一種冷卻介質(zhì)，并且沿縱向泵送流體中的液相可加強(qiáng)該流體在上述至少一根內(nèi)導(dǎo)管的內(nèi)表面上的冷凝作用。
31.根據(jù)權(quán)利要求26的系統(tǒng)，其特征在于，上述的至少一根內(nèi)導(dǎo)管的第一表面包括該至少一根內(nèi)導(dǎo)管的內(nèi)表面，其中，在上述的外導(dǎo)管內(nèi)置入一種加熱介質(zhì)，該加熱介質(zhì)包圍上述至少一根內(nèi)導(dǎo)管，其中，沿縱向泵送上述流體中的液相可加強(qiáng)流體在上述至少一根內(nèi)導(dǎo)管的內(nèi)表面上的蒸發(fā)作用。
32.根據(jù)權(quán)利要求26的系統(tǒng)，其特征在于，上述的至少一根內(nèi)導(dǎo)管的第一表面包括該至少一根內(nèi)導(dǎo)管的外表面，其中，置入一種加熱介質(zhì)，使之與上述的至少一根內(nèi)導(dǎo)管的內(nèi)表面相接觸，其中，沿縱向泵送上述流體中的液相可加強(qiáng)上述流體在上述至少一根內(nèi)導(dǎo)管的外表面上的蒸發(fā)作用。
33.根據(jù)權(quán)利要求26的系統(tǒng)，其特征在于，上述的電源可對(duì)上述多根導(dǎo)線分別施加的相位變化電壓，以便誘導(dǎo)沿上述至少一根內(nèi)導(dǎo)管的第一表面縱向泵送上述流體中的液相。
34.根據(jù)權(quán)利要求26的系統(tǒng)，其特征在于，上述的至少一根內(nèi)導(dǎo)管配置在至少一根其他內(nèi)導(dǎo)管之上方，而使在沿縱向泵送流體中的液相時(shí)可基本上防止流體的液相滴落到上述至少一根其他的內(nèi)導(dǎo)管上。
35.根據(jù)權(quán)利要求26的系統(tǒng)，其特征在于，上述的多根導(dǎo)線沿上述至少一根內(nèi)導(dǎo)管的部分長(zhǎng)度配置。
36.根據(jù)權(quán)利要求26的系統(tǒng)，其特征在于，上述的多根導(dǎo)線包括多個(gè)安裝成彼此相隔一定距離，并且沿上述至少一根內(nèi)導(dǎo)管縱向延伸的導(dǎo)線環(huán)。
37.根據(jù)權(quán)利要求26的系統(tǒng)，其特征在于，上述的多根導(dǎo)線包括多根配置成與上述至少一根內(nèi)導(dǎo)管的第一表面相接觸的絕緣導(dǎo)線。
38.根據(jù)權(quán)利要求26的系統(tǒng)，其特征在于，上述至少一根內(nèi)導(dǎo)管的形狀基本上是圓形的，其中，上述導(dǎo)線環(huán)繞上述至少一根導(dǎo)管的一部分圓周配置。
全文摘要
一種電流體動(dòng)力誘導(dǎo)泵送式熱能傳遞系統(tǒng)(12)具有一根外導(dǎo)管(16)和多根設(shè)置在上述外導(dǎo)管(16)內(nèi)的內(nèi)導(dǎo)管(18)。上述系統(tǒng)(12)還具有多根環(huán)繞上述的至少一根內(nèi)導(dǎo)管(18)的第一表面(36)安裝的導(dǎo)線(30),該多根導(dǎo)線(30)安裝成彼此相隔一定距離并沿內(nèi)導(dǎo)管(18)的縱向延伸。上述系統(tǒng)(12)還具有一個(gè)與多根導(dǎo)線(30)相連接的電源(38)。該電源(38)可以引發(fā)沿內(nèi)管(18)的第一表面行進(jìn)的電波,以便通過(guò)在內(nèi)導(dǎo)管(18)的第一表面上泵送上述的與內(nèi)導(dǎo)管(18)的第一表面相接觸的流體中的液相來(lái)加快上述的置于外導(dǎo)管(16)內(nèi)的流體與內(nèi)導(dǎo)管(18)之間的熱能傳遞。
文檔編號(hào)F28F13/00GK1361857SQ00810651
公開日2002年7月31日 申請(qǐng)日期2000年5月22日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月21日
發(fā)明者J·賽耶德－亞戈比, M·瓦茨尼爾克 申請(qǐng)人:得克薩斯農(nóng)業(yè)及機(jī)械體系綜合大學(xué)