專利名稱：蒸發(fā)補水器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于對蒸發(fā)換熱器進行周期性補充蒸發(fā)消耗水的補水設備，以保證蒸發(fā) 換熱器金屬表面的水份持續(xù)蒸發(fā)，實現(xiàn)蒸發(fā)換熱器管內(nèi)流體冷卻。
背景技術：
利用金屬表面的水膜蒸發(fā)吸收汽化潛熱的過程是熱工領域常見的熱交換方式之一。蒸發(fā) 換熱器即利用這種傳熱方式，通過在蒸發(fā)換熱器的金屬表面保持附一層很薄的水膜，當通道 排風氣流通過其表面時，促使其表面的水分蒸發(fā)加劇，由于"水一水蒸氣"的蒸發(fā)相變過程 吸收汽化潛熱，金屬管外表面溫度下降，通過熱傳導性良好的金屬材料，金屬管內(nèi)壁與流過 管內(nèi)的流體進行溫差換熱，使管內(nèi)流體溫度得以下降，實現(xiàn)冷卻流體目的。由于這個過程是 通過水與空氣之間的"質(zhì)交換"來達成"熱交換"的目的，其水膜的水分消耗也是必然的。 要維持蒸發(fā)過程的持續(xù)進行，必須對蒸發(fā)換熱器的金屬表面適時的補充水分。
最常見的補充手段是通過持續(xù)或間歇地向蒸發(fā)換熱器的金屬表面噴水或噴霧的形式來完 成。鑒于表面蒸發(fā)過程發(fā)生的機理，發(fā)生蒸發(fā)的效率主要取決于環(huán)境空氣的相對濕度，即環(huán) 境空氣的相對濕度越低，則蒸發(fā)的效率越高，反之則效率越低。因此，無論采用持續(xù)或間歇 地補充形式，在補水的時間段內(nèi)，客觀上勢必造成金屬表面水膜附近的環(huán)境空氣濕度上升甚 至處于飽和狀態(tài)，致使蒸發(fā)效率顯著下降。迄今為止，努力改進蒸發(fā)換熱過程的補水方式以 提高蒸發(fā)效率，正是業(yè)內(nèi)人士長期致力的目標之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術問題是提供一種可提高蒸發(fā)換熱器蒸發(fā)效率的蒸發(fā)補水器。 解決上述技術問題的技術方案是蒸發(fā)補水器，包括旋轉(zhuǎn)體以及至少一根徑向設置在旋 轉(zhuǎn)體上并帶有噴頭的儲水導流管，所述旋轉(zhuǎn)體上連接有與儲水導流管連通的進水通道，儲水 導流管隨旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)時形成旋轉(zhuǎn)面，所述噴頭的噴嘴朝向所述旋轉(zhuǎn)面的側(cè)向區(qū)域。
為了利用環(huán)境空氣對噴頭出口氣流的反作用力來推動蒸發(fā)補水器繞旋轉(zhuǎn)體軸心自旋運動 ，從而省去使旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)所需的額外動力，所述噴頭的噴嘴朝向與旋轉(zhuǎn)體的軸心線之間在儲 水導流管橫截面上投影所形成的夾角大于O度。這樣，環(huán)境空氣對噴頭出口氣流的反作用力 會產(chǎn)生一個作用在儲水導流管上沿旋轉(zhuǎn)體切向的分量，從而推動蒸發(fā)補水器繞旋轉(zhuǎn)體軸心自 旋。
4此外，儲水導流管上還具有至少一對對稱設置在所述旋轉(zhuǎn)面左右兩側(cè)的噴頭。該對噴頭 分別產(chǎn)生一個作用在儲水導流管上沿旋轉(zhuǎn)體切向的分量，并且這兩個分量的方向相同，疊加 后增大了儲水導流管自旋力的大小；此外，由于儲水導流管上設置了分別朝旋轉(zhuǎn)面左右兩側(cè) 進行噴射的噴頭，因此可以在旋轉(zhuǎn)面的左右兩側(cè)均設置蒸發(fā)換熱器，實現(xiàn)同一蒸發(fā)補水器同 時對兩側(cè)的蒸發(fā)換熱器進行補水，提高設備的工作效率。
本發(fā)明的有益效果是該蒸發(fā)補水器在補水時，儲水導流管以旋轉(zhuǎn)體中心為軸線進行圓
周運動，實現(xiàn)對蒸發(fā)換熱器的金屬表面進行周期性的補水，因此為蒸發(fā)過程的留下了必要的 時間和空間，有效地改善了金屬表面發(fā)生水分蒸發(fā)的環(huán)境，使蒸發(fā)換熱的效率得以明顯的提高。


圖l為本發(fā)明蒸發(fā)補水器的立體示意圖。
圖2為圖1中A向的示意圖。
圖3為本發(fā)明蒸發(fā)補水器實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4為本發(fā)明蒸發(fā)補水器實施例1中噴頭部位的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5為本發(fā)明蒸發(fā)補水器實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖6為本發(fā)明蒸發(fā)補水器實施例2中噴頭部位的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中標記為儲水導流管l、旋轉(zhuǎn)體2、壓縮空氣接入管3、補充水接入管4、進水通道5 、旋轉(zhuǎn)體的軸心線6、旋轉(zhuǎn)面7、噴頭8、溢流孔9、內(nèi)層管IO、填充體ll、外層管12、氣水混 合腔13、氣流導入管14、進氣管15、進水管16、氣體通道17、夾角a。
圖3 圖6中箭頭所示方向為水和氣體的流動方向。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步的說明。
如圖1和圖2所示，本發(fā)明的蒸發(fā)補水器，包括旋轉(zhuǎn)體2以及至少一根徑向設置在旋轉(zhuǎn)體2 上并帶有噴頭8的儲水導流管1，所述旋轉(zhuǎn)體2上連接有與儲水導流管1連通的進水通道5，儲 水導流管1隨旋轉(zhuǎn)體2旋轉(zhuǎn)時形成旋轉(zhuǎn)面7，所述噴頭8的噴嘴朝向所述旋轉(zhuǎn)面7的側(cè)向區(qū)域。 該蒸發(fā)補水器在補水時，將蒸發(fā)換熱器設置在旋轉(zhuǎn)面7的側(cè)向區(qū)域內(nèi)，儲水導流管l以旋轉(zhuǎn)體 的軸心線6為軸線進行圓周運動，實現(xiàn)對蒸發(fā)換熱器的金屬表面進行周期性的補水，因此為 蒸發(fā)過程的留下了必要的時間和空間，有效地改善了金屬表面發(fā)生水分蒸發(fā)的環(huán)境，使蒸發(fā) 換熱的效率得以明顯的提高。應當指出的是，將儲水導流管1徑向設置在旋轉(zhuǎn)體2上的結(jié)構(gòu)不 僅包括當儲水導流管1的軸向與旋轉(zhuǎn)體2的軸向相垂直的情形，還包括當儲水導流管l的軸向與旋轉(zhuǎn)體2的軸向存在一定夾角時的情形。因為，在這兩種情況中，儲水導流管l的軸向與旋 轉(zhuǎn)體2的軸向之間在旋轉(zhuǎn)體2橫截面上的投影始終是垂直的。
如圖2，為了利用環(huán)境空氣對噴頭8出口氣流的反作用力來推動蒸發(fā)補水器繞旋轉(zhuǎn)體的軸 心線6做自旋運動，從而省去使旋轉(zhuǎn)體2旋轉(zhuǎn)所需的額外動力，所述噴頭8的噴嘴朝向與旋轉(zhuǎn) 體的軸心線6之間在儲水導流管l橫截面上投影所形成的夾角a大于0度。這樣，環(huán)境空氣對 噴頭8出口氣流的反作用力會產(chǎn)生一個作用在儲水導流管1上沿旋轉(zhuǎn)體1切向的分量，從而推 動蒸發(fā)補水器繞旋轉(zhuǎn)體軸心自旋。由于噴頭8向旋轉(zhuǎn)面7的側(cè)向區(qū)域噴射，因此噴頭8的噴射 方向與旋轉(zhuǎn)體的軸心線6之間在儲水導流管1橫截面上投影所形成的夾角a小于90度。也就是 說，只要噴頭8的噴射方向與旋轉(zhuǎn)體的軸心線6之間在儲水導流管1橫截面上投影所形成的夾 角a大于0度并小于90度，就可以產(chǎn)生作用在儲水導流管l上沿旋轉(zhuǎn)體l切向的分力。夾角a 的大小越靠近O度，則作用在儲水導流管l上沿旋轉(zhuǎn)體l切向的分力越小，而夾角a越靠近90 度，則會減少對蒸發(fā)換熱器的補水量，因此最好將夾角a的大小設為45度，從而在兩者間取 得合理的平衡。
如圖2，儲水導流管1上還具有至少一對對稱設置在所述旋轉(zhuǎn)面7左右兩側(cè)的噴頭8。該對 噴頭8分別產(chǎn)生一個作用在儲水導流管1上沿旋轉(zhuǎn)體2切向的分量，并且這兩個分量的方向相 同，疊加后增大了儲水導流管l自旋力的大?。淮送?，由于儲水導流管l上設置了分別朝旋轉(zhuǎn) 面7左右兩側(cè)進行噴射的噴頭8，因此可以在旋轉(zhuǎn)面7的左右兩側(cè)均設置蒸發(fā)換熱器，實現(xiàn)同 一蒸發(fā)補水器同時對兩側(cè)的蒸發(fā)換熱器進行補水，提高設備的工作效率。
如圖l，所述旋轉(zhuǎn)體2上設置至少兩根沿周向均布的儲水導流管1，儲水導流管l上的噴頭 8的設置方向一致。這樣，各儲水導流管1在噴頭8出口流體的反作用力推動下，以旋轉(zhuǎn)體的 軸心線6進行圓周運動，實現(xiàn)對蒸發(fā)換熱器表面不間斷地周期性水源補給，使蒸發(fā)補水器在 不額外動力的情況下具有足夠的動力來實現(xiàn)自旋轉(zhuǎn)。
實施例l
如圖3、圖4所示，旋轉(zhuǎn)體2套裝在進水通道5上，旋轉(zhuǎn)體2的兩端分別通過軸承9旋轉(zhuǎn)支撐 在進水通道5的外管壁上，旋轉(zhuǎn)體2與進水通道5的外管壁之間形成一個兩端密封的空腔，進 水通道5與該空腔連通，三根儲水導流管1分別固定在旋轉(zhuǎn)體2上，儲水導流管l的一端分別與 進水通道5通過空腔連通。此外，旋轉(zhuǎn)體2上連接的進水通道5與氣體通道17連通形成氣水通 道，通過噴口8出流氣體來引流補充水，并將其霧化后噴向蒸發(fā)換熱器表面，使其表面形成 很薄的水膜，以利于更好的通過蒸發(fā)帶走蒸發(fā)換熱器內(nèi)流體的熱量。儲水導流管l由與所述 氣水通道連通的內(nèi)層管IO、外層管12以及設置在內(nèi)層管10和外層管12之間由吸水材料(如海綿)制成的填充體ll構(gòu)成，所述內(nèi)層管10上布設有若干個與填充體11連通的溢流孔9，所述 噴頭8內(nèi)設置有氣水混合腔13，所述汽水混合腔13分別與內(nèi)層管10以及填充體11連通。
該蒸發(fā)補水器進行補水的實施過程是蒸發(fā)補水器工作所需要的水和壓縮空氣通過補充 水接入管4與壓縮空氣接入管3接入氣水通道，補充水在水平安裝的氣水通道中呈非滿管流狀 態(tài)，并從氣水通道的側(cè)孔溢流進入由旋轉(zhuǎn)體2與進水通道5的外管壁之間形成的一個兩端密封 的空腔。由于水的自重，溢流水總是流向旋轉(zhuǎn)體2的底部。同時，壓縮空氣也從氣水通道的 側(cè)孔溢流進空腔內(nèi)。進入空腔的壓縮空氣通過儲水導流管l中的內(nèi)層管10流向噴頭8的汽水混 合腔13，并從噴頭8噴出，由于各儲水導流管1上噴頭8的噴射方向與旋轉(zhuǎn)體的軸心線6之間在 該儲水導流管l橫截面上投影所形成的夾角a為45度，環(huán)境空氣對出口氣流形成反作用力， 推動蒸發(fā)補水器繞其旋轉(zhuǎn)體的軸心線6自旋運動。設備自旋運動中，當任意儲水導流管l處于 下方時，旋轉(zhuǎn)體2底部的少量積水與填充體11接觸，并同時自然跟隨壓縮空氣流入內(nèi)層管IO 中。由于內(nèi)層管10上遍布與填充體11相通的溢流孔9，補充水被填充體ll吸附，并擴散且儲 存于整個填充體ll中。在壓縮空氣氣流高速噴出時，形成負壓使補充水從填充體ll中流入氣 水混合腔13，補充水在氣水混合腔13中被壓縮空氣氣流裹挾流向噴頭8的出口，在高速出口 氣流的作用下，補充水被擊碎成細小的霧滴，隨氣流一道從噴頭8的出口噴向外界臨近的蒸 發(fā)器金屬表面，完成設備自旋運動中進行周期性補水的過程。
實施例2
如圖5、圖6所示，該蒸發(fā)補水器的大致結(jié)構(gòu)與實施例l相同，區(qū)別在于旋轉(zhuǎn)體2上連接與 儲水導流管1連通的氣體通道17，所述儲水導流管l由單獨與氣體通道17連通的進氣管15以及 單獨與進水通道5連通的進水管16構(gòu)成，所述噴頭8內(nèi)設置有氣水混合腔13，所述汽水混合腔 13分別與進氣管15以及進水管16連通。氣體通道17設置在進水通道5的管內(nèi)，并通過氣流導 入管14與進氣管15連通。也就是說，實施例2的蒸發(fā)補水器通過補充水接入管4與壓縮空氣接 入管3引入的補充水和高壓氣體分別通過單獨的管路到達氣水混合腔13，因而取消了實施例l 中用于進行氣水分離的填充體ll，并將實施例1的儲水導流管1中的內(nèi)層管10改為無溢流孔9 ，便于加工的的進氣管15。
權利要求
權利要求1蒸發(fā)補水器，其特征是包括旋轉(zhuǎn)體(2)以及至少一根徑向設置在旋轉(zhuǎn)體(2)上并帶有噴頭(8)的儲水導流管(1)，所述旋轉(zhuǎn)體(2)上連接有與儲水導流管(1)連通的進水通道(5)，儲水導流管(1)隨旋轉(zhuǎn)體(2)旋轉(zhuǎn)時形成旋轉(zhuǎn)面(7)，所述噴頭(8)的噴嘴朝向所述旋轉(zhuǎn)面(7)的側(cè)向區(qū)域。
2.如權利要求l所述的蒸發(fā)補水器，其特征是所述噴頭(8)的噴 嘴朝向與旋轉(zhuǎn)體的軸心線(6)之間在儲水導流管(1)橫截面上投影所形成的夾角(a)大 于0度。
3.如權利要求2所述的蒸發(fā)補水器，其特征是所述夾角(a)的大小為45度。
4.如權利要求2或3所述的蒸發(fā)補水器，其特征是儲水導流管(1) 上具有至少一對對稱設置在所述旋轉(zhuǎn)面(7)左右兩側(cè)的噴頭(8)。
5.如權利要求l、 2或3所述的蒸發(fā)補水器，其特征是所述旋轉(zhuǎn)體( 2)上設置至少兩根沿周向均布的儲水導流管(1)，儲水導流管(1)上的噴頭(8)的設置 方向一致。
6.如權利要求l、 2或3所述的蒸發(fā)補水器，其特征是所述旋轉(zhuǎn)體( 2)上連接的進水通道(5)與氣體通道(17)連通形成氣水通道。
7.如權利要求6所述的蒸發(fā)補水器，其特征是儲水導流管(1)由 與所述氣水通道連通的內(nèi)層管(10)、外層管(12)以及設置在內(nèi)層管(10)和外層管(12) 之間由吸水材料制成的填充體(11)構(gòu)成，所述內(nèi)層管(10)上布設有若干個與填充體 (11)連通的溢流孔(9)，所述噴頭(8)內(nèi)設置有氣水混合腔(13)，所述汽水混合腔(13) 分別與內(nèi)層管(10)以及填充體(11)連通。
8.如權利要求l、 2或3所述的蒸發(fā)補水器，其特征是所述旋轉(zhuǎn)體( 2)上連接有與儲水導流管(1)連通的氣體通道(17)，所述儲水導流管(1)由單獨與氣 體通道(17)連通的進氣管(15)以及單獨與進水通道(5)連通的進水管(16)構(gòu)成，所述噴頭(8)內(nèi)設置有氣水混合腔(13)，所述汽水混合腔(13)分別與進氣管(15)以及 進水管(16)連通。
9 如權利要求8所述的蒸發(fā)補水器，其特征是所述氣體通道(17) 設置在進水通道(5)的管內(nèi)，并通過氣流導入管(14)與進氣管(15)連通。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可提高蒸發(fā)換熱器蒸發(fā)效率的蒸發(fā)補水器。該蒸發(fā)補水器包括旋轉(zhuǎn)體以及至少一根徑向設置在旋轉(zhuǎn)體上并帶有噴頭的儲水導流管，所述旋轉(zhuǎn)體上連接有與儲水導流管連通的進水通道，儲水導流管隨旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)時形成旋轉(zhuǎn)面，所述噴頭的噴嘴朝向所述旋轉(zhuǎn)面的側(cè)向區(qū)域。儲水導流管以旋轉(zhuǎn)體中心為軸線進行圓周運動，實現(xiàn)對蒸發(fā)換熱器的金屬表面進行周期性的補水，因此為蒸發(fā)過程的留下了必要的時間和空間，有效地改善了金屬表面發(fā)生水分蒸發(fā)的環(huán)境，使蒸發(fā)換熱的效率得以明顯的提高。
文檔編號F28D5/02GK101482375SQ20091030039
公開日2009年7月15日 申請日期2009年2月12日 優(yōu)先權日2009年2月12日
發(fā)明者付祥釗, 何葉從, 杰 周, 肖益民, 鄒國榮, 鐘星燦 申請人:中鐵二院工程集團有限責任公司