專利名稱：一種制冷吸附器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及吸附制冷技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種制冷吸附器及其制造方法。
背景技術(shù)：
吸附式制冷技術(shù)以其特有的綠色環(huán)保、太陽能、地?zé)崮芗肮I(yè)低品位余熱利用等優(yōu)勢(shì)倍受世人的關(guān)注。這種方法的實(shí)施關(guān)鍵之一在于制冷吸附器的傳熱傳質(zhì)性能。在吸附制冷過程中，制冷劑需進(jìn)入吸附器內(nèi)與吸附劑直接接觸進(jìn)行質(zhì)量傳遞，吸附/解吸過程的熱量通過制冷吸附器的外壁與外界進(jìn)行交換。傳統(tǒng)的制冷吸附器采用圓柱形或方形結(jié)構(gòu)，吸附劑堆積厚度大，傳熱距離長，固體吸附劑的傳熱阻力大，吸附速度低，直接影響整套裝置的制冷性能。《高?；瘜W(xué)工程學(xué)報(bào)》1998，12(1)17～22發(fā)表了一篇題為“吸附式制冷中吸附劑傳熱傳質(zhì)的強(qiáng)化”的論文稱就目前的研究進(jìn)展而言，吸附式制冷機(jī)要實(shí)現(xiàn)工業(yè)化、商品化生產(chǎn)，必須研究吸附床層的傳熱傳質(zhì)強(qiáng)化問題?！短柲軐W(xué)報(bào)》1998，19(2)186～190發(fā)表了一篇題為“太陽能吸附器中強(qiáng)化熱傳導(dǎo)性能的實(shí)驗(yàn)研究”的論文稱吸附器兼有加熱和冷卻吸附劑(多孔介質(zhì))兩種功能，因此吸附器本身要求有較高的熱交換率，吸附器的熱傳導(dǎo)性能是研究焦點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，提供一種制冷吸附器及其制造方法。該制冷吸附器能有效解決吸附器傳熱傳質(zhì)效率低、固體吸附劑傳熱阻力大、吸附劑裝填量少、體積龐大等問題，使利用低品位熱能驅(qū)動(dòng)的綠色制冷方式的大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用成為可能。
本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)所述一種制冷吸附器包括相互套裝在一起的內(nèi)、外兩個(gè)圓管組成，所述外圓管兩端分別固定有上、下蓋板，所述上、下蓋板分別開有載體出、進(jìn)口，所述內(nèi)圓管兩端分別固定有上、下端蓋，所述內(nèi)圓管里上、下端蓋之間固定有載體通道，所述內(nèi)圓管里上端蓋下方還固定有與之平行的管板，所述管板與下端蓋之間固定有制冷劑通道，所述上蓋板和上端蓋固定有制冷劑進(jìn)出管，所述下端蓋開有吸附劑裝填口，所述吸附劑填充在制冷劑通道與載體通道之間。
為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述上蓋板包括帶法蘭的可拆卸蓋板；所述內(nèi)、外圓管之間通過限位肋固定連接；所述內(nèi)、外圓管包括不銹鋼無縫鋼管；所述制冷劑通道包括外表面開有通孔的不銹鋼無縫鋼管；所述載體通道包括不銹鋼無縫鋼管。
所述一種制冷吸附器的制造方法包括如下步驟和工藝條件第一步 制造所述一種制冷吸附器的零件，包括內(nèi)、外兩個(gè)圓管，上、下蓋板，上、下端蓋，管板，載體通道，制冷劑通道，制冷劑進(jìn)出管；第二步 將多個(gè)制冷劑通道采用不銹鋼氬弧焊的方法按同心圓均勻分布的位置焊接于已經(jīng)焊有吸附劑裝填口的下端蓋上，并由內(nèi)圓管下端穿入其內(nèi)；第三步 將管板從內(nèi)圓管上端放入，套入制冷劑通道的上端，調(diào)正方位，將多個(gè)載體通道穿入管板和下端蓋上按同心圓均勻分布的相應(yīng)孔中；采用不銹鋼氬弧焊的方法將管板、下端蓋焊接在內(nèi)圓管上，將制冷劑通道焊接在管板上，將載體通道焊接在管板和下端蓋上；第四步 將上端蓋放在內(nèi)圓管上端，并在同心圓均勻分布的相應(yīng)孔中將載體通道穿出，將制冷劑進(jìn)出管置于其預(yù)留孔中；采用不銹鋼氬弧焊的方法將上端蓋與內(nèi)圓管、載體通道及制冷劑進(jìn)出管與上端蓋焊接起來；第五步 將上蓋板套入制冷劑進(jìn)出管，將載體出口置于上蓋板上，采用不銹鋼氬弧焊的方法在制冷劑進(jìn)出管上方焊上法蘭，并將上蓋板、制冷劑進(jìn)出管、載體出口焊接起來；第六步 采用不銹鋼氬弧焊的方法，將外圓管、下蓋板、載體進(jìn)口焊接起來；第七步 將第一步～第五步制成的部件從上方放入第六步制成的部件中，用螺栓緊固，即制備成所述一種制冷吸附器。
為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述上蓋板采用不銹鋼氬弧焊的方法焊接有法蘭；所述內(nèi)、外圓管之間采用不銹鋼氬弧焊的方法焊接限位肋。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果1、本發(fā)明的制冷吸附器整體結(jié)構(gòu)類似于夾套式換熱器，內(nèi)部則類似于列管換熱器，同時(shí)利用了這兩種換熱器的優(yōu)點(diǎn)，保證吸附器的傳熱面積，以利于吸附器的傳熱；并且這種吸附器的結(jié)構(gòu)緊湊，可以大大減小吸附器的體積。
2、本發(fā)明的制冷吸附器所采用的圓管式結(jié)構(gòu)具有很高的傳熱效率、很好的承壓能力，吸附器內(nèi)吸附劑層的厚度薄，吸附器的傳熱面積較大。吸附過程所產(chǎn)生(需要)的熱量，既可以向在內(nèi)、外圓管之間流動(dòng)的熱(冷)載體傳遞，也可以向在熱(冷)載體通道內(nèi)流動(dòng)的熱(冷)載體傳遞。這樣就增加了吸附器的傳熱面積，保證了吸附器內(nèi)吸附劑的厚度較薄、傳熱距離較短。
3、本發(fā)明的制冷吸附器采用一個(gè)制冷劑進(jìn)出管，上端蓋和管板之間的空隙形成一個(gè)分布盤，制冷劑由此進(jìn)入對(duì)稱分布在吸附器內(nèi)的多個(gè)制冷劑通道，并通過其上的小孔向吸附劑劑擴(kuò)散。制冷劑的傳質(zhì)通道較短，傳質(zhì)效率較高。
4、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，采用本發(fā)明的制冷吸附器，傳熱系數(shù)比現(xiàn)有技術(shù)所到的吸附器增加0.5～2倍，傳質(zhì)系數(shù)比現(xiàn)有技術(shù)所到的吸附器增加0.4～1.9倍，制冷量加大2.2～3.6倍，為吸附式制冷這種綠色制冷方式的大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用提供技術(shù)支持。
5、本發(fā)明方法工藝簡(jiǎn)單，成本低，易于推廣。


圖1是本發(fā)明一種制冷吸附器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中A-A向剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步地詳細(xì)說明。
實(shí)施例一如圖1所示，所述一種制冷吸附器包括外圓管3和套裝在其內(nèi)的內(nèi)圓管4組成。外圓管3由不銹鋼制成無縫鋼管，其外直徑255毫米、厚度6毫米、長度1000毫米，上、下兩端分別固定有上蓋板2(帶法蘭的可拆卸蓋板)、下蓋板8，上蓋板2開有熱(冷)載體出口1，下蓋板8開有熱(冷)載體進(jìn)口9。內(nèi)圓管4由外直徑219毫米、厚度6毫米、長度940毫米的不銹鋼無縫鋼管制成，兩端分別固定有上、下端蓋14、11，上、下端蓋14、11之間固定有熱(冷)載體通道6(上、下端蓋14、11相當(dāng)于載體通道的管板)，上端蓋14下方30毫米處還固定有與之平行的管板13(制冷劑通道5和熱(冷)載體通道6的管板)，管板13與下端蓋11之間固定有制冷劑通道5，制冷劑進(jìn)出口15剛性連接上蓋板2和上端蓋14，下端蓋14開有吸附劑裝填口10，吸附劑通過吸附劑裝填口10裝填于內(nèi)圓管4里制冷劑通道5和熱(冷)載體通道6之間的空間。內(nèi)、外圓管4、3之間通過限位肋7、12固定連接。
如圖2所示，制冷劑通道5共12個(gè)。制冷劑通道5由外直徑12毫米、厚度1.5毫米的不銹鋼無縫鋼管制成，其表面按等邊三角形鉆出直徑為1.5毫米、孔間距為4毫米的通孔。制冷劑通道5分別分布在直徑為62毫米和直徑為175毫米的同心圓上。熱(冷)載體通道6共5個(gè)。熱(冷)載體通道6由外直徑32毫米、厚度3毫米的不銹鋼無縫鋼管制成。熱(冷)載體通道6分別分布在制冷吸附器的中軸上和直徑為126毫米的同心圓上。
上述一種制冷吸附器的制造方法包括如下步驟和工藝條件第一步 按圖紙及規(guī)范要求制造出各個(gè)零件。
第二步 將12個(gè)制冷劑通道采用不銹鋼氬弧焊的方法按同心圓均勻分布的位置焊接于已經(jīng)焊有吸附劑裝填口的下端蓋上，并由內(nèi)圓管下端穿入其內(nèi)；第三步 將管板從內(nèi)圓管上端放入，套入制冷劑通道的上端，調(diào)正方位，將5個(gè)載體通道穿入管板和下端蓋上按同心圓均勻分布的相應(yīng)孔中；采用不銹鋼氬弧焊的方法將管板、下端蓋焊接在內(nèi)圓管上，將制冷劑通道焊接在管板上，將載體通道焊接在管板和下端蓋上；第四步 將上端蓋放在內(nèi)圓管上端，并在同心圓均勻分布的相應(yīng)孔中將載體通道穿出，將制冷劑進(jìn)出管置于其預(yù)留孔中；采用不銹鋼氬弧焊的方法將上端蓋與內(nèi)圓管、載體通道及制冷劑進(jìn)出管與上端蓋焊接起來。
第五步 將上蓋板套入制冷劑進(jìn)出管，將載體出口置于上蓋板上，采用不銹鋼氬弧焊的方法在制冷劑進(jìn)出管上方焊上法蘭，并將上蓋板、制冷劑進(jìn)出管、載體出口焊接起來。
第六步 采用不銹鋼氬弧焊的方法，將外圓管、上蓋板法蘭、下蓋板、載體進(jìn)口、限位肋焊接起來。
第七步 將第一步～第五步制成的部件從上方放入第六步制成的部件中，用螺栓緊固，即制備成所述一種制冷吸附器。
實(shí)施例二如圖1和2所示，外圓管3的外直徑為250毫米，厚度為3毫米，長度為560毫米；內(nèi)圓管4的外直徑為219毫米，厚度為8毫米，長度為500毫米；制冷劑通道5的外直徑為10毫米，厚度為1毫米，其表面按等邊三角形鉆出直徑為1毫米、孔間距為4毫米的通孔；熱(冷)載體通道6的外直徑為25毫米，厚度為2毫米。其它實(shí)施方式同實(shí)施例一。
如上所述，即可較好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種制冷吸附器，其特征是，包括相互套裝在一起的內(nèi)、外兩個(gè)圓管組成，所述外圓管兩端分別固定有上、下蓋板，所述上、下蓋板分別開有載體出、進(jìn)口，所述內(nèi)圓管兩端分別固定有上、下端蓋，所述內(nèi)圓管里上、下端蓋之間固定有載體通道，所述內(nèi)圓管里上端蓋下方還固定有與之平行的管板，所述管板與下端蓋之間固定有制冷劑通道，所述上蓋板和上端蓋固定有制冷劑進(jìn)出管，所述下端蓋開有吸附劑裝填口，所述吸附劑填充在制冷劑通道與載體通道之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種制冷吸附器，其特征是，所述上蓋板包括帶法蘭的可拆卸蓋板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種制冷吸附器，其特征是，所述內(nèi)、外圓管之間通過限位肋固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種制冷吸附器，其特征是，所述內(nèi)、外圓管包括不銹鋼無縫鋼管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種制冷吸附器，其特征是，所述制冷劑通道包括外表面開有通孔的不銹鋼無縫鋼管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種制冷吸附器，其特征是，所述載體通道包括不銹鋼無縫鋼管。
7.權(quán)利要求1所述一種制冷吸附器的制造方法，其特征是，包括如下步驟和工藝條件第一步 制造所述一種制冷吸附器的零件，包括內(nèi)、外兩個(gè)圓管，上、下蓋板，上、下端蓋，管板，載體通道，制冷劑通道，制冷劑進(jìn)出管；第二步 將多個(gè)制冷劑通道采用不銹鋼氬弧焊的方法按同心圓均勻分布的位置焊接于已經(jīng)焊有吸附劑裝填口的下端蓋上，并由內(nèi)圓管下端穿入其內(nèi)；第三步 將管板從內(nèi)圓管上端放入，套入制冷劑通道的上端，調(diào)正方位，將多個(gè)載體通道穿入管板和下端蓋上按同心圓均勻分布的相應(yīng)孔中；采用不銹鋼氬弧焊的方法將管板、下端蓋焊接在內(nèi)圓管上，將制冷劑通道焊接在管板上，將載體通道焊接在管板和下端蓋上；第四步 將上端蓋放在內(nèi)圓管上端，并在同心圓均勻分布的相應(yīng)孔中將載體通道穿出，將制冷劑進(jìn)出管置于其預(yù)留孔中；采用不銹鋼氬弧焊的方法將上端蓋與內(nèi)圓管、載體通道及制冷劑進(jìn)出管與上端蓋焊接起來；第五步 將上蓋板套入制冷劑進(jìn)出管，將載體出口置于上蓋板上，采用不銹鋼氬弧焊的方法在制冷劑進(jìn)出管上方焊上法蘭，并將上蓋板、制冷劑進(jìn)出管、載體出口焊接起來；第六步 采用不銹鋼氬弧焊的方法，將外圓管、下蓋板、載體進(jìn)口焊接起來；第七步 將第一步～第五步制成的部件從上方放入第六步制成的部件中，用螺栓緊固，即制備成所述一種制冷吸附器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種制冷吸附器的制造方法，其特征是，所述上蓋板采用不銹鋼氬弧焊的方法焊接有法蘭。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種制冷吸附器的制造方法，其特征是，所述內(nèi)、外圓管之間采用不銹鋼氬弧焊的方法焊接限位肋。
全文摘要
本發(fā)明是一種制冷吸附器及其制造方法，該制冷吸附器包括相互套裝在一起的內(nèi)、外兩個(gè)圓管組成，外圓管兩端固定有上、下蓋板，開有載體出、進(jìn)口，內(nèi)圓管內(nèi)固定有載體通道和制冷劑通道，上蓋板和上端蓋固定有制冷劑進(jìn)出管，下端蓋開有吸附劑裝填口，吸附劑填充在制冷劑通道與載體通道之間。該制冷吸附器的制造方法是采用不銹鋼氬弧焊的方法將各個(gè)零部件焊接在一起。本發(fā)明同時(shí)利用了夾套式換熱器、列管換熱器的優(yōu)點(diǎn)并加入強(qiáng)化傳質(zhì)手段，具有很高的傳熱、傳質(zhì)效率、很好的承壓能力，而且結(jié)構(gòu)緊湊，可以大大減小吸附器的體積，增加吸附劑的裝填量。
文檔編號(hào)F25B37/00GK1641296SQ20051003267
公開日2005年7月20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)明者王紅林, 陳礪 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)