一種自除垢的直板型封閉式結(jié)構(gòu)的翅片管換熱器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種自除垢的直板型封閉式結(jié)構(gòu)的翅片管換熱器，所述換熱器包括自動(dòng)防垢裝置，所述的自動(dòng)防垢裝置由產(chǎn)生超音頻脈沖信號(hào)的主機(jī)及其電源以及防垢部件組成，防垢部件具有換能器和波導(dǎo)，換能器通過電線與此主機(jī)相連接并將超音頻脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成超音頻脈沖振動(dòng)，所述波導(dǎo)與此換能器相連接。本發(fā)明將換熱器自動(dòng)進(jìn)行除垢，減少熱阻，使其達(dá)到換熱效率最大化，以節(jié)約能源，達(dá)到環(huán)保節(jié)能的目的。
【專利說明】一種自除垢的直板型封閉式結(jié)構(gòu)的翅片管換熱器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于換熱器領(lǐng)域，尤其涉及一種供暖用的換熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]石化、煉油、鋼鐵、火電等許多企業(yè)，在生產(chǎn)過程中大量使用冷卻和循環(huán)水以進(jìn)行熱交換。熱交換器和連通其它裝置的管道，由于水中存在的多種酸、堿、鹽離子和其他有機(jī)雜質(zhì)，在高熱狀態(tài)下很容易在其內(nèi)壁形成結(jié)垢，垢層越積越厚，使熱交換效率大大降低，對(duì)熱能造成很大浪費(fèi)。另外，結(jié)垢對(duì)熱交換器的安全生產(chǎn)造成嚴(yán)重威脅。所以必須定期對(duì)熱交換器和管道進(jìn)行除垢。目前普遍采用的方法是人工或化學(xué)清洗?；瘜W(xué)清洗是在循環(huán)和冷卻水中加入化學(xué)試劑，通過化學(xué)反應(yīng)將污垢剝離。這種方法的缺點(diǎn)是:①造成循環(huán)、冷卻水的二次污染，②清洗成本高。人工清洗更是費(fèi)工費(fèi)時(shí)，且效率低下。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種新的自除垢封閉式翅片管換熱器。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種自除垢的直板型封閉式結(jié)構(gòu)的翅片管換熱器，包括上集管、下集管和連接上集管和下集管的翅片管，所述翅片管包括圓形基管和第一翅片、第二翅片，第一翅片和第二翅片設(shè)置在基管的外部并且第一翅片和第二翅片的延長(zhǎng)線相交于基管的圓心所在的基管的中心軸線，第一翅片和第二翅片沿著通過基管的中心軸線的第一平面鏡像對(duì)稱；所述翅片管包括第三翅片和第四翅片，所述第三翅片、第四翅片沿著第二平面分別與第一翅片和第二翅片鏡像對(duì)稱，所述第二平面與第一平面垂直而且經(jīng)過基管的中心軸線；所述第一翅片和第二翅片之間設(shè)置第一連接片，所述第三翅片和第四翅片之間設(shè)置第二連接片，第一連接片和第二連接片為直線型金屬板；所述相鄰基管的第一連接片在一個(gè)平面上，相鄰基管的第二連接片在一個(gè)平面上，第一連接片和第二連接片所在的平面互相平行，第一翅片、第二翅片與相鄰翅片管的第三翅片和第四翅片形成空間；所述基管為直管，所述相鄰的基管的中心軸線互相平行。
[0005]所述第一翅片和第二翅片之間的夾角為A，第一翅片和第二翅片的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，基管的外半徑為R，上述三者的關(guān)系滿足如下公式:
[0006]Sin (A/2) =a X (L/R) 2+b X (L/R) +c
[0007]其中，A單位為角度，60° <A〈110°，
[0008]L 的尺寸為 mm，15mm〈L〈80mm，
[0009]R 的單位為 mm, 10mm〈R〈80mm，
[0010]a、b、c為系數(shù)，a的范圍為0.038-0.04，b的范圍為0.26-0.27，c的范圍為
0.34_0.35 o
[0011]系數(shù)的優(yōu)化結(jié)果是:a為0.0397，b為0.02684，c為0.03477。
[0012]優(yōu)選的是，相鄰基管中心軸線之間的距離為dX(L+R)Xsin(A/2)，其中d為系數(shù)，范圍為1.05-1.2。[0013]所述基管和翅片的材料是鋁合金，所述鋁合金的組分的質(zhì)量百分比如下:3.0%Cu, 1.9% Mg, 1.6% Ag，0.6% Mn，0.25% Zr,0.3% Ce，0.23% Ti，0.38% Si，其余為 Al。
[0014]所述基管的管內(nèi)部設(shè)置防腐層，基管的外部涂覆耐磨層，防腐層、基管以及耐磨層的熱膨脹系數(shù)依次增加。
[0015]所述換熱器還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)根據(jù)室內(nèi)溫度控制進(jìn)入換熱器中水的流速。
[0016]所述控制系統(tǒng)包括:溫度傳感器、流量控制器和中央控制器，流量控制器控制進(jìn)入換熱器的流速；所述溫度傳感器用于測(cè)量室內(nèi)溫度，當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到第一溫度時(shí)，中央控制器控制流量控制器達(dá)到第一流速，當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到高于第一溫度的第二溫度時(shí)，中央控制器控制流量控制器達(dá)到低于第一流速的第二流速，當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到高于第二溫度的第三溫度時(shí)，中央控制器控制流量控制器達(dá)到低于第二流速的第三流速，當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到高于第三溫度的第四溫度時(shí)，中央控制器控制流量控制器達(dá)到低于第三流速的第四流速；當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到高于第四溫度的第五溫度時(shí)，中央控制器將流量控制器關(guān)閉，阻止水進(jìn)入換熱器。
[0017]所述防腐層由如下成分組成:
[0018]片狀鋅粉8.3 %，氧化鋁為8 %，硼酸為7.3 %，丙烯酸為0.7 %，潤(rùn)濕分散劑為
0.4%，增稠劑為0.15%，消泡劑為0.23%，余量的水。
[0019]所述潤(rùn)濕分散劑為平平加系列中的SA-20，所述的增稠劑選用羥乙基纖維素；所述的消泡劑選用磷酸三丁酯。
[0020]在基管的軸向上靠近上集管和下集管的部分沒有翅片。
[0021]基管靠近下集管的部分的沒有翅片的部分的長(zhǎng)度要大于靠近上翅片的沒有翅片部分的長(zhǎng)度。
[0022]換熱器還包括自動(dòng)防垢裝置，所述的自動(dòng)防垢裝置由產(chǎn)生超音頻脈沖信號(hào)的主機(jī)及其電源以及防垢部件組成，防垢部件具有換能器和波導(dǎo)，換能器通過電線與此主機(jī)相連接并將超音頻脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成超音頻脈沖振動(dòng)，所述波導(dǎo)與此換能器相連接；所述波導(dǎo)與換熱器上集管連接。
[0023]所述自動(dòng)防垢裝置設(shè)置在換熱器的上集管的進(jìn)水口處的側(cè)壁上。
[0024]所述波導(dǎo)為多個(gè)，分布在換熱器的不同部分。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn):
[0026]I)本發(fā)明提供了一種新的翅片管，而且因?yàn)槌崞艿某崞难由炀€與基管的中心軸線重合，從而使得換熱效果達(dá)到最好。
[0027]2)本發(fā)明通過多次試驗(yàn)，設(shè)計(jì)了不同管徑、不同高度、夾角的翅片進(jìn)行試驗(yàn)，從而得到一個(gè)最優(yōu)的翅片優(yōu)化結(jié)果，并且通過試驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證，從而證明了結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0028]3)通過對(duì)鋁合金的組分的質(zhì)量百分比的合理分配，提高翅片管的高耐熱性和高導(dǎo)熱性。
[0029]4)防腐層、基管以及耐磨層的熱膨脹系數(shù)依次增加，保證在通熱水的時(shí)候，各層的膨脹率相同，保證各層的緊密結(jié)合，防止脫落。
[0030]5)通過控制系統(tǒng)，自動(dòng)控制進(jìn)入換熱器的水的流速，保持室溫達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的數(shù)值。
[0031]6)通過在基管的軸向上靠近上集管和下集管的部分沒有翅片，保證了基管下部的空氣能夠順利進(jìn)行翅片管的空隙中，達(dá)到了好的抽吸效果，同時(shí)也能保證空氣技術(shù)的向上部對(duì)流，增加對(duì)流換熱的效果。
[0032]7)通過基管靠近下集管的部分的沒有翅片的部分的長(zhǎng)度要大于靠近上翅片的沒有翅片部分的長(zhǎng)度，可以增加對(duì)流效果。
[0033]8)能夠進(jìn)行自動(dòng)防垢除垢。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1是本發(fā)明換熱器的示意圖；
[0035]圖2是翅片管的橫截面示意圖；
[0036]圖3是換熱器控制系統(tǒng)的示意圖；
[0037]圖4是圖3從左側(cè)看的示意圖。
[0038]圖5是防垢裝置第一實(shí)施例示意圖；
[0039]圖6是圖5中防垢部件的放大示意圖；
[0040]圖7是本發(fā)明防垢裝置第二實(shí)施例示意圖；
[0041]圖8是本發(fā)明防垢裝置第二實(shí)施例的局部示意圖；
[0042]圖9是本發(fā)明防垢裝置第三實(shí)施例的示意圖
[0043]圖10是主機(jī)的電路流程圖。
[0044]附圖標(biāo)記如下:
[0045]I上集管，2基管中沒有翅片的部分，3下集管，4翅片管，5基管，6水第一翅片，7空隙部分，8第一連接片，9第二翅片，10第四翅片，11第三翅片，12第二連接片，13中央控制器，14流量控制器，15溫度傳感器，16溫度傳感器，17換熱器，18電源，19主機(jī)，20電線，21換能器，22波導(dǎo)，23電壓整形電路，24電子開關(guān)電路，25輸出匹配電路，26防垢部件，27傳導(dǎo)桿，28磁致伸縮裝置，29屏蔽裝置，30磁化器，31永磁鐵，32固定裝置，33屏蔽外殼，34高頻振蕩分頻電路，35脈沖觸發(fā)電路，36振動(dòng)傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0046]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說明。
[0047]一種自除垢的直板型封閉式結(jié)構(gòu)的翅片管換熱器17，包括上集管1、下集管3和連接上集管I和下集管3的翅片管4，所述翅片管4包括圓形基管5和第一翅片6、第二翅片9,第一翅片6和第二翅片9設(shè)置在基管5的外部并且第一翅片6和第二翅片9的延長(zhǎng)線相交于基管5的圓心所在的基管中心軸線，第一翅片6和第二翅片9沿著通過基管中心軸線的第一平面B鏡像對(duì)稱；所述翅片管包括第三翅片11和第四翅片10，所述第三翅片11、第四翅片10沿著第二平面C分別與第一翅片6和第二翅片9鏡像對(duì)稱，所述第二平面C與第一平面B垂直而且經(jīng)過基管5的中心軸線；所述第一翅片6和第二翅片9之間設(shè)置第一連接片8，所述第三翅片11和第四翅片10之間設(shè)置第二連接片12，第一連接片8和第二連接片12為直線型金屬板。所述基管為直管，所述相鄰的基管5的中心軸線互相平行。
[0048]需要解釋的是，如圖2所示，基管的中心軸線就是基管5的橫切面上的圓心點(diǎn)的集合形成的一條線。
[0049]通過上述的設(shè)置，使得翅片與連接片之間形成一個(gè)空隙部分7，在對(duì)流換熱的時(shí)候，空隙部分7就形成了一種煙筒效應(yīng)，能夠增強(qiáng)換熱。
[0050]優(yōu)選的是，所述相鄰基管5的第一連接片8在一個(gè)平面上，相鄰基管5的第二連接片12在一個(gè)平面上，第一連接片8和第二連接片12所在的平面互相平行。
[0051]優(yōu)選的是，相鄰基管的第一翅片互相平行，表示相鄰基管的第二翅片也互相平行，同理，第三翅片、第四翅片也互相平行。此特征表明翅片管是按照相同方向排列的。此特征表明翅片管是按照相同方向排列的。
[0052]優(yōu)選的是，所有翅片管的尺寸都相同。
[0053]第一翅片、第二翅片與相鄰翅片管的第三翅片和第四翅片形成空間，該空間形成一定的空隙，能夠形成煙筒效應(yīng)，加強(qiáng)對(duì)流，強(qiáng)化傳熱。
[0054]所述第一翅片6和第二翅片9之間的夾角為A，第一翅片6和第二翅片9的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，基管的外半徑為R，當(dāng)然，因?yàn)殓R像對(duì)稱，第三翅片11和第四翅片10的長(zhǎng)度也自然是L。但是在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，換熱過程中.如果翅片夾角過小，則會(huì)阻礙換熱，因?yàn)槌崞瑠A角過小的話，導(dǎo)致第一翅片和第二翅片的距離太近，則溫度邊界層在封閉區(qū)域內(nèi)隨著基管高度的方向上開始重合，氣體溫度接近管壁溫度而逐漸接近熱飽和，流動(dòng)阻力增大，最終反而惡化換熱，外翅片的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮不出來，同樣的原因，隨著夾角的不斷地增大，使得連接片距離基管的距離原來越近，同樣使得溫度邊界層在封閉區(qū)域內(nèi)隨著基管高度的方向上開始重合，氣體溫度接近管壁溫度而逐漸接近熱飽和，流動(dòng)阻力增大，最終反而惡化換熱，因此夾角具有一個(gè)最佳值。
[0055]對(duì)于翅片長(zhǎng)度，如果太長(zhǎng)，則因?yàn)榛艿臒崃繜o法及時(shí)到達(dá)翅片的端部或者即使達(dá)到效果也不明顯，如果太短，則擴(kuò)展換熱面積太小，無法達(dá)到一個(gè)好的換熱效果，因此翅片的高度也有一個(gè)最佳值。
[0056]對(duì)于兩個(gè)翅片管之間的距離，首先如果距離太近或者完全靠近，則兩個(gè)翅片管的連接片之間距離的空間(參見圖1)太小，則空氣無法通過翅片之間的間隙進(jìn)入翅片管之間形成的空隙，此時(shí)的換熱只能依靠從換熱器底部進(jìn)入空氣，無法達(dá)到很好的對(duì)流換熱效果，同樣的原因，如果距離太遠(yuǎn)，則翅片管的第一第二第三第四翅片無法形成有效煙筒效果的空隙，從而導(dǎo)致?lián)Q熱效果變差，因此對(duì)于兩個(gè)翅片管之間的距離也需要一個(gè)合適的數(shù)值。
[0057]如圖4所示，對(duì)于翅片沿著基管5軸向上的高度H，也需要具有一個(gè)合適的數(shù)值，如果翅片高度太高，則在翅片的上部，因?yàn)檫吔鐚釉诜忾]區(qū)域內(nèi)隨著基管高度的方向上開始重合，導(dǎo)致?lián)Q熱的惡化，同理，高度太低，則換熱沒有充分發(fā)揮，從而影響換熱效果。
[0058]因此，本發(fā)明是通過多個(gè)不同尺寸的換熱器的試驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)出的最佳的換熱器的翅片管的尺寸關(guān)系。因?yàn)槌崞苓€有夾角A、翅片長(zhǎng)度L、翅片高度H這三個(gè)變量，因此，引入兩個(gè)無量綱量sin (A/2)、L/R、H/R，這里R是基管的半徑，從換熱效果中的散熱量最大出發(fā)，計(jì)算了近200種形式。所述的尺寸關(guān)系如下:
[0059]所述第一翅片和第二翅片之間的夾角為A，第一翅片和第二翅片的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，基管的外半徑為R，翅片沿著基管軸向上的翅片高度H，上述四者的關(guān)系滿足如下公式:
[0060]Sin (A/2) =a X (L/R) 2+b X (L/R) +c[0061 ] H/R= 10XeX (Sin(A/2))f
[0062]其中，A單位為角度，60° <A〈110°，
[0063]L 的尺寸為 mm，15mm〈L〈80mm，[0064]R 的單位為 mm, 10mm〈R〈80mm，
[0065]H 的單位為 mm, 600mm〈H〈1200mm，
[0066]a、b、c、e、f為系數(shù)，a的范圍為0.038-0.04，b的范圍為0.26-0.27，c的范圍為
0.34-0.35，e的范圍為0.72-0.78，f的范圍是-3.6至-3.5之間。
[0067]優(yōu)選的是，相鄰基管中心軸線之間的距離為S=dX (L+R)父^11(4/2)，其中(1為
1.05-1. 2。
[0068]如圖2所示，相鄰基管中心軸線之間的距離就是橫切面上兩個(gè)基管圓心之間的距離。
[0069]其中d優(yōu)選為1.13。
[0070]如果是單獨(dú)的把一個(gè)翅片管作為一個(gè)產(chǎn)品，則依然適用于上述公式。例如:
[0071]所述第一翅片和第二翅片之間的夾角為A，第一翅片和第二翅片的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，基管的外半徑為R，翅片沿著基管軸向上的翅片高度H，上述四者的關(guān)系滿足如下公式:
[0072]Sin (A/2) =a X (L/R) 2+b X (L/R) +c
[0073]H/R=10*e X (Sin (A/2))f
[0074]其中，A單位為角度，60° <A〈110°，
[0075]L 的尺寸為 mm，15mm〈L〈80mm，
[0076]R 的單位為 mm, 10mm〈R〈80mm，
[0077]H 的單位為 mm, 600mm〈H〈1200mm，
[0078]a、b、c、e、f為系數(shù)，a的范圍為0.038-0.04, b的范圍為0.26-0.27，c的范圍為
0.34-0.35，e的范圍為0.72-0.78，f的范圍是-3.6至-3.5之間；
[0079]通過計(jì)算結(jié)果后再進(jìn)行試驗(yàn)，通過計(jì)算邊界的數(shù)值，所得的結(jié)果基本上與公式相吻合，誤差基本上在4%以內(nèi)，最大的相對(duì)誤差不超過6%,平均誤差是2%。
[0080]系數(shù)優(yōu)化的結(jié)果:a為 0.0397，b 為 0.02684，c 為 0.03477，e 為 0.7416，f為-3.545。
[0081]基管和翅片的材料是鋁合金，所述鋁合金的組分的質(zhì)量百分比如下:3.0% Cu,
1.9% Mg, 1.6% Ag,0.6% Mn,0.25% Zr,0.3% Ce,0.23% Ti,0.38% Si，其余為 Al。
[0082]鋁合金的制造方法為:采用真空冶金熔煉，氬氣保護(hù)澆注成圓坯，經(jīng)過600°C均勻化處理，在400°C，采用熱擠壓成棒材，然后再經(jīng)過580°C固溶淬火后，在200°C進(jìn)行人工時(shí)效處理。導(dǎo)熱系數(shù)為大于250W/ (m*k)。
[0083]基管和翅片可以一體制造，也可以分體制造，基管和翅片也可以是不同的材料，例如基管是前面提到的鋁合金，翅片則可以采用其他合金，其中其他合金組成如下:
[0084]質(zhì)量百分比如下Ni30%；Cr20%；A16%；C0.03%；B0.016% ；Co2% ；Ti3% ；Nb0.1%；La0.2% ；Ce0.2% ；Fe 余量。
[0085]合金的制造方法為:通過在真空感應(yīng)爐中按照電熱合金的成分熔煉澆注成錠，然后在1200°C -900°C將合金錠熱鍛成棒材，在1200°C _90(TC熱軋成盤材，再在室溫冷拔成不同規(guī)格的絲材。
[0086]經(jīng)測(cè)試，上述合金具有很高的導(dǎo)熱系數(shù)。
[0087]所述基管5的管內(nèi)部設(shè)置防腐層，基管的外部涂覆耐磨層，防腐層、基管以及耐磨層的熱膨脹系數(shù)依次增加。之所以如此設(shè)置是因?yàn)樵诠岬倪^程中，翅片管的內(nèi)部的防腐層先受熱，先膨脹，然后依次向外是第二層、第三層受熱膨脹，因此從內(nèi)向外三層膨脹次數(shù)依次增加可以保證膨脹率基本保持一致，保證各層連接的緊密性和穩(wěn)定性。
[0088]如圖3所示，所述換熱器還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)根據(jù)室內(nèi)溫度控制進(jìn)入換熱器中水的流速。
[0089]所述控制系統(tǒng)包括:溫度傳感器(圖3中沒有示出)、流量控制器14和中央控制器13，流量控制器14控制進(jìn)入換熱器的水的流速；所述溫度傳感器用于測(cè)量室內(nèi)溫度，當(dāng)室內(nèi)溫度低于第一溫度時(shí)，流量控制器全部打開，當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到第一溫度時(shí)，中央控制器控制流量控制器達(dá)到第一流速，第一流速要低于全部打開的流速，當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到高于第一溫度的第二溫度時(shí)，中央控制器控制流速達(dá)到低于第一流速控制器的第二流速，當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到高于第二溫度的第三溫度時(shí)，中央控制器控制流量控制器達(dá)到低于第二流速的第三流速，當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到高于第三溫度的第四溫度時(shí)，中央控制器控制流量控制器達(dá)到低于第三流速的第四流速；當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到高于第四溫度的第五溫度時(shí)，中央控制器將流量控制器關(guān)閉，阻止水進(jìn)入換熱器。
[0090]第五溫度就是出于很高的溫度，例如25度以上，第一溫度就是較低溫度，例如15度以下。通過上述的設(shè)置，可以根據(jù)溫度控制換熱器的更熱量，達(dá)到節(jié)約能源的效果，尤其是下一步要發(fā)展根據(jù)熱量計(jì)費(fèi)，因此必然會(huì)受到歡迎。
[0091]此外，可以設(shè)置溫度傳感器15、16用來測(cè)量進(jìn)入和出去換熱器的水的溫度。
[0092]所述控制系統(tǒng)可以是一個(gè)單片機(jī)，可以設(shè)置控制面板，控制面板設(shè)置在換熱器的上部或者下部，也可以設(shè)置在進(jìn)入換熱器的管道上。
[0093]所述防腐層是由涂覆防腐涂料生成，防腐涂料由如下成分組成:片狀鋅粉8.3%，氧化鋁為8 %，硼酸為7.3%，丙烯酸為0.7%，潤(rùn)濕分散劑為0.4%，增稠劑為0.15%，消泡劑為0.23%，余量的水。
[0094]一種制備上述水性防腐涂料的方法，該方法按照以下步驟實(shí)施，
[0095]a、按涂料總質(zhì)量百分比，分別稱取一定量的水、0.4%的潤(rùn)濕分散劑和0.23%的消泡劑，然后混合到一起，充分?jǐn)嚢枋怪芙庵瞥赏苛匣旌弦篈l，再向混合液Al中加入占涂料總質(zhì)量的8.3%的片狀金屬粉，攪拌均勻制成涂料混合液A2 ；
[0096]b、按涂料總質(zhì)量百分比，稱取7.3%硼酸，組成混合液，加入到20%?40%的水中充分溶解制成無機(jī)酸混合液BI，再向混合液BI中加入8%的氧化物粉，攪拌至無沉淀制成無機(jī)酸混合液B2 ；
[0097]C、按涂料總質(zhì)量百分比，稱取0.7%的丙稀酸，加入到5%?15%的水中，充分?jǐn)嚢杈鶆蛑瞥蛇€原劑混合液C ；
[0098]d、按涂料總質(zhì)量百分比，稱取0.15%的增稠劑羥乙基纖維素，加入到2.5%?15%的水中，攪拌至溶解呈半透明狀且無凝膠出現(xiàn)即停止攪拌制成增稠劑混合液D ;
[0099]e、將配制的無機(jī)酸混合液B2加入到涂料混合液A2中，然后加入還原劑混合液C配制量的1/5?1/2，邊攪拌邊加入增稠劑混合液D，再加入余量的水，繼續(xù)攪拌30?90分鐘，直到涂料混合液均勻一致無團(tuán)聚顆粒為止，最后再加入剩余的還原劑混合液C，再攪拌10?40分鐘，即得。
[0100]該種涂料通過噴涂、刷涂、浸涂施涂于翅片管表面，80±10°C烘干10?60分鐘，280±40°C固化燒結(jié)30?60分鐘，形成良好耐蝕涂層。[0101]所述潤(rùn)濕分散劑為平平加系列中的SA-20，所述的增稠劑選用羥乙基纖維素；所述的消泡劑選用磷酸三丁酯。
[0102]如圖1所示，在基管5的軸向上靠近上集管和下集管的部分沒有翅片。這樣可以保證下部的空氣能夠進(jìn)入翅片之間形成的空隙中，同時(shí)從空氣上部出來，加強(qiáng)對(duì)流效果。
[0103]如圖4所示，基管5靠近下集管的部分的沒有翅片的部分的長(zhǎng)度要大于靠近上翅片的沒有翅片部分的長(zhǎng)度。主要因?yàn)槭窍虏靠諝饷婷芏却?，可以保證更多的空氣的進(jìn)入，上部空氣密度小，空氣更容易上升，因此可以保持空氣進(jìn)入和出去翅片管量基本保持一致。
[0104]優(yōu)選的，下部沒有翅片的部分的長(zhǎng)度占基管5的長(zhǎng)度的5%，上部沒有翅片的部分的長(zhǎng)度占基管5的長(zhǎng)度的3%。
[0105]基管5的內(nèi)壁可以設(shè)置翅片，例如可以設(shè)置直翅片或者螺旋翅片，所述翅片的高度可以隨著流體流動(dòng)的方向上逐漸增大，最高的翅片高度是最低的1.05-1.1倍。主要原因是隨著流體流動(dòng)的方向，流體的溫度逐漸下降，使其換熱效果逐漸降低，通過增加內(nèi)部翅片的高度設(shè)置不同，可以增強(qiáng)流體流動(dòng)方向上的換熱，從而使得換熱效果沿著流體流動(dòng)方向整體上保持一致。
[0106]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，所述換熱器還包括自動(dòng)防垢裝置，設(shè)有自動(dòng)防垢裝置在換熱器的本體上，例如，如附圖5所示，設(shè)置在換熱器的上集管I的流體入口處，所述的自動(dòng)防垢裝置由產(chǎn)生超音頻脈沖信號(hào)的主機(jī)19及其電源18以及防垢部件26組成，防垢部件26具有換能器21和波導(dǎo)22，通過電線20與此主機(jī)19相連接的將超音頻脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成超音頻脈沖振動(dòng)的換能器21，波導(dǎo)22與此換能器21相連接。
[0107]所述的波導(dǎo)22焊接在換熱器上集管上。當(dāng)然，波導(dǎo)22可以設(shè)置在換熱器的其他位置，例如換熱器的基管上，或者下集管，當(dāng)然可以設(shè)置多個(gè)波導(dǎo)在換熱器的不同部分，例如分別設(shè)置在上集管和基管，可以增加防垢力度。
[0108]優(yōu)選的，可以將波導(dǎo)22設(shè)置在換熱器上集管的進(jìn)水口處的側(cè)壁，例如圖1中的上集管I中的進(jìn)水口位置處的側(cè)壁，這樣可以對(duì)來水進(jìn)行振動(dòng)，增加防垢的效果。
[0109]當(dāng)然，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，波導(dǎo)22也可以通過其他方式與換熱器本體進(jìn)行連接，例如通過方便插拔的方式。
[0110]如圖6所示，所述的波導(dǎo)22與換能器21之間為螺紋連接。當(dāng)然，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，也可以通過其他方式進(jìn)行連接，例如通過方便插拔的方式。
[0111]采用方便插拔的方式的一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)就是在不取暖的時(shí)候，可以將自動(dòng)防垢裝置拆卸下來。
[0112]為了將波導(dǎo)22設(shè)置在換熱器上集管的進(jìn)水口處的側(cè)壁，可以增加側(cè)壁的厚度，以便能夠有空間容納和支撐波導(dǎo)。
[0113]所述的換能器可以是磁致伸縮換能器。
[0114]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要選擇合適的波導(dǎo)和換能器的數(shù)量，也包括合適的位置，例如將其設(shè)置在下集管或者基管的某一位置。
[0115]采用本實(shí)施例的自動(dòng)防垢換熱器，自動(dòng)防垢裝置的主機(jī)發(fā)出超音頻脈沖信號(hào)經(jīng)換能器轉(zhuǎn)換廣生超首頻脈沖振動(dòng)，此超首頻脈沖振動(dòng)作用于換熱器金屬管中的水中，超首頻脈沖振動(dòng)使金屬管和水之間產(chǎn)生高速微流和空化效應(yīng)，阻止了垢質(zhì)的形成，阻斷和破壞了水中尚未結(jié)晶的鹽及較大的顆粒凝固粘結(jié)在換熱器的金屬管壁上，達(dá)到自防垢的目的。[0116]實(shí)驗(yàn)證明，采用本發(fā)明的自防垢換熱器實(shí)現(xiàn)了在無垢狀態(tài)下工作，避免了因?yàn)榻Y(jié)垢而導(dǎo)致的散熱效率的下降，保證了換熱器的高效的散熱效率，無須對(duì)換熱器進(jìn)行停產(chǎn)清洗，節(jié)省了大量的水資源，避免了大量能源浪費(fèi)，提高了熱效率。
[0117]圖7、8展示了具有自動(dòng)防垢除垢裝置的散熱器的第二個(gè)實(shí)施例。主機(jī)19通過電線20與換能器21相連，換能器21選用磁致伸縮換能器，換能器21內(nèi)部的傳導(dǎo)桿27上方安裝有磁致伸縮組件28，傳導(dǎo)桿27的外部包覆有屏蔽裝置29，換能器21置于屏蔽外殼33的外部并與磁化器30相連,永磁鐵31通過固定裝置32設(shè)于屏蔽外殼33的內(nèi)部,磁化器30通過外夾式安裝固定在上集管的外壁上，即利用永磁鐵31強(qiáng)磁的吸引力將磁化器30和換能器21牢牢吸附在上集管的外壁上。
[0118]當(dāng)上集管I內(nèi)的水以一定速度流過時(shí)，切割磁化器30中的永磁鐵31所產(chǎn)生的磁力線，即被磁化形成磁化水，磁化水通過結(jié)垢的管路時(shí)，對(duì)垢蝕進(jìn)行分解，剝離及沖刷，從而達(dá)到除垢效果；同時(shí)，主機(jī)19產(chǎn)生高頻聲波，通過電線20傳到換能器21上，再由吸附在上集管I外壁的換能器30將聲波通過管壁傳遞給流動(dòng)的循環(huán)水，超聲波的振動(dòng)作用于循環(huán)水中，產(chǎn)生空化效應(yīng)，使金屬管壁與循環(huán)水之間產(chǎn)生高速紊流，破壞垢類的生成和在管壁沉積的條件，起到防垢的作用，并且空化效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生能量巨大的沖擊波，破壞碳化沉積物之間及碳化沉積物與金屬管壁的牢固性，這種能量，使水垢、水、金屬管壁隨之振動(dòng)，由于三者之間的頻率響應(yīng)不同，因此產(chǎn)生不同步的振動(dòng)，形成垢層與管壁界面上的相對(duì)剪切力，對(duì)垢蝕產(chǎn)生軟化、分解，即可達(dá)到除垢的效果。
[0119]圖9展示了防垢裝置第三實(shí)施例。本裝置包括主機(jī)19、換能器21和振動(dòng)傳感器36，主機(jī)包括控制器。如附圖9所示，主機(jī)通過電線與換能器21連接，換能器21的換能端固定焊接在上集管I的外表面上，其軸線的延長(zhǎng)線經(jīng)過上集管I中心軸線，振動(dòng)傳感器36安裝在換能器21附近的焊接面上，振動(dòng)傳感器36與主機(jī)19相連接，振動(dòng)傳感器測(cè)量到的振動(dòng)信號(hào)傳入到主機(jī)19的控制器。
[0120]優(yōu)選的是，換能器21是成對(duì)使用的，所述的兩個(gè)換能器21沿著經(jīng)過上集管I的中心軸線的平面對(duì)稱設(shè)置。
[0121]所述控制器采用單片機(jī)。
[0122]所述的換能器可以是磁致伸縮換能器。
[0123]本實(shí)施例中增加了振動(dòng)傳感器，主要目的是通過振動(dòng)傳感器找到除垢對(duì)象的諧振點(diǎn)并存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)空間以形成相關(guān)指令，以便下一步進(jìn)行振動(dòng)除垢。
[0124]使用操作流程如下:接通電源后，單片機(jī)按程序發(fā)出掃頻脈沖，通過振動(dòng)傳感器找到除垢對(duì)象的諧振點(diǎn)并存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)空間以形成相關(guān)指令。然后關(guān)畢振動(dòng)傳感器4 ;主機(jī)根據(jù)振動(dòng)傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生相應(yīng)頻率的超聲波，進(jìn)行除垢。
[0125]所述主機(jī)19的結(jié)構(gòu)如圖10所示，所述的主機(jī)包括機(jī)箱，裝在此機(jī)箱內(nèi)的通過電線與電源相連接的電壓整形電路23，與此電壓整形電路23相連接的電子開關(guān)電路24，與此電子開關(guān)電路24相連接的輸出匹配電路25，電壓整形電路23、電子開關(guān)電路24和輸出匹配電路25組成功率放大電路，此功率放大電路與觸發(fā)控制電路相連接，此輸出匹配電路25與所述的高頻傳輸電線20相連接。
[0126]所述的觸發(fā)控制電路由高頻振蕩分頻電路34，與此高頻振蕩分頻電路26相連接的脈沖觸發(fā)電路35所組成，此高頻振蕩分頻電路34與所述的電源相連接,此脈沖觸發(fā)電路35與所述的功率放大電路相連接。
[0127]對(duì)于上述的幾個(gè)實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要選擇合適的換能器的數(shù)量，也包括合適的位置，例如將其設(shè)置在下集管或者基管的某一位置。
[0128]在上述的三個(gè)實(shí)施例中，優(yōu)選的還可以包括控制系統(tǒng)和厚度檢測(cè)部分，厚度檢測(cè)部分檢測(cè)結(jié)垢的厚度，并將檢測(cè)的數(shù)值送到控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)的數(shù)據(jù)自動(dòng)控制主機(jī)產(chǎn)生不同的超音頻脈沖信號(hào)。
[0129]例如當(dāng)檢測(cè)到低于第一厚度的時(shí)候，不啟動(dòng)主機(jī)，當(dāng)檢測(cè)高于第一厚度但是低于第二厚度的時(shí)候，啟動(dòng)主機(jī)，進(jìn)行防垢工作，當(dāng)檢測(cè)到超過第二厚度時(shí)候，進(jìn)行除垢工作。
[0130]上述幾個(gè)除垢的實(shí)施例，實(shí)現(xiàn)電磁超聲發(fā)生裝置一體化，實(shí)現(xiàn)好的除垢除垢效果。
[0131]雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種自除垢的直板型封閉式結(jié)構(gòu)的翅片管換熱器，包括上集管、下集管和連接上集管和下集管的翅片管，所述翅片管包括圓形基管和第一翅片、第二翅片，第一翅片和第二翅片設(shè)置在基管的外部并且第一翅片和第二翅片的延長(zhǎng)線相交于基管的圓心所在的基管的中心軸線，第一翅片和第二翅片沿著通過基管的中心軸線的第一平面鏡像對(duì)稱；所述翅片管包括第三翅片和第四翅片，所述第三翅片、第四翅片沿著第二平面分別與第一翅片和第二翅片鏡像對(duì)稱，所述第二平面與第一平面垂直而且經(jīng)過基管的中心軸線；所述第一翅片和第二翅片之間設(shè)置第一連接片，所述第三翅片和第四翅片之間設(shè)置第二連接片，第一連接片和第二連接片為直線型金屬板；第一翅片、第二翅片與相鄰翅片管的第三翅片和第四翅片形成空間；所述基管為直管，所述相鄰的基管的中心軸線互相平行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的翅片管換熱器，所述第一翅片和第二翅片之間的夾角為A，第一翅片和第二翅片的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，基管的外半徑為R，沿著基管軸向上的翅片高度H，上述四者的關(guān)系滿足如下公式:
Sin(A/2)=aX (L/R) 2+b X (L/R)+c
H/R=10XeX (Sin(A/2))f 其中，A單位為角度，60° <A<110°， L的尺寸為臟，15臟〈L〈8Ctam, R 的單位為 mm, 10mm〈R〈80mm， H 的單位為 mm, 600mm〈H〈1200mm， a、b、c、e、f?為系數(shù)，a的范圍為0.038-0.04，b的范圍為0.26-0.27，c的范圍為0.34-0.35，e的范圍為0.72-0.78，f的范圍是-3.6至-3.5之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的翅片管換熱器，其特征在于，還包括自動(dòng)防垢裝置，所述的自動(dòng)防垢裝置由產(chǎn)生超音頻脈沖信號(hào)的主機(jī)及其電源以及防垢部件組成，防垢部件具有換能器和波導(dǎo)，換能器通過電線與此主機(jī)相連接并將超音頻脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成超音頻脈沖振動(dòng)，所述波導(dǎo)與此換能器相連接；所述波導(dǎo)與換熱器上集管連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的翅片管換熱器，其特征在于，所述自動(dòng)防垢裝置設(shè)置在換熱器的上集管的進(jìn)水口處的側(cè)壁上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的翅片管換熱器，其特征在于，所述波導(dǎo)為多個(gè)，分布在換熱器的不同部分。
【文檔編號(hào)】F28D1/053GK103528396SQ201310477194
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月12日
【發(fā)明者】田茂誠(chéng), 張冠敏, 冷學(xué)禮, 范明秀, 朱軍 申請(qǐng)人:山東大學(xué)