CN2789686Y - 变截面环套式热虹吸泵 - Google Patents

Abstract

一种变截面环套式热虹吸泵，由内管、外管、浓溶液进料管、以及设置在外管上端的制冷剂气体出口管、和设置在外管下端的稀溶液引出管组成，所述的内管和外管之间还设置有分隔管。本实用新型结构简单，方便实用，克服了现有热虹吸泵要么过于复杂加工要求高，要么系统性能不佳的缺陷，适合推广使用。

Description

变截面环套式热虹吸泵

                          技术领域

本实用新型涉及吸收制冷、精馏分离、太阳能及其它废热利用领域，特别是涉及一种变截面环套式热虹吸泵。

                          背景技术

热虹吸泵是利用外界热量来加热热虹吸泵中的浓溶液，使浓溶液蒸发沸腾，同时将稀溶液提升到一定高度的一种装置。随着生产的发展及人民生活水平的提高，空调制冷及其它各种制冷所消耗的电力越来越多，由此造成了电力紧张、能源短缺及环境污染等一系列问题。人们对清洁能源及可再生能源的使用越来越重视。扩散吸收制冷系统是一种可以利用太阳能及其它废热就可以获得冷量的一种环保型制冷方法，它无压缩机、不产生温室效应气体，也不破坏大气臭氧层，因此得到广泛重视。但目前其关键的部件热虹吸泵要么过于复杂加工要求高，要么系统性能不佳，如提升管高度过高、热利用率较低等问题，以上问题严重制约了扩散制冷系统的商业化应用。

                      实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种高性能的变截面环套式热虹吸泵。

本实用新型采用的技术方案为：

一种变截面环套式热虹吸泵，由内管、外管、浓溶液进料管、以及设置在外管上端的制冷剂气体出口管、和设置在外管下端的稀溶液引出管组成，其特征在于所述的内管和外管之间还设置有分隔管。

上述技术方案中，所述分隔管的下端与内管焊接，分隔管的上端开口。本实用新型以无缝内管为基础，在内管外首先焊接有分隔管，该分隔管下端与内管焊接，上端开口，并在下端焊接上浓溶液进料管，在分隔管外面再焊接外管，在外管上下都有接管引出，其中下面的是稀溶液出口管，上面的是溶质蒸气即制冷剂气体出口管。

为了进一步改善提升管程的性能，即内管外侧和分隔管内侧的部分的性能，本实用新型采用椭圆形内管，可以使提升管程横截面产生径向不对称，由于径向不对称，使其在环型通道的短轴方向的最大速度和在长轴方向的最大速度不相等，此速度差所引成的推力可将流体由短轴方向推向长轴方向，由此产生的二次流可减少层流低层的厚度，强化传热效果，促进溶液蒸发沸腾，进而提高提升管的提升性能。

为了强化外界热源的传热效果，本实用新型在外界热源通道即内管内侧安装了传热翅片，传热翅片从内管内侧向内管中心延伸，且传热翅片的厚度从内管内侧向内管中心依次变小，这样一方面可以减少金属用量，另一方面保证翅片单位横截面上的热通量保持基本相等，有利于热量的传递。

为了进一步改善提升本实用新型的蒸发效果，本实用新型在内管的外侧，用无切屑机械加工方法，加工成多孔管。该段多孔管是驱动整个热虹吸泵工作的能量输入通道，采用多孔管的结构，一方面可以增加传热面积，并使流体在流过多孔的粗糙表面时产生各种二次流，一个更重要的原因是由于多孔表面的毛细管作用，可降低沸腾发生温度。

为了提高热利用率，本实用新型将浓溶液进料管和稀溶液引出管做成套管式结构，稀溶液引出管套在浓溶液进料管的外周，使整个热虹吸泵的热利用率进一步提高。

本实用新型的内管、或分隔管、或外管可采用钢管、或铜管、或铝管。

本实用新型工作时，可采用多个装置同时并行操作，浓溶液在重力及压差作用下，由浓溶液进料管，进入内管和分隔管之间的环形提升通道，浓溶液在此环形通道内被从热流体入口进入的热流体加热，浓溶液中的易挥发组分蒸发，产生沸腾，同时带动浓溶液向上提升，在不断的提升过程中，溶液的浓度不断下降，气液之间不断分离，同时也不断中热流体中获取热量，当提升高度超过分隔管的高度时，稀溶液便落入分隔管和外管之间的环形通道，该通道为稀溶液下降通道，稀溶液在重力及压差作用下，一边下降，一边进一步进行气液分离；在提升通道及稀溶液下降通道产生的气体通过制冷剂气体出口管进入系统的下一个装置；稀溶液从下降通道进入稀溶液套管和从外面来的浓溶液进行换热，并从稀溶液引出管进入系统的下一个装置。

本实用新型与现有技术相比有以下优点：

1、本实用新型的主要功能由三重套管，即内管、分隔管和外管实现，故而简单实用，解决了吸收扩散制冷中关键部件热虹吸泵加工复杂、热利用率低、提升管高度过高等问题，为这种可利用各种低品位热能(太阳能、烟道废气及其它各种余热)进行制冷的新颖环保制冷方法进入商业实际应用提供技术支持。

2、本实用新型采用三重环套管形式，并在最内层的内管，采用椭圆形内管，一方面可以使提升管环隙横截面产生径向不对称，由此产生的二次流可减少层流低层的厚度，强化传热效果；另一方面，三重环套的结构减少了内层热量的损失，同时使得外界提供的热量更加方便的进入系统，提高了系统整体的热量利用率。

3、本实用新型的内管外侧也就是提升管环隙的内侧的其中一段，用无切屑机械加工方法，加工成多孔管，这样，一方面可以增加传热面积，并使流体在流过多孔的粗糙表面时产生各种二次流，另一方面由于多孔表面的毛细管作用，可降低沸腾发生温度。

4、本实用新型的内管内侧采用了传热翅片，并采用了由厚变薄的结构，一方面可以减少金属用量，另一方面保证翅片单位横截面上的热通量保持基本相等，有利于热量的传递。

5、本实用新型将浓溶液进料管和稀溶液出口管做成套管式换热器，使整个热虹吸泵的热利用率进一步提高。

                          附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的结构俯视图。

                        具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

本实用新型的结构示意图如附图1所示，由椭圆型无缝内管1为基础，首先将无缝内管1外侧中间一段加工成多孔管，在无缝内管1内侧加工好一定数量的翅片槽，其次在内管1外焊接一分隔管2，该分隔管2下端与内管1焊接，上端开口，并在下端焊接一浓溶液进料管5；分隔管外面再焊接外管3，在外管3上下都有接管引出，其中下面焊接稀溶液引出管4，上面焊接溶质蒸气即制冷剂气体出口管6，在稀溶液引出管4上再焊接稀溶液出口接管7。浓溶液进料管5和稀溶液引出管4在同一圆心上，同时将稀溶液引出管4的左端焊接在浓溶液进料管5上，稀溶液通过稀溶液出口接管7，完成焊接后，在内管1的内侧扦插上传热翅片8，然后将整个热虹吸泵按常规方法实验实验，合格后可和其它部件组装投入使用。

本实用新型的工作原理为：

浓溶液在重力及压差作用下，由浓溶液入口10经过浓溶液进料管5，进入内管1和分隔管2之间的环形提升通道，浓溶液在此环形通道内被从热流体入口9进入的热流体加热，浓溶液中的易挥发组分蒸发，产生沸腾，同时带动浓溶液向上提升，在不断的提升过程中，溶液的浓度不断下降，气液之间不断分离，同时也不断中热流体中获取热量，当提升高度超过分隔管的高度时，稀溶液便落入分隔管2和外管3之间的环形通道，该通道为稀溶液下降通道，稀溶液在重力及压差作用下，一边下降，一边进一步进行气液分离；在提升通道及稀溶液下降通道产生的气体通过气体出口管6由气体出口11进入系统的下一个装置；稀溶液从下降通道进入稀溶液套管和从外面来的浓溶液进行换热，并从稀溶液引出管7，进入系统的下一个装置。

Claims (9)

1、一种变截面环套式热虹吸泵，由内管(1)、外管(3)、浓溶液进料管(5)、以及设置在外管(3)上端的制冷剂气体出口管(6)、和设置在外管(3)下端的稀溶液引出管(4)组成，其特征在于所述的热虹吸泵在内管(1)和外管(3)之间还设置有分隔管(2)。

2、根据权利要求1所述的热虹吸泵，其特征在于所述的分隔管(2)的下端与内管(1)焊接，分隔管(2)的上端开口。

3、根据权利要求1或2所述的热虹吸泵，其特征在于所述的内管(1)的内侧安装有传热翅片(8)。

4、根据权利要求3所述的热虹吸泵，其特征在于所述的内管(1)的横截面为椭圆状。

5、根据权利要求4所述的热虹吸泵，其特征在于所述的内管(1)的外侧表面设置有多孔结构。

6、根据权利要求5所述的热虹吸泵，其特征在于所述的传热翅片(8)从内管内侧向内管中心延伸，且传热翅片(8)的厚度从内管内侧向内管中心依次变小。

7、根据权利要求6所述的热虹吸泵，其特征在于所述的分隔管(2)的下端与浓溶液进料管(5)焊接。

8、根据权利要求7所述的热虹吸泵，其特征在于所述的浓溶液进料管(5)和稀溶液引出管(4)互为套管式结构。

9、根据权利要求8所述的热虹吸泵，其特征在于所述的内管(1)、或分隔管(2)、或外管(3)采用钢管、或铜管、或铝管。