TW562854B - Heat transfer element with high heat transfer rate - Google Patents
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Description
562854 A7 B7 五、發明説明（ ） 1 發明領域 本發明係利用一種高傳熱速率熱傳介質，其係關於使 用該熱傳介質之熱傳表面與元件、以及該熱傳介質之應 用。 發明背景 有效地將熱由某地傳遞至另一地一直是工業生產乃至 於人類生活各個層面所面臨的問題。有時需要快速地傳 導熱並將其移除，像是使半導體晶片保持冷卻，而有時 則需快速地熱傳導熱量並將其存留使用，如自爐中發散 熱量。無論是移除亦或是存留使用，熱導熱量所用之材 料限制了熱傳導的效率。 舉例來說，使用熱管路（heat pipe)來導熱為眾所周知的 例子。熱管路操作之熱傳原理係經由其内含液質載體之 質量轉移，以及載體於一封閉迴路管線中從液態至汽態 之相變化。熱量之吸收，係於封閉迴路管路中的一端， 藉由汽化液質載體來達成，而於他端以凝結此載體來釋 放熱量。雖然與固體金屬桿相較，熱管路改善了熱傳導 效率，但熱管路卻需要液態/汽態載體的循環流動且受限 於載體相關之汽化/凝結溫度。因此，熱管路之軸向熱傳 導速率會進一步受限於液體汽化潛熱的量值以及液態與 汽態間循環變態的速率。再者，熱管路本質上必會發生 、 對流因而造成熱損失，以致降低熱效率。一般可接受的 i ! ί I__ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇x 297公釐）
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觀念是，當兩個不同溫度之物質放在一起，較熱物質的 溫度下降而較冷物質的溫度上升。當熱由熱輸導管較熱 的一端傳遞至較冷的一端時，可獲得之熱量會有損失， 這是因為輸導管材料的導熱能力、輸導管較冷部份的加 熱過程、以及散至大氣中的熱損失所致。 為突破熱傳導材料本身的限制，發明人稍早於2〇〇〇年1〇 月17曰獲頒之美國專利第6，132,823號中所揭示一種熱傳介 質組成及製備方法。 於該專利中，熱傳介質係由沈積於一基材上之三層結 構所組成。前兩層是以曝置於輸導管内壁上之溶液所製 成。第二層則為包含不同組合之粉末。第—層係配置於 輸導管I内表面上，第二層接著配置於該第一層之上而 在整個輸導管内表面上形成一層薄膜。第三層為粉末， 較佳為平均地分佈於整個輸導管内表面上。 第一層命名為抗腐姓層，用以防止受到輸導管内表面 的侵蝕。$二層據稱係用以防止元素態之氫與氧的生 成’故可限制乳原子與輸導管材料間氧化反應。第三層 私作為黑、‘」層，據稱一旦曝露於最低活化溫度抓時 即可被活化。因此’據稱將先前專利之熱傳介質中三層 結構中的任-層移除均會對熱傳效率造成不利的影響。 此外H亥先則專利介質之方法十分繁瑣。舉例而 言’該第一層的形成可涉及7個步驟中的9種化合物。形
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五、發明説明（3 成第二層可涉及丨3個步驟斷備之14種化合物。而形成第二 層可步及12步騾中製造的12種化合物。再者，妈若每一層 之組成份的混合順序與其列出次序不一致且符合該專= 中所提醒的例外情形，則所製出於製備之溶液將可能 穩定。
一般而言，本發明使用之熱傳介質排除了或改良了許 多先前技術中明顯的缺點或壞處。^^一之熱傳介質較 佳#i述赞！基材二層結辑1組成，最佳為:單一 層。該層係由一組選自無機化合物所製備而形 成一單一層。此改良介質不僅降低了介質中使用之化^ 物數目及種類，而且有效地縮減製備該介質所需步騾， 卻無損熱傳效率。 發明概诚 訂
根據本發明以及上述依舊待解的問題，本發明利用一 種遇用範圍更為廣泛的高傳熱速率熱傳介質，其結構簡 單、便於製造、使用安全且^差、可高效率地快 速導熱。 / 本發明利用之高傳熱速率熱傳介質，通常其本質為無 機質，其可視為一種組合物。該組合物包含或，換個方 式說，基本上由下列化合物一起以下示比例或量混合組 成所不量可依需要放大或縮小製造所要的量。雖然諸 該化合物較佳要依所示次序混合，它們或許也可以不必 -6-
562854 A7 B7 五、發明説明（4 ) 依此次序混合。 (1) 三氧化二鈷（Co203)，0.5-1.0%，較佳 〇.7_〇.8%，最佳為 0.723 % ； (2) 三氧化二棚（B2〇3)，1.0-2.0 %，較佳 1.4-1.6 %，最佳為 1.4472 % ； (3) 重絡酸 #5 ( CaCr2〇7)，10-2.0 %，較佳 1.4-1.6 %，最佳為 1.4472 % ； (4) 重路酸鎮（MgCr2〇7 · 6H2O) ’ 10.0-20.0 %，較佳 14.0-16.0 %，最佳為 14.472 % ; (5) 重鉻酸鉀（K2Cr2〇7)，40.0-80.0 %，較佳 56.0-64.0 %， 最佳為57.888 % ; (6) 重鉻酸鈉（Na2Cr207)，10.0-20.0 %，較佳 14.0-16.0 %， 最佳為14.472 % ; ⑺氧化鈹（BeO)，0.05-0.10 %，較佳0.07-0.〇8 %，最佳為 0.0723 % ； (8) 二硼化鈦（TiB2)，0.5-1.0 %，較佳 〇.7-〇·8 %，最佳為 0.723 % ； (9) 過氧化鉀（κ2〇2)，0 05-0.10 %，較佳 〇 〇7-〇 〇8 %，最佳 為 0.0723 % ; (ίο) —選用之金屬或銨的重鉻酸鹽（MCr2〇7)，5 〇-1〇 〇 %， 較佳7.0_8·0 %，最佳為7 23 %，其中「μ」係選自卸、 _、：¾)及錢所構成之群組；
1兩a个诈于、〜A4現格（210X297公釐） 562854 A7 B7 五、發明説明（5 ) (11) 鉻酸鳃（SrCr〇4)，0.5-1.0 %，較佳 0.7-0.8 %，最佳為 0.723 % ;以及 (12) 重鉻酸銀（Ag2Cr207)，0.5-1.0 %，較佳0.7-0.8 %，最佳 為 0.723 %。 緊鄰上述所表示之百分比為將所添加水份乾燥移除後 之最終組合物之重量百分比。 本發明之另一目的為提供一種熱傳表面，其包括至少 部分覆蓋該高傳熱速率熱傳介質的表面基材。 本發明之又一目的在於提供一種包含該高傳熱速率熱 傳介質之熱傳元件，該高傳熱速率熱傳介質位於一基材 上。 本發明之再一目的為提供使用該熱傳元件之應用，例 如作為加熱元件、散熱元件以及換熱元件（即可同時具加 熱及散熱功能之元件），其可各別或組合應用於各種不同 之用途，例如農漁養殖、電腦及週邊裝置、電子電器設 備、醫療器材、日常用品、機械加工裝置、視聽設備、 熱能回收系統、能源收集系統、機電設備、土木設施結 構、冶煉設備、乾燥裝置、恆溫裝置、以及化工應用裝 置。熱量來源可為電能、地熱、太陽能、核能、廢熱， 並可輔助以液體、氣體或固體為媒介進行熱量交換（heat exchange)。經由以下的對應圖式與發明詳述，本發明的其 ..他特徵及優點將會更加地明顯。 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（6 ) ‘ 圖式簡單說明 圖1A顯示根據本發明之熱傳管元件的透視圖。 圖1B顯示圖1元件之剖面圖。 圖1C顯示内置電加熱錐體作為熱源的熱傳管元件。 圖1CA顯示在基本管元件上加裝附件以強化換熱效率。 圖1CB顯示彎曲型熱傳管元件。 圖1CC顯示根據本發明之旋轉式管元件。 圖1D顯示根據本發明之管元件間組合應用示意圖。 圖1E顯示根據本發明之熱傳平板元件的透視圖。 圖1EA顯示板板熱傳管元件組合之上視圖。 圖1EB顯示板板熱傳管元件組合之侧視圖。 圖1F顯示根據本發明之管與平板元件間組合應用示意 ” 圖。 圖1G顯示根據本發明之平板元件間組合應用示意圖。 圖1H顯示加熱器輸入功率從由9瓦逐步加至20瓦，再逐 步加至178瓦。 圖Π顯示是以各感應器及其平均值之穩定狀態溫差（感 應器溫度T減去周溫T。）相對於輸入功率之圖。 圖1J顯示輸入功率20至178瓦產生之瞬間溫度。 圖1K顯示同樣的電阻數據對應於熱電偶溫度感應器在 管子的兩半分別記錄的平均溫度之圖。 圖1L顯示碳鋼管之預期的熱傳導係數對應表面溫度之 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）
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562854 A7 B7 五、發明説明（7 ) 圖。 圖1M顯示對熱輸入功率20至170瓦反應之預期及觀察之 瞬間溫度。 圖1N顯示模型計算的結果，用以預測沿著熱管的溫度 分布。 圖10顯示具第一換熱器的熱傳管圖，該裝置稱為 Diffl，設計來測試在溫度變化的系統中測量熱導率的原 理。 圖1P顯示另利一種不同的熱導管，有一個中空通有水 流的兩晞酸柱體附於該熱管的一端，稱Diff2。 圖1Q顯示由這兩種熱量計設計（Diffl和Diff2)在輸入功 率100-1500瓦範圍内，流量1-85克/秒下操作，其相應的熱 流密度（heat flux density)為 0.11 X 106至 1.7x 106 W/m2，得到 從300到1500瓦的熱量回收。 圖1R顯示應用Diffl和Diff2沿著熱導管所測得之熱量回 收曲線。 圖1S顯示溫差相對於熱流密度之曲線。 圖1T顯示有效熱導率相對於各輸入功率之熱流密度之 測量值。 圖2A顯示一電加熱櫃之示意圖。 圖2B顯示一乾衣機加溫系統之示意圖。 圖2C顯示一暖氣片之示意圖。 -10- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）
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562854 A7 B7 五、發明説明（8 ) 圖2D顯示一壁掛式電暖器之示意圖。 圖2E顯示一移動式電暖器之剖面圖。 圖2F顯示一移動式電暖器之上視圖。 圖2G顯示一熱風烤爐裝置示意圖。 圖3A是無機高傳熱速率電熱水器的結構示意圖。 圖3B是無機高傳熱速率暖風機的結構示意圖。 圖3C是無機高傳熱速率電暖器元件的示意圖。 圖3D是無機高傳熱速率電暖器的結構示意圖。 圖3E是無機高傳熱速率開水壺的結構示意圖。 圖3F是無機高傳熱速率火鍋結構示意圖。 圖3G是無機高傳熱速率火鍋的局部剖視圖。 圖3H是無機高傳熱速率燒烤板的結構示意圖。 圖31是無機高傳熱速率電熨斗的結構示意圖。 圖3J為雙室式無機高傳熱速率高效兩用開水器的結構示 意圖。 圖4A為無機高傳熱速率注塑螺样的示意圖。 圖5AA為無機高傳熱速率空氣預熱器的俯視局部剖視 圖。 圖5AB為無機高傳熱速率管部分放大圖。 圖5AC為無機高傳熱速率空氣預熱器的主視局部剖視 圖。 圖5BA為無機高傳熱速率焦化爐空氣預熱器的外觀圖。 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 裝 訂
線 562854 A7 B7 五、發明説明（9 ) 圖5BB為圖5BA中的A-A剖視放大圖。 圖5CA為無機高傳熱速率整體式空氣預熱器的俯視局部 剖視圖。 圖5CB為無機高傳熱速率整體式空氣預熱器的主視局部 剖視圖。 圖5CC為無機高傳熱速率管部分放大示意圖。
装 圖5D為無機高傳熱速率臥式餘熱鍋爐示意圖。 圖5EA為無機高傳熱速率偏心型餘熱鍋爐示意圖。 圖5EB為無機高傳熱速率對稱型餘熱鍋爐示意圖。 圖5IA是玻璃窯爐空預器流程示意圖。 圖5 I B是無機高傳熱速率水泥窯蒸汽發生器。 圖5IC是無機高傳熱速率水泥窯熱水加熱系統。 圖5ID是無機高傳熱速率空氣乾燥加熱器。 圖5IE是無機高傳熱速率輪船用餘熱鍋爐示意圖。
線 圖5IF是無機高傳熱速率汽車廢氣取暖器。 圖5IG是無機高傳熱速率遠洋船艦用海水淡化器。 圖5IH是無機高傳熱速率對稱型帶汽水分離器餘熱鍋爐 簡圖。 圖511是水平管式無機高傳熱速率臥式餘熱鍋爐簡圖。 圖5IJ是無機高傳熱速率偏心型餘熱锅爐簡圖。 圖5IK是無機高傳熱速率對稱型餘熱鍋爐簡圖。 圖5IL是無機高傳熱速率電力鍋爐空氣預熱器外觀整體 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（1〇 ) 結構示意圖。 圖5IM是無機高傳熱速率電站鍋爐燃油加熱系統局剖示 意圖。 圖5IN是無機高傳熱速率電站鍋爐給水加熱器局剖示意 圖。 圖5 JA是無機高傳熱速率餘熱鍋爐結構示意圖。 圖5 JE是無機高傳熱速率輪船用餘熱鍋爐示意圖。 圖5JF是無機高傳熱速率汽車廢氣取暖器的截面圖。 圖5JG是無機高傳熱速率管示意圖。 圖5JI是垂直管式無機高傳熱速率臥式餘熱鍋爐簡圖。 圖5JM是無機高傳熱速率電站鍋爐燃油加熱系統的主視 局剖示意圖。 圖5JN是無機高傳熱速率電站鍋爐給水加熱器主視局剖 示意圖。 圖5KE是無機高傳熱速率管示意圖。 圖5KM無機高傳熱速率管排示意圖。 圖5KN是無機高傳熱速率管排示意圖。 圖5QA是應用本發明的高傳熱速率元件的爐灶餘熱熱水 器。 圖5QB是包含本發明的爐灶餘熱熱水器的加熱系統。 圖5QC是包含本發明的無機高傳熱速率空氣預熱器的示 意的主視圖。 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(210 X 297公釐）
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（) 圖5QD是包含本發明的無機高傳熱速率元件的雙氣預熱 器的示意的主視圖。 圖5RA是包含本發明的無機高傳熱速率元件的金屬鎂廠 餘熱鋼爐的示意圖。 圖5RB是又一包含本發明的無機高傳熱速率元件的金屬 鎂廢餘熱銷爐的示意圖。 圖5RC是包含本發明的無機高傳熱速率元件的燒結機的 餘熱鍋爐的示意圖。 圖5S是包含本發明的無機高傳熱速率元件的聯鑄機的 餘熱銷爐的示意圖。 圖5T是包含本發明的無機高傳熱速率元件的選礦廠鋼 坯餘熱鍋爐的示意圖。 圖5UA是包含本發明的無機高傳熱速率元件的燃油工業 爐餘熱回收裝置流程的示意圖。 圖5UB是圖5UA中使用的無機高傳熱速率元件的結構示 意圖。 圖5V是包含本發明的無機高傳熱速率元件的燃油工業 爐蒸汽發生器的流程的示意圖。 圖5W是包含本發明的無機高傳熱速率元件的燃氣工業 爐餘熱回收裝置流程的示意圖。 圖5X是包含本發明的無機高傳熱速率元件的燃氣工業 爐蒸汽發生器的流程的示意圖。 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐）
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（12 ) 圖5 Y是乾燥器能源循環系統的無機高傳熱速率交換器 簡圖。 圖5Z是包含本發明的無機高傳熱速率元件的餐館廢熱 回收裝置的示意圖。 圖5ZA為採用了本發明的無機高傳熱速率丙烷脫瀝青加 熱爐空氣預熱器的主視局部剖視圖。 圖5ZB為分子篩脫蠟熱載體加熱爐空氣預熱器主視圖。 圖5ZC為無機高傳熱速率化肥製成系統空氣預熱器示意 圖。 圖5ZD為無機高傳熱速率鉑重整加熱爐空氣預熱器示意 圖。 圖5ZE為無機高傳熱速率芳香烴裝置常減壓熱載體加熱 爐無機高傳熱速率空氣預熱器示意圖。 圖5ZF為採用了本發明的無機高傳熱速率元件回收焦爐 上升管的煤氣顯熱的裝置。 圖5ZG為煉鋼廠連鑄機的連鑄坯冷床上安裝的無機熱傳 餘熱回收裝置。 圖5ZH為無機高傳熱速率玻璃窯空氣預熱器示意圖。 圖5ZJ為無機高傳熱速率原油加熱爐上置式空氣預熱器 的示意圖。 圖5ZK為無機高傳熱速率注汽鍋爐空氣預熱器的示意 圖。 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 562854 A7 B7 五、發明説明（13 ) 圖5ZL為無機高傳熱速率注汽鍋爐水預熱器的示意圖。 圖5ZM為無機高傳熱速率加熱爐餘熱鍋爐的示意圖。 圖5ZNA為無機傳熱式防露點腐蝕空氣預熱器的結構示 意圖。 圖5ZNB為無機高傳熱速率軟水加熱爐系統圖。 圖5ZNC為無機高傳熱速率橋式雙流道餘熱回收裝置。 圖5ZND為無機高傳熱速率管示意圖。 圖5ZNE為一種無機高傳熱速率氣氣、氣液混合型換熱 為TF意圖。 圖5ZNF為無機高傳熱速率合成氨工藝氣餘熱利用裝置 流程示意圖。 圖5ZNG為三氧化硫換熱器流程圖。 圖5ZNH為無機高傳熱速率管示意圖。 圖5ZNI為一種在乾熄焦工藝中採用的無機高傳熱速率 餘熱回收技術示意圖。 圖5ZNJ為常減壓裝置加熱爐聯合空氣預熱器俯視局剖 示意圖。 圖5ZNK為常減壓裝置加熱爐聯合空氣預熱器俯視局剖 示意圖。 圖5Z0A為無機傳熱式防露點腐蝕空氣預熱器的傳熱管 結構示意圖。 圖5Z0B為軟水加熱器無機高傳熱速率元件。 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(210 X 297公釐） 562854 A7 B7 五、發明説明（14 ) 圖5Z0C為熱管餘熱回收裝置鞍放式結構。 圖5Z0D為渦流式蜗殼換熱器剖視圖。 圖5Z0G為無機高傳熱速率三氧化硫換熱器傳熱元件的 結構型式。 圖5Z0H為全逆流無機高傳熱速率換熱器的結構原理 圖。 圖5Z0J為常減壓裝置加熱爐聯合空氣預熱器主視圖。 圖5Z0K為常減壓裝置加熱爐聯合空氣預熱器主視圖。 圖5ZPA為無機傳熱式防露點腐蝕空氣預熱器的防蝕傳 熱管結構示意圖3 圖5ZPD為圖5Z0D的附視圖。 圖5ZPH為圖5Z0H中的A-A視圖。 圖5ZPJ為無機高傳熱速率管部分放大示意圖。 圖5ZPK為無機高傳熱速率管部分放大示意圖。 圖6A為本發明的無機高傳熱速率太陽能熱水器。 圖6B為本發明的整體式無機高傳熱速率熱風器的示意 圖。 圖6C為本發明的無機高傳熱速率太陽能真空集熱管的 不意圖。 圖6D為本發明的無機高傳熱速率板式太陽能集熱器示 意圖。 圖6E為本發明的無機高傳熱速率元件用於地溫採熱的 -17- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 裝 訂
k 562854 A7 B7 五、發明説明（15 ) 示意圖。 圖6F為本發明的無機高傳熱速率地熱蒸汽鍋爐系統的 示意圖。 圖6G為本發明的無機高傳熱速率地熱水溫水交換器的 示意圖。 圖6H為本發明的無機高傳熱速率地熱水空氣加熱器的 示意圖。 圖61為無機高傳熱速率地熱發電系統的示意圖。 圖6J為無機高傳熱速率低溫地熱取暖供熱系統的示意 圖。 圖6K為無機高傳熱速率太陽能蓄熱建築取暖系統的示 意圖。 圖6L為圖6K中的無機高傳熱速率太陽能蓄熱建築取暖 系統所用的管式太陽能集熱器的示意圖。 圖6M為圖6K中的無機高傳熱速率太陽能蓄熱建築取暖 系統所用的板翹式太陽能集熱器的示意圖。 圖6N為陽臺用無機高傳熱速率太陽能熱水器的示意 圖。 圖60為無機高傳熱速率平板型太陽能熱水器的示意 圖。 圖6P為無機高傳熱速率介質貯熱器的示意圖。 圖6Q為無機高傳熱速率板式太陽能集熱器的示意圖。 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（16 ) 圖7A為無機高傳熱速率電力鍋爐暖風機的示意圖。 圖7B為電熱無機高傳熱速率加熱反應器的示意圖。 圖7C為蒸汽無機高傳熱速率加熱反應器的示意圖。 圖7D為無機高傳熱速率等溫外延爐的結構示意圖。 圖7E為無機高傳熱速率電熱水暖系統的結構示意圖 圖7F為無機高傳熱速率塑膠包裝熱封機的示意圖。 圖7G為無機高傳熱速率燃氣熱水鍋爐的正視圖。 圖7H為無機高傳熱速率燃氣熱水鍋爐的俯視圖。 圖71為無機高傳熱速率燃氣熱水器的示意圖。 圖8A是根據本發明之機場跑道加熱系統的示意圖。 圖8B是根據本發明另一種機場跑道加熱系統的示意 圖。 圖8C是根據本發明之太陽能浴池系統的示意圖。 圖8D(a)和（b)分別是圖8C之太陽能浴池系統中的太陽能 集熱管或板的示意圖。 圖8E是圖8C之太陽能浴池系統中的太陽能集熱器的放 大示意圖。 圖8F是根據本發明之高傳熱速率盲管加熱器的分解 圖。 圖8G是圖8F之高傳熱速率盲管的部分放大圖。 圖9A是根據本發明之電加熱乾燥箱之流程示意圖。 圖9B是根據本發明之電加熱乾燥箱結構示意圖。 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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562854 A7 B7 五、發明説明（17 ) 圖9C是帶有高傳熱速率熱傳元件的熱風分配管的截面 圖。 圖9D是低溫空氣加熱系統之流程示意圖。 圖9E是高溫熱空氣加熱系統之流程示意圖。 圖9F(a)是圖9E中燃燒室結構的橫向截面圖。 圖9F(b)是圖9E中燃燒室結構沿A-A線的縱向截面圖。 圖9G是熱風、蒸汽系統之流程示意圖。 圖9H是根據本發明之紙張烘乾器的示意圖。 圖91是根據本發明之鉛筆木材乾燥裝置的示意圖。 圖9J是圖91的裝置中管箱的構造示意圖。 圖9K是根據本發明之木材乾燥系統的示意圖。 圖9L是根據本發明之喷霧乾燥器的示意圖。 圖9M是高傳熱速率熱傳式轉爐乾燥機的示意圖。 圖9N是圖9M之轉爐乾燥機的加熱段的截面圖。 圖90是高傳熱速率熱風乾燥系統的示意圖。 圖10A是根據本發明之加熱輸送原油管道裝置的示意 圖。 圖10B是根據本發明之加熱貯罐裝置的示意圖。 圖10C是根據本發明之加熱井口卸油罐原油的示意圖。 圖10D是根據本發明之原油加熱器的車載油罐示意圖。 圖10E是根據本發明之加熱車載油罐中原油裝置的示意 圖。 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) # 裝 訂
562854 A7 B7 五、發明説明（18 ) 圖10F是根據本發明之加熱儲油罐中的原油或油品油料 裝置的示意圖。 圖10G是圖10F之儲油罐的截面示意圖。 圖10H是本發明的内換熱式高傳熱速率進口加熱器結構 簡圖。 圖101是夾套式熱傳元件結構簡圖。 圖10J是本發明的高傳熱速率原油加熱裝置結構簡圖。 圖10K是高傳熱速率吸熱化學反應器的示意圖。 圖10L是高傳熱速率恒溫浴槽的示意圖。 圖10M是高傳熱速率輸油管道原油加熱爐示意圖。 圖10N是圖10M的裝置沿A-A方向的視圖。 圖100是高傳熱速率化學反應釜示意圖。 圖10P是重油貯罐高傳熱速率加熱器的示意圖。 圖10Q是圖10P的加熱器的平面示意圖。 圖10R是本發明的防自燃自熱的高傳熱速率傳熱散熱裝 置結構簡圖。 圖11A是使用本發明之熱傳元件的桌上型電腦CPU的散 熱器的示意圖。 圖11B是圖11A的散熱器的左側視圖。 圖11C是使用本發明之熱傳元件的桌上型電腦CPU的散 熱器另一實施例的示意圖。 圖11D是圖11C的散熱器的左側視圖。 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規挎(210 X 297公釐) 裝 訂
k 562854 A7 B7 五、發明説明（19 ) 圖11E是使用本發明之熱傳元件的桌上型電腦CPU的外 置型散熱器的示意圖，該散熱器用於臥式機。 圖11F是使用本發明之熱傳元件的桌上型電腦CPU的外 置型散熱器的示意圖，該散熱器用於立式機。 圖11G是使用本發明之熱傳元件的筆記本電腦CPU的散 熱器的示意圖。 圖11H是圖11G所示散熱器的俯視圖。 圖1Π是使用本發明之熱傳元件的筆記本電腦CPU的散 熱器另一實施例的示意圖。 圖11J是沿著圖111中的箭頭AA方向看上去的示意圖。 圖11K是使用本發明之熱傳元件的積體電路板散熱器的 示意圖。 圖11L是半導體冷卻裝置的安裝示意圖。 圖11M是圖11L所示半導體冷卻裝置中的半導體冷卻器 的示意圖。 圖11N是使用本發明熱傳元件的筆記本電腦CPU的印刷 電路板搭載型散熱器的示意圖。 圖110是使用本發明熱傳元件的筆記本電腦的示意圖。 圖11P是使用本發明熱傳元件的晶片模組散熱裝置的立 體示意圖。 圖11Q是使用本發明熱傳元件的降低EMI的散熱裝置的 立體示意圖。 -22- 本紙張尺度逋用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 562854 A7 B7 五 、發明説明（2〇 ) 圖12A是使用本發明的熱傳元件的電器控制櫃密閉散熱 器的安裝示意圖，其中，密閉散熱器置於電器控制櫃箱 體頂部。 圖12B是使用本發明的熱傳元件的電器控制櫃密閉散熱 器的安裝示意圖，其中，密閉散熱器置於電器控制櫃侧 面。 圖12C是使用本發明的熱傳元件的電器控制櫃密閉散熱 器的安裝示意圖，其中，密閉散熱器嵌入在電器控制櫃 箱體上。 圖12D是圖12A- 12C所示電器控制櫃密閉散熱器的局部 剖視圖。 圖12E是使用本發明之熱傳元件的工業顯示器密閉散熱 器的安裝示意圖。 圖12F是圖12E所示工業顯示器密閉散熱器的局部剖視 圖。 圖12G是使用本發明之熱傳元件的電視機密閉散熱器的 安裝示意圖。 圖12H是圖12G所示電視機密閉散熱器的局部剖視圖。 圖121是使用本發明之熱傳元件的可控矽元件散熱器的 前視圖。 圖12J是圖121所示可控矽元件散熱器的俯視圖。 圖12K是使用本發明之熱傳元件的可控矽元件散熱器的 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 562854 A7 B7 五、發明説明（21 ) 另一種實施例。 圖12L是使用本發明之熱傳元件的壓縮空氣中間冷卻器 為箱體式結構結構示意圖。 圖12M是圖12L所示壓縮空氣中間冷卻器俯視示意圖。 圖12N是使用本發明之熱傳元件的防爆殼内大功率可控 矽元件散熱器的前視圖。 圖120是圖12N所示防爆殼内大功率可控矽元件散熱器 的俯視圖。 圖12P是使用本發明之熱傳元件的電源模組散熱器的前 視圖。 圖12Q是圖12P所示電源模組散熱器的俯視示意圖。 圖12R是使用本發明之散熱元件的水散熱式蓄電池散熱 器的立體示意圖。 圖12R’、12R"和12R"’分別是圖12R所示散熱器的前視 圖、側視圖和俯視圖。 圖12R’…是沿著圖12R"’中的箭頭AA所截取的局部剖視 圖。 圖12S是使用本發明之散熱元件的強制風冷或自然風冷 式蓄電池散熱器的立體示意圖。 圖12S'和12S"分別是圖12S所示散熱器的前視圖和俯視 圖。 圖12S"’是圖12S’中的圓圈A的放大示意圖。 -24- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 拳 裝 訂
562854 A7 B7 五、發明説明（22 ) 圖12T是使用本發明之散熱元件的強制風冷或自然風冷 式蓄電池散熱器另一實施例的立體示意圖。 圖12ΊΓ、12T"和12T’"分別是圖12T所示散熱器的前視圖、 左側視圖和俯視圖。 圖12T""是圖12Γ中的圓圈I的放大示意圖。 圖12U是熱電冷卻器的工作原理圖。 圖12V是使用本發明之熱傳元件的攜帶型熱電冷卻器的 結構示意圖。 圖12W是攜帶型熱電冷卻器的立體示意圖。 圖12X是使用本發明之熱傳元件的冰箱散熱器的示意 圖。 圖12X’是圖12X所示冰箱散熱器的左侧視圖。 圖12Y是使用本發明之熱傳元件的放映機的示意圖。 圖12Z是使用本發明之熱傳元件的冷板散熱器的示意 圖。 圖12Z’是圖12Z所示冷板散熱器的侧視圖。 圖12ZA是使用本發明熱傳元件的掃描器散熱冷卻系統 的示意圖。 圖12ZB是使用本發明熱傳元件的廢熱冷卻系統一邵分 的示意圖。 圖13A是根據本發明的止瞌睡冷帽的結構圖。 圖13B是熱電冷卻器的工作原理圖。 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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562854 A7 B7 五、發明説明（23 ) 圖13C是根據本發明的攜帶型熱電冷卻美容器結構圖。 圖14A為根據本發明的飲品散熱棒結構圖。 圖14B為根據本發明的飲品保鮮杯結構圖。 圖14C為根據本發明的燈具散熱器結構圖。 圖14D為根據本發明的保鮮盒結構圖。 圖14E為根據本發明的熱電冷卻保鮮盒結構圖。 圖14F為根據本發明的飲品散熱器結構簡圖。 圖15A是使用本發明的高傳熱速率熱傳介質的機床導軌 的侧視圖。 圖15B是圖15A.的機床導軌的剖視圖。 圖15C是使用本發明的高傳熱速率熱傳介質的機床主軸 的示意圖。 圖15D是使用本發明的高傳熱速率熱傳介質的鑽頭的剖 視圖。 圖15E是使用本發明的高傳熱速率熱傳介質的切削刀具 的剖視圖。 # 圖15F是使用本發明之熱傳元件的注塑模具的示意圖。 圖15G是使用本發明的高傳熱速率熱傳介質的高聚物擠 出成型機螺桿的剖視圖。 圖15H是使用本發明的高傳熱速率熱傳介質的採礦鑽頭 的示意圖。 圖16A是根據本發明之管片型高傳熱速率音響功放元件 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 裝 訂
562854 A7 B7 五、發明説明（24 ) 散熱器的示意圖。 圖16B是根據本發明之管狀形高傳熱速率音響功放元件 散熱器的前視示意圖。 圖16C是圖16B的散熱器的俯視示意圖。 圖16D是根據本發明之板片型高傳熱速率音響功放元件 散熱器的示意圖。 圖16E是根據本發明之板狀形高傳熱速率音響功放元件 散熱器的前視示意圖。 圖16F是圖16E的散熱器的俯視示意圖。 圖17A是電站鍋爐排氣冷凝器的結構示意圖。 圖17B是根據本發明之三相心式變壓器電磁鐵心散熱器 的前視示意圖。 圖17C是根據本發明之三相心式變壓器電磁鐵心散熱器 的俯視示意圖。 圖17D是利用本發明之高傳熱速率管製成的變壓器系統 散熱器的前視局部剖面示意圖。 圖17E是利用本發明之高傳熱速率熱傳管製成的變壓器 系統散熱器的侧視局部剖面示意圖。 圖17F是圖17D或圖17E中所示的熱傳管的結構示意圖。 圖17G是利用本發明之熱傳元件對定子和轉子進行冷卻 的非同步電動機局部剖面示意圖。 圖17H是三相非同步調速電機轉子及熱傳管電機軸局部 -27- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 562854 A7 B7 五、發明説明（25 ) 剖面示意圖。 圖171是利用本發明之高傳熱速率熱傳元件的選礦廠強 磁機油冷卻器工作原理的示意圖。 圖17J是利用本發明之高傳熱速率熱傳元件的選礦廠強 磁機油冷卻器前視剖面示意圖。 圖17K是選礦廠強磁機油冷卻器所用的熱傳管排示意 圖。 圖17L是採用本發明之高傳熱速率熱傳元件的X射線機 冷卻器的示意圖。 圖〗7M是採用本發明之高傳熱速率熱傳元件的馬達散熱 器的前視局部剖面示意圖。 圖17N是圖17M之馬達散熱器的側視圖。 圖170是採用本發明之高傳熱速率熱傳元件的液壓油散 熱器的示意圖。 圖17P是本發明之高傳熱速率熱傳型機械傳動軸散熱系 統結構原理圖。 圖17Q是精密機械主軸高傳熱速率熱傳冷卻器示意圖。 圖17R是本發明之高傳熱速率熱傳型焊接裝配之示意 圖。 圖17S是水泵冷卻系統的示意圖。 圖17T是用於水泵冷卻系統的高傳熱速率熱傳型冷卻器 的示意圖。 -28- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 裝 訂
k 562854 A7 B7 五、發明説明（26 ) 圖17U是電熱高傳熱速率熱傳冷卻反應器的示意圖。 圖17V是蒸汽高傳熱速率熱傳冷卻反應器的示意圖。 圖17W是利用高傳熱速率熱傳元件設計的大電流離相封 閉母線空氣冷卻系統的示意圖。 圖17X是採用高傳熱速率熱傳元件的重型機械聯動部件 散熱冷卻系統的示意圖。 圖17Y是採用高傳熱速率熱傳元件的制動系統快速散熱 器的示意圖。 圖17Z是採用高傳熱速率熱傳元件的柴油機冷卻系統示 意圖。 圖17ZA是採用高傳熱速率熱傳元件的軸承的示意圖。 圖17ZB是採用高傳熱速率熱傳元件的渦輪增壓器冷卻 裝置示意圖。 圖17ZC是採用高傳熱速率熱傳元件的汽油機冷卻系統 示意圖。 圖17ZD是汽車水箱冷卻器之熱傳管的示意圖。 圖17ZE是採用了圖17ZD之熱傳管的汽車水箱冷卻器的 示意圖。 圖17ZF是頂部安裝有單管組合式的熱傳管換熱器的電 氣設備示意圖。 圖17ZG是頂部安裝有分離式的熱傳管換熱器的電氣設 備示意圖。 -29- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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k 562854 A7 B7 五、發明説明（27 ) 圖17ZH是採用高傳熱速率熱傳元件的攪拌式散熱器的 示意圖。 圖17ZI是採用高傳熱速率熱傳元件的壓縮氣體水冷卻器 的示意圖。 圖17ZJ是高傳熱速率熱傳型取熱器結構示意圖。 圖17ZK是高傳熱速率熱傳型非晶材料製備裝置結構示 意圖。 圖17ZL是本發明的高傳熱速率熱傳鍋爐爐拱吊架示意 圖。 圖17ZM是熱傳管與鍋筒連接示意圖。 圖18A係顯示採用高傳熱速率熱傳元件的運輸車用儲油 罐冷卻器的示意圖。 •圖18B為圖18A之儲油罐的截面示意圖。 圖18C是高傳熱速率熱傳散裝水泥散熱器平面示意圖。 圖18D是高傳熱速率熱傳散裝水泥散熱器前視圖。 圖18E是板式散熱器所用的熱傳管的結構示意圖。 圖18F是採用圖18E之熱傳管的板式散熱器前視圖。 圖18G是採用圖18E之熱傳管的板式散熱器俯視圖。 圖19A為無機熱傳元件-卵石蓄熱熱循環系統示意圖。 圖19B為圖19A所示無機熱傳元件-卵石蓄熱熱循環系統 中的太陽能集熱器示意圖。 圖19C為根據本發明的無機熱傳農用塑膠大棚取暖系統 -30- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 裝 訂
線 562854 A7 B7 五、發明説明（28 ) 示意圖。 圖20A為根據本發明的普通型無機熱傳冷熱針灸儀示意 圖。 圖20B為根據本發明的帶控制儀的電加熱型無機熱傳冷 熱針灸儀示意圖。 圖20C為根據本發明的無機熱傳導標定爐結構示意圖。 圖20D為根據本發明的無機熱傳振動除塵熱交換器示意 圖。 圖20E為圖20D中所用的球形密封結構。 圖21A為根據本發明的無機熱傳晶體培養恒溫箱示意 圖。 圖21B為根據本發明的無機熱傳元件的熱裂解爐示意 圖。 圖21C為根據本發明的家用節能換風系統示意圖。 圖21D為根據本發明的家用節能換風系統安裝使用示意 圖。 圖21E為無機熱傳電器控制櫃密閉散熱器局剖示意圖。 圖21F為根據本發明的综合建築節能換風系統示意圖。 圖2 1G為根據本發明的無機熱傳元件在換風系統中的佈 置示意圖。 圖21H為根據本發明的無機熱傳發酵罐恒溫控制器示意 圖。 -31 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）
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k 562854 A7 B7 五、發明説明（29 ) 圖2II為根據本發明的無機熱傳生化恒溫器示意圖。 圖21J為根據本發明的無機熱傳型不凍城示意圖。 圖21K為根據本發明的無機熱傳石英生成恒溫控制箱示 意圖。 圖21L為根據本發明的無機熱傳星體均溫器示意圖。 圖21M為根據本發明的無機熱傳整體式節能空調示意 圖。 圖22A為根據本發明的無機熱傳型植物種植冬季取暖裝 置流程示意圖。 圖22B為根據本發明的無機熱傳型水產養殖加熱系統流 程TF意圖。 圖23 A為根據本發明的無機熱傳型除濕器示意圖。 圖23B為根據本發明的無機熱傳地溫冷藏保鮮系統示意 圖。 元件符號說明 102 熱傳管元件 114 電加熱錐體 104 插塞 116 冷水入口 105 空腔 118 熱水出口 106 孔徑 120 熱傳管元件 108 傳輸管 122 翅片 110 熱傳介質 124 支撐架 112 熱傳管元件 126 熱傳管元件 -32- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（30 ) 128 ιΧ 肋片 170 平板元件 129 電加熱器 201 衣櫃殼體 130 熱傳管元件 202 支架 132 旋轉管板 203 蒸汽分布管 134 密封結構 204 冷凝水出口 136 旋轉式熱管換熱器本體 205 電加熱系統 138 餘熱庫 206 熱傳加熱元件 140 回收熱庫 207 進水口 142 管管組合單體 208 蒸汽發生器 144 管管组合單體 209 備用蒸汽出口 146 熱管路 211 殼體 148 熱管路 212 排風口 152 吸熱組件 213 回風箱 154 .吸熱組件 214 排水口 156 吸熱組件 215 過濾網 158 吸熱組件 216 風扇 160 管體 217 散熱翅片 162 板腔 218 熱傳加熱元件 164 電子元件 219 電熱系統 166 電子元件 220 布風箱 168 電子元件 221 支架 169 平板元件 231 矩形水容器 -33- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（31 ) - 232 外罩 320 無機高傳熱速率管 233 無機熱傳元件 321 電熱器 234 通風機 322 鍋體 301 加熱體 323 電加熱器 302 無機高傳熱速率元件 324 無機高傳熱速率管熱端 303 冷水進口 325 無機高傳熱速率管冷端 304 熱水出口 (空心 隔板） 305 水夹套 326 燒烤源 306 導流片 327 無機高傳熱速率元件製成 307 Λυ妖體 的 燒烤板 308 暖風機殼 328 無機高傳熱速率板 309 無機高傳熱速率元件 329 蒸汽發生器 310 翅片 330 不銹鋼底板 311 風機 331 電源輸入埠 312 加熱體 332 板腔狀電加熱器 313 無機高傳熱速率元件 333 進水口 314 翅片 334 手柄 315 加熱體 335 噴霧口 316 外罩 336 下排汽口 317 電暖器元件 337 支腿 318 翅片 338 進水口 319 壺體 339 下水室 -34- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210x 297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（32 ) 340 熱水出口 362 下水室溫度計 341 清垢手孔 363 下汽室 342 通水管 364 疏水管 343 上排污口 401 螺翅 344 隔板 402 無機熱傳介質 345 開水出口 403 螺样本體 346 無機熱傳元件 404 電加熱器 347 上水室 500' 排污口 348 水室壁 501 管箱 349 緊固螺釘 50Γ 空氣出口接管 350 封頭 502 無機高傳熱速率管 351 放氣閥 502, 連管 352 汽笛 503 隔板 法蘭 503, 檢修口 354 銘牌 504 空氣出口接管 355 上水室溫度計 504' 煙氣入口接管 356 上水室水位計 505 空氣入口接管 357 上汽室 505' 清灰口 358 進汽管 506 煙氣入口接管 359 支撐桿 506, 支架 360 通汽管 507 煙氣出口接管 361 水溫計 50T 煙氣出口接管 -35- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210x 297公釐） 562854 A7 B7 五 、發明説明（33 ) 508 清灰孔 519' 508' 空氣入口接管 520 509 翅片 520, 509' 翅片 521 510 密封法蘭 52V 510' 密封法蘭 522 511 封頭箱 522' 51Γ 封頭箱 523 512 支承樑 523, 512' 保溫層 524 513f 隔板 524' 514 連管 525 514' 無機高傳熱速率管 525' 515 吹氣管 526' 515' 吹灰管 526 516 保溫層 527 5W 管箱 527 517 冷風進口 528 517' 吹風氣進風口 528' 518 空氣流道 529 518' 煙道箱 529f 519 箱體 530' 定位板 隔離板 無機高傳熱速率元件 煙氣流道 吹風氣出口 熱風出口 汽水出口 雙流道外殼 鍋筒 煙氣進口 進水口 煙氣出口 排污口 排灰口 中間密封管板 無機熱傳管 吹風氣出口 換熱翅片 煙道箱 豎立端板 無機高傳熱速率元件 定位板 -36-本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（34 ) 530C進水口 531'吹風氣進口 531C高傳熱速率元件 531D高傳熱速率元件 537 汽水出口 532C熱水出口 532D管板 533’手孔 533C烟氣進口 533D管板 534’鍋筒 534C烟氣出口 535’ 進水口 536A玻璃窯爐 536E支座 536F汽車尾氣入口 536G煙道接口 536H、548H 排灰口 5361南溫氣體進口 536J排灰口 536K、547K 排灰口 536L煙氣出口 536M油位計 536N油位計 537A、549A窯爐高溫煙氣進 出口 537E煙道接口 537F法蘭 537G排空口 537H、547H 煤氣出口 537[煙道箱 537J氣體出口 537K、546K 氣體出口 537L無機高傳熱速率管束 537M煙道進出口 537N煙道進出口 538A、548A燃燒爐 538E清灰孔 538F汽車尾氣通道 538G熱水出口 538H、545H 煙道箱 538Ϊ定位板 538J煙道箱 538K、544K煙道箱
-37- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 562854 五、發明説明（35 ) A7 B7 538L煙氣側管板 540L煙氣入口 538M無機高傳熱速率管 540M鍋筒檢修口 538N無機高傳熱速率管 540N鍋筒檢修口 539A、547A蓄熱式空預器 541A蒸汽出口 539E人孔 541E排空口 539F無機高傳熱速率翅片管 541F汽車通道地板 539G壓力錶接口 541G錐形清理孔 539H無機高傳熱速率元件 541H、543H 煤氣進口 5391無機高傳熱速率元件 5411汽水出口 539J無機高傳熱速率元件 541J氣體進口 539K無機高傳熱速率元件 541K、543K 氣體進口 539L中間管板 541L空氣出口 539M支撐板 541M鍋筒 539N支撐板 541N鍋筒 540A空氣入口 542A水進口 540E筒體 542E氣液分離器 540F汽車尾氣出口 542F保護裝置 540G筒體 542G水進口 540H鍋筒 5421鍋筒 5401冷卻氣體 542J汽水出口 540J定位板 542K汽水出口 540K鍋筒 542L空氣側管板
裝
線 -38-本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（36 ) * 542M燃油進口 545A無機高傳熱速率餘熱鍋爐 542N燃油進口 545E安全閥接口 543A煙囪 545G支座 543E壓力錶接口 545J進水口 543F無機高傳熱速率翅片管 545K定位板 543G人孔 545M套管 5431進水口 545N套管 543J手孔 546A無機高傳熱速率餘熱鍋爐 543L管箱門 煙 氣入口 543M燃油出口 546E人孔 543N燃油出口 546G清灰口 544A無機高傳熱速率餘熱鍋爐煙氣 546H定位板 出π 546J排污口 544E蒸汽出口 546M翅片 544F無機高傳熱速率翅片管支撐 546N翅片 544G無機高傳熱速率管 547E液位計接口 544H除沫器 547G排污口 5441排污口 548E水進口 544J鍋筒 548G無機高傳熱速率管 544L空氣入口 548K進水口 544M無機高傳熱速率管 549E排汙孔 544N無機高傳熱速率管 549G套管 -39- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（37 ) 549H 進水口 559E 支座 549K 排污口 560E 清灰口 550A 燃油入口 561E 排污口 550E 煙道接口 562E無機高傳熱速率管 550G 翅片 563E 套管 550H 排污口 564E 翅片 551A 鍋筒 571 回水管 551E 排空口 571， 煤氣管箱 552A 蒸汽出口 5ΊΓ 空氣管箱 552E 熱水出口 572 主水管 553A 無機高傳熱速率元件 572f 上升管 553E 壓力錶接口 572” 煤氣管箱 554A 進水口 573 出水管 554E 筒體 5iy 煙氣管箱 555A 肋片 573” 煙氣管箱 555E 人孔 574 無機高傳熱速率管 556A 和煙氣出口 574' 吹灰器 556E 水進口 574” 吹灰器 557A 煙氣侧箱體 575 無機高傳熱速率餘熱熱水 557E 人孔 器 558A 煙氣進口 575’ 儲水罐 558E 無機高傳熱速率管 575” 上升管 -40- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210x 297公釐) 562854 A7B7 五、發明説明（38 ) 576, 下降管 585, 反射板 576” 下降管 586 銷筒 577 煙道箱 587 鋼板 577 無機熱傳管排 588 蒸汽發生器 578 無機熱傳管排 589 燃氣工業爐 578, 支承板 590 無機高傳熱速率管 579 除灰口 591 爐箱 579· 鍋筒 592 廢氣進出口接管 580 蒸汽汽包 593 新空氣進出口接管 580" 燃油工業爐 594 水容器 581 蒸汽管 595 排油煙或其他熱氣通道 581· 燒結機熱空氣 596 無機高傳熱速率管 58Γ 無機高傳熱速率餘熱回收系統 601 真空玻璃管内壁(集熱層） 582 水管 602 真空玻璃管外壁 582, 餘熱鍋爐 603 支架 582” 省煤器 604 真空集熱玻璃管 583 水預熱器 605 反射板 583, 煙囪 606 熱水出水口 583丨’ 煙囪 607 耐壓水箱 584 聯轉機 608 冷水進水口 584, 熱管 609 安全閥(卸壓閥） 585 铸鐵板 610 保溫層 -41 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐)
線 562854 A7 B7 五、發明説明（39 ) 611 無機高傳熱速率元件 633 無機高傳熱速率分離式換 612 防水密封閥 敎 器 613 水箱支架 634 儲罐 614 ω形吸熱鋁薄板 635 蒸汽發生器 615 熱風出口 636 液面計 616 空氣加熱段 637 進水口 617 冷風入口 638 溫水出口 618 空氣風機 639 冷水入口 619 真空集熱管 640 水平面 620 弧形拋光反射板 641 水源 621 太陽光 642 射線接收面 622 太陽能集熱段 643 無機高傳熱速率介質 623 無機高傳熱速率元件 644 無機高傳熱速率板式集熱 624 無機高傳熱速率元件冷卻端 器 625 受熱段 645 肋片 626 集熱段 646 土壤 627 真空管 650 無機高傳熱速率分離式換 628 集熱凸片 熱 器 629 無機高傳熱速率元件加熱端 651 熱井或油氣廢井 630 絕熱段 652 蒸發器 631 輸送端 653 膨脹栗 632 熱井或油氣廢井 -42- 654 壓縮機 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（4G ) 655 冷凝器 677 集熱板 656 循環栗 678 保溫層 657 冷凝器 679 底板 658 汽輪機發電機組 680 冷卻段 659 熱井或油氣廢井 681 保溫層 660 無機高傳熱速率分離式換熱器 682 翅片板 661 蒸發器 683 隔板 662 壓縮機 684 法蘭 663 冷凝器 685 冷卻段 664 膨脹泵 686 加熱段 665 高位熱水槽 687 貯水器 666 噴頭 688 閥門 667 水管 689 翅片熱管 668 戶内供暖系統 690 塑膠法蘭蓋 669 戶内供暖系統 691 絕熱外套 670 太陽能集熱器 692 内膽貯熱器 671 貯罐 693 外壁 672 蓄熱罐 694 内壁 673 熱泵 695 貯熱介質 674 管夾 696 自來水 675 無機熱傳管 701 接口法蘭 676 加熱段 702 無機高傳熱速率管束 裝 訂
線 -43-本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（41 ) 703 蒸汽室 725 内管 704 外殼 726 端蓋 705 疏水器 727 電加熱器 706 冷凝液出口閥 728 無機高傳熱速率介質 707 蒸汽入口閥 729 折流板 708 反應釜 730 散熱片 709 電控箱 731 上熱封塊 710 支架 732 無機高傳熱速率元件 711 電熱系統 733 電加熱器 712 無機高傳熱速率管 734 塑膠包裝材料 713 反應溶液 735 熱封合面 714 蓋板 736 下熱封塊 715 反應蚤 737 鍋筒 716 流量控制器 738 對流煙道 717 支架 739 爐膽 718 翅片 740 燃燒器接口 719 蒸汽通道 741 熱水出口 720 無機高傳熱速率管 742 對流段無機高傳熱速率管 721 反應溶液 743 輻射段無機高傳熱速率管 722 蓋板 744 煙氣出口 723 外管 745 水進口 724 無機高傳熱速率介質 746 爐底 -44- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（42 ) 747 煙囪 814 戶内供水系統 748 水箱 815 太陽能集熱器 749 無機高傳熱速率管 816 貯水罐 750 翅片 817 循環水泵 751 外殼板 818 蓄水罐 752 燃燒器 819 保溫層 753 燃氣進口 820 加熱段 754 冷水進口管 821 冷卻段 755 熱水出口管 822 熱傳管 801 集熱段 823 集熱段 802 絕熱段 824 底板 803 受熱段(機場跑道） 825 管夾 804 高傳熱速率熱傳元件冷卻端 826 翅片板 805 高傳熱速率熱傳元件輸送端 827 隔板 806 絕熱保溫層 828 凸緣 807 高傳熱速率熱傳元件加熱端 901 物料入口 808 肋片 902 電加熱控制器 809 土壤 903 循環風機 810 跑道路面 904 循環出風管 811 毛石層 905 物料出口 812 高傳熱速率熱傳元件 906 循環入風管 813 土壤 907 乾燥箱 -45- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 562854 A7 B7 五、發明説明（43 ) 908 物料傳送帶 930 汽包 909 熱風分配管 931 低壓蒸汽或熱水 910 熱傳元件 932 缸體 911 循環熱風小孔 933 熱傳介質 912 乾燥箱壁面 934 電加熱器 913 電加熱器 935 缸蓋 914 循環入風口 936 轉軸 915 煙氣返回風機 937 煙囪 916 2氣風機 938 高傳熱速率熱傳管 917 空氣加熱器 939 管箱 918 低溫熱空氣 940 引風機 919 燃燒室 941 燃燒室 920 原油、空氣入口 942 燃燒器 921 燃燒器 943 木材傳送帶 922 耐火磚 944 燃燒爐 923 熱傳元件 945 熱交換器 924 煙囪 946 高傳熱速率熱傳元件 925 低溫熱空氣 947 乾燥箱 926 高溫熱空氣 948 燃燒爐 927 煙氣 949 熱交換器 928 熱空氣出口 950 噴霧塔 929 給水入口 951 高傳熱速率熱傳元件 -46- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇x 297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（44 ) 952 加熱段 1013 熱傳元件 953 煙氣出口 1014 管板 954 冷卻段 1015 接管 955 進料口 1016 凸緣 956 回轉支承 1017 貯罐 957 煙氣進口 1031 翅片 958 出料口 1032 冷端管 959 翅片 1033 固定凸緣 960 布液板 1034 溫度計 961 你、:冥® 1035 熱端管 962 煙氣 1036 熱源 963 熱傳元件 1041 槽車車罐 964 物料 1042 接管 965 空氣加熱器 1043 凸緣 966 物料乾燥器 1044 加熱器裝置 1001 原油管道 1045 電源 1002 原油輸送管道加熱裝置之高傳 1046 開關 熱速率熱傳管道 1051 熱傳元件 1003 連接凸緣 1052 管板 1004 電加熱器 1053 氧化鎂 1011 導軌及支架 1054 保溫層 1012 管箱 1056 殼體元件 裝 訂
線 -47-本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（45 ) 1061 電加熱器 1083 夾套管式熱傳元件 1062 高傳熱速率熱傳元件 1084 智慧型溫控儀 1063 儲油罐殼體 1085 原料進口 1064 礦物油載熱體 1086 熱傳元件 1065 内筒體 1087 翅片 1066 下封頭 1088 催化劑 1067 曲形蒸發管 1089 原料出口 1068 高傳熱速率筒體 1090 加熱器 1069 稠油換熱器 1091 鍋爐 1070 稀油換熱器 1092 熱傳元件 1071 波紋管 1093 矽油 1072 上封頭 1094 油浴槽 1073 偏球體 1095 燃燒器 - 1074 盤管 1096 輻射室 1075 外煙道 1097 對流室 1076 外封頭 1098 熱傳元件 1077 外筒體 1099 煙囪 1078 連管 1101 吸熱塊 1079 底座 1102 熱傳元件 1080 夹套内管 1103 翅片 1081 夾套外管 1104 熱傳元件 1082 電加熱體 1105 翅片 -48- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇x 297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（46 ) 1106風扇 1107支柱 1108吸熱塊 1109熱傳元件 1110翅片 1111電源風扇 1112熱傳元件 1113聯接件 1114熱傳元件 1115熱傳元件 1116熱傳元件 1117熱傳元件 1118吸熱連接件 1Π9熱傳元件 1120散熱翅片 1121電子元件 1122軸流風機 1123鋁製散熱器 1124半導體冷卻器 1125散熱體 1126熱傳元件 1127熱傳元件 1128 CPU 晶片 1129熱傳元件 1130印刷電路板 1131顯示幕 1132熱傳元件 1133筆記本電腦CPU 1134鍵盤 1135晶片模組 1136熱傳元件 1137散熱片 1138熱傳元件 1139中央處理系統 1140散熱片 1201電器控制櫃箱體 1202密閉散熱器 1203熱傳元件 1204鋁片 1205隔板 1206工業顯示器箱體 1207密閉散熱器 1208熱傳元件 1209鋁片 -49- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（47 ) 1210隔板 1211電視機箱體 1212密閉散熱器 1213熱傳元件 1214鋁片 1215隔板 1216正極基板 1217彈簧壓板 1218鋼珠 1219螺栓拉捍 1220絕緣套管 1221散熱片 1222熱傳元件 1223負極基板 1224壓板 1225可控矽元件 1226可控矽元件 1227熱傳元件 1228散熱翅片 1229空氣冷卻側 1230肋片 1231壓縮空氣入口 1232冷卻水出口 1233冷卻水侧 1234熱傳元件 1235冷卻水入口 1236壓縮空氣出口 1237冷凝水排放口 1238陽極基板 1239彈簧壓板 1240鋼珠 1241螺栓拉样 1242絕緣套管 1243滑孔擋板 1244耐溫絕緣套管 1245散熱片 1246熱傳元件 1247防爆安裝板 1248陰極基板 1249壓板 1250可控矽元件 1251電源模組箱體 1252調控裝置及輔助電路板 1253密封固定板 -50- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（48 ) 1254軸流式風機 1255風道 1256熱傳元件 1257散熱片 1258基板 1259熱傳元件 1260蓄電池殼體 1261進水管 1262夾壁管熱傳元件 1263出水管 1264熱傳元件外殼體 1265熱傳元件内殼體 1266熱傳元件 1267蓄電池殼體 1268熱傳元件腔體 1269散熱片 1270 p型半導體元件 1271電線 1272電源 1273 η型半導體元件 1274銅片 1275蓋子 1276小圓筒 1277保溫層 1278不錄·鋼外殼 1279熱傳元件 1280熱電堆 1281熱傳元件 1282翅片 1283換熱容器 1284冷卻劑入口 1285冷卻劑出口 1286電路控制系統 1287凹面反射板 1288發光源 1289底片 1290鏡頭 1291熱傳元件 1292冷卻風道 1293散熱片 1294熱傳元件 1295鋁型材散熱板 1296散熱鋁片 1297掃描器掃描頭及其電器元 -51 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X 297公釐) 562854
線 A7 B7 五、發明説明（49 ) 件 1320水箱 1298 熱傳元件 1321水管接頭 1299 散熱片 1401高傳熱速率熱傳元件 1301 銅板 1402外殼 1302 p-n半導體熱電冷卻器 1403肋片 1303 電絕緣材料 1404風扇 1304 高傳熱速率熱傳板 1405電機 1305 高傳熱速率熱傳管 1406電池 1306 電源 1407杯體 1307 風扇 1408内壁 1308 散熱翅片 1409高傳熱速率熱傳管元件 1309 P型半導體 1410高傳熱速率熱傳板元件 1310 導線 1411杯蓋 1311 電源 1412絕緣材料 1312 η型半導體 1413頂蓋 1313 銅片 1414空間 1314 手柄 1415燈管 1315 冷頭固定圈 1416燈罩 1316 冷頭絕緣套 1417高傳熱速率熱傳管 1317 冷頭 1418散熱片 1318 熱電堆 1419盒蓋 1319 高傳熱速率熱傳元件 1420冷介質容器 -52- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇X 297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（50 ) 1421高傳熱速率熱傳管 1511切削部分 1422保鮮盒體 1512刀柄 1423工作容積 1513中空結構 1424半導體元件 1514注塑模具 1425放熱端 1515注塑口 1426高傳熱速率熱傳管 1516冷卻水槽 1427瓶身 1517熱傳元件 1428飲品 1518翅片 1429熱傳元件 1519注塑製品 1430瓶蓋 1520高聚物擠出成型機螺桿 1431散熱翅片 1521螺翅 1432風扇 1522散熱翅片 1501機床導軌 1523空腔 1502圓形空腔 1524牙爪 1503機床主軸 1525 軸 1504前軸承 1526牙爪支撐 1505環形空腔 1527腔體 1506後軸承 1601吸熱塊 1507切削刃 1602散熱翅片 1508導向部分 1603熱傳管元件 1509柄部 1604基板 1510中空結構 1605微型管狀形熱傳元件 -53- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210x 297公釐） 562854 A7 B7 五、發明説明（51 ) 1606 散熱器支架 1705 側板 1607 晶體三極管 1706 鐵輛 1608 螺釘 1707 電磁鐵心 1609 雲母片 1708 熱傳元件 1610 積體電路元件 1709 散熱片 1611 散熱片 1710 低壓線圈 1612 放大器機箱後面板 1711 高壓線圈 • 1613熱傳板元件 1712 變壓器油箱蓋 1614 翅片 1713 變壓器油箱體 1615 基板 1 严7 1 1 / i外 變壓器系統散熱器所用的 1616 平板腔體熱傳元件 高傳熱速率熱傳管 1617 散熱器支架 1715 變壓器鐵心 1618 晶體三極管 1716 變壓器線圈及絕緣 π 1619 螺釘 1717 變壓器油 1620 雲母片 1718 固定凸緣 • 1621 積體電路元件 1719 高傳熱速率熱傳管散熱端 k 1622 散熱片 翅片 1623 放大器機箱後面板 1720 電機轉子鐵心 1701 介面凸緣 1721 電機定子鐵心 1702 排氣管道 1722 定子熱傳元件 1703 排風扇 1723 轉子熱傳元件 1704 熱傳管 1724 電機定子繞組 -54- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（52 ) 1725 轉子風扇葉片 1743 1726 電機冷卻風扇 率 1727 轉子鐵心及導體 1744 1728 熱傳管工作液體 1745 1729 轉子風扇葉片 1746 1730 熱傳管電機軸 1747 1731選礦廠強磁機油冷卻器油入口管 1748 1732 選礦嚴強磁機油冷卻器水出口 1749 管 1750 1733 選礦廠強磁機油冷卻器熱傳管 1751 1734 選礦廠強磁機油冷卻器油冷卻 1752 器管箱 1753 1735 選礦廠強磁機油冷卻器水入口 1754 管 1755 1736 選礦廠強磁機油冷卻器油出口 1756 管 1757 1737 選礦廠強磁機油冷卻器隔板 元 1738 X射線機破璃罩 1758 1739 X射線機電子槍 1759 1740 電子束 1760 1741 X射線機金屬靶 1761 1742 X射線機鋼陽極 1762 X射線機冷卻器高傳熱速 熱傳介質 散熱翅片 X射線 窗口 杯形轉子 外定子鐵心 内定子鐵心 散熱器 馬達風扇 端蓋 扁形熱傳元件 百葉窗形散熱片 散熱器基板 液壓系統的紅體 液壓油散熱器所用的熱傳 件 電加熱器 液壓系統缸蓋 轉軸 抽承座 轴承 -55-本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（53 ) 1763 抽承座 1783 冷卻森風扇 1764 軸承 1784 電熱高傳熱速率熱傳冷卻 1765 機械傳動軸 反 應器之反應蚤 1766 介質腔 1785 反應爸支架 1767 精密機械主軸 1786 反應溶液 1768 精密機械主軸前軸承 1787 電熱高傳熱速率熱傳冷卻 1769 精密機械主軸冷卻器所用的高 反 應器之高傳熱速率熱傳管 傳熱速率熱傳介質 (雙 向） 1770 精密機械主軸後軸承 1788 反應蚤蓋板 1771 精密機械主韩主軸台屑 1789 冷卻介質通道 1772 焊接裝配之冷卻水出口 1790 電熱系統 1773 焊接裝配之冷卻水進口 1791 高傳熱速率熱傳管散熱翅 1774 焊接裝配之水換熱容器 片 1775 焊接裝配之熱傳管 1792 蒸汽高傳熱速率熱傳冷卻 1776 焊接裝配之熱傳塊 反 應器之反應釜 1777 大功率水泵 1793 反應釜支架 1778 冷卻器 1794 反應溶液 1779 過濾器 1795 蒸汽高傳熱速率熱傳冷卻 1780 輸油泵 反 應器之高傳熱速率熱傳管 1781 水泵系統冷卻器之高傳熱速率 1796 反應蚤蓋板 熱傳元件 1797 蒸汽通道 1782 冷卻器殼體 1798 高傳熱速率熱傳管之散熱 -56- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（54 ) 翅 片 1903無機熱傳元件 1799 蒸汽流量控制器 1904活動保溫層 1801 散熱翅片 1905 PE 膜 1802 管狀高傳熱速率熱傳元件 1906太陽能集熱器 1803 儲油罐殼體 1907無機熱傳元件(冷卻段） 1804 礦物油熱載體 1908保溫層 1805 散裝水泥 1909無機熱傳元件(帶塗層加 ♦ 】806 散熱翅片 熱段） 1807 蓋板 1910保溫層 1808 熱傳管 1911真空管 1809 車體 1912無機熱傳元件(帶翅片加 1810 熱傳管本體 熱段） 1811 套管 1913大棚 1812 散熱翅片 1914無機熱傳元件 气丁 1813 腔體 1915 土壤 1814 板式散熱器之熱傳管 2〇〇1無機熱傳管元件(針頭） Φ 1815 左封頭 2002蓄熱或蓄冷介質 1816 熱流體入口 2003絕熱把手 1817 右封頭 2004後蓋 1818 熱流體出口 2〇〇5導線 1901 固定保溫層 2006加熱錐體 1902 卵石 2007無機熱傳管元件 -57-
562854 A7 B7 五、發明説明（55 ) 2008無機熱傳管元件(針頭） 2030承擊套管 2009控制儀 2031角鋼 2010保溫層 2032 (塔形)壓縮彈簧 2011冰塊 2033球形密封 2012無機熱傳導元件 2034中間隔板 2013連接管 2035凸緣基座 2014工作腔 2036環形槽 2015電加熱器 2037凸球面中隔圈 2016保溫層 2101無機熱傳介質 2017傳振導桿 2102坩堝 2018密封圈 2103電加熱器 2019振動板 2104氧化錘保溫罩 2020連接板 2105保溫層 2021軸銷 2106升降機構 2022密封圈 2107無機熱傳導管 2023壓縮彈簧 2108爐箱 2024調節螺母 2109煙氣進出口接管 2025熱風風道 2110裂解氣進出口接管 2026冷風風道 2111管板 2027無機熱傳元件 2112無機熱傳基管 2028箱體 2113鋁片 2029角鋼 2114隔板 -58- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 562854 發明説明（56 ) A7 B7 ----~---^ 2115天棚 2136受熱段(車道） 2116牆體 2137無機熱傳元件冷卻端 2117空調機組 2138無機熱傳元件輸送端 2118無機熱傳综合建築節能換風系 2139絕熱保溫層 統 2140無機熱傳元件加熱端 2119送風管 2141肋片 2120回風管 2142 土壤 Φ 2121殼體 2143無機熱傳元件 2122翅片 2144保溫罩 2123無機熱傳導管 2145坩堝 2124管板 2146電加熱器 2Π5引風機 2147承壓式升降平臺 2126過遽網 2148升降機構 2127排風機 2149南面板 ij 2128發酵罐 2150北面板 Φ 2129無機熱傳介質 2151無機熱傳元件 2130電加熱器 2201補充水桶 k 2131反應器 2202進水切換閥 2132無機熱傳介質 2203太陽能水加熱器 2133電加熱器 2204出水切換閥 2134集熱段 2205無機傳熱管式集熱器 2135絕熱段 2206無機傳熱管式空氣散熱器 -59- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（57 ) 2207蔬菜種植大棚 2305 無機熱傳元件 2208地熱水加熱器 2306 熱填充物 2209儲水桶 2307 電源介面 2210水泵 2308 半導體製冷系統 2211管式熱傳元件 2309 加熱系統 2212地熱 2310 風扇 2213補充水桶 2311 土壤 2214進水切換閥 2312 無機熱傳元件 2215太陽能水加熱器 2313 冷藏庫 2216出水切換閥 2401 空氣入口接管 2217無機熱傳管式集熱器 2402 空氣出口接管 2218池塘水加熱器 2403 煙氣入口接管 2219水產養殖池塘 2404 煙氣出口接管 2220地熱水加熱器 2405 空氣入口接管 2221儲水桶 2406 空氣出口接管 2222水泵 2407 煙氣入口接管 2223管式熱傳元件 2408 煙氣出口接管 2224地熱 2409 支承管板 2301冷卻除濕系統 2410 無機高傳熱速率管 2302排水口 2411 空氣進口 2303集水槽 2412 空氣出口 2304散熱片 2413 煙氣入口 -60- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（ ） 58 - 2414 煙氣出口 2438 水侧管板 2415 無機傳熱元件 2439 水箱 2416 焦爐上升管 2440 軟化水進口 2417 連鑄機 2441 軟化水出口 2418 無機熱傳元件1 2442 無機高傳熱速率管管排 2419 連鑄坯 2443 清灰孔 2422 中間管板 2444 人孔 2423 煙氣侧管板 2451 煙氣出口 2424 煙氣進口 2452 清灰門 2425 無機高傳熱速率管 2453 上管箱 2426 側板 2454 隔板 2427 煙氣出口 2455 中間管板 2428 中間隔板 2456 下管箱 2429 空氣出口 2457 中間管板 2430 空氣進口 2458 煙道 2431 空氣侧管板 2459 煙氣入口 2432 端部保溫層 2460 吹灰口 2433 煙氣側管板 2461 空氣出口 2434 無機高傳熱速率管 2462 風道 2435 煙氣進口 2463 傳熱管 2436 煙氣出口 2464 侧管板 2437 煙氣側板 2465 空氣入口 -61 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210x 297公釐) 562854
59 A7 B7 五、發明説明（ 2466 搪瓷層 2488 2467 定位样 2489 2468 壓板 2490 2469 彈簧 2491 2470 螺母 2492 2471 殼體 2493 2472 無機高傳熱速率元件 2494 2473 U形通道 2495 2474 煙氣入口 2496 2475 支座I 2497 2476 鍋筒 2498 2477 低溫給水口 2499 2478 蒸汽出口 2500 2479 煙氣出口 2501 2480 支座II 2502 2481 尾座 2503 2482 煙灰筒 2504 2483 鍋筒 2505 2484 数管 2506 2485 煙道 2507 2486 無機高傳熱速率管 2508 2487 套管 2509 翅片 煙氣出口 煙氣室 煙氣室内渦流折板 螺旋狀蝸殼 隔板 空氣室 空氣室内渦流板 熱管 熱空氣出口 液體容器(鍋筒） 氣體冷介質通道 氣體熱介質通道 無機高傳熱速率元件 工藝氣入口 軟水入口 中壓廢鍋 低壓廢鍋 工藝氣出口 省煤器 軟水入口 低壓蒸汽出口 -62- ^紙張尺度通用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（ 60 2510 中壓蒸汽出口 2531 接管 2511 轉化器 2532 接管 2512 高溫換熱器 2533 螺栓螺母 2513 中溫換熱器 2534 法蘭 2514 低溫換熱器 2535 法蘭 2515 空氣冷卻器 2536 接管 2516 鼓風機 2537 下筒體 2517 三氧化硫吸收塔 2538 導流器 2518 無機高傳熱速率三氧化硫換熱 2539 接管 器 2540 接管 2519 汽包 2541 熱管 2520 無機傳熱無件 2543 導流器 2521 筒壁 2545 焦爐 2522 密封結構 2546 導焦車 2523 水夹套 2548 運焦車 2524 無機高傳熱速率管 2549 抽塵設備 2525 套管 2550 提升機 2526 翅片 2551 裝焦設備 2527 上筒體 2552 乾熄槽 2528 導流器 2553 排焦裝置 2529 熱管 2554 運焦皮帶 2530 隔板 2555 一次除塵器 -63- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（ ） 61 - 2556 餘熱鍋爐 2582 保溫層 2557 二次除塵器 2583 煙氣入口 2558 鼓風機 2584 無機高傳熱速率單元體 2559 旁通閥門 2585 空氣入口 2562 焦粉運輸裝置 2601 吸附床 2564 空氣進口接管 2602 上聯管 2565 空氣出口接管 2603 取熱器 2566 煙氣入口接管 2604 下聯管 2567 煙氣出口 2605 高傳熱速率熱傳介質 2568 金屬管 2606 吸附劑和冷卻劑 2569 翅片 2700 大電流離相封閉母線系統 2570 法蘭 2701 傳熱的空冷器 2571 吹灰管 2702 6〇°C熱氣側出口 2572 保溫層 2703 80°C熱氣側進口 2573 空氣進口接管 2704 40°C空氣侧進口 2574 空氣出口接管 2705 6CTC空氣侧出口 2575 煙氣入口接管 2706 冷卻介質入口 2576 吹氣管接口 2707 散熱片 2578 煙氣出口接管 2708 冷卻介質出口 2579 金屬管 2709 重型機械聯動部件散熱冷 2580 翅片 卻 系統之熱傳元件 2581 法蘭 2710 重型機械聯動部件 -64- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（ 62 2711車輪 2712制動裝置 2713制動系統快速散熱器之熱傳元 件(末端附帶翅片） 2714低溫熱源 2715燃燒室 2716循環水 2717柴油機冷卻系統之熱傳元件(末 端附帶翅片） 2718低溫熱源(可為餘熱回收裝置） 2719軸承體 2720用於軸承的熱傳元件(末端附 帶翅片） 2721低溫熱源 2722渦輪增壓器 2723滿輪增壓器冷卻裝置之熱傳元 件(末端附帶翅片） 2724低溫熱源(可為餘熱回收裝置） 2725燃燒室 2726循環水 2727汽油機冷卻系統之熱傳元件(末 端附帶翅片） -65- 本紙張尺度適用中國國家棣準(CN的A4规格(210X 297公釐) 2728低溫熱源(可為餘熱回收 裝置） 2729汽車水·箱冷卻器之熱傳管 2730套管 2731散熱翅片 2732水箱 2733出水管 2734熱傳管 2735散熱翅片 2736套管 2737管箱 2738進水管 2739電氣設備 2740熱傳管換熱器 2741吸氣孔 2741a吸氣孔 2742排氣孔 2742a排氣孔 2743風扇 2743a風扇 2744吸熱段 2745散熱段 562854 A7 B7 五、發明説明（ 63 2746 上升管 2766 鍋筒 2747 下降管 2767 熱傳管 2748 攪捽式散熱器之熱傳管 2768 鍋爐後牆 2749 旋轉軸 2769 後拱 2750 壓縮氣體 2770 前拱 2751 循環水 2771 支架 2752 壓縮氣體水冷卻器之熱傳元件 2772 套管 (末端附帶翅片） 2801 攪拌器 2753 低溫熱源(可為餘熱回收裝置） 2802 反應蒼 2754 發熱設備 2803 熱傳元件 2755 熱傳元件受熱端 2804 夾套 2756 下部連通管 2805 加熱器 2757 冷卻劑入口 2806 罐體 2758 熱傳元件冷卻端 2807 重油 2759 冷卻設備 2808 熱傳元件 2760 冷卻劑出口 2809 熱源 2761 上部連通管 2810 高傳熱速率介質 2762 溶融金屬入口 2811 提升環 2763 高傳熱速率熱傳介質 2812 金屬管 2764 冷卻管束 2813 散熱片 2765 棒狀非晶材料出口 -66 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（ ） 64 發明詳細說明與較佳實施例 組合物 本發明利用之高傳熱速率熱傳介質，通常其本質為無 機質，其可視為一種組合物。該組合物包含或，換個方 式說，基本上由下列化合物一起以下示比例或量混合組 成。所示量可依需要放大或縮小製造所要的量。雖然諸 該化合物較佳要依所示次序混合，它們或許也可以不必 依此次序混合。 (1) 三氧化二鈷（Co203)，0.5-1.0 %，較佳 0.7- 0.8 %，最佳 為 0.723 % ; (2) 三氧化二硼（B2〇3)，1.0-2.0 %，較佳 1.4-1.6 %，最佳為 1.4472 % ； (3) 二鉻酸鈣（CaCr207)，1.0-2.0%，較佳 1.4-1.6%，最佳為 1.4472 % ； (4) 重鉻酸鎂（MgCr207 · 6H20)，10.0-20.0 %，較佳 14.0-16.0 %，最佳為 14.472 % ; (5) 重鉻酸鉀（K2Cr207)，40.0-80.0 %，較佳 56.0-64.0 %，最 佳為 57.888 % ; (6) 重鉻酸鈉（Na2Cr207)，10.0-20.0 %，較佳 14.0-16.0 %， 最佳為14.472 % ; (7) 氧化鈹（BeO)，0.05-0.10 %，較佳 0.07-0.08 %，最佳為 0.0723 % ； -67- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 562854 A7 B7 五、發明説明（ 65 (8) 二硼化鈦（TiB2)，0.5-1.0 %，較佳 0.7-0.8 %，最佳為 0.723 % ； (9) 過氧化鉀（K202)，0.05-0.10 %，較佳 0.07-0.08 %，最佳 為 0.0723 % ; (10) —選用之金屬或銨的重鉻酸鹽（MCr207)，5.0-10.0 %， 較佳7.0-8.0 %，最佳為7·23 %，其中「M」係選自鉀、 鈉、銀及銨所構成之群組； (11) 鉻酸鳃（SrCr〇4)，0.5-1.0 %，較佳 〇 7·0 8 %，最佳為 0.723 % ;以及 (12) 重鉻酸銀（Ag2Cr207)，0.5-1.0 %，較佳〇 7_〇 8 %，最佳為 0·723 %。 緊鄰上述所表示之百分比為將所添加水份乾燥移除後 之最終組合物之重量百分比。 列方式製得。下列 Ho %範圍變化添 本發明所利用最佳之組合物可以下 之無機化學品可以化合物所示量之+/_ 加，而添加方式則如下所討論： (1) 三氧化二鈷（C〇2〇3)，0.01 克； (2) 三氧化二硼（b2〇3)，〇.2克； (3) 二鉻酸鈣（CaCl：2〇7)，〇.〇2克； (4) 重鉻酸鎂（MgCr207· 6H20)，0.2克； (5) 重鉻酸鉀（K2Cr207)，0.8克； (6) 重鉻酸鈉（Na2Cr207)，0.2克； ____ -68- 本紙張尺度遑用中國國家標準(CNS) A4规格(210X 297公釐) 562854 A7 B7 五 發明説明（ 66 (7) 氧化鈹（BeO)，0.001 克； (8) 二硼化鈦（TiB2)，0.01 克； (9) 過氧化鉀（K202)，0.001 克； (10) —選用之金屬或銨的重鉻酸鹽（MCr207)，0.1克，其中 「Μ」係選自鉀、鈉、銀及銨所構成之群組； (11) 絡酸鳃（SrCr04)，0.01克；以及 (12) /鉻酸銀（Ag2Cr207)，0.01 克。 /諸該化合物係以緊鄰上述所列之次序添加至内含100毫 升大體上為純水（較佳經二次蒸餾）的容器中直到溶解。該 混合物在常溫下混合，如約1 8至20°C，然後較佳再加熱至 55至65。C(較佳約60°C)之溫度範圍内，並在該溫度下攪 捽混合（約20分鐘）直到完全溶解。所得之組合物即可或隨 後可供應用。 本發明利用之熱傳介質可施於任何適何之基材上，像 是置於金#傳輸管，甚璃傳輸管上，只要所選用之 表面基本上不含金屬氧化物、油脂或油類即可。為了使 ' —" — *- 一 · 〜 ________一一 所得熱傳組合物之品質最佳，較佳是在很低的濕度環境 下施用此組合物，如35至37%之相對濕度，任何情況下均 / -—- --— —-—·—-----—〆—~、' -— 需低於約40 %相對濕度。同時希望是將此組合物施用於一 ( ---------- —_ ---—------ 個一旦施用即與水（水氣或液體）隔絕之密閉空間體積中。 為於含有此組合物之熱傳傳輸管或空腔中達成所欲之 熱傳導度（heat conductivity)，加至該空腔中之該熱傳介質 -69- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(210 X 297公釐)
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（ ） - 67 的質量會隨該空腔之體積而改變。較佳地，（本發明所使 用之組合物體積/空腔體積）之比值希望能夠保持在以下的 比值範圍内：（/〇01至0.025，而較佳為0.01至0.025，最佳則 為下面幾個比值：0.025、0.02、0.0ΐί5與O.dl。傳輸管不需 要做任何預塗覆的步驟。K旦該傳輸管載入填滿所需 量之介質，傳輸管便被加熱至120°C以蒸發該二次蒸餾 水。該傳輸管或空腔接著被密封，以供作為熱傳裝置使 用。 用於製備該傳輸管之熱傳介質的用量可以根據所要之 成品用途而有所不同。本改良之介質的製備與使用本發 明熱傳介質之熱傳表面或傳輸管的製造均可於一個單一 步騾中達到且完成。 該改良介質可在70至1800°C的溫度範圍内使用操作而無 損其特性。而其表面可依據所需產品的外型建構成任何 形狀（如管形、平板形或其組合），而無任何結構角度上的 限制。舉例來說，該傳輸管可做成直的、彎的、曲折 的、網狀的、螺旋的、或蛇狀的外型。再配合外部尺寸 的設計，即可分別應用於不同的領域中。 /頃觀察到本發明使用之熱傳介質之熱導率（thermal conductance)與熱傳速率目前已超過純金屬銀的32,000倍以 上。 應注意的是，如果該改良介質組成份（component)沒有按 -70- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
562854 Λ r-y ίΛ ( Β7 五、發明説明（69 ) (11) 鉻酸鳃（SrCr04)，0.01克；以及 (12) 重鉻酸銀（Ag2Cr207)，0.01 克。 將上述各化合物依所列之次序添加至内含100毫升（ml) 經二次蒸餾純水的容器中直到溶解。該混合物在常溫20°C 下混合，然後於60°C之溫度下，攪拌混合（約20分鐘）直到 完全溶解。所得之組合物即可或隨後可供應用。 實施例2 將實施例1所得之組合物作為熱傳介質，在36 %之相對 濕度塗覆於各種不同之基材上，如金屬（碳鋼、不錄鋼、 鋁、銅、鈦、鎳等合金）或非金屬（玻璃或陶瓷）傳輸管 上，形成所需之熱傳元件。所選用之基材表面基本上不 含金屬氧化物、油脂或油類。為使所得熱傳元件之品質 最佳，施用實施例1之組合物是在低相對濕度環境下進行 (低於約40%相對濕度）。作為熱傳介質之組合物於施用 後，即將其密閉於熱傳元件之空腔中，以與水（水氣或液 體）隔絕。空腔中可視需要抽真空後密封。 為於含有此組合物之熱傳傳輸管（conduit)或空腔（cavity) 中達成此意欲之熱傳導度，加至該空腔中之本發明熱傳 介質的品質會隨該空腔之體積而改變。本發明組合物體 積與空腔體積之比值用0.025、0.02、0.0125與0.01等比例(塗) 屬)於傳輸管空腔之内壁上。傳輸管不需要做任何預塗附 的步驟。一旦該傳輸管或填1為所需量之介質，傳輸 -72- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 裝 訂
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五、發明説明 管便被加熱至12〇t：以蒸發該二次蒸餾水。該傳輸管或空 腔接著被密封，以供作為熱傳裝置中之熱傳元件使用。 用於製備該傳輸管之熱傳介質用量可以根據所要之成 品用途而有所不同。本改良之介質的製備與使用本發明 熱傳介貝之熱傳表面或傳輸管的製造均可於一個單一步 驟中達到且完成。 該改良介質經測定可在70至18〇〇r的溫度範圍内操作而 無損其特性。而其表面可依據所需產品的外型建構成任 何形狀（如管形、板形或其組合），而無任何結構角度上的 限制。舉例來說，該傳輸管可做成直的、彎的、曲折 的、網狀的、螺旋的、或蛇狀的外型。再配合外部尺寸 的設計，即可分別應用於不同的領域中。 常規熱管路是利用液體汽化和蒸汽冷凝時吸收和放出 大量潛熱，而使熱能從管子的熱端迅速傳向冷端的技 術，其軸向傳熱速率取決於液體汽化潛熱的大小，汽液 f返的速率。此外還要雙材質是否適應、溫度和壓力不 能太鬲等條件的限制。 ^發明 < 熱管元件一其#向導熱速率遠大於同樣大小的 任何金屬棒或任何常規熱管。管内壓力強度遠低於同溫 度下的任何熱管的管内壓強，適用的溫度上限為管材的 "午用度上限。根據本發明之熱傳介質可依不同應用領 域的需求’管元件可依需求將外部製作成各種的尺寸與
562854 A7 B7 五、發明説明（71 ) 型式。超大型熱傳元件主要可用於地熱溶雪、道路化 冰、煤堆散熱等，大型熱傳元件主要用於大型鍋爐、窯 爐預熱器和換熱器等，中型熱傳元件可用於中型鍋換熱 器和預熱器、廢熱鍋爐等，小型熱傳元件主要用於電子 電器散熱等，微型熱傳元件主要用於電子電器散熱、電 腦CPU散熱等。 圖1A及1B顯示根據本發明之^331^3>的示意透視圖 與剖面圖。如兩圖中所示，其中熱傳管元件102包含塗覆 其内壁面表上之熱傳介質110，空腔105，傳輸管108，孔 徑106，以及密閉孔徑106用之插塞104。 圖1C所示為電熱水器的電-熱水轉換部件，其是利用内 置式電加熱錐體114通過作熱源的加熱熱傳管元件112。該 電-熱水轉換部件包括内壁表面塗覆實施例1之熱傳介質 之熱傳管元件112，電加熱錐體114，以及於該熱傳管元件 112外圍環繞熱管路之冷水入口 116與熱水出口 118。 為強化熱傳管元件之換熱效率，可於基本之管元件上 焊接、擠壓或複合筋片或翅片，如圖1CA所示。其中包括 熱傳管元件120、翅片122，以及支撐架124。而圖1CB所示 則為外接筋片128之曲形熱傳管元件126，以内置之電加熱 器129作為熱源加熱氣體的裝置。 本發明之熱傳管元件可依使用上的實際需要將管與管 元件組合應用。管元件具有高效傳熱、均溫性、可极 -74- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 562854 A7 B7 五、發明説明（72 ) 合及熱流密度可變等特性，用/管元件製造而成的換熱 器，體積緊湊，體積小，表面散熱小，提高了熱利用 率，節省電能。管管元件都獨立的工作元件，任意一端 壞不會引起兩種換熱流體互混，任何一只管管元件損壤 都不會影響其元件的正常工作。少量管管組合元件損壞 或失效，不影響整台設備正常運行。 而隨組合方式的不同一般可分為管管組合單體元件和 管管組合分離元件。管管組合單體元件係將本發明之熱 傳管元件並排或交錯組合，通常是用於高度需要均勻加 熱的應用領域，如加熱溫恒穩，易燃，易爆之有毒化工 原料氣體或液體。加工化工原料氣、液體、工藝要求 高，難度大。多數化工原料流體屬於易燃易爆有毒氣 體，有時還帶壓力，生產工藝要求原料氣體液體的加熱 必需要均勾，加熱溫度要恒穩，且不得洩漏。 圖1CC所示為一種具旋轉式熱傳管元件的換熱器，其即 是外接筋片或翅片之熱傳管元件的管管組合單體應用， 其中包括熱傳管元件130、旋轉管板132、密封結構134、 以及旋轉式熱管換熱器本體136。此設計旋轉熱管中介質 回流是罪離心力和重力推助’使得熱量和質量的傳遞比 在並通熱管中顯著提高，離心力加強了蒸發段的對流作 用，因而提高了蒸發段内的熱交換效率，沸騰時將提高 極限熱流密度。在冷凝段，在離心力的作用下，工質回 -75- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 裝 訂
k 562854 Λ7 B7 五、發明説明（73 ) 流能力提高，減薄了液膜厚度，從而提高了管内熱係 數，也由於熱管自身的轉動，同時強化了和周圍環境的 熱交換。且因結構設計緊密與旋轉的特性，也解決了積 灰、堵灰、腐蝕等技術問題。 圖1D則顯示一種本發明之熱傳管元件之間管管組合分 離式元件的組合應用，其工作原理為受熱段吸收熱量， 藉由熱傳管元件，將熱量通過散熱段傳遞給外部介質。 為強化整個換熱循環，如圖1CB所示，一般可在管元件上 接上筋片或翅片。分離式元件主要用從煙氣中回收熱量 大（每小時數十萬甚至數百萬標準立方米），且兩種流體 (液體汽化與熱汽冷凝）之間絕對不充許滲漏的場合，或發 熱量較大的儀器儀表密封櫃的内熱外散。圖1D中餘熱庫 138藉由管管組合單體142將餘熱傳至與管管組合單體144 相連接之熱管路146，進而藉由管管組合單體144將餘熱傳 至回收熱庫140，而熱管路148中溫度較低之介質再流回餘 熱庫138，再次藉由管管組合單體142進行加熱。此設計均 溫性良好，冷段溫度稍高於熱段溫度，克服由於熱管使 用一定時期後，管壁溫不均勻所造成的煙氣低溫腐蝕。 圖1E是外形為平板狀之熱傳元件的示意圖。板元件的 特點是能營造一個溫度梯度非常小的表面，這種近乎等 溫的表面可以拉平溫度，消除加熱器產生的熱點，或者 可以製造一種極為有效的散熱器，用意冷卻安裝在其上 -76- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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562854 A7 B7 五、發明説明（74 ) 的裝置。平板元件主要用於製作均溫板，如片烘乾板、 烤肉板，空間高度低、面積較大場合的電子電器散熱、 筆記型電腦CPU散熱等。如圖1E所示，可以把吸熱組件 (152，154，156與158與其組合）配置在平板的邊緣上或中 央位置，熱量就沿較大的平面散佈開。圖1EA與1EB則是 顯示兩塊平板元件上下組合應用的上視圖與側視圖。在 冷卻電子元件方面，平板元件應用可歸納為三個：一是 拉平多排元件的溫度，二是冷卻多排元件，三是作儀器 組件的外殼或作安裝平板。 圖1 F為一種管板組合元件，進口接頭，出品接頭，其 特徵是散熱器是一個管板組合傳熱元件，當熱流體在過 管内腔時，激發環隙内介質，通過平板將熱量散到空氣 中。其優點在於，可將熱量經由管體160，傳給平板而造 成一個溫度梯度非常小的平面，來拉平溫，又可使熱量 經由板腔162，把熱量匯集到管端。 圖1G為一種狻I板元件的組合應用。將電子元件164，166 與168安裝在豎直的平板元件169上作為受熱段，散段平板 元件170同時可以作為殼體的上板，使殼體整塊上板作為 散熱面，有利於殼體向外散熱。電子元件安裝在豎板 上，不佔據客體安裝面積，同樣大的客體可以安裝更多 的電子元件。 電熱元件可採用功率大、壽命長、尺寸小Θ矽碳管或 -77- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（乃) 其它電加熱元件，安裝和更換方便。只要考慮翅片管的 換熱面積、控制輸入電功率就能有效的控制組合元 件的工作溫度。 熱傳功效測定過程及方法 一對使用實施例1所得組合物製成之管元件，用於驗證 熱傳度及有效熱導率（effective thermal conductance) ’並於後 進一步例示所得組合物材料在各種傳遞熱方法上之用 途。 例證管（demonstration tube)其尺寸為直徑2.5公分X 1.2公 尺，該管的一端焊接有一直徑7.5公分X長度10公分之開口 圓柱形附件，以插入一緊密契合且略帶錐度的加熱器（直 徑5公分X長度9公分）。例證管的内部在後塗覆—上一 層薄的由根據上述步騾製備之本發明熱傳材料塗層。 -、 在沿著例證熱傳管（heat transfer tube)外圍部份經明確界 定的位置上，接附上最多達9個經校正的熱電偶。監看該 等位置之溫度，當測點的溫度對不斷變化的電熱輸入至 位於管底之加熱器產生反應時，對這些點的溫度進行監 視並記錄下來。在某些情況下，會用到重複的溫度感應 器及監視裝置，尤其是在該管的兩端，以確定不會發生 任何重大之溫度誤測（mis-measurement)。 彼等實驗在尺寸大小約為1·2χ 1.6χ 1.0公尺之安全密封 的通氣屏蔽體（closure)内進行。為了將測試室内溫度分層 -78- $紙浪尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公爱)
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562854 A7 B7 五、發明説明（76 ) 化減至最小，該試驗是以與水平線夾角為10。之受試驗管 (tested tube)進行。在此結構中輸入功率及溫度均受到監 視，以量化在驗證熱導管内熱傳率。 使用7個J型熱電偶，沿直徑2.5公分、長1.2公尺之管等 距放置於其上來進行溫度測量。另一熱電偶則放置於外 覆在加熱器之較大直徑的管上。該熱電偶使用不銹鋼管 鉗夹（clamp)固定。剩餘的熱電偶則測量室溫。 將熱電偶連接至凱氏（Keithley) 706掃描器内部的凱氏 7057A型熱電偶掃描卡。在7057A的接點塊（junction block) 具有一支用於對冷溫端進行補償的熱敏電阻（thermistor)溫 度感應器。以標準四階多項式做連點溫度補償與溫度計 算。 自惠普（HP)66000A電源供應器供給電源至管加熱器，電 源供應器主要架構為具有8個HP66105A 125A/120V電力模 組（module)。每四具電源供應器並聯成一組，而將兩組電 源的輸出端串聯，以產生一 5A/240V電·源供應之淨輸出。 此電源供應系統在整個實驗過程中，產生非常穩定之加 熱功率。而實際電流以使用加熱器通過kepco 01-Q/200瓦標 準電流電阻器兩端之電壓測量之。通過連接在加熱器兩 端的電壓敏感線測量電壓。 該二電壓以上述凱氏（Keithley) 706掃描器中之凱氏7055 通用掃描卡進行測試。將掃描器板之輸出信號輸入到以 -79- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（77 ) 直流電壓模式操作之凱氏195A 5 1/2位數萬用表（multi-meter) (DMIyi)。以麥金塔（Macintosh) Ilsi電腦控制掃描器及 DMM，該電腦使用I〇Tech型SCS 1488 IEEE-488介面。將 結果儲存在電腦硬碟上以用於存取（accessed)分析。數據 收集（data acquisition)軟體係以Future Basic語言撰寫。分析 後之數據以微軟EXCEL試算表（spreadsheet)款體呈現。 热傳導度之測試（Determination of Thermal Conductivity) 在將該管以接近水平放置後，使用最高達300瓦輸入功 率繼續類似的測試，產生溫度最高達到室溫150。(：以上， 再將該管以置於水平之模式進行7次實驗，包括在最後一 次實驗中，在10天内將輸入功率在170至300瓦特間來回逐 步改變大小。 •進行數個實驗以測試熱管表面上之溫度分佈及對階躍 函數（step function)加熱器輸入功之瞬態反應。於該等測 試中使用9個相同且經校正（calibrated)之熱電偶：1 ) 一個 監視周圍溫度之熱電偶（Tair)，2 ) —個固定在管柱形加熱 器上之熱電偶（Theat)，及3 ) 7個置於沿著管軸等距位置之 熱電偶（在12點鐘位置，命名為丁2至T8，越接近加熱器之 數字越小）。 圖1Η顯示某次該實驗之結果，其中加熱器輸入功率從 由9逐步加至20瓦，再逐步加至178瓦。圖II是以各感應器 及其平均值之穩定狀態溫差（感應器溫度Τ減去周溫Τ。）相 -80- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公釐） 562854 A7 B7 五、發明説明（78 ) 對於輸入功率做圖。圖II中之實線是用指定係數對溫度平 均值進行的二次方最佳配適（fit)。此線顯示出均溫管路 (pipe)之熱耗散的期望形式，即與線性相關有一負的二階 偏離。令人意外的是溫度的度數，沿著僅在一端加熱之 基本上為空的管路延伸長度方向上，溫度始終保持不 變。 在20至178瓦之間的大功率進行更仔細的不同功率k逐 步試驗時，茲發現於測量之時刻（time scale)，在沿著加熱 試驗管之各點溫度相當快速地升高。將溫度感應器T2- T8 及其平均值作為2小時時間之函數繪線於圖1J上，溫度緊 跟著功率逐步上升而即刻變化。（最初45分鐘，每分鐘收 集一次數據，接著每5分鐘收集一次。）而在圖中所示之 時刻上，溫度沒有隨位置顯著變化，試驗之管的行為表 現就好像是沿著其軸向均句地加熱一般。 三種其他數據組繪製於圖1J中，但它彼此間太緊密一致 以致於難以去解析；星號表示尺寸等同於該熱管均勻受 熱鋼管，其對應'之由20至178瓦功率階躍的熱量散發之預 測溫度。此模型細節將於下面討論。 圖1J中以空心菱形與圓形表示之繪點（point plotted)為測 自沿管轴向金屬相中之電阻比值。根據下面的公式可以 預測，某種金屬的電阻值會隨著溫度的變化而改變： R = R0 (1 +α T) (1) -81 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 裝
k 562854 A7 B7 五、發明説明（79 ) 於是， T = (R/R°-l)/a R為T = 0 °C時測量到的電阻值。 標記有RbQt的數據點，是指在靠近加熱器的半截管上J則 量到的電阻值，而那些標有R—的數據點，是指管的上半 截的電阻值。圖1K顯示出繪出同樣的電阻數據，分別對 應於用熱電偶溫度感應器在管的兩半分別記的平均溫 度。從圖1K中繪製的回歸線，可以清楚地看到這條線很 準確地遵從方程式（1)的計算結果，並且製造該管的鋼材 電阻值的溫度係數0,428 ± 001% 1C1。 圖1J與圖1K中的電阻值數據的重要性在於1 )在熱電偶 溫度測量中沒有明顯的誤差；2 )對該管表面進行的這些 溫度測量，得到通過電阻值比率記錄的容積的溫度測量 結果的準確確讀；3 )任何時候，不管熱源點的位置在何 處，遠離加熱器的管子一端的平均溫度與接近加熱器的 管一端測得的平均溫度都很難辨別。 有效熟傳速率（Effective Heat Transfer Rates) 熱從碳鋼管傳遞是一個熟知並且非常容易理解的，具 有顯著工程重要性的問題。 熱經過自然對流和輕射的方式，從一根水平的、裸露 的標準碳鋼管的表面傳遞的速率，通過一組根據經驗方 程和確定的常數，在參考文獻中有很好的描述。圖1L繪 -82- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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線 562854 A7 _______B7 五、發明説明（80 ) ~ ~ 製出1英吋直徑的碳鋼管對應其表面溫度的預期的熱傳導 係數。通過從表中常數計算出的數據點配適出一條拋物 線形的回歸線。這條回歸線函數，用於匹配對應於逐步 增加的加熱器功率，所觀察到的熱管表面的溫度的穩態 響應和瞬態反應。 建立一個簡單的210><10單元的數值模型，用以求解該 熱導管的熱輸入、熱儲存以及熱損失速率的微分方程。 該模型的建立用了兩個假設：中提出的函數精確 地描述出該管表面的熱損失；2)該管—端的熱輸入即時 有效地傳達到金屬管的各個部份。 這兩個假定與觀察到的結果是一致的，因此，對於使 數據合理化來說是必不可少的。 圖1M表示這樣的一種數值計算的結果，以及如圖比所 示的具有指定的鋼材比熱容值為的熱傳導係數。 (測量的)輸入功率劃分為兩個部份，分別為在熱管的總熱 容量U中倚存，以及通過自然對流和對周圍環境輕射 的總耗散量（Pl〇st)，將周圍環境溫度（實測值）的略微增加 考慮在内’模型預測的與測量得到的平均溫度響應非常 接近，預期的能熱耗散略微（2%)大於測量的輸入功率。 這-差異很容易通過測試模的誤差、溫度感應器對於熱 耗散的效應、以及管與水平結構的1〇。夹角來解決。 對於圖中所示個案，以及其他的幾個實驗個案，明 -83-
562854 A7 B7 五、發明説明（81 ) 顯地非常符合模的假設。也就是說，該熱導管的熱行為 就像是一個標準的各處均勾加熱的碳鋼管一樣。 热傳導係數（Heat Transfer Coefficient) 在前節之中，我們討論了如何達到穩態響應和功率上 升時的瞬態反應。作出與觀察一致的假設。即管子是均 勻一致地加熱的。由於實際上只在該管的一端加熱，這 個假定就產生了顯著的錯誤。 由於管子是在一端加熱，熱流模式可以做成一個一維 的傳輸線模型。使用此概念，熱從加熱器開始，沿著管 子的長度方向在各個連續單元中傳導：1 )熱沿著轴的方 向，在該管的容積内填充了無論何種物質；2 )熱通過管 的鋼壁，呈放射狀地傳導至外表面（此處溫度受到監視）； 3 )再次熱呈放射狀地傳導至周圍環境的空氣中去（周圍環 境的溫度考慮為固定的）。 將這些條款以排成倒序的形式，熱由管表面到環境空 氣中的傳遞速率為圖1L中實線條所描述的函數。圖1 L中 還表示的鐵的熱傳導數據，使用一根拋物線形回歸線配 適（fit)並夕卜插（extrapolation)。 圖1N表明模型計算的結果，用以預測沿著熱管的溫度 分布。假定管中充滿銀元素。銀被用作一種參考材料， 是因為它在所有元素及元素的標準同素異形體中，是已 知最好的熱導體（鑽石的導熱性優於銀）。在4.3 W cm·1!^1 -84- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（82 ) 的條件下，銀的導熱能力大約超過鐵的5 1/2倍（鐵用於表 示碳鋼管）。 在圖1N中，上方的線條顯示出預期的沿著管子的溫度 分布，計算的加熱器輸入功率為178W。假定管子中充滿 一種媒介質，這種介質的導熱率與銀導熱率（4.3 W cn^K-1) 完全相同。在此條件下測得的沿該管軸向排列的8個感應 器的溫度，用實數據點加以表示。 圖1N清楚地顯示出，如果内部容積以固體金屬銀的傳 熱速率和傳熱機構（mechanism)進行熱傳導的話，測得的溫 度分佈輪廓比預測的溫度分佈要平坦的多。按照：按銀 的2倍、5倍、10倍、100倍以及1000倍這些指定的數值不 斷提高内部容積的導熱率，進行計算。只有最後一次計 算與實測的結果一致。換個方式說：該管之導熱，好似 其内部充滿具有遠較銀之熱傳導度（thermal conductivity)為 高（至少1000倍以上）的材料。雖然該結果只在一次實驗 (當加熱器的輸入功率為178 W時）中顯示出來，但此結論 與在多於一個的結構中和某一功率輸入範圍内，對熱管 所進行的大量測試的結果是一致的。 對於所觀察到之軸向溫度輪廓（profile)尚無一個明顯的 解釋。舉例而言，雖說熱管路（heat pipe)(其中熱傳係以蒸 發、蒸汽輸送與工作液體的凝結發生）以高速率傳熱，也 許可對例證熱導管就大範圍之操作溫度得到排除此可能 -85- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐）
k 562854 χ\7 B7 五、發明説明（83 ) 性的證據。而熱管路可在不同溫度或溫度區間中操作。 有效热導率的測量 典型熱管路的熱流（Φ)按照輸入功率（W)除以管的截面積 (m2)來計算。在無負載條件下，畫出測得的熱管路熱源冷 源兩端的溫差（T)相對於（φ)的曲線，由此可得最大熱流。 考察上述曲線的Τ/φ值何處偏離通常運行區域内測得的Τ/φ 值，該處的φ值即最大熱流密度Φμαχ。我們增加（表為熱流 密度的）輸入功率，並測量導管熱源冷源兩端的溫度。但 沒有得到最熱流密度，因為其Τ / φ曲線沒有明顯的偏離。 將典型熱管路作為一個傳熱整體來計算其有效熱導率 (keff)，定義如下： ken-[P (W)~l/A]/(T2-Tl)(K) 其中P是輸入功率，1為管道長度，A為管道截面積，T2 是管道冷源端的溫度，而T i是管道熱端的溫度。在無負 載條件下增加輸入功率，並測量熱源冷源兩端以及其中 若干點上的溫度。所有的實驗中導管四周都沒包裹絕熱 材料。 另一種方法是在不同的負載、更好地控製運行溫度的 條件下進行同樣的測量。在導管的冷源端連接三種不同 的換熱器，進行上述實驗。在變化負載條件下改變輸入 功率，並測量熱冷源兩端以及其中若干點上的溫度。用6 仟瓦循環激冷器將常溫循環水流過換熱器作為負載。（應 -86- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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線 562854
AT B7 五、發明説明（84 ) 用質量流熱量計技術以及上述之分析方法測量冷源功 率。）按方程式（1)計算keff。 圖10表示的是帶第一換熱器的熱導管（heat transfer tube)，該裝置稱為Diffl，設計來測試在溫度變化的系統 中測量熱導率的原理。 ， 利用0megatherm200高熱導率環氧黏接劑將銅線圈固接 於該例示熱導管。但該環氧黏接劑之熱導率只是銅的 0.003倍左右，因此該環氧形成巨大的熱阻，影響熱量流 入換熱器。為了消除此熱阻，第二種設計Diff2利用了一 種不同的熱導管，有一個中空的通有水流的兩婦酸柱體 附於該熱管的一端，如圖1P所示。 這兩種熱量計設計（Diffl和Diff2)的工作範圍為輸入功 率：100-1500瓦，流量：1-85克/秒。其相應的熱流密度 〇^&{£11^(16115117)為0.11\106至1.7\106\¥/1112。從 300到1500 瓦的熱量回收示於圖1Q中。 應用Diffl的效率為72%，應用Diff2的效率為93%。鑑於 Diffl中使用的環氧其熱導率很差，這是意料中的事。圖 1R顯示的是應用Diffl和Diff2時沿著熱導管所測得之熱量 回收曲線。 由於較高之熱量回收效率，使用Diff2時我們可將輸入 功率提高到3仟瓦。兩種情況下，距加熱器27公分處溫度 都是最高。該點溫度與距加熱器107公分處的溫度作了比 -87- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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562854 A7 B7 五、發明説明（85 ) 較；由於加熱器的影響，距加熱器越遠，其溫度越低。 圖1S中將此溫差相對於熱流密度畫出了曲線。 本曲線呈線性變化或者呈現負偏離的區域，為典型熱 管的有效運行範圍。超過此有效範圍，由於熱量以較低 的效率傳到熱管的冷源端，溫度將不成比例地增大。在 各種測量條件下，該熱導管的溫度都是線性地隨.著熱流 密度的增加而增加。表明始終未達到最大的熱流密度。 唯一的例外是2仟瓦以上時，那時107公分處的溫度要高於 27公分處的溫度。為此原因，輸入功率2仟瓦以上的數 據，（2·2χ 106 W/m2)並未被標繪出來。 圖1T總結了在所有小於2,000瓦的輸入功率和熱流密度 為2.5 X 106 W/m2時，相對於熱流密度的有效熱導率。這些 結果以keff與銀熱率之比（與管内充滿銀-熱導率最高的金 屬-的金屬的情況作比較）的形成來表達。此比值的最大值 大於 30,000。 以下各實施例3至212之應用均是根據實施例2之步驟製 得之熱傳元件，再依個別需要改變其尺寸、外形。 加热热傳元件 電子電器設備應用 以下各實施例3至7係用於例示本發明之熱傳元件於電 子電器設備領域加熱功能之應用，例如在用於電加熱洗 衣櫃、乾衣加溫系統、暖氣片、取暖器以及熱風烤爐 -88- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇x 297公釐） 562854 A7 B7 五、發明説明（86 ) 等。 實施例3 如圖2A中所示，根據本發明實施例2之熱傳加熱元件， 可用於電加熱洗衣櫃中，其主要由兩部分組成，蒸汽發 生器和殼體附屬設備。蒸汽發生器由電加熱系統205和熱 傳加熱元件206以及蒸汽發生器208三部分構成，蒸汽發生 器208設有進水口 207、主蒸汽出口和備用蒸汽出口 209。 殼體附屬設備包括衣櫃殼體201、支架202、蒸汽分布管 203和冷凝水出口 204。 電加熱系統205通電以後產生電熱能，通過熱傳加熱元 件206將熱能迅速高效地傳遞給蒸汽發生器208，蒸汽發生 器208中水與熱傳加熱元件206充分進行熱量交換，產生蒸 汽，蒸汽經過二次加熱以後通過主蒸汽出口進入蒸汽分 布管203將蒸汽均勻分布於洗衣櫃空間，紡織品浸於高溫 蒸汽中充分受熱，此時除垢殺菌葯劑偕同污垢及細菌溶 於蒸汽珠粒中形成蒸汽溶液被蒸汽帶走，蒸汽溶液在洗 衣櫃下部冷凝成水溶液由冷凝水出口排出，此時系統即 完成一個纺織品高溫除垢殺菌過程，實現熱能的高效率 傳導及高效率轉換，將電熱能轉換成蒸汽熱能，構成一 個完整的，高效可靠的除垢殺菌系統，實現紡織品除垢 殺菌的全過程。另外蒸汽備用出口 209的用途在於將蒸汽 引出外用，用於衣物定型及其它。 -89- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（87 ) 實施例4 如圖2B中所示，根據本發明實施例2之熱傳加熱元件， 可用於乾衣機加溫系統，其主要由兩大部分組成，空氣 加熱系統和殼體及附屬設備。空氣加熱系統由熱傳加熱 元件218和電熱系統219構成，其中熱傳加熱元件帶有散熱 翅片217，電熱系統配有電溫控制器。殼體及附屬設備包 括殼體211、排風口 212、回風箱213、排水口 214、過濾網 215、風扇216、布風箱220以及支架221，布風箱及回風箱 正面都均句佈有風孔，整個系統是一個全開式熱風循環 系統。 電熱系統219通電以後產生電熱能，通過熱傳加熱元件 218將電熱能迅速高效地傳遞給循環空氣，（散熱翅片217 的存在主要有利於提高換熱效率），循環空氣被加熱以 後，在風扇216的動力作用下通過布風箱220上的風孔均勻 地分布於衣物乾燥脫水空間，此時的空氣具備三大要 素，即一、環境空氣溫度相對較高，二、環境空氣相對 濕度較低，三、環境空氣流動性好。故能迅速帶走濕衣 物中的水分，隨後空氣中的水蒸汽含量達到飽和狀，進 入回風箱213，由回風箱213上部的排風口排出系統，同時 在回風箱中由於冷卻作用而析出的水分由排水口 214排 出，系統外循環空氣由於風扇216的動力作用被吸入系 統，通過空氣加熱系統時被加熱，再次送向衣物乾燥脫 -90- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（88 ) 水空間，實現全開式往復循環，從而達到衣物乾燥脫水 的目的。在整個過程中循環空氣的溫度被控制在一定的 範圍内，這一過程通過電溫控制器實現。 實施例5 如圖2C中所示，根據實施例2製得之熱傳加熱元件，可 作為暖氣片，其一端（放熱端）曝露於空氣中，另一端（吸 熱端）插入矩形容器内。在該熱傳加熱元件的放熱端上焊 接許多螺旋翅片，用以增加放熱端換熱面積，強化放熱 端換熱效果。同時在放熱端底端底部加裝貫流式風機， 強制空氣自下至上流動，可加速熱量交換。 矩形水容器23 1是用低碳鋼板焊製而成的。上、下兩端 分別焊上兩截短管，以便與外部的供水和回水管線聯 接。 矩形水容器側壁上焊接若干只無機熱傳元件233，該元 件内充有無機傳導介質。元件一端插入容器内，吸收熱 水的熱量；另一端曝露於空氣中，將吸熱端吸收的熱量 快速地傳遞給空氣，實現將空氣加熱的目的。為增加放 熱端的換熱面積，在放熱端用高頻電阻焊焊接螺旋翅片 以強化放熱端換效果。 在放熱端底部加裝貫流式通風機234，使空氣側形成強 制對流，以便提高空氣侧的換熱係數，實現迅速升溫。 外罩232可用薄型鐵皮衝壓而成，外部可按不同要求噴 -91 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
562854 A7 B7 五、發明説明（89 ) 塗彩繪各種圖案，使外形更加美觀。同時，加裝外罩， 可自然形成一空氣流通通道，能強化空氣侧的換效果。 實施例6 目前，溫帶與寒帶城市冬季取暖方式主要有二種，即 燃煤鍋爐集中供暖和電廠餘熱集中供暖。從供暖形式 看，集中式供熱已徹底改變了傳統的一家一戶分散的燃 煤取暖，提高了燃料利用率，降低了排煙對大氣的污 染，但由此帶來的龐大的供熱管網，眾多的加壓亨站， 供熱途中的熱損，無形中增加了冬季取暖的成本。而供 暖傳輸管道的增多，佔據了人們的生活空間，無法滿足 時代趨勢的走向。隨著人們生活品質的提升，一種取暖 迅速、舒適可調的節能型取暖設備是人們所企盼的。 圖2D所示為一種利用實施例2之熱傳元件的壁掛式電加 熱取暖器，由電加熱體238、加熱熱傳元件239、和溫度調 節器組成。其外型與普通暖器類似，可懸掛在室内的 上。 圖2E所示為一種利用實施例2之加熱熱傳元件的移動式 電加熱取暖器，形狀類似電風扇，可依需要任意擺放。 當電源打開後，電加熱體240首先發熱，並通過底面將熱 量傳遞給具密閉空腔的加熱熱傳元件243、之後使整個腔 體均溫，並通過各散熱片242將熱量傳遞給室内的空氣， 而使整個房間溫度逐漸上升。當室内溫度達到要求後， -92- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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562854 A7 B7 五、發明説明（9〇 ) 溫度調節器即切斷電源，加熱體停止工作。由於散熱， 當室内溫度低於設定值時，電源再次接通，電加熱體再 行加熱，周而復始，從而保持室内溫度的恒定。由於散 熱熱傳元件形式不同，與之匹配的電加熱體與散熱片的 外形也不盡相同，圖2F即為圖2E移動式電暖器的上視圖。 本實施例中之電暖器加熱功率均為1 kW，通常情況下. 可滿足10- 15 m2房間的取暖需要，但可依實際需要根據本 發明之取暖器做多種改進和變化。 實施例7 圖2G所示為一種新型熱風烤爐裝置，該裝置利用本發 明之加熱熱傳元件，能將烤爐的食物均勻加熱。 如圖2G中所示，當電源接通後，電加熱器256即將烤箱 夾壁腔加熱，夾壁腔内的加熱熱傳元件254即受熱開始工 作，在頂部風扇252的強制對流作用下，烤爐内產生溫度 均勻的熱風。傳統的烤爐大多採用直接加熱方式，其内 部溫度分布不均勻，烘烤食物時易發生局部己烤焦而其 它部份尚未烤熟的現像，而且使用一段時間以後，爐内 殘留的油脂、食物碎屑等會引起烤爐效率下降。而本發 明所揭示之熱風烤爐則具有均溫性妤，烘烤效率高的熱 風爐。 曰常用品應用 以下各實施例8至15係用於例示本發明之熱傳元件於日 -93- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 裝 訂
k 562854 A7 B7 五、發明説明（91 ) 常用品加熱功能之應用，例如用於電熱水器、暖風機、 電暖器、開水壺、火鋼、燒烤板、電#斗、高效兩用開 水器等。 實施例8 該實施例是用電為熱源來加熱水並使用本發明的無機 高傳熱速率元件做為傳熱元件的電熱水器。 如圖3A所示的無機高傳熱速率電熱水器，主要由加熱 體301、無機高傳熱速率元件302、及水夾套305構成。電 阻絲發出的熱量通過嵌入無機高傳熱速率元件内部的加 熱體傳給元件的受熱端，元件内的無機介質將熱量由元 件的受熱端迅速傳遞至放熱端，無機高傳熱速率元件的 放熱端插入水夹套内，且外部纏有導流片306來增加流體 的流動速度和湍流程度，提高對流換熱係數，強化傳熱 並增大換熱面積。冷水由設置在水炎套下部的冷水進口 303進入，吸收無機高傳熱速率元件放出的熱量將水加熱 後，由上部熱水出口 304排出。 本發明的無機高傳熱速率電熱水器啟動迅速、升溫 快，熱效率高，使用壽命長，加熱體與被加熱介質隔 離，因此更換加熱體時不需切斷和清理被加熱介質。 實施例9 該實施例是用電為熱源並使用本發明的無機高傳熱速 率元件做為傳熱元件而製成的暖風機，將空氣加熱並送 -94- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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k 562854 Λ7 B7 五、發明説明（92 ) 出熱風。 如圖3B所示的無機高傳熱速率暖風機，主要由加熱體 307、無機高傳熱速率元件309、及機殼308構成。元件在 殼内以蛇管形式呈多排佈置，一方面可減少體積，另一 方面可增大與液體的接觸時間。其工作原理是電阻絲發 出的熱量通過歲入無機鬲傳熱速率元件内部的加熱體傳 給元件的受熱端，元件内的無機熱傳介質將熱量由元件 的受熱端迅速傳遞至放熱端，無機高傳熱速率元件的放 熱端直接置於空氣中，且外部纏有翅片3 10以增大換熱面 積，強化換熱效果。同時在放熱端下部安裝風機，將被 加熱的空氣吹出，構成強制對流式換熱。 本發明的無機高傳熱速率暖風機啟動迅速、升溫快， 熱效率高，體積小、重量輕。 實施例10 該實施例為使用本發明的無機高傳熱速率元件做為傳 熱元件而製成的電暖器。 如圖3D所示的無機高傳熱速率電暖器主要由電暖器元 件317及外罩316組成。電暖器元件可做成蛇管式、多層排 布。如圖3C所示，電暖器元件主要由加熱體312和無機高 傳熱速率元件3 13構成，其工作原理是電阻絲發出的熱量 通過嵌入無機高傳熱速率元件内部的加熱體傳給元件的 受熱端，元件内的無機熱傳介質將熱量由元件的受熱端 -95- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 裝 訂
k 562854 Λ7 B7 五、發明説明（93 ) 迅速傳遞至放熱端。無機高傳熱速率元件的放熱端直接 置於空氣中，且外部纏有翅片3 14以增大換熱面積，強化 換熱效果。空氣被加熱後會自然上升，冷空氣自然下降 以補充空氣上升所產生的空間，構成了空氣的自然對流 循環系統。 本發明的無機高傳熱速率電暖器啟動迅速、升溫快， 熱效率高，且體積小、重量輕。 實施例11 該實施例為使用本發明的無機高傳熱速率元件做為傳 熱元件而製成的電開水壺。 如圖3E所示的無機高傳熱速率開水壺主要由壺體3 19、 無機高傳熱速率管320和電熱器321組成。無機熱超管穿過 水壺的底面並與其焊接，無機高傳熱速率管的一端插入 水壺中，另一端從水壺底伸出，伸出端可用電熱器加 熱。其工作過程是：當水壺中加水後，插上電熱器的電 源開關，電熱能通過無機熱傳管傳遞給水，將水加熱至 沸騰。 本發明的無機高傳熱速率開水壺，水與電阻絲隔離， 可避免因缺水引起的電阻熔斷等事故，保證用電安全， 且延長水壺及電熱器的使用壽命。 實施例12 該實施例為使用本發明的無機高傳熱速率元件做為傳 -96- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 裝 訂
k 562854 A7 B7 五、發明説明（94 ) 熱元件而製成的火鍋。 如圖3F所示的無機高傳熱速率火鍋主要由鍋體322、電 加熱器323、無機高傳熱速率管熱端324和無機高傳熱速率 管冷端（空心隔板）325組成。無機高傳熱速率元件冷端被 製成空心板狀與鍋體接觸的邊緣採用焊接連接，其底部 中心與一個¢) 20管焊接，（/) 20管穿過鍋底並與鍋底面焊 接，φ20管仲出端為無機高傳熱速率元件的熱端。 無機高傳熱速率火鍋的工作過程是：當火鍋中加入水 後，插上電熱器的電源開關，無機熱傳元件熱端從電熱 器吸熱後，通過介質將電熱能傳遞給其冷端（空心隔板）， 水從均句分佈在鍋中的隔板上吸熱至沸騰。 本發明的無機高傳熱速率火鍋，由於隔板壁面參與傳 熱，使傳熱面積增大，並且隔板成十字分佈，均溫性 好。 實施例13 該實施例為使用本發明的無機高傳熱速率元件做為傳 熱元件而製成的燒烤板。 如圖3Η所示的無機高傳熱速率燒烤板主要由燒烤源326 和無機高傳熱速率元件製成的燒烤板327構成。燒烤板内 為一空腔，内部充有無機高傳熱速率介質。當燒烤板底 部接受到燒烤源的熱量後，會通過無機介質迅速將熱量 均布於燒烤板的整個表面上，使得食物均勻受熱，進行 -97- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐） 裝 訂
562854 A7 B7 五、發明説明（95 ) 燒烤。燒烤板可根據被烤物的要求製成方形、圓形或其 形狀。 本發明的無機高傳熱速率燒烤板啟動迅速、溫度分佈 均勻，燒烤後食物表面顏色一致，且食物不受煙灰污 染，可淨化環境。且該燒烤板體積小、重量輕。 實施例14 該實施例為使用本發明的無機高傳熱速率元件做為傳 熱元件而製成的電熨斗。 如圖31所示的無機高傳熱速率電熨斗由上中下三層組 成，第一層為不銹鋼底板3 3 0、第二層包括無機高傳熱速 率板328和板腔狀電加熱器332以及電源輸入埠331，板腔 狀電加熱器與無機高傳熱速率板之間的連接必須保證二者 充分接觸，以利於熱量交換。不銹鋼底板與無機高傳熱 速率元件之間實現壓緊連接，必須保證二者點接觸率在80 %以上，必要時可填充導熱膏。第三層包括蒸汽發生器 329和喷霧口 335以及手柄334，蒸汽發生器設有進水口 333。蒸汽發生器也必須保證與無機高傳熱速率板之間的 良好接觸。 從電源輸入端口 33 1輸入家用交流電，板腔狀電加熱器 332開始工作，向外散發熱量，無機高傳熱速率吸熱段受 熱後，迅速將熱量均句分佈於板腔空間，使無機高傳熱 速率板溫度場處於穩定均布狀態，熱量傳到不銹鋼底板 -98- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 裝 訂
562854 A7 B7 五、發明説明（96 ) 330時被再次均布。同時蒸汽發生器329也從無機高傳熱速 率板上方吸收了一定的熱量，經加熱水後產生蒸汽，蒸 汽可由噴霧口 335送出，以備熨衣之用。以上過程由於無 機高傳熱速率板的高傳熱速率只需很短的時間即可完 成’底板面的溫度控制由電溫控制系統完成。 裝 本發明的無機高傳熱速率電熨斗底板溫度分佈均勻、 實現了隔離加熱，安全性能優越，且操作簡單，使用壽 命長。 實施例15 該實施例為使用本發明的無機熱傳元件製成的高效兩 用開水器。
如圖3 J所示，本發明的高效兩用開水器主要由上水室 347、下水室339、隔板344、下汽室363、上汽室357和無機 熱傳元件構成，其上水室347和下水室339是由水室壁348 裏邊加焊隔板344所形成。兩水室間有通水管342穿過隔板 344，焊接溝通。當下水室339裏面的水漲到一定程度時或 -受到一定壓力時，即自行經過通水管342進入上水室347， 其通水管342的下端與熱水出口 340平齊，上埠與上水室水 位計356的四分之三處平齊，上汽室357與下汽室363都是 置於水室中的内膽，其球面形上封頭插焊著無機熱傳元 件346，無機熱傳元件346插入汽室的部分為整個熱管長度 的三分之一，兩個汽室在造型和結構上同樣大小，都要 -99- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 562854 A7 B7 五、發明説明（97 按受壓容器的要求製作，上汽室357球面形下封頭的中央 和下汽室363球面形上封頭的中央，由通汽管360穿過隔板 344溝通，便於上汽室357裏邊的低溫汽水向下汽室363流 通。上汽室357侧面焊接進汽管358與外界接通，下部球面 形封頭有支撐样359與隔板344聯接，下汽室363球面形下 封頭的中央焊接疏水管364與外界接通，周圍有支標桿359 與水室壁348的底板聯接。疏水管364為直角形彎管，其插 入汽室中的垂直長度為汽室高度的四分之一，以便於有 思積存一部分新的化水延長熱父換時間，充分利用餘 熱’同時防止蒸汽和水直接進入疏水管流水。水室壁348 由鋼板製成筒形，並裝有進水口 338、熱水出口 340、開水 出口 345、上排汽口 343、清潔手孔341、下水室溫度計362 和水位計361、上水室水位計356和溫度計355、支腿337、 下排汙336、銘牌355、水室壁與封頭350用法蘭聯接，便 於兩者之間密封和拆裝。封頭上安有放汽閥35 1和汽笛。 該兩用開水器增設水位自動控制裝置和溫度自動控制 等，使該產品構成全自動雙室式無機熱南傳熱速率兩用 開水器。 本發明的無機高傳熱速率兩用開水器可同時產生開 水、熱水，充分利用熱能，提高效率；與一般的熱水器 相比，結構科學合理，工作效率高，開水快，並能連續 不斷地供應開水熱水’且操作簡單、使用方便，運行安 -100- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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k 562854 A7 B7 五、發明説明（98 ) 全可靠。 機械加工裝置應用 以下實施例係用於例示本發明之熱傳元件於機械加工 裝置加熱功能之應用。例如用於無機高傳熱速率注塑螺 桿。 實施例16 本發明的熱傳元件可用於機械加工領域，特別是無機 高傳熱速率注塑螺桿。如圖4A所示的無機高傳熱速率注 塑螺桿包括螺翅401、無機熱傳動介質402、螺样本體403 和電加熱器404等。螺桿403是螺桿式注塑機的重要部件， 其主要作用是對塑膠進行輸送、壓實、塑化和施壓。所 述無機高傳熱速率注塑螺桿包括一料筒，螺样料筒内有 一個環錐形空腔，空腔内填充有一定數量的無機高傳熱 速率介質402，螺样靠近料斗的一端安裝電加熱器404。 該實施例中所述的無機高傳熱速率注塑螺桿的工作原 理是：當電加熱器接通電源以後，螺样靠近電加熱器的 一端被加熱，螺桿空腔内的無機高傳熱速率介質迅速將 熱量傳至空腔的另一端，將螺桿加熱。當螺桿旋轉時， 空腔内的無機高傳熱速率介質在離心力的作用下回流至 加熱端，從而將電加熱器輸出的熱量源源不斷地傳輸到 螺桿。 該實施例中所述的無機高傳熱速率注塑螺桿的優點是 -101 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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k 562854 A7 B7 五、發明説明（99 ) 螺桿料筒内溫度容易控制，軸向溫差小，使塑膠在料筒 内得到良好的塑化；減少塑膠降解，製品質量穩定，性 能提高；擴大了注塑成形塑膠的範圍，對粘度小的熱敏 性塑膠也適用；結構簡單，運行可靠。 熱能回收系統加热之應用 以下實施例17至72係用於例示本發明之熱傳元件於熱 能回收系統加熱功能之應用。例如用於高傳熱速率空氣 預熱器、高傳熱速率焦化爐空氣預熱器、高傳熱速率高 爐整體式空氣預熱器、高傳熱速率化肥製成系統吹風氣 臥式餘熱鍋爐、帶汽水分離器之高傳熱速率化肥製成系 統吹風氣臥式餘熱鍋爐、高傳熱速率上下行煤氣臥式餘 熱鍋爐、帶汽水分離器之高傳熱速率上下行煤氣臥式餘 熱鍋爐、高傳熱速率化肥製成系統吹風氣立式偏心型餘 熱锅爐、帶汽水分離器之高傳熱速率化肥製成系統吹風 氣立式偏心型餘熱鍋爐、高傳熱速率化肥製成系統吹風 氣立式對稱型餘熱鍋爐、帶汽水分離器之高傳熱速率化 肥製成系統吹風氣立式對稱型餘熱鍋爐、高傳熱速率上 下行煤氣立式偏心型餘熱鍋爐、帶汽水分離器之高傳熱 速率上下行煤氣立式偏心型餘熱鍋爐、高傳熱速率上下 行煤氣立式對稱型餘熱鍋爐、高傳熱速率玻璃窯餘熱鍋 爐、高傳熱速率水泥窯蒸汽發生器、高傳熱速率水泥窯 熱水加熱系統、高傳熱速率陶瓷窯爐空氣乾燥加熱器、 -102- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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AT B7 五、發明説明（1〇〇 ) 高傳熱速率輪船餘熱鍋爐、高傳熱速率汽車廢氣取暖 器、高傳熱速率遠洋船艦用海水淡化器、高傳熱速率上 下行煤氣立式對稱型餘熱鍋爐（帶汽水分離器）、高傳熱速 率臥式餘熱鍋爐、高傳熱速率偏心型餘熱鍋爐、高傳熱 速率對稱型餘熱鍋爐、高傳熱速率電力鍋爐空氣預熱 器、高傳熱速率電站鍋爐燃油加熱系統、高傳熱速率電 站鍋爐給水加熱器、爐灶餘熱熱水器、空氣預熱器、雙 氣預熱器、金屬鎂廠回轉窯餘熱鍋爐、金屬鎂廠還原爐 餘熱鍋爐、燒結機餘熱鍋爐、聯鑄機餘熱鍋爐、鋼坯餘 熱回收裝置、燃油X業爐餘熱回收裝置、燃油工業爐蒸 汽發生器、燃氣工業爐餘熱回收裝置、燃氣工業爐餘熱 蒸汽發生器、乾燥器能源循環系統、餐館廢熱回收裝 置、高傳熱速率丙烷脫瀝青裝置加熱爐空氣預熱器、高 傳熱速率分子篩脫蠟熱載體加熱爐空氣預熱器、高傳熱 速率化肥製成系統吹風氣空氣預熱器、高傳熱速率鉑重 整加熱爐空氣預熱器、傳熱芳香烴裝置常減壓熱載體加 熱爐空氣預熱器、煉鋼咸連錡機的連鎿逐冷床上安裝的 高傳熱速率餘熱回收裝置、高傳熱速率玻璃窯空氣預熱 器、高傳熱速率原油加熱爐上置式空氣預熱器、高傳熱 速率注汽鍋爐空氣預熱器、高傳熱速率注汽鍋爐水預熱 器、高傳熱速率加熱爐餘熱鍋爐、採用高傳熱速率元件 回收焦爐上升管的煤氣顯熱的裝置、傳熱式防露點腐蝕 -103- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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562854 A7 B7 五、發明説明（101 ) 空氣預熱器、高傳熱速率軟水加熱器、高傳熱速率橋式 雙流道餘熱回收裝置、高傳熱速率渦流式蝸殼換熱器、 高傳熱速率氣氣、氣液混合型換熱器、高傳熱速率合成 氨造氣工藝氣餘熱利用裝置、高傳熱速率三氧化硫換熱 器、全逆流高傳熱速率換熱器、高傳熱速率乾熄焦工藝 餘熱回收裝置、高傳熱速率糠醛精製加熱爐空氣預熱 器、高傳熱速率煉油廠常減壓加熱爐聯合空氣預熱器 等。 實施例17 如圖5AA至圖5AC，其中，圖5AA為無機高傳熱速率空 氣預熱器的俯視局部剖視圖，圖5AB為無機高傳熱速率管 部分放大圖，圖5AC為無機高傳熱速率空氣預熱器的主視 局部剖視圖，其涉及本發明實施例的一種利用煙氣攜帶 的熱量使進入鍋爐的空氣預熱裝置。 為了節省燃料，需對進入鍋爐的空氣進行預熱。通常 是利用鍋爐排出的高溫煙氣與冷空氣進行熱交換來實現 空氣預熱的目的。 在圖5AA和圖5AB中，上下開口的筒形管箱501至少有一 組相對的側壁為平板，即無機高傳熱速率管的支持板， 其上設有若干個規則排列的並與無機高傳熱速率管502外 徑對應的通孔。管箱内設有與上述兩支持板平行的並將 其分成互不相通的兩個腔室的隔板503。空氣和煙氣的流 -104- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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k 562854 A7 B7 五、發明説明（1〇2 ) 向是根據現場情況來確定。在附圖中空氣腔上端設空氣 出口接管504，下端設空氣入口接管505，煙氣腔上端設煙 氣入口接管506，下端設煙氣出口接管507，在該接管上設 帶蓋的清灰孔508。上述隔板設有與兩支持板上通孔排列 方式及數目相對應的通孔，每個通孔内各插有一根外管 壁上設翅片509的無機高傳熱速率管，每根高傳熱速率管 與隔板之間均設有密封法蘭5 10，如圖5AC所示。 又在圖5AB中，在支持板外設有將其上的通孔包容的並 有活動蓋子的封頭箱511。支承無機高傳熱速率管束的隔 板及支持板下端各固定在一根支承樑5 12上，其最好為工 字鋼型材，每根支承樑的兩端分別固定在支架513上。 為保證無機高傳熱速率管的正常運行，無機高傳熱速 率管束要傾斜安裝，並且空氣腔一侧要高於煙氣腔一 側。當無機高傳熱速率管束與支持板垂直時，整個箱體 需向煙氣腔一方傾斜，於是管箱内的無機高傳熱速率管 管束均與水平面呈一定夹角。 當位於空氣腔支持板上的通孔高子與其對應的煙氣腔 支持板上的通孔時，無機高傳熱速率管束自然向煙氣腔 一方傾斜，與水平面成一定夾角。上述結構的預熱器可 單獨使用，也可將兩個預熱器通過連管5 14 _聯起來使 用。另在圖5AA和圖5AB中，煙氣腔中設有吹灰管515，其 位於煙氣腔中的端頂封閉，管壁上設有若干吹氣通孔， -105- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 裝 訂
k 562854 A7 B7 五、發明説明（1〇3 ) - 位 於 煙 氣腔外的吹氣管 可與壓縮空氣管相連。最 好 在 未 設 無 機 高傳熱速率管的管箱壁上内設保溫層5 16。 本發 明的工作過程是 :位於煙氣腔内的無機高 傳 熱 速 率 管 束 ，它們將煙氣攜 帶的熱量回收後，由位於 空 氣腔 内 的 機高傳熱速率管束釋放給空氣，使之溫度升 高 0 以 上 實施例的效果是 :1 .傳熱效率高，可使換 熱 器 體 積 縮 小 ，僅是列管式換 熱器體積的1/2-2/3 ; 2.由於 白 身 結 構 決 定 ，清理煙灰容易 ;3 .空氣與煙氣對流而行 J 有 利 於延長設備的使用壽命 0 實 施 例 18 如 圖 5BA-圖5BB所示 ，其中圖5BA為無機高傳熱速 率 焦 化 爐 空 氣預熱器的外觀 圖；圖5BB為圖5BA中的A· .A 剖 視 放 大 圖 ;其涉及本發明 實施例的一種安裝在石油 冶 煉 焦 化 爐 排 煙道上的空氣預 熱器，它是利用本發明之 熱傳 元 件 ’ 使 本實施例結構簡 單，使用壽命長，又具有 換 孰 效 率 南 的 特點，它充分體 現了高效節能的換熱模式 y 從 根 本 上 /r/r 即 省了能源。 對 於 焦化爐來說，為了提高爐子的熱效率， /Γ/Γ 即 約 能 源 t 在 焦化爐的排煙道 上設有熱量回收裝置’用 於對 冷 空 氣 加 熱。傳統的熱量 回收裝置多採用煙一氣列 管 式 空 氣 預 敎 p'、 器，該裝置只能 回收煙氣中的部分餘熱， 換 孰 效 率 較 差 。另外煙一氣列管式空氣預熱器的結構 比 較 複 -106- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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562854 A7 B7 五、發明説明（104 ) 雜，使用一段時間後，換熱管易腐蚀，不易更換，使用 壽命短。 该實施例是這樣實現的，其具有相互獨JL的空氣流道 和煙氣流道，貫穿所述煙氣通道和空氣通道設有一組並 列並且相互平行的箱體，該箱體由中間密封管板526分隔 一端部與煙氣流道相連，另一端部穿過空氣流道和煙氣 流道之間的隔離板並傾斜向上與空氣流道的侧壁相連， 所述每個箱體内設有一束無機熱傳管，該無機熱傳管上 套接有換熱翅片，無機熱傳管的兩端部支承在箱體上的 兩侧端管板上，所述箱體的中間密封板可使無機熱傳管 穿過，其外周邊與外殼内的隔離板520密閉相連。 參見圖5BA，本發明的實施例包括一個帶有空氣流道 5 18和煙氣流道521的外殼523，外殼523内設有與外殼侧壁 相連的隔離板520，使空氣流道518和煙氣流道521互不相 通，外殼523内設有一組並列並且相互平行的箱體5 19，箱 體5 19穿過隔離板520橫跨兩個流道518、521的空腔内，其 兩端部分別與隔離板520相對的兩個侧壁相連，箱體5 19與 空氣流道側壁相連端要高子框形聯通箱的另一端，空氣 流道518上的冷風進口 517和熱風出口 522以及煙氣流道上 的熱煙氣進口 524和煙氣出口 525分別設有與引風機和排煙 管相連接的端面法蘭。 參見圖5BB，箱體519的縱方向上設有一束無機熱傳 -107- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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k 562854 A7 B7 五、發明説明（1〇5 ) 管，無機熱傳管527上套有換熱翅片528，它可將煙氣中的 熱量吸收並傳遞到無機熱傳管的另一端部，以便對冷空 氣進行充分的加熱，所述無機熱傳管的首尾兩端分別支 承在聯通箱兩侧豎立端板529上，每個箱體内設有一塊可 使無機熱傳管527穿過的豎立密封管板526，密封管板的外 周與外殼内的隔離板520密閉相連，以確保空氣流道與煙 氣流道互不串氣。 以上實施例與現有技術相比，其優點是：它利用煙氣 的廢熱來加熱進入爐内的助燃空氣，它與煙-氣列管式預 熱器相比，具有體積小，換熱效率高的特點，從根本上 節省了能源。 實施例19 如圖5CA至圖5CC所示，其中，圖5CA為無機高傳熱速率 整體式空氣預熱器的俯視局部剖視圖；圖5CB為無機高傳 熱速率整體式空氣預熱器的主視局部剖視圖；圖5CC為無 機高傳熱速率管部分放大示意圖；其涉及本發明實施例 三的一種利用煙氣攜帶的熱量使進入高爐的空氣預熱的 裝置。 為了節省燃料，需對進入高爐的空氣進行預熱。通常 是利用高爐排出的高溫煙氣與冷空氣進行熱交換來實現 空氣預熱的目的。 該實施例中的無機高傳熱速率整體式空氣預熱器是由 -108- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 裝 訂
562854 A7 B7 五、發明説明（1〇6 ) 兩個單元組成，每個單元為一個框形結構，中部由一帶 錐形孔的隔板將其分成上下兩個腔體。上腔為冷端，通 過空氣，下腔為熱端，通過煙氣。在圖5CA和圖5CB中， 左右開口的筒形管箱5 W至少有一組相對的側壁為平板， 即無機高傳熱速率管的支持板，其上設有若干個規則排 列的並與無機高傳熱速率管5 14'外徑對應的通孔。管箱内 設有與上述兩支持板平行的並將其分成互不相通的上下 兩個腔室。空氣和煙氣的流向是根據現場情況來確定。 在附圖中空氣腔左端設空氣出口接管50Γ，右端設空氣人 口接管508'，煙氣腔右端設煙氣人口接管504'，左端設煙 氣出日接管507'，在該接管上設帶蓋的檢修口 503'。上述 隔板設有與兩支持板上通孔排列方式及數目相對應的通 孔，每個通孔内各插有一根外管壁上設翅片509'的無機高 傳熱速率管，每根高傳熱速率管與隔板之間均設有密封 法蘭510，，如圖5CC所示。 又在圖5CB中，在支持板外設有將其上的通孔包容的並 有活動蓋子的封頭箱51 Γ。支承無機高傳熱速率管束的隔 板及支持板下端各固定在一根支承樑，其最妤為工字鋼 型材，每根支承樑的兩端分別固定在支架506'上。 為保證無機高傳熱速率管的正常運行，無機高傳熱速 率管束空氣腔一側要高於煙氣腔一侧。上述結構的預熱 器可單獨使用，也可將兩個預熱器通過隔板513'串聯起來 -109- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 裝 訂
線 562854 A7 B7 五、發明説明（1〇7 ) 使用。另在圖5CA和圖5CB中，煙氣腔中設有吹灰管 515'，其位於煙氣腔中的端頂封閉，管壁上設有若干吹氣 通孔，位於煙氣腔外的吹氣管可與壓縮空氣管相連。最 好在未設無機高傳熱速率管的管箱壁上内設保溫層512'。 該實施例的工作過程是：位於煙氣腔内的無機高傳熱 速率管束，它們將煙氣攜帶的熱量回收後，由位於空氣 腔内的無機高傳熱速率管束釋放給空氣，使之溫度升 南。 以上實施例與現有技術相比，其優點是：達到傳熱效 率高，單位傳熱面積大，可使換熱器體積縮小，僅是列 管式換熱器體積的1/2 - 2/3 ;由於自身結構決定，清理煙 灰容易；空氣與煙氣對流而行，有利於延長設備的使用 壽命。 實施例20 如圖5D所示，圖5D為無機高傳熱速率臥式餘熱鍋爐示 意圖，其涉及本發明實施例四的一種利用化肥氣系統排 放的吹風氣所攜帶的熱量發生蒸汽的裝置。它採用本發 明之熱傳元件，使上述的熱量交換能有效地進行。 在煤製合成氨造氣系統生產過程中排放的吹風氣溫度 較高，約400- 500°C，攜帶大量的顯熱。如將其直接排入 大氣，除含有大量的灰塵外，還造成能源的浪費。如利 用吹風氣所攜帶的顯熱發生蒸汽，供系統内部使用或外 -110- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（1〇8 ) 輸，可有效地提高系統的熱效率，降低能耗，減少對環 境的污染。 如圖所示··設備主要由三部分構成：1 )臥式放置的鍋 筒523'。鍋筒為圓筒型、兩端焊有標準橢圓形封頭的承壓 容器。容器上部設有汽水出口 522'，下部設有進水口 524' : 2)無機高傳熱速率元件520'。鍋筒壁上均勻焊接多 排無機高傳熱速率元件，元件為一密閉的腔體，内部充 有無機傳熱介質。元件外表面一端用高頻電阻焊焊有金 屬肋片，以增加傳熱面積，元件另一端為光管，元件帶 肋片一侧為受熱端，安裝在煙道箱内，將吸收的熱量通 過肋片和管壁傳入管内。不帶肋片的一侧為放熱端，將 介質在受熱端吸收的熱量通過管壁傳給銷筒内的汽水混 合物並產生蒸汽； 3 )煙道韻5 18'，吹風氣走矩形煙道
Ar/r 相 0 元件與鍋筒壁焊接，煙道箱側的管端由定位板5 19'支 承，汽水側的管端為自由端，它們均可沿軸向自由伸 縮。在工作溫度發生變化時不會在焊接處產主熱應力， 從而有效地避免了焊縫處熱應力拉脫損壞。 按無機高傳熱速率元件與水平方向的相對排布位置可 分為二種結構形式，即元件水平式（圖5D)和元件垂直 式。其共同的工作原理如下：吹風氣通道和汽。水混合 物通道分為二個獨立的箱體。吹風氣走矩形煙道箱518’， -111 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 562854 A7 B7 五 、發明説明（109 ) 汽、水混合物走圓筒形承壓箱體，即鍋筒523’。煙道箱上 焊有吹風氣進口 517·和冷卻後的氣體出口 52Γ。 在水平管式結構中，元件與容器焊接時其軸線與水平 呈10-15°角。受熱端在下，放熱端在上。這樣排布元件有 以下二個好處：1 )元件傳熱能力大；2 )利於自清灰，延 長設備操作周期。 在垂直管式結構中，元件與容器焊接時與水平面呈90° 角。吹風氣侧在下方，鍋筒在上這樣排布使得設備整體 外形規整，占地面積小，煙氣管線便於安裝。 在該實施例中，還適用於一種帶汽水分離器的無機高 傳熱速率化肥製成系統吹風氣臥式作餘熱鍋爐，其主要 特點是，在鍋筒上部加裝除沫器，使汽水完全分離，蒸 汽由除沫器上的蒸汽出口排出，省卻了高位汽水分離器 和循環管路。 以上實施例的優點在於，煙氣通道可與設備橫向或軸 向；吹風氣側焊有翅片一方面增大了傳熱面積；每排管 的數量和排數可靈活調整，適用於各種工況；由於水側 走管外，大大減小了流動陰力，而且與傳統餘熱鍋爐相 比不易結垢堵塞，結垢後易用化學方法清洗。同時，蒸 汽在管外加熱不會由於熱負荷過高而引起管内水擊，損 壞換熱管；即使傳熱元件一端損壞，也不會有洩漏的危 險；傳熱元件一端為自由端，與鍋筒焊接處無溫差應 112- 本紙張尺度通用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 562854 A7 B7 五 、發明説明（110 ) 力。 另外，以上結構還適用於上下行煤氣，在煤製合成氨 造氣系統生產過程中從造氣爐中出來的上下行煤氣帶有 一定的熱量，其溫度約在260-320°C，如利用其所攜帶的 顯熱發生蒸汽，供系統内部使用或外輸，可有效地提高 系統的熱效率，降低能耗。 其中，在圖5D中的煙道箱518'改為上下行煤氣走矩形煙 道箱，該上下行煤氣通道和汽-水混合特通道分為二個獨 立的箱體，即上下行煤氣走矩形煙道箱5 18’，汽-水混合 特走圓筒形承壓箱體（即鍋筒523’），煙道箱上焊有上下行 煤氣進口 5 17'和冷卻後的氣體出口 5 2 Γ。 實施例2 1 如圖5EA及圖5EB所示，圖5EA為無機高傳熱速率偏心型 餘熱鍋爐示意圖，圖5EB為無機高傳熱速率對稱型餘熱鍋 爐示意圖，其涉及一種利用化肥造氣系統排放的吹風氣 所攜帶的熱量發生蒸汽的裝置。 其中，該設備中吹風氣通道與汽-水通道分為二個獨立 的箱體。高溫吹風氣走矩形煙道箱528'，汽-水混合物走 圓筒型承壓箱體。煙道箱上焊·有高溫吹風氣進口 531'和冷 卻後的吹風氣出口 527'。煙道箱底部設有清灰口 526'，以 清除煙氣内部分固體顆粒，避免灰塵積累。 鍋筒為圓筒型、上、下兩端焊有標準橢圓形封頭的承 -113- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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k 562854 A7 B7 五、發明説明（111 ) 壓容器。容器上部設有汽水出口 532'，下部設有進水口 535'。容器壁上均勻焊接多排無機高傳熱速率元件529'。 元件為一密閉的腔體，内部充有無機傳熱介質。元件外 表面一端用高頻電阻焊焊有金屬肋片，以增加傳熱面 積，元件一端為光管，元件帶肋片一侧為放熱端，安裝 在煙道箱内，將吸收的熱量通過肋片和管壁傳入管内。 不帶肋片的一側為放熱端，將介質在受熱端吸收的熱量 通過管壁傳給鑛筒内的汽水混合物並產生蒸汽。 元件與鍋筒壁焊接，煙道箱側的管端由定位板530'支 承，汽水側的管端為自由端，它們均可沿軸向自由伸 縮，在工作溫度發生變化時不在焊接處產生熱應力，從 而有效地避免焊缝處熱應力拉脫損壞。 元件與容器焊接時其軸線與水平呈10-15。角。受熱端在 下，放熱端在上。這樣排布元件有以下二個好處：元件 傳熱能力大；利於自清灰，延長設備操作周期。 在以上所述的實施例中，還可設有一汽水分離器，其 在結構設計時，在鍋筒的頂部加裝除沫器，可使得蒸汽 和水完全分離，省卻了高位汽水分離器和循環管路。 根據上述偏心型餘熱鍋爐，該實施例還可以提供一種 對稱型餘熱鍋爐，如圖5EB所示，設備中吹風氣通道與鍋 筒分別為獨立的箱體，高溫吹風氣走左右對稱的矩形煙 道箱528'，汽-水混合物走鍋筒534'，煙道對稱分佈在汽 -114- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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A7 B7 五、發明説明（ 112 ) 水 Ar/r 相 體 兩侧 。每個煙道箱上均焊有高溫吹風氣進口 ，53Γ 和 冷卻 後 的吹 風氣出口 527'。煙道箱底部設有清灰口 526' ， 以 清 除煙氣 内部分固體顆粒，避免灰塵積累。 汽 水 混合 物走的鍋筒為圓筒形、上、下兩端焊 有標 準 橢 圓 形 封頭 的承壓容器。鍋筒上部設有汽水出口 532'， 下 部 設 有 進水 口 535'。在鍋筒壁上對稱、均句地焊接 多排無 機 傳熱速率元件529'。元件為一密閉的腔體，内 部充 有 無 機 傳 熱介 質。元件外表面一端用高頻電阻焊焊 有金 屬 肋 片 j 以增 加傳熱面積，元件另一端為光管。元 件帶 肋 片 — 侧 為受 熱端，安裝在煙道箱内，吸收的熱量 通過 肋 片 和 管 壁傳 入管内。不帶肋片的一侧為放熱端， 將介 質 在 受 熱 端吸 收的熱量通過管壁傳給銷筒内的汽水 混合 物 並產 生 蒸汽 〇 在 該 對稱 型鍋爐中，其元件與容器焊接，煙道箱侧 的 管 端 由 定位 板530'支承。 此 結 構可 調節氣體在煙道箱中的走向來適應不 同的 操 作 工 況 ，如 氣量較大時，可採用並聯方式將氣體 分別 通 過 左 右 對稱 的煙道箱528'，氣量較小時，可採用串 聯方 式 將 氣 體 依次 通過左右對稱的煙道箱，以便煙氣流 速保持 在 一 個 適當 的範圍内。 另 外 ，在 該對稱型餘熱鍋爐上還可設有汽水分 離器 y 其 結 構特點 是，在内筒中液位上部留有一定的氣 液分 離 -115- 裝 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210x 297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（113 ) 空間，上部加裝除沫器，使汽液完全分離，蒸汽由蒸汽 出口排出，省卻了高位汽液分離器和循環管路。 上述實施例中所述的偏心型或對稱型，也可以用於上 下行煤氣，即吹風氣出口 527'為煤氣出口，吹風氣進口 53Γ為煤氣進口，由此，在煤製合成氨造氣系統生產過程 中從造氣爐中出來的上下行煤氣帶有一定的熱量，其溫 度約在260- 320°C，並利用其所攜帶的顯熱發生蒸汽，供 系統内部使用或外輸，可有效地提高系統的熱效率，降 低能耗。 同樣，帶有汽水分離器的上述偏心型或對稱型餘熱鍋 爐，也適用於上下行煤氣，其原理同上。 以上該實施例的優點在於：單只元件長度大，降低了 元件的製造成本；氣流分佈均勾，不易產生溝流而影響 換熱；由於具有自清灰性，設備不易結灰且清灰方便； 由於水側走管外，大大減小了流動阻力，而且與傳統餘 熱鍋爐相比不易結垢堵塞，結垢後易用化學方法清洗， 同時，蒸汽在管外加熱不會由於熱負荷過高而引起管内 水擊，損壞換熱管；即使傳熱元件一端損壞，也不會有 露的危險；傳熱元件二端均為自由端，與内筒體焊接處 無溫差應力。 實施例22 如圖5IA，5JA，為一種無機高傳熱速率玻璃窯餘熱鍋 -116- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇x 297公釐）
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（114 ) 爐，其利用在燃燒爐中燃燒產生的煙氣在如玻璃窯爐及 蓄熱式空氣預熱器中換熱後所攜帶的顯熱來產生供燃油 ‘加熱用的蒸汽。由於採用無機高傳熱速率元件，使熱量 交換能高效地進行。可完全消除操作中由於溫度波動所 產生的循環溫差應力，且少量傳熱元件損壞時並不影響 設備運行。 參見附圖5IA，玻璃窯爐空氣預熱器流程簡述如下： 在燃燒爐（538A、548A)中燃燒後的高溫煙氣經過玻璃窯 爐（536A)、蓄熱式空氣預熱器（539A、547A)後仍攜帶一定 ' 的顯熱，因此在排入煙囪（543A)之前，將煙氣引入無機高 傳熱速率餘熱銷爐中與水進行換熱並產生蒸汽，實現將 煙囪進一步降溫的目的。餘熱鋼爐所產生的蒸汽可用於 加熱進入燃燒爐中的燃油，代替現有的蒸汽鍋爐，降低 燃料和人工的消耗。 在餘熱鍋爐的鍋筒上焊接若干隻無機高傳熱速率元 件。無機高傳熱速率元件的一端（放熱端）伸入鍋筒内，另 一端（吸熱端）伸出锅筒外。在無機高傳熱速率元件的吸熱 端上焊接許多螺旋肋片，用以增大吸熱端換熱面積，強 化吸熱端換熱效果。 高溫煙氣經無機高傳熱速率元件吸熱端吸收其顯熱 後，溫度降低，經煙IU排放。無機高傳熱速率元件將吸 熱端吸收的熱量經介質傳至放熱端。放熱端插入餘熱鍋 -117- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 裝 訂
線 562854 A7 B7 五、發明説明（115 ) 筒的汽-水混合物内，並將吸熱端吸收的熱量傳給鍋筒内 的汽-水混合物，使其不斷地產生蒸汽。 以下結合附圖詳細說明本實施例的結構和實施方式。 在附圖5 J A所示的無機高傳熱速率餘熱鍋爐中，鍋筒 (55 1A)是用低碳鋼板焊製成的圓筒承壓容器。圓筒兩端焊 有橢圓封頭，鍋筒底部有進水口和進水分佈器，鍋筒頂 部有蒸汽出口和除沫器。鍋筒頂部留有適當高度的汽-液 分離空間，使汽-水分離，並經過除沫器除去蒸汽中夾帶 的霧沫。 鍋筒底部焊接若干隻無機高傳熱速率元件，該元件内 充有無機高傳熱速率介質，可將（553A)吸熱端的熱量迅速 地傳到放熱端。為增加（553A)吸熱端的換熱面積，在吸熱 端用高頻電阻焊焊有螺旋肋片。管的吸熱端插入高溫煙 氣管箱中，管的放熱端插入水-蒸汽混合液中，通過管 (553 A)將煙氣熱量源源不斷地傳給水，產生蒸汽。 管（553A)中部與鍋筒連接，既起密封作用又起固定作 用。管的兩端懸臂，可自由伸縮，有效地消除了溫差熱 應力。 元件自身構成密閉腔體，在操作過程中，即使元件一 端產生機械損壞，也不會使鍋筒和煙箱之間產生洩漏， 僅降低了部分生產能力，仍可使設備正常運行，所以設 備連績操作周期較長。 -118- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）
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562854 A7 ________Β7 五、發明説明（116 ) 實施例23 如圖5IB ’為一種無機高傳熱速率水泥窯蒸汽發生器， 安裝在水泥窯的尾部，許多小水泥廠的燒成回轉窯窯尾 排出的廢氣溫度在450〜6〇0。(：左右，由於產量較小，廢氣 量也比較少’ 一般均將回收的餘熱產生蒸汽供生產工藝 或生活使用’是一種以無機高傳熱速率元件為基礎的高 效蒸汽發生器。 如圖5IB所不’右侧是一圓筒上下有橢圓封頭，可以承 受壓力，左侧是廢氣通道，窯尾廢氣通過無機高傳熱速 率元件與圓筒内的水進行熱交換，圓筒上裝有液位元控 制系統’保證圓筒上部有足夠的汽空間用於水的蒸發。 典機南傳熱速率元件與筒體焊接連接，確保兩流體不會 相互洩漏。無機高傳熱速率元件的冷端（水、蒸汽侧）為光 管，熱端（煙氣侧）裝有翅片可以強化傳熱，還可以調整翅 片間距控制排煙溫度。無機高傳熱速率元件與圓筒體焊 接，確保冷熱流體不發生淺漏。 實施例24 如圖5IC ’為一種然機高傳熱速率水泥窯熱水加熱系 統’安裝在水泥窯的尾部，其利用水泥窯窯尾廢氣中含 有的大量熱量’將其回收用來預熱空氣或以餘熱鍋爐形 式產生蒸A ’也可以用來產生熱水。採用無機高傳熱速 率元件，回收窯尾廢氣中的熱量產生熱水供生產和生活 -119- I紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) --- 562854 A7 B7 五、發明説明（117 ) 使用。 如圖5IC所示，左侧為煙氣通道，右侧圓筒體用來盛滿 水，煙氣從通道中流過，通過無機高傳熱速率元件將水 加熱，從筒體下部進水口 530C不斷補充冷水，便可連續得 到熱水。無機高傳熱速率元件53 1C的煙氣侧有翅片，插入 水中的一端為光管。通過調整傳熱元件的根數和翅片間 距可以控制出水溫度，還可以控制煙氣出口溫度、控制 壁溫避免露點腐蚀。無機高傳熱速率元件與筒壁焊接， 保證兩液體不會相互洩漏。 實施例25 如圖5ID，為一種無機高傳熱速率陶瓷窯爐空氣乾燥加 熱器，在陶瓷的生產過程中，無論窯爐是連續式的（隧道 窯）還是間隙式的（倒焰窯），熱效率都比較較低，除了燃 燒損失、散熱損失等原因外，重要的一點就是排煙損 失。一方面窯爐排煙帶走大量餘熱，另一方面由於坯件 入窯前需要預熱烘乾，還要另外建造烘乾窯或鍋爐產生 熱風和蒸汽以滿足烘乾坯件的要求。浪費了能源，增加 了環境污染。 無機高傳熱速率陶瓷窯爐空氣乾燥加熱器可以解決以 上問題，無機高傳熱速率陶瓷窯爐空氣乾燥加熱器安裝 於窯爐尾部，回收窯爐餘熱用以加熱空氣作為烘乾坯件 的熱源，從而節省了能源。 -120- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）
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k 562854 A7 B7 五、發明説明（118 ) 如圖5ID所示，無機高傳熱速率陶瓷窯爐空氣乾燥加熱 器分為相互獨立的兩個通道，分別流通煙氣和空氣，冷 熱流體通過無機高傳熱速率元件53 1D進行熱量交換，無機 高傳熱速率元件由兩塊管板532D，533D固定，高傳熱速率 元件與管板之間有密封法蘭可以有效密封。無機高傳熱 速率元件的冷端和熱端裝有翅片，通過分別調整冷、熱 端的翅片間距和傳熱元件根數，得到合理的冷、熱端換 熱面積比，可以控制排煙溫度和熱空氣溫度。有效地避 免露點腐蚀。加熱器可以傾斜放置，單根無機高傳熱速 率元件損壞不影響設備運行，不會引起冷熱流體混合， 無機高傳熱速率元件更換也很簡便。 實~施例26 如圖5IE，5JE，5KE，為一種無機高傳熱速率輪船餘熱 鍋爐，其利用輪船輪機排出的高溫煙氣攜帶的熱量加熱 鍋爐内的水，使其產生熱水或蒸汽，供船上取暖或它 用。從而達到節約能源的目的。由於採用無機高傳熱速 率技術，使熱量交換能高效率地運行。 現有的輪船有的沒有餘熱回收裝置。而有餘熱回收裝 置的也多為水管或火管式餘熱鍋爐，它的缺點是鍋爐複 雜，焊缝多；鍋筒内水的沸騰及循環過程不穩定；煙侧 放熱係數低，管内不能加裝翅片，傳熱強度低；啟動時 間長，停爐熱損失大。另外積存在管内的水垢也不易清 -121 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）
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562854 A7 B7 五、發明説明（119 ) 除。 本實施例是一種冷卻效率高、體積小、垢易清除的餘 熱回收裝置。其要點是利用無機熱介質進行熱量交換。 其結構大致如圖5IE，5JE所示（5IE為立式、5JE為臥式）。 如圖所示，方形管箱内排列著成組平行管排，即無機 高傳熱速率管管排（558E)，在支撐板上設有若干個規則排 列的並與相連的無機高傳熱速率管通孔。水和煙氣的流 向是根據現場情況來確定。在圖5IE中煙氣的流動方向為 上、下方向，在圖5 JE中煙氣的流動方向為左、右方向。 根據輪船燃油的燃燒特性知通常餘熱鋼爐容易積灰，所 以設有清灰孔（圖5IE中538E、圖5JE中560E)。 水側換熱在管外進行，可以防止普通水管管内結垢堵 管的現象。為便於檢修換熱管和筒體的結構情況，在筒 體上設有人孔（圖5IE中546E、圖5JE中555E)。為防止蒸汽 帶水，特在筒體的頂部安裝高效絲網除沫器，提高蒸汽 品質。 為保證無機高傳熱速率管的正常運行，無機高傳熱速 率管束要傾斜安裝，並且被預熱的水腔中的端頂封閉， 如圖5KE所示。 其工作過程是：位於煙氣腔内的無機高傳熱速率管束 將煙氣攜帶的熱量回收後，由位於銷筒内的無機高傳熱 速率管束釋放給水，使之溫度升高，達到換熱目的。 -122- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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線 562854 A.7 B7 五、發明説明（120 ) • 實施 例27 如 圖5IF，JF，為一種無機高傳： 熱速率汽 車 廢 氣 取 暖 器， 其利用汽車發動機排出的高溫 尾氣攜帶 的 埶 on 量 加 熱 無機 高傳熱速率管，無機高傳熱速率管配 置 於 汽 車 内 部， 通過加熱汽車内部的空氣從而 達到取暖 的 目 的 〇 由 於採 用無機高傳熱速率技術，使熱 量交換能 高 效 率 地 進 行， 適用於長途客運的汽車内部取 暖，尤其 適 用 於 北 方 冬季 長途客運汽車的内部取暖。無 機高傳熱 速 率 汽 車 廢 氣取 暖器不僅可以作到節約能源的 目的，而 且 達 到 廢 物 應用 ，保護環境的作用。 其 要點是利用無機熱介質進行熱 量交換。 結 構 大 致 如 圖5IF所示： 如 圖所示，536F直接接在汽車尾氣排放管， 採 用 法 蘭 連 接形 式連接汽車尾氣排放管和無機 高傳熱速 率 汽 車 廢 氣 取暖 器，而圖5IF中所示的法蘭之間 的翅片管 即 無 機 高 傳 熱速 率翅片管，可以安裝在公汽内 部通道地 板 上 ， 同 時 焊接 一多孔的保護殼體，或採用多 根細鋼筋 彎 成 門 形 焊 接在 通道地板上。如圖5JF所示。 從 汽車廢氣取暖器出來的廢氣可以從540F排 入 大 氣 中 〇 其 工作過程是：汽車尾氣溫度較 南’通 無 機 高 傳 埶 速率 汽車廢氣取暖器中，使無機高 傳熱速率 翅 片 管 溫 度 升高 ，並與汽車内空氣產生熱交換 ，從而達到 取 暖 的 作 -123- 裝 玎 線 本紙浪尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（121 ) 用。 實施例28 如圖5IG，5JG，為一種無機高傳熱速率遠洋船艦用海水 淡化器，其利用輪船輪機排出的高溫煙氣攜帶的熱量加 熱锅爐内的海水，使其產生蒸汽，並通過冷凝得到淡水 供遠洋船艦用。從而達到節約能源及海水淡化的目的。 由於採用無機高傳熱速率技術，使熱量交換能高效率地 進行。 現有的輪船的海水淡化器多為水和或火管式餘熱鍋 爐，它的缺點是結構複雜，焊缝多：鍋筒内水的沸騰及 循環過程不穩定；煙侧放熱係數低，管内不能加裝翅片 傳熱強度低；啟動時間長，停爐熱損失大。另外積存在 管内的水垢及鹽份不易清除。 本實施例是一種冷卻效率高、體積小、垢及大量鹽分 易清除的餘熱回收裝置。 其要點是利用無機熱介質進行熱量交換。結構大致如 圖5IG所示。 如圖所示，方形管箱内排列著成組平行的管排，即無 機高傳熱速率管管排（544G)，在支撐板上設在若干個規則 排列的並與相連的無機高傳熱速率管通孔。海水和煙氣 的流向是根據現場情況來確定。煙氣的流動方向為左、 右方向。根據輪船燃油的燃燒特性知通常餘熱鍋爐容易 -124- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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k 562854 A7 B7 五、發明説明（122 ) 積灰，所以設有清灰孔（546G)。 海水侧換熱在管外進行，可以防止普通水管管内結垢 堵管的現象。海水蒸發後，留下大量鹽份及污垢，其清 理極為重要。為便於清理筒體内的污垢、鹽份筒體左右 兩側設有錐形清理孔（541G)，可定期對筒體進行清理，以 保證海水淡化器正常運行。 為保證無機高傳熱速率管的正常運行，無機高傳熱速 率管束要傾斜安裝，並且被預熱的水腔中的端頂封閉， 如圖5JG所示。 其工作過程是：位於煙氣腔内的無機高傳熱速率管束 將煙氣摇帶的熱量回收後，由位於锅筒内的無機高傳熱 速率管束釋放給海水，使之溫度升高，達到換熱目的。 實施例29 如圖5IH，為一種無機高傳熱速率上下行煤氣立式對稱 型餘熱鍋爐（帶汽水分離器），其利用化肥造氣系統中上下 行煤氣所攜帶的熱量產生蒸汽。由於採用無機高傳熱速 率技術，使上述的熱量交換能有效地進行。 在煤製合成氨造氣系統生產過程中從造氣爐中出來的 上下行煤氣帶有一定的熱量，其溫度約在260- 320°C，如 利用其所攜帶的顯熱產生蒸汽，供系統内部使用或外 輸，可有效地提高系統的熱效率，降低能耗。結構設計 時，在鍋筒的頂部加裝除沫器，可使得蒸汽和水充完全 -125- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐）
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562854 A7 B7 五、發明説明（123 ) 分離，省卻了高位汽水分離器和循環管路，使操作更加 安全可靠。 化肥廠造氣系統現有的餘熱鍋爐多採用列管或束節式 餘熱鍋爐。它們的缺點是設備體積大、設備積灰嚴重且 積灰後不易清除、煙氣阻力大。操作時溫度波動使換熱 管與管板間產生較大的溫差應力，易在管端悍缝處引起 拉脫或局部裂紋、開裂。而一旦產生局部開裂或洩漏， 則設備必須停車檢修。 本實施例是一種換熱效率高、設備體積小、清灰方 便，不會由於溫差應力引起管端拉脫的餘熱鍋爐。其要 點是利用無機高傳熱速率元件進行熱量交換。如圖5IH所 示：設備中煤氣通道與鍋筒分別為獨立的箱體。高溫煤 氣走左右對稱和矩形煙道箱（538H、545H)，汽-水混合物 走鍋筒（540H)，煙道對稱分佈在汽水箱體兩侧。每個煙道 箱上均焊有高溫煤氣進口（541H、543H)冷卻後的煤氣出口 (537H、547H)。煙道箱底部設有清灰口（536H、548H)，以 清除煙氣内部分固體顆粒，避免灰塵積累。 汽水混合物走的銷筒為圓筒形、上、下兩端焊有標準 橢圓形封的承壓容器。鍋筒上部設有蒸汽出口（542H)，下 部設有進水口（549H)。在鍋筒壁上對稱、均勻地焊接多排 無機高傳熱速率元件（539H)。元件為一密閉的腔體，内部 充有無機傳熱介質。元件外表面一端用高頻電阻焊焊有 -126- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐）
562854 A7 B7 五、發明説明（124 ) 金屬肋片，以增加傳熱面積，元件另一端為光管。元件 帶肋片一側為受熱端，安裝在煙道箱内，吸收的熱量通 過肋片和管壁傳入管内。不帶肋片的一側為放熱端，將 介質在受熱端吸收的熱量通過管壁傳給鍋筒内的汽水混 合物並產生蒸汽。 元件與容器焊接，煙道箱侧的管端由定位板（546H)支 承，汽水侧的管端為自由端，它們均可沿軸向自由伸 縮，在工作溫度發生變化時不會在焊接處產生熱應力， 從而有效地避免了焊缝處熱應力拉脫損壞。 元件與容器焊接時其軸線與水平呈l〇_15°C角。受熱端 在下，放熱端在上。這樣排布元件有以下二個好處：1 ) 元件傳熱能力大；2 )利於自清灰，延長設備操作周期。 •此結構可調節氣體在煙道箱中的走向來適應不同的操 作工況，如氣量較大時，可採用並聯方式將氣體分別通 過左右對稱的煙道箱（538H、544H)，氣量較小時，可採用 串聯方式將氣體依次通過左右對稱的煙道箱，以使煙氣 流速保持在一個適當的範圍内。 其突出特點是在内筒中液位上部留有一定高度汽液分 離的空間，上部加裝除沫器（544H)，使汽液完全分離，蒸 汽由蒸汽出口（542H)排出，省卻了高位汽液分離器的循環 管路。 實施例30 -127- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（125 ) - 如 圖 511，5JI，為一種無機高傳熱速率臥式餘 熱鍋 爐 ， 其 利 用 高溫氣體攜帶的熱量產生蒸汽。由於採 用無 機 高 傳熱速率技術，使熱量交換能有效地進行。 生 產 過程中某些高溫氣體含有灰塵、油污及 各種 有 害 氣 體 j 需將它們冷卻後，才能進行除塵、脫油 及氣 體 分 離 等 操作。利用高溫氣體所攜帶的顯熱產生蒸 汽， 供 系 統 内 部 使用或外輸，可有效地提高系統的熱效 率， 降低 能耗 ’ 減少對環境的污染。 現 有 餘熱銷爐多採用火管或水管式锅爐。它 們的 缺 點 是 設 備 體積大、設備積灰嚴重且積灰後不易清 除。 煙 氣 阻 力 大 。操作時溫度波動使換熱管與管板間產 生較 大 的 溫 差 應 力’易在管端焊缝處引起拉脫或局部 裂紋 開· 裂 〇 而 一旦發生局部開裂或洩漏，則設備必 須停 車 檢 修 0 本 實 施例是一種換熱效率高、設備體積小 、清 灰 方 便 y 不 會由於溫差應力引起管端拉脫的餘熱鍋 爐， 其 要 .點 是 利 用無機高傳熱速率元件進行熱量交換 〇如 圖 所 示 ： 設 備主要由三部分構成：1)臥式放置的鍋筒（5421) 0 鋼 筒 為 圓筒型、兩端焊有標準橢圓形封頭的承 壓容 器 〇 容 器 上 部設有汽水出口（5411)，下部設有進水口 (5431)； 2) 機 高 傳熱速率元件（5391)。鍋筒壁上均勻焊接 多排無 機 高 傳 埶 速率元件，元件為一密閉的腔體，内部 充有 無 機 -128- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇x 297公釐)
k 562854 A7 B7 五、發明説明（126 ) 傳熱介質。元件外表面一端用高頻電阻焊焊有金屬肋 片，以增加傳熱面積，元件另一端為光管。元件帶肋片 一侧為受熱端，安裝在煙道箱内，將吸收的熱量通過肋 片和管壁傳入管内。不帶肋片的一側為放熱端，將介質 在受熱端吸收的熱量通過管壁傳給鍋筒内的汽水混合物 並產生蒸汽；3)煙道箱（5371)，高溫氣體走矩形煙道箱。 元件與鍋筒壁焊接，煙道箱侧的管端由定位板（5381)支 承，汽水侧的管端為自由端，它們均可沿轴向自由伸 縮。在工作溫度產生變化時不會在焊接處產生熱應力， 從而有效地避免了焊缝處熱應力拉脫損壞。 按無機高傳熱速率元件與水平方向的相對排布位置可 分為二種結構形式，即元件水平式（圖511)和元件垂直式 (圖5JI)。其共同的工作原理如下：高溫氣體通道和汽-水 混合物通道分為二個獨立的箱體。高溫氣體走矩形煙道 箱（5371)，汽。水混合物走圓筒形承壓箱體，即鍋筒 (5421)。煙道箱上焊有高溫氣體進口（5361)和冷卻後的氣體 出口（5401)。 在水平管式結構中，元件與容器焊接時其軸線與水平 呈10-15。角。受熱端在下，放熱端在上。這樣排布元件有 以下二個好處：1)元件傳熱能力大；2)利於自清灰，延 長設備操作周期 在垂直管式結構中，元件與容器焊接時與水平面呈90° -129- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 裝 訂
k 562854 A7 B7 五、發明説明（127 ) 角。煙氣侧在下方，鍋筒在上方。這樣排布使得設備整 體外形規整，占地面積小，煙氣管線便於安裝。 實施例3 1 如圖5IJ，為一種無機高傳熱速率偏心型餘熱鍋爐，其 利用高溫氣體攜帶的熱量產生蒸汽。由於採用無機高傳 熱速率技術，使上述的熱量交換能有效地進行。 生產過程中某些高溫氣體含有灰塵。油污及各種有害 氣體，需將它們冷卻後，才能進行除塵、脫油及氣體分 離等操作。利用高溫氣體所攜帶的顯熱產生蒸汽，供系 統内部使用或外輸，可有效地提高系統的熱效率，降低 能耗，減少對環境的污染。 現有餘熱鍋爐多採用火管或水管式鍋爐。它們的缺點 是設備體積大。設備積灰嚴重且積灰後不易清除、煙氣 阻力大。操作時溫度波動使換熱管與管板間產生較大的 溫差應力，易在管端焊縫處引起拉脫或局部裂紋。開 裂。而一旦發生局部開裂或淺漏，則設備必須停車檢 修。 本實施例是一種換熱效率高、設備體積小。清灰方 便，不會由於溫差應力引起管端拉脫的餘熱鍋爐。其要 點是利用無機高傳熱速率元件進行熱量交換。如圖5IJ所 示：設備中氣體通道與汽-水通道分為二個獨立的箱體。 高溫氣體走矩形煙道箱（538J)，汽-水混合物走圓筒型承 -130- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） 裝 訂
線 562854 A7 B7 五、發明説明（128 ) 壓箱體（544J)。煙道箱上焊有高溫氣體進口（541J)和冷卻 後的氣體出口（537J)。煙道箱底部設有清灰口（536J)，以 清除煙氣内部分固體顆粒，避免灰塵積累。 鍋筒為圓筒型、上、下兩端焊有標準橢圓形封頭的承 壓容器。容器上部設有汽水出口（542J)，下部設有進水口 (545J)。容器壁上均勻焊接多排無機高傳熱速率元件 (539J)。元件為一密閉的腔體，内部充有無機傳熱介質。 元件外表面一端用高頻電阻焊焊有金屬肋片，以增加傳 熱面積，元件另一端為光管，元件帶肋片一侧為受熱 端，安裝在煙道箱内，將吸收的熱量通過肋片和管壁傳 入管内。不帶肋片的一侧為放熱端，將介質在受熱端吸 收的熱量通過管壁傳給鍋筒内的汽水混合物並產生蒸 •汽。 元件與鍋筒壁焊接，煙道箱侧的管端由定位板（540J)支 承，汽水側的管端為自由端，它們均可沿抽向自由神 縮，在工作溫度發生變化時不會在焊接處產生熱應力， 從而有效地避免了焊缝處熱應力拉脫損壞。 元件與容器焊接時其軸線與水平呈10-15。角。受熱端在 下，放熱端在上。這樣排布元件有以下二個好處：1)元件 傳熱能力大；2 )利於自清灰，延長設備操作周期。 實施例32 如圖5IK，為一種無機高傳熱速率對稱型餘熱鍋爐，其 -131 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 裝 訂
k 562854 A7 B7 五、發明説明（129 ) 利用高溫氣體攜帶的熱量產生蒸汽。由於採用無機高傳 熱速率技術，使上述的熱量交換能有效地進行。 生產過程中某些高溫氣體含有灰塵，油污及各種有害 氣體，需將它們冷卻後，才能進行除塵、脫油及氣體分 離等操作。利用高溫氣體所攜帶的顯熱產生蒸汽，供系 統内部使用或外輸，可有效地提高系統的熱效率，降低 能耗，減少對環境的污染。 現有餘熱鍋爐多採用火管或水管式鍋爐。它們的缺點 是設備體積大、設備積灰嚴重且積灰後不易清除。煙氣 阻力大。操作時溫度波動使換熱管與管板間產生較大的 溫差應力，易在管端焊缝處引起拉脫或局部裂紋。開 裂。而一旦發生局部開裂或洩漏，則設備必須停車檢 修。 本實施例是一種換熱效率鬲。設備體積小、清灰方 便，不會由於溫差應力引起管端拉脫的餘熱鍋爐，其要 點是利用無機高傳熱速率元件進行熱量交換。如圖5IK所 示：設備中氣體通道與鍋筒分別為獨立的箱體。高溫氣 體走左右對稱的矩形煙道箱（538K、544K)，汽-水混合物 走鍋筒（540K)，煙道對稱分佈在汽水箱體兩侧。每個煙道 箱上均焊有高溫氣體進口（541K、543K)和冷卻後的氣體出 口（537K、546K)。煙道箱底部設有清灰口（536K、547K)， 以清除煙氣内部分固體顆粒，避免灰塵積累。 -132- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 裝 訂
線 562854 A7 B7 五、發明説明（130 ) 汽水混合物走的鍋筒為圓筒形。上、下兩端焊有標準 橢圓形封頭的承壓容器。鍋筒上部設有汽水出口（542K)， 下部設有進水口（548K)。在鍋筒壁上對稱，均勻地焊接多 排無機高傳熱速率元件（539K)。元件為一密閉的腔體，内 部充有無機傳熱介質。元件外表面一端用高頻電阻焊焊 有金屬肋片，以增加傳熱面積，元件另一端為光管。元 件帶肋片一側為受熱端，安裝在煙道箱内，吸收的熱量 通過肋片和管壁傳入管内。不帶肋片的一侧為放熱端， 將介質在受熱端吸收的熱量通過管壁傳給鍋筒内的汽水 混合物並產生蒸汽。 元件與容器焊接，煙道箱侧的管端由定位板（545K)支 承，汽水侧的管端為自由端，它們均可沿轴向自由伸 縮，在工作溫度發生變化時不會在焊接處產生熱應力， 從而有效地避免了焊縫處熱應力拉脫損壞。 元件與容器焊接時其軸線與水平呈10-15。角。受熱端在 下，放熱端在上。這樣排布元件有以下二個妤處：1)元 件傳熱能力大：2 )利於自清灰，延長設備操作周期。 當氣量較大時，可採用並聯方式通過左右對稱的煙道 箱（538K、544K)，當氣量較小時，可採用串聯方式依次通 過左右對稱的煙道，可根據具體工況作適當調節。 實施例33 如圖5IL，為一種無機高傳熱速率電力鍋爐空氣預熱 -133- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（131 ) 器，安裝在電站鍋爐尾部煙道上，由於利用無機高傳熱 速率技術，使結構簡單，使用壽命長，換熱效率高，有 效的節約了能源。 裝 電站鍋爐空氣預熱器是提高鍋爐熱效率，提高燃料的 燃燒溫度，改善燃燒過程必不可少的設備，多採用列管 式空氣預熱器，但此類空氣預熱器的體積較大，使用溫 度不高，換熱管易腐蝕，且不易更換，使用壽命短。 本實施例利用無機高傳熱速率技術，提供一種結構簡 單、體積小、傳熱效率高、使用壽命長的安裝在電站鍋 爐煙道上的空氣預熱器。
本實施例的無機高傳熱速率電站鍋爐空氣預熱器，採 用箱體結構，配置在電站鍋爐的尾部，它具有相互獨立 白勺空氣通道和煙氣通道，兩通道之間由中間管板539L分 隔。中間管板539L上穿有焊有翅片的無機高傳熱速率管束 537L，無機高傳熱速率管537L的兩端分別支承在箱體上的 煙氣侧管板538L和空氣侧管板542L上，每個箱體的三個管 板均支承橫樑上。 參見圖5IL，從圖中可以看出，本實施例包括無機高傳 熱速率管束537L、煙氣側管板538L、空氣侧管板542L。中 間管板539L以及管箱門543L。整個管箱呈傾斜配置，煙氣 側管板538L在下，空氣側管板542L在上。整個管箱與鍋爐 尾部的煙風道完全相連，空氣和煙氣分別走各自的通 -134- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 562854 A7 B7 五、發明説明（132 ) 道。無機高傳熱速率管束537L被中間管板4分為兩段，一 端為加熱端，位於煙氣侧，一端為放熱端，位於空氣 側。無機高傳熱速率束537L為錯列配置。根據設計需要， 無機高傳熱速率管537L的兩端均可以有翅片，或一端有翅 片另一端為光管。空氣入口 544L、空氣出口 541L、煙氣入 口 540L和煙氣出口 536L分別設有與引風機和排煙管相連接 的端面法蘭。 實施例34 如it 5IM，5JM，5KM，為一種無機高傳熱速率電站鍋 爐燃油加熱系統，其利用煙氣攜帶的熱量加熱電站鍋爐 燃燒用油，便燃料油的溫度得到提高，提高霧化效果， 提高熱效率，從而達到節約能源的目的。由於採用無機 高傳熱速率技術，使上述的熱量交換能高效率地進行。 是一種熱效率高、體積小、油垢易清除的燃油加熱系 統。 在圖5IM中，前後開口的方形煙道内有成組平行的管 排，即無機高傳熱速率管管排（圖5KM)，在支撐板539M上 設有若干個規則排列的並與相連的無機高傳熱速率管。 燃油和煙氣的流向是根據現場情況來確定。在附圖中燃 油的流向與煙氣的流向呈逆向，利於換熱。煙氣箱體内 的無機高傳熱速率管排與鍋筒内的無機高傳熱速率管排 相連。並且數量相等。 -135- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)
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線 562854 A 7 B7 五、發明説明（133 ) 主要換熱面採用無機高傳熱速率元件538M。無機高傳 熱速率燃油加熱系統採用臥式配置方式。將無機高傳熱 速率燃油加熱系統配置在煙風道之上，從而減少了安裝 空間。因受煙風道尺寸的限制，傳熱元件選擇豎直排 列。燃油換熱在管外進行，可以防止原油管内結垢堵管 的現象。為便於檢修換熱管和筒體的結垢情況，在筒體 的前、後分別設有人孔540M。 無機高傳熱速率燃油加熱系統熱鍋爐煙氣前進後出， 在煙氣進出口與無機高傳熱速率燃油加熱系統相連接處 採用耐火材料和保溫材料加以密封，以解決到煙道箱密 封的問題。根據鍋爐煙氣中粉塵較多的特點，為防止積 灰、低溫段結露腐蝕和堵灰，在煙道上距筒體前後約2公 尺處應各配置1個400x500的檢修孔，利於清灰除垢、檢 修。 為保證無機高傳熱速率管的正常運行，無機高傳熱速 率管束要傾斜或垂直安裝，並且被預熱的一侧要高於煙 氣腔一側。另在圖5IM和圖5JM中，煙氣腔中設有吹灰 管，其位於腔中的端頂封閉，管壁上設有若干吹氣通 孔，位於煙氣腔外的吹氣管可與壓縮空氣管相連。最好 在未設無機高傳熱速率管的管箱壁上内設保溫層。 其工作過程是：位於煙氣腔内的無機高傳熱速率管 束，它們將煙氣攜帶的熱量回收後，由位於鍋筒内的無 -136- 本紙張尺度填用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 裝 訂
k 562854 A7 B7 五、發明説明（134 ) 機高傳熱速率管束釋放給原油，使之溫度升高，達到換 熱的目的。 實施例35 如圖5IN，5JN，5KN，為一種無機高傳熱速率電站鍋爐 給水加熱器，其利用煙氣攜帶的熱量加熱鍋爐的給水， 使其產生熱水，提高鍋爐的熱效率，從而達到節約能源 的目的。由於採用無機高傳熱速率技術，使熱量交換能 高效率地進行。 現有的利用餘熱的鍋爐給水加熱器基本上是水管或火 管式，它的缺點是結構複雜，焊缝多；鍋筒内水的沸騰 及循環過程不穩定；煙侧放熱係數低，管内不能加裝翅 片，傳熱強度低；啟動時間長，停爐熱損失大。另外積 存在管内的水垢也不易清除。 本實施例是一種熱效率高、體積小、垢易清除的餘熱 銷爐。 在圖5IN中，前後開口的方形煙道内有成組平行的管 排·即無機高傳熱速率管管排（圖5KN)，在支撐板539N上 設有若干個規則排列的並與相連的無機高傳熱速率管。 給水和煙氣的流向是根據現場情況來確定。在附圖中給 水的流向與煙氣的流向呈逆向，利於換熱。煙氣箱體内 的無機高傳熱速率管排與鍋筒内的無機高傳熱速率管排 相連。並且數量相等。 -137- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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562854 A7 B7 五、發明説明（135 ) 主要換熱面採用無機高傳熱速率元件538N，無機高傳 熱速率給水加熱器採用臥式配置方式。將無機高傳熱速 率給水加熱器配置在煙風道之上，從而減少了安裝空 間。因受煙風道尺寸的限制，傳熱元件選擇豎直排列。 水侧換熱在管外進行，可以防止給水管内結垢堵管的現 象。為便於檢修換熱管和筒體的結垢情況，在筒體的 前、後分別設有人孔540N。 無機高傳熱速率給水加熱器煙氣前進後出，在煙氣進 出口與無機高傳熱速率給水加熱器相連接處採用耐火材 料和保溫材料加以密封，以解決到煙道箱密封的問題。 根據鍋爐煙氣中粉塵較多的特點，為防止積灰、低溫段 結露腐蝕和堵灰，在煙道上距筒體前後約2公尺處應各配 置1個400x500的檢修孔，利於清灰、除垢、檢修。 為保證無機高傳熱速率管的正常運行，無機高傳熱速 率管束要傾斜或垂直安裝，並且被預熱的一側要高於煙 氣腔一侧。另在圖5IN和圖5JN中，煙氣腔中設有吹灰管， 其位於腔中的端頂封閉，管壁上設有若干吹氣通孔，位 於煙氣腔外的吹氣管可與壓縮空氣管相連。最妤在未設 無機高傳熱速率管的管箱壁上内設保溫層。 其工作過程是：位於煙氣腔内的無機高傳熱速率管 束，它們將煙氣攜帶的熱量回收後，由位於鍋筒内的無 機高傳熱速率管束釋放給水，使之溫度升高，達到換熱 -138- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 裝 訂
線 562854 A7 B7 五、發明説明（136 ) 的目的。 本實施例的裝置傳熱效率高，可使換熱企體積縮小， 僅是管殼式加熱系統體積的1/2 - 2/3 ;由於自身結構決 定，清理煙灰容易；結構簡單；除一個銷筒和熱管管束 外，無其他部件（如聯箱）；容積大，利於換熱，有利於延 長設備的使用壽命；整體強度性能好。 實施例36 本發明的無機高傳熱速率介質可用於製造高傳熱速率 管，並將該高傳熱速率管應用於爐灶餘熱回收的裝置。 如圖5QA所示，其為使用本發明的無機高傳熱速率爐灶餘 熱熱水器575，該熱水器包括回水管571、主水管572、出 水管573、無機高傳熱速率管574。 無機高傳熱速率管574穿過主水管572並與其中心線成 45°傾角焊接，使用時熱水器575座在爐灶上，出水管573、 回水管571分別與循環水系統相連接，如圖5QB的爐灶餘 熱熱水器的加熱系統所示，箭頭所示為水流方向。 本發明的無機高傳熱速率餘熱熱水器的工作過程是； 當使用爐灶時，爐灶的餘熱被無機高傳熱速率管吸收並 釋放給主水管中的水，主水管中水溫升高後，依靠溫差 循環，系統中水罐575’的冷水不斷補充到主水管中，循環 系統最終被加熱。本發明的該餘熱熱水器不僅熱阻小， 熱效率高，而且結構簡單，易操作。 -139- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)
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AT B7 五、發明説明（ 137 ) - 實 施 例 37 根 據 本發 明的 無機高傳 熱速率管可J 同於圖5QC所示 的 煤 氣 預 孰 器中 。在 圖5QC中 ，前後開口 6 Θ筒形煤氣管箱57Γ 和 煙 氣 管箱 573’内有成組平行的管排， 即無機高傳熱速 率 管 管 排 ，其 上設 有若干個 規貝1J 4非歹J的 並與上下集箱 管 相 連 的 無 機高 傳熱 速率管。 煤氣和煙氣 的流向是根據 現 場 情 沉 來 確定 .。實施例中煤氣的流向與煙氣的流向 呈 逆 向 利 於換 4k 〇 煙氣箱體 内的無機熱 傳管排與煤氣 Ar/r 彳自 體 的 無 機 熱傳 管排 相連。並 且，煙氣箱 體的無機熱傳 管 排 的 數 量 與煤 氣箱 體内的無 機熱傳管排 的數量相等。 在 每 個 箱 體 上設 帶蓋丨 的清灰孔1 為 保 證無 機鬲 傳熱速率 管的正常運 行，無機高傳 敖 速 率 管 束 要垂 直安 裝，並且 被預熱的煤 氣管箱一侧要 高 於 煙 氣 管 Ar/r 相一 侧， 通過上升管572’與下 降管576’相連 0 另 外 y 煙 氣、 煤氣 管箱中設 有吹風管， 其位於管箱中 的 端 頂 封 閉 ，管 壁上 設有若干 吹氣通孔， 位於煙氣、煤 氣 管 Ar/r 相 外 的 吹氣 管可 與壓縮空 氣或高壓蒸 汽管相連。最 好在 未 設 無 機高 傳熱 速率管的 管箱壁上内 設保溫層。吹 灰 器 574’設置在馆 t氣管 •箱573上 〇 無 機 熱傳 高爐 分離式煤 氣預熱器可 以實現相距較遠 的 兩 流 體 間的 換熱 。把加熱 段和冷卻段 分別配置在工 藝 流 程 需 要 的位 置， 只增加幾 根直徑較小 的連管，即可 避 免 -140- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐） 562854 A7 B7 五、發明説明（138 ) 大流量氣體的遷移。加熱、冷卻部分相間的距離可達數 十公尺乃至數百公尺之遙。這一點對常規的餘熱回收裝 置往往無法實現。 本發明的煤氣預熱器的工作過程是：位於煙氣管箱内 的無機高傳熱速率管束，它們將煙氣攜帶的熱量回收 後，由位於煤氣管箱内的無機高傳熱速率管束釋放給煤 氣，使之溫度升高，達到換熱的目的。 實施例38 圖5QD是包含本發明的無機高傳熱速率元件的雙氣預熱 器的示意的主視圖。在圖5QD中，前後開口的筒形空氣管 箱571"、煤氣管箱572"、煙氣管箱573"内有成組平行的管 排，即無機高傳熱速率管管排，其上設有若干個規則排 刿的並與上下集箱管相連的無機高傳熱速率管。空氣、 煤氣和煙氣的流向是根據現場情況來確定。在實施例中 空氣、煤氣的流向與煙氣的流向呈逆向，利於換熱它們 通過上升管575"和下降管576"相連，吹灰器574"設置在煙 氣管箱573"上。煙氣管箱573"内的無機熱傳管排分左右兩 個單元。每個單元分別與空氣管箱571"和煤氣管箱572"内 的無機熱傳管排相連。並且，煙氣管箱573"的每個單元的 無機熱傳管排的數量分別與空氣管箱571"和煤氣管箱572’’ 内的無機熱傳管排的數量相等。在每個管箱上設帶蓋的 清灰孔。 -141 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 裝 訂
k 562854 A7 B7 五、發明説明（139 ) 為保證無機高傳熱速率管的正常運行，無機高傳熱速 率管束要垂直安裝，並且被預熱的煤氣、空氣管箱一侧 要高於煙氣管箱一侧。最好在未設無機高傳熱速率管的 管箱壁上内設保溫層。 這種無機熱傳高爐分離式雙預熱器可以實現相距較遠 的兩流體間的換熱。把加熱段和冷卻段分別配置在工藝 流程需要的位置，只增加幾根直徑較小的連管，即可避 免大流星氣體的遷移。加熱、冷卻部分相間的距離可達 數十公尺乃至數百公尺之遙。這一點對常規的餘熱回收 裝置往往無法實現。 本發明的無機高傳熱速率元件的雙氣預熱器的工作過 程是：位於煙氣管箱内的無機高傳熱速率管束將煙氣攜 帶的熱量回收後，由位於空氣、煤氣管箱内的無機高傳 熱速率管束釋放給空氣與煤氣，使之溫度升高，達到換 熱的目的。 本發明的無機高傳熱速率元件的雙氣預熱器傳熱效率 高，可使換熱器體積縮小；清理煙灰容易；結構簡單； 設備壽命長；解決了煙氣與煤氣之間因管壁腐蝕而存在 隱患。 實施例39 圖5RA是包含本發明的無機高傳熱速率元件的金屬鎂廠 餘熱銷爐的示意圖，其可用於金屬緩廢回轉窯。其利用 -142- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)
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562854 A7 B7 五、發明説明（140 ) 煙氣攜帶的熱量加熱鍋爐内的水。在圖5RA中，前後開口 的方形煙道箱577内有成組平行的管排，即無機高傳熱速 率管管排578，高傳熱速率管管排578包括無機高傳熱速率 管、在高傳熱速率管外的套管和翅片。在支撐板上設有 若干個規則排列的並與相連的無機高傳熱速率管通孔。 水和煙氣的流向是根據現場情況來確定。在實施例中， 餘熱鍋爐的煙氣前進後出，在煙氣進出口處設置膨脹 環，以解決煙道箱受熱膨脹的問題。根據鍋爐煙氣中粉 塵較多的特點，為防止積灰、低溫段結露腐蝕和堵灰， 在煙氣流向換熱管中分兩段配置。並在煙道箱的上部配 置的人孔，下部配置清灰孔579，利於清風除垢、檢修。 水的流向與煙氣的流向呈逆向，利於換熱。煙道箱内 的無機熱傳管排與鍋筒内的無機熱傳管排相連。並且， 煙道箱的無機熱傳管排的數量與鍋筒内的無機熱傳管排 的數量相等。 水侧換熱在管外進行，可以防止普通水管管内結垢堵 管的現象。為便於檢修換熱管和筒體的結垢情況，在筒 體的頂部和後部分別設有人孔。為防止蒸汽帶水，特在 筒體的頂部安裝高效絲網除沫器，提高蒸汽品質，其缺 點是絲網眼易堵，放在其上設有一法蘭式人孔，以利於 清理檢修高效絲網除沫器。 為保證無機高傳熱速率管的正常運行，無機高傳熱速 -143- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）
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562854 A7 B7 五、發明説明（141 ) 率管束要傾斜安裝，並且被預熱的水腔一侧要高於煙氣 腔一侧。煙氣腔中設有吹灰管，其位於腔中的端頂封 閉，管壁上設有若干吹氣通孔，位於煙氣腔外的吹氣管 可與壓縮空氣管相連。最好在未設無機高傳熱速率管的 管箱壁上内設保溫層。 本發明的工作過程是：位於煙氣腔内的無機高傳熱速 率管束，它們將煙氣攜帶的熱量回收後，由位於銷筒内 的無機高傳熱速率管束釋放給水，使之溫度升高，達到 換熱的目的。 上述餘熱鍋爐傳熱效率高，可使換熱器體積縮小，僅 是管殼式餘熱鍋爐體積的1/2 - 2/3 ;由於自身結構決定； 清理煙灰容易；結構簡單；除一個汽包和熱管管束外， 無其他部件；水容積大，利於水蒸氣的產生，有利於延 長設備的使用壽命；餘熱鍋爐的整體強度性能好。 實施例40 本實施例公開又一包含本發明的無機高傳熱速率元件 的金屬鎂廠餘熱鍋爐，如圖5RB所示，其可用於金屬鎂廠 還原爐。在圖5RB中，前後開口的方形煙道内有成組平行 的管排，即無機高傳熱速率管管排577’，其可以採用前述 實施例所述的樣式，在支撐板578’上設有若干個規則排列 的並與相連的無機高傳熱速率管。水介質和煙氣的流向 是根據現場情況來確定。在附圖中水介質的流向與煙氣 -144- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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k 562854 A7 B7 五、發明説明（142 ) 的流向呈逆向，利於換熱。煙道内的無機熱傳管排與鍋 筒内的無機熱傳管排相連。並且，煙道的無機熱傳管排 的數量與鑛筒内的無機熱傳管排的數量相等。 主要換熱面採用本發明的無機熱傳管，該無機熱傳餘 熱鍋爐採用臥式配置方式。將無機熱傳餘熱鍋爐配置在 煙道之上，從而減少了安裝空間。因受煙風道尺寸的限 制，傳熱元件選擇豎直排列。水侧換熱在管外進行，可 以防止普通水管管内結垢堵管的現象。在筒體内部的蒸 發段和對流段之間加一隔板，將對流段和蒸發段分成兩 個相對獨立的空間。為便於檢修換熱管和筒體的結垢情 況，在筒體的頂部和前後分別設有人孔。為防止蒸汽帶 水，特在筒體的頂部安裝高效絲網除沫器，提高蒸汽品 t，其缺點是絲網眼易堵，故在其上設有一法蘭式人 孔，以利於清理檢修高效絲網除沫器。 餘熱鍋爐煙氣前進後出，在煙氣進出口與餘熱鍋爐相 連接處採用耐火材料和保溫材料加以密封，從解決到煙 道箱密封的問題。根據鍋爐煙氣中粉塵較多的特點，為 防止積暦、低溫段結露腐蝕和堵反，在煙道上距筒體前 後約2公尺處應各配置1個檢修孔，利於清風、除垢、檢 修。 為保證無機高傳熱速率管的正常運行，無機高傳熱速 率管束要傾斜安裝，並且被預熱的水腔一侧要高於煙氣 -145- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 裝 訂
k 562854 A7 B7 五、發明説明（143 ) 腔一侧。在實施例中，煙氣腔中設有吹風管，其位於腔 中的端頂封閉，管壁上設有若干吹氣通孔，位於煙氣腔 外的吹氣管可與壓縮空氣管相連。最好在未設無機高傳 熱速率管的管箱壁上内設保溫層。 本發明的工作過程是：位於煙氣腔内的無機高傳熱速 率管束，它們將煙氣攜帶的熱量回收後，由位於鍋筒内 的無機高傳熱速率管束釋放給水，使之溫度升高，達到 換熱的目的。 同樣，該結構也具有上一實施例的優點。 實施例41. 本實施例也是一餘熱鍋爐，如圖5RC所示，其為包含本 發明的無機高傳熱速率元件的燒結機的餘熱鍋爐的示意 圖。在圖5RC中，燒結機的熱空氣58Γ通過水預熱器583和 餘熱鍋爐582’後，釋放其中的熱量，通過煙1U 5834非出。 給水通過水預熱器583吸熱，水溫度升高經水管進人汽包 580中，經過餘熱鍋爐582’產生蒸汽進人汽包後，供生產和 用戶使用，餘熱鍋爐和汽包580通過蒸汽管581和水管582 相連。 該餘熱鍋爐可與前述實施例相似，前後開口的方形煙 道内有成組平行的管排，即無機高傳熱速率管管排，管 排結構也可與前述實施例相似，在支撐板上設有若干個 規則排列的並與相連的無機高傳熱速率管。水介質和煙 -146- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）
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k 562854 A7 B7 五、發明説明（144 ) 氣的流向是根據現場情況來確定。在一實施例中水介質 的流向與煙氣的流向呈逆向，利於換熱。煙道箱内的無 機熱傳管排與锅筒内的無機熱傳管排相連。並且，煙道 箱的無機熱傳管排的數量與鍋筒内的無機熱傳管排的數 量相等。 主要換熱面採用無機熱傳元件，無機熱傳餘熱鍋爐採 用臥式配置方式。將無機熱傳餘熱鍋爐配置在燒結機的 煙道之上，從而減少了安裝空間。因受煙道尺寸的限 制，傳熱元件選擇1:直排列。水侧換熱在管外進行，可 以防止普通水管管内結垢堵管的現象。在筒體内部的蒸 發段和對流段之間加一隔板，將對流段和蒸發段分成兩 個相對獨立的空間。為便於檢修換熱管和筒體的結垢情 況’在筒體的頂部和前後分別設有人孔。為防止蒸汽帶 水，特在筒體的頂部安裝高效絲網除沫器，提高蒸汽品 質，其缺點是絲網眼易堵，放在其上設有一法蘭式人 孔，從利於清理檢修高效絲網除沫器。 餘熱鍋爐煙氣前進後出，在煙氣進出口與餘熱鍋爐相 連接處採用耐火材料和保溫材料加以密封，以解決到煙 道箱密封的問題。根據鍋爐煙氣中粉塵較多的特點；為 防止積灰、低溫段結露.腐蝕和堵灰，在煙道上距筒體前 後約2公尺處應各配置1個檢修孔，利於清風、除垢、檢 修。 -147- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）
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k 562854 A7 B7 五、發明説明（145 ) — 為 保證無機高傳熱速率管的正常運行，無機高 傳 熱速 率 管 束要傾斜安裝或垂直安裝，並且被預熱的水 腔 一 側 要 高 於煙氣腔一側。另在一實施例中，煙氣腔中 設 有 吹 灰 管 ，其位於腔中的端頂封閉。管壁上設若幹 吹 氣 通 孔 ， 位於煙氣腔外的吹氣管可與壓縮空氣管相連 〇 最 妤 在 未設無機高傳熱速率管的管箱壁上内設保溫層。 本發明的工作過程是：位於煙氣腔内的無機高 傳 熱 速 率 管 束，它們將煙氣攜帶的熱量回收後，由位於鍋 筒 内 的 無 機高傳熱速率管束釋放給水，使之溫度升高 達到 換熱 的目的。 本 實施例的裝置同樣能到達前一實施例的優點。 實 施 例42 本 實施例為本發明的高傳熱速率元件在餘熱鍋 爐 中 的 又 一 應用。圖5S是包含本發明的無機高傳熱速率元 件 的 聯 鎊 機 的餘熱鍋爐的示意圖。其餘熱鍋爐與前述實 施 例 相 似 ， 前後開口的方形煙道内有成組平行的管排， 即 無 機 高 傳 熱速率管管排。煙道箱内的無機熱傳管排與 鍋 筒 内 的 機熱傳管排相連。並且，煙道箱的無機熱傳 管 排 的 數 量 與鍋筒586内的無機熱傳管排的數量相等。 無 機高傳熱速率聯鑄機餘熱鍋爐的高溫熱載 體 是 固 體 ， 因而對熱管加熱段的換熱按輻射式方式進行 0 如 圖 5S ， 從聯鑄機584出來的高溫厚鋼板585，依靠輻射換熱 方 -148- 訂 本紙張尺度逋用中國歯家標準(CNS) A4规格(210x 297公釐)
k 562854 A7 B7 五、發明説明（146 ) 式把熱量傳至熱管加熱段，經熱管元件584'加熱給水，最 後以蒸汽的形式提供用戶使用。為使熱管加熱段能更集 中有效的吸收金屬板的輻射熱量，要求熱管元件具有較 大的吸收面積，且在加熱段上方設置反射板585’，以減少 熱損失。 將無機熱傳餘熱鍋爐配置在輻射煙道之上，從而減少 了安裝空間。水側換熱在管外進行，可以防止普通水管 管内結垢堵管的現象。為便於檢修換熱管和筒體的結垢 情況，在筒體設有人孔。為防止蒸汽帶水，特在筒體的 頂部安裝高效絲網除沫器，提高蒸汽品質。根據煙氣中 粉塵較多的特點；為防止積灰、堵灰，在輻射煙道上距 筒體約2公尺處應各配置檢修孔，利於清灰、除垢、檢 修。 本發明的工作過程是：位於煙氣腔内的無機高傳熱速 率管束，它們將煙氣攜帶的熱量回收後，由位於鍋筒内 的無機高傳熱速率管束釋放給水，使之溫度升高，達到 換熱的目的。 本實施例的優點與前述實施例相似。 實施例43 本實施例是本發明應用於餘熱鍋爐的又一實施例，如 圖5T所示，其為包含本發明的無機高傳熱速率元件的選 礦廠鋼坯餘熱鍋爐的示意圖，其結構與前一實施例相 -149- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐)
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562854 A7 B7 五、發明説明（147 ) 似。前後開口的方形煙道内有成組平行的管排，即無機 高傳熱速率管管排，輻射煙道箱内的無機熱傳管排與鍋 筒内的無機熱傳管排相連。並且，輕射煙道箱的無機熱 傳管排的數量與鍋筒内的無機熱傳管排的數量相等。 無機高傳熱速率鋼坯餘熱鍋爐的高溫熱載體是固體， 因而對熱管加熱段的換熱按輻射式方式進行。從軋機出 來的高溫厚鋼板587，依靠輻射換熱方式把熱量傳至熱管 加熱段，經熱管元件加熱給水，最後以蒸汽的形式提供 用戶使用。為使熱管加熱段能更集中有效的吸收金屬板 的輻射熱量，要求熱管元件具有較大的吸收面積，且在 加熱段上方設置反射板，以減少熱損失。 將無機熱傳餘熱鍋爐配置在輻射煙道之上，從而減少 了安裝空間。水侧換熱在管外進行，可以防止普通水管 管内結垢堵管的現象。為便於檢修換熱管和筒體的結垢 情況，在筒體設有人孔。為防止蒸汽帶水：特在筒體的 頂部安裝高效絲網除沫器，提高蒸汽品質。根據煙氣中 粉塵較多的特點，為防止積灰、堵灰，在輻射煙道上距 筒體約2公尺處應各配置檢修孔，利於清灰、除垢、檢 修。 本發明的工作過程是：位於煙氣腔内的無機高傳熱速 率管束，它們將煙氣攜帶的熱量回收後，由位於鍋筒内 的無機高傳熱速率管束釋放給水：使之溫度升高，達到 -150- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)
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562854 A7 B7 五、發明説明（ 148 ) - 換熱 的目的 〇 同 樣，其也具有前述實施例的優點。 實 施 例44 本 實施例 是一種對燃油工業爐餘熱综合 回 收利 用 的 系 統 Q 如圖5UA所示，其採用本發明的無機高 傳熱速 率 燃 油 工 業 爐餘熱 回收裝置的流程圖。圖5UB為該 回 收裝 置 中 使 用 的 無機高傳熱速率元件的結構示意圖。 經 工業爐 580"燃燒產生的煙氣在排入煙囪 之 前引 入 無 機 傳 熱速率 餘熱回收裝置58Γ’，即圖5UA中 虛 線框 内 的 系 統 〇 進入餘 熱回收系統的煙氣首先進入空 氣 fa 4k 器 的 煙 氣 側 ，通過 無機高傳熱速率元件將熱量傳 遞 給空 氣 並 將 其 加 熱，加 熱後的空氣供工業爐助燃用， 排 出的 煙 氣再 進 入 省煤器 582M中進一步放熱後，將水預 熱 後供 鍋 爐 使 用 〇 經過此 餘熱回收系統回收熱量後的煙 氣 最終 經 煙 囪 583"排放。 此 餘熱回 收系統將無機高傳熱速率'空預 器 與省 煤 器 設 計 為 一整體 設備，兩者中間通過煙氣連接 板 連接 〇 煙 氣 通 過 煙氣管 道進入空預器煙氣側管箱中， 將 熱量 傳遞 給 無 機 南傳熱 速率元件。無機高傳熱速率元 件 是通 過 冷 Λ 敎 端 管板及 中間隔板來支承的。通過中間 隔 板將 其 分 成 互 不 相通的 兩個腔室：一側為煙氣室，煙 氣 流過 時將熱 量 傳遞給無 機高傳熱速率管：另一侧為空 氣 室， 冷 空 氣 -151- ^ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 562854 Λ7 B7 五、發明説明（ 149 ) - 進入 後將無 機南傳 熱速率管上的熱量帶走，實 現空氣預 熱的 目的。 每根南 傳熱速率管與管板之間均設 有密封 法 蘭， 如圖5UB中所示，元件外纏繞翅片以增大換熱面積 0 從空 預器排 出的煙 氣直接進入空預器下方的省煤器582’ 丨中 進一 步換熱 降溫，將水加熱後供鍋爐使用。 此 系統中 採用了 本發明之熱傳元件，使熱量 的回收 % 利用 能有效 地進行 。通常經工業爐排出的煙氣溫度約300- 400°C ,左右， 可利用 餘熱量較大。若將此煙氣利 用後再排 入大 氣，不 僅可以 提高能源的利用效率，而且 對減少 大 氣污 染、改 善勞動 條件也有重要的意義。因此 此餘熱 回 收裝 置是在 煙氣從 工業爐排出後進入煙自之前 ，設計 安 裝空 氣預熱 器和省 煤器，實現將空氣預熱供工 業爐助 燃 及水 預熱的 '目的， 是充分利用煙氣餘熱的熱 量回收 裝 置。 實施 例45 本 實施例 與前一 實施例類似，如圖5V所示， 其為包 含 本發 明的無 機南傳 熱速率元件的燃油工業爐蒸 汽發生 器 的流 程·的不 意圖。 經工業爐燃料油燃燒產生的 煙氣在 排 入煙 囪之前 引入無 機高傳熱速率蒸汽發生器的 煙氣侧 進 行放 熱，通 過無機 高傳熱速率元件將熱量傳遞 給水侧 並 發生 蒸汽， 降溫後 的煙氣經煙齒排放。本實施 例的要 點 是在 蒸汽發 生器的 鍋筒上焊接若干隻無機高傳 熱速率 元 -152- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐)
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k 562854 A7 B7 五 、發明説明（150 ) 件。無機高傳熱速率元件的一端（放熱端）伸入鍋筒内，另 一端（吸熱端）伸出鍋筒外。在無機高傳熱速率元件的吸熱 端上谭接許多螺旋肋片，用以增加吸熱端換熱面積，強 化吸熱端換熱效果。 高溫煙氣經換熱後，溫度降低，經煙自排放。無機高 傳熱速率元件將吸熱端吸收的熱量經介質傳至放熱端。 放熱端插入鍋筒的汽一水混合物内，並將吸熱端吸收的 熱量傳給銷簡内的汽一水混合物，使其不斷地產生蒸 汽。與燃氣工業爐餘熱蒸汽發生器所不同的是由於燃油 工業爐產生的煙氣較髒，需考慮清灰問題，因此將蒸汽 發生器設計為立式同心型。 本實施例中，設備體積小、重量輕；由於具有自清灰 能力，設備不易結灰且清灰方便；高溫氣體侧焊有翅 片，一方面增大了傳熱面積，另一方面翅片可對氣體起 向作用，使氣流分佈均勻；由於水侧走管外，大大減小 了流動阻力，而且與傳統餘熱鍋爐相比不易結垢堵塞， 結垢後易用化學方法清洗。同時，蒸汽在管外加熱不會 由於熱負荷過高而引起管内水擊，損壞換熱管；即使傳 熱元件一端損壞，也不會有洩漏的危險；傳熱元件兩端 均為自由端，與内筒體焊接處無溫差應力。 實施例46 本實施例是本發明在燃氣工業爐综合回收利用系統中 153- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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AT B7 五、發明説明（151 ) 的應用。其系統類似與燃油工業爐回收利用裝置。如圖 5W所示，其為包含本發明的無機高傳熱速率元件的燃氣 工業爐餘熱回收裝置流程的示意圖。 經工業爐589燃料氣燃燒產生的煙氣在排入煙自之前引 入無機高傳熱速率餘熱回收裝置，即圖中虛線框内的系 統。進入餘熱回收系統的煙氣首先進入空氣預熱器的煙 氣側，通過無機高傳熱速率元件將熱量傳遞給空氣並將 其加熱，加熱後的空氣供工業爐助燃用，排出的煙氣再 進入省煤器中進一步放熱後，將水預熱後供鍋爐使用。 經過此餘熱回收系統回收熱量後的煙氣最終經煙囪排 放。 此餘熱回收系統將無機高傳熱速率空預器與省煤器設 計為一整體設備，兩者中間通過煙氣連接板連接。煙氣 通過煙氣管道進入空預器煙氣側管箱中，將熱量傳遞給 無機高傳熱速率元件。無機高傳熱速率元件是通過冷、 熱端管板及中間隔板來支承的。通過中間隔板將其分成 互不相通的兩個腔室：一侧為煙氣室，煙氣流過時將熱 量傳遞給無機高傳熱速率管：另一侧為空氣室，冷空氣 進入後將無機高傳熱速率管上的熱量帶走，實現空氣預 熱的目的。每根高傳熱速率管與管板之間均設有密封法 蘭，其結構可與燃油工業爐餘熱回收裝置中使用的類 似，元件外纏繞翅片以增大換熱面積。從空預器排出的 -154- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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k 562854 A7 B7 五、發明説明（152 ) 煙氣直接進人空預器下方的省煤器中進一步換熱降溫， 將水加熱後供鍋爐使用。 實施例47 本實施例是燃氣工業爐餘熱综合利用的又一實施例， 如圖5X所示，其為包含本發明的無機高傳熱速率元件的 燃氣工業爐蒸汽發生器的流程的示意圖；該結構與包含 本發明的無機高傳熱速率元件的燃油工業爐蒸汽發生器 的流私的不意圖相似。 經工業爐燃料氣燃燒產生的煙氣在排入煙自之前引入 無機高傳熱速率蒸汽發生器的煙氣侧進行放熱，通過無 機高傳熱速率元件將熱量傳遞給水侧並發生蒸汽，降溫 後的煙氣經煙1¾排放。本實施例的要點是在蒸汽發生器 的鍋筒上焊接若干隻無機高傳熱速率元件。無機高傳熱 速率元件的一端（放熱端）伸入鍋筒内。另一鍊（¥'熱端）、择 出鍋筒外。在無機高傳熱速率元件的吸熱端上焊接許多 螺旋肋片，用以增加吸熱端換熱面積，'強化吸熱端換熱 效果。 實施例48 本實施例是本發明應用於乾燥系統的無機熱傳交換器 中的情形。如圖5Y所示，其為用於乾燥器能源循環系統 中的熱交換器。 在乾燥系統中，從熱風爐出來的熱空氣經被乾燥介質 -155- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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線 562854 A7 B7 五 、發明説明（153 ) 後，溫度降低，濕度增加只能排放至大氣。廢氣中攜帶 餘熱，將廢氣引入無機熱傳管熱交換器中，與用於乾燥 的新鮮空氣交換熱量，新鮮空氣被預熱，同時廢空氣中 的水分被冷卻而再生，再生後的空氣與新鮮空氣再送入 熱風爐升溫，這一過程可提高乾燥系統的熱效率。本發 明即是在乾燥系統中增加一無機熱傳管熱交換器，使能 量循環利用，提高系統效率。無機熱傳熱交換器為臥式 結構，其包括無機高傳熱速率管590、爐箱591、廢氣進出 口接管592、新空氣進出口接管593。 在圖中，左右開口的矩形箱體分上下兩段，中間用管 板隔開。上段為無機高傳熱速率管冷端，下段為其熱 端。無機高傳熱速率管垂直通過管板並呈三角形配置。 工作時，新鮮空氣從無機高傳熱速率管冷端垂直掠過， 而乾燥器中出來的廢氣與新鮮空氣逆向掠過無機高傳熱 速率管的熱端，無機高傳熱速率介質將從廢氣吸收的熱 傳遞給無機高傳熱速率管上部（冷端），然後傳遞給新鮮空 氣。 實施例49 本實施例是廢熱回收的又一應用實施例。如圖5Z所 示，其為包含本發明的無機高傳熱速率元件的餐館廢熱 回收裝置的示意圖。 如圖所示，熱氣通道595内排列著成組平行的管排596， -156- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 562854 Λ7 B7 五、發明説明（154 ) 即無機高傳熱速率管管排，在支撐板上設有若干個規則 排列的並與相連的無機高傳熱速率管通孔。水和氣體的 流向是根據現場情沉來確定。根據餐館排放的廢氣可能 含有大量油污的特性，所以設有排污口。 為保證無機高傳熱速率管的正常運行，無機高傳熱速 率管束要傾斜安裝，並且被預熱的水腔594中的端頂封 閉。 本發明的工作過程是：位於廢氣腔内的無機高傳熱速 率管束將廢氣攜帶的熱量回收後，由位於锅筒内的無機 高傳熱速率管束釋放給水，使之溫度升高，達到換熱目 白勺。 實施例50 本實施例是一種利用煙氣攜帶的熱量使進入加熱爐的 空氣預熱的裝置。它採用本發明之熱傳元件，使上述的 熱量交換能高效率地進行。為了節省燃料，需對進入丙 烷脫瀝青加熱爐的空氣進行預熱。通常是利用加熱爐排 出的高溫煙氣與冷空氣進行熱交換來實現空氣預熱的目 的。 現有的預熱器基本上是列管式換熱器，它的缺點是熱 效率低，另外，列管因各種原因腐蝕穿透，容易造成氣 體混流。後果必然是設備停產檢修。另外，為使空氣達 到規定的溫度就必須增大換熱器的體積，另外積存在換 -157- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（155 ) 熱器内的煙灰也不易清除。 本實施例提供一種熱效率高、體積小、煙塵易清除的 空氣預熱器。 圖5ZA為採用了本發明的無機高傳熱速率丙烷脫瀝青加 熱爐空氣預熱器的主視局部剖視圖。 丙烷脫瀝青加熱爐用於將二座減壓塔底來的經混合後 的原料渣油加熱至230°C後供給萃取系統使用。加熱爐由 三段組成，下部爐膛作為燃料的燃燒空間並作為輻射換 熱段與渣油進行輻射換熱，爐膀上部為對流換熱段，用 於將渣油預熱，並降低煙氣，溫度在加熱爐頂部即對流 段的上部安裝一台空氣預熱器，以進一步降低排放的煙 氣溫度，提高進爐助燃用空氣溫度，改善燃燒狀態，提 高加熱爐的效率，降低能耗。 無機高傳熱速率整體式空氣預熱器由兩個單元組成， 每個單元為一個框形結構，中部由一帶錐形孔的隔板將 其分成左右兩個腔體。右腔體為冷端，通過空氣，左腔 為熱端，通過煙氣。在圖5Z A中，上下開口的筒形管箱至 少有一組相對的側壁為平板，即無機高傳熱速率管的支 援板，其上設有若干個規則排列的並與無機高傳熱速率 管外徑對應的通孔。管箱内設有與上述兩支援板平行的 並將其分成互不相通的左右兩個腔室。空氣和煙氣的流 向是根據現場情況來確定。在附圖中空氣腔上端設空氣 -158- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
裝 訂
562854 A7 B7 五、發明説明（156 ) 出口接管2401，下端設空氣入口接管2402，煙氣腔下端設 煙氣入口接管2403，上端設煙氣出口接管2404。上述隔板 設有與兩支援板上通孔排列方式及數目相對應的通孔， 每個通孔内各插有一根外管壁上設翅片的無機高傳熱速 率管，每根高傳熱速率管與隔板之間均設有密封法蘭。 支承無機高傳熱速率管束的隔板及支援板下端各固定 在一根支水操’其取好為工字鋼型材’每根支承操的兩 端分別固定在支架上。 為保證無機高傳熱速率管的正常運行，無機高傳熱速 率管束空氣腔一侧要高於煙氣腔一侧。上述結構的預熱 器可單獨使用，也可將兩個預熱器通過隔板串聯起來使 用。煙氣腔中可設有吹灰管，其位於煙氣腔中的端頂封 閉，管壁上設有若干吹氣通孔，位於煙氣腔外的吹氣管 可與壓縮空氣管相連。最好在未設無機高傳熱速率管的 管箱壁上内設保溫層。 本實施例裝置的工作過程是：位於煙氣腔内的無機高 傳熱速率管束，它們將煙氣攜帶的熱量回收後，由位於 空氣腔内的無機高傳熱速率管束釋放給空氣，使之溫度 升高。 本實施例比現有技術的裝置有很多優點：1、傳熱效率 高，單位傳熱面積大，可使換熱器體積縮小，僅是列管 式換熱器體積的1/2- 2/3。2、由於自身結構決定，清理煙 -159- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐)
k- 562854 Λ7 B7 五、發明説明（157 ) · 灰容易。3、空氣與煙氣對流而行，有利於延長設備的使 用壽命。4、不需要輔助動力。5、設備安裝簡便，不需 要對原設備作較大的改動。 實施例5 1 本實施例也是一種空氣預熱器裝置，具體說它是一種 利用分子篩脫蠟熱載體加熱爐排放的煙氣攜帶的熱量使 進入該加熱爐的空氣預熱的裝置。它採用本發明之熱傳 元件，使上述的熱量交換能高效率地進行。 圖5ZB為分子篩脫蠟熱載體加熱爐空氣預熱器主視圖。 分子篩脫蠟熱載體加熱爐空氣預熱器由兩個箱體組 成，每個箱體為一個框形結構，兩個箱，體之間由連管連 接，管箱中部由中間管板將其分成左右兩個腔磕，無機 高傳熱速率管通過中間管板上的開孔貫穿其左右，並靠_ 密封法蘭將左右兩腔隔離，左腔為冷端，通過空氣，.右 腔為熱端，通過煙氣。無機高傳熱速率:管的滅'端靠為個 -與中閘管板平行的左..右·管板”支撐。空氣和煙氣釣.流向是'· 根據現場.情.況來难定。在附圖中空氣腔底部設空氣進口 .·， - , 接管2405，上方設空氣出口接管2406，煙氣腔上方設煙氣. 入口接管2407，底部設煙氣出口接管2408，在該煙氣入口 接管上設帶蓋的檢修入孔。無機高傳熱速率管主要由金 屬管及管壁外設翅片的無機高傳熱速率管，每根高傳熱 速率管與管板之間均設有密封法蘭。 -160- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 562854 A7 B7 五、發明説明（158 ) 為保證無機高傳熱速率管的正常運行，無機高傳熱速 率管束空氣腔一侧要高於煙氣腔一侧。煙氣腔中可設有 吹灰管，其位於煙氣腔中的端頂封閉，管壁上設有若干 吹氣通孔，位於煙氣腔外的吹氣管接口可與外部壓縮空 氣管相連。管箱壁上内設保溫層。 本發明的工作過程是：位於煙氣腔内的無機高傳熱速 率管束，它們將煙氣攜帶的熱量回收後，由位於空氣腔 内的無機高傳熱速率管束釋放給空氣，使之溫度升高。 本實施例的裝置具有與前述實施例相似的優點。 實施例52 本實施例也是一種空氣預熱器，具體說為一種安裝在 化肥廠造氣系統吹風氣餘熱回收裝置頂部利用吹風氣攜 帶的餘熱對助燃空氣進行預熱的空氣預熱器，它彳采用本 發明之熱傳元件，使上述的熱量交換能高效率'地進·行， • * · . 本實施例具有設備結構簡單，使用.壽命長，赛熱效¥高 * 的特點，對降低能源消耗，·減.少環境污染具有積極意 ..，V·…， > y - 義^、 ·.广 . - -# .化肥廠、造氣·系統攻風氣攜帶少量可燃組分和顯熱、由 於其熱偉較低，在通常條件下不能燃燒，但將助燃空氣 預熱至300°C以上，並配以造氣系統的驰放氣，就可將其 燃燒，生成850〜900°C高溫煙氣供發生蒸汽、預熱空氣和 加熱軟化水使用。可有效地提高系統的熱效率，降低能 -161 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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k 562854 A7 B7 五、發明説明（159 ) 耗，減少對環境的污染。結構設計時，使設備體積小、 結構簡單重量輕，利於將空氣預熱器安裝在吹風氣餘熱 回收裝置頂部。 現有的預熱器基本上是列管式換熱器，它的缺點是換 熱效率低，為使空氣達到規定的溫度，就必須增大換熱 器的體積；積存在換熱管内的煙灰也不易清除，煙氣阻 力大；操作時溫度波動使換熱管與管板間易生產較大溫 差的應力，使管端焊缝處引起接脫或局部裂紋、開裂， 而一旦發生局部開裂或泄露，則設備須停車檢修；換熱 管易磨損，不易更換，設備使用壽命短。 本實施例的裝置為一種設備體積小、結構簡單、換熱 效率高、煙塵易清除、使用壽命長並安裝在吹風氣餘熱 回收裝置頂部空氣預熱器。 圖5ZC為無機高傳熱速率化肥廠造氣系統吹風氣空氣預 熱器示意圖。如圖所示，上下開口的矩形箱體至少有一 組相對的側壁平板和一對無機高傳熱速率管的支承管板 2409，管板上設有若干個規則排列的並與無機高傳熱速率 管2410外徑對應的通孔。箱體内設有與上述兩支援管板平 行的並將其分成互不相通的兩個腔室的隔板-中間管板。 空氣和煙氣的流向根據現場情況來確定。在附圖中空氣 腔上端設空氣進口 2411，下端設空氣出口 2412，煙氣腔下 端設煙氣入口 2413，上端設煙氣出口 2414。中間管板設有 -162- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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k 562854 A7 B7 五、發明説明（160 ) 與兩支援管板上通孔排列方式及數目相對應的通孔，每 個通孔内各插有一根外管壁上設翅片的無機高傳熱速率 管，每根高傳熱速率管與隔板之間均設有密封法蘭。 在箱體兩端支援管板的外側可分別有一個管箱，其上 安裝活動端蓋，以方便更換無機熱傳管。活動端蓋用塾 片密封並用螺栓、螺母與管箱固定。 管箱内壁附著一定厚度的保溫層，可減少熱量損失。 管板周邊與加強筋焊接，防止管板變形。本實施例是一 種無機高傳熱速率吹風氣餘熱回收裝置空氣預熱器，它 具有相互獨立的空氣流道和煙氣流道，貫穿所述煙氣通 道和2氣通道設有一組並列並且相互平行的箱體，該箱 體由中間密封管板分隔一端部與煙氣流道相連，另一端 部與空氣流道相連，所述每個箱體内設有一束無機熱傳 熱管，該無機熱傳管上焊接換熱翅片，無機熱傳管的兩 端部支承在箱體上的兩侧端管板上，所述箱體的中間密 封板可使無機熱傳管穿過，其外周邊與外殼内的隔離板 密閉相連。 將該空氣預熱器的煙氣箱安裝於吹風氣餘熱回收裝置 高溫煙氣通道中，空氣出口通過風道與引風機相連，加 熱的空氣通過風道和引風機送入吹風氣餘熱回收裝置。 為提高無機高傳熱速率管的換熱效率，無機高傳熱速 率管束要傾斜安裝，並且空氣腔一侧要高於煙氣腔一 -163- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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562854 A7 B7 五、發明説明（161 ) 側。當無機高傳熱速率管束與支援板垂直時，整個箱體 需向煙氣腔一方傾斜，於是管箱内的無機高傳熱速率管 管束均與水平面呈3〜20。夾角。 上述結構的預熱器可單獨使用，也可將兩個預熱器層 疊串聯起來或並聯起來使用。 本實施例的裝置的工作過程是：位於煙氣腔内的無機 高傳熱速率管束，將煙氣攜帶的熱量回收後，迅速將熱 量傳遞給位於空氣腔内的無機高傳熱速率管束並釋放給 空氣，使空氣溫度升高，煙氣溫度下降。 本實施例的裝置與現有列管式相比具有如下優點： 1.空氣與煙氣逆流換熱，換熱效率高，換熱器體積小。 2 .由於自身結構決定，清理煙灰容易，煙氣阻力小。 3 .傳熱管與管板浮動連接，溫度波動不會使換熱管與管 板間易產生溫差應力。 4 .換熱管不易腐蝕損壞，少量換熱管磨損，不需立即停 車檢修，設備可靠性高。 實施例53 本實施例與上述實施例相似，也是利用餘熱的空氣預 熱器。其為安裝在煉油廠鉑重整裝置加熱爐頂部利用煙 氣攜帶的餘熱對助燃空氣進行預熱的空氣預熱器。圖5ZD 為無機高傳熱速率鉑重整裝置加熱爐空氣預熱器示意 圖。其為一種設備體積小、結構簡單、換熱效率高、煙 -164- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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562854 A7 B7 五 、發明説明（162 ) 塵易清除、使用壽命長並安裝在加熱爐頂部空氣預熱 器。 與前一實施例相似，上下開口的矩形箱體至少有一組 相對的侧壁平板和無機高傳熱速率管的支援管板，管板 上設有若干個規則排列的並與無機高傳熱速率管外徑對 應的通孔。箱體内設有與上述兩支援管板平行的並將其 分成互不相通的兩個腔室的隔板-中間管板。空氣和煙氣 的流向根據現場情況來確定。在附圖中空氣腔上端設空 氣進口，下端設空氣出口，煙氣腔下端設煙氣入口，上 端設煙氣出口。中間管板設有與兩支援管板上通孔排列 方式及數目相對應的通孔，每個通孔内各插有一根外管 壁上設翅片的無機高傳熱速率管，每根高傳熱速率管與 隔板之間均設有密封法蘭。 在箱體兩端支援管板的外側分別有一個管箱，其上安 裝活動端蓋，以方便更換無機熱傳管。活動端蓋用墊片 密封並用螺栓、螺母與管箱固定。 為提高無機高傳熱速率管的換熱效率，無機高傳熱速 率管束要傾斜安裝，並且空氣腔一侧要高於煙氣腔一 側。當無機高傳熱速率管束與支援板垂直時，整個箱體 需向煙氣腔一方傾斜，於是管箱内的無機高傳熱速率管 管束均與水平面呈3〜20。夹角。 上述結構的預熱器可單獨使用，也可將兩個預熱器層 -165- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（163 ) 疊串聯起來或並聯起來使用。 本實施例的工作過程是：位於煙氣腔内的無機高傳熱 速率管束，將煙氣攜帶的熱量回收後，迅速將熱量傳遞 給位於空氣腔内的無機高傳熱速率管束並釋放給空氣， 使空氣溫度升高，煙氣溫度下降。 本實施例與現有列管式相比具有的優點與前一實施例 相似。 實施例54 本實施例與前述實施例所示的採用了本發明的無機高 傳熱速率丙烷脫瀝青加熱爐空氣預熱器的結構相似。 圖5ZE為無機高傳熱速率芳香烴裝置常減壓熱載體加熱 爐無機高傳熱速率空氣預熱器示意圖。 芳香烴裝置常減壓熱載體加熱爐用於將常、減壓塔底 來的經混合後的原料渣油加熱至230°C後供給萃取系統使 用。加熱爐由三段組成，下部爐膛作為燃料的燃燒空間 並作為輻射換熱段與逢油進行II射換熱，爐膀上部為對 流換熱段，用於將渣油預熱，並降低煙氣溫度，在加熱 爐頂部即對流段的上部安裝一台無機熱傳空氣預熱器， 以進一步降低排放的煙氣溫度，提高進爐助燃用空氣溫 度，改善燃燒狀態，提高加熱爐的效率，降低能耗。 無機傳熱整體式空氣預熱器由兩個單元組成，每個單 元為一個框形結構，中部由一帶錐形孔的隔板將其分成 -166- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 裝 訂
k 562854 Λ7 B7 五、發明説明（164 ) 左右兩個腔體。右腔體為冷端，通過空氣，左腔為熱 端，通過煙氣。在圖5ZE中，上下開口的筒形管箱至少有 一組相對的侧壁為平板，即無機傳熱管的支援板，其上 設有若干個規則排列的並與無機傳熱管外徑對應的通 孔。管箱内設有與上述兩支援板平行的並將其分成互不 相通的左右兩個腔室。空氣和煙氣的流向是根據現場情 況來確定。在附圖中空氣腔上端設空氣出口接管，下端 設空氣入口接管，煙氣腔下端設煙氣入口接管，上端設 煙氣出口接管。上述隔板設有與兩支援板上通孔排列方 式及數目相對應的通孔，每個通孔内各插有一根外管壁 上設翅片的無機傳熱管，每根南傳熱速率管與隔板之間 均設有密封法蘭。 為保證無機傳熱管的正常運行，無機傳熱管束空氣腔 一侧要高於煙氣腔一侧。煙氣腔中設有吹灰管，其位於 煙氣腔中的端頂封閉，管壁上設有若干吹氣通孔，位於 煙氣腔外的吹氣管接口可與外部壓縮空氣管相連。管箱 壁上内設保溫層。 本實施例的裝置的工作過程是：位於煙氣腔内的無機 傳熱管束，它們將煙氣攜帶的熱量回收後，由位於空氣 腔内的無機傳熱管束釋放給空氣，使之溫度升高。 本實施例與現有列管式相比具有如下優點：1、傳熱效 率高，單位傳熱面積大，可使換熱器體積縮小，僅是列 -167- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 訂
562854 A7 B7 五、發明説明（165 ) 管式換熱器體積的1/2- 2/3。2、由於自身結構決定，清理 煙灰容易。3、空氣與煙氣對流而行，有利於延長設備的 使用壽命。4、不需要輔助動力。5、設備安裝簡便，不 需要對原設備作較大的改動。 實施例55 目前世界各國尤其是國内各焦化廠正在努力解決焦爐 上升管煤氣顯熱的回收利用問題，但因結構複雜，焦爐 上升管所占空間狹窄等原因，各種方法效果都不理想。 採用無機熱傳餘熱回收裝置可以成功地解決這一問 題，並且結構簡單、使用壽命長，具體結構如圖5ZF所 示，其為採用了本發明的無機高傳熱速率元件回收焦爐 上升管的煤氣顯熱的裝置。 上升管2416内煤氣溫度約600〜700°C，其直徑約為600〜 700m，在上升管外侧做一個環形水套，無機傳熱元件2415 配置成放射狀，穿過上升管直通水套。 水套内通過循環水，採用強制循環，鍋筒可以設置在 離焦爐較遠的地面，可以生產蒸汽，也可以生產熱水。 這種結構如能成功，當屬國内外首創。 每座大型焦爐約有16個上升管，如果都能採用這種無 機傳熱餘熱回收裝置，經濟效果是非常可觀的。 實施例56 如圖5ZG所示，本實施例為煉鋼廠連鑄機的連鑄坯冷床 -168- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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562854 A7 B7 五、發明説明（166 ) 上安裝的無機熱傳餘熱回收裝置。 從連鑄機2417出來的連鑄坯2419其溫度在1300°C以上。 表面雖凝固了，但内部還處於液體狀態，連鑄坯經輸送 輥道送到冷床上。在冷床上連鑄坯表面散熱量很大，目 前國内還沒有回收這部分熱量的餘熱回收裝置。 對年產量50〜100萬噸/年的煉鋼廠，在正常情況下，通 過保溫罩的連鑄坯量可達80〜100噸/時。在保溫罩内部溫 度為500°C的情況下，蒸汽產量可達8〜10噸/時，每噸連 鑄坯產生的蒸汽量約為0.1噸。因此，安裝一台餘熱回收 裝置即可滿足煉鋼廠全廠的冬季供暖。 無機熱傳餘熱回收裝置包括以下設備： 在連鑄坯冷床上安裝一台保溫罩，該保溫罩尺寸約為 2000 X ( 2000〜3000) X 8000 mm，保溫罩内部用陶瓷纖維做 保溫層。在保溫罩上蓋的一側裝有Φ 500 X 300 mm的排氣 裝置；在不影響冷床運轉的情況下，設計保溫罩的固定 裝置；無機熱傳元件2418約300〜400根，尺寸為Φ 38 X ( 2500〜3000) mm，保溫罩與無機熱傳元件之間即有輻射傳 熱也有對流傳熱；更換無機傳熱元件的裝置；密封裝 置。 實施例57 本實施例與前述的化肥廠製成系統吹風氣空氣預熱器 相似，其為一種安裝在玻璃窯上利用窯尾煙氣攜帶的餘 -169- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 562854 A7 B7 五、發明説明（167 ) 熱對助燃空氣進行預熱的空氣預熱器，它採用本發明之 熱傳元件，使上述的熱量交換能高效率地進行。本實施 例具有設備結構簡單，使用壽命長，換熱效率高的特 點，對降低能源消耗，減少環境污染具有積極意義。 玻璃窯排放的煙氣經蓄熱式換熱器回收餘熱後溫度仍 然較高，約200〜300°C，攜帶大量的顯熱，如直接排入大 氣，不但造成能源浪費，還增加環境污染。如利用煙氣 所攜帶的顯熱加熱空氣，供燃料助燃用，可有效地提高 系統的熱效率，降低能耗，減少對環境的污染。結構設 計時，使設備體積小、結構簡單重量輕，利於空氣預熱 器的安裝。 現有的預熱器基本上是列管式換熱器，它的缺點是換 熱效率低，為使空氣達到規定的溫度，就必須增大換熱 器的體積；積存在換熱管内的煙灰也不易清除，煙氣阻 力大；操作時溫度波動使換熱管與管板間易產生較大溫 差的應力，使管端焊縫處引起拉脫或局部裂紋、開裂， 而一旦發生局部開裂或泄露，則設備須停車檢修；換熱 管易磨損，不易更換，設備使用壽命短。 圖5ZH為無機高傳熱速率玻璃窯空氣預熱器示意圖。與 前述的化肥嚴製成系統吹風氣空氣預熱器相似，本實施 例中，上下開口的矩形箱體至少有一組相對的侧壁平板 和無機高傳熱速率管的支援管板，管板上設有若干個規 -170- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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562854 A7 B7 五、發明説明（168 ) 則排列的並與無機高傳熱速率管外徑對應的通孔。箱體 内設有與上述兩支援管板平行的並將其分成互不相通的 兩個腔室的隔板-中間管板。空氣和煙氣的流向根據現場 情況來確定。在附圖中空氣腔上端設空氣進口，下端設 空氣出口，煙氣腔下端設煙氣入口，上端設煙氣出口。 中間管板設有與兩支援管板上通孔排列方式及數目相對 應的通孔，每個通孔内各插有一根外管壁上設翅片的無 機高傳熱速率管，每根高傳熱速率管與隔板之間均設有 密封法蘭。 在支援管板的外侧分別有一個管箱，其上安裝活動端 蓋，以方便更換無機熱傳管。活動端蓋用墊片密封並用 螺栓、螺母與管箱固定。 ’管箱内壁附著一定厚度的保溫層，可減少熱量損失。 管板周邊與加強筋焊接，防止管板變形。 本實施例是這樣實現的，一種無機高傳熱速率玻璃窯 空氣預熱器，它具有相互獨立的空氣流道和煙氣流道， 貫穿所述煙氣通道和空氣通道設有一組並列並且相互平 行的箱體，該箱體由中間密封管板一端部與煙氣流道相 連，另一端部與空氣流道相連，所述每個箱體内設有一 束無機熱傳管，該無機熱傳管上焊接換熱翅片，無機熱 傳管的兩端部支承在箱體上的兩侧端管板上，所述箱體 的中間密封板可使無機熱傳管穿過，其外周邊與外殼内 -171 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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562854 A7 B7 五 、發明説明（169 ) 的隔離板密閉相連。 箱體的縱方向上設有一束無機熱傳，無機熱傳管上套 有換熱翅片，它可將煙氣中的熱量吸收並傳遞到無機熱 傳管的另一端部，以便對冷空氣進行充分的加熱，所述 無機熱傳管的首尾兩端分別支承在聯通箱兩側豎立端板 上，每個箱體内設有一塊可使無機熱傳管穿過的豎立密 封管板，密封管板的外周與箱體侧板密閉相連，以確保 空氣流道和煙氣流道與環境互不率氣。 將該空氣預熱器的煙氣箱安裝於玻璃窯煙氣通道中， 空氣進口與鼓風機相連，空氣出口通過風道與爐窯相 連，鼓風機送入的空氣經空氣預熱器加熱後送往爐窯燃 燒器。 ‘為提高無機高傳熱速率管的換熱效率，無機高傳熱速 率管束要傾斜安裝，並且空氣腔一侧要高於煙氣腔一 侧。當無機高傳熱速率管束與支援板垂直時，整個箱體 需向煙氣腔一方傾斜，於是管箱内的無機高傳熱速率管 管束均與水平面呈3〜20°夾角。 上述結構的預熱器可單獨使用，也可將兩個預熱器層 疊串聯起來或並聯起來使用。 本實施例裝置的工作過程是：位於煙氣腔内的無機高 傳熱速率管束，將煙氣攜帶的熱量回收後，迅速將熱量 傳遞給位於空氣腔内的無機高傳熱速率管束並釋放給空 172- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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k 562854 A7 B7 五、發明説明（170 ) 氣，使空氣溫度升高，煙氣溫度下降。 本實施例的裝置與現有列管式相比具有如下優點：1、 空氣與煙氣逆流換熱，換熱效率高，換熱器體積小；2、 由於自身結構決定，清理煙灰容易，煙氣阻力小；3、傳 熱管與管板浮動連接，溫度波動不會使換熱管與管板間 易產生溫差應力；4、換熱管不易腐蝕損壞，少量換熱管 磨損，不需立即停車檢修，設備可靠性高。 實施例58 本實施例與前述的無機高傳熱速率化肥廠造氣系統吹 風氣空氣預熱器的結構類似，其為無機高傳熱速率原油 加熱爐上置式空氣預熱器，本實施例的目的在於提供一 種設備體積小、結構簡單、換熱效率高、煙塵易清除、 使用壽命長並安裝在煙氣餘熱回收裝置頂部空氣預熱 器。 與前述的實施例的無機高傳熱速率化肥廠造氣系統吹 風氣空氣預熱器的結構類似，如圖5ZJ所示，上下開口的 矩形箱體至少有一組相對的侧壁平板和無機高傳熱速率 管的支承管板2409，管板上設有若干個規則排列的並與無 機高傳熱速率管2410外徑對應的通孔。箱體内設有與上述 兩支援管板平行的並將其分成互不相遇的兩個腔室的隔 板-中間管板2422。空氣和煙氣的流向根據現場情況來確 定。在附圖中空氣腔上端設空氣進口 2411，下端設空氣出 -173- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 裝 訂
▲ 562854 A7 B7 五、發明説明（171 ) 口 2412，煙氣腔下端設煙氣入口 2413，上端設煙氣出口 2414。中間管板設有與兩支援管板上通孔排列方式及數目 相對應的通孔，每個通孔内各插有一根外管壁上設翅片 的無機高傳熱速率管，每根高傳熱速率管與隔板之間均 設有密封法蘭。 在箱體管板的外侧分別有一個管箱，其上安裝活動端 蓋，以方便更換無機熱傳管。活動端蓋用塾片密封並用 螺栓、螺母與管箱固定。 管箱内壁附著一定厚度的保溫層，可減少熱量損失。 管板周邊與加強筋焊接，防止管板變形。 本實施例是一種無機高傳熱速率原油加熱爐上置式空 氣預熱器，它具有相互獨立的空氣流道和煙氣流道，貫 穿所述煙氣通道和空氣通道設有一組並列並且相互平行 的體，該箱體由中間密封管板一端部與煙氣流道相連， 另一端部與空氣流道相連，所述每個箱體内設有一束無 機熱傳管，該無機熱傳管上焊接換熱翅片，無機熱傳管 的兩端部支承在箱體上的兩侧端管板上，所述箱體的中 間密封管板可使無機熱傳管穿過，其外周邊與外殼内的 隔離板密閉相連。 箱體的縱方向上設有一束無機熱傳管，無機熱傳管上 套有換熱翅片，它可將其中的熱量吸收並傳遞到無機熱 傳管的另一端部，以便對冷空氣進行充分的加熱，所述 -174- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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562854 A7 B7 五、發明説明（172 ) 無機熱傳管的首尾兩端分別支承在聯通箱兩側豎立端板 上，每個箱體内設有一塊可使無機熱傳管穿過的豎立密 封管板，密封管板的外周與箱體侧板密閉相連，以確保 空氣流道和煙氣流道與環境互不串氣。 將該空氣預熱器的煙氣箱安裝於煙氣餘熱回收裝置高 溫煙氣通道中，空氣出口通過風道與引風機相連，加熱 的空氣通過風道和引風機送入煙氣餘熱回收裝置。 為提高無機高傳熱速率管的換熱效率，無機高傳熱速 率管束要傾斜安裝，並且空氣腔一侧要高於煙氣腔一 侧。當無機高傳熱速率管束與支援板垂直時，整個體需 向煙氣腔一方傾斜，於是管箱内的無機高傳熱速率管管 束均與水平面呈3〜20°夾角。 上述結構的預熱器可單獨使用，也可將兩個預熱器層 疊串聯起來或並聯起來使用。 本實施例的工作過程是：位於煙氣腔内的無機高傳熱 速率管束，將煙氣攜帶的熱量回收後，迅速將熱量傳遞 給位於空氣腔内的無機高傳熱速率管束並釋放給空氣， 使空氣溫度升高，煙氣溫度下降。 本實施例的裝置與現有列管式相比具有如下優點：1、 空氣與煙氣逆流換熱，換熱效率高，換熱器體積小；2、 由於自身結構決定，清理煙灰容易，煙氣阻力小；3、傳 熱管與管板浮動連接，溫度波動不會使換熱管與管板間 -175- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）
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562854 A7 B7 五、發明説明（173 ) 易產生溫差應力；4、換熱管不易腐蝕損壞，少量換熱管 磨損，不需立即停車檢修，設備可靠性高。 實施例59 本實施例為無機高傳熱速率注汽鍋爐空氣預熱器。注 汽鍋爐是油田稠油採集的主要設備，本實施例利用注汽 鍋爐煙氣攜帶的熱量使得進入鍋爐的助燃空氣預熱。圖 5ZK為無機高傳熱速率注汽鍋爐空氣預熱器的示意圖。 本實施例中，在鍋爐對流段煙氣出口處安裝無機高傳 熱速率空氣預熱器，用煙氣餘熱經過無機高傳熱速率空 氣預熱器加熱注汽鍋爐助燃空氣。無機高傳熱速率空氣 預熱器傾斜安裝，傳熱管與水平面夾角不小於5 ° ，煙氣 侧在偏下配置，空氣侧在偏上配置。 ‘注氣鍋爐風機安裝在無機高傳熱速率空氣預熱器和燃 燒器中間，以減化空氣預熱器的冷風進氣管道，並減小 空氣系統與大氣間的壓差，減少漏風。 本發明無機高傳熱速率空氣預熱器結構如圖5ZK所示， 主要由煙氣侧管板2423、煙氣進口 2424，無機高傳熱速率 管2425，侧板2426、煙氣出口板2427、中間隔板2428、空 氣出口 2429、空氣進口 2430和空氣侧管板2431等組成。除 無機高傳熱速率管外，其他各件焊接或用緊固件連接構 成空氣預熱器箱體，無機高傳熱速率管2425通過管上的密 封件穿入空氣側管板243 1、中間隔板2428和煙氣侧管板 -176- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（174 ) 2423，與三個管板滑動連接。 本設備的工作原理為，煙氣從煙氣進口 2424進入空氣預 熱器，流過由煙氣側管板2423、中間隔板2428和側板2426 構成的通道，與在通道中的無機高傳熱速率管2425換熱， 將熱量傳給這些管束，降溫後的煙氣由煙氣出口 2427流 出。無機高傳熱速率管2424沿軸向通過管内無機高傳熱速 率介質將熱量傳給空氣侧管板。空氣由空氣進口管2430進 入空氣預熱器，流經由空氣侧管板243 1、中間隔板2428和 側板2426組成的空氣通道，與無機高傳熱速率管空氣侧管 段換熱，將從煙氣側換來的熱量帶走，達到加熱空氣的 目的，升溫後的空氣經空氣出口 2429流出送入鍋爐進行助 燃。 本實施例的優點很多，例如注汽鍋爐採用空氣預熱器 加熱助燃空氣，爐膛燃燒溫度高，燃料燃燒充分，且注 汽鍋爐尾部餘熱被回收，鍋爐熱效率高；無機高傳熱速 率空氣預熱器壁面溫度設計時可調，並在風機進口設置 冷風旁通調節門，使預熱器壁面溫度根據運行季節和負 荷情況在運行時可調，可防止換熱面上結露，避免發生 低溫腐蝕和積灰；空氣預熱器清灰容易；空氣預熱器結 構緊湊；空氣預熱器維修簡單。 實施例60 本實施例為應用本發明的無機高傳熱速率原理的注汽 -177- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（175 ) 鍋爐水預熱器。本實施例的系統中，鍋爐給水經軟化後 進入無機高傳熱速率水預熱器加熱，預熱後的水經熱水 除氧器由高壓柱塞泵送入锅爐對流段。 本實施例的無機高傳熱速率水預熱器如圖5ZL所示，主 要由端部保溫層2432、煙氣侧管板2433、無機高傳熱速率 管2434、煙氣進口 2435、煙氣出口 2436、煙氣侧板2437、 水側管板2438、水箱2439、軟化水進口 2440和軟化水出口 2441等組成，除無機高傳熱速率管2434外，其餘各件焊接 連接，無機高傳熱速率管的煙氣侧一端套在煙氣侧管板 2433上，靠近水箱2439側部位焊接在水侧管板2438上。其 工作原理為，煙氣從煙氣進口 2435進入水預熱器，流經由 煙氣側管板2433、煙氣侧板2437和水侧管板2438組成的煙 氣通道，與在通道中的無機高傳熱速率管的煙氣侧外表 面換熱，將熱量傳給無機高傳熱速率管2434，無機高傳熱 速率管2434沿軸向通過管内的無機高傳熱速率介質將熱量 傳給水箱内的管段。軟化水由軟化水進口 2440進入水箱 2439，與水箱内的無機高傳熱速率管外兩面換熱，帶走由 無機高傳熱速率管從煙氣侧傳來的熱量，使軟化水升 溫，加熱後的軟化水經軟化水出口 2441流出無機高傳熱速 率水加熱器。 本實施例的裝置的優點包括·· 1、注汽鍋爐採用軟化水 預熱器加收煙氣餘熱，可提高注汽鍋爐效率，降低鍋爐 -178- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（176 ) 燃料消耗量；2、無機高傳熱速率水加熱器中的無機高傳 熱速率管煙氣侧和水側換熱面積設計時可調節，可提高 管壁溫度，防止結露，減輕或避免低溫腐蝕和積灰；3、 每個無機高傳熱速率管為一個獨立的傳熱元件，一旦某 根管損壞，不會發生水泄漏現象，設備照樣可以安全運 行。 實施例61 本實施例為無機高傳熱速率加熱爐餘熱鍋爐。如圖5ZM 所示，方形管箱内排列著成組平行的管排，即無機高傳 熱速率管管排2442，在支撐板上設有若干個規則排列的無 機高傳熱速率管通孔。水和煙氣的流向是根據現場情況 來確定，在該附圖中煙氣的流動方向為上、下方向，如 果採用故式銷爐，煙氣的流動方向為左右方向。根據加 熱爐燃料的含灰情況，可設有清灰孔2443。 水侧換熱在管外進行，可以防止普通水火管管内結垢 堵管的現象。為便於檢查換熱管和筒體的結垢和腐蝕情 況，在筒體上可設有人孔2444。為防止蒸汽帶水，特在筒 體的頂部安裝高效絲網除沫器，提高蒸汽品質。 為保證無機高傳熱速率管的正常運行，無機高傳熱速 率管束要傾斜安裝。 無機高傳熱速率管的結構可這樣設置：沿高傳熱速率 管方向分為無翅片部分和帶翅片部分，左端無翅片部分 -179- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 裝 訂
562854 A7 B7 五、發明説明（177 ) 安裝在餘熱鍋爐的水側，帶翅片部分安裝在煙氣侧，中 間套管與餘熱鍋爐殼體焊接。 ! _ /本實施例的工作過程是，位於煙氣腔内的無機高傳熱 速率管束將煙氣攜帶的熱量回收後，由位於鍋筒内的無 機高傳熱速率管束釋放給水，使之溫度升高，達到換熱 目的。 本實施例的裝置的優點包括：1、結構緊湊；2、水循 環穩定；3、不易結垢；4、無機高傳熱速率管在其中部 與鍋爐殼體焊接，兩端可自由膨脹，運行時無熱應力， 焊口不易損壞；5、每個傳熱管為一個獨立的傳熱元件， 少量損壞，爐水不會外泄，且對換熱效率影響不大，不 需要立即停爐修理。 實施例62 如圖5ZNA，為一種無機傳熱式防露點腐蝕空氣預熱 器，是用於預熱助燃空氣的裝置。 已有的空氣預熱器，其傳熱管材質大都為鋼管，當管 壁溫度低於120°C時，在煙氣侧會發生低溫結露，對傳熱 管造成嚴重腐蝕，降低其使用壽命，為解決這一難題， 目前也有用ND鋼管作為傳熱管，以提高耐腐蝕能力，但 由於ND鋼管自身質量問題，抗露點腐蝕性能在排煙溫度 低於150°C仍然不夠理想。 本實施例提供一種耐腐蚀性能好、使用壽命長、傳熱 -180- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格<210X297公釐）
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（178 ) 效率高的無機傳熱式防露點腐蝕空氣預熱器。 本實施例的無機傳熱式防露點腐蝕空氣預熱器，包括 傳熱管、管板、管箱，其獨到之處在於將無機傳熱元件 與搪瓷材料有機結合，製成防蝕傳熱管，它是由翅片管 和附在翅片管表面的搪瓷層構成。 各傳熱管的中間密封環與中間管板的管孔採用錐面密 封，傳熱管的一端設有可以保持中間密封環始終將中間 管板管孔密封的壓縮彈簧。 為了解決空氣預熱空氣預熱器露點腐蝕問題，本實施 例在位於煙道内的翅片管的外表面塗上傳熱效果好、耐 腐蝕的搪瓷材料，經燒結製成防蝕傳熱管。由於只有在 煙氣溫度較低的條件下才會造成對翅片管的腐蝕，因 此，設置在煙道内的傳熱管可以全部或部分採用防蝕傳 熱管，也就是說可以只在煙氣溫度較低的部位採用防蝕 傳熱管，如煙道的出口端，這樣既可以保證其具有較好 的傳熱性能，又可以提高空氣預熱器的使用壽命。 為了防止煙氣和空氣經中間管板的管孔漏風混合，P条 低熱效率，在傳熱管與中間管板管孔相對的位置上設置 錐形中間密封環，傳熱管固定後，其中間密封環正好將 中間管板的管孔密封，同時為了防止傳熱管受熱膨脹產 生位移而使密封環脫離管孔，在傳熱管的一端設置有彈 簧，通過彈簧的彈力保持中間密封環始終在封住管孔狀 -181 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 裝 訂
k 562854 A7 B7 五 、發明説明（179 ) 態。空氣預熱器的易蝕部件上均可以塗搪瓷防蝕層。 本實施例特點是：防蝕性能好，設備使用壽命長，回 收熱量多，熱效率高。 以下結合附圖詳細說明本實施例的結構和實施方式。 如圖5ZNA所示，為了方便運輸、安裝，空氣預熱器可 以採用組合式結構，即由多個管箱串接構成。本方案中 給出上、下兩個串接的管箱2453、2456。管箱内通過中間 管板2457及與其相連的隔板2454將箱體隔成風道2462和煙 道2458。煙氣入口 2459和空氣出口 2461分別設置在上管箱 的頂部；煙氣出口 2451和空氣入口 2465分別設置在下管箱 底部一侧。傳熱管與中間管板和兩侧管板2455、2464垂 直，且與水平面成1〇°夾角。在位於煙道侧的上、下管道 上分別設有吹灰口 2460，其中下管箱的底部一侧還設有清 灰門2452。傳熱管2463内置傳熱效果妤的無機傳熱介質， 本方案中位於下管道内的傳熱管採用了防蝕傳熱管，見 圖5ZPA，它由帶翅片的傳熱管2463和附在翅片管表面的搪 瓷層2466構成。設置在管箱風道和上管箱煙道内的傳熱管 為普通翅片管，上管箱煙道内的傳熱管也可以採用防蚀 傳熱管。傳熱管中部與中間管板管孔相對的位置上焊接 有錐形中間密封環。傳熱管安裝後，其密封環正好將中 間管板管孔密封。見圖5ZOA，在傳熱管左端的管板2455 上設有與傳熱管平等且對應設置的定位桿2467，桿上套有 -182- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 562854
AT B7 五、發明説明（180 ) 彈簧2469，並通過穿在定位桿及傳熱管上的壓板2468螺母 247將彈簧固定。當傳熱管受熱膨脹向右位移時，彈簧的 拉力將阻止傳熱管向右位移，因此也就保證了中間密封 環始終處在封閉狀態。也可以將彈簧設置在傳熱管上。 圖5ZPA為本實施例防蝕傳熱管的結構示意圖。傳熱管和 翅片的外表面均搪上一層0.2 mm的搪瓷：材料。 實施例63 如圖5ZNB，為一種無機高傳熱速率軟水加熱器。為了 提高鍋爐系統的經濟性，常在其出口煙道上安裝餘熱回 收裝置，用於預熱進鑛爐的熱水，提高锅爐的熱效率， 從而達到節約能源的目的。本實施例就是一種利用煙氣 攜帶的熱量加熱鍋爐的軟水的無機高傳熱速率軟水加熱 器，它採用無機高傳熱速率技術，使上述的熱量交換能 高效率地進行。 現有的利用餘熱的鍋爐款水加熱器基本上是水管或火 管式，其缺點是結構複雜，焊縫多；鍋筒内水的沸騰及 循環過程不穩定；煙侧放熱係數低，管内不能加裝翅 片，傳熱效率低；啟動時間長，停爐熱損失大。另外積 存在管内的水垢也不易清除。 本實施例提供了一種熱效率高、體積小、易除垢的鍋 爐軟水加熱器。其要點是利用無機高傳熱速率元件進行 熱量交換。其特點為： -183- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（181 ) 1 .流程簡單，在圖5ZNB中，無機高傳熱速率軟水加熱器 裝 前後開口的方形煙道内有成組平行的管排，即無機熱 超管管排，在鍋筒上設有若干個規則排列的並與之相 聯的無機高傳熱速率管。軟水和煙氣的流向是根據現 場情況來確定。在附圖中軟水的流向與煙氣的流向呈 逆向，有利於換熱。煙氣箱體内的無機高傳熱速率管 排與鍋筒内的無機高傳熱速率管排相連。並且數量相 等。 2 .主要換熱面採用無機高傳熱速率元件2472，無機高傳
熱速率軟水加熱器採用臥式配置方式。將無機高傳熱 速率軟水加熱器配置在煙風道之上，從而減少了安裝 空間。為保證無機高傳熱速率管的正常運行，無機高 傳熱速率管束要斜傾或垂直安裝，並且被預熱的一侧 要高於煙氣腔一側。 3 .本實施例具有煙管鍋爐和水管鍋爐的雙重特點。元件 的熱段插入煙道中，類似煙管鍋爐，但加熱面在管外 部；元件的冷卻段插入筒體水中，類似於水管鍋爐， 加熱面也在管子的外部。由於煙氣和水都在管子外側 換熱，積灰和灰堵容易清理。 4 .元件2472與殼體2471採用焊接連接，這種方式製作簡 便。而單根元件失效不會影響整個設備的運行。 本實施例的工作過程是：位於煙氣腔内的無機高傳熱 -184- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（182 ) 速率管束，它們將煙氣攜帶的熱量回收後，由位於鍋筒 内的無機高傳熱速率管束釋放熱量，使之溫度升高，達 到換熱的目的。 實施例64 如圖5ZNC，5Z0C，為一種無機高傳熱速率橋式雙流道 餘熱回收裝置。無機高傳熱速率技術作為工業生產中一 種新型的熱交換手段之一，將會取得廣泛的應用。其典 型應用是回收工業廢氣中的餘熱來加熱水，使水汽化產 生蒸汽。本裝置就是採用無機高傳熱速率技術，設計成 橋式雙流道餘熱回收裝置，實現高效率的熱量傳遞。 其要點是：採用無機高傳熱速率元件作為傳熱元件進 行熱量交換，及採用獨特的橋式雙流道結構提高傳熱效 率。 本實施例的主要結構詳見圖5ZNC。 它主要由鍋筒2476、低溫出口 2477、蒸汽出口 2478等組 成冷端；’’ U ”型通道2473、煙氣入口 2474、煙氣出口 2475、煙灰筒2482等組成熱端及無機傳熱元件組成。無機 傳熱元件從熱端吸收煙氣中的熱量傳遞給冷端的水，使 水汽化產生蒸汽。 本實施例的特點：一般的熱管餘熱回收裝置採用鞍式 配置，如圖5Z0C示，它將傳熱元件光管段插入鍋筒内並 浸放于水中，翅片管段置於煙氣通道裏，煙氣從一側進 -185- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 562854 一· B7 五、發明説明（183^ "~~" 入另一側，大量煙氣橫向掠過傳熱元件的翅片管段；傳 熱元件通過中間套管固定在鍋爐筒壁上，這種鞍放式結 構，使傳熱元件翅片在煙氣側背面積灰嚴重，增加熱 阻，對傳熱不利。又因傳熱元件兩端自由端，元件全部 重量均由筒壁承擔，使鍋筒開口處受力大，應力集中， 鍋筒在此處的強度和剛度大大降低，筒壁易變形。使欲 增加傳熱元件的數量以提高鍋筒内蒸汽蒸發量的設計受 到限制，且該結構不適應脈衝式的熱負荷工況，僅適應 穩態的工況。 本實施例是在保留餘熱回收裝置鞍放式結構的優點基 礎上’克服其存在的不足之處；採用橋式雙流道結構而 設計，本裝置是由鍋筒、傳熱元件及"u "形氣通道（包括 中間灰筒)所組成。鍋筒為圓筒形，平行地面放置，其一 端開孔進低溫給水，上部開口輸送蒸汽用。元件的光管 段與鍋筒水平中心線傾斜或垂直，且分兩組裝入筒内， 在兩流道上由"u"形流道連通，裝入長度以滿足蒸發量為 隹元1牛的翅片管敁與光管的是—個整體，通過套管固 疋在銷壁上。翅片管的轴線與煙氣流動方向垂直，翅片 平面與煙氣流動方向平行’翅片背風面上的灰塵受重力 作用而下落，使其具有自清灰的能力。翅片管的尾端搭 接在尾座上，在"U..形通道的中下部沒有清灰.筒。元件光 管段為自由端可任意伸縮’不會由於熱脹冷縮而導致筒 -186- 本紙張尺度適用巾@ g家鮮(CNS) A4規格(21GX 297公^------- 562854 A7 B7 五、發明説明（184 ) • 壁 的 變形，鍋筒的水可在大空間内進 行沸騰， 對脈衝 式 熱 負 荷適應性強。元件的翅片段置於” U π形通道 .中 y 高 溫 煙 氣 垂直熱管軸線方向橫向掠過，形 成自清灰 結 構 ， 解 決 了 翅片積灰問題。在整個” U ”形通道煙氣進口 段 出 α 段 及 中間連通段截面積較大，煙氣流 速遞減， 至 中 間 連 通段 煙氣流速最低，有利於煙塵的沈 落而進入 灰 同 中 j 此 段 煙氣溫度仍然較高，不會影響傳 熱效率， 去 掉灰 塵 的 煙 氣繼續反方向由下而上地進入截面積較 小 的 直 通 道 y 此時煙氣流速變高，雖然煙氣流 溫度降低 但 流 速 增 強 ，強化了低溫區的傳熱。 煙 氣在” U ”型通道兩邊流向相反，一 •上一下， 兩 組 無 機 傳 熱 元件受力方向相反，大小相等， 組合力作 用 在 鍋 筒 壁 上 ，使動載荷幾乎達到平衡，避免 兩組脈衝 負 荷 所 引 起 的 系統共振現象的發生。 無 機傳熱元件的未端搭接在尾座上 ，大大減 輕 了 鍋 筒 開 孔 處的受力，鍋筒的強度和剛度得 到了提高 0 元 件在 鍋 筒 上是分段裝入的，不會因為孔的 過密而降 低 了 鍋 筒 的 強度和剛度。 實 施 例65 如 圖5ZND，5ZOD，5ZPD，為無機高 傳熱速率 渦 流 式 渦 殼換 熱器。本實施例屬於利用無機高 傳熱速率 熱 管 元 件 對換熱器進行的技術改進。 -187- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（185 ) 目前生產的換熱器，大部分是矩形或棱柱形，裝配在 一般鍋爐上。但由於在化學工業、石油工業、發電廠、 治煉廠等使用的大型燃爐的排煙量很大，多達幾十萬公尺 3 /時，在換熱量很大情況下，不可能把熱交換器的迎風面 積的熱管排列很多、很高，這樣會阻加煙氣的阻力，也 增大了風機的風荷，因此已有的熱管換熱器便不適用 了。 本實施例要點是利用無機高傳熱速率元件（見簡圖）熱 介質進行熱量交換為目的，提供一種無機高傳熱速率渦 流式媧殼換熱器。 本實施例由螺旋式媧殼（蜗殼用鋼板焊接製成）和渦流 式熱管換熱裝置構成。渦流式熱管換熱裝置由隔板、空 氣室内渦流板、煙氣室内渦流板和圍繞螺旋狀媧殼軸線 均布的8個以上熱管換熱單元體構成，熱管換熱單元體由 80根以上熱管組成。隔板周邊焊固在螺旋狀媧殼上，將螺 旋狀蝸殼内部空間隔成煙氣室和空氣室。熱管均穿過隔 板，且焊接在隔板上。空氣室内渦流板其上端焊固在螺 旋狀媧殼上，下端焊固在隔板上，煙氣室内渦流板上端 焊固在隔板上，下端焊固在螺旋狀媧殼上。 煙氣從煙氣入口進入煙氣室，在煙氣室内渦流板的作 用下，煙氣在熱管周圍產生旋轉的蝸流，使煙氣處長了 環流時間，提高了熱交換性能，即提高了換熱效率；最 -188- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（186 ) 後煙氣從煙氣出口進入鍋爐煙道排出。 同樣冷空氣通過空氣入口進入空氣室，在空氣室内渦 流板的作用下，在熱管周圍產生旋轉的渦流，使冷空氣 延長了環流的時間，提高了換熱效率，冷空氣變成了熱 氣流，通過熱空氣出口排出，以便根據需要使用。 本實施例適用於煙氣排放量大，換熱量大的大型燃燒 爐餘熱回收用。 實施例66 如圖5ZNE，為一種無機高傳熱速率氣氣、氣液混合型 換熱器。本實施例為一種將氣氣無機高傳熱速率換熱器 和氣液無機高傳熱速率換熱器寓於一體的混合型換熱 器，其結構特點是將無機高傳熱速率元件沿軸向分為二 段，最下段走氣體熱介質，中間段走氣體冷介質，最上 段走液體冷介質。總體特點是結構緊湊，安裝使用方 便，適用於中高溫煙氣餘熱回收。其要點是利用無機高 傳熱速率元件進行熱量交換。 如圖5ZNE所示，無機高傳熱速率氣氣、氣液混合型換 熱器由液體容器（鍋筒）、氣體冷介質通道、氣體熱介質通 道、無機高傳熱速率元件四部分構成。氣體熱介質流過 氣體熱介質通道，以對流換熱的形式將熱量傳遞給無機 高傳熱速率元件，無機高傳熱速率元件沿軸向零熱阻將 熱量傳向放熱段，放熱段分為兩部分氣體放熱段和液體 -189- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 裝 訂
562854 A7 B7 五、發明説明（187 ) 放熱段，在氣體放熱段一部分熱量以對流換熱的形式傳 遞給氣體冷介質，氣體冷介質被加熱並為所用，剩餘熱 量沿軸向零熱阻繼續傳遞，最後以對流換熱的形式將熱 量傳遞給液體冷介質，液體冷介質被加熱變成液體熱介 質或蒸汽並為所用。 本結構形式適用於中高溫大負荷換熱場合，其特點是 利用無機高傳熱速率元件良好傳熱性能及軸向熱負荷比 例分佈特性，在換熱系統換熱負荷變化較大的情況下， 無機高傳熱速率元件可自動調節熱負荷比例，從而保證 無機高傳熱速率氣氣、氣液混合型換熱器在各種工礦變 化下的最佳運行狀態。 實施例67 如圖5ZNF，為一種無機高傳熱速率合成氨造氣工藝氣 餘熱利用裝置。在氮肥廠，造氣工段是氨合成的原料供 應源頭，無論是以煤、焦炭為原料的煤頭造氣工藝，還 是以天然氣為原料的轉化工藝，通過造氣爐燃燒得到的 水煤氣、半水煤氣，或通過轉化爐反應制得的轉化氣都 稱為粗原料氣，它們均具有700〜1000°C的高溫，而這些 粗原料氣在進入後續淨化工段之前，必須進行冷卻降溫 處理，與此同時還可將這部分廢熱回收用作其他物料的 加熱。 傳統工藝是高溫工藝氣出造氣爐或轉化爐之後進入一 -190- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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562854 A7 B7 五、發明説明（188 ) 台列管式廢熱鍋爐，利用其高溫與水換熱而產生系統所 需的中低壓蒸汽。通常工藝氣走管程，因其含塵量高， 走管程可以定期除塵；水汽走殼程，二者在廢鍋中進行 熱量交換。工藝氣通過廢銷後被冷卻到250°C左右，送入 下道工序，水受熱後產生0.5 Mpa的低壓蒸汽。由於工藝 氣中尤其是水煤氣中含塵含硫量都高，在冷卻過程中經 常造成鍋體管壁的沖刷和露點腐蝕，生產中常因管子破 損水汽泄漏而使生產中斷，生產的連續性和安全性沒有 保障。除此之外，由於受冷卻後的工藝氣溫限制，所產 蒸汽壓力太低，僅在0.3 Mpa左右，致使全廠低壓汽過 剩，中壓汽不足，系統汽源難以平衡。 為了克服上述缺點，並盡可能充分利用高品位熱源， 同時顧及到檢修更換的方便，本實施例利用無機傳熱元 件的高傳熱性能，設計了一個中、低壓廢鍋與省煤器串 聯的餘熱利用裝置。同時通過無機傳熱元件的煤體作 用，將高溫工藝氣與水汽側隔離開來，避免了因管道腐 蝕而造成的水泄漏問題，並使所產蒸汽的等級進一步提 高，使工藝氣的餘熱得到了更加充分的利用。 本實施例的餘熱利用裝置是以工藝氣的餘熱為熱源產 生中低壓蒸汽供合成氨系統生產自身作用的裝置。它由3 台換熱設備事聯組成，即中壓蒸汽廢熱鍋爐、低壓蒸汽 廢熱鍋爐和省煤器。 -191 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（189 ) 工藝氣的流向為：高溫工藝氣首先進入中壓廢鍋，與 水汽交換熱量後被冷卻到550°C左右，水接受熱量後產生 2.5 Mpa，498°C的蒸汽，返回造氣或轉化工段作為配汽使 用。550°C左右的工藝再進入低壓廢鍋，以獲得0 .5 Mpa， 約158°C的低壓蒸汽送入管網供全廠使用。冷卻到250°C左 右的工藝氣還有低溫餘熱，此時可用於低壓廢鍋的水預 熱，即進入省煤器換熱後，送入下道淨化工序。軟水經 省煤器預熱後直接進入低壓廢鍋。 工藝氣經過了 3台換熱設備後，攜帶的熱能被充分利 用，本身也達到了下道工序要求的條件而送出。 中壓廢鍋，由於氣源溫度較高，傳熱煤體無機傳熱元 件應使用高溫型，本實施例中的中壓廢鍋結構為中心圓 式。工藝氣在外鍋筒中流動，傳熱元件在加熱端纏有肋 片以助於傳熱，同時考慮到工藝氣的含塵量較大，外鍋 筒的下部留有排塵口。水汽走内鍋筒，產生的蒸汽在頂 部進行汽水分離後送往用汽設備。 低壓廢鍋結構形式與中壓廢鍋基本類似。 省煤器則為多層套管式結構，套管外部由鋼板封閉， 工藝氣在此通過，其中的無機傳熱夾套外管的外部纏有 肋片。水則串聯流過各層夾套内管。雖然省煤器處於露 點腐姓範圍左右，但由於單獨設置，也易於檢修和更 換。用戶可根據需要選擇。 -192- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 562854 A7 B7 五、發明説明（19〇 ) 實施例68 如圖5ZNG，為一種無機高傳熱速率三氧化硫換熱器。 在以硫鐵礦為原料的制酸過程有大量的化學反應熱產 生，既有高品位的餘熱（600°C以上），如焙燒爐爐氣，中 品位餘熱（150〜600°C )，如轉化過程中爐氣，也有低品位 餘熱（低於150°C )，如乾燥，吸收過程中的循環酸液，對 於高、中溫餘熱，主要採用餘熱鍋爐進行回收，產生蒸 汽，可用於發電，也可作為工藝用汽。三氧化硫換熱器 屬中溫餘熱回收，二氧化硫爐氣經過轉化器氧化反應生 成三氧化硫爐氣，這是一個放熱反應，應用該反應熱在 各種換熱器來將二氧化硫氣加熱至反應溫度，生成的三 氧化硫在離開低溫換熱器時溫度約為290〜300°C，而工藝 上要求進入吸收塔的爐氣溫度在160〜170°C之間，過去在 轉化器與吸收塔之間安裝一台空氣冷卻器，用空氣來冷 卻S03爐氣，加熱後的空氣排空，浪費了能量。為了回收 這部分熱量選用一套無機高傳熱速率三氧化硫換熱器用 於產生蒸汽。 主要流程和結構：
三氧化硫餘熱回收的主要流程詳見圖5ZNG 它主要包括轉化器、高、中、低溫熱交換器、三氧化 硫換熱器、三氧化硫吸收塔、汽包等。無機高傳熱速率 三氧化硫換熱器與汽包、水泵、管路等組成了一個中溫 -193- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）
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562854 A7 B7 五、發明説明（191 ) 餘熱鍋爐系統。三氧化硫換熱器的傳熱元件為採用無機 高傳熱速率技術製成，它的熱端和冷端由筒體分開，一 旦某一元件因腐蝕而穿漏時，不全影響換熱器的正常運 行。因之不需停工檢修：
無機高傳熱速率三氧化硫換熱器傳熱元件的結構型式 見圖5Z0G 該實施例的結構設計特點是，將每一排熱管來製成一 個單元組，每個單元組都是獨立的，多個單元組合成蒸 汽發生器。它拆裝靈活，便於更換，每個單元體的管束 與管板的焊接有可靠的密封保證。其可取代原三氧化硫 冷卻器的汽包式結構和雙管板式結構。 實施例69 如圖5ZNH，5Z0H，5ZPH，為全逆流無機高傳熱速率換 熱器。現有的在能源工程和動力工程中所應用的換熱器 多採用矩形殼體，使其製造變得較為複雜，使用範圍受 到限制，此外，為強化傳熱，一般在熱管外加翅片，或 者在流量小的一侧加上平直形折流板，來提高小流量流 體一侧的換熱係數，使大流量流體與小流量流體間成錯 流配置，從而導致了冷熱液體間平均傳熱溫差下降，同 時，又因設置平直形折流板，而又引起較大的局部阻力 損失。 本實施例的目的在於克服上述現有技術的缺點，提出 -194- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（192 ) 一種冷熱流體逆流配置的全逆流無機高傳熱速率熱管換 熱器，兼備普通熱管換熱器和管殼式換熱器的優點，具 有結構緊湊，換熱效率高，製造簡單，安裝方便的特 點，可應用於各種壓力、各種介質。 本實施例要點是利用無機熱介質進行熱量交換。 本實施例包括一筒體，筒體内水平方向配置的隔板將 筒體隔開為上筒體和下筒體，隔板上穿有若干熱管，熱 管成螺線形排列，沿螺線形方向，上、下筒體内分別配 置一螺線狀的導流器。 冷熱流體分別在上、下筒體的導流器内按逆流方向流 動，冷熱流體之間的換熱通過熱管來實現，由於冷熱流 體的流動方向完全相反，從而實現了全逆流傳熱。 由此可見，本實施例具有以下效果： (1) 在冷熱流體侧分別加上導流器後，能夠實現冷熱流體 的全逆流配置，提高了冷熱液體間的平均傳熱溫差。 提高換熱器的傳熱能力，以熱負荷不變，傳熱係數不 變的情況下，可減少換熱器的面積，因此，可以減少 換熱器的體積、重量、降低造價、節約原材料。 (2) 由於在全逆流熱管換熱器中，採用了渦線形流型，流 體的流動方向的變化都不超過90°，因此，其流動的局 部阻力損失要小於採用平直形折流板。 (3) 導流器採用非金屬材料，以降低小流量流體自身傳 -195- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 562854 A7 B7 五、發明説明（193 ) 孰。 Ό、 (4) 由於流體的流動為旋渦流動，因此，提高了流體與熱 管間的換熱係數。 (5) 全逆流熱管換熱器的外殼可採用圓筒形外殼，既降低 了製造難度，又擴寬了應用的壓力範圍。 下面結合附圖對本實施例的結構原理和工作原理作詳 細的說明。 參照圖5Z0H，本實施例包括一上筒體2527、下筒體 2537，上下筒體2527、2537通過螺栓螺母2533、法蘭 2534、2535固定在一筒體内的隔板2530的兩端，隔板2530 上穿有若干熱管2529，熱管2529與隔板2530之間成緊密 封，熱管2529的上下兩部分分別配置一上導流器2528、下 導流器2538 ;上筒體2527上配置有接管2531、2532和上導 流器2528相通，下筒體2537上配置有接管2536、2539和下 導流器相通。 參照圖5ZPH，熱管2541成螺線形排列，導流器2528、 2543成螺線狀，熱管2541的兩端分別配置在導流器2528、 2543的螺線形腔體内。冷流體從接管2532進入上筒體2527 内的螺線形流道，橫過熱管的冷端，吸收熱管内介質蒸 汽的冷凝放熱，使液體溫度升高，從接管253 1中排出，熱 流體從接管2539進入，通過下螺線形流道，橫過熱管的熱 端，使熱管内介質沸騰，吸收熱流體的熱量，使熱流體 -196- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)
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562854 A7 B7 五、發明説明（194 ) 溫度下降。從接管2536中排出。熱管内的介質不斷吸收熱 流體的熱量，由流體轉變成蒸汽，然後再由冷流體將蒸 汽冷凝，然後再回流到熱端，如此反復，熱管將熱流體 的熱量不斷傳給冷流體，冷熱流體正好處於逆流狀態， 從而使熱冷流體完全處在逆流傳熱狀態，因此，提高了 熱管換熱器的傳熱能力。 實施例70 如圖5ZNI，為一種在乾熄焦工藝中採用的無機高傳熱 速率餘熱回收技術。在焦爐推出的赤熱焦炭溫度高達1000 〜1050°C，為避免在空氣中氧化燃燒，應快速冷卻熄火。 傳統的工藝是噴水冷卻，將焦炭冷卻到100°C，需耗水1〜 1.5噸/噸焦炭。冷卻後的焦炭含水4〜6 %，冷卻過程中焦 炭的物理熱以水蒸汽的形式散失在大氣中，大量粉塵、 有害氣體隨蒸汽進入大氣對環境污染嚴重，焦炭從爐中 帶出的熱量也浪費了。 為了回收焦炭冷卻過程中過程的熱量，節約用水，減 少污染，國外採用了乾法熄焦工藝，我國寶鋼、鞍鋼、 重鋼也於最近幾年引進國外技術建成了乾熄焦裝置。 乾熄焦的工藝流程如附圖所示，用導焦車、焦罐、運 焦車、提升機等運輸提升裝置將剛出爐的紅焦裝入乾熄 槽内，焦炭在乾熄槽内停留時間約為2〜3小時，它靠惰 性氣體冷卻到250°C以下，經排焦裝置從下部排出，惰性 -197- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)
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氣體被焦炭加熱到600〜85(TC從上部棑出，經沈降室除塵 後進入餘熱鍋爐，通過餘熱鍋爐後，惰性氣體溫度可隆 至200°C，再由風機經降塵器返回乾熄槽，循環使用。 焦炭由1050冷卻到250°C以下可回收熱量丨34 X 1〇6KJ/嘴 焦炭’產蒸汽0.45嘴/嘴焦炭。 乾法熄焦能提南焦炭質量，焦炭轉鼓指數Μ 4 〇可提高 約8%，Μ10可降低約5%，含水在〇·3%以下，而且焦炭粒 度均勻，故有利於高爐生產指標的改進，乾熄焦法對大 氣不造成污染，這也是噴水冷卻無法比擬的。 現在，在乾熄焦工藝中採用的是傳統的水管式餘熱鍋 爐’這種餘熱鋼爐結構龐大，阻力損失大，造價高，維 護檢修複雜。 採用典機咼傳熱速率技術的餘熱鋼爐與傳統的水管式 餘熱鍋爐相比有以下優點： 1 .採用無機高傳熱速率元件的餘熱鍋爐其重量僅為水管 式餘熱鍋爐的1/3〜1/5，外形尺寸只為水管式餘熱鍋 爐的1/2〜1/3。 2 ·煙氣通過餘熱鍋爐的阻力損失為水管式餘熱鍋爐的ι/2 〜1/3，故引風機能耗小。 3.無機高傳熱速率元件局部損壞不影響餘熱鍋爐整體工 作，故無須為此停車檢修。 無機高傳熱速率元件與普通熱管相比有以下優點： -198- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公董） 562854 A7 B7 五、發明説明（196 ) 1 .傳熱能力大，軸向熱流密度可達2 7.2MW/m2 ;徑向熱 流密度可達158KW/ m2。 2 .適應溫度範圍廣，無機高傳熱速率元件適用介質溫度 範圍為-60〜1000°C。 3.使用壽命長，壽命可達11萬小時以上。 4 .環境溫度低於0 °C時不會發生凍裂現象，設備停車時 不需考慮管子的保溫、防柬。 5 .管壁承受的溫度比普通熱管高，不會發生爆管現象。 6 .具有良好一均溫性，可有效防止煙氣露點腐蝕。 最近幾年，採用無機傳熱元件的餘熱回收裝置已在鋼 鐵企業的高爐熱風爐、燒結機、軋鋼加熱爐等大型爐窯 上獲得了應用，效果良好。 在乾熄焦工藝中進入餘熱鍋爐的氣體溫度是650〜800 °C，而蒸汽發生裝置其煙氣入口溫度也是650- 800°C，因 此從溫度條件來看，在乾熄焦工藝中採用無機高傳熱速 率餘熱回收技術是沒有問題的，因此乾熄的餘熱回收工 作具有廣闊的發展前景。 實施例71 如圖5ZNJ，5ZOJ，5ZPJ，為一種無機高傳熱速率糠醛精 製加熱爐空氣預熱器。本實施例是一種利用糠醛精製加 熱爐排放的高溫煙氣攜帶的熱.量對進入該加熱爐的空氣 進行預熱的裝置。它採用無機高傳熱速率技術，使上述 -199- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
k 562854 A7 B7 五、發明説明（197 ) 的熱量交換能高效率地進行。 為了節省燃料，提高加熱爐熱效率，需對進入加熱爐 的空氣進行預熱。通常是利用高爐排出的高漫煙氣與冷 空氣進行熱交換來實現空氣預熱的目的。 現有的預熱器基本上是列管式換熱器，它的缺點是熱 效率低，為使空氣達到規定的溫度，就必須增大換熱器 的體積，另外積存在換熱器内的煙灰也不易清除。 本實施例的目的在於提供一種熱效率高、體積小、煙 塵易清除的空氣預熱器。 本實施例的要點是利用無機高傳熱速率元件進行熱量 交換。 糠醛精製加熱爐聯合空氣預熱器由一個箱體組成，箱 ft為一個框形結構，管箱中部由中間管板將其分成左右 兩上腔體，無機高傳熱速率管通過中間管板上的開孔貫 穿其左右，並靠密封法蘭將左右兩腔隔離，右腔為冷 端，通過空氣，左腔為熱端，通過煙氣。無機高傳熱速 率管的兩端靠兩個與中間管板平行的左右管板支撐。在 示意圖中空氣腔上部設空氣進口接管2564，下方設空氣出 口接管2565，煙氣腔下方設煙氣入口接管2566，上部設煙 氣出口 2567(圖5Z0J)。無機高傳熱速率管主要由金屬管 2568(圖5ZPJ)及管壁外設翅片2569(圖5ZPJ)的無機高傳熱 速率管，每根高傳熱速率管與管板之間均設有密封法蘭 -200- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 裝 訂
k 562854 A7 B7 五、發明説明（198 ) 2570(圖 5ZPJ)。 為保證無機高傳熱速率管的正常運行，無機高傳熱速 率管束空氣腔一侧要高於煙氣腔一侧。煙氣腔中設有吹 灰管2571(圖5ZNJ)，其位於煙氣腔中的端頂封閉，管壁上 設有若干吹氣通孔，位於煙氣腔外的吹氣管接口 2567(圖 5ZOJ)可與外部壓縮空氣管相連。管壁上内設保溫層 2572(圖 5ZNJ)。 其工作過程是：位於煙氣腔内的無機高傳熱速率管 束，它們將煙氣攜帶的熱量回收後，由位於空氣腔内的 無機高傳熱速率管束釋放給空氣，使之溫度升高。 實施例72 如圖5ZNK，5ZOK，5ZPK，為一種無機高傳熱速率煉油 廠常減壓加熱爐聯合空氣預熱器。本實施例是一種利用 煉油廠常減壓裝置加熱爐排放的高溫煙氣，使其進入該 加熱爐的聯合空氣預熱的裝置。它採用無機高傳熱速率 技術，使上述的熱量交換能高效地進行。 為了節省燃料，提高加熱爐熱效率，需對進入加熱爐 的空氣進行預熱。通常是利用高爐排出的高溫煙氣與冷 空氣進行熱交換來實現空氣預熱的目的。 現有的預熱器基本是列管式換熱器，它的缺點是熱效 率低，為使空氣達到規定的溫度，就必須增大換熱器的 體積，另外積存在換熱器内的煙灰也不易清除。 -201 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐）
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（1") 本實施例的目的在於提供一種熱效率高、體積小、煙 塵易清除的空氣預熱器。 本實施例的要點是利用無機南傳熱速率元件進行熱量 交換。 常減壓裝置加熱爐聯合空氣預熱器由一個箱體組成， 箱體為一個框形結構，管箱中部由中間管板將其分成左 右兩上腔體，無機高傳熱速率管通過中間管板上的開孔 貫穿其左右，並靠密封法蘭半左右兩腔隔離，右腔為冷 端，通過空氣，左腔為熱端，通過煙氣。無機高傳熱速 率管的兩端靠兩個與中間管板平行的左右管板支撐。空 氣和煙氣的流向是根據現場情況來確定。在附圖中空氣 腔底部設空氣進口接管2573(圖5Z0K)，上方設空氣出口 接管2574(圖5Z0K)，煙氣腔上方設煙氣入口接管2575(圖 5Z0K)，底部設煙氣出口接管2576(圖5Z0K)，無機高傳熱 速率管主要由金屬管2579(圖5ZPK)及管壁外設翅片 2580(圖5ZPK)無機高傳熱速率管，每根高傳熱速率管與管 板之間均設有密封法蘭2581(圖5ZPK)。 為保證無機高傳熱速率管的正常運行，無機高傳熱速 率管束空氣腔一側要高於煙氣腔一侧，煙氣腔中設有吹 灰管2582(圖5ZNK)，其位於煙氣腔中的端頂封閉，管壁 上設有若干吹氣通孔，位於煙氣腔外的吹氣管接口 2576(圖5ZOK)可與外部壓縮空氣管相連。管壁上内設保 -202- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（2Q〇 ) 溫層 2582(圖 5ZNK)。 本實施例的工作過程是：位於煙氣腔内的無機高傳熱 速率管束，它們將煙氣攜帶的熱量回收後，由位於空氣 腔内的無機高傳熱速率管束釋放給空氣，使之溫度升 高。 能源收集系统加热之應用 以下各實施例73至87係用於例示本發明之熱傳元件於 能源收集系統領域加熱功能之應用，例如在用於太陽能 收集設備，地熱收集設備，具體的設備包括太陽能熱水 器、太陽能熱風器、太陽能集熱管、板式太陽能集熱 器、地溫採熱設備熱、地熱蒸汽鍋爐、地熱水溫水交換 器、地熱水空氣加熱器、高傳熱速率地熱發電系統、高 傳熱速率低溫地熱取暖供熱系統、高傳熱速率太陽能蓄 熱建築取暖系統、陽臺用高傳熱速率太陽能熱水器、高 傳熱速率平板型太陽能熱水器、熱傳介質貯熱器、高傳 熱速率板式太陽能集熱器等。 實施例73 根據本發明，提供了一種太陽能熱水器。如圖6A所 示。其包括雙層真空集熱玻璃管604、水箱（耐壓）607、無 機高傳熱速率元件611，其中真空玻璃管内壁601作為集熱 層，無機高傳熱速率元件611經吸熱板如6J形吸熱铭薄板 614與雙層真空集熱玻璃管604内表面緊密接觸，其一端進 -203- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）
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k 562854 A7 B7 五、發明説明（2Q1 ) 入水箱中，從而將太陽能轉化為熱能。 具體地說，雙層玻璃真空集熱管604通過真空玻璃管内 壁集熱層601實現集熱作用，達到300t左右的高溫，無機 高傳熱速率管元件611通過U形吸熱鋁薄板614與雙層玻璃 真空集熱管604内表面緊密接觸。無機高傳熱速率管元件 611的少量露出部分插入耐壓水箱607中，接頭部分使用防 水留閉閥612進行防水螺紋連接。耐塵:水箱607為炎層結 構，夾層中填充保溫材料610，並且在其底部裝有安全閥 門609，防止水箱内水過熱產生壓力蒸汽可能造成的爆炸 畜故。名耐懕皮箱607的廢韶雨公別势W進出皮口 6〇8釦 606，通過其他管道與冷水源利用水點連通。如有必要， 耐壓水箱内也可設置水溫感測器、水位感測器和電加熱 元件，這樣即使該熱水器用在日照時間不長地區時仍然 通過電加熱補充熱量，實現充足的熱水供應。根據安裝 位置的不同，可以設計出不同的水箱支架613和集熱管支 架603。在成組的無機高傳熱速率雙層玻璃真空集熱管604 的下方，設置一個反射板605，通過反射作用可以使太陽 光得到最大限度的利用。 實施例74 根據本發明，還提供了一種太陽能熱風器（見圖6Β)， 其包括太陽能集熱段622和空氣加熱段616二個主要部分。 太陽能集熱段622由内部裝有管式無機高傳熱速率元件623 -204- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐）
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k 562854 A7 B7 五、發明説明（2Q2 ) 的多組真空集熱管619和弧型拋光反射板620組成，空氣加 熱段616為插入管式無機高傳熱速率元件的箱式結構，空 氣從一侧進入617，另一侧615流出。太陽的輻射能通過無 機高傳熱速率元件623由真空集熱管619收集，從太陽能收 集段再傳給空氣加熱段616的空氣。 無機高傳熱速率太陽能熱風器在結構上可以組合為一 個整體，稱為整體式結構。下部為太陽能集熱段622，上 部為空氣加熱段616，二段之間由隔板隔開。整個熱風器 可以傾斜擺放在陽光充足的地方，集熱與加熱同時同地 進行，冷空氣由空氣風機提供，熱空氣通過管道送向用 戶。考慮到空氣加熱段的傳熱係數較小，本發明在無機 高傳熱速率管外部還可設有肋片以增大加熱面積。 當場地限制熱風器不能整體擺放時，可以將太陽能段 622和空氣加熱段616分開設置，也就是把熱風爐組合成分 體式結構。即太陽能集熱段622可單獨擺放在陽光充足之 處，空氣加熱段616則可放在更高處的室内。二者之間靠 無機高傳熱速率元件623的快速傳熱和較高的均溫特性而 銜接起來，外部保溫，稱為絕熱段625。太陽能集熱段622 接收的熱量迅速傳向遠距離的空氣加熱段616，空氣風機 送入的冷空氣在通過加熱段的無機高傳熱速率元件623時 被加熱，然後通過管道送向用戶。空氣風機可根據現場 狀況儘量放在靠近空氣加熱器的地方以減少阻力，同樣 -205- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 裝 訂
線 562854 A7 B7 五 、發明説明（2(33 空氣侧的無機熱傳元件623外側仍設有肋片。 實施例75 本發明還提供一種無機高傳熱速率太陽能真空集熱 管，見圖6C。它是接收太陽輻射能的專用設備，它是太 陽能利用裝置的一部分，稱為集熱段626。它由一排插入 無機高傳熱速率元件並附有集熱凸片628的真空管束和弧 型拋光反射板集合而成。真空管630由特殊的玻璃製成； 無機高傳熱速率元件為管式結構，材質為銅，對無機高 傳熱速率元件而言，插入真空集熱管的一端是受熱段 629，另一端則稱為冷卻段624，它延伸至太陽能利用裝置 的另一部分-受熱段625。將真空集熱管束也就是太陽能利 用裝置的集熱段626傾斜擺放在充足的陽光下，太陽的輻 射熱就可以透過最外層的真空管被插入内部的無機高傳 熱速率元件629吸收。由於該元件具有傳熱性能好、均溫 性高的特點，可以將所接收的熱能迅速傳遞到太陽能利 用裝置的受熱段625。 管式結構的集熱器，不僅對來自太陽不同方向的輻射 光線具有較強的跟蹤能力和較強的接收效率，而且由於 無機高傳熱速率元件的加入，集熱段626接收的熱能能夠 迅速傳遞到受熱段625，使所接收熱能的利用率大為提 高。同時集熱凸片633和弧型拋光反射扳的應用還可將未 被無機高傳熱速率元件直接吸收的光線再次反射到管壁 -206- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
裝 訂 線 562854 A7 B7 五、發明説明（2Q4 ) 而被二次吸收，進一步提高了太陽能的接收效率。另外 無機高傳熱速率元件採用無管芯的重力式結構，當加熱 端溫度低於冷卻端時具有自鎖定功能。 另外，在無機高傳熱速率元件冷卻端可帶有肋片645以 及時將熱量傳遞給冷源。 實施例76 根據本發明的另一種實施方案，提供了 一種板式太陽 能集熱器644，見圖6D。它是接收太陽能的專用設備，一 般作為太陽能利用裝置的集熱段。它由一塊中空形狀（如 矩形）其間填裝無機高傳熱速率介質643的腔體構成。為了 使集熱器最大限度地接收來自不同方向的太陽輕射光 線，提高其太陽光線跟蹤能力，其射線接收面642可以由 平面過度到弧面。將該板式集熱器644斜放在太陽的輻射 光線下可以直接接收太陽的輻射光線並轉化為熱能。 通常，太陽能利用裝置是集熱段和受熱段直接相連， 二段之間由隔扳隔開，這種結構稱為整體式結構，此時 太陽能的利用效率主要取決於熱能的接收和散發換熱過 程。有時，由於特殊要求集熱段和受熱段必須相隔一段 距離，此時需要進行熱能較遠距離的輸送。本發明由於 無機高傳熱速率元件的應用可使這種分開設置的要求得 以實現，即在集熱段和受熱段之間增加一排與之相通的 無機高傳熱速率管作為熱能傳輸媒介。 -207- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（2Q5 ) 實施例77 本發明的無機高傳熱速率元件還可用於地溫熱量採集 設備。地熱形式多種多樣，如海水，河水。溫泉等熱量 的採集，由於回水是流動的，或是熱量可快速補充的， 其熱源連續給熱能力較強，傳熱係數較大，熱量採集設 備結構形式較為簡單，採集段僅由多個直管型無機高傳 熱速率單體元件組合的管束組成，該段即為無機高傳熱 速率元件的加熱端629。將其插入流動的水中，溫水的熱 量即可通過元件迅速傳遞到遠距離的受熱段625。地熱利 用的受熱段即為無機高傳熱速率元件的冷卻端624。當熱 能輸送距離較遠時，無機傳熱元件可相應延長增加一個 絕熱段630，對無機傳熱元件而言為輸送端。只要將該段 良好保溫就不會產生熱量損失，傳熱效率不會受到影 響。見圖6E(a) 如果是土壤採熱，其熱源的連續給熱能力較弱，傳熱 係數也較小，地熱採集設備的加熱端無機高傳熱速率元 件629就需要在溫水採集設備的基礎上再增加土壤傳熱肋 片 645。見圖 6E(b)。 實施例78 本發明還提供一種無機高傳熱速率地熱蒸汽發生器系 統，見圖6F，其主要由熱井或油氣廢井632、無機高傳熱 速率分離式換熱器633、儲罐634、蒸汽發生器635、安全 -208- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 562854 A7 B7 五、發明説明（2Q6 ) 閥609、液面計636、進水口 637等組成。無機高傳熱速率 分離式換熱器的安裝方式之一是：一組位於熱井或油氣 廢井内，為加熱端；一組位於儲罐内，為冷卻端，彼此 用連通管線連接。由儲罐、蒸汽發生器635、安全閥609、 液面計636、進水口 637構成仿蒸汽鍋爐系統，儲罐内的水 加入某種溶質後，變為低沸點液體，該液體被加熱後蒸 發，產生低壓蒸汽。低壓蒸汽經過汽包絲網除沫器進入 蒸汽輸送管線，供用戶使用。 實施例79 本發明還提供了 一種無機高傳熱速率地熱水溫交換 器，見圖G。其包括三個部分：集熱段626、絕熱段630和 受熱段625。在集熱段626，無機高傳熱速率元件加熱端 629由水源中吸取熱能；在絕熱段630上述的熱能經輸送端 63 1輸往受熱段625。在受熱段625，無機高傳熱速率元件 冷卻端624將熱能傳遞給與之接觸的冷源如冷水。 實施例80 本發明還提供了一種無機高傳熱速率地熱水空氣加熱 器，見圖6H。採用本發明的無機高傳熱速率元件由熱源 中如地熱中吸取熱能，傳遞給冷空氣將其加熱成為熱空 氣。 本發明中，地熱水利用的受熱段6 2 5就是地熱水空氣加 熱器，無機高傳熱速率元件必須在加熱器中將熱量傳遞 -209- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（2Q7 ) 給進入加熱器的冷空氣。該受熱段625即為無機高傳熱速 率元件的冷卻端624。由於空氣與無機高傳熱速率元件的 對流給熱係數比較小，所需的加熱面積很大，因此本發 明可將無機高傳熱速率元件的冷卻端增設了肋片。當冷 空氣吹過帶有肋片的無機高傳熱速率元件時，接收熱量 溫度升高，從另一端排出送向用戶。 實施例81 本發明的熱傳元件可用於能源收集系統、特別是無機 鬲傳熱速率地熱發電系統。如圖61所示的無機高傳熱速率 地熱發電系統包括無機高傳熱速率分離式換熱器650、熱 井或油氣廢井651、蒸發器652、膨脹泵653、壓縮機654、 冷凝器655、循環泵656、冷凝器657和汽輪機發電機組 658。所述無機高傳熱速率分離式換熱器為所述無機高傳 熱速率地熱發電乐統的關鍵設備’主要用於所述無機南 傳熱速率地熱發電系統地下熱源的能量收集和傳遞，其 可將大量的熱通過很小的面積遠距離傳輸而無需外加動 力，運行安全可靠。 無機高傳熱速率分離式換熱器651的安裝為一組位於熱 井或油氣廢井651内，為加熱端；一組位於蒸發器652内， 為冷卻端，彼此用連通管線連接，熱井或油氣廢井651内 的熱量被不斷地傳送到蒸發器652内。由蒸發器652、冷凝 器655、壓縮機654、膨脹閥653組成的回路構成熱泵系 -210- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐）
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AT B7 五、發明説明（2Q8 ) 統，由熱泵系統中的冷凝器655、汽輪機發電機組658、冷 凝器657和循環泵656組成的回路構成低沸點介質的循環發 電系統熱泵系統内的液體通過蒸發吸熱、冷凝放熱的循 環將冷凝器内的液體加熱。熱泵系統内的冷凝器655内採 用低沸點介質，它相當於低沸點介質鍋爐，其產生的蒸 汽通過管路進入汽輪機發電機組，推動汽輪機運轉發 電。 本實施例的無機高傳熱速率地熱發電系統的優點是： 有效利用地熱，有利於環境保護，節約能源；所述無機 高傳熱速率元件具有單向傳熱性，即熱量只能從加熱段 傳向冷卻段，而不能反向；熱泵的使用為低溫地熱的開 發提高了途徑；採用低沸點介質循環發電系統有效利用 了低品位的熱量。 實施例82 本發明的熱傳元件可用於能源收集系統、特別是無機 高傳熱速率低溫地熱取暖供熱系統。如圖6J所示的無機高 傳熱速率低溫地熱取暖供熱系統包括熱井或溫泉659、無 機高傳熱速率分離式換熱器660、蒸發器661、壓縮機 662、冷凝器663、膨脹泵664、高位熱水槽665、噴頭666、 水管667和戶内供暖系統668。所述無機高傳熱速率分離式 換熱器為所述無機高傳熱速率低溫地熱取暖供熱系統的 關鍵設備，主要用於所述無機高傳熱速率低溫地熱取暖 -211 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）
訂 線 562854 A7 B7 五、發明説明（ 209 ) 供 熱 系 統地 下熱源 的能 量收集 和傳 遞，其 可將 大 量 的 妖 通過很 小的 面積遠』 Ϊ巨離1 專輸而無需外加動力 〇 無 機 南傳 熱速率 分離 式換熱 器660的熱端 和冷端 相 互 分 開 J — 組位 於熱井 或溫 泉659内 ，為 加熱端 y 組 位於 蒸 發 器 652 内， 為冷御 〖端， 具體方 位可 根據現 場實 際 情 況 靈 活 配 置 。3丸 端和冷 端兩 者之間 通過 上升管 和下 降 管 彼 此 連 接 成 一個 循環回 路。 熱井或 溫泉 内的熱 量被 不 斷 地 傳 送到 蒸 發器 661 内， 將水 加熱而 無需 外加動 力就 實 現 了 熱 量 的 遠 距離 傳遞。 該換 熱器對 水質 無污染 ，運 行 安 全 可 責 Γ- 〇 由 蒸發 器 661、 冷凝 器 663、 *厭綠嫵 、膨脹丨 間664組 成 的 回 路構成熱泵 系統 ，使低 溫熱 水通過 蒸發 吸 熱 、 冷 凝 放 敖 的循 環而被 加熱 。加熱 的熱 水再由 泵輸 送 到用 戶 供 暖 系 統、 用戶供 水系 統，以 滿足 人們對 採暖 熱 水 的 需 求 0 本 實 施例 的無機 高傳 熱速率 低溫 地熱取 暖供 熱 系 統 的 優 點 是 :有 效利用 地熱 ，有利 於環 境保護 ， 即 約 能 源 ， 所 述無 機高 傳熱速 率元 件具有 單向 傳熱性 ，即 熱 量 只 能 從 加 熱 段傳 向冷卻 段， 而不能 反向 ，熱栗 的使 用 為 低 溫 地 熱 的 開發提高了途徑< 3 實 施 例 83 本發 明的 熱傳元 件可 用於能 源收 集系統 、特 別 無 機 南 傳 埶 速率 太陽能 蓄熱 建築取 暖系 統。如 圖6K所 示 出 的 -212- 訂 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
線 562854 A7 B7 五、發明説明（21〇 ) 無機高傳熱速率太陽能蓄熱建築取暖系統包括戶内供暖 系統669、太陽能集熱器670、貯罐671、蓄熱器672、熱泵 673。太陽能集熱器670是所述無機高傳熱速率太陽能蓄熱 建築取暖系統的關鍵設備，為了保證無機高傳熱速率元 件的正常運行，太陽能集熱器要傾斜安裝，即位于水侧 的冷卻段要高於位於陽光一侧的加熱段，整個太陽能集 熱器向下方的傾斜角約等於當地的緯度。 太陽能集熱器670可以呈圖6L所示的管式形狀或呈圖6 Μ 所示的板翹式形狀。圖6L所示的管式太陽能集熱器包括管 夾674、無機熱傳管6?5、加熱段676、集熱板677、保溫層 678、底板679和冷卻段680。圖6Μ所示的板翹式太陽能集 熱器包括保溫層681、翅片板682、隔板683、法蘭684、冷 卻段685和加熱段686。 太陽能集熱器670的加熱段外表面塗有選擇性材料或内 表面上鍍上一層金質的反射鏡面，冷卻段傳熱貯罐内水 中，當陽光照射到加熱段上時，塗層或隔板吸收太陽的 輻射熱把熱量通過介質傳到冷卻段，將貯罐内的水加 熱。熱水由泵輸送到蓄熱罐内蓄熱，當用戶需要時，由 壓縮式熱泵輸送到戶内供暖系統中。整個系統還需配置 顯示水位、水溫儀錶，自動上水、停水、缺水報警儀錶 等，使使用更方便。 圖6L所示的管式太陽能集熱器的特點是：在無機高傳 -213- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐）
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562854 A7 B7 五、發明説明（211 ) 熱 速 率管和集熱板上塗選擇性材料來吸收太陽 的輕 射 敎 集熱板採用L型結構可以吸收被反射部分的陽 光， 這 樣 集 熱板能夠吸收幾乎全部入射 的太陽光。集熱 板與傳 敎 元 件緊密連接，太陽能通過集 熱板、傳熱元件 傳送 給 被加 熱介質。 圖 6M所示的板翹式太陽能集熱 器的特點是：無 機南 傳 4k 速 率元件採用板翹式，當陽光 照射到翹板上時 ，通 過 板 想 穿過被加熱介質，其熱阻小， 傳熱效果好。 本 實施例的無機高傳熱速率太 陽能蓄熱建築取 暖系 統 的 優 點是：有效利用太陽能，有 利於環境保護， 節約 能 源 ， 熱效率高，容量大，安裝方 便、靈活；無機 高傳 熱 速 率 元件具有單向傳熱性，即熱 量只能從加熱段 傳向 冷 卻 段 ，而不能反向。因此，當夜 晚外界溫度低於貯罐 内 溫 度 時，熱量不會從貯罐通過元件散失到外部 環境 中 去 無機高傳熱速率介質可在低 溫下工作，所以 在寒冷 的 季 節不會因溫度過低而凍破元 件；每根傳熱元 件都 是 獨 立 工作的，如有損壞可以更換 ，而與系統無關 ，所 以 維 修 方便，使用壽命長；利用蓄熱器蓄熱，減 小因 季 /r^r 即 、 陽光等因素引起的溫度波動 ;並有效防止貯 罐運 行 時 出 現凍結現象；保溫層採用整 體聚氨酯發泡， 保溫 效 果好 〇 實 施 例84 -214- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇X 297公釐)
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（212 ) 本發明還提供一種陽臺用無機高傳熱速率太陽能熱水 器，見圖6N。真空玻璃管吸收太陽能並將其熱轉換為熱 能後通過鋁片傳給經無機高傳熱速率管675，無機高傳熱 速率管675受熱後介質迅速將熱能傳給水管内的自來水 696，將其加熱。水管外加有保溫層6 8 1以防止熱能損 失。經加熱的水可以進入貯水器687中備用。 實施例85 本發明還提供了一種平板型太陽能熱水器，見圖60。 這種熱水器要傾斜安裝，即住于水侧的冷卻段要高於位 於陽光一侧的加熱段，整個太陽能熱水器向下方的傾斜 角度約等於當地的緯度。 平板型太陽能熱水器，其加熱段676外表面塗有選擇性 材料或内表面鍍上一層金質的反射鏡面，冷卻段680插入 貯罐内水中，當陽光照射到加熱段676上時，塗層或隔板 683吸收太陽的輻射熱把熱量通過介質傳到冷卻段680，將 貯罐内的水加熱，熱水通過溫差的作用自然循環。平板 型太陽能集熱器的特點：當陽光照射到翅板682上時，通 過板翅傳給被加熱介質，其熱阻小，傳熱效果妤。 實施例86 本發明還提供了一種無機高傳熱速率介質貯熱器，見 圖6P。該貯熱器由翅片熱管689，塑膠法蘭蓋690、絕熱外 套691、内膽貯熱器692、外壁693、内壁694和貯熱介質695 -215- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
装 訂 線 562854 A7 B7 五、發明説明（213 ) 構成。帶有翅片的熱管689通過塑膠法蘭蓋690插入内膽貯 熱器692的内壁694中，塑膠法蘭蓋690是密封管口和固定 熱管的部件，絕熱外套691在内膽貯熱器692的外壁693 上，絕熱外套691採用塑膠或纖維板製成，内膽貯熱器692 採用纖維玻璃或陶瓷材料製成，在貯熱器内裝有貯熱介 質695。當貯熱時，把熱管介質貯熱器放在具有熱源的地 方（太陽熱源、餘熱熱源、燃氣爐等），葉片熱管吸收熱 量，熱量經翅片熱管689，把内膽中的貯熱介質695加熱， 貯熱介質695發揮潛熱效應，把熱能貯存在内壁694中的貯 熱介質695中，然後把熱管689取出密封管口，貯熱待用。 當需要熱量時，把翅片熱管689插入内膽貯熱介質695中， 内膽中的熱量翅片熱管689導出。加熱、貯存、釋放熱量 反復進行，就可達到貯熱節能之目的。 實施例87 本發明還提供一種無機高傳熱速率板式太陽能集水 器，見圖6Q。 太陽能利用裝置的受熱段625為受熱物質的熱量接受 段，受熱物質可以是氣體，可以是液體，也可以是固 體。用於空氣加熱的裝置稱為熱風器，產生的熱風可以 作為冬季家庭取暖的熱源或在工業生產上需要的乾燥介 質；用於水加熱的裝置稱為溫水交換器，得到的溫水可 以用作洗澡、洗衣，採暖等，該熱量亦可以作為海水淡 -216- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（214 ) 化的熱源等。為了使受熱段625的熱量能夠迅速傳遞到受 熱物質，受熱段625的無機高傳熱速率管的外壁根據需要 可以加設肋片以增加傳熱面積·。另外無機高傳熱速率元 件系採用無管芯的重力式結構’在夜晚或陽光較弱，加 熱端溫度低於冷卻端的情況下，元件能夠自動停止工 作，不會出現逆向傳熱損失，因此，分體式可遠距離輸 送的無機高傳熱速率型板式太陽能集熱器與整體式相比 起具有幾乎相同的熱效果。 機電設備加熟之應用 以下各實施例88至95係用於例示本發明之熱傳元件於 機電設備領域加熱功能之應用，例如在用於高傳熱速率 電力鍋爐暖風機、電熱高傳熱速率加熱反應器、蒸汽高 傳熱速率加熱反應器、等溫外延爐、電熱水暖系統、高 傳熱速率塑膠包裝熱封機、高傳熱速率燃氣熱水鍋爐、 以及高傳熱速率燃氣熱水器等。 實施例88 本發明的熱傳元件可用於機電設備，特別是無機高傳 熱速率電力鍋爐暖風機。如圖7A所示的無機高傳熱速率 電力鍋爐暖風機包括接口法蘭701、無機高傳熱速率管束 702、蒸汽室703、外殼704、疏水器705、冷凝液出口閥706 和蒸汽入口閥707等。所述無機高傳熱速率管束702分為兩 段，一端為加熱端，位於蒸汽侧，一端為放熱端，位於 -217- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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線 562854 A7 B7 五、發明説明 ( 215 ) 空 氣側 且 採 用 錯 列 佈 置 方 式 。無機高傳熱速率管2 的 加 埶 端 為 光 管 y 放 散 # ' * > 端 有 翅 片 0 所 述無 機 高 傳 速 率 電 力 鍋 爐 暖 風 機 的 熱 源 為 蒸 汽 冷 源 為 空 氣 其 具 有 相 互 獨 立 的 空 氣通道和 蒸 ;气通道 0 本 實 施 例 的 機 高 傳 教 速 率 電 力 鍋 爐 暖 風 機 的 優 點 是 傳 埶 元 件 本 身 具 有 内 壓低 N 傳 敖 Ό、 效 率 南 Λ 啟 動 速度 快 、 極 限 傳 孰 能 力 大 無 污 染 等 優 點 〇 其 次 y 由 於 空 氣侧 可 以 實 現 肋 化 y 大 大 強 化 了 傳 熱 過 程 J 並 採 用 純 逆 流 換 4k 方 式 > 提 向 了 對 數 平 均 溫 壓 J 因 此 它 的 傳 熱 係 數 很 高 0 本 實 施 例 的 機 傳 熱 率 電 力 鍋 爐 暖 風 機 用 在 電 站 鍋 爐 的 冷 空 氣 加 敎 上 ， 具 有 結 構 簡 單 X 體 積 小 、 換 熱 效 率 高 Λ 使 用 壽 命 長 等 特 點 0 本 實 施 例 的 無 機 高 傳 埶 速 率 電 力 鋼 爐 暖 風 機 充 分 體 現 了 高 效 /r/r 即 能 的 換 4k 模 式 J 從 根 本 上 /rAr 即 省 了 能 源 〇 實 施 例 89 本發 明 的 熱傳 元 件 可 用 於 機 電 設 備 特別 電 熱無 機 高 傳 埶 速 率 加 熱 反 應 器 〇 在 某 些 吸 熱 化 學 反 應 過 程 中 J 對 反 應 過 程 中 不 同 階 段 的 溫 度控 制 要 求 較 南 7 即 溫 度控 制 過 程 中 傳 熱 元 件 的 靈 敏 度 要 高 ， 均 溫 性 要 好 0 本 實 施 例 的 熱 ML 機 南 傳 敎 速 率 加 熱 反 應 器 正 是基 於 無 機 高 傳 熱速 率 元 件 的 這 一 特 性 設 計 而 成 ’ 有 效 地 解 決 了 精 細 化 學 過程 中 的: 溫, 复控制問題( 0 -218- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐)
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（216 ) 如圖7B所示的電熱無機高傳熱速率加熱反應器包括反 應釜708、電控箱709、支架710、電熱系統711、無機高傳 熱速率管712、反應溶液713和蓋板714，其中加熱系統包 括無機高傳熱速率管712和電熱系統711。在精細化工過程 中，各個階段對溫度的要求都有嚴格的區分。在事先設 計好的反應程序控制程式中，對各個不同反應階段的溫 度控制都設有不同的控制指令。控制指令通過電控箱709 控制電熱系統711的輸出功率，電熱系統711輸出的熱量通 過無機高傳熱速率管712均勻地傳向反應爸708中的反應溶 液713，使反應液的溫度控制在一定的變化範圍内。不同 反應階段之間的溫度變化是個突變過程，無機高傳熱速 率管傳熱過程中的熱阻可忽略不計，因此其對溫度突變 的適應能力很強。 本實施例的電熱無機高傳熱速率加熱反應器的優點 是：系統適應溫度的快速變化，靈敏度高；系統的均溫 性能好，對溫度的控制能力強；系統實現隔離控制加 溫，安全性能優越。 實施例90 本發明的熱傳元件可用於機電設備，特別是蒸汽無機 高傳熱速率加熱反應器。該實施例中的蒸汽無機高傳熱 速率加熱反應器的工作原理類似於前實施例中所述的電 熱無機高傳熱速率加熱反應器的工作原理。 -219- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（217 ) 如圖7C所示的電熱無機高傳熱速率加熱反應器包括反 應釜715、流量控制器716、支架717、翅片718、蒸汽通道 719、無機高傳熱速率管720、反應溶液721和蓋板722，其 中加熱系統包括無機高傳熱速率管720和蒸汽換熱系統， 蒸汽換熱系統包括流量控制器716和蒸汽通道719。 在精細化工過程中，各個階段對溫度的要求都有嚴格 的區分。在事先設計好的反應程序控制程式中，對各個 不同反應階段的溫度控制都設有不同的控制指令。控制 指令通過控制系統作用於蒸汽流量控制器716，蒸汽在通 過蒸汽通道719時，與無機高傳熱速率管720充分交換熱 量，隨後熱量通過無機高傳熱,速率管720均勻地傳向反應 釜715中的反應溶液721，使反應液的溫度控制在一定的變 化範圍内。不同反應階段之間的溫度變化是個突變過 程，無機高傳熱速率管傳熱過程中的熱阻可忽略不計， 因此其對溫度突變的適應能力很強。 本實施例的蒸汽無機高傳熱速率加熱反應器的優點與 前實施例中所述的電熱無機高傳熱速率加熱反應器的優 點基本相同。
實施例9 I 該實施例為使用本發明的無機高傳熱速率元件而製成 的等溫外延爐。 如圖7D所示，本發明的等溫外延爐為同心管結構，内 -220- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（218 ) 外管之間的間隙填充無機高傳熱速率介質，使用時，將 該處延爐置於加熱器内，在外延爐膛内即可得到等溫精 度高的溫度分佈。 本發明的等溫外延爐等溫精度高，升溫速度快，操作 簡便。 實施例92 該實施例為使用本發明的無機高傳熱速率元件而製成 的電熱水暖系統。 如圖7E所示，本發明的無機高傳熱速率電熱水暖系統 由電加熱器、無機高傳熱速率元件散熱片等部分組成。 本發明的無機高傳熱速率元件為管束結構，管束下部是 連通的，類似于常規列管式換熱器的管板結構，管束表 面可根椐實際使用地區的水質情況採用特殊塗層處理以 免水垢的形成，貯水槽與無機傳熱元件之間用法蘭連接 方式，便於製造也便於維修。 本發明的電熱水暖系統起動迅速，電熱轉達效率高， 且結構簡單，運行可靠。 實施例93 本發明的熱傳元件可用於機電設備、特別是無機高傳 熱速率塑膠包裝熱封機中。如圖7F所示的無機高傳熱速率 塑膠包裝熱封機包括上熱封塊731、無機高傳熱速率元件 732、電加熱器733、塑膠包裝材料734、熱封合面735和下 -221 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
線 562854 A7 B7 五、發明説明（219 ) 熱封塊736。本實施例的無機高傳熱速率塑膠包裝熱封機 的核心部件是放置在電加熱器内的若干支無機高傳熱速 率元件，這些無機高傳熱速率元件的引入使得上、下熱 封塊在長度方向能保持良好的均溫性，而且增大了熱封 塊的熱容量，能提高熱封強度。另外，這種結構的熱封 塊在溫度控制與調節上也很便利。 本實施例的無機高傳熱速率塑膠包裝熱封機的優點 是：i .熱封強度高；2 .適用範圍廣；3 .操作簡便，運行 可靠。 實施例94 本發明的熱傳元件可用於機電設備、特別是無機高傳 熱速率燃氣熱水鍋爐。如圖7G和7H所示的立式無機高傳 熱速率燃氣熱水鍋爐包括鍋筒737、對流煙道738、爐膽 739、燃燒器接口 740、熱水出口 741、對流段無機高傳熱 速率管742、輻射段無機高傳熱速率管743、煙氣出口 744、水進口 745和爐底746，各部件之間焊接連接。 該鍋爐的工作原理為，在燃燒器接口 740處安裝的燃氣 燃燒將燃氣和助燃空氣噴入由爐膽739、對流煙道738的下 底板，輻射段無機高傳熱速率元件743和爐底746組成的爐 膛内燃燒，將燃氣的化學能轉化為高溫煙氣的熱能，高 溫煙氣主要以輻射傳熱方式將其部分熱能經輻射段無機 高傳熱速率元件743和爐膽739和對流煙道738的下底板傳 -222 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)
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k 562854 A7 B7 五、發明説明（22〇 ) 給鍋爐内部的水；經爐腔内輻射換熱的高溫煙氣進入對 流煙道738，在流經對流煙道738時，主要以對流傳熱方式 將其部分熱能經對流段無機高傳熱速率元件742和對流煙 道738壁面傳給鍋爐内部的水，最後經煙氣出口 744排入煙 囪。 其中的輻射段無機高傳熱速率元件743和對流段無機高 傳熱速率元件742的傳熱過程。高溫煙氣以輻射或對流形 式將熱量傳給無機高傳熱速率元件煙氣側外表面，以傳 熱形式傳給其内表面，内表面得到熱量後溫度升高，將 元件内部的無機傳熱介質激發，無機傳熱介質將熱量迅 速傳給水側内表面，元件内表面以傳熱形式經管壁傳給 水侧外表面，外表面以對流傳熱形式傳給水。 水從鍋爐下部的進水口 745進行鍋爐，加熱後經熱水出 口 741送出。 本實施例的無機高傳熱速率燃氣熱水鍋爐可採用臥式 結構和其他結構配置形式。 本實施例的無機高傳熱速率燃氣熱水鍋爐的優點是：1 . 一旦管壁損壞，冷熱介質相互泄漏，鍋爐不必停爐修 理；2 .鍋爐結構緊湊；3 .不易結垢和堵塞，鍋爐效率穩 定；4 .水循環回路簡單，水循環穩定。 實施例95 本發明的熱傳元件可用於機電設備、特別是無機高傳 -223- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（221 ) 熱速率燃氣熱水器中。如圖71所示的無機高傳熱速率燃氣 熱水器包括煙囪747、水箱748、無機高傳熱速率管749、 翅片750、外殼板75 1、燃燒器752、燃氣進口 753、冷水進 口管754和熱水出口管755。水箱748採用壓形和焊接結 構，能夠承受〇.60Mpa工作壓力，翅片750穿在無機高傳熱 速率管749上，並用液壓或機械方式脹管，保證無機高傳 熱速率管749和翅片750連接的緊密性，無機高傳熱速率管 749的兩端伸入水箱，與水箱焊接，外殼7 5 1用嫘絲固定 在水箱748上，燃燒器752固定在外殼的内部。 衣實施例的無機高傳熱速率燃氣熱水器的要點是利用 無機高傳熱速率元件作為燃氣熱水器煙氣和水的換熱元 件。 該熱水器的工作原理為：配有自動控制和保護裝置的 燃燒器752將燃料氣的化學能轉變為高溫煙氣的熱能，高 溫煙氣流經由無機高傳熱速率管749和翅片750組成的換熱 元件，將熱量傳給換熱元件的外表面，換熱元件外表面 吸收到的煙氣熱量以傳熱的形式傳入無機高傳熱速率管 749的内表面，内表面得熱量後溫度升高，將無機高傳熱 速率管749中的無機傳熱介質激發，無機傳熱介質將熱量 迅速傳給無機高傳熱速率管的水侧内表面，内表面以傳 熱形式經管壁傳給外表面，外表面以對流形成傳給被加 熱的水。由此而實現熱水器的傳熱過程。 -224- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐）
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AT B7 五、發明説明（222 ) 本發明利用無機高傳熱速率元件作為熱水器的換熱元 件，高溫煙氣和水均在換熱元件的外部換熱，水側容積 較大，不會由於水侧換熱結垢而影響水的流通面積，而 且由於水在元件外部換熱，在熱水器啟停交替狀態下， 元件受熱膨脹，停用收縮，具有一定的自清垢能力，可 以保證熱水器長期高效換熱和洗浴的舒適度。 土木設施結構之加熱應用 以下各實施例96至99係用於例示本發明之熱傳元件於土 木設施結構領域加熱功能之應用，例如在用於道路加熱 系統、機場跑道加熱系統、太陽能浴池系統、以及盲管 加熱器等。 實施例96 在冬季，地處北方城市的機場、道路等經常被白雪覆 蓋，使得道路不平，路面發滑，嚴重地影響了飛機的起 降安全以及汽車和行人的通行安全，給人們的外出活動 帶來諸多不便。 可是，道路的冬季融雪具有融雪目標確定、融雪面積 廣、用熱數量大、傳熱效率低的特點，使用高品質的能 源則浪費較大，一般的加熱設施又不易操作，所以對於 道路的融雪而言，不論從設備的結構上，還是能源的合 理利用上，都存在難以解決的問題。千百年來，除特殊 需要外，人們主要是以笨重的人工鏟雪、機械鏟雪或自 -225- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 裝 訂
k 562854 A7 B7 五、發明説明（223 ) 然融化的方式除掉積雪，不僅勞動強度大、能耗高，而 且對陽光的強度、氣溫回升的依賴性較大，無法根據需 要實現融雪的人為控制。 眾所周知，地球内部的溫度隨著深度的增加而升高。 一般地中深度7米以上的土壤溫度一年四季幾乎不變，大 致等於當地的年平均氣溫，通常達到10- 14°C左右，可以 認為是比較理想的綠色環保型融雪熱源之一。本實施例 就是利用實施例2中製備的高傳熱速率熱傳元件的傳熱效 率高的特點，解決諸如機場跑道、公路、車道等道路冬 季融雪的問題，現以機場跑道為代表進行說明。 參考圖8A，根據本發明之機場跑道加熱系統分為集熱 段801、絕熱段802和受熱段803(即機場跑道）。其中，集 熱段801包括高傳熱速率熱傳元件加熱端807，絕熱段802 包括高傳熱速率熱傳元件輸送端805以及及其外面包圍的 絕熱保溫層806，而受熱段803包括高傳熱速率熱傳元件冷 卻端804。 深入土壤9中7 - 20米深的高傳熱速率熱傳加熱端807， 採集該地段處的熱源，由於本發明的高傳熱速率熱傳元 件傳熱非常快，以及絕熱段中絕熱保溫層806的作用，熱 量幾乎無任何損傷地經由絕熱段802輸送至受熱段803，由 此即可對機場跑道進行加熱，使雪融化。由於土壤與高 傳熱速率熱傳元件之間的傳熱係數較小，熱量採集比較 -226- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）
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562854 A7 B7 五、發明説明（224 ) 困難，可在加熱端808上增加肋片808予以補償。同樣，在 冷卻端804上也必須增加肋片，以有利於積雪的融化。 本實施例的積雪加熱系統具有以下優點： 1 .無燃料消耗，無資源浪費，可實現連續融雪過程； 2 .無運轉部件、無澡音，設備結構簡單、投資少，不需 維修； ❿ 3 .可進行遠距離的熱能輸送，熱損失小； 4.融雪自動進行，非人工作業管理，運行成本低； 5 .具有自鎖定功能，無逆向傳熱損失； 6 .無煙氣污染，不受氣候影響。 裝· 實施例97
線 本發明之另一實施例的加熱系統，參考圖8B，其與上 述實施例基本相同，其主要是由呈T形的高傳熱速率熱傳 元件812構成。具體而言，將多個T形高傳熱速率熱傳元 件812埋設在土壤813中，其中豎立的高傳熱速率熱傳元件 經由毛石層深入至地下7 - 20米處，而水平的高傳熱速率 熱傳元件沿跑道路面810鋪設。 實施例98 未來的生活社區崇尚綠色社區、環保社區，其標誌之 一就是能夠利用無污染並可再生的能源為生活所用。太 陽能就是這樣一種能源。合理地開發和利用太陽能，不 僅會帶來巨大的環境效益，而且還會帶來顯著的經濟效 -227- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格<210X 297公釐） 562854 A7 B7 五、發明説明（225 益。然後現有的太陽能集熱器都存在換熱效率低下的缺 陷。本實施例就是利用實施例2中製備的高傳熱速率熱傳 元件的傳熱效率高的特點’提供一種熱效率高而且安裝 方便的高傳熱速率太陽能浴池系統。 參考圖8C，W施例㈣傳熱速率太陽能浴池系統主 要由戶内供水系統814、太陽能集熱器815、貯水罐8丨6、 循環水㈣7和蓄水罐818組成。其中太陽能集熱器815是 本系統的核心部件，其可以是管式或板式的。 具體而t，參考圖8D(a)，Μ管式太陽能集熱器的示 意圖。孩太陽能集熱器主要由保溫層819和熱傳管⑵組 成，其中保溫層819和熱傳管822透過管夾825固定在一 起。熱傳管822分為加熱段82〇和冷卻段821，其中加熱段 820位於貯水罐外，而冷卻段821則插入貯水罐内。 參考圖8D⑻’板式集熱管倮溫層㈣、翅片板咖、隔板 827、和凸緣828組成，而且與上圖_樣分為加熱段和 冷卻段821。 加熱段820的表面塗有選擇性材料或内表面鍍上—層全 質反射鏡面。當陽光照射到加熱段82〇上時，塗層或：板 吸收太陽的輻射熱，並透過介質傳到冷卻段821中，由此 將貯水罐8财的水加熱。熱水由循環㈣817輸送到蓄水 罐818中。當用戶需要時，由循環水泵輸送到 > 内供水 系統814中。當然’本實施例的太陽能浴池系統還需要裝 -228- ΐ紙張尺度適财g| g家~^(CNS) Α4規格(21G χ挪么免-— --—__ 562854
配顯示水位和水溫的儀錶 儀錶等。 動上水、停水、缺水報警 參考圖8 E，為保證高傳教 — 门得或速率熱傳疋件的正常運行 於 太％能集熱器要傾斜安裝，g ^ 即位於水側的冷卻段要高 位於陽光侧的加熱段。 ° 本實施例的太陽能浴池加熱系統具有以下優點：
更有效地利用太陽能，有利於環境保護，並節約能 源； 2. 高傳熱速錢傳元件具有單向傳熱性，即熱量只能從 加熱段傳向冷卻段，而不能相反，因此當夜晚外界溫 度低於貯水罐内的溫度時，熱量不會從貯水罐透過元 件散失到外部環境中； 訂
3. 高傳熱速率介質可在低溫下工作，所以在寒冷的季節 不會夜晚溫度過低而凍破元件； 4 ·每根熱傳元件都是獨立工作的，如有損壞可單獨更 換，而與系統無關，所以維修方便，使用壽命長； 5.利用蓄水罐蓄積熱水，減小因季節、陽光等因素引起 的溫度波動，並有效防止貯水罐冬季運行時出現凍結 現象。 實施例99 本實施例提供一種利用實施例2中製備的高傳熱速率熱 傳元件的盲管加熱器。在寒冷季節（或地區）的工廠管道介 -229- 本紙張尺度適用中ϋ S家標準(CNS) A4規格(2i〇x 297公复厂 ----------- 562854 A7 B7 五、發明説明（227 ) 質輸送中，將盲端（即不流動且存液管道）部分利用周邊熱 源，將熱源透過該加熱器傳入冷（或滚凝）的盲端，以達到 盲端處於可流通狀態，保證生產的正常運行。 參考圖8 F和8G，本實施例的高傳熱速率盲管加熱器是 由兩組彎形循環聯接的熱傳元件及傳熱泥組成。根據具 體的情況，將合適管徑及長度的熱傳元件與設計管道貼 緊並彎曲至不流動的盲管處，再用傳熱泥將熱傳元件與 設計管道及盲管固定並捆紮，然後用外保溫材料將固定 完全包住。 乾燥裝置之加熟應用 以下各實施例100至107係用於例示本發明之熱傳元件於 乾燥裝置領域加熱功能之應用，例如在用於原油加熱 器、儲油裝置加熱器、井口卸油罐原油加熱器、車載油 罐原油加熱器、運輸車用儲油罐加熱器、内換熱式井口 加熱器、電熱式原油加熱裝置、吸熱化學反應器、恒溫 浴槽、輸油管道原油加熱爐、化學反應釜、以及重油貯 罐加熱器等。 實施例100 在糧食、食品、蔬菜、木材、茶葉、化工產品的乾燥 中，通常需要不同溫度、不同品質的熱空氣。這些熱空 氣通常由低壓蒸汽間接加熱提供，或由熱風爐直接加熱 提供。無論是以鍋爐蒸汽間接加熱還是以熱風爐直接加 -230- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)
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562854 A7 B7 五、發明説明（228 ) 熱形式獲得熱風，物料的乾燥過程都必須擁有乾燥箱、 熱風產生設備、輔助設備等多台設備組成的裝置，流程 冗長，繁瑣複雜。 利用上述實施例2中製備的熱傳元件，即可在一台設備 中同時進行乾燥介質熱風的產生及物料的乾燥。 參考圖9A、9 B和9C，空氣由循環風機903供給，經由循 環入風管906進入循環出風管904。循環出風管904下連接 有多個熱風分配管909，而且循環風經由循環入風口 914進 入熱風分配管909。熱風分配管909中插有與電加熱器913 連接的熱傳元件910，而且該管壁上開有多個循環熱風小 孔911，其中電加熱控制器902控制電加熱器913進行加 熱。在電加熱控制器902控制電加熱器913進行加熱時，所 產生的熱量由熱風分配管909中的熱傳元件901傳遞給流入 的冷空氣，由此使空氣的溫度升高。被加熱的空氣由循 環熱風小孔911直接噴向乾燥箱907。如此，物料在經由物 料入口 901，於物料傳送帶908的帶動下進入乾燥箱907 時，被箱内上下二層熱風分配管909中喷出的熱空氣逐漸 乾燥，然後由物料出口 905移出，由此完成乾燥過程。乾 燥後的尾氣從箱頂由循環風機903抽出加壓，其中一部分排 出，而另一部分再進入循環入風管906進行循環。排放尾氣的循環利 用，一是為了控制乾燥箱内的濕度以保證乾燥品質，二是為了節約 能源。 -231 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
線 562854 A7 一 ___ 明説明（229 ) --- 本實施例具有以下優點： 1.乾燥流程簡單，操作控制方便，運行成本低. -2.設備數量少，結構簡單，製造容易，—次投資· 3.無煙氣污染； 4·占地面積小； 5.傳熱效果好，熱利用率高。 實施例10 1 在糧食'食品、蔬菜、木材、茶葉、化工產品的乾燥中，通常 需要不同溫度、不同品質的熱空氣，這些熱空氣通常由低壓蒸汽間 接加熱提供。在沒有低壓蒸汽氣源的情沉下，還需要建立一套鑛爐 蒸汽發生裝置。以鋼爐蒸汽間接加熱空氣產生熱風的裝置，不僅需 要配套完整的銷爐產汽設備，還須有空氣加熱器等輔助設備，流程 冗長，銷爐帶壓操作，技術繁續複雜，而且如果以煤為燃料，還存 在煙氣污染的問題。 本實施例就是以上述實施例2中製備的熱傳元件為基礎的空氣加 煞斋與燃氣熱風爐相結合而取代鍋爐蒸汽加熱空氣系統的熱風生產 設備。 芩考圖9D，在空氣溫度要求不高時，例如2〇〇〇c左右，原油和助 燃空氣由入口 920透過燃燒器921在耐火磚8構成的燃燒室919中燃 燒，產生的煙氣被煙氣返回風機915調溫後作為熱源送入空氣加熱器 917的下部，冷空氣由空氣風機916送入空氣加熱器917的上部，一 者借助熱傳元件923進行熱交換，被加熱的空氣即為低溫熱空氣9^ -232-
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公藿) 562854 A7 B7 五、發明説明（230 ) 作為乾燥介質進入乾燥箱，用於乾燥物料。食品、蔬菜、乾品等的 大部分乾燥裝置所使用之風均在此列。煙囪924是用於排出部分泄漏 的煙氣。 而在空氣溫度要求高時，通常為250°C以上，熱風爐的結構與圖 9D中基本上相同，其區別在於不是向空氣加熱器917中直接送入低 溫空氣，而是參考圖9E，將經初步加熱的200°C左右的低溫熱空氣 925經過高溫煙氣段繼續加熱直至到達所需要的溫度要求，然後再進 入空氣加熱器917中。 為保證燃燒室919内煙氣與空氣二種流體具有良好的傳熱 狀況，提高傳熱係數，增大傳熱表面，同時考慮到高溫 煙氣段金屬材料的熱脹冷縮特性，對燃燒室的結構進行 了改進。參考圖9 F，經改進的燃燒室具有雙向逆流結 構，其中低溫熱空氣925經蛇形管及列管的内部，煙氣927 經上述管的外部，而且所有管都為圓弧形，且外部均帶 有肋片，由此產生高溫熱空氣926。 在例如食品包裝餐盒的加工中，當以熱風爐取代蒸汽 空氣加熱系統滿足了成型餐盒乾燥所需的大量用風後， 原來由鍋爐系統供給的用於定型模壓的少量低壓蒸汽則 無來源。為此對以上結構進行改進，參考圖9G，由燃燒 器921產生的煙氣進入汽包930，與通過給水入口 929進入 的冷水進行熱交換，由此產生低壓蒸汽或熱水93 1。而經 過熱交換的煙氣則再經由煙氣返回風機915調溫，作為熱 -233- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)
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562854 A7 B7 五、發明説明（231 ) 源送入空氣加熱器917中，透過熱傳元件923加熱空氣，而 熱空氣經由熱空氣出口 928排出。 在以上的描述中，各圖中相同的部分用相同的標號表 示，並省略相應的描述。 在本實施例中所使用的燃料的原油，但也可根據需要 使用燃氣或煤等作為燃料。 實施例102 在造紙工業生產中，需要對紙張進行烘乾處理。現有 的造紙用烘乾機基本上是利用導熱油對紙張進行間接加 熱烘乾，這種方法的缺點是熱效率低，因為導熱油的粘 度較大，而且隨著導熱油的長期循環使用引起油質劣化 而繼績增大，使得對流傳熱係數更小。另外，導熱油循 環裝置的密封結構容易發生泄漏。本實施例就是透過使 用在上述實施例2中製備的熱傳介質，實現一種熱交換效 率高、結構簡單、而且運行可靠的紙張烘乾裝置。 參考圖9 Η，本實施例的高傳熱速率熱傳紙張烘乾器主 要是由缸體932、缸蓋935和轉軸936組成。缸體932内靠近 其内壁的部位有一個錐形空腔，空腔内填充一定數量的 熱傳介質933，而空腔的一端安裝電加熱器935。 當電加熱器935接通電源後，缸體932靠近電加熱器的一 端即被加熱，空腔内的熱傳介質933迅速將熱量傳至缸體 932和空腔的另一端。當缸體932旋轉時，空腔内的熱傳介 -234- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐）
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（232 ) 質933在離心力的作用下回流至加熱端。 本實施例結構具有以下優點： 1 .傳熱效率高，溫度調節容易； 2 .烘乾缸體不承受導熱油的靜壓力，不存在開孔補強的 問題； 3 .不需要導熱油循環裝置。 實施例103 在鉛筆的製造過程中，需要對筆桿的木材進行乾燥處 理。現有的錯筆木材廒木材乾燥基本上是採用木材乾燥 窯，這種方法的缺點是木材含水率不易控制，因為乾燥 窯内的溫度梯度較大，而且熱效率低。本實施例就是透 過使用在上述實施例2中製備的熱傳介質，實現一種熱交 換效率高、結構簡單、而且運行可靠的鉛筆木材乾燥裝 置。 參考圖91和9J，透過燃燒器942和燃燒室941產生的熱煙 氣被引入管箱939的下部。空氣透過引風機940引入管箱 939的下部。空氣和熱煙氣透過管箱939中的高傳熱速率熱 傳管938進行熱交換，由此形成高溫空氣，該高溫空氣則 將木材傳送帶943上的木材乾燥。乾燥後的廢氣可透過煙 囪937排出。 本實施例的錯筆木材乾燥裝置能夠控制溫度、通風速 度等乾燥調節；而且熱效率高。 -235- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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562854 A7 B7 五、發明説明（233 ) 實施例104 在木材的生產過程中，乾燥是一個很重要的環節，其 需要有足夠的熱空氣。本實施例就是利用在實施例2中製 備的高傳熱速率熱傳元件，來提供足夠的熱空氣。 參考圖9K，本實施例的乾燥裝置由燃燒爐944、熱交換 器945和乾燥箱947組成。燃燒爐944中產生的高溫煙氣通 過管線進入熱交換器945中。熱交換器945有兩個相互不通 的通道，煙氣以及從熱交換器945的下部進入的空氣分別 從中流過，並透過在其中設置的高傳熱速率熱傳元件946 進行熱交換，由此加熱空氣。高傳熱速率熱傳元件946由 三塊管板固定，侧面有鋼板，高傳熱速率熱傳元件946與 管板之間有凸緣密封，保證冷、熱流體不還相互泄漏， 鬲傳熱速率熱傳元件946的冷、熱兩端有翅片，可以調整 熱傳元件的根數和翅片間距，由此控制熱空氣的溫度和 煙氣出口溫度，避免露點腐蝕。 煙氣降溫後，經除塵器、煙囱排空。而被加熱的空氣 在達到需要的溫度後通過管線進入乾燥箱947。乾燥箱下 部設有輸送帶，木材放在輸送帶上，以與熱空氣流向相 反的方向進入乾燥箱947後，被熱空氣加熱，木材中的水 分受熱蒸發，隨加熱氣排出乾燥箱，在乾燥箱的木材出 口處得到經乾燥的木材。 燃燒爐的燃料可以使用煤、燃油或燃氣。另外也可直 -236- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（234 ) 接利用工業生產中的其他餘熱。 實施例105 噴霧乾燥是許多粉狀產品的生產過程中經常使用的一 種技術方法，需要有較高溫度的熱風。如果對產品的色 澤要求比較嚴格，還應避免在乾燥過程中有污染物混入 料粉中。噴霧乾燥所需要的熱源一般是採用煤直接燃燒 產生的煙氣。對於沒有煤或煤氣很貴的地區，熱源將成 問題。如果使用液化氣、燃油等其他熱源，均會對產品 產生污染，影響色澤。如果採用換熱方式加熱空氣，則 一般的換熱器，包括板式、列管式、板翅式等，熱效率 低，提供的熱源溫度較低，不能達到要求。本實施例就 是利用在實施例2中製備的高傳熱速率熱傳元件，來為噴 霧乾燥提供足夠的熱源。 參考圖9L，本實施例的噴霧乾燥器由燃燒爐948、熱交 換器949和噴霧塔950組成。燃燒爐948中產生的高溫煙氣 通過管線進入熱交換器949中。熱交換器949有兩個相互不 通的通道，煙氣以及從熱交換器949的下部進入的空氣分 別從中流過，並通過在其中設置的高傳熱速率熱傳元件 9 5 1進行熱交換，由此加熱空氣。高溫熱空氣經管線進入 噴霧塔950中。 鬲傳熱速率熱傳元件95 1由三塊管板固定，侧面有鋼 板，高傳熱速率熱傳元件95 1與管板之間有凸緣密封，保 -237- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）
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線 A7 B7 五、發明説明（ 235 ) 證 冷、 熱流 體不還相互泄漏，高傳熱速率 熱傳元 件( 》51的 冷 、熱 兩端 有翅片，可以調整熱傳元件的 根數和 翅 片 間 距 ，由 此控 制熱空氣的溫度和煙氣出口溫 度，避 免 露 點 腐 姓。 本實 施例 的噴霧乾燥器可以使用煤作燃 料替代煤 氣 /τΛ- 即 省費 用， 還可以避免產品的色澤受到影響 ：0 實 施例 106 在眾 多生 產碳酸鈣及相關產品的工廠裏 ，其產 品 屬 於 粉狀物 料， 最後一道程序是烘乾，以除去 物料中 多 餘 的 水 〇 烘乾 所用的設備是轉爐乾燥機，又 稱回轉 窯 〇 因 為 不允 許物 料與高溫煙氣進行接觸式換熱 ，該乾 燥 機 的 内 部為 物料 ，煙氣只能從外部進行加熱。 傳統的 加 熱 方 式 是將 煙氣在回轉窯的外殼流過，將熱量 傳給内 部 的 物 料 °這 種傳 •統的加熱方式在運行中暴露 出一系 列 的 問 題 ，主 要有 :(1 )加熱極不均勾，從回轉窯 的一端 到 另 一 端 ，煙 氣溫, 度降低很快，從1000°C很快降低 至 200- 300〇C 〇 由 於加 熱的 不均勻性，造成窯爐的表面溫 度不均 勻 直 接影響 物料 的烘乾效果和產量；（2 )在高溫 區由於 煙 氣 溫 度 過高 ，容 易燒壞窯爐的金屬外殼，並引 起南溫 腐 蚀 y 嚴 重影 響窯 爐的使用壽命；（3 )能源利用效 率低， 在 南 溫 區 ，回 轉窯 的爐體與固定的保溫層之間縫 隙過大 y 熱 量 散 失嚴 重， 在低溫區由於積灰不易清除 ，也影 響 了 傳 -238- 裝 訂 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（236 ) 熱，因而造成熱效率低和環境污染嚴重的問題。 本實施例就是將在實施例2中製備的熱傳元件利用於回 轉窯中，以改進現有的乾燥設備，克服上述缺陷。 參考圖9M和9N，本實施例的高傳熱速率熱傳式乾燥機 為一種巨型、低速回轉窯。窯體分為冷卻段954和加熱段 952，並由回轉支承956支撐進行回轉。在加熱段設有煙氣 加熱部分，其包括煙氣進口 957和煙氣出口 953，並與熱傳 元件963之間具有一縫隙，以使煙氣962由其中通過，由此 對在回轉窯中流過的物料964進行加熱，以除去水分。為 了強化煙氣側的換熱，還在熱傳元件963的加熱面上焊轉 翅片959。同時，為使煙氣在加熱段952中流過時的熱量散 失最小，在煙氣通道上外包有保溫層961。 加熱段952的長度不易過短，約為熱傳元件總長度的30 %。熱傳元件軸線與水平方向的傾斜角為2度，以保證冷 凝液在旋轉表面上的回流。在熱傳加熱段的蒸發表面上 焊裝布液板960，以保證蒸發表面上有液膜覆蓋。而且在 凝結表面上還採取了特殊的擴展表面，使蒸汽有更多的 凝結空間，且旋轉中的粉狀物料有更多的加熱表面。 加熱段的煙氣通道設有保持轉動部件到靜止部件的密 封，同時設有清灰及檢修口。 實施例107 本實施例提供一種透過結合先前實施例中所述的熱風 -239- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)
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爐與乾燥箱而形成的高傳熱速率熱風乾燥器，如圖中
所7F，其中空氣加熱器965中產生的熱風通過管線引入至I
物料乾燥器966中。其他部分的說明可朱者 J 4令号上述兩個實确 例’在此省略它們的說明。 、 化工應用裝置之加热應用 、以下各實施例107至118係用於例示本發明之熱傳元钟 於化工應用裝置領域加熱功能之應用，例如在用於原油 加熱斋、儲油裝置加熱器、井口卸油罐原油加熱器、車 載油罐原油加熱器、運輸車用儲油罐加熱器、内換熱式 井口加熱器、電熱式原油加熱裝置、吸熱化學反應器、 怪溫浴槽、輸油管道原油加熱爐、化學反應爸、^重 油貯罐加熱器等。 實施例108 在原油的儲運過私中，為滿足輸送或技術操作的要 求，常常需要對油罐或管道中的原油或其他油品進行加 熱。使用本發明之高熱傳的傳熱介質或其所製備的熱 傳’可以將熱量快速傳遞到油品中，從而可以避免局部 溫度過高。所以，利用本發明的熱傳對油品進行加熱， 既可以節約能量，也可以達到安全生產的目的。 本只施例是種加熱輸送原油管道内的原油的裝置。 該裝置中採用如實施例2所述的熱傳，使加熱過程的熱量 交換能高效率地進行。 -240- 本纸3L尺度適财® @家料(CNS) A4規格(210X297公€
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562854 A7 B7 五、發明説明（238 ) 圖10A是該原油加熱裝置的示意圖，其中，1001表示原 油管道，1002表示高傳熱速率熱傳管道，1003表示聯結凸 緣，1G04表示電加熱器。 在本實施例的裝置中，當加熱器1004工作時，位於加熱 器内部的高傳熱速率熱傳管將攜帶的熱量傳遞給位於原 油管道外部的高傳熱速率熱傳管，並經由該高傳熱速率 熱傳管將能量釋放給原油，使原油溫度升高，而達到加 熱的目的。 目前，現有技術的管道原油加熱器基本上是水套爐或 電加熱帶，其缺點是鍋爐結構複雜，焊缝多；傳熱強度 低，啟動時間長，停爐熱損失大；而且電加熱帶易損 壞，難以檢修。與現有技術相比，本實施例的原油管道 加熱器具有以下優點： 1 .結構緊湊：與輸油管道套接，可全程均溫加熱； 2 .安裝簡便：可採用一般管道連接方式，無需更新配 置； 3 .熱效率高：傳熱熱阻基本為零，可最大效能地發揮電 熱轉換效率； 4 .操作便利：加熱裝置具有溫度設定和超溫保護裝置， 使用方便； 5 .使用安全：電加熱裝置與原油完全隔離，熱交換採用 介質傳熱方式，與原油進行間接交換，無電力因素所 -241 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）
562854 A7 B7 五、發明説明（239 ) 產生的原油引燃之弊。 本實施例特別適用於油田的原油輸送加熱，其製造、 運行成本要比水套爐低，而且還能節省占地面積。 實施例109 本實施例是一種安裝於貯油裝置中、利用本發明之高 傳熱速率熱傳元件的加熱器，它主要由高傳熱速率熱傳 元件、管板1014、管箱1012等組成。 為了保證該加熱器的正常運行，高傳熱速率熱傳元件 1013的管束要傾斜安裝，即其在貯油罐内侧之處要高於其 在貯油罐外側之處，當管束與管板1014垂直時，接管要向 下方傾斜，以保證整個管束與水平面呈一定的夾角，請 參閱圖10B。 當高傳熱速率熱傳元件1013的熱端吸收熱媒中的熱後， 即透過高傳熱速率熱傳介質將熱量傳遞到高傳熱速率熱 傳元件1013的冷端，從而加熱貯罐中的油。管子與管板 1014採用焊接連接，管板1014與管箱1012採用凸緣連接， 拆裝時可將管束整體抽出。為了拆裝方便，在貯罐内設 導軌支架1011，圖10B中的尺寸由具體的設計條件計算確 定。 目前，大多數的貯罐加熱器皆採用光管排管式、多邊 形串聯式佈置，以蒸汽加熱為主。這種加熱器存在的主 要問題是在凸緣連接及焊接接頭處容易泄漏。引起漏的 -242- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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:要原因有焊接接頭品質、水擊作用、蒸汽沖蚀、腐姑 寺。加熱器的泄漏直接影響到胖罐的使用和操作令 =維修和清掃，造成^應有的浪f。因此在設計加= 時希望能針對上述問題改進加熱器的結構和設計，^ 耐提高加熱器的使用㈣，延長料的檢修周期。本电 :例的加熱器則是一種熱效率高、運行安全可靠的力： 态：與現有技術中的貯罐加熱器相比，它具有以下優 點 · I可知用翅片f束式佈置，熱效率高，運行安全可靠； J 免水拿、潞忒冲蝕、咼溫腐蝕引起的加熱器泄 漏; 3.單根熱傳元件泄漏不會影響到整個加熱器的工作，從 而提高了加熱器的使用壽命，延長了野罐的檢修周< 期。 由於貯罐加熱器損壞時，需對貯罐進行維修和清掃， 會造成很大的人力和物力的浪費。因此，本實施例的價 值就在於它可以延長貯罐的檢修周期，從而降低了貯罐 的使用和管理成本。 實施例110 本實施例是因應油田的要求，解決在遠距離工業及生 活區的採油井或採油站中，使原油在低溫情況下能順利 卸放的問題而提出的。 -243 - 本紙張尺度適财8 8家標準(CNS) Α4規格(21G X 297公羡)~ --一
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562854 A7 B7 五、發明説明（241 ) 本實施例利用上面實施例2中所述的高傳熱速率熱傳元 件，將電、燃氣、燃油或蒸汽等熱源的熱量傳遞給原 油，從而提高原油的溫度，降低其粘度，便於原油的卸 放。 如圖10C所示，本實施例的井口卸油罐原油加熱器主要 由加熱器熱源1036、高傳熱速率熱傳管、固定凸緣1033、 溫度計1034介面組成；高傳熱速率熱傳管又包括熱端管 1035、冷端管1032和翅片1031。為保證高傳熱速率熱傳管 的正常運行，高傳熱速率熱傳元件的冷端管1032與水平面 成10°角。高傳熱速率熱傳元件的熱端管1035與熱源連 接，冷端管1032插入被加熱的原油中，透過焊裝在高傳熱 速率熱傳元件上的固定凸緣1033被固定在井口卸油罐上。 位於加熱器熱源1036内的高傳熱速率熱傳管熱端管1035 將從熱源獲得的熱量傳遞到高傳熱速率熱傳管的冷端管 1032，再透過管壁和翅片1031釋放給原油，使原油的溫度 升高。 本實施例之井口或油站卸油罐原油加熱器具有以下優 點： 1 ·可靈活選擇熱源，適用油田採油站、採油井等工作條 件苛刻的場合； 2 .採用一般的凸緣連接方式，便於安裝及更換； 3 .高傳·‘熱速率熱傳管傳熱熱阻接近零阻值，熱效率高； -244 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(210X297公釐)
線 562854 A7 B7 五、發明説明（242 ) 4 .加熱熱源與原油完全隔離，不會造成常見的原油污 染，原油被引燃等事故。 實施例111 本實施例是針對原油等高粘度液體在裝卸、運輸過程 中需對其進行加熱而設計的。 車載油罐的傳統加熱方式有蒸汽加熱、電加熱等。採 用夾套式蒸汽加熱因其取得熱源不便，再加之夾套佔據 有效的載油空間已逐步被電加熱所取代。但電加熱在安 裝和使用中因注意事項較多，又給安全生產帶來諸多不 便。 本實施例利用上面實施例2所述的高傳熱速率熱傳元 件，製備出高傳熱速率熱傳管原油加熱器，真正實現了 油電分離，從而解決了這一技術難題。 如圖10D所示者，為採用高傳熱速率熱傳管原油加熱器 的車載油罐示意圖，圖中1041為槽車車罐，1042為接管， 1043為凸緣，1044為加熱器裝置，1045為電源，1046為開 關；如圖10E所示，為高傳熱速率熱傳管原油加熱器裝置 的示意圖，該加熱器裝置主要包括熱傳元件1051、管板 1052、氧化鎂1053、保溫層1054和殼體元件1056。當接通 電源後，電阻絲產生高熱，透過氧化鎂傳遞到高傳熱速 率熱傳元件1051上，根據本發明之高傳熱速率熱傳元件的 傳熱功能，熱量被高效地傳遞到罐内原油中。從上述工 -245- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
訂 線 562854 A7 B7 五、發明説明（243 ) 作原理可知，電能是透過高傳熱速率熱傳元件進行傳遞 的，電阻絲等與油品不直接接觸，這樣就避免了在低油 位時由加熱元件表面溫度超過油的閃點而引起火災等事 故。 圖10E所示之原油電加熱器則可以克服現有同類加熱器 裝置對工作電壓和環境濕度要求高、加熱管表面易結 炭、結炭後熱效率降低以及油位低於電加熱器造成加熱 元件表面溫度超過油的閃點等缺點；由於它具有以下優 點，因而可用於取代現有的原油電加熱器和蒸汽加熱 器： ’ 1.油電完全分離，使用安全、可靠； 2 .傳熱效率高，啟動快，占地面積少，安裝方便、靈 活； 3.每根熱傳元件都是獨立工作的，如有損壞可以更換， 而與系統無關，所以維修方便，使用壽命長。 實施例112 本實施例是一種對運輸車用儲油罐進行加熱的裝置。 這種裝置利用本發明的高傳熱速率熱傳技術，提高了運 輸車用儲油罐加熱過程中的熱交換效率。 在原油、重油等油料的運輸過程中，有時需對油料進 行加熱，以防止油料粘度增加、流動性變差。現有的對 運輸車用儲油罐進行加熱的方法基本上採用蒸汽盤管加 -246 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)
562854 A7 B7 五、發明説明（244 ) 熱的方法，盤管安裝在儲油罐内，這種方法的缺點是加 熱不均勻，而且受蒸汽汽源的限制，不能在運輸途中對 油料進行加熱。 圖10F所示的加熱器是一種利用熱傳元件對儲油罐中的 原油或油品油料進行加熱的加熱器。圖10G為所述儲油罐 的剖面圖。該加熱器主要由電加熱器1061、高傳熱速率熱 傳元件1062和礦物油載熱體1064三部分組成。礦物油載熱 體1064灌注在儲油罐殼體外侧的夾套中，管狀高傳熱速率 熱傳元件1062的放熱端浸在礦物油載熱體中，加熱端放在 夾套外。當電加熱器1061接通電源以後，高傳熱速率熱傳 元件1062的加熱端即被加熱，並迅速將熱量傳至放熱端， 夾套中的礦物油載熱體1064被加熱，並將熱量傳遞給儲油 罐中的油料，從而將儲罐中油料加熱；透過調節電加熱 功率的方法可以很方便的調節加熱溫度。這種加熱方式 的優點是加熱溫度均勻，傳熱效率高，溫度調節容易； 而且可以在運輸途中對油料進行加熱。 實施例113 現有的井口加熱器易產生沙堵現象，造成油路不通， 而出現爆破危險。並且現有的加熱器體積大，浪費原 料。 本實施例是提供一種内換熱式高傳熱速率井口加熱 器，其可解決原加熱器沙堵的問題，原油不結焦，其熱 -247- 表紙張尺度適用中國國家樣準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（245 ) 效率9 0 %以上，結構緊湊，體積小，節省原料，降低了 成本。 如圖10H所示，本發明的内換熱式高傳熱速率井口加熱 器包括高傳熱速率蒸發段、内換熱腔、高傳熱速率稀油 換熱器、稠油換熱器以及油預熱換熱器。 高傳熱速率蒸發段是由下端呈S型下腳圈的内筒體1065 與下封頭1066焊接，並且與多根曲形蒸發管1067焊接連 通，組成爐膽狀的結構；高傳熱速率筒體1068下端與内筒 體1065下端的S型下腳圈焊接，其上端與上封頭1072焊 接，波紋管1071的下端與下封頭1066、上端與上封頭1072 焊接連通，構成有内煙道的高傳熱速率熱傳段和凝結段 合二為一的内換熱腔。高傳熱速率腔内上端安裝一組多 圈盤管的稀油換熱器1070，中部安裝一組多圈盤管的稠油 換熱器1069。在高傳熱速率腔上端，安裝偏球體1073和一 組盤管1074 ;盤管1074上端管口為稠油進口，下端管口與 偏球體1073的上球面焊接連通，偏球體1073的下球面用一 連管1078與稠油換熱器1069的上管口焊接連通，構成完整 的高溫煙氣層的油預熱換熱器。稠油換熱器1069的下管口 為出口，稀油換熱器1070設有進、出口。外封頭1076、外 筒體1077連接構成高溫煙腔；高溫煙腔的一側與外煙道 1075焊接連通。外筒體的外側為保溫層和外殼體，下部安 裝底座1079。 -248- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐〉 裝 訂
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使用時，稀油從稀油換 、、w 挾…、时的進口輸入，加入到設定 /皿度值後的稀油從出 輸地下，與那裏的超稠油混合 吏/、稀釋，用抽油機將地ητ # ^ ^ $ 肝也下稀釋後的原油帶壓從盤管加 ’、斋進口流經預熱換埶器盤瞢彳η74 ^ 吧 …詻立& 1074和偏球體1073 ;再經逯 管ίο%流入稠油換熱器1069 、、 使原油達到設足的溫度值 後，從出油口輸入到管網。 實施例114 在油田的原油開採過程中，夂 甲各個井口從地下採出的原 油需透過管道輸送㈣罐，然後再集中脫水後輸送到煉 油厫。由於從井口採油點到原油儲罐之間的距離一般都 ^幾^至上百米’在原油輸送過程中經常出現原油枯度 南、管迢熱損失大而導致的油品降溫'脫臘凝固難以輪 送的問題。在冬季，寒冷地區的原油輸送尤其如此。為 了解決該問題’國内外各採油場不得不採取如下措施予 以解決： 直接向原油中加入添加劑或注入熱水或蒸汽以降低原 油的粘度。 以天然氣、煤或渣油、重油等燃料為熱源，利用水套 爐間接為原油提供熱量’當原油被加熱到一定溫度足 以補償散熱損失後’再行輸送。這種水套爐通常可連 續穩定工作，是當前井口原油加熱的主要設備。.可是 該設備必須在具有水源、氣源的條件下才能要裝運 -249- 本紙張尺度適用中國國家搮準(CNS) A4规格(210 X 297公釐）
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（247 ) 行，而且使用過程中必須由人工看護火苗，工人的操 作條件較差、維護工作較為繁重，而且由於燃料中的 有用成分白白燒掉還造成原料資源的浪費和煙氣污 染。 3 .以電作為熱源，用電熱帶纏繞在原油輸送管道外部， 使油品在輸送過程中邊行進，邊進行熱量補充。該種 方法設備投資少，造價低，前些年使用較廣，但由於 加熱體的熱流密度小，加熱面長，通常必須與管道一 起埋入地下，而因電熱帶壽命短，檢查不易，檢修、 更換麻煩，近年來少有使用。 所以，迄今為止，在解決原油輸送的加熱問題上，尚 未找到一種既簡便易行、維修方便，又經濟合理、符合 環保要求的有效措施，原油在輸送過程中的加熱問題， 多年來一直是許多企業一項有待解決的難題。 本實施例提供了 一種高傳熱速率電熱式原油加熱裝 置，其主要由夹套管式熱傳元件1083、電加熱體1082和溫 控儀1084三個設備組成。 夹套管式熱傳元件1083具有傳熱能力大、均溫性高、相 容性妤的特點，以此與電加熱體相配，作為電熱源和油 品之間的傳熱媒體，恰好可解決上述油品傳熱難、維修 難的問題。 本發明的夾套管式熱傳元件的結構如圖101所示，其僅 -250- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 裝 訂
線 562854 A7 B7 五、發明説明（248 ) 由内外二根碳鋼直管相套焊接而成，即夾套内管1080和夾 套外管1081。 蓉於電加熱設備與其他形式的能源不同，其操作溫度 的高低，直接影響著加熱體本身的使用壽命。在與熱傳 元件的配合使用中，溫度控制的可靠與否，還關係到整 套裝置的運行穩定性和操作安全性。為此在這套加熱裝 置中，還專門配套選擇了性能良好的智慧型溫度控制 儀。 本發明的高傳熱速率原油加熱裝置並非僅有電加熱體 和夾套管式熱傳元件即可連續穩定工作，溫控儀的作用 不可忽視，只有這三部分相互配合合理、協調一致，才 能保證整套裝置安全運行。如圖10J所示，本發明的高傳 熱速率原油加熱裝置包括電加熱體1082，夾套管式熱傳元 件1083和智慧型溫控儀1084組成。 由圖10J可見，整套加熱裝置的工作原理為：當安裝在 夹套管式熱傳元件外壁的電加熱體通電發熱後，透過與 之接觸的底部壁面首先將夾套管式熱傳元件内部的介質 加熱，受熱介質的傳遞，將熱量迅速擴散到夾套管的空 腔之中，因而整個夹套管的溫度升高。當原油從夾套内 管一端不斷地流入時，熱量則透過傳熱夾套的内管壁傳 遞於在内部流動的原油，於是從另一端流出的原油因吸 熱而變暖。也就是說，原油在正常的輸送狀況下流過溫 -251 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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AT B7 五 、發明説明（249 ) 度較高的夾套管即可完成加熱過程。而且由於該加熱裝 置的安裝並未改變原有的原油輸送流程，故系統管道阻 力也不會因此而增加。 為了保證整套加熱裝置的可靠運行，夾套管式熱傳元 件可以直接擺放在原油輸送管線的上方。在裝置内管出 口安裝溫度檢測口，透過溫控儀在電加熱體與出口水溫 之間實現連鎖控制，溫控儀可利用反饋信號與設定值進 行比較計算，及時有效地對電加熱體的加熱速率實施自 動控制，從而免使油品在加熱過程中超溫。 本套裝置設計加熱能力為25kw，使用中只根據原油流 量、入口溫度、加熱量要求在溫控儀上調節輪出功率的 大小，給定出口原油的加熱溫度值，整套裝置便可自動 實施管道加熱和控溫的調節。 本發明的原油加熱裝置是以電為熱源的油田管道加熱 系統，與傳統的水套爐、電熱帶原油加熱方法相比，具 有以下特點： 1 .設備體積小、結構簡單，適用於油田井口的原油管道 加熱輸送； 2 .設備安裝容易，不改變原有介質輸送流程，不會由此 增加原有輸送系統的管道阻力； 3 .透過加熱面積的轉換，可以解決以電為熱源加熱面集 中、局部溫度過高及溫度分佈不均勻所導致的油品結 -252- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 562854 A7 B7
五、發明説明（25〇 ) 焦問題； 4·可以解決油品傳熱係數小、換熱面積不足的問題； 5. 可以解決電加熱體使用壽命短、檢修更換不門 題； 6. 自動化程度高’智慧型儀器表的電遠傳功能可以實現 加熱裝置的遠距離監控，免去了繁雜的現場操作；、 # 冬 7. 輸出功率可調，適於冬夏不同加熱量的需求。 8. -台電腦可與多台溫控器相連’有利於工作效率的提 同和如動強度的降低以及控溫的準確性。 9·裝置各器件匹配合理、運行穩定、造價低，適合於小 功率的井口加熱需要。 在油田採油場，以本發明的原油加熱裝置替代原有的 燃氣、燃油水套爐，其前景是廣闊的。 本發明的原油加熱裝置可根據各井口油品的輸送距離 不同’所處的地理位置不同，油品的品質不同，所需的 加熱量不同等參數，選擇不同的加熱功率和結構形式， 並形成系列，以供不同的用戶選擇。除此之外，本項發 明也可為在其他類似場合的應用提供參考。 實施例115 本實施例示出一種新型吸熱化學反應器。圖1〇κ為本發 明的吸熱化學反應器的結構示意圖。所述反應器包括原 料進口 1085、帶有翅片1087的由本發明的熱傳介質製成的 -253- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(21〇x 297公爱) 562854 A7 B7 五、發明説明（251 ) 熱傳元件1086，催化劑床1088，原料出口 1089和加熱器 1090。反應中所需的熱量由本發明的熱傳元件1086傳遞到 催化劑床層1088。在催化劑床1088内所述熱傳元件1086管 外有縱向翅片1 0 8 7，其目的是增加熱傳元件向催化劑供 熱的傳熱面積，傳熱面積越大，熱傳元件與催化劑之間 的溫差就越小，加之本發明的熱傳元件有良好的轴向均 溫性，這樣就使得反應器内徑向床層的溫度梯度減小， 從而提高反應的轉化率和收率。 眾所周知，吸熱化學反應器在反應進行過程中，外界 需不斷向反應器供給熱量以維持反應所需的溫度。傳統 的吸熱化學反應多採用列管式換熱器，這種反應器催化 劑床層高度方向和徑向溫差較大，導致轉化率較低，反 應器產量也上不去。而本發明的反應器利用本發明的熱 傳介質能保證反應器催化劑床層高度方向的等溫性，從 而提高轉化率和收率。 實施例116 恒溫浴槽是工程實踐中應用很廣的一種恒溫裝置，現 有的恒溫多採用水或油的循環回路結構，這種結構一方 面加熱效率低，浴槽内溫度穩定性不好，另一方面在鍋 爐熱交換器表面會生成水垢或油垢，而且當鍋爐停止燃 燒後，浴槽内的水或油會很容易冷卻。 本實施例是一種新型恒溫浴槽，圖10L為其示意圖。所 -254- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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562854 562854 A7 B7 五、發明説明（252 ) 述丨一 /合槽包括鍋爐1〇91，由本發明的熱傳介質製得的熱 傳元件1092，及裝有碎油1〇93的油浴槽。本發明的高傳 減率L/m☆槽與現有线相比，是利用⑽元件1親取代後者的 齡回路’將讀的加熱部分與鋼爐的燃燒部分分離佈置，熱傳元 件讀將峨刚環燒後生成的熱量傳到浴槽賴内，從而達到讓 /合槽内的水或A升溫的目的，並能使之保持溫度恒定。這樣就不會 有水垢或油垢附著在謝盧的熱交換器表面。另外，本發明的熱傳元 件具有單向傳熱特性，使得浴槽的水或油在舰停止輯後不易被 冷卻。 刃做 實施例117 裝 現:管道輸送原油加熱财在著熱效率低，日常操作費用高、安 全可靠性差等缺點，難以保證長㈣生產。而本實施例涉及:種Γ 效、安全長周期、平穩運行的全新概妙原油加熱壚。本發明的: 訂 點是利用本發明的熱傳元件將爐㈣輕射熱能直接傳入原油 管道内以提高原油輸送溫度。 綠 如圖_和_所示，本發明的加熱爐是由輕射室 1096對机至1〇97、餘熱回收原油加熱管及煙自⑽9四部 分組成。輻射室由燃燒器1〇95和熱傳元件ι〇98組成，由該 ，傳元件的_端將㈣室的熱量傳給另_端的原油加熱 管内加熱原油；原油在輸送過程中得到提高至應用溫 度。為確保熱傳元件的正常運行，原油管道的高度設置 在輻射室的上方。 。 -255-
562854 A.7 B7 五、發明説明（253 ) 本發明的加熱爐的工作過程是：位於原油加熱爐輕射 室内的熱傳元件，將輻射熱迅速傳遞給原油輸送管道 内，將原油輸送溫度迅速提高。 採用本發明的設計，加熱爐内的輻射熱量、對流室熱 量及煙氣餘熱都得到充分的利用；另外在加熱過程進行 有效的程序控制以達到降低成本，增加效益的目的。該 爐子的加熱方式僅僅依賴於元件兩端的溫差。 實施例118 帶攪;拌的化學反應蚤是醫藥、食品、石油、化工的常 用設備，在釜内反應過程中總是有化學反應熱的移入或 移出，常規反應熱量的傳遞是靠外頭套或伴管來實現 的，在強放熱或吸熱的反應中，僅靠蒼外加套的換熱面 積往往不能滿足反應的要求。本發明是一種新型加熱式 化學反應釜，能適應這種需要。如圖100所示，本發明的 反應釜2802配有攪拌器2801，本發明的熱傳元件2803，釜 外夾套2804和加熱器2805。其中熱傳元件2803可以做成各 種形狀插入蚤内，既可增加蚤内換熱面積，又可起到檐 板的作用，從而可加快反應速度。 本發明的反應釜結構簡單，傳熱效率高並且運行可 靠。 實施例119 本實施例為重油貯罐高傳熱速率加熱器，如圖10P所 -256- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）
裝 玎
562854 五、發明説明（254 不，重油貯罐罐體厕中裝有重油彻7,所述加熱器由兩 部分组成’-邵分錢料屬熱㈣勘，_部分為在呼 罐内為熱傳元件細。貯罐外加熱熱源可採用多種形式， 電源或蒸汽源可遠離，料内熱傳元件將熱量釋放給罐 内重油。被加熱重油由罐底升到上方，重油罐上方的冷 重油下降到貯罐的下方形成自然循環對流，以達到罐； 重油全部被加熱的目的。當罐内重油達到，外部加 熱熱源可自動停止。 而現有的重油辟罐是採用蒸汽管線通入野罐内加散， 由於"水擊"的原目，真氣管線經常渗漏，致使停工檢修 清罐，嚴重影響生產。本發明的加熱器利用本發明的散 傳元件進行熱交換’代替蒸汽介質在罐内進^交換， 因此傳熱效率高，單位傳熱面積大，可使換熱器體積縮 小。另外可節約能源’降低蒸汽消耗1/2_1/3,且使用壽 命長，可節約日常檢修費用。 在高傳熱速率加熱器安裝時需要傾斜一定角度。 散热熟傳元件 、 農漁養殖之散熟應用 實施例120係用於例示本發明之熱傳元件於農漁養殖領 域散熱功能之應用，例如在用於防自燃自熱的散熱裝置。 I、 實施例120 -257- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐）—----------- 裝 訂 線 562854 A7 __ ______B7 五、發明説明（255 ) " ' ^ 在現實生活中，許多物質在辟藏時，由於易產生自燃 或自熱現象’常引起火災或變質等，造成很大的經濟損 失。如糧庫的糧倉、煤礦的礦山等。但目前尚未找到一 種方便可行的解決辦法。對於糧倉散熱，人們採用插竹 管的方法，但達不到令人滿意的效果。對於煤礦的礦 山，人們採用石灰、火鹼、泥漿灌注的方法，結果常常 發生爆噴，嚴重威脅著操作人員的人身安全。為了解決 這一難題，開發一種新型實用的高傳熱速率傳熱散熱裝 置，有效地防止物質自燃、自熱是非常必要的。 本實施例是利用高傳熱速率熱傳元件的等溫性的特 點，將物體内部的熱高效、安全地散發出來，有效地防 止物質自燃、自熱現象的發生。 如圖10R所示，本發明的高傳熱速率傳熱散熱裝置主要 由高傳熱速率介質2810、提升環2811、金屬管2812和散熱 片2813組成。它可以根據使用場所的不同分別製成單管、 排管、V形管或U形管等。 根據高傳熱速率熱傳元件的傳熱性質，將本發明的高 傳熱速率傳熱散熱裝置的光管部分埋入需要預防自燃戋 自熱的物質中，提升環和散熱片裸露在外界空氣中。夺 熱段吸收熱量後，透過高傳熱速率介質將熱傳到冷段， 再透過散熱片散發到空氣中。這種過程的不斷循環，使 容易自燃或自熱的物質内部的熱量不斷向外界散發，避 -258- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（256 ) 免了自燃或自熱現象所造成的危害。 本發明的高傳熱速率傳熱散熱這種能有效地將自燃、 自熱物質中的熱量散發出去，給物質的貯藏和安全生產 帶來了可靠保證。本發明的高傳熱速率傳熱散熱這種具 有單向傳熱性，即熱量只能從加熱段傳向冷凝段，而不 能反向傳熱。該裝置屬於環保節能型高科技產品，與傳 統的散熱裝置不同，既沒有複雜的結構，又無動力消 耗，可以隨使用場地的需要製成不同規格或型式的散熱 裝置，方便用戶的安裝和使用。 電脒及遇邊裝置之散熱應用 以下各實施例121至131係用於例示本發明之熱傳元件於 電腦及週邊裝置領域散熱功能之應用，例如在用於桌上 型電腦CPU散熱器、筆記本電腦键盤下薄板型CPU散熱 器、筆記本電腦顯示器後薄板型CPU散熱器、積體電路板 散熱器、半導體冷卻裝置、筆記本電腦CPU的印刷電路板 搭載型散熱器、筆記本電腦鍵盤中的CPU散熱裝置、晶片 模組散熱裝置、以及降低EMI的散熱裝置等。 實施例121 本發明的熱傳元件可應用於電腦及其週邊裝置，用於 將電腦及其週邊裝置在工作過程中所產生的熱量散發 掉。例如用作桌上型電腦CPU散熱器、筆記本電腦C PU散 熱器、積體電路板散熱器、半導體冷卻裝置、以及其他 -259- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）
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562854 A7 B7 五、發明説明（257 ) 電腦元件散熱裝置等的散熱元件。 目前市場銷售及公開使用的桌上型電腦CPU的散熱器種 類很多，基本上都是由金屬材料直接拉製而成，外加一 個CPU風扇強制吹風散熱。這種散熱器體積較大、熱阻較 高，並且受風扇壽命影響、容易損壞、噪音高。這些都 限制了電腦高性能處理器（CPU)的進一步發展。圖11A是 使用本發明熱傳元件的桌上型電腦CPU的散熱器的示意 圖，而圖1 1 B是圖1 1 A的散熱器的左侧視圖。如圖11A和 11B所示，桌上型電腦CPU的散熱器由吸熱塊1101、本發明 的熱傳元件1102和翅片1103構成。熱傳元件1102做成蛇形 管元件。熱傳元件1102外壁串裝了矩形或圓形翅片1103， 翅片1103與熱傳元件1102外壁之間可透過過盈配合、粘接 或焊接方式聯接。熱傳元件1102的吸熱端插入到吸熱塊 1101的小孔中。將該散熱器安裝在桌上型電腦的C P U上 後，C PU耗散熱傳給吸熱塊1101，吸熱塊1101將熱傳給熱 傳元件1102。根據熱傳元件1102的等溫傳遞性，將熱傳給 翅片1103，最後透過空氣自然對流將熱散發出去，達到 CPU散熱的目的。透過採用本發明的熱傳元件，取消了 CPU風扇，可以降低噪音和振動、節約能源、提高了 CPU 散熱器的壽命和可靠性；提高了散熱能力；以及整個系 統可穩定、可靠的工作。因而，可提供一種新型高效散 熱器。 -260- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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562854 Λ r-r έ\ i Β7 五、發明説明（258 ) 實施例122 圖UC是使用本發明熱傳元件的桌上型電腦CPU的散熱 器另一實施例的示意圖，而圖11D是圖11C的散熱器的左 侧視圖。如圖11C和11D所示，桌上型電腦CPU的散熱器由 本發明的熱傳元件1104、翅片1105和風扇1106構成。熱傳 元件1104做成平板狀。熱傳元件1104表面上有許多由板材 料直接加工形成的翅片1105，翅片1105與熱傳元件1104垂 直或傾斜。風扇1106透過支柱1107和螺釘固定在熱傳元件 1104表面上。該散熱器直接安裝在CPU表面上，它們結合 面之間塗抹導熱膏或導熱墊，CPU耗散熱會迅速透過熱傳 元件1104傳遞到翅片1105上，透過風扇1106吹風，達到散 熱目的。透過合理的設計，該散熱器的散熱能力可達到 一般散熱器的10倍以上。透過採用本發明的熱傳元件， 減小了體積，結構更緊湊；降低了熱阻，散熱能力大大 提高；CPU表面溫度均勻性提高，處理器系統可更加穩定 地工作。 實施例1 2 3 圖11E和11F是使用本發明熱傳元件的桌上型電腦CPU的 外置型散熱器的示意圖，其中，圖11E所示散熱器用於臥 式機，圖11F用於立式機。如圖11E和11F所示，桌上型電 腦CPU散熱器由吸熱塊1108、本發明的熱傳元件1109以及 翅片1110構成。吸熱塊1108根據CPU表面形狀來確定，熱 -261 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 訂
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傳元件1109插入吸熱塊1108中並緊密接觸。翅片ui〇設置 在熱傳元件i應末端並且放置在電腦電源風扇iui附近。 根據電腦内部元件佈局不同，熱傳元件11〇9可以彎曲成任 意形狀。將散熱器安裝到CPU上，cpu熱量透過吸熱塊 1 108和熱傳元件；Π09傳遞到電源風扇mi附近的翅片 1110，透過風扇1111對流將熱散發掉。透過使用本發明的 熱傳元件，取消了原CPU風扇，僅利用電源風扇，降低 了噪音和振動；降低了熱阻，散失掉更高的cpu耗散熱， 大大改善了 CPU表面溫度均勻性，提高了處理器系統的穩 足性，省掉CPU風扇，提高了系統的穩定性；而且該散熱 器結構緊凑 '製造簡單。 實施例124 筆記本電腦的便攜性深受人們的喜愛。但其性能的高 要求和體積的小型化發展趨勢成為矛盾。筆記本電腦CPu 月欠熱問題尤為重要。採用本發明的熱傳元件成功解決了 筆記本電腦内珍貴的小空間的高負荷CPU散熱問題。圖 11G是使用本發明熱傳元件的筆記本電腦c p u的散熱器的 示意圖’而圖11H是圖11G所示散熱器的俯視圖。如圖ug 和11F所示，筆記本電腦CPU的散熱器由熱傳元件1112和聯 接件1113構成。熱傳元件η 12製作成板狀元件。聯接件 1113用於連接cpu和熱傳元件m2。該散熱器佈置在筆記 本電腦的鍵盤下面空間，利用本發明的熱傳元件的高傳 -262- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 562854 A7
熱速率能’將筆記本電腦CPU的熱量快速有效地散發掉。 採用本發明熱傳元件的筆記本電腦CPU的散熱器不但結構 輕巧’總厚可小於15 mm，g[約空@ ;而且傳熱性妤、 散熱也力大大提南、性能可靠。 實施例1 25
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圖hi是使用本發明熱傳元件的筆記本電腦cpu的散熱 器另-實施例的示意圖’而圖⑴是沿著圖⑴中的箭頭I A方向看上去的示意圖。該散熱器使用本發明的熱傳軟管 元件和熱傳板元件成功地解決了從筆記本電腦鍵盤内到 顯示器後面的熱量傳遞方式。如圖1Π和UJ所示，筆記本 電腦cpu的散熱器由熱傳元件1114、熱傳元件ιιΐ5、熱傳 元件1116、熱傳元件1117和吸熱連接件1118構成。熱傳元 件1114製作成管狀，根據電腦内部元件佈局不同，熱傳元 件1114可以彎曲成任意形狀。熱傳元件lii5製作成軟管 狀，用於將管狀熱傳元件！丨14和也是管狀的熱傳元件 1116相連通，形成一個封閉的腔體。熱傳元件ιιΐ6佈置在 顯示器後面，其放熱段的一部分被封焊在薄板狀熱傳元 件1117的内邰，如圖丨u所示。吸熱連接件1118用於連接 CPl/和$狀熱傳元件1114，並佈置在筆記本電腦的鍵盤下 面空間内。軟管熱傳元件1115解決了顯示器無論以何種角 度翻轉’熱傳遞都能順利進行。筆記本電腦工作時，CPU 耗散熱透過吸熱連接件1118傳遞到管狀熱傳元件1114上， -263- I紙張尺度適用中® ®家料(CNS) A4規格(21GX 297公董) ----- 562854 A7 B7 五、發明説明（261 ) 透過腔體内高傳熱速率熱傳介質依次傳遞到軟管熱傳元 件1115和熱傳元件1116表面。熱傳元件1116藉由薄板熱傳 元件1117，熱流被迅速均勾地分佈到薄板熱傳元件1117表 面，透過空氣的自然對流散發到環境中。使用本發明熱 傳元件的散熱器的散熱能力極大限度地得到提高。這種 散熱器實現了無風扇散熱，節約了電能消耗；散發掉更 多的CPU耗散熱，提高系統的穩定性；無噪音和振動；而 且結構緊湊、製造簡單。 實施例126 近年來，以電腦為代表的電子機器及電力機器迅速發 展，所用的電子零部件，特別是半導體元件傾向高積體 化、大容量化、高速化，元件發生的熱流密度也增大。 傳統熱管的冷卻效果，已適用於各種電力機器的閘流 管、二極體、換流器、變換器等的冷卻。民用的音響電 子元件冷卻需要的熱管已經超過800萬隻。採用本發明的 熱傳元件可以解決現有技術的問題。圖11K是使用本發明 熱傳元件的積體電路板散熱器的示意圖。如圖11K所示， 積體電路板散熱器由板狀熱傳元件1119和設置在板狀熱傳 元件1119兩侧的縱向散熱翅片112 0構成。積體電路板散熱 器佈置在積體電路板和電子元件1121之間。電子元件1121 的管角透過板狀熱傳元件1119上預先加工出的小孔後插入 到積體電路板上，電子元件1121的底面與板狀熱傳元件 -264- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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AT B7 五、發明説明（262 ) 1119緊密貼合。積體電路工作時，電子元件1121發出的熱 透過其底面傳遞給板狀熱傳元件1119，藉由板狀熱傳元件 1119上的高傳熱速率熱傳介質，熱量被迅速傳遞到兩端的 縱向散熱翅片1120上，透過空氣自然對流或冷水介質將熱 帶走。該散熱器可以串裝成組，適用於積體電路板箱的 散熱。由於本發明的熱傳元件具有極高的熱流密度\在 相同的外形尺寸和應用場合下，傳熱能力比一般熱管成 幾十倍的增長，散熱能力因此大大提高。而且採用本發 明的熱傳元件的積體電路板散熱器的結構簡單，可以根 據不同的積體電路板製成不同的形狀。 實施例127 關於CPU的降溫，要達到非常的效果，僅透過風扇是不 能實現的，必須用非習知的辦法。通常對晶片散熱是用 散熱片和風扇吹，但是這個方法無論如何不可能把晶片 溫度降到環境温度以下，因為當兩者溫度相等時候會很 快達到熱平衡，就無法再降溫，所以最多也只能降到接 近環境溫度。而半導體冷卻技術不需要壓縮機，不需要 習知之冷卻劑，不會污染環境，只需要一種特殊結構的 半導體，通上電後就可以打破熱平衡。半導體冷卻器帶 來一種散熱新概念，使CPU的溫度進一步得到控制。半導 體冷卻器在通電情況下，兩端極板會產生一定溫差，正 是利用它的冷凝面為CPU提供一個低溫環境。圖11L是半 -265- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（263 ) 導體冷卻裝置的安裝示意圖，而圖11M是圖11L所示半導 體冷卻裝置中的半導體冷卻器的示意圖。如圖11L所示， 分體式半導體冷卻裝置由軸流風機1122、鋁製散熱器1123 和半導體冷卻器1124組成。半導體冷卻器1124的底面與散 熱體1125(微處理器）的上表面緊貼。為了良好接觸，兩表 面之間塗上導熱膠。微型軸流風機1122利用直流電源供 電，風速大於3.5 m/s，對散熱器1123進行強制通風散 熱。鋁製散熱器1123為翅片式換熱器，以增加散熱表面 積，提高對空氣的散熱能力，表面採用發黑處理，是提 高輻射散熱的又一措施。半導體冷卻器1124是一種高傳熱 速率熱傳半導體冷卻器，包括上、下兩個本發明熱傳元 件1126和連接熱傳元件1126的熱傳元件1127。上、下兩個 熱傳元件1126製作成板狀，並可根據實際情況製作成面積 不等的散熱板。熱傳元件1127是軟管連接件，以實現分體 式傳熱的目的。散熱體1125發出的熱量透過其上表面傳遞 給冷卻器1124的下熱傳元件1126上的高傳熱速率熱傳介 質，高傳熱速率熱傳介質透過軟管連接件1127將熱量傳遞 給上熱傳元件1126，再透過軸流風機1122和鋁製散熱器 1123將熱量散發到環境中。這樣，透過熱量源源不斷的傳 遞，為處理器1125創造了良好的散熱條件，即使夏天也可 使微處理器的表面溫度保持在較低的溫度以下。只要放 熱端熱量能有效地散發掉，則低溫端不斷地被冷卻，達 -266- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐）
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AT B7 五、發明説明（264 ) 到了微處理器冷卻的目的。在此，熱傳遞動力將熱量從 半導體的一個面傳向另一個面，從而導致兩個面有相當 大的溫差，冷的一面的熱量將源源不斷地被吸到熱的一 面。如果在熱的一面加散熱片和強力風扇使其溫度儘量 不上升，則冷面的溫度可達到低於環境溫度，甚至0度以 下。使用本發明熱傳元件的這種半導體冷卻裝置具有低 廉的價格和卓越的性能；配套結構形式靈活、安裝簡 便；整體結構緊湊且重量輕；維修方便、综合使用壽命 大於20年；抗腐蝕、防爆、防污染性能優良；使用的電源 為交流、直流均可。 實施例128 筆1己本電腦C P U晶片電路傾向南速南集積化’消耗的電 流密度也隨著增大，所以冷卻或均熱更顯得重要。CPU晶 片傳熱面溫升一般允許在40°C左右。常用的筆記本電腦 CPU晶片散熱方法是採用薄片型實體銅材散熱器配微型電 機強制對流風冷散熱。由於筆記本電腦體積小結構精 密，内部空氣流量小，散熱能力受到限制。使筆記本電 腦高性能化與體積小型化發展趨勢成為矛盾。圖11N是使 用本發明熱傳元件的筆記本電腦CPU的印刷電路板搭載型 散熱器的示意圖。如圖11N所示，微型方型或平板型熱傳 元件1129搭載在印刷電路板1130上，接受並傳遞CPU晶片 1128外殼表面的熱量。筆記本計算機工作時，CPU晶片 -267- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）
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562854 A7 B7 五、發明説明（265 ) 1128產生的熱量透過晶片傳熱面與熱傳元件1129之間的接 觸傳遞給熱傳元件1129，使熱傳元件1129腔體内的高傳熱 速率熱傳介質受熱，將熱量沿著熱傳元件1129在電路板 1130上搭載的路徑快速傳遞給位於筆記本電腦侧面的格栅 狀散熱器上，再透過微型風扇將熱量直接散發到周圍環 境中。這種印刷電路板搭載型散熱器可以提高筆記本電 腦CPU晶片散熱能力、減小晶片散熱器的厚度、結構更緊 湊和簡單、設計可行，可有效地解決筆記本電腦CPU晶片 高速高集積化的發展趨勢與CPU晶片發熱量增加和散熱困 難之間的矛盾、以及提高整個系統的穩定性。 實施例129 筆記本電腦CPU大多使用翅片型材和微型風扇來散熱， 這種散熱方式散熱量較小。隨著電腦技術的飛速發展以 及CPU發熱量的增加，常規散熱方式都難以滿足要求。透 過採用本發明的熱傳元件，可以將筆記本電腦鍵盤板擴 展為散熱面，從而既解決散熱問題，又避免電腦體積增 大。圖110是使用本發明熱傳元件的筆記本電腦的示意 圖。如圖所示，筆記本電腦包括顯示幕1131和鍵盤1134兩 個部分。在鍵盤1134下面佈置著平板型的熱傳元件1132， 熱傳元件1132的下表面與筆記本電腦CPU1133緊密接觸。 由於本發明的熱傳元件1132熱阻小、均溫性高、傳熱能力 強，它能夠將CPU1133發出的熱量快速無熱阻地傳遞到键 -268- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）
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562854 A7 B7 五、發明説明（ ） 266 盤板，將整個鍵盤板擴展為散熱面，而快速地將熱量散 發掉。筆記本電腦CPU的這種散熱裝置散熱能力大、體積 緊湊、無噪音、而且運行可靠。 實施例130 在電腦及一些自動控制系統中，晶片模組的散熱是一 個不可忽視的問題。為了保證其使用的安全性，晶片模 組工作區與散熱區應當相分離。圖11P是使用本發明熱傳 元件的晶片模組散熱裝置的立體示意圖。如圖所示，晶 片模組散熱裝置由熱傳元件1136和散熱片1137組成。晶片 模組1135產生的熱量集中傳給熱傳元件1136，熱傳元件 1136沿軸向零熱阻將熱量由電器元件箱傳至箱外散熱片 1137，散熱片1137以對流換熱的形式將熱量分散於空氣， 從而達到散熱冷卻的目的。這種晶片模組散熱裝置適用 於小型散熱空間的分離遠傳散熱，其利用熱傳元件的軸 向熱量高效遠傳特性，在晶片模組散熱空間受限的情況 下將熱量遠傳散發掉，從而保證晶片模組的正常工作性 能。這種晶片模組散熱裝置配套結構形式靈活、安裝簡 便、結構緊湊、價格低廉、性能卓越、維修方便並且综 合使用壽命長。 實施例131 降低中央處理系統（如微電腦中央處理系統、自控中央 處理系統）EMI的有效方法是散去中央處理系統工作過程 -269- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） m 裝 訂
562854 A7 B7 五、發明説明（ ） 267 中的多餘熱量。但是，由於受散熱空間限制，多餘熱量 很難在小空間中散失，因此將熱量傳遞到外部大空間散 失就成了解決散熱問題之關键。圖11Q是使用本發明熱傳 元件的降低EMI的散熱裝置的立體示意圖。如圖所示，降 低EMI的散熱裝置由熱傳元件1138和散熱片1140組成，中 央處理系統1139的CPU在工作過程中會產生一些多餘的熱 量，增加EMI會影響CPU正常工作性能。圖中所示散熱裝 置透過熱傳元件1138將熱量快速有效地從CPU收集並傳遞 給中央處理系統1139外的散熱片1140，散熱片1140以對流 換熱的形式將熱量傳遞給大空間中的冷空氣，從而實現 中央處理系統CPU散熱冷卻之目的。圖中所示降低ΕΜΠΑ 散熱裝置適用於散熱空間受限的場合，其利用熱傳先件 的軸向熱量高效遠傳特性，將中央處理系統CPU在工作過 程中產生的多餘熱量從小空間傳至中央處理系統外部大 空間範圍並散去，降低中央處理系統EMI，保證系統正常 運行。這種降低EMI的散熱裝置具有低廉的價格和卓越的 性能；配套結構形式靈活；結構緊湊、重量輕且安裝簡 便；維修方便、综合使用壽命大於20年；並具有抗腐蝕、 防爆、防污染性能優良。 電子電機設備之散热應用 以下各實施例132至143係用於例示本發明之熱傳元件於 電子電器設備領域散熱功能之應用，例如在用於頂置式 -270- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐）
β 562854 A7 B7 五、發明説明（ ） 268 電 器 控 制櫃密閉散熱器、壁掛式電器控制櫃 密 閉 散 熱 器 嵌 入式電器控制櫃密閉散熱器、工業顯示 器 密 閉 散 器 電視機密閉散熱器、可控矽元件散熱器 Λ 電 力 晶 閘 管 元 件散熱器、壓縮空氣中間冷卻器、防爆 殼 内 大 功 率 可 控 矽元件散熱器、電源模組散熱器、蓄 電 池 散 埶 器 埶 電冷卻器、冰箱散熱器、放映機散熱系 統 、 冷板 散 4k 器 、掃描儀散熱冷卻系統、以及等廢熱冷卻 空 調 系 統 ο 實 施 例 132 本發 明的熱傳元件可用於電子電機設備中， 作 為 電 子 電 機 設 備的散熱器的散熱元件。例如作為電器 控 制 櫃 密 閉 散 熱 器、工業顯示器密閉散熱器、電視機 密 閉 散 熱 器 Λ 可控碎元件（silicon controlled device)散熱器、 電 力 晶 閘 管 散 熱 器、壓縮空氣中間冷卻器、防爆殼内大 功 率 可 控 矽 元 件 冷卻器、電源模組散熱器、蓄電池散熱 器 攜 帶 型 埶 電 冷卻器、冰箱散熱器、放映機散熱系統 冷板散 埶 器 以及其他電子電機設備散熱裝置等的散熱 元 件 Ο 0 前 電器控制櫃、工業顯示器箱體和電視機 箱 體 為 開 式 系 統 ，環境空氣中夹帶的灰塵、油污、水分 Λ 腐 蚀 性 氣 體 等 容易附著在電子器件表面，導致電器元 件 溫 度升 高 Λ 靈 敏度降低、反應滯後、穩定性下降、壽 命 縮 短 部 分 器 件容易燒毀、容易出現事故。對高精度 大 功 率 -271 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(21〇x 297公釐)
β 562854 A7 B7 五、發明説明（ ） 269 電器元件的控制櫃和工業顯示器箱體，需要設置高潔淨 度空調房間，保證其溫度、濕度和空氣的潔淨度。不僅 投資大，而且使用不便。對防爆場合（比如石油精煉和石 油化工廠），電器控制櫃和工業顯示器箱體的設計、製造 和安裝要做防爆處理，費用很高。 透過採用由本發明的熱傳元件構成的密閉散熱器，將 密閉散熱器置於電器控制櫃箱體、工業顯示器箱體和電 視機箱體上，透過熱傳元件將箱體内部元件所釋放的熱 能傳至箱體外部。圖12A、12B和12C是使用本發明的熱傳 元件的電器控制櫃密閉散熱器的安裝示意圖。圖12D是圖 12A- C所示電器控制櫃密閉散熱器的局部剖視圖。如圖 12D所示，電器控制櫃密閉散熱器1202由基管狀的熱傳元 件1203、鋁片1204和隔板1205構成。圖12A示出電器控制櫃 密閉散熱器1202安裝在電器控制櫃箱體1201的頂部上。圖 12B示出電器控制櫃密閉散熱器1202安裝在電器控制櫃箱 體1201的側面上。圖12C則示出電器控制櫃密閉散熱器 1202嵌入在電器控制櫃箱體1201上，熱傳元件的一端置於 電器控制櫃箱體内部。圖12E是使用本發明熱傳元件的工 業顯示器密閉散熱器的安裝示意圖。圖12F是圖12E所示 工業顯示器密閉散熱器的局部剖視圖。工業顯示器密閉 散熱器1207安裝在工業顯示器箱體1206頂部。工業顯示器 密閉散熱器1207如圖12F所示由基管狀的熱傳元件1208、 -272- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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562854 A7 B7 五、 發明説明（ 270 鋁片1209和隔板1210構成。圖12G是使用本發明熱傳元件 的電視機密閉散熱器的安裝示意圖。圖12H是圖12G所示 電視機密閉散熱器的局部剖視圖。電視機密閉散熱器1212 安裝在電視機箱體1211頂部。電視機密閉散熱器1212如圖 12H所示也由基管狀的熱傳元件1213、鋁片1214和隔板1215 構成。密閉散熱器透過熱傳元件將箱體内部元件所釋放 的熱能傳至箱體外部。箱體與散熱器的結合部位採用密 封式結構處理，所有散熱完全可以透過外部獨立完成。 箱體内外的氣流不會發生接觸，從而可以保證箱體的内 外隔絕，起到安全、清潔、絕緣的目的。 這種散熱方式，一方面在取消原箱體散熱孔及箱體附 設的降溫風扇的同時，其控制櫃内以潔淨空氣形成内循 環，將空間熱透過熱傳元件傳遞輸送，使控制櫃、工業 顯示器以及電視機不受外界因素的任何影響。對大多數 控制櫃、工業顯示器以及電視機而言，採用密閉散熱器 散熱完全可以為控制櫃、工業顯示器以及電視機提供稍 高於環境溫度（空氣-空氣散熱型），或低於環境溫度（空 氣-冷介質）的冷卻狀態，即使夏季氣溫高達40°C的時候， 這種密閉散熱器也可提供足夠的冷卻能力。工作時，位 於控制櫃、工業顯示器以及電視機侧或内侧的熱傳元件 管束將箱體内的空氣所攜帶的熱量回收後，由位於散熱 側的熱傳元件管束釋放給環境中的空氣，使之溫度升 273 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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A7 B7 五、發明説明 ( ) 271 高， 達 到 換熱 的目的。採用本發明熱傳元件的 電 器 控 制 櫃、 工 業 顯示 器以及電視機的 密閉散熱器具有 低 廉 的 1貝 格和 卓 越 的性 能；配套結構形 式靈活；安裝簡 便 ， 散熱 器整 體 結 構緊 凑、重量輕；不 需要維修、综合 使 用 壽 命 大於20年 ;僅散熱器風機需4 - 5年檢修一次、檢修 十 分 簡 便； 散 4k 器读 .用後不會引起控制櫃内空氣壓 縮 ， 抗 腐 蚀、 防 爆 、防 污染性能優良； 允許使用環境溫 度 4°C - 40 °C ； 以 及散熱 器使用的電源為交流、直流均可。 實施 例 133 可 控 矽 元件 (silicon controlled device，即普通晶閘管） 廣 泛應 用 於 變流 技術領域，以便 對電能進行變換 與 控 制 〇 其特 點 器件 種類越來越多， 控制功率越來越 大 元 件 損耗 也 相 應增 加，對散熱器的 要求也越來越高 〇 常 用 平 板型 可 控 矽元 件的兩面分別是 陽極和陰極，中 間 引 出 線 是門 極 ， 其散 熱方式是用兩個 互相絕緣的散熱 器 把 元 件 緊夾在 中 間。 由於散熱效果好 ，容量較大的可 控 矽 元 件 都採 用 平 板式 結構。現有中大 功率可控矽元件 的 散 熱 一 般採 用 型 材錡 鋁散熱器，將元 件夾在兩個散熱 器 中 間 y 靠強 制 風 冷加 強散熱能力。這 種型材鑄鋁散熱 器 的 缺 點 是， 對 大 功率 可控碎元件，由 於損耗功率大， 為 滿 足散 敎要 求 必 須增 大散熱器體積 ，增加散熱面積 〇 另 一 方 面， 由 於 金屬 鋁導熱係數的限 制，使散熱器的 有 效散熱 -274- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐) 562854 A7 __ B7 五、發明説明（ ） 272 · 面積減小，導致元件溫升過高，影響元件使用壽命。本 發明的目的是提供一種應用熱傳技術來解決大功率可控 矽元件散熱問題的散熱器。圖121是使用本發明熱傳元件 的可控矽元件散熱器的前視圖，而圖12J是圖丨21所示可控 矽元件散熱器的俯視圖。如圖121和1 2 J所示，可控石夕元件 散熱器有兩塊平行的基板，即正極基板1216和負極基板 1223 ’平板型可控矽元件1225由圓心定位銷放置在基板的 中心位置。在負極基板1223 一侧，裝配有壓板1224和四根 螺栓拉样1219，四根螺栓拉样1219透過絕緣套管122〇與壓 板1219絕緣。在正極基板1216—側，裝配有鋼珠和彈 κ壓板1217，由壓板1224、彈菁壓板1217和鋼珠1218透過 螺栓拉桿1219的壓力把可控矽元件1225緊壓在兩塊基板 1216和1223的中間，壓力大小應根據可控矽元件的型號而 足，保證元件與散熱器基板傳熱面之間接觸良好，減小 接觸熱阻。熱傳元件1222的一端分別與正負基板透過擠壓 或脹接技術裝配在一起，在熱傳元件1222的另一端，將預 先沖孔的散熱片1221透過擠壓技術與熱傳元件裝配成一 體，保證散熱片與熱傳元件之間良好接觸，減小接觸熱 阻。熱傳元件製作成管狀，也可製作成所需任何其他合 適形狀，熱傳元件的數量和規格以及散熱片的面積和散 熱片之間的間距應由可控矽元件損耗大小和散熱器外界 散熱條件來決定。散熱片的形狀應根據散熱器組裝後， ____^275- 本紙張尺度適用巾a S家標準(CNS) A4規格(21G X 297公-------- 562854 A7 B7 五、發明説明（ ） 273 正負基板散熱片之間的間距應符合電氣絕緣的要求而 定。可控矽元件散熱器整體裝配後，用戶可以根據實際 需要，將若干個散熱器組裝成一個櫃體，同時考慮絕緣 和對外連線。工作過程中，可控矽元件損耗產生的熱量 經過基板傳至位於正負基板内的熱傳元件的蒸發段，由 蒸發段内的介質將吸收的熱量經過絕熱段迅速傳遞至散 熱片部分的冷凝段，然後透過散熱片熱輻射和強制空氣 對流作用將熱量散發到空氣中。冷凝後的介質又回到蒸 發段，如此循環往復。使可控矽元件的殼體溫升不超過 規定值。採用本發明散熱元件的可控矽元件散熱器的散 熱效率高，可以減小散熱器體積。相同損耗功率的可控 矽元件，採用本發明散熱元件的可控矽元件散熱器體積 僅是型材散熱器的2/3左右。而且這種散熱器結構緊湊， 安裝、更換及清理容易；能有效降低可控矽元件溫升， 延長元件使用壽命。 圖12K顯示出了使用本發明熱傳元件的可控矽元件散熱 器的另一種實施例。如圖所示，可控矽元件1226的上表面 與板狀熱傳元件1227下底面緊密接觸，板狀熱傳元件1227 的外表面間斷地佈置散熱翅片1228。可控矽元件1226發出 的熱透過其表面傳遞給板狀熱傳元件1227，藉由板狀熱傳 元件1227内的高傳熱速率熱傳介質，熱量被迅速傳遞到板 狀熱傳元件1227上面的縱向散熱翅片1228上，透過空氣自 -276- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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562854 A7 B7 五、發明説明（ 274 然對流或風扇強制對流將熱帶走。圖12K所示採用本發明 熱傳元件的可控矽元件散熱器具有極高的熱流密度，在 相同外形尺寸和應用場合下，其傳熱能力相對於習知熱 管成數十倍的增長。 上述圖121和12J所示散熱器也適用於電力晶閘管元件的 散熱，此時，其中可控矽元件1125可替換為電力晶閘管元 件。 實施例13 4 為了省功並保證壓縮機的正常運行，壓縮比較高的氣 姐壓縮機一般均採用多級壓縮，並配有級間中間冷卻 器。由於入口空氣溫度的高低對壓縮機的工作性能影響 較大，所以中間冷卻器的工作狀況直接關係到整個壓縮 機組的操作運行。為此，許多進口壓縮機也將中間冷卻 器作為關鍵設備配套供應，可昂貴的價格往往使得許多 使用者難以承受，不得不以列管式換熱器取而.代之。透 過一段時間的實際運行，發現列管式換熱器主要存在以 下共同問題·冷卻水處理設備精度不夠，水質輕差，冷 卻水小管易被汙物堵塞，導致出口氣溫超過標準，無法 達到進口壓縮機的使用要求，經常引起壓縮機自動停機 而影響生產；由於冷卻水小管材質為銅，直徑小，管壁 薄（P 9.5 X 0·75)，通管時易將管子損壞造成洩露而無法再 用；以及夏季冷卻水溫高，更易使出口氣溫超過標準並 _ -277- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X 297公釐） 562854 A7 B7 五、 發明説明（ 275 引起停機。 利用本發明熱傳元件的高均溫性，將氣體通往管外 側、冷卻水通往管内側的列管式換熱器改為氣體、冷卻 水均通往管外且熱側、冷側換熱面積可調的壓縮空氣中 間冷卻器，並可根據水質情沉設置必要的清掃口，克服 水質差和管子強度低的問題，提高中間冷卻器的冷卻效 率，進而保證壓縮機的正常運行^圖12L是使用本發明熱 傳元件的壓縮空氣中間冷卻器為箱體式結構結構示意 圖，而圖12M是圖12L所示壓縮空氣中間冷卻器俯視示意 圖。如圖所示，壓縮空氣中間冷卻器中間由隔板分割成 二個腔體，一個腔體從壓縮空氣入口 123 1到壓縮空氣出口 1236自上而下通入空氣，稱為空氣冷卻侧1229，即熱侧； 另一個腔體從冷卻水入口 1235到冷卻水出口 1232自下而上 通入冷卻水，稱為冷卻水侧1233，即冷側，二腔體之間以 管式熱傳元件1234相連。空氣冷卻側1229即為熱傳元件 1234的加熱端，空氣帶入的熱量傳給熱傳元件。熱傳元件 作為橋梁，將接收的熱量在冷卻水側1233再不斷地傳遞給 進入的水，冷卻水側1233是熱傳元件的散熱端。透過熱傳 元件的接收、傳遞，連續往復，空氣得到持續冷卻，保 證了壓縮機的正常運行。為了適合不同水質的使用要 求，在冷卻水側的箱體上可在需要處開設幾個清洗吹掃 孔以便於清理，恢復換熱面，保持較高的換熱能力。由 -278- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)
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A7 B7 五、發明説明（ ） 276 於 空 氣冷卻侧1229傳熱速率較低，管式熱傳元件1234外 部 應 纏 有 肋片1230。氣體經過壓縮之後，常常伴有冷凝水 出 現 在 中間冷卻器的底部開有冷凝水排放c 7 1237 ， 以 避 免 氣 體 在 進入下一級壓縮機時帶入水分而造 成水錘 現 象 〇 這 種 以 本發明熱傳元件為核心、以冷卻水 為介質 的 壓 縮 空 氣 中 間冷卻器利用熱傳元件的高均溫性 實現了 空 氣 Λ 冷卻 水 之間的熱量傳遞，解決了冷卻水水 質差而 影 響 列 管 式 中 間冷卻器的換熱性能和清管難的問 題’為 壓 縮 機 配 套 設 備的安全、可靠運行提供了可能性 。這種 壓 縮 空 氣 中 間 冷卻器結構簡單，安裝改造方便 ;單管 出 現 問 題 不 影響整個設備繼續工作；投資少， 使用周 期 長 y 水 質 適 應性廣；換熱效率高，操作及通道 清理方 便 y 以 及 操作 費用少，生產成本低。該壓縮空氣 中間冷卻 器 既 可 作 為 新建廠多級氣體壓縮機配套設備選 用，亦 可 作 為 存 在 上 述問題的已有壓縮機廠家中間冷卻器的 改 造 選 用 J 它 不需改變原有生產流程和其他設備 ，更換 方 便 ， 既 適 用 於普通型的空氣壓縮機，也適用於 工業上 的 其 他 氣 體 介 質的壓縮機，並可根據氣體性質選擇合適材 質 〇 實 施 例 135 礦 業 電力設備常採用防爆式結構，即把 電力電 子 器 件 安 裝在 一封閉殼體内，殼體結構足以阻止 電氣裝 置 内 部 由 於 過 熱或其他原因造成的内部氣體爆炸 傳遞到 殼 體 外 -279- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（ ） 277 部，從而避免外部的燃燒性氣體爆炸。大功率可控矽元 件廣泛應用於礦業變流設備，用於對電能進行變換與控 制。其特點是變流設備的密閉性好，控制功率大，可控 矽元件的損耗也相應增加，對散熱器的要求高。礦業變 流設備中常用平板型可控矽元件，元件的兩面分別是陽 極和陰極，中間引出線是門極。其散熱方式是用兩個互 相絕緣的散熱器把元件緊夹在中間，由於散熱效果好， 容量較大的可控矽元件都採用平板式結構。由於礦業變 流設備密閉性強，空氣對流性差，如採用普通的型材鑄 鋁散熱器，就難於將可控矽元件損耗產生的熱量傳至封 閉殼體以外，使封閉殼體内溫度升高，影響變流設備的 運行和使用壽命。 圖12N是使用本發明熱傳元件的防爆殼内大功率可控矽 元件散熱器的前視圖，而圖120是圖12N所示防爆殼内大 功率可控矽元件散熱器的俯視圖。如圖12N和120所示， 大功率可控矽元件散熱器有兩塊平行的基板，即陽極基 板1238和陰極基板1248，平板型可控矽元件1250由圓心定 位銷放置在基板的中心位置。在陰極基板1248 —侧裝配有 壓板1249和四根螺栓拉桿1241，螺栓拉样透過絕緣套管 1242與壓板1249絕緣。在陽極基板1238—侧，裝配有鋼珠 1240和彈簧壓板1239，由壓板1249、彈簧壓板1239和鋼珠 120透過螺栓拉桿1241的壓力把可控矽元件1250緊壓在兩塊 -280- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐）
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562854 A7 B7 五、 發明説明（ 278
基板的中間，壓力大小應根據可控矽元件的型號而定， 保證元件與散熱器基板傳熱面之間接觸良好，減小接觸 熱阻。熱傳元件1246—端分別與陰陽基板透過擠壓或脹接 技術裝配在一起，在熱傳元件另一端將預先沖孔的散熱 片1245透過擠壓技術和熱傳元件裝配成一體，保證散熱片 與熱傳元件之間良好接觸，減小接觸熱阻。熱傳元件製 作成管狀，也可製作成所需任何其他合適形狀，熱傳元 件的數量和規格以及散熱片的面積和散熱片之間的間距 應由可控矽元件損耗大小和散熱器外界散熱條件來決 定。散熱片的形狀應根據散熱器組裝以後，陰陽基板散 熱片之間的間距應符合電氣絕緣的要求而定。在散熱片 與基板之間的每根熱傳元件上裝配耐溫絕緣套管1244，起 到散熱器和防爆安裝板1247及滑孔擋板1244項之間的絕緣 作用。防爆安裝板1247透過耐溫絕緣套管1244緊固在陰極 侧的熱傳元件上，而陽極側防爆安裝板的孔徑要大於熱 傳元件的外徑，使陰陽基板在裝配時有一定的調整間 隙，滑孔擋板1243透過耐溫絕緣套管緊固在陽極侧的熱傳 元件上，起到密閉作用。防爆安裝板1247的作用是將大功 率可控矽元件與散熱片之間隔離，保證防爆殼體内的溫 升不超過規定值。這種結構形式的可控矽元件散熱器在 裝配時，用戶可以根據實際需要，將若干個散熱器和其 他電氣設備一起組裝成一個密閉防爆式變流設備，同時 -281 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（ ) 279 考 慮 内 部絕 緣和對外連線。工作過程中， 大功 率 可 控 矽 元 件 損 耗產 生的熱量經過基板傳至位於陰 陽基 板 内 的 熱 傳 元 件 的蒸 發段，由蒸發段内的介質將吸 收的 敎 量 經 過 絕 4k 段 迅遠 .傳遞至防爆安裝板以外散熱 片部 分 的 冷 凝 段 炊 後透 過散熱片的熱輕射和空氣對流 作用 將 量 散 發 到 防 爆殼 體以外的空氣中。冷凝後的介 質又 回 到 蒸發 段 j 如 此循 環往復，使可控矽元件的殼體 溫升 不 超 過 規 定 值 〇 這種 散熱器的散熱效率高，解決了 防爆 殼 體 内 大 功 率 可 控矽 元件的散熱問題；體積小，結 構緊 湊 安 裝 換 及 清理 容易；能降低可控矽元件溫升 ，延 長 元 件 使 用 壽 命 〇 實 施 例 136 通信 交換 機和數位通信設備中的電源系 統採 用 模 組 化 設 計 方 法， 可分為交直和直直變換電源模 組。 它 們 均 採 用 開 關 穩壓 電源，去掉了笨重的50Hz工頻變 壓器 採 用 直 接 對 交 流電 整流、高頻率開關振盪變換和脈 見 調 整 技 術 將 交流 電轉化為48V直流穩壓輸出。然 後透 過 變 換振 盪 器 將48V直流變成高頻的矩形波或正弦 波電 壓 J 再 經 過 頻 整流 和穩壓濾波變成多種低壓直流 電輸 出 供 給 通 信 設 備中 不同電子線路用電。這種模組 式的 電 源 特 點 效 率 南， 穩壓範圍寬。其中交直變換電 源模 組 的 交 流 m 入 電 壓分 為220V和380V兩種，輸出直流電壓為48V， 電 -282- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐)
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562854 A7 B7 五、發明説明（ ） 280 裝 流變化範圍從10A到200A，電源模組的轉換效率在88%至 90%之間，損耗功率範圍在60W至1100W之間。因此，解 決電源模組的散熱問題就非常重要。現有交直電源模組 散熱器採用型材或實體結構散熱器，不僅傳熱效率低， 且體積大。當電源模組的損耗超過500W後，現有型材或 實體結構散熱器就難以滿足電源模組元件對散熱的要 求。 ψ 圖12P是使用本發明熱傳元件的電源模組散熱器的前視 圖，而圖12Q是圖12P所示電源模組散熱器的俯視示意圖。 如圖12P和12Q所示，根據結構要求，電源模組箱體1251上 應有兩塊用於安裝模組電力元件的基板12 5 8 ’基板上的安 裝面應有一定的光潔度要求，以減小元件接觸熱阻。在 基板的一侧各有一塊和基板平行安裝的調控裝置及輔助 電路板1252，間距應符合元件和電路板之間的連線要求。 熱傳元件1256的一端脹接在元件安裝基板中，另一端壓接 散熱片1257，組成散熱器整體。熱傳元件的管徑和數量， 散熱片的面積應按電源模組的最大損耗來設計。在電源 模組箱體後侧裝有散熱器風道1255，如圖12P所示，進風 口在風道下面，出風口在風道上面。風道上面安裝軸流 式風機1254，風機的通風量和風頭靜壓應符合散熱器最大 散熱量要求。元件安裝基板與風道之間有一塊密封固定 板1253，固定板可選用酚醛樹脂板加工。該固定板應與兩 -283- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 562854 A7 B7 五 發明説明（ 281
裝
塊基板組裝成整體，形成密封和支承基板的作用。這種 結構可以根據擴大電源容量的需要，形成多個散熱器的 並列安裝。對於大型通信交換設備的電源模組採用這種 散熱器結構後，可以大大地縮小設備的體積，減輕散熱 器部分的重量。工作過程中，位於電源模組元件安裝基 板1258内的熱傳元件蒸發段透過基板吸收來自模組電力元 件損耗產生的熱量，熱傳元件内的介質將熱量經過熱傳 元件絕熱段快速傳遞至熱傳元件的冷凝段，由冷凝段將 熱量傳至散熱片1257表面，再靠風扇強制對流將熱量散發 到空氣中，使安裝在基板上的電力器件溫升不超過規定 值。這種電源模組散熱器體積小、重量輕，僅是實體散 熱器體積的1/2至2/3 ;安裝方便，使得清理更換元件和安 裝基板很方便；散熱效率高，有利於降低電源模組元件 的溫升，同時也降低周圍電子器件的環境溫升，有利於 延長電力及電子器件的使用壽命。 實施例137 目前市場上銷售和公開實用的蓄電池在充電時為避免 產生芯板過熱，通常採用小電流長時間充電。採用本發 明熱傳元件的蓄電池散熱器在大電流充電時能迅速散 熱，從而縮短充電時間，實現蓄電池大電流快速充電的 目的。這種散熱器與各種蓄電池配套實用。其方法是： 將原有結構中蓄電池内置隔板或殼體製成密封式腔體， -284- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 562854 A7 B7 五 發明説明（ 282 腔體材料採用絕緣處理，腔體内插入散熱器，充電過程 中，將大電流所產生的熱透過散熱器的熱傳元件快速傳 遞至蓄電池外殼頂部（侧面）。根據充電電流的大小和發熱 程度，在蓄電池殼體外部，可選擇自然對流或強制對流 等方式進行散熱。圖12R是使用本發明散熱元件的水散熱 式蓄電池散熱器的立體示意圖；圖12R’、12R”和12R…分別 是圖12R所示散熱器的前視圖、側視圖和俯視圖；而圖 12R"”是沿著圖12R’"中的箭頭AA所截取的局部剖視圖。如 圖所示，板狀熱傳元件1259和夹壁管狀熱傳元件1262夾壁 腔焊接而形成五組封閉腔體（因蓄電池規格的變化，腔體 數量可相應增加或減少），插入蓄電池殼體1260内的蓄電 池組片之間，作為傳熱核心部件。夾壁管熱傳元件1262的 内管兩端分別與進水管1261和出水管1263焊接成循環水通 道。蓄電池大電流充電時，内部熱被板狀熱傳元件1259吸 入並迅速傳遞到夹壁管熱傳元件1259夾壁腔内，透過夾壁 管熱傳元件1259的内管冷循環水帶走。圖12S是使用本發 明散熱元件的強制風冷或自然風冷式蓄電池散熱器的立 體示意圖；圖12S’和12S"分別是圖12S所示散熱器的前視圖 和俯視圖；而圖12S’"是圖12S’中的圓圈A的放大示意圖。 如圖所示，板狀熱傳元件外殼體1264和板狀熱傳元件内殼 體1265封閉而構成蓄電池散熱外殼。熱傳元件内殼體 1265(底部）均勻分佈五片（因蓄電池規格的變化，腔體數 -285- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)
訂 f 562854 A7 B7 五、發明説明（283 ) 量可相應增加或減少）板狀熱傳元件1266，板狀熱傳元件 1266的内腔和熱傳元件内殼體1265内腔連通。大電流充電 時，内部熱被板狀熱傳元件1266吸入並透過熱傳元件内殼 體1265、熱傳元件外殼體1264迅速散發到環境空氣中去。 圖12T是使用本發明散熱元件的強制風冷或自然風冷式蓄 電池散熱器另一實施例的立體示意圖；圖12T’、12T”和 12T…分別是圖12T所示散熱器的前視圖、左侧視圖和俯視 圖；而圖12T” ”是圖12T’中的圓圈I的放大示意圖。如圖所 示，由六片（因蓄電池規格的變化，腔體數量可相應增加 或減少）垂直放置的板狀熱傳元件和一片水平放置的板狀 熱傳元件焊接而形成熱傳元件腔體1268，將其插入蓄電池 殼體1267内的蓄電池組片之間，作為傳熱核心部件。熱傳 元件腔體1268的上表面佈置散熱片1269，以擴大散熱面 積，提高換熱效果。蓄電池大電流充電時，内部熱被熱 傳元件腔體1268吸入並透過散熱片1269迅速散發到周圍環 境中。圖12S- 12T所示蓄電池散熱器結構緊湊；傳熱、散 熱性能優良，能實現蓄電池大電流充電；可縮短充電時 間；以及可與各種蓄電池配套使用，應用廣泛。 實施例138 熱電冷卻技術發現於上世紀初，應用於本世紀五十年 代以後，並且隨著半導體材料的開發，在各個技術領域 得到了廣泛的應用，成為冷卻技術的一個新的分支。圖 -286- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 草 訂
線 562854 A7 B7 五、發明説明（284 ) 12 U是熱電冷卻器的工作原理圖。如圖所示，把一 p型半 導體元件1270和一 η型半導體元件1273透過銅片1274聯結 成熱電偶。透過電線1271接通電源1272後，在接頭處就產 生溫差和熱量轉移。在上面的一個接頭，電流方向是從η —ρ，溫度下降並且吸熱，為冷端；在下面的一個接頭， 電流方向是從ρ — η，溫度上升並且放熱，為熱端。借助 熱交換器進行傳熱，使熱端不斷散熱，且保持一定的溫 度，而冷端在工作環境中去吸熱降溫。從熱電冷卻器的 工作原理可以看出，利用熱交換器有效傳熱是熱電冷卻 的一個重要環節。圖12V是使用本發明熱傳元件的攜帶型 熱電冷卻器的結構示意圖，而圖12W是攜帶型熱電冷卻器 的立體示意圖。如圖12V所示，一個不銹鋼制的小圓筒 • 1276形成工作容積，外面是不銹鋼外殼1278，小圓筒1276 和不銹鋼外殼1278之間的夾層用泡沫塑料保溫層1277填 充，以便具有良好的絕熱效果。用泡沫塑料填充的蓋干 1275外包不銹鋼殼體。小圓筒1276底下佈置有半導體元 件，構成熱電堆1280。熱電堆1280的冷端與小圓筒1276的 底部緊密結合，結合面上塗有導熱矽脂，其熱端與熱傳 元件1279貼合，上面引出管束，置於空氣中，組成熱端散 熱器。根據熱傳元件1279的傳熱原理，熱量被不斷傳到外 部環境中，為電熱堆創造了良好的散熱條件。熱電冷卻 器上有一拎把，攜帶方便。這種熱電冷卻器傳熱效率 -287- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐） 訂 線 562854
AT B7 五、發明説明（285 ) 高、啟動速度快；體積小、重量輕，攜帶方便、靈活； 具有單向傳熱性，即熱量只能從加熱段傳向冷卻段，而 不能反向傳向；熱傳元件無毒、無污染、無腐蝕性；保 溫層採用整體聚氨酯發泡，保溫效果良好。由於既沒有 冷卻劑，又無複雜的機械設備和管路系統，使冷卻器實 現了小型化，尤其適合小計量製品的運送和貯存。 實施例139 現有的冰箱散熱器基本上是採用盤管形式，利用自然 對流散熱。它不僅結構複雜、傳熱強度低，而且容易因 受外力或腐蝕等因素造成散熱器的洩露，從而造成散熱 器失效。更嚴重的是，冷卻劑的洩露很可能造成空氣污 染並對用戶人身安全構成威脅。圖12X是使用本發明熱傳 元件的冰箱散熱器的示意圖，而圖12X’是圖12X所示冰箱 散熱器的左侧視圖。如圖所示，冰箱散熱器由管狀熱傳 元件1 2 8 1和換熱容器1283兩部分組成。熱傳元件在冰箱 外部利用空氣自然對流對冷卻劑進行冷卻。換熱容器部 分做成小腔體互通結構，以保證從壓縮機出來的冷卻劑 保持恒定壓力。冷卻劑由冷卻劑入口 1284經熱傳元件128 1 冷卻後從冷卻劑出口 1285流出進入下一道程序。散熱部分 採用翅片1282加大換熱面積，使換熱效果更好。熱傳元件 1281管與換熱容器1284項之間採用焊接結構，而換熱容器 做成整體結構，這樣就更佳地保證密封。工作過程中， -288- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 裝 訂
線 562854 A7 B7 五、發明説明（286 ) 冷卻劑壓縮後溫度升高，冷卻劑透過換熱容器時將熱量 傳遞給熱傳元件，熱傳元件透過翅片再將熱量傳遞到周 圍環境。這種冰箱散熱器傳熱效率高、結構簡單、密封 性更可靠；而且具有更好的密封隔離性，即所謂的彙源 分隔，使冰箱冷卻劑與冷卻物質分隔在兩個場所進行熱 交換，源、彙兩種流體將不再有互混的可能。 參 實施例140 裝
線 當一部放映機長時間工作時，系統會產生大量熱量， 這一部分熱量必須及時散去以保持系統穩定。圖12Y是使 用本發明熱傳元件的放映機的示意圖。如圖所示，放映 機由放映系統和散熱系統兩大部分組成。放映系統與一 般放映機相似，其中包括電路控制系統1286、凹面反射板 1287、發光源1288以及鏡頭1290等一般部件。底片1289從 凹面反射板1287和發光源1288前面通過。散熱系統由熱傳 元件1291、冷卻風道1292和散熱片1293組成。其中與一般 元件不同的是凹面反射板1287及底片隔板與熱傳元件吸熱 段緊密結合在一起形成一個完整的密閉腔體。放映機工 作時，電能經過發光源1288大部分能量轉換成光能，小部 分能量以熱能的形式散發到放映機系統中。現有放映機 往往由於散熱條件不好，熱量容易聚集導致系統過熱。 透過採用本發明的熱傳元件，發光源1288的耗散熱量透過 輻射和對流的方式傳遞給熱傳元件1291，隨後熱傳元件迅 -289- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 562854 A7 B7 五、發明説明（287 ) 速將熱量傳出並均句分布於散熱片1293，冷卻風道1293中 的空氣被強制對流，與散熱片充分進行熱量交換後，熱 風被送走。如此循環往復，使放映機處在一個穩定的熱 狀態下，從而保證整個系統不會過熱，可避免底片過熱 而損壞，同時其他元件也不再受系統過熱因素的影響， 大大提高其使用性能和使用壽命。這種放映機散熱系統 熱阻小、散熱效率高，結構緊湊且靈活，對熱波動的適 應性也較強。 實施例141 現有冷板散熱器為了滿足散熱要求，在橫向散熱面不 能增加的情況下，散熱面需要向縱向延伸，隨著散熱面 縱向高度的增加，散熱效率隨之降低，從而導致整個散 無器散熱效率較低。採用本發明熱傳元件可有效提高縱 向散熱面的散熱效率，在滿足散熱負荷的情況下，可相 對縮小整個散熱器的體積，優化空間利用率。圖12Z是使 用本發明熱傳元件的冷板散熱器的示意圖，而圖12Z’是圖 12Z所示冷板散熱器的側視圖。如圖所示，冷板散熱器由 熱傳元件1294、鋁型材散熱板1295和散熱鋁片1296構成。 熱傳元件與鋁型材散熱板及散熱鋁片之間的連接必須保 證接觸面在百分之八十以上，以減小接觸熱阻。現有冷 板散熱器，基板與環境空氣溫差恒定的情況下，在縱向 散熱面高度為70〜80 mm時，其散熱效率僅為40〜50%， -290- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 裝 訂
562854 A7 B7 五、發明説明（288 ) 如果散熱面高度再繼續增加，其散熱效率將大幅度降 低。圖12Z和12Z’所示冷板散熱器由鋁型材散熱板和熱傳 元件散熱器兩部分結合而成。銘型材散熱板肋片高度控 制在20 mm以内，這樣其肋片熱效率可達到70〜80%。同 時應用本發明熱傳元件管的高效傳熱性能，將熱傳元件 管熱段透過穿管的方式與鋁型材散熱板基板緊密連接， 熱傳元件管冷段套接散熱鋁片，鋁片的散熱效率保證在 70〜80%。兩部分的有效結合保證了整個冷板散熱器的散 熱效率維持在70〜80%，與現有冷板散熱器相比其散熱效 率提高了 20〜30%。也就是說在散熱面積相同的情況下， 無圖12Z和12Z7斤示冷板散熱器的總體換熱係數K值相對現 有冷板散熱器提高了 20〜30 %。這種冷板散熱器的傳熱方 式是，電力電子元件工作過程中放出的熱量首先傳到鋁 型材散熱板基板，基板將熱量分兩部分傳出，一部分熱 量由鋁型材散熱板肋片散去，另一部分熱量透過熱傳元 件管傳遞給散熱鋁片，在強制風冷的情況下，熱量被迅 速帶走。這種冷板散熱器熱阻小、散熱效率高；結構緊 湊且靈活；對熱波動的適應性較強。隨著工業的迅速發 展，大功率電器元件將成為一個重要發展方向，電器元 件散熱問題也將表現的越來越明顯，傳統散熱方式很難 達到散熱要求。上述高傳熱速率冷板散熱器可有效解決 這一問題，其市場前景廣闊，潛藏著很大的應用及商業 •291 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 裝 訂
k 562854 A7 B7 五、發明説明（289 ) 價值。 實施例142 掃描器的掃描頭及電器元件的發熱不僅影響掃描器的 使用性能，而且會嚴重影響其使用壽命。因此，掃描器 的掃描頭及電器元件的散熱是十分關鍵的。圖12ZA是使 用本發明熱傳元件的掃描器散熱冷卻系統的示意圖。如 圖所示，掃描器散熱冷卻系統主要由掃描器掃描頭及其 電器元件1297、管狀熱傳元件1298和散熱片1299三大部分 構成。掃描器之掃描頭及其電器元件1297在工作過程中產 生熱量，通過管狀熱傳元件1298吸熱段的吸熱裝置將熱量 傳遞給熱傳元件1298，管狀熱傳元件1298沿軸向零熱阻將 熱量繼續傳遞給掃描器殼體外表面上的散熱片1299，散熱 片1299以對流換熱的形式將熱量散去，從而達到掃描器冷 卻之目的。這種掃描器散熱冷卻系統適用於散熱空間受 限的場合，其利用熱傳元件的軸向熱量高效運轉特性， 將掃描器小空間的散熱遠傳至掃描器外表面殼體散發 掉。這種掃描器散熱冷卻系統配套結構形式靈活、安裝 簡便、結構緊湊、價格低廉、性能卓越、維修方便、综 合使用壽命長；而且散熱能力強，從而可提高掃描器的 使用性能及其使用壽命。 實施例143 冷卻空調設備具有廣泛的用途。目前的冷卻、空調設 -292- 本紙張尺度適用中画國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 562854 A7 B7 五、發明説明（290 ) 備大多以蒸汽壓縮式或吸收式冷卻為主，這些冷卻方式 會造成能量的大量消耗。在夏季供電量的統計中，冷卻 與空調的耗電量占總發電量的20〜30%，同時蒸汽壓縮式 冷卻及空調所使用的冷卻劑-氟化物與環境不相容，使得 以蒸汽壓縮式冷卻為主的冷卻與空調應用範圍受到很大 的限制。另一方面，在各行各業都有大量的熱量被浪 費，如工廠的各類加熱爐煙氣餘熱、内燃動力設備餘熱 等等，大量的煙氣餘熱直接排入大氣。採用本發明的熱 傳元件能夠實現利用餘熱形成冷卻循環，而達到利用餘 熱冷卻的目的。吸附式冷卻系統的核心部件是吸附床及 與之配套的取熱器。吸附床内冷卻劑介質的循環速率、 傳質傳熱特性的優劣決定了整個冷卻系統的冷卻能力和 整機設備體積的大小。圖12ZB是使用本發明熱傳元件的 廢熱冷卻系統一部分的示意圖。如圖所示，廢熱冷卻系 統該部分包括吸附床2601、上聯管2602、翅片管構成的取 熱器2603以及下聯管2604，它們相互連接而形成一個封閉 的腔體。吸附床2601容納著吸附劑和冷卻劑2606。吸附 床、上聯管、取熱器以及上聯管都是根據本發明的熱傳 元件，本發明的高傳熱速率熱傳介質2605填充在腔體内。 當取熱器2603吸收餘熱後，管内的高傳熱速率熱傳介質 2605將熱量傳到吸附床2601，使得吸附床内的吸附劑解吸 冷卻劑，即冷卻劑受熱解吸；反之，當常溫下的空氣流 -293- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）
玎 線 562854 A7 B7 五、發明説明（291 ) 過翅片管構成的取熱器2603時在高傳熱速率熱傳介質的作 用下，吸附床内的吸附劑受到冷卻，系統中的冷卻劑蒸 汽壓力因此而降低，使蒸發器可吸收外界熱量而實現冷 卻，這樣就構成了一個基本的冷卻循環。這種廢熱冷卻 系統除了具備吸附式冷卻系統的優點外，還具備以下優 點：吸附床傳質、傳熱特性優異；結構緊湊，體積小， 重量輕；適用於多種吸附劑-冷卻劑的介質對。 醫療器材之散热應用 以下各實施例144至145係用於例示本發明之熱傳元件於 醫療器材領域散熱功能之應用，例如在用於止瞌睡冷 帽、以及熱電冷卻美容器等。 實施例144 ’汽車、火車和輪船等交通工具的駕駛員經常因駕駛室 溫度過高而打瞌睡，可能造成嚴重的交通事故。由於這 些交通工具上的蓄電池能源很寶貴，不能過多地加以消 耗，因此研製一種不消耗或少量消耗電能的止睦：睡冷 帽，對駕駛員的額角或太陽穴局部冷卻，使其保持清醒 的頭腦是非常必要的。 本實施例研製了一種高傳熱速率熱傳止瞌睡冷帽，成 功地實現了對頭部的局部冷卻作用，提高了駕駛員駕駛 的安全性。 如圖13A所示，本發明的高傳熱速率熱傳止瞌睡冷帽結 -294- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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k 562854 A7 B7 五、發明説明（292 ) 構如下：一根高傳熱速率熱傳管1305和兩個高傳熱速率熱 傳板1304内腔連通形成封閉系統。在高傳熱速率熱傳管 1305的外壁套裝散熱翅片1308。核心冷卻部件1302是ρ-η 半導體熱電冷卻器，由銅板13 01、若干對的ρ - η結合電絕 緣材料1303组成。熱電冷卻器根據電源電壓專門設計，這 裏不再進行詳述。風扇1307可有可無，提供足量的環境風 吹拂散熱翅片1308，加強換熱。電源供應來自交通工具内 的蓄電池。 熱點冷卻器冷端於人體頭部太陽穴緊密貼合，人體的 熱被冷卻器帶到熱端部位，藉由高傳熱速率熱傳板元件 内介質。根據高傳熱速率熱傳技術、的高效傳熱特性，熱 量被輸送到散熱翅片1308上，透過自然對流或風扇1307的 強制換熱，散發到周圍環境中。 本發明的高傳熱速率熱傳止瞌睡冷帽結構緊湊、冷卻 量大，並且電能消耗更少。適合於所有交通工具的駕駛 員，防止駕驶員目盍睡，減少交通事故的發生。也適用於 鬲燒病人頭部降溫以及應用在太空船和坦克中，提高指 揮和戰鬥力。 實施例145 熱電冷卻技術出現於上世紀初，應用於本世紀五十年 代以後，並且隨著半導體材料的開發，在各個技術領域 得到了廣泛的應用，成為冷卻技術的一個新的分支。 -295- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 裝 訂
562854 A7 B7 五、發明説明（293 ) 本實施例的高傳熱速率熱傳攜帶型熱電冷卻美容器是 一種涉及熱電冷卻用的高效冷卻器件，是半導體電子技 術與高傳熱速率熱傳技術的完美結合。 高傳熱速率熱傳攜帶型熱電冷卻美容器的優點是體積 小、冷卻效果好、攜帶方便。在用於皮膚美容方面，克 服了液氮美容創傷面大的缺點；在手術美容方面有控制 炎症，促進癒合之功效，成為美容器械家族的新秀。 如圖13 B所示，熱電冷卻器工作原理如下：把一 p型半 導體1309和一 η型半導體13 12透過銅電極片13 13連結成熱 電偶，接通電源13 11後，在接頭處就產生溫差和熱量轉 移。在上面的一個接頭，電流方向是從η — ρ，溫度下降 並且吸熱，為冷端；在下面的一個接頭，電流方向是從ρ —η，溫度上升並且放熱，為熱端。把若干對半導體熱電 偶在電路上_聯起來，而在傳熱方面則是並聯的，這就 構成了一個制冷熱電堆，按圖示接上直流電源後，其上 面是冷端，下面是熱端。借助熱交換器進行傳熱，使熱 端不斷散熱，且保持一定的溫度，而冷端在工作環境中 去吸熱降溫。從熱電冷卻的工作原理可知，利用熱交換 器有效傳熱是熱電冷卻的一個重要環節。高傳熱速率熱 傳元件的特點之一就是傳熱效率高，正是這一特點使得 熱電冷卻技術與高傳熱速率熱傳技術相結合成為可能。 如圖13C所示，本發明的高傳熱速率熱傳攜帶型熱電冷 -296- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐） f 訂
k 562854 A7 B7 五、發明説明（294 ) 卻美容器是由冷頭1317與熱電堆13 18的冷端底部緊密結 合，結合面上塗有導熱矽脂；冷頭固定圈13 15和冷頭絕熱 套13 16可以有效保冷，確保冷頭溫度。高傳熱速率熱傳元 件1319、水箱1320與熱電堆13 18的熱端貼合，利用高傳熱 速率熱傳元件啟動速度快、傳熱效率高等特點增強冷卻 效果。冷水管接頭1321與水箱連接形成供水回路；手柄 13 14仿人體手形設計，方便操作者使用。美容器的冷頭可 根據不同的目的製成各種形狀，滿足手術、皮膚色素症 治療等的需要。 本發明的高傳熱速率攜帶型熱電冷卻美容器屬於高科 技產品，與傳統的冷卻美容方法不同，即不用冷卻劑， 對皮膚無毒副作用，且操作方便靈活，應用面廣，給美 容患者代來了福音。 曰常用品之散熟應用 以下各實施例146至151係用於例示本發明之熱傳元件於 日常用品領域散熱功能之應用，例如在用於飲品散熱 棒、飲品保鮮杯、燈具散熱器、保鮮盒、熱電冷卻保鮮 盒、以及飲品散熱器等。 實施例146 為保護消費者尤其是兒童免受燙傷，並節約消費者的 用餐時間，開發一種能夠快速降低飲品溫度的飲品散熱 棒無疑是非常必要的。 -297- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)
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562854 A7 B7 五、發明説明（295 )
如圖14A所示，本發明的高傳熱速率熱傳飲品散熱棒主 要由高傳熱速率熱傳元件1401、風扇1404、電機1405、電 池1406及外殼1402構成。高傳熱速率熱傳元件一端為光滑 的管，插入飲品中吸收熱量後藉由元件内部的介質將熱 量快速地傳遞至另一端，即放熱端。元件的放熱端表面 有軸向肋片1403，結構如A - A所示，以增加與空氣的對流 換熱面積。在放熱端上方安裝一台利用電池為動力源的 小型風扇，吹動空氣與放入端進行強制對流換熱，提高 換熱效率，同時，吹出的氣流吹到飲品表面上可加速飲 品表面的蒸發換熱，達到將飲品快速降溫的目的。 訂
本發明的高傳熱速率熱傳飲品散熱棒外形細長、小 巧，配有一般電池而不需外接電源，散熱迅速，使用簡 箪，攜帶方便。 實施例147 隨著社會文明的不斷進步，人民生活水平的不斷提 高，回歸大自然，享受野外風光成為時尚。令人不愉快 的是，隨身攜帶的一些飲料經常因天氣炎熱而溫度上 升，失去原有的清爽感覺。 本實施例利用本發明的高傳熱速率熱傳元件研製了一 種高傳熱速率熱傳保鮮杯，成功地控制並降低了飲料的 溫度。 如圖14B所示，本發明的高傳熱速率熱傳保鮮杯採用了 -298- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 562854 A7 B7 五、發明説明（296 ) 傳統結構，由杯體1407和杯蓋1411兩部分組成。杯體1407 為雙層結構，内壁1408和外壁之間空間被抽成真空，起到 隔熱作用。杯蓋1411的底部是由高傳熱速率熱傳元件1409 和高傳熱速率熱傳板元件1410組成。杯蓋1411的内部構成 一個深坑形空間1414。杯蓋的上部有一個圓形可擰緊可打 開的頂蓋1413。杯蓋1411的周向内壁和頂蓋1413的下表面 均由絕熱材料1412構成。 使用該產品時，首先擰開頂蓋1413，在空間1414内放入 食用冰塊若干，然後蓋緊頂蓋1413。將需要保鮮的飲料倒 入杯體1407内，蓋緊杯蓋1411。飲料的熱量迅速被高傳熱 速率熱傳元件1409帶到深坑形高傳熱速率熱傳板元件的周 邊，在那裏被預先放入杯蓋1413中的冰所吸收。由於高傳 熱速率熱傳元件的高效傳熱特性，飲料的熱量不斷被傳 遞，最終達到降溫保鮮的作用。 本發明的高傳熱速率熱傳保鮮杯結構簡單，使用和攜 帶方便，保鮮作用明顯。 實施例148 隨著工業的迅速發展，大功率電器元件將成為一個重 要的發展方向，那麼隨之而來的電器散熱問題也將越來 越突出。傳統的散熱方式很難達到散熱要求。在燈具額 定功率較大的情況下，其耗散功率也相對增加，從而導 致燈具過熱，使用安全性能降低，使用壽命縮短。本發 -299- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）
裝 訂
線 562854 A7 B7 五、發明説明（297 ) 明的高傳熱速率熱傳燈具散熱器可將燈具的耗散熱量有 效地散去，從而可有效地改善燈具的使用性能。 如圖14C所示，大功率燈具發熱部位主要集中於燈管 1415的兩端，利用高傳熱速率熱傳燈具散熱器1417將兩端 熱量傳輸至燈罩1416上方，透過散熱片1418將熱量散去。 高傳熱速率熱傳燈具散熱器1417分環形吸熱端和管狀放熱 段兩部分，兩部分密封連接。環形吸熱端套於燈管發熱 端吸收熱量，管狀部分套有散熱片，透過風冷和自冷兩 種方式散熱，其中風冷型適用於工業場所，自冷型適用 於民用。
本發明的高傳熱速率熱傳燈具散熱器結構緊湊且靈 活，散熱效率高，有效地解決了大功率燈具的散熱問 題，其市場前景廣闊，潛藏著很大的應用及商業價值。 實施例149 本實施例是將高傳熱速率熱傳技術應用於食品保鮮裝 置，它透過高傳熱速率熱傳管在某種冷源（例如冰）與食品 之間進行熱交換，降低食品的貯存溫度，達到食品保鮮 的目的。 如圖14D所示，高傳熱速率熱傳保鮮盒由四個主要部分 組成：盒蓋1419;盛裝冷介質的容器1420;高傳熱速率熱 傳管1421 ;保鮮盒體1422。 保鮮盒體1422位於保鮮盒的下部，冷介質容器1420座在 -300- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 562854 AT B7 五、發明説明 ( 298 ) 保鮮盒 體 1422的上面，高傳熱速率熱傳管1421垂直 穿 過冷 介 質 容 器 的 底面並與其焊接。保鮮盒體1422及盒蓋1419採 用 隔 敎 效 果 好的非金屬材料，冷介質容器1420則為 金 屬材 料 製 成 以 保證其與高傳熱速率熱 傳 管的焊接。 盒 體與 盒 蓋 的 連接採用卡式快開結構。 傳 熱 遝 率熱傳保鮮盒的工作過 程 是：當冷介 質 容器 中 置 入 某 種 冷源並將其座在保鮮盒 體 的上面，高 傳 熱速 率 熱 傳 管 插 入被冷卻的食品中，食 品 的熱量透過 南 傳熱 速 率 埶 Ό、 傳 管 不斷地被冷源吸收，最 終 達到降溫保 鮮 的目 的 0 本發 明 的 高傳熱速率熱傳保鮮盒 的 冷源與食品 完 全隔 離 可 避 免 食品被污染。高傳熱速 率 熱傳管傳熱 迅 速， 並 且 均 勻 佈 置在食品中，使保鮮盒具省 Μ艮好的均溫 性 〇 實 施 例 150 本 實 施 例 是將高傳熱速率熱傳技 術 與熱電冷卻 技 術相 結 合 而 研 製 的一種新裝置，它用高 傳 熱速率熱傳 管 代替 埶 電 冷卻 器 熱端散熱片，透過高傳 熱 速率熱傳管將 半導 體 元 件 從 工 作空間吸收的熱量釋放 到 空氣中，降 低 食品 的 貯存 溫度 ，達到食品保鮮的目的。 散 電 冷卻 裝置是利用具有熱電能 -π 轉換特性的 材 料在 通 過 直 流 電 時有冷卻功能的原理製 成 的。由於半 導 體材 料 具 有 最 佳 的熱電轉換特性，所以 j 熱電冷卻常 被稱作 -301 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(210x 297公釐)
線 562854 A7 B7 五、發明説明（299 ) 半 導體 冷卻。半導體熱電冷卻器的工作原理如圖13Β所 述 ，在 此不作重複。 本發 明將高傳熱速率熱傳管用於熱電冷卻器 的 散熱裝 置 中， 可將熱電冷卻器熱端的熱量釋放到空氣 中 ，隨著 上 述過 程的不斷重複，降低了工作容積的溫度 達到了 食 品保鮮的目的。 如圖 14Ε所示，本發明的高傳熱速率熱傳熱電 冷卻保鮮 盒 由四 個主要部分組成：工作容積1423 ;半 導 體元件 1424 ;放熱端1425 ;高傳熱速率熱傳管1426。 本發 明的高傳熱速率熱傳熱電冷卻保鮮盒以 傳熱速 率 熱傳 管代替了傳統的散熱片式熱電冷卻器， 傳 熱效果 好 。並 且在散熱面積相同時，高傳熱速率熱傳 管 比普通 散 熱片 所占空間小，所以使冷卻器體積縮小 ， 便於攜 •ΗΛ 〇 Ά 施例 151 本實 施例是利用高傳熱速率技術將燙口的飲 品 迅速散 熱 。為 使嬰兒及時獲得合適溫度的飲品，通常 將 用開水 沖 调的 高溫奶製品等液體飲品用自來水由外表 面 冷卻， 或 自然 冷卻。但採用這些方法時，飲品的冷 卻 時間較 長 ，嬰兒或兒童往往不耐煩而哭鬧不停。 本實 施例是提供一種傳熱效率高，能使飲品 的 溫度迅 速 降低 的助冷設備，即高傳熱速率飲品散熱器。 -302- 裝 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐)
玎
線 562854 A7 B7 五、發明説明（3Q〇 ) 如圖14F所示，本發明的高傳熱速率飲品散熱器由三個 部分組成：（1)熱傳元件分上部和下部，上部為散熱翅片 1431，下部為在飲品器具内的熱傳元件1429 ; (2)飲品器具 瓶口緊固件；（3)小型風扇1432。 當飲品急需冷卻時，將高傳熱速率飲品散熱器插入飲 品器具内，並與瓶口擰緊，然後插上電源啟運風扇。由 於熱傳元件傳熱速度是銀的數萬倍，並且用風扇將熱量 迅速移走，因此高溫飲品在很短時間内冷卻下來。 本發明的高傳熱速率飲品散熱器的傳熱效率高，傳熱 速度快，具有很高的實用價值。 機械加工裝置之散热應用 以下各實施例152至158係用於例示本發明之熱傳元件於 機械加工裝置領域散熱功能之應用，例如在用於機床導 軌、機床主軸、鑽頭、切削刀具、注塑模具、高聚物擠 出成型機螺桿、以及採礦鑽頭等。 實施例152 本發明的高傳熱速率熱傳介質或根據其製成的熱傳元 件可應用於機械加工裝置或工具領域，用於將機械加工 裝置或工具在工作過程中產生的熱量散發掉。例如應用 在機床導軌、機床主軸、切削刀具、注塑模具、高聚物 擠出機螺桿、採礦鑽頭、以及其他機械加工裝置或工具 上，以便將在機械加工裝置或工具上產生的熱量迅速地 -303- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 裝_
562854 A7 B7 五、發明説明（3Q1 ) 散發出去。 機床工作臺導軌是高速滑動的導軌，在運行過程中由 於摩擦會產生大量熱，為防止因導軌熱變形引起的加工 精度降低，需對機床導軌進行冷卻或均溫處理。圖15A是 使用本發明的高傳熱速率熱傳介質的機床導軌的側視 圖，而圖15B是圖15A的機床導軌的剖視圖。機床導執1501 是三角形導執，也可以是所需的其他任意形狀的導執。 在導軌1501内部靠近滑動接觸面的部位形成有一個圓形空 腔1502，在圓形空腔1502内表面包括本發明的高傳熱速率 熱傳介質。由於本發明的高傳熱速率熱傳介質具有良妤 的傳熱性，它將導軌在滑動過程中產生的摩擦熱沿導軌 長度方向傳遞，使得導執溫度沿著長度方向均勻分佈。 透過使用本發明的高傳熱速率熱傳介質，可提供一種均 溫效果好、結構簡單、而且運行可靠的機床導轨。而現 有技術中是在導軌溝中設置潤滑油油路，利用潤滑油對 導軌冷卻，顯然，本發明的機床導軌克服了現有技術中 冷卻效率低、冷卻油油路到達的部位有限、冷卻不均 勻、以及冷卻油循環使用一段時間後碳渣增加引起導軌 磨損的缺點。 實施例153 機床主軸是機床的重要部件之一，主軸的工作性能對 加工品質和機床工作效率有著重要的影響，尤其是對精 -304- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 562854 A7 B7 五、發明説明（3Q2 ) 密和高精度機床。主軸在機床運行過程中會由於摩擦而 發熱，如果主軸升溫過高，將導致主軸的旋轉中心和機 床其他部件的相對位置發生變化，直接影響加工精度， 同時主軸軸承等元件會因溫度過高而改變已調好的間隙 和破壞正常潤滑條件，影響軸承的正常工作，嚴重時會 發生”抱軸”現象。圖15C是使用本發明的高傳熱速率熱傳 介質的機床主軸的示意圖。對於機床主軸1503而言，前軸 承1504和後軸承1506處是摩擦發熱的熱源，其他部位溫度 相對較低。如果能夠將前軸承1504和後軸承1506處產生的 摩擦熱傳至主軸其他部位，由於增大了散熱面積，就能 降低主軸1503的溫度。如圖15C所示，在機床主軸1503的 中心形成一個環形空腔1505，環形空腔1505的内表面包括 本發明的高傳熱速率熱傳介質。在機床運轉過程中，主 軸1503的前軸承1504和後軸承1506處產生的摩擦熱透過主 軸1503中心的環形空腔1505内表面上的高傳熱速率熱傳介 質傳至主軸其他部位，使整個主轴面均作為散熱面，因 而將主軸前軸承1504和後軸承1506處的溫度降低。透過使 用本發明的高傳熱速率熱傳介質，可提供一種冷卻效率 高、結構簡單、運行可靠的機床主轴。而現有的機床主 軸基本上是採用油冷的冷卻方式。顯然，本發明的機床 主軸克服了現有冷卻方式冷卻油油路到達的部位有限、 冷卻不均勻、以及冷卻油循環使用一段時間後碳渣增加 -305- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 562854 A7 B7 五、發明説明（3Q3 ) 引起主軸磨損的缺點。 實施例154 在金屬切削加工過程中，需要對刀具進行冷卻。現有 的冷卻方法基本上是利用切削液進行冷卻。這種方法的 缺點的切削液中的氯、硫、轉等離子容易滲入工件，影 響工件品質。另外，有些刀具不能採用切削液、如硬質 合金刀具和陶瓷刀具等。在切削加工過程中，孔的加工 量約占整個金屬切削加工總量的40%左右，鑽頭是一種使 用量很大的加工刀具。鑽頭在工件體内表面工作，因此 它的結構尺寸受到限制。由於鑽頭在封閉的條件下工 作，鑽頭的冷卻比普通切削刀具的冷卻更難處理。尤其 是當被加工孔的直徑超過60 mm時，通常要將冷卻液分送 到圓周的幾個部位，使得鑽頭結構複雜。圖15D是使用本 發明的高傳熱速率熱傳介質的鑽頭的剖視圖。如圖15D所 示，鑽頭由切削刃1507、導向部分1508和柄部1509三部分 組成。導向部分1508和柄部1509包括一個中空結構1510。 中空結構的内表面包括本發明的高傳熱速率熱傳介質。 在切削加工過程中，鑽頭切削刃1507被加熱，溫度升高， 中空結構15 10内的高傳熱速率熱傳介質迅速將熱量從切削 刃傳遞至導向部分1508和柄部1509，透過導向部分1508和 柄部1509將熱量傳遞到周圍環境。透過使用本發明的高傳 熱速率熱傳介質，可提供一種冷卻效率好、使用壽命長 -306- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 裝 訂
線 562854 A7 B7 五、發明説明（3(34 ) 而且不需要冷卻液循環裝置的鑽頭，並且還可減少對加 工工件的污染，提高加工工件的品質。 實施例155 在金屬切削過程中，由於切削的塑性變形功和刀具的 摩擦功很快轉變成熱量，熱量主要集中在刀具的切削部 分和工件表面。由於金屬熱阻較大，導致局部溫度升 高，高溫不僅加快刀具的磨損，也會影響工件的表面品 質和加工精度。圖15E是使用本發明的高傳熱速率熱傳介 質的切削刀具的剖視圖。如圖15E所示，切削刀具由切削 部分1511和刀柄1512兩部分組成。切削部分1511和刀柄 15 12包括一個中空結構1513。中空結構的内表面包括本發 明的高傳熱速率熱傳介質。在切削加工過程中，切削刀 具的切削部分15 11被加熱，溫度升高，中空結構1513内的 高傳熱速率熱傳介質迅速將熱量從切削部分傳遞至刀柄 部1512，透過刀柄將熱量傳遞到周圍環境。透過使用本發 明的高傳熱速率熱傳介質，可提供一種冷卻效率妤、使 用壽命長而且不需要冷卻液循環裝置的切削刀具，並且 還可減少對加工工件的污染，提高加工工件的品質，從 而克服和避免了現有技術中的缺點。 實施例156 在家電、玩具、日用品等製造領域中，零部件常採用 注塑製造技術。對於不規則的部件，如中空細長脖形、 -307- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 562854 A7 B7 五 、發明説明（305 ) 殼形等形狀的部件或厚薄不均的部件，注塑模具溫度梯 度很大，模具中存在局部熱區。局部熱區的存在將會產 生明顯的熱應力，影響注塑件的品質，還會影響注塑技 術的生產率。圖15F是使用本發明熱傳元件的注塑模具的 不意圖。如圖15F所示，注塑模具1514包括注塑口 1515和 冷部水槽1516。為了冷卻注塑製品1519周圍的局部熱區， 在模具1514内設置了本發明的熱傳元件1517。熱傳元件 1517的吸熱端位於注塑模具1514内冷卻水不能或不便流經 的局部熱區，放熱端位於水槽内。吸熱端無翅片，而放 熱端帶有翅片1518。在注塑模具工作過程中，熱傳元件 15 17將模具15 14内局部熱區的熱量傳輸給冷卻水槽，從而 降低了局部熱區的溫度。在現有技術中，為了消除注塑 模具的局邵熱區，是在模具中開設冷卻水槽，以便加速 熱區内熔融塑膠的凝固。但在許多情況下，不能使水槽 太靠近注塑模具與熔融塑膠的交界處，否則很高的溫度 梯度容易造成模具破裂。顯然，透過設置有本發明的熱 傳元件’能夠消除注塑模具内的局部熱應力、降低模具 内溫度梯度、提高注塑件品質，同時還能加快脫模速 率，從而提高注塑生產率。 實施例157 在鬲聚物擠出成型加工過程中，為防止料筒中塑膠過 熱’或者是在停機時使料筒内的塑膠快速冷卻，以免樹 308 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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線 562854 A7 B7 五 發明説明（3Q6 ) 脂降解或分解，需要對螺桿進行冷卻。圖15G是使用本發 明的高傳熱速率熱傳介質的高聚物擠出成型機螺桿的剖 視圖。如圖15G所示，高聚物擠出成型機螺桿1520在前端 設置有螺翅1521，在尾端設置有散熱翅片1522。在螺桿 1520的内部形成一個環錐形空腔1523，空腔1523内填充有 本發明的高傳熱速率熱傳介質。螺桿1520的本體作為吸熱 端，熱量透過高傳熱速率熱傳介質傳遞至螺桿尾端。從 吸熱端傳出的熱量可以利用起來，作為對進料進行乾燥 或預熱的熱源，也可以透過散熱翅片1522傳遞出去。散熱 翅片也可根據設計需要採用強制空冷或水噴淋冷卻方式 冷卻。在高聚物擠出成型機工作過程中，當料筒中塑膠 過熱，或者是在停機時，為防止料筒中塑膠降解或分解 而影響製品性能，起動螺桿1520放熱端的風機或打開噴淋 冷卻水閥門，這時透過螺桿1520的環錐形空腔1523内的高 傳熱速率熱傳介質將料筒内的一部分熱量傳遞出來，從 而達到降低料筒内熔融塑膠樹脂溫度的目的。當螺桿旋 轉時，空腔内的高傳熱速率熱傳介質在離心力的作用下 回流至吸熱端。而現有技術的方法基本上是在螺桿中心 通冷卻水。這種方法溫度控制範圍有限，而且容易造成 急冷、結垢、生銹等現象。顯然，使用本發明的高傳熱 速率熱傳介質的高聚物擠出成型機螺桿的溫度容易控 制，螺桿軸向溫度分佈均勻而不易造成急冷；螺桿内不 -309- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（307 ) 會發生結垢、生銹等現象；以及從料筒内傳出的熱量可 以回收利用。因而，可以提供一種結構簡單、運行可靠 的高聚物擠出成塑機螺样。 實施例158 採礦鑽頭在工作時產生大量的熱，這些熱量應當及時 散發掉，以延長鑽頭壽命。圖15H是使用本發明的高傳熱 速率熱傳介質的採礦鑽頭的示意圖。如圖15H所示，採礦 鑽頭由牙爪1524、軸1525及牙爪支撐1526三部分組成。牙 爪支撐1526形成有一個腔體1527。腔體1527填充有本發明 的高傳熱速率熱傳介質。軸1525也可以做成中空結構，内 部填充高傳熱速率熱傳介質，以增加傳熱。採礦鑽頭在 工作時產生大量的熱，熱量透過軸1525及牙爪1524本體傳 遞給牙爪支撐1526，藉由牙爪支撐腔體1527内的高傳熱速 率熱傳介質，將熱量傳遞到外界。而現有的採礦鑽頭基 本上採用高壓風冷通道系統或採用鑽井液噴射循環方式 對鑽頭進行冷卻。這種採礦鑽頭需要有風機或泵系統等 附屬結構，結構複雜，傳熱能力低，尤其對牙爪的軸及 軸承很難達到有效冷卻。而使用本發明的高傳熱速率熱 傳介質的採礦鑽頭利用高傳熱速率熱傳介質進行熱量交 換，不僅傳熱效率高、結構簡單、而且密封性更可靠。 視聽設備之散熟應用 以下各實施例159至162係用於例示本發明之熱傳元件於 -310- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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五、發明説明（308 ) 視聽設備領域散熱功能之應用，例如在用於音響功放設 備、功放元件、以及音響功率放大器中晶體三極管元件 等。 實施例159 隨著音響技術的發展，功放元件發熱瓦數的增加迅 速，現有型材散熱器已不能滿足使用要求。本實施例描 述的是利用本發明的熱傳元件製成一種新型散熱器，解 決了原型材散熱器高熱阻問題，使功放元件熱驅散能力 提高明顯，提高了元件壽命。 裝·
圖16A是管片型高傳熱速率熱傳音響功放元件散熱器的 示意圖，該散熱器包括金屬材質吸熱塊1601，散熱翅片 1602以及熱傳管元件1603。其中，熱傳元件1603熱端插入 金屬材質吸熱塊1601中，冷端套裝翅片1602。功放元件用 螺釘緊固在吸熱塊1601表面，吸熱塊1601和功放元件之間 做電絕緣但傳熱處理。 音響設備工作時，功放元件將熱傳遞給吸熱塊1601，利 用熱傳管元件1603的熱端插入部分，將熱迅速傳遞到冷 端，然後被翅片1602散發到周圍空間。吸熱塊1601的作用 有兩個：一是蓄熱作用，可抵消功放元件被動生的峰值 熱量。二是起熱量周轉作用。該散熱器放置方向為水平 或垂直向上。熱傳管元件1603的數量不限，根據功放元件 功率大小可任意增減。 -311 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） 562854 A7 B7 五、發明説明（309 ) 本實施例的散熱器體積小、重量輕，但其散熱量大， 從而使得功放元件壽命大大提高。 實施例160 參 本實施例涉及管狀形高傳熱速率熱傳音響功放元件散 熱器。圖16B和16C示出了該管狀形高傳熱速率熱傳音響功 放元件散熱器，其是功率放大器晶體三極管散熱器，其 中圖16B是前視示意圖，而圖16C是俯視示意圖。 裝'
線 如圖16B和圖16C所示，散熱器有一塊用於固定四塊晶 體三極管和積體電路元件的基板1604，微型管狀形熱傳元 件1605鑲嵌於散熱器的基板中，基板的一侧下方為一平 面，四塊晶體三極管1607各加一塊雲母片1609絕緣後用螺 釘1608均勻固定在基板下方，在基板的中間位置固定一個 積體電路元件1610，基板的另一側為散熱片1611，散熱片 用薄鋁片壓成如圖16C所示形狀，然後用鉛焊技術將散熱 片與基板焊成一體。元件的規格和數量及散熱薄鋁片的 面積應根據四塊晶體三極管和積體電路元件的總損耗而 定。散熱器的左右兩侧留有散熱器支架1606的安裝螺孔。 使散熱器透過支架固定在放大器機箱的後面板1612上，後 面板對應散熱器位置處開有排列的孔，提供散熱器熱輻 射和空氣對流的通道。 本實施例的散熱器的工作過程是：位於基板内的管狀 形熱傳元件將晶體三極管和積體電路元件損耗產生的熱 -312- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 562854 A7 B7 五、發明説明（310 ) f，由熱傳兀件下方吸收，然後迅速傳遞至熱傳元件上 万，再傳至散熱片。如此循環往復，提高了散熱片的溫 升，增強了散熱器的熱輻射能力和散熱效率。使曰浐二 極管和積體電路元件的溫升不超過規定值。 已知功率放大器中有四塊用於放大不同信號的晶體三 極管，在信號放大狀態下，每塊晶體三極管的最大=耗 在mv左右，因此需要配置—個散熱器，使晶體三^的 溫升不超過允許值。現有的散熱方法是將四塊晶體三極 管各加-塊雲母片I ’用⑷螺釘將元件緊貼在型材散孰 器上。這種散熱器的缺點是散熱效率低，為達到元件的 散熱要求，必須增大散熱器體積，使得散熱器的安裝空 間增加。相比之下，本發明的散熱器散熱效率高，體積 小三分之一左右且安裝方便。 實施例161 本實施例描述的是利用本發明的熱傳元件製成的板片 型高傳熱速率熱傳音響功放元件散熱器。圖㈣為該散执 器的示意圖。該散熱器由根據本發明的熱傳介質製成的 熱傳板S件⑹3和翅片1614組成。翅片1614由板元件咖 表面直接加工而成或焊接而成。 根據實際空間要求，功放元件侔置或安裝在該板的下 部任-位置，並緊密接觸。利用本發明的熱傳元件的等 溫高效熱傳逸特性’功放元件耗散熱均句分佈到板16丨3的 -313- 本紙張尺度逋用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐）' ---
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562854 A7 B7五、發明説明（311 ) 整個表面，透過翅片1614擴大散熱面積並最終將熱散發 掉。 本發明的散熱器相比於現有技術中的散熱器其結構更 緊湊，重量更輕，而散熱量大大提高，從而提高了功放 元件的壽命。 實施例162 本實施例涉及板狀形高傳熱速率熱傳音響功放元件散 熱器。圖16E和16F顯示出了該管狀形高傳熱速率熱傳音響 功放元件散熱器，其是功率放大器晶體三極管散熱器， 其中圖16E是前視示意圖，而圖16F是俯視示意圖。 如圖16E和圖16F所示，散熱器有一塊用於固定四塊晶體 三極管1618和積體電路元件1621的基板1615，基板為一平 权空腔體，形成平板腔體熱傳元件1616。基板的一側下方 為一平面，四塊晶·體三極管各加一塊雲母片1620絕緣後用 螺釘1619均勻固定在基板下方，位於固定螺孔處的基板部 分是實體。在基板的中間位置還固定一個積體電路元件 1621。基板的另一側為散熱片1622，散熱片用薄鋁片壓成 如圖16F所示形狀，然後用鉛焊技術將散熱片與基板焊成 一體。基板内平板腔體的尺寸和散熱薄鋁片的面積根據 四塊晶體三極管和積體電路元件的總損耗而定。散熱器 的左右兩側留有散熱器支架1617的安裝螺孔，使散熱器透 過支架固定在放大器機箱的後面板1623上，後面板對應散 -314- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）
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k 562854 A7 B7 五 、發明説明（312 ) 熱器位置處開有排列的孔，提供散熱器熱輻射和空氣對 流的通道。
本發明的散熱器的工作過程是：散熱器基板部分的平 板腔體熱傳元件將晶體三極管和積體電路元件損耗產生 的熱量由平板腔體熱傳元件下方吸收，然後迅速傳遞至 平板腔體上方，再傳至散熱片。如此循環往復，提高了 散熱片的溫升，增強了散熱器的熱輻射能力和散熱效 率。使晶體三極管和積體電路元件的溫升不超過規定 值。 裝·
已知功率放大器中有四塊用於放大不同信號的晶體三 極管，在信號放大狀態下，每塊晶體三極管的最大損耗 在12W左右，因此需要配置一個散熱器，使晶體三極管的 溫升不超過允許值。現有的散熱方法是將四塊晶體三極 管各加一塊雲母片後，用M3螺釘將元件緊貼在型材散熱 器上。這種散熱器的缺點是散熱效率低，為達到元件的 散熱要求，必須增大散熱器體積，使得散熱器的安裝空 間增加。相比之下，本發明的散熱器散熱效率高，體積 小三分之一左右且安裝方便。 機電設備之散热應用 以下各實施例163至190係用於例示本發明之熱傳元件於 機電設備領域散熱功能之應用，例如在用於電站鍋爐排 氣冷凝器、變壓器系統散熱器、變壓器電磁鐵心散熱 315- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 562854 A7 B7五、發明説明（313 ) 器、電機散熱系統、三相非同步調速電機、強磁機油冷 卻器、X射線機冷卻器、馬達電機散熱器、液壓系統液壓 油散熱器、機械傳動軸散熱系統、機械主轴冷卻器、焊 接裝配、水泵冷卻系統、電熱反應器冷卻系統、反應器 蒸汽冷卻系統、大電流離相封閉母線空冷器、重型機械 聯動部件散熱冷卻系統、制動系統散熱器、柴油機冷卻 系統、軸承、渦輪增壓冷卻系統、汽油機冷卻系統、汽 車水箱冷卻器、儲能吸散熱器、壓縮氣體水冷器、取熱 器、以及非晶材料製備裝置等。 實施例163 本實施例是一種電站鍋爐排氣冷凝器。電站鍋爐排氣 冷凝器是採用冷空氣對汽輪排出的排氣進行冷卻，蒸汽 冷凝液經聚集後再由加壓泵送加鍋爐給水系統循環使 用。它採用風冷，適用於缺少冷卻水的地區。 在本實施例的冷凝器中採用如上面實施例2所製備的熱 傳元件，其結構如圖17A所示。其中，若干帶角度的高傳 熱速率熱傳管1704組成Y形的單元體，每個單元體頂部都 裝有排風扇1703，冷風由Y形高傳熱速率熱傳管束1704兩 側吸入，由頂部排出。單元體可根據系統需要_聯在一 起使用。汽輪機排出的排氣沿管道送入冷凝器下方的排 氣管道1702，由高傳熱速率熱傳管束1704將熱量帶走，使 蒸汽冷凝，冷凝液經聚集後再由加壓泵送回鍋爐給水系 -316- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）
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k 562854 A7 B7 五、發明説明（314 ) 統循環使用。高傳熱速率熱傳管束1704分為兩段，一端為 加熱端，位於蒸汽側，一端為放熱端，位於空氣侧，並 且採用錯列佈置方式。由於蒸汽冷凝的傳熱係數很高， 高傳熱速率熱傳管1704的加熱端為光管，風冷端裝設翅 片。 與現有技術相比，本實施例之電站鍋爐排氣冷凝器具 有如下優點：首先它採用了本發明的熱傳技術，使熱傳 元件本身具有内壓低、傳熱效率高、啟動速度快、極限 傳熱能力大、無污染等特點；其次，因為空氣侧可以實 現肋化，大大地強化了傳熱過程，因此它的傳熱係數很 高。综上所述，本發明用在電站鍋爐排氣冷凝上，具有 體積小，換熱效率高、使用壽命長等特點。 實施例164 電力和電氣設備中的電磁鐵心在工作時有磁滯損耗和 渦流損耗，在電機和變壓器中通常把磁滯損耗和渦流損 耗合在一起，稱為鐵心損耗，簡稱鐵耗。鐵耗大小與透 過電磁鐵心的磁通交變頻率和磁感應強度的幅值成正 比。 現有電力設備中的電磁鐵心散熱，基本上都是靠電磁 鐵心自身熱傳作用，使熱量透過鐵心表面和空氣或傳熱 介質進行熱交換，從而達到散熱的目的。由於電磁鐵心 的傳熱係數低’在南頻交變磁通和南磁感應強度幅值的 -317- 本紙張尺度逋用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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562854 A7 B7 五、發明説明（315 ) 工作狀態下，電磁鐵心内部的熱量就不能快速傳出，導 致熱f的累積而使電磁鐵心溫度上升。 本實施例是根據一般電力設備中電磁鐵心的發熱現 象，應用本發明的熱傳技術，使電磁鐵心内部產生的熱 量能快速傳遞至散熱部分的表面，達到提高散熱效果的 目的。而提高電磁鐵心的傳熱效率、降低電磁鐵心溫度 是使電力設備安全可靠運行的手段之一。 在本實施例中，利用上面實施例2所製備的熱傳元件， 使電磁鐵心内部的熱量快速傳遞至散熱器的表面，然後 靠熱輻射和空氣自然對流將熱量散到空氣中。圖ΠΒ是熱 傳三相心式變壓器電磁鐵心散熱器的前視示意圖；圖17C 是熱傳三相心式變壓器電磁鐵心散熱器的俯視示意圖。 這種鐵心結構的特點是鐵軛1706靠著線圈的頂部和底部， 但不包圍線圈的側面。由於這種心式鐵心結構比較簡 單，線圈的佈置和絕緣也比較容易，因此一般中小功率 的乾式冷卻電力變壓器主要採用這種心式鐵心結構。 為了充分利用線圈内的圓柱形空間，將線圈中的鐵心 1707用矽鋼片疊成橫斷面如圖17C所示的階梯形。對於一 台20千瓦乾式冷卻三相電力變壓器，在空載時的/電磁鐵心 損耗達到100瓦左右，在負載時的損耗達到600W左右。位 於低壓線圈1710内部的鐵心1707由於其表面與線圈的間隙 小，空氣不易流動而使傳熱係數比較低，當變壓器運行 -318- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（316 ) 時導致線圈内部鐵心部分表面的溫度高於線圈頂部和底 部鐵軛的表面溫度。 為降低線圈内部鐵心表面的溫度，改善鐵心的冷卻條 件，可在鐵心中間或沿鐵心階梯形侧面鑲嵌若干根按實 施例2製備的熱傳元件1708。元件的直徑、數量和長度應 根據鐵心損耗大小及鐵心尺寸而定，插入鐵心部分的元 件長度作為蒸發段，接近鐵軛部分的元件長度作為絕熱 段，元件露在鐵軛頂部的部份作為元件的散熱冷凝段， 並且用鋁片壓接在元件冷凝段組成散熱片1709上，以增加 散熱面積，提高散熱能力。 散熱片的高度應符合鐵心安裝及電氣絕緣的要求，由 散熱片組成的橫斷面週邊尺寸應不超過鐵心橫斷面大 小，不影響線圈及鐵軛的裝配。 在本實施例中，位於鐵心中間或侧壁上的熱傳元件1708 將電磁鐵心由鐵耗產生的熱量從電磁鐵心1707内部快速傳 遞到鐵心頂部的散熱片1709上，並透過熱輻射和空氣對流 釋放到空氣中，使鐵心1707的溫度降低，從而改善電氣設 備的絕緣性能，延長其使用壽命。 本實施例之鐵心散熱器自身結構簡單，具有很強的實 用性，而且由於鐵心内部傳熱能力增強，可適當降低鐵 心結構的體積。 實施例165 -319- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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線 562854 A7 _____ B7 五、發明ί明（317 ) ^ 走壓备在運行時會產生銅耗、鐵耗和附加損耗等，這 些損耗所產生的熱量將使變壓器的有關部分溫度升高。 現有常用的油浸式變壓器冷卻方法是靠傳導作用將線圈 和鐵心内部的熱量傳到表面，然後透過變壓器油的自然 對流不斷地將熱量帶到油箱壁和油箱管，再透過油箱壁 和油箱管的傳導作用把熱量從它們的内表面傳到外表 面’最後透過輻射和對流作用將熱量散發到周圍空氣 中。這種冷卻方式的缺點是散熱效率低，為使變壓器各 部分溫升不超過溫升限度，必須增大散熱面積，使變壓 器增加體積和重量。 本只施例將本發明的熱傳技術應用於電力變壓器的冷 卻即利用上面實施例2製備的高傳熱速率熱傳元件組成 變壓器的散熱系統。圖17D是利用本發明之高傳熱速率熱 傳管製成的變壓器系統散熱器的前視局部剖面示意圖； 圖17E是利用本發明之高傳熱速率熱傳管製成的變壓器系 統散熱器的側視局部剖面示意圖；而圖17F則是所用的熱 傳管的結構示意圖。 受壓器油箱體1713有一組長尺寸相對侧壁為平板，即高 傳熱速率熱傳管1714的安裝板，其上設有若干個上下規則 排列與高傳熱速率熱傳管1714外徑對應的通孔。每個通孔 内插有一根在一側外管壁上設翅片1719的高傳熱速率熱傳 官1714 ’每根熱傳管1714設有固定凸緣1718，如圖1汗所 -320-
562854 A7 B7 五、發明説明（318 ) 示。 在圖17D中，通孔的位置根據變壓器箱體内線圈1716及 鐵心1715的絕緣距離而定，通孔間距則根據高傳熱速率熱 傳管1714散熱端翅片部分1719的尺寸而定，高傳熱速率熱 傳管1714的數量根據變壓器的空載損耗和負載損耗大小來 確定。散熱端翅片部分1719的外表面進行電鍍處理，以達 到防腐和美觀之作用。高傳熱速率熱傳管1714與油箱體 1713通孔之間靠固定凸緣1718焊接固定。在油箱侧壁上還 可以考慮高傳熱速率熱傳管1714的定位支架。 為了保證高傳熱速率熱傳管1714的正常運行，插入箱體 内部的吸熱端要傾斜安裝，如圖17E所示。變壓器箱體外 侧壁上的散熱端部分也要與水平面成一定夾角，如圖17D 所示。 位於變壓器油箱體内的高傳熱速率熱傳管束1714，將變 壓器工作時由線圈、鐵心1715及其它部件所產生的熱量， 透過變壓器油1717的傳遞迅速傳至變壓器油箱體1713外高 傳熱速率熱傳管1714的散熱端，由箱體外兩側壁上高傳熱 速率熱傳管1714的散熱端翅片1719管束，透過熱輻射和自 然對流將熱量散發到空氣中，從而使變壓器的溫升保持 在一定限度内。 本實施例的散熱器提高了油浸式變壓器的傳熱效率， 可使變壓器散熱器部分的體積和重量減小，僅為原散熱 -321 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）
裝 玎 線 562854 A7 B7 五、發明説明（319 ) 器體積的1/5- 1/4左右；而且自身結構簡單，清理灰塵容 易；同時由於提高了傳熱效率，可以降低變壓器的油面 溫升，從而有利於延長變壓器的使用壽命。 實施例166 本實施例將本發明的熱傳技術應用於電機的冷卻。電 機運行中的各種能量損耗轉變為熱量，熱量的累積導致 電機各部分溫度升高。為使電機溫度不超過允許限度， 必須對電機進行冷卻。 現有電機的冷卻方式分為外部冷卻和内部冷卻兩大 類。外部冷卻大多數用空氣冷卻，空氣的流動通常靠風 扇來鼓動，空氣只能與電機的鐵心、定轉子繞組端部和 機殼外表面接觸，熱量必須先從内部傳遞到這些部位， 然後再靠風扇把熱量帶走。由於電機是由許多物理性質 不同的部件組成，内部的發熱和傳熱關係也很複雜，所 以提高電機各部件的傳熱能力，是提高電機散熱能力和 改進電機冷卻手段的有效方法。將本發明的熱傳技術應 用於電機的冷卻，其目的是透過提高電機的主要發熱源 定轉子的傳熱能力，以達到改進電機的冷卻。 圖17G是採用本實施例2所製備的熱傳元件對定子和轉 子進行冷卻的非同步電動機局部剖面示意圖。在本實施 例中，將數根熱傳元件1723成同心圓狀埋置於鼠籠式轉子 兩端的鐵心1720與轉子風扇葉片1725中間，並與軸向成一 - 322 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 562854 A7 B7 五、發明説明（32〇 ) 角度，中間高兩端略低。當轉子旋轉時，轉子鐵心1720和 轉子導條產生的熱量被轉子熱傳元件1723中的工作液體吸 收，工作液體將熱量傳遞至轉子兩端旋轉的風扇葉片1725 表面而隨風散走。冷凝後的工作液體在離心力的軸向分 力推動下，回到轉子熱傳元件的蒸發部分，重新接收轉 子鐵心1720和導條傳來的熱量，如此循環往復，使電機轉 子内部鐵心1720和導條產生的熱量能迅速地傳遞至轉子兩 端風扇葉片1725的表面上。由於轉子内部的傳熱效率明顯 提高，使電機轉子表面的溫升比普通電機有明顯下降。 同時，為了降低電機正常運行時定子鐵心1721及定子繞 組1724的溫升，在電機定子鐵心1721兩端沿軸向成同心圓 狀環繞均勻埋置數根定子熱傳元件1722。電機工作時，定 子繞組的銅耗和定子鐵心1721的鐵耗是產生定子溫升的主 要熱量來源，用熱傳元件1722能將這些由損耗產生的熱量 迅速地從定子内部傳遞至定子兩侧元件的散熱端，再由 電機軸上的冷卻風扇1726將這些熱量帶走。由於熱傳元件 1722使電機定子鐵心1721的傳熱效率明顯提高，有利於降 低電機定子鐵心1721及繞組1724的溫升，提高電機的過載 能力，延長電機的使用壽命。 在運行過程中，位於電機轉子1720和定子1721中的熱傳 元件1722和1723，將電機在工作中由各種損耗產生的熱量 從定轉子内部迅速地傳遞至定轉子兩端部的表面，然後 -323- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（321 ) 由 位於 電機軸上的冷卻風扇1726將熱量散出去，使電 機 各 部 分 溫 升控制在一定範圍内。 本 實 施例之電機利用熱傳元件，提高了電機定轉 子 的 傳 敖 效 率，使電機内部的溫升有所降低，有利於改 善 電 機 絕 緣 性能，延長電機使用壽命。由於高傳熱速率 熱傳 元 件 形 狀的靈活性，使得元件在定轉子中的埋置靈 活 方 便 結 構簡單。而且電機内部的溫升降低，還有利 於提 高 電 機 的效率。 實 施 例 167 本 實 施例用一根旋轉的熱傳管電機抽代替普通的 電 機 軸 y 將 三相非同步調速電機轉子損耗產生的熱量迅 速 傳 至 電 機 軸端散熱部分，從而降低了電機轉子鐵心及 繞 組 的 溫 升 ，增加了電機的軸端輸出功率。 二 相 非同步調速電機轉子結構分為鼠籠式轉子導 體 結 構和 繞 線式轉子導體結構兩種類型。當電機運轉時 由 於轉 子 導體電阻和轉子鐵心中交變磁通，使轉子產 生 銅 耗 和 鐵 耗，這兩種損耗產生的熱量使轉子内部溫 度 升 鬲 0 現 有 三相非同步調速電機的轉子安裝在實體傳 動 軸 上 〇 由 於三相非同步電機調速時的頻繁變速及轉子 的 機 械 慣 性 ，使轉子產生的銅耗和鐵耗比恒轉速工作情 況 下 要 大 > 電機軸的溫升要高於電機其他部件的溫升。 -324- 裝 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210x297公釐)
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562854 A7 B7 五、發明説明（322 ) 圖17H是三相非同步調速電機轉子及熱傳管電機軸局部 剖面示意圖。三相非同步調速電機的轉子的傳動軸為熱 傳電機軸1730，軸的内部加工成錐體，圖中的虛線部分代 表熱傳管的工作液體1728。電機軸在旋轉時，安裝在電機 轉子軸上的鐵心和導體1727所產生的熱量被熱傳管電機軸 1730的工作液體1728吸收，工作液體1728變成蒸氣傳到軸 的另一端，使熱量傳遞至電機軸上的散熱部件上。冷凝 後的工作液體1728在錐體離心力的軸向分力推動下，回到 熱傳管電機軸1730的蒸發部分，在此接收由轉子鐵心和繞 組傳來的熱量。如此往復循環，使電機轉子内部的熱量 不斷地透過熱傳管電機軸1730傳遞到電機外部，從而達到 降低電機轉子溫升的目的。 對於相同的輸入功率下的三相非同步調速電機，熱傳 管電機軸1730的溫升隨電機轉速的增加而明顯降低。 利用本發明的熱傳電機軸，可以提高三相非同步調速 電機轉子的傳熱效率，使轉子溫升明顯降低。而且，與 普通的非同步電機相比，採用本實施例之熱傳管電機軸 後，可以減小電機轉子軸的直徑，減輕其重量，改善電 機的調速性能。 實施例168 本實施例是一種選礦廠強磁機油冷卻裝置。它利用冷 水冷卻強磁機的熱循環油，使油得到冷卻的裝置；同時 -325- 本紙張尺度適用中國画家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 562854 A7 B7 五、發明説明（323 採用本發明的南傳熱速率熱傳技術，使上述的熱量交換 高效率地進行。 現有的強磁機油冷卻裝置基本上是為板式換熱器，隔 板採用薄壁不銹鋼鋼板。由於水中含有氫氟酸，不錄鋼 的耐氫氟酸腐錄較差，故換熱器的隔板腐純嚴重。 換熱器隔板發生腐蚀後，冷卻水混人熱油中流入強磁 機，造成強磁機線圈短路燒毁。 圖171疋利用熱傳兀件的選礦廠強磁機油冷卻器工作原 理=意圖；圖17J是利用熱傳元件的選礦底強磁機油冷 卻咨㈤視剖面示意圖·圖171异淫 3遣礦廠強磁機油冷卻器所 用的熱傳管排示意圖。在圖ηι中， ^ 則後開口的方形煙道 “成組平行的管#，即高傳熱速率熱傳管管排⑶ 叫。水介質和油的流向可根據現場情況來確^。在附 圖中水介質的流向與煙氣的流向 人、 迓句，利於換埶。油 冷部器的水側和油側的熱傳管排 、 浐！?！為楂-从 相寺。主要換熱面 知用熱傳兀件1733，冷、熱介質換 、自在官外進行，可以 防止普通水管管内結垢堵管的現象。 喊油經過—会、、山_ 士 換熱器降溫後再進入強磁機。利用熱册 '、’由心f的敎量加教 循裱水，使油得到冷卻的裝置。從 "’、 … 壽命的目的。 到延長設備使用 工作時，位於煙氣腔内的高傳熱 氣攜帶的熱量回收後，由位於鍋筒 ’ 门内的高傳熱速率熱傳 -326-
562854 A7 B7 五、發明説明（324 ) 管束釋放給水，使之溫度升高，達到換熱的目的。 本實施例之選礦廠強磁機油冷卻裝置傳熱效率高，換 熱器體積小，而且結構簡單，耐腐蝕，清理污垢容易， 整體強度性能好。 實施例169 本實施例是一種對X射線機進行冷卻的裝置。這種裝置 利用本發明的高傳熱速率熱傳技術，能有效地對X射線管 進行冷卻。 X射線機在工作過程中，金屬靶會在瞬間產生大量的熱 量，金屬乾被加熱，如果不能將熱量迅速傳遞出來，金 屬靶將會熔化，X射線機將不能正常工作。為保證X射線 機正常工作，需要將熱量傳遞出去。現有的X射線機基本 上採用在金屬靶背面安裝銅陽極板，然後用液體冷卻銅 陽極板的方法，該方法的缺點是冷卻效率低，而且容易 造成急冷、結垢等不良現象。 本實施例則提供了一種冷卻效率高、結構簡單、運行 可靠的X射線機冷卻裝置。圖17L是採用了本發明所製備 的高傳熱速率熱傳元件的X射線機冷卻器的示意圖。該X 射線機冷卻器主要由銅陽極1742、高傳熱速率熱傳介質 1743和散熱翅片1744三部分組成，銅陽極1742為管狀結 構，管内填充高傳熱速率熱傳介質1743，管末端安裝散熱 翅片1744。X射線機開始工作時，電子束撞擊金屬靶產生 - 327- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（325 ) 的熱量傳遞至銅陽極1742，管内的高傳熱速率熱傳介質 1743受熱後開始工作，將熱量傳遞至散熱翅片1744，透過 散熱翅片1744將熱量傳遞到周圍環境中。 本實施例的高傳熱速率熱傳X射線機冷卻器具有冷卻效 率高、結構簡單、運行可靠等特點。 實施例170 本實施例將本發明的熱傳技術應用於馬達的散熱，從 而提高了馬達的散熱效率，降低了馬達溫升和延長了馬 達使用壽命。 伺服馬達電機，即交流伺服電動機廣泛應用於自動控 制系統中，其任務是透過加在控制繞組上的電信號，使 電機轉軸獲得一定的轉速或偏角。 常用的交流伺服電動機是小型或微型的兩相非同步電 動機，電機的轉子通常為鼠籠式或杯形轉子式。為使伺 服電動機能夠自行制動，設計電機時必須將電機轉子的 電阻增大。杯型轉子電動機的特點是轉子輕，轉動慣量 小，起動、旋轉和停止都很靈敏。但缺點是定轉子間氣 隙稍大，因而電機空載電流較大，功率因數和效率較 低。另外，由於電機經常處於變速工作狀態，引起轉子 鐵耗增加。這些因數都導致電機發熱增加。 一般情況下，這種伺服馬達電機採用普通電機的外冷 卻方法，即靠空氣流動散熱，但由於馬達本身體積小， - 328- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（326 ) 結構緊湊，所以散熱面積偏小。另外，馬達電機經常工 作在密封環境下，環境溫度高，使馬達電機的表面溫度 偏南。 本實施例將上面實施例2製備的熱傳元件用於馬達電機 的散熱器中，如圖17M和圖17N所示。其中，圖17M是採用 熱傳元件的馬達散熱器的前視局部剖面示意圖，圖17N是 該馬達散熱器的侧視圖。馬達的外殼有四個平面或圓弧 面作為馬達散熱器1750的安裝面，在每個平面或圓弧面上 有若干個攻絲螺孔，用於固定馬達散熱器的四塊基板 1755。 在圖17M中，馬達散熱器1750共有四組散熱單元，每個 單元的一端是基板部分1755，其中鑲嵌或壓接若干根扁形 熱傳元件1753，其數量取決於馬達損耗的大小。在另一 端，將每個單元上的熱傳元件1753和百葉形筒狀散熱片 1754壓接在一起，組成散熱器整體結構，並在散熱片端加 裝端蓋1752。散熱片1754上的百葉窗起通風和增加散熱面 積作用，有利於提高散熱效率。散熱器基板1755的尺寸和 散熱片1754沿電機軸向的寬度可根據馬達的殼體大小及損 耗大小來確定。 在工作時，和基板壓接的熱傳元件Π53，透過基板1755 由熱傳元件1753蒸發段吸收來自馬達殼體的熱量，然後透 過熱傳元件1753絕熱段將熱量傳遞至和熱傳元件1753冷凝 -329- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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線 562854 A7 __— 一 B7 五、發明説明^^ &壓接的政熱片1754上’再由馬達冷卻風扇175 1把熱量散 發到空氣中，使馬達的溫升控制在—定的限度内。 本實施例之馬達散熱器採用了本發明的熱傳元件，因 ΠΤ7提同了馬達散熱忐力，可使馬達外殼體積縮小，而五 該馬達散熱器結構緊湊，安裝拆卸方便；同時由於降低 了馬達的溫升，還有利於延長馬達的使用壽命。 實施例171 本見％例是一種對液壓系統液壓油進行冷卻的裝置， 該裝置利用本發明的熱傳技術，有效地控制液壓油的溫 度，從而提高了液壓設備工作的可靠性。 油液的性把與液壓設備使用過程中液壓油的溫升有 關，因為溫度升高會引起油質劣化，造成油液中碳渣增 加，引起活塞、缸體、伺服閥和補償泵等部件的磨損。 □而對液壓油進行溫度控制對於提高液壓系統工作的 可靠性具有重要意義。 圖170所示為本實施例的對液壓系統液壓油進行冷卻的 裝置。液壓缸外邵加設一個夹套，夹套内灌注冷卻油， 高傳熱速率熱傳元件1757的吸熱端浸在夾套内的冷卻油 中，放熱端則伸到夹套外自然對流散熱，故熱端帶翅片 以增加散熱面積。 當液壓設備開始運轉後，液壓油溫度會開始升高，爽 套内的冷卻油溫度也隨著升高，這時高傳熱速率熱傳元 -330- 本紙張尺度適用中aa家標準⑴卿^^⑽挪公董了 562854
線 A7 B7 五、發明説明（328 ) 件 1757開始工作，τ 高i 專熱速率熱傳元件1757的 吸 熱端將從 冷卻 油 中吸收的熱 量 傳輸 到 放 熱 端 ， 透過 白 夕欠 對 流 的 方 式 將 敖 量傳遞到大 氣 中， 從 而 達到 控 制液 壓 油 溫 升 的 a 的 0 本 實 施例的液壓 油 散熱 器 結 構 簡 單 ，可 以 簡 化 油 液 過 漉 和 淨 化過程及設 備 ，而 且 運行 可 靠 ，能 有 效 地 控 制 油 液 的 溫 升，防止油 質 劣化 y 減 少 碳 渣 ，提 液 壓 系 統 工 作 的 可 靠性。 實 施 例 172 長期 連續運轉的 設 備， 常 常 由 於 抽 的高 速旋轉 而 磨 擦 發 4k 〇 為了保證壓 縮 機等 運轉 設 備 的 正常 運 行 ， 在 工 業 生 產 中 必須將產生 的 熱量* 取 出 y 最 常 用的 方 法 是 風 冷 0 即 熱 量 靠自然風或 機 械風 吹 過 軸 承 而 帶走 0 這 種 降 溫 方 法 ’ 設 備結構簡單 y 但帶走 孰 量 有 限 ，對 於 小 型 設 備 尚 可 凑 效 ，對於較大 型 轉速 南 、 產 熱 量 大的 設 備 則 不 得 不 使 用 間 接的輔助設 施 -水或油 〖冷卻 系 統 來解 決 機 械轴 的 冷 卻 問 題 。這種冷卻 方 式， 由 於 而 格 外 增加 一 套 單 獨 的 冷 卻 循 環 設備，使得 系 統占 地 面 積 大 設備 數 量 多 J 操作 費 用 高 ，工作流程長 0 實 際 上，運轉抽 的 冷卻 關 鍵 就 在 於 所產 生 埶 量 的 傳輸 擴散速度慢，而本發 明的 南 傳 敖 速 率 熱傳 元 件 所 具 有 的 高 均 溫 性和高傳熱 速 率恰 提 高 傳 輸 擴散速 率 的 良 藥 〇 -331 - 裝 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210x 297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（329 ) 本實施例即是採用本發明的高傳熱速率熱傳介質而製得 高傳熱速率熱傳型機械傳動軸散熱系統。該系統可將旋 轉軸產生的熱量依靠軸本身的旋轉離心力透過熱傳元件 傳至軸外表面並實現均溫，熱量由空氣帶出，軸得到冷 卻。 圖17P是高傳熱速率熱傳型機械傳動軸散熱系統結構原 理圖。機械傳動軸通常為空心結構，本實施例利用其内 部的空心做成一個錐台形的密閉空腔，並在空腔内充填 高傳熱速率熱傳介質使其成為高傳熱速率熱傳型機械傳 動軸。當軸高速旋轉時，離心力的作用使軸承處產生的 熱量隨即被介質傳遞輸送到軸的各個表面，實現了整個 軸各部位的均溫，均溫的作用即可使軸承的溫度降低； 同時由於整個軸的表面均成為散熱面，當空氣吹過時， 大量的熱又被帶走，使軸承得到了雙重冷卻，溫度進一 步降低，保證了旋轉設備的正常運行。 本實施例之高傳熱速率熱傳型機械傳動軸的錐型空心 内壁不裝管芯，靠離心力的作用工作。軸承發熱部位即 為高傳熱速率熱傳元件的加熱端，空氣風冷部位稱為冷 卻端，加熱端的内徑稍大於冷卻端的内徑，以利用軸高 速旋轉時產生的離心力使熱傳元件工作正常。當產熱量 太大，光軸仍不能保證所需要的冷卻能力時，可在軸的 一端或二端增加散熱葉片，也可透過增加風量風速的方 -332 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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式來解決。 南傳熱速率熱傳型*械傳動轴冑熱系、统的主要核心是 高傳熱速率熱傳型的機械傳動軸，它結構簡單，重量 幸工外型與音通的機械傳動轴沒有太大的區別，使用安 裝間早。π以2氣為散熱介質，以高傳熱速率熱傳元件 為傳扁媒把’不而特殊操作即可達到比普通 更好的冷樹1壓_各犧地=動轴 靠運行提供了又一可能…杜 ^ . 王 可 月匕仏件，因而冗具有以下優· 1·冷卻效率高，風冷範圍廣； ♦ 2 ·設備結構簡單，安裝製造方便； 3.生產成本低，運行費用少； 4 . 一次投資少，使用周期長； 5 .占地面積小，節約水資源； 6 .工作流程簡單，操作容易，運行可靠； 7 ·無污染。 本貫施例簡單易行的風冷技術可在大多連 上使用，如電機、壓縮機、汽車料、設備 ，、冷部效率高’風冷範圍廣，使用面寬，無… 節約大量的冷卻水。 運可 實施例173 本實施例是_種利用本發明的高傳熱速率熱 精览機械主軸進行冷卻的裝置。 、、 -333- 562854 A7 B7 五、發明説明（331 ) 主軸是機械設備的重要部件之一，尤其是對於精密機 械而言。主軸在旋轉、進給運動過程中會由於機械摩擦 而發熱，如果主軸溫升過高，將導致主軸的旋轉中心和 其他機械部件的相對位置發生變化，影響機械的正常工 作；同時主軸軸承等元件會因溫度過高而改變已調好的 間隙和破壞正常潤滑條件，影響軸承的正常工作，嚴重 時甚至會發生”抱軸’’現象。機械主軸現有的冷卻方式基 本上是採用油冷的冷卻方式。這種方法的不足之處在 於：冷卻油油路能到達的部位有限，因而冷卻不均勻， 另外冷卻油循環使用一段時間後碳：；查增加，容易引起主 軸磨損。 圖17Q是本實施例中對精密機械主軸進行冷卻的冷卻器 示意圖，它採用高傳熱速率熱傳介質對精密機械主軸1767 進行冷卻。 對於機械主軸1767來說，軸承1768和1770處是摩擦發熱 的熱源，其他部位溫度相對較低。把軸承1768和1770處產 生的摩擦熱傳至主軸1767的其他部位，就能降低主軸1767 的溫度，因為此時整個主軸表面均為散熱面。如圖17Q所 示，精密機械主軸高傳熱速率熱傳冷卻器為主軸中心的 一個環形空腔，空腔内填充一定數量的本發明的高傳熱 速率熱傳介質1769。 在機械運轉過程中，主軸軸承1768和1770處產生的摩擦 -334- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）
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562854 A7 B7 五、發明説明（332 ) 熱透過主軸1767中心的高傳熱速率熱傳介質1769傳遞至主 軸其他部位，因而將主軸軸承處的溫度降低。 本實施例之精密機械主軸高傳熱速率熱傳冷卻器具有 冷卻效率高、主軸軸向溫度分佈均勻、結構簡單、運行 可靠等特點，而且能防止主軸軸承處局部溫度升高引起 的潤滑油油質劣化。 實施例174 在焊接較厚的板材時，通常需要對焊接融池進行快速 冷卻以保證焊接品質。本實施例是一種利用本發明的高 傳熱速率熱傳介質的新型焊接裝配。這種焊接裝配可快 速、有效地達到散熱效果。 現有的焊接裝配多採用銅塊空腔内部走水的形式，利 用水的循環流動將焊接產生的一部分熱量帶走。這種裝 置的缺點是換熱效率低，有時無法將焊接產生的熱量及 時帶走，從而導致焊接缺陷。 圖17R是實施例所設計的高傳熱速率熱傳型焊接裝配， 該高傳熱速率熱傳焊接裝配大致由熱傳元件1775、1776和 水換熱容器1774兩部分組成。高傳熱速率熱傳元件由熱傳 管1775和熱傳塊1776焊接組成，熱傳管1775與熱傳塊1776 之間相通。水換熱容器1774由水進口管1772、出口管1773 及水容器組成。 為保證換熱充分，將水換熱容器1774加工成如圖17R所 -335- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規招r(21〇X297公釐）..... … 裝 訂
k 562854 A7 ------- B7 五、發明説明（333 ) ~ ~-— 示的多個小腔體_聯，水在流動時能更充分的與熱傳管 1775接觸，使換熱效果更好。 本實施例的焊接裝配在應用時與現有的焊接裝配相 似’都是採用兩個裝置對稱佈置在焊缝兩侧，並且淳接 裝配與焊頭一起從下至上的移動。其原理為：在烊接過 程中所產生的熱量經由熱傳塊1776吸收，並由其將熱量傳 遞給熱傳管1775。而在水換熱容器1774中由循環流動的水 將熱量帶走，從而達到對焊缝的冷卻作用。 本實施例之焊接裝配結構簡單、傳熱效率高、冷卻效 果更好。 實施例175 在大功率水泵的運轉過程中，軸承產生大量熱量，需 要冷卻，同時需要大量潤滑油來潤滑。通常在潤滑油的 循環系統中加散熱器，將潤滑油冷卻，其目的是在潤滑 轴承的同時將熱量帶出，以將潤滑油冷卻，保證潤滑油 不致於因超溫而失效。 本實施例則是採用了本發明之高傳熱速率熱傳元件的 高效冷卻循環系統，其有別於其他冷卻系統的是系統中 所用的冷卻器。圖17S所示為水泵冷卻系統，該冷卻系統 由冷卻器1778、輸油泵1780、過濾器1779等幾部分組成。 水泵軸承箱中的潤滑油沿循環管路進入冷卻器1778，冷卻 器1778内裝有高傳熱速率熱傳元件1781，潤滑油在冷卻器 -336- ―本纸張尺度如t目@轉準(_) M規格(21GX 297公董) '
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562854 A7 B7 五、發明説明（334 ) 1778内透過高傳熱速率熱傳元件1781與外界空氣進行熱量 交換，得到冷卻，然後由輸油泵1780輸送，經過過濾器 1779回到軸承箱，至此完成一次循環。 圖17T則是用於水泵冷卻系統的高傳熱速率熱傳型冷卻 器的示意圖。如圖所示，冷卻器1778有兩個互不相同的通 道，下部通道流過的是油，上部通道是空氣，兩通道間 有隔板，隔板上插有高傳熱速率熱傳元件1781，高傳熱速 率熱傳元件1781與隔板焊接連接，高傳熱速率熱傳元件 1781在空氣的一侧有翅片，插入潤滑油一端是光管；潤滑 油從入口處進入，流經高傳熱速率熱傳元件1781，透過高 傳熱速率熱傳元件1781將熱量傳給外界空氣，冷卻後的潤 滑油從冷卻器出口經輸油栗1780回到轴承箱。在空氣通道 口裝有風扇1783，以加快空氣流動，強化傳熱。應用高傳 熱速率熱傳元件1781的顯著優點是啟動快、熱效率高，在 小溫差下也可以很好地進行熱交換。 實施例176 在本實施例中，採用本發明的高傳熱速率熱傳技術， 將熱量迅速均勾地從反應釜中傳出，從而有效地控制反 應溫度和反應速度。 在某些放熱化學反應過程中，反應初期需要吸收一定 的熱量以進行反應，而反應開始以後整個反應過程呈放 熱狀態。為了有效地控制反應溫度和反應速度，必須將 -337- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（335 ) 多 餘 的 熱量有效地傳出。這一溫度控制過程對 熱傳 元 件 的 靈 敏 度以及均溫性要求很高。因此，本實施 例基 於 傳 埶 速 率熱傳元件設計了電熱高傳熱速率熱傳 冷卻 反 應 ， 器 y 以 有效地解決精細化學反應過程中的溫 度控 制 問 題 〇 圖 17U所示為電熱高傳熱速率熱傳冷卻反應 器的 示 意 圖 〇 該 電熱高傳熱速率熱傳冷卻反應器主要由 三大 部 分 組 成 加熱系統、冷卻系統和反應蚤及其附屬 設備 〇 加 熱 系 統 包括高傳熱速率熱傳管1787和電熱系統1790。 冷卻 系 統 包 括高傳熱速率熱傳管1787和冷卻介質通道1789。 反 應 釜 及 附屬設備由反應蚤1784、支架1785和蓋 板1788構 成 〇 在 精 細化學反應過程中，各個階段對溫度的 要求都 有 嚴格 的 區分。在事先設計好的反應程序控制程 式中 ， 對 各個 不 同反應階段的溫度控制都設有不同的控 制指 令 ， 控 制 指 令透過控制系統作用於加熱系統和冷卻 系統 以 完 成 整 個 控制過程。對於上述反應過程，反應初 期電 敎 系 統 1790產生的熱量透過高傳熱速率熱傳管1787均 勻地 傳 向 反 應 釜 1784中的反應溶液1786，待反應以後，反 應過 程 放 熱 狀 態。為了控制反應溫度和反應速度，隨 後控 制 系 統 啟 動 冷卻系統。此時反應過程產生的熱量透 過高 傳 速 率 熱傳管1787傳給冷卻系統，冷卻系統在控制指令作 用 -338- 裝 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇x 297公釐）
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（336 ) 下按一定比例輸出熱量，從而使反應溫度和反應速度被 控制在一定的變化範圍内。另外，不同反應階段之間溫 度的改變往往是個突變過程，高傳熱速率熱傳管1787傳熱 過程中的熱阻可忽略不計，因此其對溫度突變的適應能 力很強。 本實施例所設計的電熱高傳熱速率熱傳冷卻反應器系 統，具有靈敏度高、均溫性能好、可適應溫度快速變化 和對溫度控制能力強等優點。 實施例177 本實施例是一種蒸汽高傳熱速率熱傳冷卻反應器。該 冷卻反應器採用本發明的高傳熱速率熱傳技術，將熱量 迅速均勾地從反應釜中傳出，從而有效地控制反應溫度 和反應速度，同時可將反應放熱轉換成高品質可用能 源。 在放熱化學反應過程中，為了控制反應溫度和反應速 度，必須將多餘熱量有效地傳出，同時將之轉換成高品 質可用能源。這一溫度控制過程中對熱傳元件的靈敏度 以及均溫性要求很高。本實施例的蒸汽高傳熱速率熱傳 冷卻反應器正是基於本發明的高傳熱速率熱傳元件的這 一特性設計而成，它可有效地解決精細化學反應過程中 的溫度控制問題。 圖17V是本實施例之蒸汽高傳熱速率熱傳冷卻反應器示 -339- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（337 ) 意圖。其主要由兩大部分組成，即冷卻系統和反應蚤及 其附屬設備。冷卻系統包括高傳熱速率熱傳管1795、蒸汽 通道1797和蒸汽流量控制器1799 ;反應釜及附屬設備由反 應釜1792、支架1793和蓋板1796構成。 本實施例中，在事先設計好的反應程序控制程式中， 經過資訊反饋不斷改變控制指令，指令透過控制系統作 用於蒸汽流量控制器1799，從而控制蒸汽流量以完成整個 控制過程。反應過程所產生的熱量透過高傳熱速率熱傳 管1795均勾地傳向蒸汽冷卻系統，飽和蒸汽經過流量控制 器1799進入冷卻換熱系統，經與高傳熱速率熱傳元件1795 充分換熱後，飽和蒸汽變為過飽和蒸汽由蒸汽出口送出 以做它用。冷卻系統在控制指令作用下按一定比例連續 輸出熱量，從而使反應溫度和反應速度被控制在一定的 變化範圍内。另外，不同反應階段之間溫度的改變往往 是個突變過程，高傳熱速率熱傳管1795傳熱過程中的熱阻 可忽略不計，因此其對溫度突變的適應能力很強。 實施例178 200MW以上的發電機組大電流離相封閉母線在輸電過 程中有一部分的電能轉變成了熱能。為了儘快地將這部 分熱能散發掉，通常採用強迫風冷機組，這種設備龐大 而複雜，耗廢電能、噪音大。 本實施例用高傳熱速率熱傳空冷器可以取代強迫風冷 -340- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 562854 訂
線 A7 B7 五、發明説明 ( 338 ) 系 統 冷卻 效率大大提高，而且費用降低。 圖 17W為利用熱傳元件設計的大電流離相封閉母線 空 氣 冷卻 系 統 的 示意圖。風機將60°C的風通過管道分別送 入 大 電 流 離 相 封 閉母線系統2700的A相和C相，然後通過 連 通 的 管 道 匯 入 B相；再通過管道進入傳熱空冷器2701的 敖 氣 侧 進 π 2703 。風機將40°C的常溫空氣經空氣侧進口 2704送 入 傳 孰 空 冷 器2701，並將熱量通過空氣侧出口 2705送 入 大 氣 中 〇 利 用 4k 傳 的冷卻器取代強迫風冷系統，不但可以 降 低 原 材 料 損 耗 ，縮小封閉母線的尺寸，減小占地空間 ， 而 且 還 可 以 減 小冷卻系統，取代強迫風冷龐大的系統 和 耗 電 〇 實 施 例 179 重 型 機 械 聯動部件在連績工作過程中，由於聯動 部 件 之 間 的 相 互 摩擦會產生大量的摩擦熱，熱量逐漸積 聚 會 使 聯 動 部 件之間產生高溫。由於重型機械聯動部 件 工 作 過 程 中 軸 向、特別是徑向承受較大載荷，在連續 高 溫 狀 態 下 工 作 ，聯動部件材質内部將發生晶相變化， 從 而 導 致 聯 動 部 件加速老化，嚴重者會引起聯動部件變 形 導致 機 械 系' 統不能正常工作。 本 實 施 例 採用本發明的高傳熱速率熱傳技術，快 速 高 效 地將 重 型 機械聯動部件產生的摩擦熱散去，從而 保 證 -341 - 裝 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 562854 A7
機械系統的正常運行。 圖17X是採用了熱傳元件的重型機 μ ’ ％卩動部件散教， 系統的示意圖。該高傳熱速率熱傳的 部 政熱冷卻系統主要由散熱片27〇7、熱傳元件、。刑 機械聯動部件2710以及冷卻介質通道四 重型 、 旬刀構成。重型 機械聯動部件2710在連績工作過程中，甴 田於聯動邵件之間 的相互摩擦產生大量的摩擦熱積聚到聯動轴，聯動轴將 熱量傳遞給插於聯動軸内部的熱傳元件27〇9，透過熱傳元 件2709將熱量沿轴向快速高效地傳遞給機械系統外散熱^ 2707;冷卻介質不斷流過冷卻介質通道，與散熱片·以 對流換熱的形式交換熱量，從而將重型機械聯動部件UK 工作過程中產生的摩擦熱散發機械系統之外部環境。 本實施例的散熱系統適用於散熱空間受限的重型機械 聯動系統，其特點是利用了熱傳元件的軸向熱量高效遠 傳特性’將機械聯動系統摩擦熱傳至聯動系統外，從而 保證機械聯動系統的緊湊性和高效性，避免機械傳動故 障，增加械聯動系統的使用壽命。 實施例180 制動系統在工作中由於劇烈磨擦產生大量的熱，如果 不能快速散熱，將直接影響制動效果並且大大降低制動 系統的可靠性能及壽命。現有的情況基本為風冷及水 冷，這種方法的主要缺點為散熱效率低，不能穩定保證 -342- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)
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562854 A7 B7 五、發明説明（34G ) 制動系統的可靠性。 本實施例採用本發明的高傳熱速率熱傳技術，可以高 效地對制動系統進行快速散熱。 圖17Y是採用了本發明之高傳熱速率熱傳元件的制動系 統快速散熱器的示意圖。該高傳熱速率熱傳制動系統快 速散熱器主要由制動裝置2712、熱傳元件2713和低溫熱源 2714三部分組成。熱傳元件2713為管狀結構，管内填充熱 傳介質，管末端安裝散熱翅片。 當制動系統工作時，制動裝置2712上的熱傳元件2713將 產生的熱量高效率地傳至低溫熱源2714，從而達到快速散 熱的目的。 採用本實施例的制動系統快速散熱器具有散熱效率 高、能力強的特點，從而保證制動系統運行穩定、可 靠，使用壽命長。 實施例181 柴油機工作時，燃燒室的溫度很高，這一區域各零部 件熱負荷很大，嚴重影響其機械性能，可靠性及壽命也 大大降低，因而必須進行冷卻。好的冷卻系統是保證燃 燒充分、良好的重要因素。現行的方法是循環水冷卻配 以風冷，這種方法的冷卻效率低，存在”開鍋”現象等隱 憂。 本實施例採用本發明的高傳熱速率熱傳技術，可以高 -343- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） 562854 A7 B7 五、發明説明（341 ) 效 地對柴油機進行冷卻，並且可以將餘熱回收利用 0 圖 17Z是採用了高傳熱速率熱傳元件的柴油機冷卻系 統 示 意 圖。該柴油機冷卻系統主要由循環水路、熱傳元 件 2717及低溫熱源2718三部分組成，熱傳元件2717為 管狀 或 片 狀 或複雜結構，内部填充高傳熱速率熱傳介質 ，元 件 末端 安裝散熱翅片。 當 柴油機進行燃燒作功時，置於氣缸套外表面 的熱傳 元 件2717迅速將一部分熱量帶走，降低了這部分受 熱零部 件 的 溫度，減輕了循環水的壓力，增強了冷卻系 統的 功 能 為柴油機冷卻系統的簡化及整機性能的提高 提供 了 可 能 性。同時低溫熱源2718也可以是餘熱回收裝置 ，以 實 現 能 源的再利用。 實 施例182 在 各種設備中，高速旋轉軸及軸承使用非常多 ，軸 承 的 可 靠與壽命也決定整台設備能否長時間可靠運轉， 因 此 要 求軸承不但設計合理，潤滑良好，而且必須 保證冷 卻 〇 現有的情況一般是用潤滑油進行潤滑兼冷卻 ，有 的 配 以 風冷。這種方法缺點是冷卻效率低，抽承磨 損大 機 油 消耗也大。 本 實施例對各類軸承進行了改進，即採用本發 明的 高 傳 孰 速率熱傳技術對軸承進行冷卻，從而極大地 改善 了 軸承 的使用可靠性和使用壽命。 -344- 裝 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（342 ) 圖17ZA是採用了高傳熱速率熱傳元件的軸承的示意 圖。該熱傳軸承主要由軸承體2719、熱傳元件2720和低溫 熱源2721三部分組成，熱傳元件2720為管狀或片狀結構， 内部填充高傳熱速率熱傳介質，末端可安裝散熱翅片。 當旋轉軸高速旋轉時，產生的磨擦熱被熱傳元件2720快速 傳至低溫熱源2721，從而降低了軸承溫度，減小了磨損， 延長了軸承和旋轉軸壽命。 本實施例所提供的這種新型的轴承，自身冷卻效率 鬲，磨損小，潤滑油消耗量低，而且運行可靠，使用壽 命長。 實施例183 隨著人們對發動機動力性、經濟性及排放越來越高的 要求，渦輪增壓器得到越來越廣泛的使用，其高效、可 靠的長時間運轉關係到整機性能，不但要求渦輪增壓器 要有優良的設計和性能，而且必須保證它的冷卻良好。 渦輪增壓器如果不經冷卻，在連續工作中將使其溫度逐 漸升高，從而降低其工作效率並影響其壽命。現有的冷 卻方法基本上採用風冷及水冷，缺點是冷卻效率低，並 且消耗一定的有用功。 本實施例採用本發明的高傳熱速率熱傳技術，能高效 率地對渦輪增壓器進行冷卻，提高其工作能力。 圖17ZB是採用了高傳熱速率熱傳元件的渦輪增壓器冷 -345- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） 562854 A7 B7 五、發明説明（343 ) 卻裝置示意圖。該高傳熱速率熱傳的渦輪增壓器冷卻裝 置主要由渦輪增壓器2722、熱傳元件2723和低溫熱源2724 三部分組成，熱傳元件2723為管狀或片狀結構，内部填充 高傳熱速率熱傳介質，元件末端安裝散熱翅片。當渦輪 增壓器工作時，在其外壁及内腔的熱傳元件2723可迅速、 高效地將渦輪增壓器及壓縮氣體的一部分熱量帶走，傳 給低溫熱源2724，而且低溫熱源2724的熱能可回收再利 用。 本實施例的渦輪增壓器冷卻效率高，而且結構簡單， 運行可靠；同時還可以將傳出的餘熱作為另外的熱源。 實施例184 汽油機工作時轉速非常高，燃燒系統各零部件速度及 加速度非常大，機械負荷已經很大。而燃燒時，熱負荷 也很大，嚴重威脅各零部件的可靠性及壽命，必須進行 良好地冷卻。配裝汽油機的各種車輛在廣泛地使用，汽 油機燃燒的好壞已成為整組機械最重要指標之一，優良 的冷卻系統是保障燃燒充分、良好的一個重要因素。現 行的方法為循環水冷卻配以風冷，缺點是冷卻效率不是 很高，有時必須停車降溫，影響正常工作。 本實施例採用本發明的高傳熱速率熱傳技術，能高效 地對汽油機進行冷卻，並且可以將餘熱回收再利用。 圖17ZC是採用了高傳熱速率熱傳元件的汽油機冷卻系 -346- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐）
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k 562854 A7 B7 五、發明説明（344 ) 統示意圖。該汽油機冷卻系統主要由循環水路、熱傳元 件2727及低溫熱源2728三部分組成，熱傳元件2727為管狀 或片狀或複雜結構，内部填充高傳熱速率熱傳介質，元 件末端安裝散裝翅片。當汽油機進行燃燒作功時，置於 氣缸套外表面的熱傳元件2727可高效地將一部分熱量傳給 低溫熱源2728，減輕了循環水降溫的壓力，增強了冷卻系 統的冷卻能力，為冷卻系統的簡化及整組機械性能的提 高提供了前提條件；同時傳出的熱量可回收再利用。 本實施例之汽油機冷卻系統冷卻效率高，能力大，運 行可靠，可使常規冷卻系統得以簡化。 實施例185 汽車水箱冷卻器是保證汽車發動機有一個良好的工作 環境。傳統的汽車水箱冷卻器的結構形式是用銅管盤成 蛇狀外加散熱片組成。這種冷卻器最大缺點是怕碰撞， 因為蛇狀銅管較長，而且相連，只要有一處損壞整個冷 卻器就失效。因此汽車在遇到碰撞時冷卻器損壞的可能 性大大增加。另一個缺點是易結垢，並且結垢後很難清 洗。 本實施例利用高傳熱速率熱傳元件（見示意圖17ZD)對 汽車水箱冷卻器進行了技術改進。 圖17ZD是本實施例所用的高傳熱速率熱傳管的示意 圖；該熱傳管由熱傳管本身2729、防護套管2730和散熱翅 -347- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）
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k 562854 A7 B7 五、發明説明（345 ) 片273 1組成。圖17ZE是採用了高傳熱速率熱傳管的汽車水 箱冷卻器的示意圖；在該冷卻器中，汽車水箱2732與出水 管2733和進水管2738相連，管箱2737與進出水管2733、 2738相連。管箱2737上有8至10根熱傳管2734，熱傳管2734 的一端（熱端）在管箱2737内，另一端（冷端）在管箱2737 外，熱傳管2734的冷端帶有貫穿翅片，熱傳管2734與管箱 2736的連接通過連接套管2736用螺紋連接。 汽車水箱2732的高溫冷卻液經銅出水管2733進入管箱 2737中，冷卻液沖刷熱傳管2734的熱端，熱傳管2734内的 高傳熱速率介質將熱量達到帶有散熱翅片2735的熱傳管 2734的冷端，在冷端以輻射和熱傳的方式將熱量散發到自 然環境中。水箱2732的冷卻液在管箱2737中把熱量傳給熱 傳管2734的介質後，溫度降低，通過銅進水管273 8回到水 箱2732中。本實施例的這種結構具有如下優點： 1 .因採用高傳熱速率熱傳管散熱，就大大減少了散熱管 的長度，又因每根熱傳管是獨立工作的，熱傳管内部 有自己的傳熱介質，因此汽車發生意外的碰撞事故， 一根熱傳管損壞即使破裂，也不會導致汽車水箱的冷 卻液外流。這樣汽車發動機照常工作。這樣就大大提 高了汽車水箱的防碰撞性能； 2 .因採用高傳熱速率熱傳管，可提高冷卻器冷卻液的流 速，可防止結垢； - 348- 本紙張尺度適用中國國家棣準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 裝 訂
k 562854 A7 B7五、發明説明（346 ) 3. 高傳熱速率熱傳管可從管箱上拆下，水箱冷卻器安裝 清洗、維護、清洗水垢很方便； 4. 因採用高科技高傳熱速率熱傳管，大大提高了水箱冷 卻器的散熱能力。 實施例186 在許多場合下，電子元件需要放在一個密閉的殼體 内，以防止外界環境中的灰塵、腐蝕性氣體、雨水等對 電子元件的侵害。電子元件的高頻、高速以及積體電路 的密集和小型化，使得單位容積電子元件的發熱量快速 增大。電子元件正常的工作溫度為-5〜+ 65 °C，超過這 個範圍，元件性能顯著下降，不能穩定工作。因此密封 殼體中的電子元件、元件所散發的熱量必須及時散發到 殼體外部去，以保持一個穩定的環境。 圖17ZF是頂部安裝有單管組合式的高傳熱速率熱傳管 換熱器的電氣設備示意圖；圖17ZG是頂部安裝有分離式 的高傳熱速率熱傳管換熱器的電氣設備示意圖。如圖 17ZG所示，殼體内部安裝中型風扇2743，使發熱元件產生 的熱氣體在殼體内部循環，傳遞給小型高傳熱速率熱傳 管換熱器2740的吸熱段2744。熱量通過熱傳管傳遞到殼體 外部的散熱段2745，並通過風扇2743a散發到環境中去。 用於密閉空間散熱的小型熱傳管換熱器2740可為單管組合 式的（圖17ZF)，也可為分離式的（圖17ZG)。 -349- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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k 562854 A7 B7 五、發明説明（347 ) 熱傳管換熱器2740有頂部安裝和侧面安裝兩種安裝形 式。如圖17ZF所示，在密封的電器櫃内有一台風扇安裝在 熱傳管吸熱段的空氣進口處，不斷使櫃内的熱空氣通過 熱傳管散熱段散發熱量，熱傳管將熱空氣的熱量傳至櫃 外散發到大氣中。熱傳管的散熱段可以採用風冷或水 冷。 箱體與散熱器之間的連接處採用密封結構處理。所有 散熱完全可以通過外部完成，這樣也就能保證櫃内電子 元件正常工作所需的環境溫度。 實施例187 在許多情況下，旋轉零部件，例如電機轉子、電動機 發電機轉軸等往往要求連續工作。在不間斷地長期工作 過程中，不可避免地由於摩擦而產生熱量。當這部分熱 量無法及時地散發出去時，常常導致零件受熱變形，影 響其配合尺寸，降低零件傳動的靈活性，達不到預期的 使用效果，嚴重時還會發生零件粘合，出現停機現象。 本實施例利用本發明的高傳熱速率熱傳技術，透過熱 傳散熱器將電機轉軸的熱量迅速傳遞到電機殼體外部， 降低電機繞組的溫升。 圖17ZH是採用了高傳熱速率熱傳元件的攪掉式散熱器 的示意圖。該高傳熱速率熱傳散熱器旋轉軸2749和安裝於 該旋轉軸2749之上的熱傳管2748。在本實施例中，借助轉 -350- 本紙張尺度適用中國國家樣準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 562854 A7 B7 五 、發明説明（348 ) 動的離心力實現工作液體的循環，同時轉動促使氣流的 攪動，增強傳熱，這對含塵較多的使用場合更為有效。 軸的内部可加工成錐體，内部充裝熱傳介質、旋轉軸 2749在旋轉時，裝設在電機軸上轉子的繞組發出熱量被旋 轉軸2749的熱傳介質吸收，在散熱段放出熱量。這樣，可 把旋轉軸在轉動過程中產生的熱量由熱傳散熱器帶到周 圍環境中。 實施例188 在工業中壓縮氣體被用於很多方面，如焊接保護氣、 氣動扳手等，它們的參數各不相同。為了獲取不同的壓 縮氣體，方法也各不相同，但是對壓縮氣體進行冷卻處 理是獲取各種壓縮氣體的有力手段，既降低了難度，成 本也將大大的降低。如果不經冷卻，達到所需參數將產 生極大的困難和浪費。現有的冷卻方法基本上採用水冷 或風冷，缺點是冷卻效率低。特殊的方法如液冷，將使 成本大大提高。 本實施例採用本發明的高傳熱速率熱傳技術，能夠高 效率地對壓縮氣體進行水冷卻，並且可以將餘熱收集起 來作為其他的用途。 圖17ZI是採用了高傳熱速率熱傳元件的壓縮氣體水冷 卻器的示意圖。該高傳熱速率熱傳壓縮氣體水冷器主要 由壓縮氣體2750、熱傳元件2752和低溫熱源2753三部分組 -351 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 562854 A.7 B7 五、發明説明（349 ) 成，熱傳元件2752為管狀或者其他結構，内部填充高傳熱 速率熱傳介質，末端安裝散熱翅片。 當壓縮氣體2750流經佈置在管道外表面及管道内的熱傳 元件2752時，其所攜帶的一部分熱量被快速、高效地傳至 低溫熱源2753，從而達到冷卻壓縮氣體的目的，同時該低 溫熱源2753中的熱能還可以再利用。循環水可作為輔助冷 卻工具。 本實施例之壓縮氣體水冷卻器的冷卻效率高，而且結 構簡單、運行可靠；同時還可以將傳出的熱量回收利 用。 實施例189 在工業生產中，有許多設備需要在恒溫下工作，而工 作中常伴隨著反應熱的放出或廢熱的排出，例如某些化 學反應器、催化劑再生器、氣體轉化器。如果這些熱量 不能及時排出，生產則難以繼續進行，甚至引發事故。 為了排出廢熱、保持設備恒溫，目前工業上採用最多 的有二種取熱措施，即外取熱和内取熱。常用的外部取 熱的方法有將攜熱物料通過泵、風機等動力設備從發熱 設備中取出，讓其經過冷卻器、蒸汽發生器、風冷器等 冷卻設備放出熱量後再返回該設備或下一程序，其熱量 的取出靠循環動力設備和換熱設備共同完成。這種取熱 方式雖然取熱量可以控制，但流程冗長，設備數量較 -352- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 562854 p---~~B7_ 五、發明説明（350 ) 多，有時需將熱物料幾次拉出送進，因而動力消耗大， 操作要求高，既增加了運行成本，也增加了占地面積； 内部取熱的方法大多在發熱設備内部插入蛇管和/或列 管，通過冷卻劑的流動而帶出熱量，雖然這種方式結構 簡單’不需設置單獨的換熱設備，流程簡單，設備投資 少，但取熱量不易調節，而且一旦因腐蝕或其他原因出 現管道破裂，則不易發現和檢修，泄漏事故時有發生， 嚴重影響了生產的正常運行。 為此，本實施例設計了一種利用高傳熱速率熱傳元件 作為傳熱媒體、將發熱和冷卻設備獨立設置的新型取熱 器。這種熱傳元件傳熱效率高，均溫性好，軸向傳輸能 力強，一端置於發熱設備中，另一端置於較遠的冷卻設 備中，高傳熱速率熱傳元件就可起到媒體和橋梁的作 用，將發熱设備中的熱量源源不斷地自動地傳遞於冷卻 設備之中’而勿須任何動力消耗，節省了運行成本，達 到了取熱的目的。 本實施例之高傳熱速率熱傳型取熱器通常由高傳熱速 率熱傳元件和冷卻設備兩部分組成，發熱和冷卻設備之 間可以距離很近，也可以離開一段距離，二者之間靠熱 傳元件相連接。圖17ZJ為高傳熱速率熱傳型取熱器結構系 意圖，其中的發熱設備2754可以是化學反應器、轉化器、 沸騰爐，也可以是觸媒再生器；冷卻設備2759可以是水冷 -353 -
本紙張尺度逋用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（351 ) 卻器、蒸汽發生器、風機或是其他類型的換熱設備。總 之發熱設備2754可以是任何需要移去熱量的設備，冷卻設 備2759可以是任何可以換出熱量的設備。發熱物料的溫度 可以很高也可很低，若是高品位的熱則可與蒸汽發生器 相匹配，若是低品位的熱，則可以與水冷器或風冷器相 連，或幾項串聯使用，冷卻劑的選擇應根據換熱要求而
高傳熱速率熱傳元件的具體結構可視換熱設備的空間 大小、物料種類及溫度高低、取熱量多少，分成兩組或 幾組分佈於發熱設備和冷卻設備之中。擺放位置可以垂 直，也可以傾斜。 高傳熱速率熱傳元件受熱端2755與熱物料充分接觸，通 過管壁接收熱量，其中的介質沿内腔迅速將熱量傳遞於 另一端，而另一端的冷物料（水或風），接受熱量後可以產 生一定壓力的水蒸汽，可以被提高溫度後排出。熱量不 斷產生，通過熱傳元件不斷被取出，進而達到恒溫反應 或恒溫轉化的目的。 使用中有一點必須注意，為了保證熱傳元件的正常連 續工作，保證其具有較高的傳熱能力，冷卻設備必須佈 置在比熱傳元件更高的上方，若冷卻設備為蒸汽發生 器，還應在器體頂部增設一個汽水分離器。 本實施例之取熱器的優點在於： -354- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 562854
A7 B7 五、發明説明（352 ) 1 . 簡化了取熱流程， 減 少了設備數量； 2 . 冷、熱設備可分體 式佈置，擺放靈活； 3 冷熱設備可任意匹 配 ，適用性廣； 4. 熱量傳遞不須增加 動 力消耗，取熱成本低； 5 . 節省了設備投資、 占 地面積，降低了成本； 6 . 分體式佈置，減低 了 管道破損、冷熱物料相混造成的 事故的幾率，使生產 更安全。 實 施例190 大塊晶合金是近十 年 内發展起來的新型結構材料， 由 於 突破了傳統薄帶非 晶 合金的尺寸束縛，這種新材料 具 備 優異的機械和物理 性 能，因而在國防及民用領 域有 著 廣 泛的應用。非晶合 金製備的基本條件之一是急 冷， 現 有 的製造裝置多採用 鈹 青銅等高導熱性材料，這 些裝 置 的 熱擴散係數有一定 的 限度，因而只能製備小尺 寸之 非 晶 合金，而且還容易產生氣孔縮鬆等缺陷。 本實施例採用本發 明 的高傳熱速率熱傳元件， 提供 了 — 種新型製備裝置， 不 僅縮短了製備周期，也大 大提 高 了 合金均勾性。 本實施例的要點是 提 高急冷速率。圖17ZK是高 傳熱 速 率 熱傳型非晶材料製備 裝置的結構示意圖。該圖 中冷卻 管 束中2764通冷卻水： ，管速之間的間隙裏填充本發 明之 南 傳熱速率熱傳介質2763 < ，這種介質能夠讓熔融金屬 的熱 量 -355- 、 裝 訂 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（353 ) 迅 速傳遞到管束，相當於擴展了換熱面積，在 冷卻 水 的 作 用下能得到非常高的冷卻速度。 本實施例之裝置散熱係數大，冷卻速度高 ，冷 卻 均 勻 ，適用於製備棒狀非晶材料。 土 木設施結構之散熟應用 實施例191係用於例示本發明之熱傳元件於土 木設 施 結 構領域散熱功能之應用，例如在用於鍋爐爐拱吊 架。 實 施例191 現有的鍋爐爐拱因長期受熱而容易高溫老化 或由 於 爐 拱 吊架熱膨脹而使爐拱變形坍塌，導致鍋爐的 使用 壽 命 縮 短。 本實施例提供了 一種高傳熱速率熱傳鍋爐爐 拱吊 架 y 採 用高傳熱速率熱傳管作為鍋爐爐拱懸吊件， 將懸 吊 爐 拱 的高傳熱速率熱傳管焊接在鍋筒或上部集箱 上， 通 過 埶 傳管的傳熱作用，利用爐水冷卻鍋爐爐拱， 有效 地 避 免 了鍋爐爐拱的老化，延長了鍋爐的使用壽命。 圖17ZL為本發明的高傳熱速率熱傳鍋爐爐拱 吊架 示 意 圖 ，其中以熱傳管2767作為鍋爐前拱2770和鍋爐後描 .2769 的 懸吊件，並將熱傳管2767焊接於鍋筒2766上。 熱傳 管 與 鍋 筒的連接示於圖17ZM中。 採用本發明的高傳熱速率熱傳鍋爐爐拱吊架 可以 有 效 地利用爐水降低爐拱的溫度，使爐拱不會被燒 壞， 並 且 -356- 裝 訂 本紙張尺度適用中國國家樣準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
562854 A7 B7 五、發明説明（354 ) 爐拱可以作為鍋爐的一部分換熱面積。同時由於熱傳管 的截面尺寸較小，工作溫度較低，熱膨脹量小，不會由 於熱膨脹而損壞爐拱。 化工應用裝置之散熟應用 以下各實施例192至194係用於例示本發明之熱傳元件於 化工應用裝置領域散熱功能之應用，例如在用於儲油罐 冷卻器、板式散熱器、以及散裝水泥散熱器等。 實施例192 圖18A係顯示採用高傳熱速率熱傳元件的運輸車用儲油 罐冷卻器的示意圖；圖18B為該儲油罐的截面示意圖。為 了達到對運輸車用儲油罐進行冷卻的目的，本實施例的 冷卻器主要由散熱翅片1801，按實施例2方法製得的管狀 高傳熱速率熱傳元件1802以及礦物油熱載體1804三部分組 成；其中，礦物油熱載體1804灌注在儲油罐殼體1803外侧 的夾套中，管狀高傳熱速率熱傳元件1802的吸熱端浸在礦 物油熱載體1804中，散熱端則放在夾套外，同時，為增大 散熱面積，散熱端為翅片管結構。冷卻的方式為自然空 冷。這樣，當運輸過程中儲油罐中的油料溫度升高時， 夾套中的礦物油熱載體1804被加熱，高傳熱速率熱傳元件 1802的加熱端也被加熱，並迅速將熱量傳遞至散熱端，再 透過散熱端之散熱翅片1801將熱量傳遞至周圍環境中，從 而使儲油罐中油料得以冷卻，防止了其溫度升高以及因 -357- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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線 溫度升高油料所發生的物性變化。 本實施例所提供的車用儲油罐冷卻器結構簡單、遠行 可非且換熱效率高，適於長途運輸。而現有技術中對運 輸車用儲油罐進行冷卻的方法基本上採用夾套間接冷卻 的方去，即在夾套中灌注冷水或冰水，因而不適於長途 運輸中對儲油罐中的油料進行冷卻。 實施例193 、現有的散裝水泥在7〇〜_溫度下進行長途運輸，此溫 度在防燙傷、環保衛生方面超過標準。 本實施例利用本發明的高傳熱速率熱傳技術，將水泥 窯生產出來的高溫散裝水泥，在車輛運輸過程中，迅速 將其溫度降至常溫，以滿足環保、衛生、安全卸車的要 求。 圖18C是高傳熱速率熱傳散裝水泥散熱器平面示意圖； 圖18D是高傳熱速率熱傳散裝水泥散熱器前視圖。該高傳 熱速率熱傳散裝水泥散熱器是由蓋板㈣和熱傳元件麵 組成。每支熱傳散熱元件函插人已裝人運輸車輛的高溫 散裝水泥1805内，在蓋板謂下以散裝水泥簡為熱端， 熱量沿著傳熱管刪由下至上傳人帶翅片麵的元件内， 經運輸途中的風冷卻，迅速將散裝水泥内部的溫度降 低。冷熱兩端靠中間的蓋板觀隔開。為使熱傳元件麵 順利插入散裝水泥1805内，熱端熱傳管採用光管，並且端 -358- 562854 A7 B7 五、發明説明（356 ) 部設置針形。 自黨據生產的熱的散裝水泥18〇5裝入運輸車輛内，將高 傳熱速率熱傳散裝水泥散熱器（連同蓋板）分塊自插入散裝 水泥1805内，當運輸車輛在行駛過程中，冷空氣將通過熱 傳元件的翅片1806把散裝熱水泥的熱量帶走。 實施例194
現有化學工業中用於冷卻氨水、冷卻合成樹脂、製 酸、製驗、染料和鋼鐵、機械、電力、造紙、紡織、製 藥等工業中使用的板式換熱器，其使用壓力不高i 5 裝
Mpa ’使用溫度不高於25〇它，而且板間隙小，比較適用於 小容量的換熱器。 本實施例利用本發明實施例2製備的高傳熱速率熱傳元 件對過去板式散熱器進行了改造。
圖18E是本實施例所用的高傳熱速率熱傳管的結構示意 圖’其中違南傳熱速率熱傳管包括熱傳管本身181〇、套管 1811和散熱翅片1812 ;圖18F是採用了上述高傳熱速率熱 傳管的板式散熱器前視圖；圖18(}是採用了上述高傳熱速 率熱傳管的板式散熱器俯視圖。該板式散熱器由兩個長 方形的翻邊封頭焊接組成，中間形成一個内腔1813，在兩 封頭上焊有很多熱傳管1814，熱傳管1814成錯間排列，熱 傳管1814上γ有翅片，目的是增大換熱面積，改善散熱性 说。熱傳管的熱端在内腔内，整個板式散熱器立式安 -359, 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(21〇χ 297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（357 ) 裝。 熱流體從熱流體進口 1816進入左右封頭1815、1817組成 的内腔，流體橫向沖刷多排高傳熱速率熱傳管1814，熱傳 管1814内介質吸收熱量，在自然環境中與冷空氣接觸，熱 量以傳導和輕射方式散熱。 本實施例之板式散熱器具有以下效果： 1.由於散熱是由高傳熱速率熱傳管18 14的冷端來實現 的，因此兩封頭1815、1817的厚度不受限制，可以增 大厚度，承受較高的壓力； 2 .材料不受限制，因為沒有非金屬材料，因此都能夠滿 足石油化工等其他行業各種溫度範圍； 3.由於採用了高傳熱速率熱傳材料，散熱效率極高； 4 .使用靈活性大，根據熱流體流量的大小，可採用一個 或多個板式換熱器進行並聯，並可形成標準產品。 換热热傳元件 農漁養殖之換熟應用 以下各實施例195至196係用於例示本發明之熱傳元件於 農漁養殖領域換熱功能之應用，例如在用於熱循環系 統、保持溫室恒溫的熱傳裝置、地熱採集系統、以及農 用塑膠大棚等。 實施例195 本發明之無機熱傳元件還可用於農漁養殖業。例如溫 -360- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 裝 訂
線 562854 A7 B7 五、發明説明（358 ) 室，它是人們為植物建立的人造小氣候，目的是使之能 滿足植物對生長條件的要求，即適當的溫度、濕度、日 照度等，以減少氣象因素對作物生長發育的影響。但溫 室在白天溫度、濕度較高，夜晚較低，即晝夜溫差較 大。蓄熱作為平衡晝夜溫差，補充夜間熱量損失，是一 種有效的手段。現有的方法多是用爐子加熱升溫，其主 要缺點是溫度分佈不均、操作不便等。利用本發明的無 機熱傳元件-卵石蓄熱熱循環對溫室進行加熱的優點是無 污染，可以為植物營造一個清潔的生態環境，並能使能 源得到合理的開發和利用。 圖19A示出了本發明的無機熱傳元件-卵石蓄熱熱循環 系統，圖19B是該系統中的太陽能集熱器示意圖。該系統 主要由保溫層1901、卵石1902、無機熱傳元件1903、活動 保溫層1904、PE膜1905、太陽能集熱器1906等組成。其中 太陽能集熱器1906和卵石1902構成蓄熱熱循環系統。這樣 的熱循環系統沿著牆體以間距1米左右均勾分布。溫室兩 側的牆體要高矮不同，使PE膜面向光，背風佈置。為了 保證無機熱傳元件的正常運行，太陽能集熱器要向陽傾 斜安裝。 本發明的工作原理是這樣的：太陽能集熱器1906採用真 空管式結構。其加熱段1909、1912位於真空管1911内和溫 室内，位於真空管内的熱傳元件外表面塗有選擇性材 -361 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 562854 A7 B7 五、發明説明（359 ) 料 ，位 於溫室内的熱傳元件1912焊有螺旋翅片；冷 卻 段 1907 埋 入卵石1902中。白天當陽光照射到溫室時，位 於 太 陽 能集 熱器的加熱段塗層吸收太陽的輻射熱，位於 溫 室 内 的加 熱段1912吸收溫室内多餘的熱量，熱量通過介 質 傳 到 冷卻 段1907，將卵石1902加熱並蓄熱。夜晚溫度下 降 J 用 戶打 開活動保溫層1904，卵石1902向溫室放熱。從 而 維 持 了溫 室的溫度。由於無機熱傳元件-卵石蓄熱熱循環 系 統 彼此 並排、獨立工作，如有損壞可以更換，而與 系 統 無 關， 所以運行安全、維修方便、使用壽命長。 實 施例 196 本發 明之無機熱傳元件可用於農用塑膠大棚，這 種 塑 膠 大棚 利用無機熱傳技術及元件，將地熱熱量傳 到 地 面 ，在 冬季能保證大棚内蔬菜、果樹等農作物的正 常 生 長 〇 目前 ，隨著國民經濟的發展和人民生活水準的不 斷提 南 ，蔬 菜水果的培育和供應的季節性特徵越來越 不 明 顯 。目 前在冬季培育蔬菜水果時主要採用的塑膠大 棚 技 術 ，需 採用電加熱或其他加熱方式保證大棚内達到 一 定 溫 度， 這種方法需消耗電力或熱能，而且在斷電或 熱 源 中 斷時 大棚内溫度就會降低，進而影響大棚内農作 物 的 正 常生 長。 根據 本發明的無機熱傳農用塑膠大棚取暖系統提供 了 -362- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210x 297公釐） 562854 A7
-種無需消耗動力或熱能的塑膠大棚，尤其適合於偏遠 地區電力或熱能尚未送達的地區，以及電力或熱能缺乏 的地區使用。 圖19C不出了無機熱傳農用塑膠大棚取暖系統，其工作 過程是：在冬季來臨之前，將大棚㈣制，埋在地表以 下的無機熱傳元件1914源源不斷地將地熱熱量傳到地面。 蓬鬆的地面土壤1915將地熱傳到大棚1913中，從而保證大 棚中的溫度高於大棚外的環境溫度。 醫療器材之換熟應用 實施例197係用於例示本發明之熱傳元件於醫療器材領 域換熱功能之應用，例如在用於針灸儀。 實施例197 •本發明無機熱傳元件還可用於醫療器械。此方面之應 用以一種冷熱針灸儀作為實施例。中國的針灸醫術為國 粹，可用於治療頭部神經疼痛，對環節緩解肌肉緊張和 各種疑難雜症方面療效顯著，為世界各國醫學界所承認 和廣泛採用。醫生使用一個消毒過的實心金屬針頭（多數 材質為銀），刺入患者體内，深度最淺幾毫米，最深可達 數米，通過手指旋轉、振動或推拉針頭，按一定規律刺 激患者穴位，達到緩解和治療疾病的目的。但對糖尿 病、神經炎、青光眼等疑難雜症療效不很顯著。原因是 這些部位需要特殊的冷熱刺激，傳統的針頭無法解決。 -363- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇x 297公釐) 裝 訂
562854 A7 B7 五、發明説明（361 ) 常用的是熱電冷熱針灸儀，是利用熱電堆作冷熱源，配 合熱電針灸恒溫控制儀工作。採用單級熱電堆，冷卻溫 度可達-30°C至-50°C (與冷卻水溫度有關），二級熱電堆可 達-60°C至-80°C。加熱溫度可達100°C。其缺點是結構複 雜，冷卻量小，價格昂貴，而且實心針頭針尖和針尾溫 差不均勻，容易造成事故。利用本發明的無機熱傳材料 製成的冷熱針灸儀成功消除了上述缺點。 圖20A示出了根據本發明的普通型無機熱傳冷熱針灸 儀，其中無機熱傳管元件2001製作成針灸頭形式，其尾端 和圓形絕熱把手2003形成一個空間，根據需要，空間裏面 裝有蓄熱或蓄冷介質2002，然後將後蓋2004旋緊在絕熱把 手2003上。針灸治療時，將針頭2001刺人患處，由於無機 熱傳技術的傳熱特性，蓄熱或蓄冷介質2002的溫度即是針 頭溫度，實現了對患處的冷熱刺激，達到了治療效果。 圖20B示出了根據本發明的帶控制儀的無機熱傳冷熱針 灸儀，其中對於較高溫度的針灸治療，可採用帶控制儀 的電加熱型針灸儀。針頭2008和無機熱傳管元件2007形成 一個封閉腔體，表面電絕緣的發熱錐體2006嵌入無機熱傳 管元件2007内部並緊密接觸。加熱溫度由電源導線和控制 導線2005連接的控制儀2009控制。針灸治療時，將針頭 2001刺入患處，由於無機熱傳技術的等溫傳熱特性，發熱 錐體2006的熱量通過無機熱傳管元件2007和針頭2008傳遞 -364- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 裝 訂
線 562854 A7 B7 五、發明説明（362 ) 到患處，實現了對患處的等溫熱刺激，達到了治療效 果。 機電設備之換熟應用 以下各實施例198至199係用於例示本發明之熱傳元件於 機電設備領域換熱功能之應用，例如在用於標定爐、工 業廢氣回收裝置、以及振動除塵熱交換器等。 實施例198 本發明之無機熱傳元件可用於標定爐，用來標定溫度 感測器。 裝
線 圖20C示出了 一種根據本發明的無機熱傳標定爐，這種 標定爐利用無機熱傳技術及元件，具有操作簡便，恒溫 性好、精度高的特點。該標定爐由工作腔2014、電加熱器 2015、無機熱傳元件2012、氣體箱等幾部分組成、無機熱 傳元件2012的下部從外面加熱，無機熱傳元件的上部與氣 體箱相連，氣體箱由冰水混合物保持恒溫，圖中示出了 冰塊2011，氣體箱外部有一層保溫層2010。 若干個一端封死的小管插入到無機熱傳元件中，小管 與無機熱傳元件之間的空隙為工作腔2014。從氣體箱的無 機熱傳元件到工作腔的無機熱傳元件之間由連接管2013連 接。工作腔的外部也有一層保溫層2016。這種結構使得工 作腔内的溫度偏差能控制在很小的範圍内。 實施例199 -365- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 562854
A7 B7 五、發明説明（ 363 ) 本發 明之 傳元 件 可用 於機電設 備。 此方 面 之 應 用以 一 種 機熱傳振動f 余塵熱交換器作為實施例。 無 機 熱傳 交換 器 作為 工業生產 中一 種新 型 的 4K 交換 手 段 之 — ， 多 用於 兩 種介 質特別是 氣相 介質 間 的 敎 ό、 量交 換 y 其 典型 應 用是 回 收工 業廢氣中 的餘 敎0 通 常 y 在工 業 條件 下， 熱 廢氣 多 含有 粉塵，它 會積 堵在 無 機 熱傳元 件 的 翅 片間 造 成灰 堵 ，嚴 重降低熱 交換 器的 埶 效 率 。a 前 主 要 採用 吹 灰裝 置 如蒸 汽吹灰、 壓縮 空氣 吹 灰 Λ 脈衝 吹 灰 等 以減 弱 積灰 對 熱交換器效率 的影 響。 採 用 吹 灰除 塵 時 y 需在 •ik 交換 器 上安 裝一套吹 灰裝 置， 依 靠 高 壓、 空 氣 或 蒸汽 ， 或爆 破產生 的衝擊波使聚 集在 無 機 熱傳元 件 上 的 粉塵 跌 :落。 這種除塵方式需要- 一套 高 壓 送 風裝 置 在 停止 吹 灰期 間 ，無 機熱傳元 件的 熱效 率 隨 積 塵量 的 增 加 而下 降 。在 含 塵量 大特別是 塵粒 細小 並 略 帶 粘性 時 7 傳 熱效 率 迅速 下 降， 為保持較 好的 傳熱 效 率 必須 頻 繁 吹 灰， 而 過份 頻 繁地 吹灰也將 使熱 交換 器 的 傳 熱效 率 下 降 0 本發 明提 供 之無 機 熱傳 除塵熱交 換器 ，利 用 無 機 熱傳 元 件 進行熱 量 交換 y 利用 機械振動 的方 式進行 除 塵 ，避 免 了 上 述技 術 中的 不 足之 處，能簡 便高 效地 除 去 積 堵在 元 件 及 翅片 間< 的粉塵 ，提高熱交換器的熬 ，效率 〇 如 圖 20D所示，無機熱傳振動除塵 熱交換器 主 要 由 箱體 -366- 裝 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇x 297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（364 ) 2028、無機熱傳元件2027、作為無機熱傳元件的支架的中 間隔板2034位於無機熱傳元件與中間隔板2034接合處，既 允許無機熱傳元件在垂直於中間隔板的一定圓錐角的内 擺動，又提供密封作用的球形密封2033、傳振板2019、傳 振導桿2017、壓縮彈簧2023等組成，使無機熱傳元件產生 振動的振動裝置和使無機熱傳元件保持平衡的平衡裝置 等構成。無機熱傳元件能以中間隔板上球形密封為靜止 支點產生受迫振動。 本發明的工作原理如下： 穿過中間隔板2034的無機熱傳元件2027，中部焊有帶半 凸球面的中隔圈2037，在中隔板上，有以過渡配合裝在中 間隔板孔中並帶半凹球面的中心孔和突緣基座2035，無機 熱傳元件穿過基座的中心孔半球凸球面，中隔圈以動配 合方式緊貼在半凹球面上，構成球形密封2033，無機熱傳 元件依靠該球形密封可在一個位於無機熱傳元件中心線 的圓錐角範圍内擺動，為使球形密封氣密，在中隔圈的 半凸球面上開有兩條環形槽2036，其内嵌裝有環狀密封填 料，使熱側的廢氣不會泄溢到冷侧潔淨的介質之中。 無機熱傳元件兩端靠近端部的外面，裝有與元件緊配 合的承擊套管2030，使元件在受迫振動時不易撞壞，延長 使用壽命。元件冷端部穿過塔形壓縮彈簧2032，從作為壓 縮彈簧基座的角鋼203 1上的孔伸出，角鋼203 1上的孔的直 -367- 本紙張尺度逋用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
裝 玎 線 562854 A7 B7 五 、發明説明（365 徑略大於承擊套管的外徑，壓縮彈簧2032的底部卡在焊固 於角鋼203 1孔外的定位圈中，而其頂部則套在元件的端部 第一塊翅片的基部，角鋼203 1將同一水平位置的元件組成 一個元件組。若干個不同水平位置的無機熱傳元件組成 了熱交換器無機熱傳元件群，這些水平角鋼的兩端用螺 栓緊固在熱交換器箱體2028内壁的垂直角鋼2029上。
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線 熱交換器靠近熱侧一端設置有傳振板2019，傳振板上按 中間隔板孔位開有略大於承擊套管的孔，元件的熱端承 擊套管穿過該孔，傳振板將無機熱傳元件聯結成群，傳 振板上都有兩個軸銷2021在下部有兩根傳振導样2017，軸 銷和傳振導桿是用焊在其上的連接板2020通過螺栓與傳振 板緊固成一體。傳振板與中間隔板平行安裝，傳振板上 部的軸銷穿過熱交換器箱體外殼面的軸瓦和密封圈2022壓 縮彈簧2023軸銷頂端車螺紋，用兩個調節螺母2024調節壓 縮彈簧2023的彈力，並緊固定位，傳振板下部的傳振導样 2017通過熱交換器底部箱體外殼面上的軸瓦和密封圈2018 之後，其端部與振動源相聯接，軸銷2021和壓縮彈簧2023 主要用於承受傳振板的荷載，因此，在傳振導桿與振動 源相聯接之前調整兩個調節螺母2024，壓縮彈簧使其壓縮 後產生的變形力足以支撐傳振板並保持適當的高度，使 各支無機熱傳元件在穿過振動板的孔時無明顯的受力現 象，傳振導样與振動源聯接時則應使傳振導样無明顯軸 -368- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（366 ) 向受力現象。為使振動不觸及箱體，傳振板與箱體之間 均留有間隙。當振動源產生的振動通過與其相聯傳振導 样能達到傳振板時，傳振板撞擊承擊套管使元件產生以 中間隔板上球形密封為支點的振動。振動的振幅頻率和 振動的時間長短視廢氣中含塵濃度高低及粉塵器性質調 節振動源的振幅、頻率和振動的時間長短予以控制，由 於無機熱傳振動除塵熱交換器採用無機熱傳技術，在安 裝使用時要將熱交換器的熱端在下冷端的上；向上傾5〜 15°傾角，以保護最佳的換熱效果。 恒a裝置之換热應用 以下各實施例200至208係用於例示本發明之熱傳元件於 恒溫裝置領域換熱功能之應用，例如在用於人工晶體培 養恒溫箱、換風系統、空氣淨化器、室内換氣機、空調 系統、空調系統中的換風裝置、恒溫控制系統、發酵罐 恒溫控制器、恒溫設備、生化反應恒溫器、地熱採集系 統、城市加熱系統、車道融雪系統、恒溫控制裝置、石 英生成恒溫控制裝置、恒溫裝置、星體均溫器、空調 機、以及整體式節能空調機等。 實施例200 本發明之無機熱傳元件還可用於保溫裝置。作為實施 例，這裏提供了一種對人工晶體培養箱進行保溫處理的 裝置，利用了本發明的無機熱傳技術及元件，能對晶體 -369- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（367 ) 生長提供良好的溫度環境。人工晶體在光資訊處理和存 儲、彩色錯射顯TF、錯射加工、錯射醫療、南溫半導體 等眾多領域有著廣泛的應用前景，而人工晶體的培養是 制約這些技術發展的主要瓶頸之一。在人工晶體培養過 程中，控制晶體生長爐的溫度非常重要，現有的坩堝旋 轉、下降法及提拉法等晶體培養裝置採用中頻感應或電 阻絲作為加熱方法，溫度控制主要靠絕熱、保溫等經驗 性措施。眾所周知，製備晶體的原料多為高熔點材料， 晶體生長屬高溫氣固相反應，對反應溫度有較高的要 求。如果在晶體生長過程中溫度控制不好，不僅生長速 度慢，而且晶體中易形成包裹體等宏觀缺陷，因此不易 生長大尺寸南品質晶體。 '利用本發明的無機熱傳元件具有均溫的特點，為晶體 生長提供接近恒溫的溫度環境。 圖21A示出了 一種對人工晶體培養箱進行恒溫處理的裝 置。該裝置放在一個升降機構2106上。坩堝外面是保溫層 2105。保溫層2105的外面又套一個氧化錘當電加熱器2103 接通電源以後，環狀空腔内的無機熱傳介質2101開始工 作，保溫罩2104。將加熱器2103輸入的熱量傳遞到坩堝 2102周圍的保溫罩2104内，為晶體生長提供所需的溫度環 境。 實施例201 -370 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 562854 A7 B7 五、發明説明 ( 368 ) 本發 明 之 無機 熱 傳 元 件可用於通風設備。 這 裏 提 供 了 一 種 家 用 即 能換風 系統作為實施例。 a 前 室 内 空氣 淨 化 器 的種種局限，使我們 暫 不 能 把 現 有 的 各 類 室 内空氣淨化器裝置視為解決問 題 的 有 效 辦 法 y 但 室 内 空氣質量下降的問題，正在變 得 越 來 越 嚴 重 ， 從 而 追 切需 要 找 到 一種有效的辦法來改 善 室 内 空 氣 質 量 實 際 上現 在 能 找 到的最好的辦法也是 最 簡 單 最 傳 統 的 辦 法 ，就 是 改 善 室内的通風，不斷地 補 充 室 内 的 新 鮮 空 氣 同時 置 換 出 室内原有的低質量空 氣 從 而 能 有 效 地 改 善 室内 空 氣 的 質量。同時改善通風 應 當 兼 顧 減 少 能耗 的 0 標， 並 且 不 應導致室内溫度過大的變化（在 室 内 外 溫 差 較 大的 情 況 下 )，室内溫度由於通風 造 成 大 幅度 變 化 帶 來 不舒 適 感 和 健康問題，而溫度的 恢 復 又 會增 加 能 源 的 消 耗。 本發 明 的這種換風系統，其 主 要 功 能 是 通 風 換 氣 J 但在 換 氣 過 程中，它兼具另外兩 個 功 能 : 一 是 在 室 外 空 氣穿 過 進 入 室内過程中，以一定 的 高 效 過 濾 材 料 對 室 内 空氣 中 的 塵 粒進行分離淨化，即 空 氣 淨 化 器 的 功 能 二 是在 室 外 空 氣將室内空氣擠出時 讓 兩 股 氣 流 實 現 埶 交換 ，即 換 氣 功 能。如圖21C和21D所 示 ， 在 室 内 溫 度低 於 室 外溫 度 的 情 況下，室外熱氣流通 過 該 換 風 系 統 進 入 室 内 時， 將 本 身 的熱量傳遞給被擠出 室 内 的 冷 空 氣 j 這樣 進 入室 内 的 熱 氣流溫度降了下來， 其 原 來 的 -371 - 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（369 ) 量由被擠出的冷氣流吸收後帶到了室外，反之亦然。隨 著該換風系統的不斷工作，室内、外的空氣在不斷交 換，室内空氣質量得到了一定程度的保證。同時，也沒 有引起室内溫度大幅度的變化。這種換風系統能夠實現 雙向換熱、送風。在排除室内污濁空氣的同時，將室外 新鮮的空氣經過濾後，送入室内。轉輪式熱回收裝置實 現68%的熱交換，保持室溫不變。它採用本發明的無機熱 傳技術及元件，使上述的熱量交換能高效率地進行。 圖21E所示是無機熱傳電器控制櫃密閉散熱器局剖示意 圖，其包括無機熱傳導基管2112、鋁片2113、隔板2114。 將無機熱傳元件置於箱體内部（見圖21D)，通過熱傳元件 將室内、室外的熱量進行交換，箱體與散熱器的結合部 位採用密封式結構處理，所有換熱完全可以通過外部獨 立完成。這樣，位於室内的渾濁的空氣通過換風系統排 到室外，而室外的新鮮空氣經過換風系統進入室内，在 保證熱量不損失的前提下，使室内的空氣得到更新，達 到了換風的目的。 實施例202 本發明之無機熱傳元件可用於換風系統。這裏提供了 一種综合建築節能換風系統作為實施例。 建築物的結構形式隨著社會環境和自然環境的變化而 不斷發展變化，其封閉程度越高，對換風系統的要求也 -372- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）
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562854 A7 B7 五、發明説明（37〇 ) 越高，換風量越大，能量損失也越大。本發明採用無機 熱傳導技術及元件，回收建築物系統換氣過程中損失的 能量，從而降低空調機組的功耗，以達到節能的目的。 在人員流動較大或有其他特殊要求的建築系統中空調 換風系統將是建築物中主要設施之一，如圖21F所示，新 風通過無機熱傳综合建築節能換風系統2118，回收排風餘 能之後，在經過空調機組2117的處理，通過送風管2119送 到天棚2115中的各處通風口，由通風口送入房間。新風在 房間中駐留一段時間後不再清新，需要排除，在排風機 動力驅動下進入回風口由回風管2120送到無機熱傳综合建 築節能換風系統2118進行能量交換後排出。整個過程不斷 往復進行，實現房間内空氣的良好循環。 以上主要闡述了整個系統的工作原理，下面主要說明 無機熱傳導综合建築節能換風系統的結構形式及工作原 理。無機熱傳導综合建築節能換風系統主要由兩大部分 組成，無機熱傳換熱系統和殼體附屬設備。無機熱傳換 熱系統由無機熱傳導管2123、翅片2122和管板2124構成。 殼體附屬設備包括殼體2121、引風機2125、過濾網2126以 及排風機2127。 在引風機2125和排風機2127的動力驅動下，新風經過過 濾網2126進入無機熱傳換熱系統一側，同時舊風也進入無 機熱傳換熱系統另一侧，通過無機熱傳導管2123，兩者充 -373- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(210 X 297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（371 ) 分交換能量，隨後舊風排出，新風經過空調機組處理後 被送入室内。在這一過程中，由於無機熱傳導管具有高 效的傳熱、換熱性能，舊風能量被充分回收。 實施例203 本發明之無機熱傳元件可用於恒溫控制器。這裏提供 了 一種發酵罐恒溫控制器作為實施例，其利用本發明的 無機熱傳技術及元件，能減小發酵罐的溫度波動，為發 酵反應提供恒定的溫度環境。 在發酵生產工藝中，需對發酵罐進行恒溫控制，以利 於酵母發揮活性，提高產品質量和生產率，現有的發酵 罐基本上是採用攪拌器或導流筒式液流循環的方法進行 恒溫處理，這種方法的缺點是溫度不易控制，容易造成 酵母失去活性。 如圖21H所示，本發明提供了一種溫控效果好，結構簡 單、運行可靠的發酵罐（2128)恒溫控制器。其主要由夾套 和電加熱器（2130)等部分組成。夾套内填充一定數量的無 機熱傳介質P129)。當電加熱器（2130)接通電源後，夾套 内的無機熱傳介質（2129)迅速將熱量傳到發酵罐（212S)四 周，調節電加熱器（2130)的輸入功率，即可達到控制發酵 罐（2128)溫度的目的。 實施例204 本發明之無機熱傳元件還可用於生化設備。在生化反 -374- 本紙張尺度通用中國國家標準(CNS) A4规格(210 X 297公釐） ， 裝 訂
k 562854 A7 B7 五、發明説明（372 ) 應過程中，為保證細胞和酶的活性，使生化反應在最佳 反應速率下進行，需要嚴格控制反應溫度，同時要求反 應器均溫性好。另外生化反應通常為放熱反應，生化反 應放出的反應熱給反應溫度的控制帶來了一些困難。因 此在細胞培養等生化反應中，需對反應器進行均溫處 理，現有的生化反應器基本上是採用攪拌器或導流筒式 液流循環的方法進行均溫處理，這種方法的缺點是溫度 不易控制，容易造成細胞或 菌失去活性。本發明提供 了一種均溫效果好，結構簡單、運行可靠的生化反應器 裝置。這種裝置利用無機熱傳技術，能降低生化反應器 的溫度波動，為生化反應提供穩定的反應環境。 圖2II示出了本發明的一種無機熱傳生化恒溫器，主要 由夾套和電加熱器2133等部分組成。夾套内填充一定數量 的無機熱傳介質2132。當電加熱器2133接通電源後，夾套 内的無機熱傳介質2132迅速將熱量傳遞到反應器2131四 周，調節電加熱器2133的輸入功率，即可達到控制反應器 2131溫度的目的。 實施例205 本發明之無機熱傳元件還可用於城市融雪，即自動融 雪設備，形成一個不凍城。 在冬季，地處北方的城市經常出現房屋、街道、公路 等被白雪覆蓋的景象，道路不平，路面發滑，嚴重影響 -375- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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562854 A7 B7五、發明説明（373 ) 了汽♦車、行人的通行安全；凍土層厚，城區的上下水管 網易於凍裂，給人們的旅行、生活帶來諸多不便。於 是，清除積雪，保持路面和街道清潔乾爽，是保證車輛 和路人安全通暢的前提，.也是保證城區多種能源可靠供 應的需要，在交通事業日益發達、高速公路網路棋布和 城市現代化飛速發展的今天顯得尤其重要。可是，城區 的街道、公路、地下管道等需要融雪的目標一定，融雪 的面積較廣，且具有用熱數量大，傳熱速率低的特點， 使用高品位的能源則浪費較大，常規的加熱設施又不易 控制，所以對冬季的城市融雪而言，不論是從設備結構 上還是能源的合理利用上都存在難以解決的問題。 地球自誕生起就以地熱形式為萬物無償提供著取之不 盡用之不竭的自然能源，它和太陽能一樣是人類最易得 到的最廉價的綠色潔淨能源之一，無毒無害量大易得。 本發明以地熱為熱源，利用無機熱傳元件的高均溫性而 發明了自動融雪設備》圖21J示出了根據本發明的無機熱 傳型車道加熱系統。下面進行詳細描述。 眾所周知，地球内部的溫度隨著深度的增加而升高。 一般地中深度7米以上的土壤溫度一年四季幾乎不變，在 7 — 20米的深處，大致等於當地的年間平均氣溫，通常約 10- 14°C左右，可以認為是比較理想的綠色環保型融雪熱 源之一。通過無機熱傳元件的熱能傳遞，就可以實現城 -376-
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k 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（374 ) 市的自動融雪或防凍，進而保證車輛和行人的通行安 全，保證人們的正常能源供應。 無機熱傳導型城市加熱系統，就是根據上述原理而發 明的。其融雪熱源可以是地熱水，也可以是土壤2142等， 在此稱為集熱段2134 ;車道或街道上的冰雪或凍土層即是 冷源，也稱為受熱段2136 ;無機熱傳元件一端連接熱源， 一端連接冷源，可以利用其較高的傳熱性能和較高的均 溫性能將地下幾米或幾十米深處的熱量輸送到地表的城 市街道、公路等，使上面的冰雪融化。實際上，插入地 熱水或土壤中的管式無機熱傳元件不僅承擔著集熱段和 受熱段之間的熱量傳遞工作，可在絕熱狀態下將熱量源 源不斷地輸送到地面，在集熱段2134還要把地熱水或土壤 的熱量採集出來，並在受熱段2136將熱量傳遞到冰雪之 中，因此可稱作是地熱融雪設施的核心設備。 如圖21J所示，在集熱段2134，管式無機熱傳元件2140外 部纏有肋片2141。同樣，在受熱段2136外部也纏有肋片 2141。這是因為當以不運動的土壤2142為熱源時，土壤與 無機熱傳元件之間的傳熱係數較小，熱量的採集比較困 難，所需的傳熱面積較大，所以本發明以增加肋片面積 的形式予以補償。當以流動的海水、河水、溫泉等水源 作為熱源時，水的連續給熱能力較強，熱水與無機熱傳 元件的傳熱係數較大，熱量的採集也較為容易，因此其 -377- 本紙張尺度適用中國國家揉準(CNS) A4規格<210X 297公釐） 562854 A7 B7 五、發明説明（375 ) 集熱段2134的無機熱傳元件僅為光管結構即可。 為減少所集熱量在輸送過程中的熱量損失，提高熱利 用率，本發明將無機熱傳元件輸送端2138以良好的絕熱材 料保溫，即，在絕熱段2135，無機熱傳元件外部的絕熱保 溫層2139是必要的。 無機熱傳元件的冷卻端2137就是冰雪受熱的融化段。在 受熱段2136，無機熱傳元件必須將採集的熱量全部傳遞給 車道或街道上的冰凍層。與土壤給熱類似，無機熱傳元 件與車道積雪或凍土層的傳熱係數也較小，所以此段的 無機熱傳元件也必須增設肋片。 地熱就這樣通過無機熱傳元件連續不斷地被採集、輸 送、傳遞，周而復始形成循環，車道上的積雪不斷融 化，融雪過程便自動完成。 本發明的地熱融雪設備使用的無機熱傳元件系無管芯 的重力式結構，具有自鎖定功能，當地面溫度高於土壤 層溫度時，無機熱傳元件便自動停止工作，因此，即使 在夏季也不會出現逆向傳熱損失。 無機熱傳元件在利用地熱進行城市道路、人行路等的 非人工融雪過程中集採熱、傳熱、散熱於一身，可將幾 米、幾十米以下的地能傳遞給積雪並使之融化，實現了 不耗能的融雪自動化，為自然能源的利用開闢了新的途 徑，也為汽車、行人在冬天的安全通行提供了可靠保 - 378- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)
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線 562854 A7 B7 五、發明説明（376 ) 證。它不受天氣影響，可連續自動融雪，可謂是一種物 美價廉的節能型融雪設備。 該發明適用於那些冬天因街道、車道出現冰凍而影響 車輛行驶和行人安全的北方城市，只是由於城市所處的 地理位置不同，當地的氣候特點不同，地熱的形式和溫 度不同，無機熱傳元件的取熱深度和結構形式也應不 同，在使用過程中應根據不同條件作出合理選擇。 實施例206 本發明之無機熱傳元件可用於恒溫控制裝置，這裏提 供了 一種對石英生成加熱箱進行恒溫控制的裝f作為實 施例，其結構簡單、運行可靠，這種利用本發明的無機 熱傳技術及元件，能為石英生成提供良好的溫度環境。 ‘在石英生成過程中，控制石英生成爐的溫度非常重 要，現有的用坩堝旋轉及升降法等石英生成加熱箱採用 中頻感應或電阻絲作為加熱方法，溫度控制主要靠絕 熱、耐壓保溫等措施。 隨著鐳射、電力電子、儀器儀錶和材料科學技術的迅 速發展，各類石英產品在光資訊處理和存儲、彩色鐳射 顯示、鐳射加工、鐳射醫療、高溫半導體、精密儀器儀 錶和耐火材料等眾多領域有著廣泛的應用前景，高品質 的石英原材料及相關產品是限制這些技術領域發展的主 要瓶頸之一。 -379- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 裝
k 562854 A7 B7 五、發明説明（377 ) 石英系列產品主要有石英砂、矽砂、矽石、石英石、 熔融石英粉、矽微粉、天然水晶粉等，製備這些產品的 原料多為高熔點材料，石英提煉生成過程屬高溫高壓條 件下的氣固相反應，對反應溫度有較高的要求。如果在 石英生成過程中溫度控制不好，不僅生成速度慢，而且 石英體中易形成包裹體等宏觀缺陷，因此不易生成大尺 寸高品質石英製品。 圖21K示出了 一種利用無機熱傳技術對石英生成箱進行 恒溫處理的裝置。其主要原理是利用無機熱傳元件在高 溫環境下具有均溫的特點，為石英生成提供接近恒溫的 溫度環境。其主要由石英生成箱和升降機構2148及承壓式 升降平臺2147組成，其中石英生成箱外部是一保溫罩 2144。工作過程是：當石英生成箱中的感應電加熱器2146 電源接通以後，隨著爐内溫度上升，爐内環狀空腔内的 無機熱傳介質2143將電加熱器輸入的熱量傳遞到生成箱壁 的周圍，為坩堝2145内石英生長提供所需的溫度環境。 實施例207 本發明之無機熱傳元件可用於星體均溫器，這裏提供 了 一種用於星體内部的均溫器，這種星體均溫器利用無 機熱傳技術能減小星體南、北面板的溫差，適用於三軸 姿勢控制方式的靜止衛星。 對於三軸姿勢控制方式的靜止衛星，外部環境最為安 -380- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 裝 訂
k 562854 A7 B7五、發明説明（378 ) 定的南/北面為主受/放熱面，在結構設計上將星體内部大 部分發熱熱源安裝搭載於這兩面内侧，因南/北面板 2149、2150與環境的傳熱量因不同季節陽光入射角的變化 而變化，從春分到秋分只在北面2150，從秋分到春分只在 南面2149受陽光照射，在星體的南、北面板2149、2150上 安裝若干個U型無機熱傳元件2151，如圖所示，在這些熱 傳元件的作用下，謀求南/北面的等溫化，從而保證星體 内部在不同季節均能有較好的均溫性。 實施例208 本發明之熱傳元件可用於恒溫裝置。這裏提供了一種 整體式節能空調機作為實施例，其利用本發明的無機熱 傳技術及元件，在空調的排風和新風之間進行熱量交 換，從而達到節能和改善空調房間内空氣品質的目的。 目前，普通的空調只能對溫度和濕度進行調節。為了 改善空調房間的空氣品質，最好的辦法是對空調空間進 行新風換氣，但新風換氣將會造成冷量/熱量的泄漏，所 以，傳統的空調在保證空氣品質與節能之間存在矛盾。 如果能實現排風與新風之間的充分換熱，則可回收大 量熱源，從而達到改善空氣品質和節能的目的。 圖21M示出了 一種無機熱傳整體式節能空調機。這種空 調機是利用房間排風與新風之間的溫差，將房間排氣的 冷量（夏季）或熱量（冬季）傳遞到新風氣流中，本發明的工 -381 -
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k 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（379 ) 作過程如圖所示：新風經熱量交換裝置後再進入房間， 可以降低房間内空調裝置負荷，從而節約大量能源。由 於空調房間與環境之間的溫差較小，夏季一般小於20，冬 季一般也不會超過35，因而要求節能空調機在較小的溫差 下具有較高的換熱效率和較低的壓力損失。整體式節能 空調機正是利用了無機熱傳元件所具有的傳熱快，軸向 傳熱能力大等特性。 化工應用裝置之換热應用 以下實施例209係用於例示本發明之熱傳元件於化工應 用裝置換熱功能之應用，例如在用於石油化工設備的恒 溫裝置及均溫裂解爐等。 實施例209 本發明之無機熱傳元件可用於石油化學工業，例如利 用無機熱傳導管的均溫性，解決烴類熱裂解過程中需要 高溫強吸熱、溫度分佈均勾、物料停留時間要短和烴的 分壓要低等問題。 圖21B示出了一種根據本發明的無機熱傳熱裂解爐，其 關鍵在於採用了本發明的無機熱傳技術及元件。由於無 機熱傳元件具有很高的傳熱能力、極佳的等溫性以及可 獨立改變冷熱端的傳熱面積調整元件的熱流密度，保證 其使用安全的特性。根據本發明的無機熱傳熱裂解爐由 以下主要部分組成（見附圖21B):無機熱傳導管2107，爐 -382- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(210 X 297公釐) 裝 訂
562854 A7 B7 五、發明説明（38Q ) 箱2108，♦煙氣進出口接管2109，裂解氣進出口接管2110， 管板2111。在圖中，左右開口的矩形爐箱體分上下兩段， 中間用管板2111隔開，上段為無機熱傳導管2107的冷端， 下段為其熱端。無機熱傳導管2101垂直通過管板2111並呈 三角形佈置。工作時，裂解氣從無機熱傳導管冷端垂直 掠過，而燃燒器中出來的高溫煙氣與裂解氣逆流掠過無 機熱傳導管的熱端，無機熱傳介質將從高溫煙氣吸收的 熱傳遞給無機熱傳導管上部（冷端），使熱傳導管的管壁和 翅片都處於一均勻溫度狀態下，形成了裂解反應的最佳 外界條件，裂解氣吸熱發生裂解反應。 热傳元件系銑 農漁養殖之熟傳元件系統 •實施例210係用於例示本發明之熱傳元件於農漁養殖領 域中，藉元件組合以發揮換熱功能之應用，例如在用於 植物種植冬季取暖裝置和水產養殖加熱系統。 實施例209 本發明之無機熱傳元件可用於農漁養殖業。這裏提供 一種植物種植冬季取暖裝置和水產養殖加熱系統作為實 施例。 眾所周知，太陽能和地能都是大自然賜予人類取之不 盡用之不竭的綠色潔淨能源，它們無毒無害量大易得， 億萬年來，以光能和熱能的形式向地球的萬物無償提供 -383- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）
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562854 A7 B7 五、發明説明 著低位熱能。但是，由於地理位置的關係，在冬季，扣 處北方的廣闊田野，氣溫偏低，土壤凍結，植物很難傷 南方地區那樣正常生長。而隨著社會的發展，人員數^ 的增多，傳統的一年一季的自然耕種方式己不能滿足名 個社會的需要。為了提高土地利用率，增加產量，近^ 來隨著科學技術的進步，以種植大棚為代表的溫室植啦 種植在北方地區發展迅速，大大延長了植物生長周期， 使北方地區一年四季連績耕種的夢想實現，同時也帶來 了大棚的冬季取暖問題。 由於種植大棚的歸屬不同，整體管理不便，在冬季以 木材。樹葉等燃料直接燃燒，或小型燃煤鍋爐為主的傳 統分散取暖方式居多，結果一家一產，爐竈林立，不僅 燃料利用率低，消耗高，生產成本增加，勞動強度增 大’使之原本相對城市來說山青水秀、大氣環境良好的 辰村也叆得煙氣重重。而太陽能和地能一類的自然能源 雖典躬典盡，但由於品位不高，除了正常的日照暖牆之 外，迄今為止，尚無有簡單易行的方法將其用於大棚取 暖0 圖22A所不為借助無機熱傳元件盡可能地強化太陽能接 收效率、充分利用地能而發明的自然能源植物種植大棚 冬季取暖裝置。它通過潔淨、廉價的環保型太陽能、地 能等自然能源的轉換解決了種植大棚的採暖難題，既免 -384- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公董) ______
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k- 562854 A7 B7 五、發明説明（382 ) 除了油、氣、煤、木材等燃料的直接燃燒或間接燃燒帶 來的原料資源浪費和廢氣對大氣的環境影響，又減輕了 低溫熱氣對生存環境的熱污染。 無機熱傳型自然能源植物種植冬季取暖裝置系太陽能 系統和地能系統综合利用的組合式結構，主要由無機熱 傳管式太陽能水加熱器2203、地能水加熱器2208和空氣散 熱器2 2 06三個專用設備及其它配套設備如儲水桶2209、 水泵2210、補充水管2201、進水切換閥2202、出水切換閥 2204、集熱器2205等組成。 由圖22A可見，本發明的無機熱傳元件取暖裝置熱源為 太陽能和地能二種，循環介質為水。其中太陽能靠無機 熱傳管式集熱器2205高效收集，使進入太陽能水加熱器 2203中的水溫升高，作為植物種植大棚2207的熱源而送入 空氣散熱器2206 ;地能2212最好是溫泉，也可以是河水、 海水或深層土壤，它們的熱量通過管式無機熱傳元件2211 採集後傳至進入地熱水加熱器2208中的水，變熱的水也作 為植物種植大棚2207的熱源而送入空氣散熱器2206 ;在植 物種植大棚2207中，溫水所攜帶的熱量通過帶有肋片的無 機熱傳管式空氣散熱器2206再擴散到空氣當中從而為植物 提供適宜的生長溫度。 為了實現太陽能的充分接收與利用，並兼顧到地能的 合理採集和補充積累，本發明在流程中增加了兩套進水 - 385- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格<210X 297公釐）
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線 562854 A7 B7 五、發明説明 ( 383 ) 切 換 閥和 出 水切 換 閥，以 使 太 陽 能 和 地 能 在 — 天 中 可根 據 光 線強 弱 交替使 用。白 天 或 晴 天 j 儘 量 多 利 用 太 陽能 系 統 進行採 暖， 此 時，地 能 在 積 聚 恢 復 j 夜 晚 或 陰 天， 太 陽 能減 弱 ，啟 動 地能系 統 採 暖 j 如 此 循 環 交替 > 即可 保 證 冬季 種 植大 棚 的連續 供 敖 使植 物 一 年 四 季 茁 壯成 長 〇 在 該採 暖裝置 中 ’不論 在 太 陽 能 水 加 埶 / ' ' N 器 中 ， 還 是在 地 能 水加 熱 器中 或者在 空 氣散 敎 器 中 ， 機 傳 元件 至 始 至終 擔 當著 集 熱、傳 4k 散 埶 的 重 要 角 色 y 而 水循 環 系 統在 運 行過 程 中保持 連 績 暢 通 也 是 至 關 重 要 的 ，具 有 傳熱 性 能和 高 均溫性 能 的 JSl 機 敎 傳 元 件 與 循 環 水之 間 的 良好 匹 配， 使得本發 明 比 較 經 濟 合 理 地 實 現 了 低品 位 然能 源 與大棚採暖熱源之間的熱能轉換 .〇 太 陽能 集 熱器 採 用了真 空 集 埶 管 式 結 構形 式 0 它 對來 白 太 陽不 同 方向 的 輻射光 線 具 有 較 強 的 跟 蹤 能 力 和 較強 的 接 收效 率 ，而 且 由於無 機 埶 傳 元 件 的 南 速 傳 熱 性 能， 集 熱段接 收 的熱 能 可以迅 速 傳遞 到 受 埶 段 的 水 ， 使 所接 收 的 太陽 能 的利J 同率大大提高。 地 熱水 加 熱器 的 集熱段 J 當 以 溫 泉 或 其 他 水 源 為 熱源 時 y 熱能 的 採集 和 傳遞較 容 易 y 無 機 熱傳 元 件 的 加 熱端 可 為 光管 當以 土 壤為熱 源 時 y 熱 能 的 採 集 較 困 難 ，無 機 熱傳元 件， 的加熱端應加有肋片 f ° -386- 裝 訂 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐)
k 562854 A7 B7 五、發明説明（384 ) 上述三個主要設備上使用的無機熱傳元件均為無管芯 的重力式結構，具有自鎖定功能，即使在陰天、夜間加 熱端溫度低於冷卻端溫度，也不會造成大棚的熱量向外 逆向傳遞而引起熱量損失。 圖22B示出了根據本發明的無機熱傳型水產養殖加熱系 統流程示意圖，該實施例與圖22A所示實施例大致相同， 其不同僅在於，圖23A所示實施例是用於植物種植大棚， 而圖22B所示實施例是用於水產養殖加熱系統，因此後者 用池塘水加熱器2218為池塘2219供熱取代了前者的空氣散 熱器2206係植物種植大棚2207供熱，其他如補充水管 2213、進水切換閥2214、太陽能水加熱器2215、出水切換 閥2216、無機熱傳管式集熱器2217、地熱水加熱器2220、 儲水桶2221、水泵2222、管式熱傳元件2223以及地熱2224 分別對應於圖22A所示實施例的相應部分。本發明解決了 水產養殖池塘的冬季加熱保溫問題，使水產生物的養殖 周期大大縮短’水產品產量大幅提尚。 電子電器設備之热傳元件系统應用 實施例211係用於例示本發明之熱傳元件系統於電子電 器設備中，藉元件組合以發揮換熱功能之應用，例如在 2氣除濕器系統。 實施例211 本發明之無機熱傳元件還可用於除濕設備。這裏提供 -387- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 562854 A7 B7 五、發明説明（385 ) 了 一 種 空氣除濕器作為實施例。 在 某 些特殊場合，由於空氣濕度過大而往往 造成產 品 質 量 問 題。因此採用某種除濕設備來降低空氣 的相對 濕 度 十 分必要的。應用本發明的無機熱傳技術 及元件 設 計 而 成 的除濕器可有效解決這個問題。 如 圖 23A所示，無機熱傳除濕器由四大塊組成 ，冷卻 除 濕 系 統 2301、加熱系統2309、半導體製冷系統2308和風扇 2310 〇 冷卻除濕系統2301由排水口 2302、集水槽 ^ 2303 ' 散 熱 片 2304、無機熱傳元件2305以及導熱填充物2306構成 〇 加 教 系 統2309的結構形式與冷卻除濕系統2301完全相同 〇 半 導 體 製冷系統2308包括電源介面2307、半導體 製冷元 件 和 電 控 系統。整個系統根據除濕量的大小可選 用與之 相 應 的 風扇容量。 除 濕 的方式有很多種，可以採用具有吸附作 用的乾 燥 藥 劑 來 吸收濕空氣中的水分，但是由於除濕過 程往往 是 一 個 連 績不斷的復循過程 > 在這-^過程中 乾燥藥 劑 的 再 主 問題往往難以解決。通過降低空氣的溫 度使空 氣 中 水 分 含量處於過飽和狀態，從而多餘水分析 出使空 氣 中 水 分 含量處於飽和狀態，隨後再將空氣加熱 到原來 溫 度使 空 氣中水分含量處於未飽和狀態，經過以 上過程 即 可 達 到 除濕的功效。無機熱傳除濕器也正是採 用了冷卻 除 濕 的 工作原理，其工作過程如下，接通電源 以後， 半 -388- 本紙伕尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（386 ) 導體製冷系統2308和風扇2310開始工作，半導體製冷元件 冷面溫度下降，熱面溫度上升，冷面將冷量通過傳熱面 迅速傳遞給無機熱傳元件2305，再通過無機熱傳元件2305 實現均布並傳遞給散熱片2304，濕空氣在風扇的動力驅動 作用下通過散熱片2304時降溫除濕。此時熱面也將熱量以 上述相同的方式傳遞給加熱系統2309，已經過降溫除濕的 空氣通過加熱系統2309時被升溫到原來的溫度，從而使空 氣中水分含量處於未飽和狀態。經過以上過程的連續往 復循環，環境空氣的相對濕度將降低，達到除濕的功 效。 曰常用品之热傳元件系銑應用 實施例212係用於例示本發明之熱傳元件系統於日常用 品中，藉元件組合以發揮換熱功能之應用，例如在用於 無機熱傳地溫冷藏保鮮系統。 實施例212 本發明之熱傳元件可用於日常用品。這裏提供了一種 無機熱傳地溫冷藏保鮮系統作為實施例。 農業科技的發展給人們提供了越來越多、豐富多彩的 食物資源，水果、蔬菜在滿足市場供應後，其剩餘部分 需要在短期内儲藏起來。隨著人們生活水準的提高，對 水果、蔬菜的品味也越來越講究，因此，簡單的常溫儲 藏方式已滿足不了人們的需要。在儲藏中保持水果蔬菜 -389- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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562854 五、發明説明（387 的原有營養成分和水分，即通常所說的保鮮’已成為當 前儲藏技術的主流。 目前的儲藏保鮮技術主要是運用低溫冷藏和化學喷藥 或兩者兼用。化學喷藥不僅破壞了水果蔬菜的營養成 分，而且還會引起新的污染。從綠色食品的角度看，返 沒有達到真正保鮮的要求。而低溫冷藏屬於綠巴環保型 儲藏工藝，越來越受到人們的青睞。 經測定，低溫冷藏的最佳溫度為零上5 c左右’在此溫 度範圍内，植物的生長、呼吸緩慢但並未停止，果蔬内 的水分亦未因結冰而影響口感。 事實上我們賴以生存的地球内部就是一個恒溫保鮮 庫。在土層7米以下區域，不論春夏秋冬，終年恒溫在當 地的平均氣溫上。就東北地區來說，該土層的溫度長年 保持在10°C左右。若能將其熱量在冬季取出再利用其他措 施在夏季排出熱量，那麼只要消耗很少的能量即可使冷 藏庫的溫度恒定保持在5 °C。問題是冬季土壤深層的地溫 的取得並非易事，夏季的熱量排出也不那麼簡單。 本發明即是利用均溫性良好、軸向傳輸能力強的無機 熱傳元件在冬季獲取地溫，在夏季配以冰機製冷的方式 來達到冷藏庫低溫冷藏保鮮目的的。 如上所述，本發明的低溫冷藏保鮮系統分冬季使用設 備和夏季使用設備兩種。 -390- 本紙張尺㈣种g國家標準(CNS) A4規格(21G x 297公€----------
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562854 A7 _________ B7 五、發明説明（388 ) 寒冷的冬天，氣溫一般均處於〇。(3以下，冷藏庫的密封 性能再好，也需要補充熱量而使庫溫保持在5 t左右這個 最佳溫度上，否則，將失去保鮮的意義。此時，無機熱 傳元件的南均溫性，良好的傳熱能力是獲取地溫的最佳 選擇。將其插入冷藏庫的地下土壤裏，它可自動地將地 熱從幾米甚至幾十米的深層取至地面的冷藏庫内而無須 其他動力。參見地溫獲取示意圖23B。 如圖23B所示，在冬季，當冷藏庫2313的室溫低於5 時’土壤2211中的溫度在i〇°c左右，這時，由於無機熱傳 元件23 12下邵的溫度鬲於上部，熱量則沿無機熱傳元件 23 12的内腔源源不斷地傳遞散發至冷藏室2313内，使庫内 的熱量損失得到補充。當冬季過法，夏季來臨時，土壤 23 11與冷藏庫23 13的溫差會越來越小，當庫溫接近地溫 時’無機熱傳元件23 12上下兩端的溫差接近於〇，此時元 件23 12則停止工作。 在元件23 12啟動期間，局部土壤的溫度因熱量的取出而 曰下卩牛’但疋’由於周圍的土壤面積遠大於取熱面積， 因而熱量會不斷地從周圍土壤進行補充，由此形成不斷 的補充循環。實際上，若當地的土壤深層有地下水或溫 泉，這種熱量的傳遞速度會更快更理想。 當夏季庫溫由於大氣溫度升高而超過5 I以後，冷藏庫 23 13的溫度則應由製冷機、空調之類的設備通過製冷來保 -391 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 562854 A7 B7 五、發明説明（389 ) 備應由冰機等製冷 返環保形技術的應 不須人工管理，冬 有污染沒有雜訊， 但與全動力型冷藏 了真正意義上的保 持和調節。因此，冷藏庫的第二類設 機械來充當。 由於無機熱傳地溫冷藏系統是節： 用，它將傳熱元件一次性埋入土壤， 季可無償地應用地溫地熱資源，既沒 也不須動力消耗，雖不是全年運行， 庫相比其優越性仍是明顯的，實現 鮮0 -392- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）
Claims (1)
- 1· 一種具高傳熱速率之熱傳元件，其包含由基材之内表 面定義的空腔，於該空腔之内表面上施塗一種傳熱速 率熱傳介質，乾燥後將空腔密封，其特徵在於該高傳 熱速率熱傳介質係藉由將下列化合物溶解於水中以產 生一混合物，乾燥施塗於空腔内表面上之該混合物以 形成該熱傳介質產物： (1) 三氧化二鈷（Co203)，0.5-1.0%; (2) 三氧化二硼（B2〇3)，1.0-2.0% ; (3) 二鉻酸鈣（CaCr207)，1.0-2.0%; (4) 重鉻酸鎂（MgCr207· 6H20)，10.0-20.0% ; (5) 重鉻酸鉀（K2Cr207)，40.0-80.0 % ; (6) 重鉻酸鈉（Na2Cr207)，10.0-20.0 % ; (7) 氧化鈹（BeO)，0.05-0.10% ; (8) 二硼化鈦（TiB2)，0.5-1.0 % ; (9) 過氧化鉀（K202)，0.05-0.10 % ; (10) —選用之金屬或銨的重鉻酸鹽（M2Cr207)，5.0-10.0 %，其中「Μ」係選自鉀、鈉、銀及銨所構成之群 組； (11) 鉻酸鳃（SrCr〇4)，0.5-1.0%;以及 (12) 重鉻酸銀（Ag2Cr207)，0.5-1.0%。 2·根據申請專利範圍第1項之熱傳元件，其中形成該熱傳 介質產物之混合物重量百分比為： 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 562854 A8 B8 C8 _____ D8 六、申請專利範圍 (1) 三氧化二鉛（C〇2〇3)，0.7-0.8% ; (2) 三氧化二硼（b2〇3)，1.4-1.6% ; (3) 二鉻酸鈣（CaCr207)，1.4-1.6 % ; (4) 重鉻酸鎂（MgCr207· 6H20)，14.0-16.0% ; (5) 重鉻酸鉀（K2Cr207)，56.0-64.0 % ; (6) 重鉻酸鈉（Na2Cr207)，14.0-16.0 % ; (7) 氧化鈹（BeO)，0.07-0.08 % ; (8) 二硼化鈦（TiB2)，0.7-0.8% ; (9) 過氧化鉀（K202)，0.07-0.08 % ; (10) —選用之金屬或銨的重鉻酸鹽（M2Cr207) , 7.04.0 °/〇，其中「Μ」係選自鉀、鈉、銀及銨所構成之群 組； (11) 鉻酸鳃（SrCr〇4)，0.7-0.8%;以及 (12) 重鉻酸銀（Ag2Cr207)，0.7-0.8 %。 3.根據申請專利範圍第1項之熱傳元件，其中形成該熱傳 介質產物之混合物重量百分比為： (1) 三氧化二姑（Co203)，0.723 % ; (2) 三氧化二硼（B2〇3)，1.4472 % ; (3) 二鉻酸鈣（CaCr207)，1.4472 % ; (4) 重鉻酸鎂（MgCr207 · 6H20)，14.472 % ; (5) 重鉻酸鉀（K2Cr207)，57.888 % ; (6) 重鉻酸鈉（Na2Cr207)，14.472 % ; -2- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 562854 ABCD 、申請專利範園 (7) 氧化鈹（BeO)，0.0723 % ; (8) 二硼化鈦（TiB2)，0.723 % ; (9) 過氧化鉀（K202)，0.0723 %; (1〇) —選用之金屬或銨的重鉻酸鹽（M2Cr207)，7.23 %， 其中「Μ」係選自4甲、鈉、銀及銨所構成之群組； (11) 鉻酸鳃（SrCr04)，0.723 % ;以及 (12) 重鉻酸銀（Ag2Cr207)，0.723%。 4·根據申請專利範圍第1至3項中任一項之熱傳元件，其 中该熱傳元件為加熱元件。 5.根據申請專利範圍第丨至3項中任一項之熱傳元件，其 中該熱傳元件為散熱元件。 6·根據申請專利範圍第第1至3項中任一項之熱傳元件， 其中該熱傳元件為換熱元件。 7·根據申請專利範圍第4項之熱傳元件 機設備加熱之熱傳元件。 8.根據申請專利範圍第7項之熱傳元件 為蒸汽洗衣櫃之加熱元件。 9·根據申請專利範圍第7項之熱傳元件 為乾衣加溫系統之加熱元件。 1〇·根據申請專利範圍第7項之熱傳元件 為暖氣片。 U·根據申請專利範圍第7项之熱傳元件 其係用作電子電 其中該熱傳元件 其中該熱傳元件 其中該熱傳元件 其中該熱傳元件 0 裝 家鮮(cns) :297公釐） 562854為取暖器之加熱元件。 根據申請專利範圍第7項之熱傳元件，其中該熱傳元件 為為風烤爐之加熱元件。 13.根據申請專利範圍第4項之熱傳元件，其係用作日常用 品加熱之熱傳元件。 14·根據申請專利範圍第13項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是電熱水器之加熱元件。 Β·根據申請專利範圍第13項之熱傳元件，其中該熱傳元 件疋暖風機之加熱元件。 以根據申請專利範圍第13項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是電暖器之加熱元件。 根據申請專利範圍第13項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是開水壺之加熱元件。 以根據申請專利範圍第13項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是火鍋之加熱元件。 19.根據申請專利範圍第13項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是燒烤板之加熱元件。 20·根據申請專利範圍第13項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是電#斗之加熱元件。 21·根據申請專利範圍第13項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是高效兩用開水器中之加熱元件。 22.根據申請專利範圍第4項之熱傳元件，其係用作機械加 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 562854工裝置加熱之熱傳元件。 23·根據中請專利範圍第22項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為高傳熱速率注塑螺桿之加熱元件。 根據申清專利範圍第4項之熱傳元件，其係用作熱能回 收系統之熱傳元件。 25·根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為高傳熱速率空氣預熱器之加熱元件。 26·根據巾請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為高傳熱速率焦化爐空氣預熱器之加熱元件。 2入根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為高傳熱速率高爐整體式空氣預熱器之加熱元件。 28·根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為高傳熱速率化肥製成系統吹風氣臥式餘熱鍋爐之 加熱元件。 29·根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為帶汽水分離器之高傳熱速率化肥製成系統吹風氣 队式餘熱鋼爐之加熱元件。 30. 根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為高傳熱速率上下行煤氣认式餘熱鎢壚之加熱元 件。 31. 根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為帶汽水分離器之高傳熱速率上下行煤氣臥式餘熱 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐ό "" ----------1 562854 A8 B8 C8 -—_________D8 、申請專利範圍~ ^ 鋼爐之加熱元件。 32·根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為馬傳熱速率化肥製成系統吹風氣立式偏心型餘熱 鶴爐之加熱元件。 33.根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為帶汽水分離器之高傳熱速率化肥製成系統吹風氣 立式偏心型餘熱鍋爐之加熱元件。 34·根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為问傳熱速率化肥製成系統吹風氣立式對稱型餘熱 鋼爐之加熱元件。 35·根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為帶汽水分離器之高傳熱速率化肥製成系統吹風氣 立式對稱型餘熱鍋爐之加熱元件。 36·根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為高傳熱速率上下行煤氣立式偏心型餘熱鍋爐之加 熱元件。 37. 根據申請專利範圍第24之熱傳元件，其中該熱傳元件 為帶汽水分離器之高傳熱速率上下行煤氣立式偏心型 餘熱鋼爐之加熱元件。 38. 根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為高傳熱速率上下行煤氣立式對稱型餘熱鍋爐之加 熱元件。-6 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 56285439·根據中請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為高傳熱速率玻璃窯餘熱鍋爐之加熱元件。 後根據中請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為高傳熱速率水泥黨蒸汽發生器之加熱元件。 41·根據中請專利範圍第則之熱傳元件，其中該熱傳元 件為高傳熱速率水泥窯熱水加熱系統之加熱元件。 42.根據:請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為高傳熱速率陶瓷t爐空氣乾燥加熱器之加熱元 件。 43·根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為高傳熱速率輪船餘熱鍋爐之加熱元件。 44·根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為高傳熱速率汽車廢氣取暖器之加熱元件。 45·根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為高傳熱速率遠洋船艦用海水淡化器之加熱元件。 46. 根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為馬傳熱速率上下行煤氣立式對稱型餘熱鍋爐（帶汽 水分離器）之加熱元件。 47. 根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為高傳熱速率臥式餘熱鍋爐之加熱元件。 48·根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為高傳熱速率偏心型餘熱鋼爐之加熱元件。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 562854 A8 B8 C849. 根據中請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為高傳熱速率對稱型餘熱鍋爐之加熱元件。 50. 根據"青專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為高傳熱速率電力鍋爐空氣預熱器之加熱元件。 51·根料請專利範圍第24項之熱傳元件，其巾該熱傳元 件為高傳熱速率電站鍋爐燃油加熱系統之加熱元件。 52·根據：請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為高傳熱速率電站鍋爐給水加熱器之加熱元件。 53.根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為爐灶餘熱熱水器之加熱元件。 54·根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為空氣預熱器之加熱元件。 55.根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為雙氧預熱器之加熱元件。 56·根據中請專利圍第24項之熱“件，其中該熱傳元 件為金屬鎂廠回轉窯餘熱鍋爐之加熱元件。 A根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為金屬鎂廠還原爐餘熱鍋爐之加熱元件。 Μ.根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為燒結機餘熱鍋爐之加熱元件。 59·根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為聯鑄機餘熱鋼爐之加熱元件。 本紙張準(CNS)—A4規格(露297n 5628546〇.根據巾請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為鋼坯餘熱回收裝置之加熱元件。 61. 根據中請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為燃油工業爐餘熱回收裝置之加熱元件。 62. 根據中請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為燃油工業爐蒸汽發生器之加熱元件。 63·根據中請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為燃氣工業爐餘熱回收裝置之加熱元件。 64.根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為燃氣工業爐餘熱蒸汽發生器之加熱元件。 65·根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為乾燥器能源循環系統之加熱元件。 66·根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為餐館廢熱回收裝置之加熱元件。 67. 根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為高傳熱速率丙烷脫瀝青裝置加熱爐空氣預熱器之 加熱元件。 68. 根據申請專利範圍第項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為高傳熱速率分子篩脫蠟熱載體加熱爐空氣預熱器 之加熱元件。 69·根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為鬲傳熱速率化肥製成系統吹風氣空氣預熱器之加 -9- 準(CNsT14 規格(21〇 X 297@ ~ 562854 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 熱元件。 70·根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為向傳熱速率鉑重整加熱爐空氣預熱器之加熱元 件。 71. 根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為傳熱芳香烴裝置常減壓熱載體加熱爐空氣預熱器 之加熱元件。 72. 根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為在煉鋼廠連鑄機的連鑄述冷床上安裝的高傳熱速 率餘熱回收裝置之加熱元件。 73. 根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為高傳熱速率破璃窯空氣預熱器之加熱元件。 74·根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為南傳熱速率原油加熱爐上置式空氣預熱器之力口熟 元件。 75. 根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為高傳熱速率注汽鍋爐空氣預熱器之加熱元件。 76. 根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為鬲傳熱速率注汽銷爐水預熱器之加熱元件。 77. 根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為高傳熱速率加熱爐餘熱鍋爐之加熱元件。 78. 根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 562854件為採用高傳熱速率元件回收焦爐上升f的煤氣顯熱 的裝置之加熱元件。 79·根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為傳熱式防露點腐蝕空氣預熱器之加熱元件。 8〇·根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為高傳熱速率軟水加熱器之加熱元件。 81.根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為高傳熱速率橋式雙流道餘熱回收裝置之加敎元 件。 、 81根據：請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為鬲傳熱速率渦流式蝎殼換熱器之加熱元件。 83·根據申請專利範圍第24項之熱傳元 並 件為高傳熱速率氣氣、氣液混合型換熱器中：：：： 件。 糾·根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳 件為高傳熱速率合成氨造氣工藝氣餘熱利用裝置之加 熱元件。 85. 根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為高傳熱速率三氧化硫換熱器之加熱元件。 86. 根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為全逆流高傳熱速率換熱器之加熱元件。 87. 根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 -11 - G張尺度適用—中關^準((兩14規格(21。X 297公釐) --—— --裝 '訂562854件為南傳熱速率乾熄焦工藝餘熱回收裝置之加熱元 件。 < 饥根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為1¾傳熱速率糠酸精製加熱爐空氣預熱器之加熱元 件。 89·根據申請專利範圍第24項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為高傳熱速率煉油廠常減壓加熱爐聯合空氣預熱器 之加熱元件。 9〇·根據申請專利範圍第4項之熱傳元件，其係用作能源收 集系統加熱之熱傳元件。 91·根據申請專利範圍第9〇項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為太陽能熱水器之加熱元件。 92. 根據申請專利範圍第9〇項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為太陽能熱風器之加熱元件。 93. 根據申請專利範圍第9〇項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為太1¼能集熱管。 94. 根據申請專利範圍第9〇項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為板式太陽能集熱器之加熱元件。 95. 根據中請專利範圍第9〇項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為地溫採熱設備之加熱元件。 96. 根據申清專利.範圍第9〇項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為地熱蒸汽鍋爐之加熱元件。 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 562854 A8 B8 C8 _____ _D8 _ 六、申請專利範圍 97. 根據申請專利範圍第9〇項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為地熱水溫水交換器。 98. 根據申請專利範圍第9〇項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為地熱水空氣加熱器之加熱元件。 99·根據申請專利範圍第9〇項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為高傳熱速率地熱發電系統的加熱元件。 100·根據申請專利範圍第90項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為高傳熱速率低溫地熱取暖供熱系統的加熱元件。 101·根據申請專利範圍第90項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為高傳熱速率太陽能蓄熱建築取暖系統的加熱元 件。 102·根據申請專利範圍第9〇項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為陽臺用鬲傳熱速率太陽能熱水器的加熱元件。 103.根據申請專利範圍第9〇項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為高傳熱速率平板型太陽能熱水器的加熱元件。 104·根據申請專利範圍第90項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為熱傳介質貯熱器的加熱元件。 105.根據申請專利範圍第90項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為高傳熱速率板式太陽能集熱器的加熱元件。 106·根據申請專利範圍第4項之熱傳元件，其係用作機# μ 備加熱之熱傳元件。 107.根據申請專利範圍第106項之熱傳元件，其中該煞傳元 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 一 ----- 562854 A8 B8 C8 --—______D8 六、申請專~ 件為高傳熱速率電力鍋爐暖風機之加熱元件。 108·根據申請專利範圍第1〇6項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為電熱高傳熱速率加熱反應器之加熱元件。 109·根據申請專利範圍第1〇6項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為蒸汽高傳熱速率加熱反應器之加熱元件。 110·根據申請專利範圍第106項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是等溫外延爐中之加熱元件。 111.根據申請專利範圍第1〇6項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是電熱水暖系統之加熱元件。 112·根據申請專利範圍第1〇6項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是高傳熱速率塑膠包裝熱封機之加熱元件。 113.根據申請專利範圍第1〇6項之熱傳元件，其中該熱傳元 件疋南傳熱速率燃氣熱水鍋爐之加熱元件。 I14·根據申凊專利範圍第106項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是高傳熱速率燃氣熱水器之加熱元件。 115.根據申請專利範圍第4項之熱傳元件，其係用作土木設 施結構加熱之熱傳元件。 116·根據中請專利範圍第115項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是道路加熱系統的加熱元件。 117·根據申凊專利範圍第i 15項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是機場跑道加熱系統的加熱元件。 118·根據巾凊專利範圍第115項之熱傳元件，其中該熱傳元 -14- 本紙張尺度相巾g时縣(CNs) A4規格(⑽心7公爱) 562854 A8 B8 C8 D8、申請專利範圍 疋太陽能浴池系統的加熱元件。 件’其中該熱傳元 119.根據申請專利範圍第115項之熱傳元 件是頁管加熱器的加熱元件。 其係用作乾燥裝 120.根據申請專利範圍第*項之熱傳元件， 置加熱之熱傳元件。 121·根據申請專利範圍第12〇項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是電乾燥器的加熱元件。 122.根，申請專利範圍第丨则之熱傳元件，其中該熱傳元 件是燃油熱風爐的加熱元件。 123·根據申請專利範圍第12〇項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是燃氣熱風爐的加熱元件。 124. 根據申請專利範圍第12〇項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是燃煤熱風爐的加熱元件。 125. 根據中請專利範圍第⑽項之熱傳元件，其中該熱傳元 件疋紙張烘乾器的加熱元件。 126·根據申請專利範圍第12〇項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是錯筆木材乾燥裝置的加熱元件。 127·根據申請專利範圍第12〇項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是木材乾燥器的加熱元件。 128.根據申請專利範圍第12〇項之熱傳元件，其中該熱傳元 件疋117貧霧乾燥器的加熱元件。 129·根據申請專利範圍第12〇項之熱傳元件，其中該熱傳元 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公量) 562854 A8 B8 C8 __ —_ D8 六、申請專利範園 件是轉爐乾燥機的加熱元件。 130.根據申請專利範圍第12〇項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是熱風乾燥器的加熱元件。 131·根據申請專利範圍第4項之熱傳元件，其係用作化工應 用裝置加熱之熱傳元件。 132. 根據申請專利範圍第131項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為原油加熱器之加熱元件。 133. 根據申請專利範圍第ι3丨項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為儲油裝置加熱器之加熱元件。 134. 根據申請專利範圍第131項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為井口卸油罐原油加熱器之加熱元件。 135·根據申請專利範圍第ι31項之熱傳元件，其中該熱傳元 件疋車載油罐原油加熱器之加熱元件。 136·根據申請專利範圍第丨3丨項之熱傳元件，其中該熱傳元 件疋運輸車用儲油罐加熱器之加熱元件。 137·根據申請專利範圍第131項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是内換熱式井口加熱器之加熱元件。 138. 根據申請專利範圍第丨3丨項之熱傳元件，其中該熱傳元 件疋電熱式原油加熱裝置之加熱元件。 139. 根據申請專利範圍第131項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是吸熱化學反應器之加熱元件。 140·根據申請專利範圍第ηι項之熱傳元件，其中該熱傳元 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 562854申凊專利範圍 A8 B8 C8 D8 件是恢溫浴槽之加熱元件。 141.根據由二生& =申㈣專利軛圍第131項之熱傳元件，其中該熱傳元 件疋輪油管道原油加熱爐之加熱元件。 據申巧專利範圍第131項之熱傳元件，其中該熱傳元 牛疋化學反應荃之加熱元件。裝 康申叫專利範圍第131項之熱傳元件，其中該熱傳元 牛7^重油貝宁罐加熱器之加熱元件。 144·根據申請專利範圍第5項之熱傳元件，其係用作農漁養 殖之熱傳元件。 145·根據申請專利範圍第144項之熱傳元件，其中該熱傳元 件疋防自燃自熱的散熱裝置之散熱元件。 146·根據申請專利範圍第5項之熱傳元件，其係用作電腦及 週邊裝置之熱傳元件。147. 根據申請專利範圍第146項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是桌上型電腦CPU散熱器之蛇形散熱元件。 148. 根據申請專利範圍第146項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是桌上型電腦CPU散熱器之平板形散熱元件。 149. 根據申請專利範圍第146項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是桌上型電腦CPU散熱器之外置型散熱元件。 150·根據申請專利範圍第146項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是筆記本電腦鍵盤下薄板型cpu散熱器之散熱元件。 151.根據申請專利範圍第146項之熱傳元件，其中該熱傳元 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 562854 A8 B8 C8 ______ D8 六、申請專利範圍 件疋筆冗本電腦顯示器後薄板型CPU散熱器之散熱元 件。 152·根據申請專利範圍第146項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是積體電路板散熱器之散熱元件。 153’根據申凊專利範圍第146項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是半導體冷卻裝置之散熱元件。 154·根據申請專利範圍第146項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是筆記本電腦CPU的印刷電路板搭載型散熱器之散熱 元件。 155·根據申請專利範圍第146項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是筆記本電腦鍵盤中的CPU散熱裝置之散熱元件。 156·根據申請專利範圍第ι46項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是晶片模組散熱裝置之散熱元件。 157.根據申請專利範圍第146項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是降低EMI的散熱裝置之散熱元件。 158·根據申請專利範圍第5項之熱傳元件，其係用作電子電 機設備散熱之熱傳元件。 159·根據申請專利範圍第158項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是頂置式電器控制櫃密閉散熱器之散熱元件。 160·根據申請專利範圍第158項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是壁掛式電器控制櫃密閉散熱器之散熱元件。 161.根據申請專利範圍第158項之熱傳元件，其中該熱傳元 -18-本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 六、申請專利範圍 #是嵌入式電器控制櫃密閉散熱器之散熱元件。 162·根據申請專利範圍第158項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是工業顯示器密閉散熱器之散熱元件。 163·根據申請專利範圍第158項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是電視機密閉散熱器之散熱元件。 164·根據申請專利範圍第158項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是可控矽元件散熱器之散熱元件。 165·根據申請專利範圍第158項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是電力晶閘管元件散熱器之散熱元件。 166·根據申睛專利範圍第158項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是壓縮空氣中間冷卻器之散熱元件。 167_根據申凊專利範圍第158項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是防爆殼内大功率可控矽元件散熱器之散熱元件。 I68·根據申睛專利範圍第158項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是電源模組散熱器之散熱元件。 169·根據申請專利範圍第158項之熱傳元件，其中該熱傳元 件疋蓄電池散熱器之散熱元件。 π〇·根據申請專利範圍第158項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是熱電冷卻器之散熱元件。 πι·根據申請專利範圍第158項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是冰箱散熱器之散熱元件。 172.根據申請專利範圍第158項之熱傳元件，其中該熱傳元 -19- 本紙張尺度UfJ中g國家標準(CNs) μ規格(灿x 297公董） 562854件是放映機散熱系統之散熱元件。 173·根據申請專利範圍第158項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是冷板散熱器之散熱元件。 174·根據申請專利範圍第158項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是掃描儀散熱冷卻系統之散熱元件。 175·根據申請專利範圍第158項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是廢熱冷卻空調系統之散熱元件。 176.根據申請專利範圍第5項之熱傳元件，其係用作醫療器 材散熱之熱傳元件。 177·根據申請專利範圍第176項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為止瞌睡冷帽之散熱元件。 178·根據申請專利範圍第176項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為熱電冷卻美容器之散熱元件。 Π9.根據申請專利範圍第5項之熱傳元件，其係用作曰常用 品散熱之熱傳元件。 180. 根據申請專利範圍第179項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為飲品散熱棒之散熱元件。 181. 根據申請專利範圍第179項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為飲品保鮮杯之散熱元件。 182. 根據申請專利範圍第179項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為燈具散熱器之散熱元件。 183. 根據申請專利範圍第ι79項之熱傳元件，其中該熱傳元 20- 本紙張尺度適用中國國家標A4規格(210 X 297公釐)裝 •耵562854 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 件為保鮮盒之散熱元件。 184·根據申請專利範圍第179項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為熱電冷卻保鮮盒之散熱元件。 185.根據中請專利範圍第179項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為飲品散熱器之散熱元件。 版根據中請專利範圍第5項之熱傳元件，其係用作機械加 工裝置散熱之熱傳元件。 187·根據中請專利範圍㈣6項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是機床導軌。 、 胤根據中請專利範圍第186項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是機床主軸。 189.根據中請專利範圍第186項之熱傳元件，其中該熱傳元 件是鑽·頭。 其中該熱傳元 其中該熱傳元 其中該熱傳元 其中該熱傳元 其係用作視聽設 190·根據申請專利範圍第186項之熱傳元件 件是切削刀具。 191. 根據申請專利範圍第186項之熱傳元件 件是注塑模具之散熱元件。 192. 根據申請專利範圍第186項之熱傳元件 件是鬲聚物擠出成型機螺桿。 193·根據申請專利範圍第186項之熱傳元件 件是採礦鑽頭。 194.根據申請專利範圍第5項之熱傳元件 562854 A8 B8備散熱之熱傳元件。 195_根據申請專利範圍第194項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為音響功放設備之散熱元件。 196·根據申請專利範圍第195項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為功放元件之散熱元件。 197.根據申請專利範圍第196項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為管片型或板片型。 198_根據申請專利範圍第195項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為b專功率放大器中晶體三極管元件之散熱元件。 1"_根據申請專利範圍第198項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為管狀形或板狀形。 200. 根據申請專利範圍第5項之熱傳元件，其係用作機電設 備散熱之熱傳元件。 201. 根據申請專利範圍第項之熱傳元件’其中該熱傳元 件為電站鍋爐排氣冷凝器之散熱元件。 202. 根據申請專利範圍第2〇〇項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為變壓器系統散熱器之散熱元件。 203. 根據申請專利範圍第2〇〇項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為變壓器電磁鐵心散熱器之散熱元件。 崩.根據申請專利範圍第項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為電機散熱系統之散熱元件。 •根據申請專利範圍第雇項之熱傳元件，其中該熱傳元 -22- 本紙張尺錢财®ΐϋ?^ϋ^(21()Χ297公董) 562854 A8 B8 C8 __ D8 六、申請專利範圍 件為三相非同步調速電機之散熱元件。 206.根據申請專利範圍第200項之熱傳元件： 件為強磁機油冷卻器之散熱元件。 207·根據申請專利範圍第200項之熱傳元件, 件為X射線機冷卻器之散熱元件。 208·根據申請專利範圍第2〇〇項之熱傳元件 件為馬達電機散熱器之散熱元件。 209. 根據申請專利範圍第2〇〇項之熱傳元件， 件為液壓系統液壓油散熱器之散熱元件 210. 根據申請專利範圍第200項之熱傳元件， 件為機械傳動軸散熱系統之散熱元件。 211·根據申請專利範圍第200項之熱傳元件， 件為機械主軸冷卻器之散熱元件。 212·根據申請專利範圍第200項之熱傳元件， 件為焊接裝配之散熱元件。 213·根據申請專利範圍第200項之熱傳元件， 件為水泵冷卻系統之散熱元件。 214·根據申請專利範圍第2〇〇項之熱傳元件， 件為電熱反應器冷卻系統之散熱元件。 215.根據申請專利範圍第2〇〇項之熱傳元件， 件為反應器蒸汽冷卻系統之散熱元件。 216_根據申請專利範圍第2〇〇項之熱傳元件， 其中該熱傳元 其中該熱傳元 其中該熱傳元 其中該熱傳元 其中該熱傳元 其中該熱傳元 其中該熱傳元 其中該熱傳元 其中該熱傳元 其中該熱傳元 其中該熱傳元 -23- 562854 A8 B8 C8 ---一____ I>8 六、申請專利^ '~ - 件為大電流離相封閉母線空冷器之散熱元件。 217·根據申睛專利範圍第200項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為重型機械聯動部件散熱冷卻系統之散熱元件。 218·根據申請專利範圍第200項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為制動系統散熱器之散熱元件。 219.根據申請專利範圍第2〇〇項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為柴油機冷卻系統之散熱元件。 220·根據申請專利範圍第200項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為軸承之散熱元件。 221·根據申請專利範圍第2〇〇項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為渦輪增壓冷卻系統之散熱元件。 222·根據申請專利範圍第2〇〇項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為汽油機冷卻系統之散熱元件。 223·根據申請專利範圍第2〇〇項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為汽車水箱冷卻器之散熱元件。 224·根據申請專利範圍第2〇〇項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為儲能吸散熱器之散熱元件。 225. 根據申請專利範圍第2〇〇項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為攪拌式散熱器之散熱元件。 226. 根據申請專利範圍第2〇〇項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為壓縮氣體水冷器之散熱元件。 227. 根據申請專利範圍第2〇〇項之熱傳元件，其中該熱傳元 -24- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 562854 8 A BCD -------- 六、申請專利範圍 件為取熱器之散熱元件。 228.根據申請專利範圍第2〇〇項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為非晶材料製備裝置之散熱元件。 229·根據申請專利範圍第5項之熱傳元件，其係用作土木設 施結構散熱之熱傳元件。 230·根據申請專利範圍第229項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為鋼爐爐拱吊架。 231·根據申請專利範圍第5項之熱傳元件，其係用作化工應 用裝置散熱之熱傳元件。 232·根據申請專利範圍第231項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為儲油罐冷卻器之散熱元件。 233·根據申請專利範圍第231項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為板式散熱器之散熱元件。 234·根據申請專利範圍第231項之熱傳元件，其中該熱傳元 件為散裝水泥散熱器之散熱元件。 235.根據申請專利範圍第6項之熱傳元件，其係用作農漁養 殖系統換熱之熱傳元件。 236_根據申請專利範圍第235項的熱傳元件，其中該熱傳元 件為熱循環系統之換熱元件。 237.根據申請專利範圍第235項的熱傳元件，其中該熱傳元 件為保持溫室恒溫的熱傳裝置之換熱元件。 238·根據申請專利範圍第235項的熱傳元件，其中該熱傳元 -25- __________ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 562854 A8 B8 C8件為地熱採集系統之換熱元件。 239·根據申請專利範圍第235項的熱傳元件，其中該熱傳元 件為農用塑膠大棚之換熱元件。 240. 根據申請專利範圍第6項之熱傳元件，其係用作醫療器 械換熱之熱傳元件。 ^ 241. 根據申請專利範圍第24〇項的熱傳元件，其中該熱傳元 件為針灸儀之加熱或散熱元件。 242. 根據申請專利範圍第6項之熱傳元件，其係用作機電設 備換熱之熱傳元件。 又 243·根據申請專利範圍第242項的熱傳元件，其中該熱傳元 件為標定爐之換熱元件 244·根據申請專利範圍第242項的熱傳元件，其中該熱傳元 件為工業廢氣回收裝置之換熱元件。 245·根據申請專利範圍第242項的熱傳元件，其中該熱傳元 件為振動除塵熱交換器之換熱元件。 246·根據申請專利範圍第6項之熱傳元件，其係用作恒溫裝 置換熱之熱傳元件。 247_根據申請專利範圍第246項的熱傳元件，其中該熱傳元 件為人工晶體培養恒溫箱之換熱元件。 248.根據申請專利範圍第246項的熱傳元件，其中該熱傳元 件為換風系統之換熱元件。 249·根據申請專利範圍第2私項的熱傳元件，其中該熱傳元 家標準(CNS) 規格(⑽ χ 297公董) 一 " - 562854 申請專利範圍 A8 B8 C8 D8 件為空氣淨化器之換熱元件。 25〇_根據申睛專利範圍第246項的熱傳元件，其中該熱傳元 件為室内換氣機之換熱元件。 251·根據申請專利範圍第246項的熱傳元件，其中該熱傳元 件為空調系統之換熱元件。 252·根據申凊專利範圍第246項的熱傳元件，其中該熱傳元 件為2調系統中的換風裝置之換熱元件。 253.根據申凊專利範圍第246項的熱傳元件，其中該熱傳元 件為溫控制系統之換熱元件。 254_根據申請專利範圍第246項的熱傳元件，其中該熱傳元 件為發酵罐恒溫控制器之換熱元件。 255.根據申請專利範圍第246項的熱傳元件，其中該熱傳元 件為溫设備之加熱元件。 256·根據申請專利範圍第246項的熱傳元件，其中該熱傳元 件為生化反應恒溫器之加熱元件。 257.根據申請專利範圍第246項的熱傳元件，其中該熱傳元 件為地熱採集系統之加熱元件。 258·根據申請專利範圍第246項的熱傳元件，其中該熱傳元 件為城市加熱系統之加熱元件。 259·根據申請專利範圍第246項的熱傳元件，其中該熱傳元 件為車道融雪系統之加熱元件。 260.根據申請專利範圍第246項的熱傳元件，其中該熱傳元 -27- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)裝 -玎562854 A8 B8 C8 申請專利範圍 件為惶溫控制裝置之加熱元件。 261·據申請專利範圍第246項的熱傳元件，其中該熱傳元件 為石英生成彳s溫控制裝置之加熱元件。 262·根據申請專利範圍第246項的熱傳元件，其中該熱傳元 件為丨η溫裝置之換熱元件。 263.根據申凊專利範圍第246項的熱傳元件，其中該熱傳元 件為星體均溫器之換熱元件。 264·根據申睛專利範圍第246項的熱傳元件，其中該熱傳元 件為恒溫裝置之換熱元件。 265.根據申請專利範圍第2牝項的熱傳元件，其中該熱傳元 件為2碉機之換熱元件。 266·根據申請專利範圍第246項的熱傳元件，其中該熱傳元 件為整體式節能空調機之換熱元件。 267·根據申請專利範圍第6項之熱傳元件，其係用作化工設 備換熱之熱傳元件。 268. 根據申請專利範圍第267項的熱傳元件，其中該熱傳元 件為石油化工設備的恒溫裝置之換熱元件。 269. 根據申請專利範圍第267項的熱傳元件，其中該熱傳元 件為均溫裂解爐之換熱元件。 270. 根據申請專利範圍第4項之熱傳元件，其係用作農漁養 殖系統加熱之熱傳元件系統。 271. 根據申請專利範圍第270項的熱傳元件系統，其中該熱 -28- ---- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 562854 A8 B8 C8 -------------- D8 六、申請專利範圍 傳7^件系統包含植物種植取暖裝置加熱之熱傳元件。 272. 根據申請專利範圍第27〇項的熱傳元件系統，其中該熱 傳疋件系統包含植物種植取暖裝置中的太陽能水加熱 器之加熱元件。 273. 根據申請專利範圍第27〇項的熱傳元件系統，其中該熱 乂去 一 凡件系統包含植物種植取暖裝置中的地能水加熱器 之加熱元件。 274·根據申請專利範圍第27〇項的熱傳元件系統，其中該熱 傳疋件系統包含植物種植取暖裝置之散熱元件。 275. 根據申，請專利範圍第27〇項的熱傳元件系統，其中該熱 傳疋件系統包含植物種植取暖裝置中的空氣散熱器之 散熱元件。 276. 根據申請專利範圍第謂項的熱傳元件系統，其中該熱 傳元件系統包含水產養殖加熱系統加熱之熱傳元件。 277·根據申請專利範圍第276項的熱傳元件系統，其中該熱 2兀件系統包含水產養殖加熱系統中的太陽能水加熱 器之加熱元件。 278·根據申請專利範圍第276項的熱傳元件系統，其中該熱 傳7^件系統包含水產養殖加熱系統中的地能水加熱器 之加熱元件。 279.根據中請專利範圍第頂項的熱傳元件㈣，其中該熱 傳元件系、统包含水產4殖加熱系、统中的池塘水加熱器562854 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 之加熱元件。 280. 根據申請專利範圍第6項之熱傳元件，其係用作電子電 機設備換熱之熱傳元件系統。 281. 根據申請專利範圍第280項的熱傳元件系統，其中該熱 傳元件系統包含除濕設備之換熱元件。 282. 根據申請專利範圍第6項之熱傳元件，其係用作曰常用 品換熱之熱傳元件系統。 283. 根據申請專利範圍第282項的熱傳元件系統，其中該換 熱元件系統為地溫冷藏保鮮系統之換熱元件。 -30- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 562854 /第090119942號專利申請棄 中文圖式替換頁(92年1月）圖1B
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