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有微米孔的金属骨架和纳米骨架的管式换热器及制造方法

阅读：166发布：2020-08-24

专利汇可以提供有微米孔的金属骨架和纳米骨架的管式换热器及制造方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明有微米孔的金属骨架和纳米骨架的管式换热器，换热金属管管壁的至少一面上有一层与换热金属板的光壁面结构不同的具有微米孔的金属骨架结构层，具有微米孔的金属骨架结构层上布满纳米金属和/或陶瓷骨架，具有微米孔的金属骨架结构层和具有纳米金属和/或陶瓷骨架的总表面积比换热金属板光壁面至少增加10倍。本发明能大大提高传热效率和节约材料，降低成本。本发明还提供了这种管式换热管的制造方法。，下面是有微米孔的金属骨架和纳米骨架的管式换热器及制造方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.有微米孔的金属骨架和纳米骨架的管式换热器，其特征在于，换热金属管管壁的至少一面上有一层与换热金属板的光壁面不同的具有微米孔的金属骨架结构层，具有微米孔的金属骨架结构层上布满纳米金属和/或陶瓷骨架，具有微米孔的金属骨架结构层和具有纳米金属和/或陶瓷骨架的总表面积比换热金属板光壁面至少增加10倍，换热金属管管壁面与具有微米孔的金属骨架结构层之间在换热金属管管壁上沉积有一层至少有防腐蚀性能或增加金属骨架烧结连接性能或增加热传导性能或改变基板材料与微米孔结构层材料等同性能的涂层。
2.如权利要求1所述的有微米孔的金属骨架和纳米骨架的管式换热器，其特征在于，具有微米孔的金属骨架结构层是泡沫金属材料制成。
3.如权利要求1所述的有微米孔的金属骨架和纳米骨架的管式换热器，其特征在于，具有微米孔的金属骨架结构层是烧结金属纤维网材料制成。
4.如权利要求1所述的有微米孔的金属骨架和纳米骨架的管式换热器，其特征在于，具有微米孔的金属骨架结构层是烧结金属编织网材料制成。
5.如权利要求1 ～4之一所述的有微米孔的金属骨架和纳米骨架的管式换热器，其特征在于，具有微米孔的金属骨架结构层及纳米金属和/或陶瓷骨架与热冷交换流体介质接触的表面上、分别涂覆有一层疏水性低表面能的涂层。
6.如权利要求1 ～4之一所述的有微米孔的金属骨架和纳米骨架的管式换热器，其特征在于，具有微米孔的金属骨架结构层与换热金属管管壁面之间有便于热冷交换流体介质流动的间隙，该间隙在0.1毫米至1毫米之间。
7.如权利要求1 ～4之一所述的有微米孔的金属骨架和纳米骨架的管式换热器，其特征在于，换热金属管管壁纵向断面为增大换热面积而增加管壁周长的异型管。
8.如权利要求1 ～4之一所述的有微米孔的金属骨架和纳米骨架的管式换热器，其特征在于，换热金属管管壁远离具有微米孔的金属骨架结构层的另一面上固定有扩大表面积用于热交换的翘片结构。
9.有微米孔的金属骨架和纳米骨架的管式换热器的制造方法，其特征在于，首先在片状或带状金属板的至少一面上制造具有微米孔金属骨架结构层，其次是在具有微米孔的金属骨架结构层上制取纳米金属和/或陶瓷骨架，再将具有微米孔的金属骨架结构层及其上的纳米金属和/或陶瓷骨架的片状或带状金属材料裁切、焊制或制作为管式换热器，在热交换的换热金属板面上直接制作具有微米孔的金属骨架结构层，然后在具有微米孔的金属骨架结构层上制作纳米金属和/或陶瓷骨架，用具有微米孔的金属骨架结构层及其上的纳米金属和/或陶瓷骨架的片状或带材金属材料纵向裁切，带材纵向卷管对对接合缝焊接成为管式换热器；或将具有微米孔的泡沫金属材料或具有微米孔的烧结金属纤维网或具有微米孔的烧结编织金属丝网作为具有微米孔的金属骨架结构层，然后在具有微米孔的金属骨架结构层上制作纳米金属和/或陶瓷骨架，再将具有微米孔的金属骨架结构层和纳米金属和/或陶瓷骨架与换热金属板采用焊接熔焊覆合在一起，再将此片状或带状金属材料纵向裁切，对板材或带材纵向成管对对接合缝焊接成为管式换热器；或将具有微米孔的泡沫金属材料或具有微米孔的烧结金属纤维网或具有微米孔的烧结编织金属丝网制成具有微米孔的金属骨架结构层，与管式换热器换热金属板面融焊在一起，然后在此结构层上制作纳米金属和/或陶瓷骨架，用此具有微米孔的金属骨架结构层及其上具有纳米金属和/或陶瓷骨架的片状或带状金属材料经纵向裁切，对板材或带材纵向成管对接合缝焊接成管式换热器。
10.如权利要求9所述的有微米孔的金属骨架和纳米骨架的管式换热器的制造方法，其特征在于，具有微米孔的金属骨架结构层与换热金属板或换热金属管管壁之间的焊接是用电子束或激光束或高频焊接方法中的至少一种，对其点焊接或条形焊。
11.如权利要求9所述的有微米孔的金属骨架和纳米骨架的管式换热器的制造方法，其特征在于，换热金属板面上直接制取具有微米孔的金属骨架结构层，是将金属或合金粉未与制孔剂粉末及粘结剂按设计孔径大小配粉末粒经大小并成比例关系混合，涂布或刮涂在换热金属板面上，在真空烧结炉或气体保护炉烧结，再将制孔剂占据的孔位用CO2气体蒸发溢出成为具有微米孔的金属骨架结构层，具有微米孔的金属骨架结构层厚度的5微米～
1毫米。
12.如权利要求9所述的有微米孔的金属骨架和纳米骨架的管式换热器的制造方法，其特征在于，换热金属板面上直接制取具有微米孔的金属骨架结构层，是将金属或合金粉末与制孔剂粉末按制成具有微米孔的金属骨架结构层后各自体积空间所占比例和孔径大小来确定粉末粒径大小及比例，混合后，用热喷涂方法均匀喷涂在换热金属板面上，再将喷涂后的换热金属板面放入真空烧结炉或气体保护炉烧结除碳和/或将其置与水中除盐成为具有微米孔的金属骨架结构层，具有微米孔的金属骨架结构层的厚度为5微米～1毫米。
13.如权利要求9所述的有微米孔的金属骨架和纳米骨架的管式换热器的制造方法，其特征在于，换热金属板面上直接制取具有微米孔的金属骨架结构层，是在真空腔室用电阻热蒸发或大功率电子束热蒸发方法将金属或合金及制孔剂NaCl、Na2SO4、CaSO4、CaCl2中至少一种，按制成具有微米孔的金属骨架结构层后各自体积空间所占比例和孔径大小来确定蒸发沉积到换热金属板面上，蒸发沉积完成后将沉积在换热金属板面上占据沉积材料空间体积的制孔剂用水浸取除去，制作出具有微米孔的金属骨架结构层，在蒸发时，是对金属或合金材料及制孔剂按其设计分别分层重复重叠的方式和/或共蒸发方式沉积在换热金属板面上，使金属或合金形成连续体，具有微米孔的金属骨架结构层的厚度为5微米～1毫米。
14.如权利要求9所述的有微米孔的金属骨架和纳米骨架的管式换热器的制造方法，其特征在于，在具有微米孔的金属骨架结构层上制作纳米金属和/或陶瓷骨架，是利用等离子喷涂或电弧喷涂技术将金属和/或陶瓷材料及制孔剂NaCl、Na2SO4、CaSO4、CaCl2、树脂粉末、碳粉、煤粉中的至少一种，热喷涂沉积在具有微米孔金属骨架结构层上，然后用水浸取除制孔剂和/或在气体保护炉中烧结除碳所占体积空间，留下纳米金属和/或陶瓷骨架。
15.如权利要求9所述的有微米孔的金属骨架和纳米骨架的管式换热器的制造方法，其特征在于，在具有微米孔的金属丝网结构层上制作纳米金属和/或陶瓷骨架，是在真空腔体内用大功率电子束按制成纳米骨架各自材料所占体积空间和设计的纳米骨架尺寸大小及膜厚来确定材料比例及沉积膜厚，热蒸发金属和/或陶瓷材料及盐类制孔剂NaCl、Na2SO4、CaSO4、CaCl2 中的至少一种，将其沉积到具有微米孔的金属骨架结构层的骨架上，沉积完成后，用水浸取盐类制孔剂，留下的是纳米金属和/或陶瓷骨架。
16.如权利要求9所述的有微米孔的金属骨架和纳米骨架的管式换热器的制造方法，其特征在于，在具有微米孔的金属骨架结构层上制作纳米的金属和/或陶瓷骨架，是在真空腔体内用等离子束按纳米骨架各自材料所占体积空间的设计比例关系，蒸发金属和/或陶瓷材料及盐类制孔剂NaCl、Na2SO4、CaSO4、CaCl2中的至少一种，将其沉积到具有微米孔的金属骨架结构层上，沉积完成后，用水浸取盐类制孔剂，留下的是纳米金属和/或陶瓷骨架。
17.如权利要求9所述的有微米孔的金属骨架和纳米骨架的管式换热器的制造方法，其特征在于，在换热器金属管管壁上直接制取具有微米孔的金属骨架结构层，是预先在真空腔室中在其金属板面上采用真空等离子体刻蚀方法对其表面刻蚀处理后再制作具有微米孔的金属骨架结构层。

说明书全文

有微米孔的金属骨架和纳米骨架的管式换热器及制造方法

[0001] 技术领域：

[0002] 本发明涉及大比表面积换热器及制造方法，特别涉及在换热器的换热金属基板制作具有微米孔的金属骨架及纳米骨架而实现强化传热的管式换热器及制造方法。

[0003] 背景技术：

[0004] 目前换热器不管是板式换热器或管式换热器，要增加换热效率，其主要技术措施是在换热器的金属热交换板，管壁要实现强化传热，在换热器换热基板材料确定后，要实现强化传热，增大传热面积和提高传热系数是最重要的技术措施。大量的强化传热技术都是围绕在换热金属板面或管壁面上用机械加工的方法去增加传热面积，比如在换热板面上制作凹凸纹路，制作鳞片，制作矩形等柱形微观结构，制作粗糙表面等来扩展换热面积，这些机械加工方法得到的表面积与光壁面比仅是几倍表面积的增加，即使采用池沸腾也称大容量沸腾的强化传热原理和实验方法来验证，换热效率也仅是1～2倍的增加，也有在管内插网状物或将传热管表面制成多孔状，使介质换热时气泡核心的数量大幅度增加从而提高传热系数的报道，提高传热效率也不过是1～2倍。

[0005] 发明内容：

[0006] 本发明的目的是为了克服以上不足，提供一种能大大提高传热效率和节约材料，降低成本的有微米孔的金属骨架和纳米骨架的管式换热器。本发明的另一个目的是为了提供这种管式换热器的制造方法。

[0007] 本发明的目的是这样来实现的：

[0008] 本发明有微米孔的金属骨架和纳米骨架的管式换热器，换热金属管管壁的至少一面上有一层与换热金属板的光壁面结构不同的具有微米孔的金属骨架结构层，具有微米孔的金属骨架结构层上布满纳米金属和/或陶瓷骨架，具有微米孔的金属骨架结构层和具有纳米金属和/或陶瓷骨架的总表面积比换热金属板光壁面至少增加10倍。

[0009] 上述的具有微米孔的金属骨架结构层是泡沫金属材料制成。

[0010] 上述的具有微米孔的金属骨架结构层是烧结金属纤维网材料制成。

[0011] 上述的具有微米孔的金属骨架结构层是烧结金属编织网材料制成。

[0012] 上述的换热金属管管壁面与具有微米孔的金属骨架结构层之间在换热金属管管壁上沉积有一层至少有防腐蚀性能或增加金属骨架熔结连接性能或增加热传导性能或改变基板材料与微米孔结构层材料等同性能的涂层。

[0013] 上述的具有微米孔的金属骨架结构层及纳米金属和/或陶瓷骨架与热冷交换流体介质接触的表面上涂覆有一层疏水性低表面能的涂层。

[0014] 上述的具有微米孔的金属骨架与换热金属管管壁面之间有便于热冷交换流体介质流动的间隙，该间隙为0.1毫米～1毫米。

[0015] 上述的换热金属管管壁纵向断面为增大换热面积而增加管壁周长的异型管。

[0016] 上述的的换热金属管管壁远离具有微米孔的金属骨架结构层另一面上固定有扩大表面积用于热交换的翘片结构。

[0017] 本发明有微米孔的金属骨架和纳米骨架的管式换热器的制造方法，该制造方法是首先在片状或带状金属板的至少一面上制造具有微米孔金属骨架结构层，其次是在具有微米孔的金属骨架上结构层上制取纳米金属和/或陶瓷骨架，再将具有微米孔的金属骨架结构层及其上具有纳米金属和/或陶瓷骨架的片状或带状金属材料裁切、焊制或制作为管式换热器。

[0018] 上述的方法中是在热交换的换热金属板面上直接制作具有微米孔的金属骨架结构层，然后在具有微米孔的金属骨架结构层上制作纳米金属和/或陶瓷骨架，用微米孔的金属骨架结构层及其上具有的纳米金属和/或陶瓷骨架的片状或带材金属材料纵向裁切，带材纵向卷管对对接合缝焊接成为管式换热器。

[0019] 上述的方法中是将具有微米孔的泡沫金属材料或具有微米孔的烧结金属纤维网或具有微米孔的烧结编织金属丝网作为具有微米孔的金属骨架结构层，然后在具有微米孔的金属骨架结构层上制作具有纳米金属和/或陶瓷骨架，再将具有微米孔的金属骨架结构层和纳米金属和/或陶瓷骨架与换热金属板面采用焊接熔焊覆合在一起，再将此片状或带状金属材料纵向裁切，对板材或带材纵向成管对对接合缝焊接成为管式换热器。

[0020] 上述的方法中是将具有微米孔的泡沫金属材料或具有微米孔的烧结金属纤维网或具有微米孔的烧结编织金属丝网的作为具有微米孔的金属骨架，与管式换热器换热金属板面熔焊在一起，然后在此结构层上制作纳米金属和/或陶瓷骨架，用此具有微米孔的金属骨架结构层及其上具有纳米金属和/或陶瓷骨架的片状或带状金属材料经纵向裁切，对板材或带材纵向成管对对接合缝焊接成管式换热器。

[0021] 上述的方法中金属骨架结构层与换热金属板金属管管壁之间的焊接是用电子束或激光束或高频焊接或接触焊方法中的至少一种，对其点焊接或条形焊。

[0022] 上述的方法中，换热金属板面上直接制取具有微米孔的金属骨架结构层，是将金属或合金粉未与制孔剂粉末及粘结剂按制成具有微米孔的金属骨架结构层后各自体积空间所占比例儿设计的孔径大小来配粉末粒径大小及材料配合比例关系混合，涂布或刮涂在换热金属板面上，在真空烧结炉或气体保护炉烧结，再将制孔剂占据的孔位利用CO2气体蒸发溢出成为具有微米孔的金属骨架结构层，具有微米孔的金属骨架结构层厚度为5微米～1毫米。

[0023] 上述的方法中，换热金属板面上直接制取具有微米孔的金属骨架结构层，是将金属或合金粉末与制孔剂粉末按制成具有微米孔的金属骨架结构层后各自体积空间所占比例和设计的孔径大小来确定粉末粒径大小及材料配合比例，混合后，用热喷涂方法均匀喷涂在换热金属板面上，再将喷涂后的换热金属板面放入真空烧结炉或气体保护炉烧结除碳和/或将其置于水中除盐成为具有微米孔的金属骨架结构层，具有微米孔的金属骨架结构层的厚度为5微米～1毫米。

[0024] 上述的方法中，换热金属板面上直接制取具有微米孔的金属骨架结构层，是在真空腔室用电阻热蒸发或大功率电子束热蒸发方法将金属或合金及制孔剂NaCl、Na2SO4、CaSO4、CaCl2中的一种，按制成具有微米孔的金属骨架结构层后各自体积空间所占比例和设计的孔径大小来确定蒸发沉积到换热金属板面上，蒸发沉积完成后将沉积在换热金属板面上占据沉积材料空间体积的制孔剂用水浸取除去，留下的是具有微米孔的金属骨架结构层，在蒸发时，是对金属或合金材料及制孔剂按其设计分别材料、分层、重复重叠的方式和/或共蒸发方式沉积在金属板面上，使金属或合金形成连续体，具有微米孔的金属骨架结构层的厚度为5微米～1毫米。

[0025] 上述的方法中，在具有微米孔的金属骨架结构层上制作纳米金属和/或陶瓷骨架，是利用等离子喷涂或电弧喷涂技术将金属和/或陶瓷材料及制孔剂NaCl、Na2SO4、CaSO4、CaCl2、树脂粉、碳粉、煤粉中的至少一种，按制成纳米骨架后各自材料所占体积空间比例和设计的纳米骨架尺寸大小及膜厚来确定材料比例及沉积膜厚，热喷涂沉积在具有微米孔的金属骨架结构层上，然后用水浸取除制孔剂和/或在气体保护炉中烧结除碳所占体积空间，留下纳米金属和/或陶瓷骨架。

[0026] 上述的方法中，在具有微米孔的金属骨架结构层上制作具有纳米金属和/或陶瓷骨架，是在真空腔体内用大功率电子束按制成纳米骨架后各自材料所占体积空间比例和设计的纳米骨架尺寸大小及膜厚来确定材料比例及沉积膜厚，热蒸发金属和/或陶瓷材料及盐类制孔剂NaCl、Na2SO4、CaSO4、CaCl2中的至少一种，将其沉积到具有微米孔的金属骨架结构层上，沉积完成后，用水浸取盐类制孔剂，留下的是纳米金属和/或陶瓷骨架。

[0027] 上述的方法中，在具有微米孔的金属骨架结构层上制作纳米金属和/或陶瓷骨架，是在真空腔体内用等离子束按制成纳米骨架后各自材料所占体积空间比例和设计的纳米骨架尺寸大小及膜厚来确定材料比例及沉积膜厚，热蒸发金属和/或陶瓷材料及盐类制孔剂NaCl、Na2SO4、CaSO4、CaCl2中的至少一种，将其沉积到具有微米孔的金属骨架结构层上，沉积完成后，用水浸取盐类制孔剂，留下的是纳米金属和/或陶瓷骨架。

[0028] 上述的方法中，在换热器金属管管壁上直接制取具有微米孔的金属骨架结构层，是预先在真空腔室中在其金属板面上采用真空等离子体刻蚀方法对其表面刻蚀处理后再制作具有微米孔的金属骨架结构层。

[0029] 本发明的有益效果是，通过本发明结构及制造方法使管式换热器的换热金属板面至少一面增加了10～100倍的传热表面积，对换热器实现了强化传热，与光壁换热器比，使传热效率提高了2～7倍，加上可以在基板上及骨架上涂镀防腐蚀、防电腐蚀、增加传热能力、疏水低表面能的金属、陶瓷及复合材料等，因此可以用钢材等材料替代传热好的铜材，不仅可以节约材料及成本，也能提高各种性能，包括该结构层与流体介质接触界面防结垢保持热交换性能，特别是强化传热性能。也因可以减小传统换热器的换热面积和体积空间，综合降低了换热器的成本且提高了其综合性能。

[0030] 附图说明：图1为本发明管式换热器结构示意图。

[0031] 图2为图1中本发明管式换热器局部放大图。

[0032] 图3为本发明管式换热器另一结构示意图。

[0033] 图4为本发明管式换热器再一结构示意图。

[0034] 图5为本发明管式换热器纵向剖面结构示意图。

[0035] 具体实施方式：

[0036] 实施例1：

[0037] 图1、图2给出了本实施例1图。本实施例1 不锈钢管式换热器1上的换热管2的管壁的一面具有铜金属材料制成的具有微米孔的金属骨架结构层4和在其上的纳米铜金属骨架5。在有微米孔的金属骨架结构层及其上的纳米铜金属骨架与热交换流体介质接触表面镀涂有一层疏水低表面能层7。在换热管管壁2（即基板）上与有微米孔的金属骨架结构层4之间有一层改性膜涂镀层6。在不锈钢管式换热器换热管管壁外面缠绕并激光焊接有增加换热面积的不锈钢或铝材料薄片的翅片8。有微米孔的金属骨架结构层4是在真空腔内电子束按设计沉积膜后各种材料应占体积比例1.5～2.0∶1来蒸发铜材料和制孔剂Nacl，具体是分别材料、分层、往复重叠沉积和/或共沉积结合沉积在换热器管壁基板上已有的改性膜涂镀层6之上，用水浸取除盐（制孔剂NaCl）后，留下具有微米孔的金属骨架结构层4，微米孔孔径在10～150微米，最佳在100微米左右，再将此带材在真空腔内用电子束沉积方法按体积比例3～1蒸发铜和NaCl，沉积到具有微米孔的金属骨架结构层上，用水浸取除盐后，留下纳米铜金属骨架5在微米孔金属骨架结构层的孔洞及骨架上，此纳米铜金属骨架呈网状及柱状或粒状，膜厚度可以为50～400纳米，再将此带材成品在真空腔内用电子束蒸发沉积方法沉积二硫化钼或CaF或氟硅聚合物等疏水性低表面材料在此微米孔洞及骨架和在其上的纳米骨架的表面上，膜层厚度为5～50纳米厚，最后将此带材纵向分切，用激光焊或氩弧焊机在制管机生产线上，将纵向卷管对接合缝3处焊接呈管，再用此管按设计手册制作各式管壳式换热器。此管式换热器因采用不锈钢作管壳或称管壁，用不锈钢或铝材薄片增加管壁外侧的换热面积，可以适用于具有一定腐蚀性的空气或流体介质作热交换介质，特别是管壁内壁上镀涂了一层铜膜层来改性和增加结合力，在其表面制作了具有微米孔的金属骨架结构层，并在其骨架上制作了纳米尺寸的传热性能好的铜金属骨架，增加了与光壁面比多几十倍的换热表面积，提高了管壁内换热流体介质的换热效率至少3～6倍，比传统内外壁都是光壁面的不锈钢材料的换热管综合提高换热效率2～3倍，大大节约了换热综合成本，节约了能源。

[0038] 实施例2：

[0039] 图1、图2给出了本实施例2图。本实施例2耐高温耐腐蚀的微米孔金属骨架结构层及纳米骨架是金属和/或陶瓷的复合管式换热器的结构基本与实施例1相同。制作方法基本与实施例1同。不同处是将换热管2管壁的改性膜层6的材料改为氧化锆，具有微米孔金属骨架结构层4及在其结构层骨架上制作的纳米金属骨架5的材料改为金属陶瓷复合材料锆及氧化锆，疏水性膜7的材料改为二硫化钼，此换热管内腔就可以承受更高换热温度和更有腐蚀性的流体介质。证明此发明有广泛的应用范围。

[0040] 实施例3：

[0041] 图3给出了实施例3图。本实施例3不锈钢管管壁两面都有微米孔的金属骨架结构层和纳米金属和/或陶瓷骨架的管式换热器。不锈钢管管壁两面都涂镀有钛金属改性膜层6，其是不锈钢带材在真空腔内被等离子体分别两面刻蚀成活性表面后，在真空腔内用电子束蒸发镀钛完成，膜厚1～3微米。真空等离子体对金属表面刻蚀是使其表面氧化层被去除，表面粗糙化及活化便于与改性涂镀层和新制作的微米孔金属骨架结构层接合牢固。金属骨架结构层和纳米骨架制作方法是有几种方法，其一种是在不锈钢带材的改性膜层6上，在真空腔室内用电子束分别材料分层往复重叠沉积与共蒸发沉积结合蒸发钛金属和NaCl。按沉积到带材上的厚膜体积计算钛与盐的比例为1.5∶1～2∶1，1.5∶1为最佳。膜厚为80～300微米，100～200微米为最佳。孔径80～150微米最佳。两面都涂镀沉积完成后，将带材浸入水中除盐成具有微米孔的金属骨架。另一种方法是将不锈钢带材置于气体保护腔室，两面用等离子枪热喷涂钛金属和Nacl的热熔混合物在钛金属的改性膜层6上，按沉积到带材上的厚膜体积计算钛与盐的比例为1.5∶1～2∶1，膜厚为80～800微米，100～400微米为最佳。孔径80～150微米最佳。两面沉积完成后将带材浸入水中除盐成具有微米孔的金属骨架。还有一种是将不锈钢带材置于气体保护腔室，两面用等离子枪热喷涂钛金属和树脂粉末或煤粉末或碳粉及末的混合物在钛金属的改性膜层上，按沉积在带材上的厚膜体积计算钛与树脂粉末的比例为1.5∶1～2∶1。膜厚为80～
800微米，400～600微米为最佳。孔径80～150微米最佳。两面沉积完成后将带材置于气体保护炉加热除炭形成具有微米孔的金属骨架。将上述任意一种方法已形成具有微米孔金属骨架的金属带材，又重新回到上述3种方法去，分别用任意一种方法在具有微米孔金属骨架上制取纳米尺寸的钛金属骨架。只是热蒸发或喷涂钛金属和制孔剂在沉积物体积上分配比例变为3∶1，沉积膜厚度变为20～400纳米，200～300纳米最佳。此换热管因两面都制作有大比表面积的钛金属的换热面，两面都具有等同的强化传热效率及防腐性能，与一般的不锈钢换热器比，大大的提高了性能，特别使用于换热器管壁内外流体介质都是腐蚀性强的溶剂且换热效率及强化传热要求高的领域，具有很好的技术性能和经济效益。

[0042] 实施例4：

[0043] 图4给出了本实施例4图。本实施例4结构基本与实施例1同，不同处是换热管管壁外无翅片，市售泡沫金属骨架（泡沫金属）或市售烧结金属纤维网或烧结金属编制网，作为具有微米孔金属骨架结构层与换热器的换热金属板熔接或焊接制成的具有微米孔及纳米尺寸骨架结构层的管式换热器。

[0044] 该管式换热器管管壁是铜金属材料，市售的具有微米孔金属骨架结构层是泡沫铜或不锈钢金属骨架或烧结不锈钢金属纤维网或烧结不锈钢编制网，该金属骨架结构层与换热金属板熔接或接触焊是依靠低熔点的锡铅合金作中间焊料层被焊接在一起，或是用超声波压焊在一起，或是利用涂覆低熔点中间焊料层，直接用电子束或激光束，对二者之间实行点或条形的熔焊。图4中序号9为点焊或条形焊焊接部。在具有微米孔的金属结构层上制取具有纳米尺寸的金属和/或陶瓷骨架可以是先在结构层上制取纳米尺寸骨架后再用焊接方法将其焊接连接在换热基板上，也可以将此结构层先用焊接方法与基板连接后再在结构层上面制取纳米尺寸的不锈钢金属骨架。此换热器的结构层与换热基板之间除焊接面积以外留有冷热交换介质层流用通道也即间隙10。此间隙10用于换热器流体介质气—液，液—气转换时的层流分流通道，主要用于液体流体的层流，不仅可以提高换热器层流换热能力，使换热管换热能力成倍增加，还可以使具有微米孔的金属骨架结构层如热管换热器的吸液芯层起毛细管功能作用，使换热器可成为热管换热器。

[0045] 微米孔的金属骨架结构层与换热管光壁面之间可以熔接、焊接，也可以不熔接焊接，其间隙10大小需针对换热管直径大小和长短及流体介质种类作专门设计。有工程技术手册等资料可查借鉴，这里不作累述。当设计换热管径是6～12毫米时，间隙是0.1～0.4毫米，当管径是12～24毫米时间隙是0.3～0.5毫米，当管径是24～50毫米时，间隙是0.4～0.8毫米，管径是50～75毫米时，间隙是0.6～1.0毫米。

[0046] 在微米孔的金属骨架结构层上制取具有纳米尺寸的不锈钢金属骨架，是利用真空电子束或等离子束或激光束或电阻热蒸发或弧源离子镀蒸发不锈钢金属材料和盐材料如Nacl，使不锈钢金属与盐按沉积到结构层上体积空间为3∶1比例来分层分别往复重叠与共沉积相结合的沉积到结构层上，使沉积在结构层上的金属膜层厚度在20～400纳米，300纳米为最佳。当用水浸取除盐后能留下的骨架有连续通孔和不成形孔的骨架，大大增加微米孔结构层的比表面积，可以比光壁表面换热器增加比表面积几十倍甚至上百倍。此换热管热流密度在为15kw/m2时，至少增加换热效率2～4倍。在此微米孔结构层的骨架和纳米尺寸金属骨架与流体介质接触的表面，利用真空热蒸发镀或磁控溅射镀或电子束、等离子束热蒸发镀等方法，蒸镀疏水性低表面能的氟硅聚合物或氟碳聚合物5～20纳米厚膜层材料，可以防止热交换液体介质中因增加换热效率采用添加剂法而加入的传热固体粒子在骨架表面可能产生的沉淀物及结垢，防止结垢衰减热交换性能。可以应用和发挥池沸腾传热强化技术，包含添加剂技术的应用，可以比光壁膜换热器可提高换热效率4～7倍。

[0047] 实施例5：

[0048] 图5给出了本实施例5结构示意图。本实施例5换热管管壁呈异形增大管壁周长而增加换热能力的管式换热器，其换热管管壁采用A3钢，在其板上制作具有微米孔金属骨架的结构层，是将铜或铜合金微米粉末与树脂微米粉末或微米碳粉及末或微米煤粉及末配上丙烯酸或聚乙烯醇或聚氨酯粘接剂，以金属粉占体积比1.5～2份。配其余的粉及粘接剂占1份的比例，混合后涂布或刮涂在A3钢带材基板上，经过连续的气体保护炉高温烧结，或涂布烘干成卷置于气体保护炉烧结，（此时需要在带材背面预先蒸镀氟化钙低表面能薄膜，防止背面与铜等材料烧结时连接，将铜或铜合金与带材基板烧结在一起），同时将树脂粘接剂及其粉末烧损并将产生的CO2气体从制孔剂占的体积空间溢出，而形成具有微米孔的金属骨架层。金属骨架膜厚0.4～1毫米，再将此带材置入真空腔，用电子束或等离子束等热蒸发铜或铜合金及制孔剂盐比如Nacl将它们按铜及铜合金占沉积厚膜体积与制孔剂盐的比例为3∶1分别分层往复重叠沉积与共蒸发沉积相结合沉积到金属骨架层上，然后用水浸取除盐，在金属骨架上形成纳米尺寸金属骨架。骨架膜厚200～300纳米，然后再次将此带材置入真空腔室，用多弧源离子镀方法或电子束蒸镀方法将二硫化钼或氟化钙材料镀在微米孔金属骨架及纳米尺寸骨架所有表面，成为低表面能的疏水膜，膜厚5～20纳米，再将此带材纵向分裁，利用纵向对接缝焊管机，采用高频对接焊或激光焊或氩弧焊制成管式换热器。再将此管式换热器在异形拉管机上用可以随动和旋转的成型模具对其纵向拉伸挤压成形为图示形状，为增大管壁周长而增加换热面积，还可以设计和拉伸挤压呈各种异形换热器。在异形换热管外围再套一个A3钢管将其换热流体介质通道11与热源的高温高压没有结垢条件的蒸发汽液连接，将换热流体介质通道12与冷水源连接，可由此异形换热管利用其管壁内大比表面积的微米孔金属骨架及其上的纳米骨架及其增大传热面积的异形管壁强化传热给通道的冷水，使冷水快速升温得到热水，采用此技术方案的管式换热器，可以比目前已有技术的管式换热器同样热水温度多产生50%～100%的水量，提高了制热水的效率，节约了能源。

[0049] 若在此异形换热管外壁增加和固定不锈钢或铜材料制的翅片等增大传热面积的结构，可以将异形管壁内因几十倍强化传热表面积增加提高的换热能力传导给冷水，可以产生更多热水量，也因此将额定功率的热源制热能力充分释放而大大节能。因为冷水含盐量一般在200mg/l，容易在换热表面结垢，所以与冷水接触的表面使用此异形换热器是一个经济的制热水的方案。

[0050] 上述各实施例是对本发明的上述内容作进一步的说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于上述实施例。凡基于上述内容所实现的技术均属于本发明[0051] 的范围。

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