有效地将热由某地传递至另一地一直是工业生产乃至于人类生活 各个层面所面临的问题。有时需要快速地传导热并将其移除，像是使 半导体晶片保持冷却，而有时则需快速地热传导热量并将其存留使 用，如自炉中发散热量。无论是移除亦或是存留使用，热导热量所用 之材料限制了热传导的效率。
举例来说，使用热管路(heat pipe)来导热为众所周知的例子。热管 路操作之热传原理系经由其内含液质载体之质量转移，以及载体于一 封闭回路管线中从液态至汽态之相变化。热量之吸收，系于封闭回路 管路中的一端，藉由汽化液质载体来达成，而于他端以凝结此载体来 释放热量。虽然与固体金属杆相较，热管路改善了热传导效率，但热 管路却需要液态/汽态载体的循环流动且受限于载体相关之汽化/凝结 温度。因此，热管路之轴向热传导速率会进一步受限于液体汽化潜热 的量值以及液态与汽态间循环变态的速率。再者，热管路本质上必会 发生对流因而造成热损失，以致降低热效率。一般可接受的观念是， 当两个不同温度之物质放在一起，较热物质的温度下降而较冷物质的 温度上升。当热由热输导管较热的一端传递至较冷的一端时，可获得 之热量会有损失，这是因为输导管材料的导热能力、输导管较冷部份 的加热过程、以及散至大气中的热损失所致。
为突破热传导材料本身的限制，申请人稍早于2000年10月17 日获颁之美国专利第6,132,823号中所揭示之组合物成份及制备方法 相较为简易。
于该专利中，热传介质系由沉积于一基材上之三层结构所组成。 前两层是以曝置于输导管内壁上之溶液所制成。第三层则为包含不同 组合之粉末。第一层系配置于输导管之内表面上，第二层接着配置于 该第一层之上而在整个输导管内表面上形成一层薄膜。第三层为粉 末，优选为平均地分布于整个输导管内表面上。
第一层命名为抗腐蚀层，用以防止受到输导管内表面的侵蚀。第 二层据称系用以防止元素态之氢与氧的生成，故可限制氧原子与输导 管材料间氧化反应。第三层称作为「黑粉」层，据称一旦曝露于最低 活化温度38℃时即可被活化。因此，据称将先前专利之热传介质中 三层结构中的任一层移除均会对热传效率造成不利的影响。
此外，制备该先前专利介质之方法十分繁琐。举例而言，该第一 层的形成可涉及7个步骤中的9种化合物。形成第二层可涉及13个 步骤断备之14种化合物。而形成第三层可涉及12步骤中制造的12 种化合物。再者，倘若每一层之组成份的混合顺序与其列出次序不一 致且符合该专利中所提醒的例外情形，则所制出于制备之溶液将可能 不稳定。
一般而言，本发明使用之热传介质排除了或改良了许多先前技术 中明显的缺点或坏处。本发明使用之热传介质优选系由沉积于基材上 之一层，最优选为一单一层，结构所组成。其系由一组选自下列之12 种无机化合物所制备而形成一单一层。此改良介质不仅降低了介质中 使用之化合物数目及种类，而且有效地缩减制备该介质所需步骤，却 无损热传效率。

根据本发明以及上述依旧待解的问题，本发明利用一种适用范围 更为广泛的高传热速率热传介质，其结构简单、便于制造、使用安全 且对环境无害、可高效率地快速导热。
本发明利用之高传热速率热传介质，通常其本质为无机质，其可 视为一种组合物。该组合物包含或，换个方式说，基本上由下列化合 物一起以下示比例或量混合组成。所示量可依需要放大或缩小制造所 要的量。虽然诸该化合物较佳要依所示次序混合，它们或许也可以不 必依此次序混合。 (1)三氧二化钴(Co2O3)，0.5-1.0％，较佳0.7-0.8％，最佳为0.723％； (2)三氧化二硼(B2O3)，1.0-2.0％，较佳1.4-1.6％，最佳为1.4472％； (3)重铬酸钙(CaCr2O7)，1.0-2.0％，较佳1.4-1.6％，最佳为1.4472％； (4)重铬酸镁(MgCr2O7.6H2O)，10.0-20.0％，较佳14.0-16.0％， 最佳为14.472％； (5)重铬酸钾(K2Cr2O7)，40.0-80.0％，较佳56.0-64.0％，最佳为57.888 ％； (6)重铬酸钠(Na2Cr2O7)，10.0-20.0％，较佳14.0-16.0％，最佳为14.472 ％； (7)氧化铍(BeO)，0.05-0.10％，较佳0.07-0.08％，最佳为0.0723％； (8)二硼化钛(TiB2)，0.5-1.0％，较佳0.7-0.8％，最佳为0.723％； (9)过氧化钾(K2O2)，0.05-0.10％，较佳0.07-0.08％，最佳为0.0723 ％； (10)一选用之金属或铵的重铬酸盐(MCr2O7)，5.0-10.0％，较佳 7.0-8.0％，最佳为7.23％，其中「M」系选自钾、钠、银及铵所构成 之群组； (11)铬酸锶(SrCrO4)，0.5-1.0％，较佳0.7-0.8％，最佳为0.723％； 以及 (12)重铬酸银(Ag2Cr2O7)，0.5-1.0％，较佳0.7-0.8％，最佳为0.723 ％。 紧邻上述所表示之百分比为将所添加水份干燥移除后之最终组合物之 重量百分比。
本发明之另一目的为提供一种热传表面，其包括至少部分覆盖该 高传热速率热传介质的表面基材。
本发明之又一目的在于提供一种包含该高传热速率热传介质之热 传元件，该高传热速率热传介质位于一基材上。
本发明之再一目的为提供使用该热传元件之应用，例如作为加热 元件、散热元件以及换热元件(即可同时具加热及散热功能之元件)， 其可各别或组合应用于各种不同之用途，例如农渔养殖、电脑及周边 装置、电子电器设备、医疗器材、日常用品、机械加工装置、视听设 备、热能回收系统、能源收集系统、机电设备、土木设施结构、冶炼 设备、干燥装置、恒温装置、以及化工应用装置。热量来源可为电能、 地热、太阳能、核能、废热，并可辅助以液体、气体或固体为媒介进 行热量交换或换热(heat exchange)。经由以下的对应图式与发明详述， 本发明的其他特征及优点将会更加地明显。
附图说明 图1A显示根据本发明之热传管元件的透视图。 图1B显示图1元件之剖面图。 图1C显示内置电加热锥体作为热源的热传管元件。 图1CA显示在基本管元件上加装附件以强化换热效率。 图1CB显示弯曲型热传管元件。 图1CC显示根据本发明之旋转式管元件。 图1D显示根据本发明之管元件间组合应用示意图。 图1E显示根据本发明之热传平板元件的透视图。 图1EA显示板板热传管元件组合之上视图。 图1EB显示板板热传管元件组合之侧视图。 图1F显示根据本发明之管与平板元件间组合应用示意图。 图1G显示根据本发明之平板元件间组合应用示意图。 图1H显示加热器输入功率从由9瓦逐步加至20瓦，再逐步加至178 瓦。 图1I显示是以各感应器及其平均值之稳定状态温差(感应器温度T减 去周温T°)相对于输入功率之图。 图1J显示输入功率20至178瓦产生之瞬间温度。 图1K显示同样的电阻数据对应于热电偶温度感应器在管子的两半分 别记录的平均温度之图。 图1L显示碳钢管之预期的热传导系数对应表面温度之图。 图1M显示对热输入功率20至170瓦反应之预期及观察之瞬间温度。 图1N显示模型计算的结果，用以预测沿着热管的温度分布。 图1O显示具第一换热器的热传管图，该装置称为Diff1，设计来测 试在温度变化的系统中测量热导率的原理。 图1P显示另利一种不同的热导管，有一个中空通有水流的两烯酸柱 体附于该热管的一端，称Diff2。 图1Q显示由这两种热量计设计(Difi1和Diff2)在输入功率100-1500 瓦范围内，流量1-85克/秒下操作，其相应的热流密度(heat flux density) 为0.11×106至1.7×106W/m2。得到从300到1500瓦的热量回收。 图1R显示应用Diff1和Diff2沿着热导管所测得之热量回收曲线。 图1S显示温差相对于热流密度之曲线。 图1T显示有效热导率相对于各输入功率之热流密度之测量值。 图2A显示一电加热柜之示意图。 图2B显示一干衣机加温系统之示意图。 图2C显示一暖气片之示意图。 图2D显示一壁挂式电暖器之示意图。 图2E显示一移动式电暖器之剖面图。 图2F显示一移动式电暖器之上视图。 图2G显示一热风烤炉装置示意图。 图3A是无机高传热速率电热水器的结构示意图。 图3B是无机高传热速率暖风机的结构示意图。 图3C是无机高传热速率电暖器元件的示意图。 图3D是无机高传热速率电暖器的结构示意图。 图3E是无机高传热速率开水壶的结构示意图。 图3F是无机高传热速率火锅结构示意图。 图3G是无机高传热速率火锅的局部剖视图。 图3H是无机高传热速率烧烤板的结构示意图。 图3I是无机高传热速率电熨斗的结构示意图。 图3J为双室式无机高传热速率高效两用开水器的结构示意图。 图4A为无机高传热速率注塑螺杆的示意图。 图5AA为无机热传空气预热器的俯视局部剖视图。 图5AB为无机高传热速率管部分放大图。 图5AC为无机高传热速率空气预热器的主视局部剖视图。 图5BA为无机高传热速率焦化炉空气预热器的外观图。 图5BB为图5BA中的A-A剖视放大图。 图5CA为无机高传热速率整体式空气预热器的俯视局部剖视图。 图5CB为无机高传热速率整体式空气预热器的主视局部剖视图。 图5CC为无机高传热速率管部分放大示意图。 图5D为无机高传热速率卧式余热锅炉示意图。 图5EA为无机高传热速率偏心型余热锅炉示意图。 图5EB为无机高传热速率对称型余热锅炉示意图。 图5IA是玻璃窑炉空预器流程示意图。 图5IB是无机高传热速率水泥窑蒸汽发生器。 图5IC是无机高传热速率水泥窑热水加热系统。 图5ID是无机高传热速率空气干燥加热器。 图5IE是无机高传热速率轮船用余热锅炉示意图。 图5IF是无机高传热速率汽车废气采暖器。 图5IG是无机高传热速率远洋船舰用海水淡化器。 图5IH是无机高传热速率对称型带汽水分离器余热锅炉简图。 图5II是水平管式无机高传热速率卧式余热锅炉简图。 图5IJ是无机高传热速率偏心型余热锅炉简图。 图5IK是无机高传热速率对称型余热锅炉简图。 图5IL是无机高传热速率电力锅炉空气预热器外观整体结构示意图。 图5IM是无机高传热速率电站锅炉燃油加热系统局剖示意图。 图5IN是无机高传热速率电站锅炉给水加热器局剖示意图。 图5JA是无机高传热速率余热锅炉结构示意图。 图5JE是无机高传热速率轮船用余热锅炉示意图。 图5JF是无机高传热速率汽车废气采暖器的截面图。 图5JG是无机高传热速率管示意图。 图5JI是垂直管式无机高传热速率卧式余热锅炉简图。 图5JM是无机高传热速率电站锅炉燃油加热系统的主视局剖示意 图。 图5JN是无机高传热速率电站锅炉给水加热器主视局剖示意图。 图5KE是无机高传热速率管示意图。 图5KM无机高传热速率管排示意图。 图5KN是无机高传热速率管排示意图。 图5QA是应用本发明的高传热速率元件的炉灶余热热水器。 图5QB是包含本发明的炉灶余热热水器的加热系统。 图5QC是包含本发明的无机高传热速率空气预热器的示意的主视 图。 图5QD是包含本发明的无机高传热速率元件的双气预热器的示意的 主视图。 图5RA是包含本发明的无机高传热速率元件的金属镁厂余热锅炉的 示意图。 图5RB是又一包含本发明的无机高传热速率元件的金属镁厂余热锅 炉的示意图。 图5RC是包含本发明的无机高传热速率元件的烧结机的余热锅炉的 示意图。 图5S是包含本发明的无机高传热速率元件的联铸机的余热锅炉的示 意图。 图5T是包含本发明的无机高传热速率元件的选矿厂钢坯余热锅炉的 示意图。 图5UA是包含本发明的无机高传热速率元件的燃油工业炉余热回收 装置流程的示意图。 图5UB是图5UA中使用的无机高传热速率元件的结构示意图。 图5V是包含本发明的无机高传热速率元件的燃油工业炉蒸汽发生器 的流程的示意图。 图5W是包含本发明的无机高传热速率元件的燃气工业炉余热回收装 置流程的示意图。 图5X是包含本发明的无机高传热速率元件的燃气工业炉蒸汽发生器 的流程的示意图。 图5Y是干燥器能源循环系统的无机热传交换器简图。 图5Z是包含本发明的无机高传热速率元件的餐馆废热回收装置的示 意图。 图5ZA为采用了本发明的无机高传热速率丙烷脱沥青加热炉空气预 热器的主视局部剖视图。 图5ZB为分子筛脱蜡热载体加热炉空气预热器主视图。 图5ZC为无机高传热速率化肥制成系统空气预热器示意图。 图5ZD为无机高传热速率铂重整加热炉空气预热器示意图。 图5ZE为无机高传热速率芳香烃装置常减压热载体加热炉无机高传 热速率空气预热器示意图。 图5ZF为采用了本发明的无机高传热速率元件回收焦炉上升管的煤 气显热的装置。 图5ZG为炼钢厂连铸机的连铸坯冷床上安装的无机热传余热回收装 置。 图5ZH为无机高传热速率玻璃窑空气预热器示意图。 图5ZJ为无机高传热速率原油加热炉上置式空气预热器的示意图。 图5ZK为无机高传热速率注汽锅炉空气预热器的示意图。 图5ZL为无机高传热速率注汽锅炉水预热器的示意图。 图5ZM为无机高传热速率加热炉余热锅炉的示意图。 图5ZNA为无机传热式防露点腐蚀空气预热器的结构示意图。 图5ZNB为无机高传热速率软水加热炉系统图。 图5ZNC为无机高传热速率桥式双流道余热回收装置。 图5ZND为无机高传热速率管示意图。 图5ZNE为一种无机高传热速率气气、气液混合型换热器示意图。 图5ZNF为无机高传热速率合成氨工艺气余热利用装置流程示意图。 图5ZNG为三氧化硫换热器流程图。 图5ZNH为无机高传热速率管示意图。 图5ZNI为一种在干熄焦工艺中采用的无机高传热速率余热回收技术 示意图。 图5ZNJ为常减压装置加热炉联合空气预热器俯视局剖示意图。 图5ZNK为常减压装置加热炉联合空气预热器俯视局剖示意图。 图5ZOA为无机传热式防露点腐蚀空气预热器的传热管结构示意图。 图5ZOB为软水加热器无机高传热速率元件。 图5ZOC为热管余热回收装置鞍放式结构。 图5ZOD为涡流式蜗壳换热器剖视图。 图5ZOG为无机高传热速率三氧化硫换热器传热元件的结构型式。 图5ZOH为全逆流无机高传热速率换热器的结构原理图。 图5ZOJ为常减压装置加热炉联合空气预热器主视图。 图5ZOK为常减压装置加热炉联合空气预热器主视图。 图5ZPA为无机传热式防露点腐蚀空气预热器的防蚀传热管结构示意 图。 图5ZPD为图5ZOD的附视图。 图5ZPH为图5ZOH中的A-A视图。 图5ZPJ为无机高传热速率管部分放大示意图。 图5ZPK为无机高传热速率管部分放大示意图。 图6A是本发明的无机高传热速率太阳能热水器。 图6B是本发明的整体式无机高传热速率热风器的示意图。 图6C是本发明的无机高传热速率太阳能真空集热管的示意图。 图6D本发明的无机高传热速率板式太阳能集热器示意图。 图6E是本发明的无机高传热速率元件用于地温采热的示意图。 图6F是本发明的无机高传热速率地热蒸汽锅炉系统的示意图。 图6G是本发明的无机高传热速率地热水温水交换器的示意图。 图6H是本发明的无机高传热速率地热水空气加热器的示意图。 图6I为无机高传热速率地热发电系统的示意图。 图6J为无机高传热速率低温地热取暖供热系统的示意图。 图6K为无机高传热速率太阳能蓄热建筑取暖系统的示意图。 图6L为图6K中的无机高传热速率太阳能蓄热建筑取暖系统所用的 管式太阳能集热器的示意图。 图6M为图6K中的无机高传热速率太阳能蓄热建筑取暖系统所用的 板翘式太阳能集热器的示意图。 图6N为阳台用无机高传热速率太阳能热水器的示意图。 图6O为无机高传热速率平板型太阳能热水器的示意图。 图6P为无机高传热速率介质贮热器的示意图。 图6Q为无机高传热速率板式太阳能集热器的示意图。 图7A为无机高传热速率电力锅炉暖风机的示意图。 图7B为电热无机高传热速率加热反应器的示意图。 图7C为蒸汽无机高传热速率加热反应器的示意图。 图7D为无机高传热速率等温外延炉的结构示意图。 图7E为无机高传热速率电热水暖系统的结构示意图 图7F为无机高传热速率塑料包装热封机的示意图。 图7G为无机高传热速率型燃气热水锅炉的正视图。 图7H为无机高传热速率型燃气热水锅炉的俯视图。 图7I为无机高传热速率燃气热水器的示意图。 图8A是根据本发明之机场跑道加热系统的示意图。 图8B是根据本发明之另一个机场跑道加热系统的示意图。 图8C是根据本发明之太阳能浴池系统的示意图。 图8D(a)和(b)分别是图8C之太阳能浴池系统中的太阳能集热 管或板的示意图。 图8E是图8C之太阳能浴池系统中的太阳能集热器的放大示意图。 图8F是根据本发明之高传热速率盲管加热器的分解图。 图8G是图8F之高传热速率盲管的部分放大图。 图9A是根据本发明之电加热干燥箱之流程示意图。 图9B是根据本发明之电加热干燥箱结构示意图。 图9C是带有高传热速率热传元件的热风分配管的截面图。 图9D是低温空气加热系统之流程示意图。 图9E是高温热空气加热系统之流程示意图。 图9F(a)是图9E中燃烧室结构的横向截面图。 图9F(b)是图9E中燃烧室结构沿A-A线的纵向截面图。 图9G是热风、蒸汽系统之流程示意图。 图9H是根据本发明之纸张烘干器的示意图。 图9I是根据本发明之铅笔木材干燥装置的示意图。 图9J是图9I的装置中管箱的构造示意图。 图9K是根据本发明之木材干燥系统的示意图。 图9L是根据本发明之喷雾干燥器的示意图。 图9M是高传热速率热传式转炉干燥机的示意图。 图9N是图9M之转炉干燥机的加热段的截面图。 图9O是高传热速率热风干燥系统的示意图。 图10A是根据本发明之加热输送原油管道装置的示意图。 图10B是根据本发明之加热贮罐装置的示意图。 图10C是根据本发明之加热井口卸油罐原油的示意图。 图10D是根据本发明之原油加热器的车载油罐示意图。 图10E是根据本发明之加热车载油罐中原油装置的示意图。 图10F是根据本发明之加热储油罐中的原油或油品油料装置的示意 图。 图10G是图10F之储油罐的截面示意图。 图10H是本发明的内换热式高传热速率进口加热器结构简图。 图10I是夹套式高传热速率热传元件结构简图。 图10J是本发明的高传热速率原油加热装置结构简图。 图10K是高传热速率吸热化学反应器的示意图。 图10L是高传热速率恒温浴槽的示意图。 图10M是高传热速率输油管道原油加热炉示意图。 图10N是图10M的装置沿A-A方向的视图。 图10O是高传热速率化学反应釜示意图。 图10P是重油贮罐高传热速率加热器的示意图。 图10Q是图10P的加热器的平面示意图。 图10R是本发明的防自燃自热的高传热速率传热散热装置结构简图。 图11A是使用本发明之热传元件的台式计算机CPU的散热器的示意 图。 图11B是图11A的散热器的左视图。 图11C是使用本发明之热传元件的台式计算机CPU的散热器另一实 施例的示意图。 图11D是图11C的散热器的左视图。 图11E是使用本发明之热传元件的台式计算机CPU的外置型散热器 的示意图，该散热器用于卧式机。 图11F是使用本发明之热传元件的台式计算机CPU的外置型散热器 的示意图，该散热器用于立式机。 图11G是使用本发明之热传元件的笔记本计算机CPU的散热器的示 意图。 图11H是图11G所示散热器的俯视图。 图11I是使用本发明之热传元件的笔记本计算机CPU的散热器另一 实施例的示意图。 图11J是沿着图11I中的箭头AA方向看上去的示意图。 图11K是使用本发明之热传元件的集成电路板散热器的示意图。 图11L是半导体冷却装置的安装示意图。 图11M是图11L所示半导体冷却装置中的半导体冷却器的示意图。 图11N是使用本发明热传元件的笔记本计算机CPU的印刷电路板搭 载型散热器的示意图。 图11O是使用本发明热传元件的笔记本计算机的示意图。 图11P是使用本发明热传元件的晶片模组散热装置的立体示意图。 图11Q是使用本发明热传元件的降低EMI的散热装置的立体示意 图。 图12A是使用本发明的热传元件的电器控制柜密闭散热器的安装示 意图，其中，密闭散热器置于电器控制柜箱体顶部。 图12B是使用本发明的热传元件的电器控制柜密闭散热器的安装示 意图，其中，密闭散热器置于电器控制柜侧面。 图12C是使用本发明的热传元件的电器控制柜密闭散热器的安装示 意图，其中，密闭散热器嵌入在电器控制柜箱体上。 图12D是图12A-12C所示电器控制柜密闭散热器的局部剖视图。 图12E是使用本发明之热传元件的工业显示器密闭散热器的安装示 意图。 图12F是图12E所示工业显示器密闭散热器的局部剖视图。 图12G是使用本发明之热传元件的电视机密闭散热器的安装示意图。 图12H是图12G所示电视机密闭散热器的局部剖视图。 图12I是使用本发明之热传元件的可控硅元件散热器的主视图。 图12J是图12I所示可控硅元件散热器的俯视图。 图12K是使用本发明之热传元件的可控硅元件散热器的另一种实施 例。 图12L是使用本发明之热传元件的压缩空气中间冷却器为箱体式结 构结构示意图。 图12M是图12L所示压缩空气中间冷却器俯视示意图。 图12N是使用本发明之热传元件的防爆壳内大功率可控硅元件散热 器的主视图。 图12O是图12N所示防爆壳内大功率可控硅元件散热器的俯视图。 图12P是使用本发明之热传元件的电源模块散热器的主视图。 图12Q是图12P所示电源模块散热器的俯视示意图。 图12R是使用本发明之散热元件的水散热式蓄电池散热器的立体示 意图。 图12R′、12R″和12R分别是图12R所示散热器的主视图、侧视图和 俯视图。 图12R″″是沿着图12R中的箭头AA所截取的局部剖视图。 图12S是使用本发明之散热元件的强制风冷或自然风冷式蓄电池散 热器的立体示意图。 图12S′和12S″分别是图12S所示散热器的主视图和俯视图。 图12S是图12S′中的圆圈A的放大示意图。 图12T是使用本发明之散热元件的强制风冷或自然风冷式蓄电池散 热器另一实施例的立体示意图。 图12T′、12T″和12T分别是图12T所示散热器的主视图、左视图和 俯视图。 图12T″″是图12T′中的圆圈I的放大示意图。 图12U是热电冷却器的工作原理图。 图12V是使用本发明之热传元件的便携式热电冷却器的结构示意图。 图12W是便携式热电冷却器的立体示意图。 图12X是使用本发明之热传元件的冰箱散热器的示意图。 图12X′是图12X所示冰箱散热器的左视图。 图12Y是使用本发明之热传元件的放映机的示意图。 图12Z是使用本发明之热传元件的冷板散热器的示意图。 图12Z′是图12Z所示冷板散热器的侧视图。 图12ZA是使用本发明热传元件的扫描仪散热冷却系统的示意图。 图12ZB是使用本发明热传元件的废热制冷系统一部分的示意图。 图13A是根据本发明的止瞌睡冷帽的结构图。 图13B是热电冷却器的工作原理图。 图13C是根据本发明的便携式热电冷却美容器结构图。 图14A为根据本发明的饮品散热棒结构图。 图14B为根据本发明的饮品保鲜杯结构图。 图14C为根据本发明的灯具散热器结构图。 图14D为根据本发明的保鲜盒结构图。 图14E为根据本发明的热电冷却保鲜盒结构图。 图14F为根据本发明的饮品散热器结构简图。 图15A是使用本发明的高传热速率热传介质的机床导轨的侧视图。 图15B是图15A的机床导轨的剖视图。 图15C是使用本发明的高传热速率热传介质的机床主轴的示意图。 图15D是使用本发明的高传热速率热传介质的钻头的剖视图。 图15E是使用本发明的高传热速率热传介质的切削刀具的剖视图。 图15F是使用本发明之热传元件的注塑模具的示意图。 图15G是使用本发明的高传热速率热传介质的高聚物挤出成型机螺 杆的剖视图。 图15H是使用本发明的高传热速率热传介质的采矿钻头的示意图。 图16A是根据本发明之管片型高传热速率音响功放元件散热器的示 意图。 图16B是根据本发明之管状形高传热速率音响功放元件散热器的主 视示意图。 图16C是图16B的散热器的俯视示意图。 图16D是根据本发明之板片型高传热速率音响功放元件散热器的示 意图。 图16E是根据本发明之板状形高传热速率音响功放元件散热器的主 视示意图。 图16F是图16E的散热器的俯视示意图。 图17A是电站锅炉乏汽冷凝器的结构示意图。 图17B是根据本发明之三相心式变压器电磁铁心散热器的主视示意 图。 图17C是根据本发明之三相心式变压器电磁铁心散热器的俯视示意 图。 图17D是利用本发明之高传热速率管制成的变压器系统散热器的主 视局部剖面示意图。 图17E是利用本发明之高传热速率热传管制成的变压器系统散热器 的侧视局部剖面示意图。 图17F是图17D或图17E中所示的热传管的结构示意图。 图17G是利用本发明之热传元件对定子和转子进行冷却的异步电动 机局部剖面示意图。 图17H是三相异步调速电机转子及热传管电机轴局部剖面示意图。 图17I是利用本发明之热传元件的选矿厂强磁机油冷却器工作原理的 示意图。 图17J是利用本发明之热传元件的选矿厂强磁机油冷却器主视剖面示 意图。 图17K是选矿厂强磁机油冷却器所用的热传管排示意图。 图17L是采用本发明之高传热速率热传元件的X射线机冷却器的示 意图。 图17M是采用本发明之热传元件的马达散热器的主视局部剖面示意 图。 图17N是图17M之马达散热器的侧视图。 图17O是采用本发明之高传热速率热传元件的液压油散热器的示意 图。 图17P是本发明之高传热速率热传型机械传动轴散热系统结构原理 图。 图17Q是精密机械主轴高传热速率热传冷却器示意图。 图17R是本发明之高传热速率热传型焊接装配之示意图。 图17S是水泵冷却系统的示意图。 图17T是用于水泵冷却系统的高传热速率热传型冷却器的示意图。 图17U是电热高传热速率热传冷却反应器的示意图。 图17V是蒸汽高传热速率热传冷却反应器的示意图。 图17W是利用高传热速率热传元件设计的大电流离相封闭母线空气 冷却系统的示意图。 图17X是采用高传热速率热传元件的重型机械联动部件散热冷却系 统的示意图。 图17Y是采用高传热速率热传元件的制动系统快速散热器的示意图。 图17Z是采用高传热速率热传元件的柴油机冷却系统示意图。 图17ZA是采用高传热速率热传元件的轴瓦的示意图。 图17ZB是采用高传热速率热传元件的涡轮增压器冷却装置示意图。 图17ZC是采用高传热速率热传元件的汽油机冷却系统示意图。 图17ZD是汽车水箱冷却器之高传热速率热传管的示意图。 图17ZE是采用了图17ZD之高传热速率热传管的汽车水箱冷却器的 示意图。 图17ZF是顶部安装有单管组合式的高传热速率热传管换热器的电气 设备示意图。 图17ZG是顶部安装有分离式的高传热速率热传管换热器的电气设备 示意图。 图17ZH是采用高传热速率热传元件的搅拌式散热器的示意图。 图17ZI是采用高传热速率热传元件的压缩气体水冷却器的示意图。 图17ZJ为高传热速率热传型取热器结构示意图。 图17ZK是高传热速率热传型非晶材料制备装置结构示意图。 图17ZL是本发明的高传热速率热传锅炉炉拱吊架示意图。 图17ZM是高传热速率热传管与锅筒连接示意图。 图18A系显示采用高传热速率热传元件的运输车用储油罐冷却器的 示意图。 图18B为图18A之储油罐的截面示意图。 图18C是高传热速率热传散装水泥散热器平面示意图。 图18D是高传热速率热传散装水泥散热器主视图。 图18E是板式散热器所用的高传热速率热传管的结构示意图。 图18F是采用图18E之高传热速率热传管的板式散热器主视图。 图18G是采用图18E之高传热速率热传管的板式散热器俯视图。
图19A为无机热传元件-卵石蓄热热循环系统示意图。
图19B为图19A所示无机热传元件-卵石蓄热热循环系统中的 太阳能集热器示意图。
图19C为根据本发明的无机热传农用塑料大棚取暖系统示意图。
图20A为根据本发明的普通型无机热传冷热针灸仪示意图。
图20B为根据本发明的带控制仪的电加热型无机热传冷热针灸仪 示意图。
图20C为根据本发明的无机热传标定炉结构示意图。
图20D为根据本发明的无机热传振动除尘热交换器示意图。
图20E为图20D中所用的球形密封结构。
图21A为根据本发明的无机热传晶体培养恒温箱示意图。
图21B为根据本发明的无机热传热裂解炉示意图。
图21C为根据本发明的家用节能换风系统示意图。
图21D为根据本发明的家用节能换风系统安装使用示意图。
图21E为无机热传电器控制柜密闭散热器局剖示意图。
图21F为根据本发明的综合建筑节能换风系统示意图。
图21G为根据本发明的无机热传元件在换风系统中的布置示意 图。
图21H为根据本发明的无机热传发酵罐恒温控制器示意图。
图21I为根据本发明的无机热传生化均温器示意图。
图21J为根据本发明的无机热传型不冻城示意图。
图21K为根据本发明的无机热传石英生成恒温控制箱示意图。
图21L为根据本发明的无机热传星体均温器示意图。
图21M为根据本发明的无机热传整体式节能空调示意图。
图22A为根据本发明的无机热传型植物种植冬季取暖装置流程示 意图。
图22B为根据本发明的无机热传型水产养殖加热系统流程示意 图。
图23A为根据本发明的无机热传型除湿器示意图。
图23B为根据本发明的无机热传地温冷藏保鲜系统示意图。
具体实施方式 组合物
本发明利用之高传热速率热传介质，通常其本质为无机质，其可 视为一种组合物。该组合物包含或，换个方式说，基本上由下列化合 物一起以下示比例或量混合组成。所示量可依需要放大或缩小制造所 要的量。虽然诸该化合物较佳要依所示次序混合，它们或许也可以不 必依此次序混合。
(1)三氧化二钴(Co2O3)，0.5-1.0％，优选0.7-0.8％，最优选为0.723 ％；
(2)三氧化二硼(B2O3)，1.0-2.0％，优选1.4-1.6％，最优选为1.4472 ％；
(3)重铬酸钙(CaCr2O7)，1.0-2.0％，优选1.4-1.6％，最优选为1.4472 ％；
(4)重铬酸镁(MgCr2O7.6H2O)，10.0-20.0％，优选14.0-16.0％， 最优选为14.472％；
(5)重铬酸钾(K2Cr2O7)，40.0-80.0％，优选56.0-64.0％，最优选为 57.888％；
(6)重铬酸钠(Na2Cr2O7)，10.0-20.0％，优选14.0-16.0％，最优选为 14.472％；
(7)氧化铍(BeO)，0.05-0.10％，优选0.07-0.08％，最优选为0.0723％；
(8)二硼化钛(TiB2)，0.5-1.0％，优选0.7-0.8％，最优选为0.723％；
(9)过氧化钾(K2O2)，0.05-0.10％，优选0.07-0.08％，最优选为0.0723 ％；
(10)一选用之金属或铵的重铬酸盐(MCr2O7)，5.0-10.0％，优选 7.0-8.0％，最优选为7.23％，其中M系选自钾、钠、银及铵所构成 之群组；
(11)铬酸锶(SrCrO4)，0.5-1.0％，优选0.7-0.8％，最优选为0.723 ％；以及
(12)重铬酸银(Ag2Cr2O7)，0.5-1.0％，优选0.7-0.8％，最优选为 0.723％。
紧邻上述所表示之百分比为将所添加水份干燥移除后之最终组合 物之重量百分比。
本发明所利用最优选之组合物可以下列方式制得。下列之无机化 学品可以化合物所示量之+/-0.10％范围变化添加，而添加方式则如 下所讨论： (1)三氧化二钴(Co2O3)，0.01克； (2)三氧化二硼(B2O3)，0.2克； (3)重铬酸钙(CaCr2O7)，0.02克； (4)重铬酸镁(MgCr2O7.6H2O)，0.2克； (5)重铬酸钾(K2Cr2O7)，0.8克； (6)重铬酸钠(Na2Cr2O7)，0.2克； (7)氧化铍(BeO)，0.001克； (8)二硼化钛(TiB2)，0.01克； (9)过氧化钾(K2O2)，0.001克； (10)一选用之金属或铵的重铬酸盐(MCr2O7)，0.1克，其中M 系选自钾、钠、银及铵所构成之群组； (11)铬酸锶(SrCrO4)，0.01克；以及 (12)重铬酸银(Ag2Cr2O7)，0.01克。
诸该化合物系以紧邻上述所列之次序添加至内含100毫升大体上 为纯水(优选经二次蒸馏)的容器中直到溶解。该混合物在常温下混 合，如约18至20℃，然后优选再加热至55至65℃(优选约60℃)之 温度范围内，并在该温度下搅拌混合(约20分钟)直到完全溶解。所 得之组合物即可或之后可用于应用用途。
本发明利用之热传介质可施于任何适合之基材上，例如置于金属 传输管甚或玻璃传输管上，只要所选用之表面基本上不含金属氧化 物、油脂或油类。为最佳化所得热传组合物之品质，优选是在很低的 湿度环境下施用此组合物，如35至37％之相对湿度，且任何情况下 均需低于约40％相对湿度。同时希望是将此组合物施用于一个一旦 施用即与水(水气或液体)隔绝之密闭空间体积中。
为在含有此组合物之热传导传输管或空腔中实现此意欲之热传导 性，加至该空腔中之该热传介质质量会随该空腔之体积而改变。优选 地，(本发明所使用之组合物体积/空腔体积)之比值希望能够保持在以 下的比值范围内：0.001至0.025，而优选为0.01至0.025，最优选则 为下面几个比值：0.025、0.02、0.0125与0.01。传输管不需要做任何 预涂覆的步骤。一旦该传输管载入或填满所需量之介质，传输管便被 加热至120℃以蒸发该二次蒸馏水。该传输管或空腔接着被密封，以 备作为热传导装置使用。
用于制备该传输管之热传导介质用量可以根据所要之成品用途而 有所不同。本改良之介质的制备与使用本发明热传导介质之热传导表 面或传输管的制造均可于一个单一步骤中达到且完成。
该改良介质可在70至1800℃的温度范围内使用操作而无损其特 性。而其表面可依据所需产品的外型建构成任何形状(如管形、板形 或其组合)，而无任何结构角度上的限制。举例来说，该传输管可做 成直的、弯的、曲折的、网状的、螺旋的、或蛇状的外形。再配合外 部尺寸的设计，即可分别应用于不同的领域中。
顷观察到本发明使用之介质之热传导与热传速率目前已超过纯金 属银的32,000倍以上。
应注意的是，如果该改良介质组成份没有按照所列次序混合，介 质会变得不稳定且可能会导致灾难性的反应。再者，应以金属做为本 发明介质的基材，建议所用之金属应为干净且无任何氧化物或锈垢。 这可藉由习用之喷砂、弱酸洗或弱碱洗之处理来完成。任何用于清洗 或处理该传输管的材料均应完全被移除，且该传输管内表面在施加入 该介质之前也应先经干燥处理。下面以非限定性之实施例来进一步说 明本发明之技术内容。 实施例1
以下列方式制备无机高导热性热传导介质，而添加方式则如下所 讨论：
(1)三氧化二钴(Co2O3)，0.01克；
(2)三氧化二硼(B2O3)，0.2克；
(3)重铬酸钙(CaCr2O7)，0.02克；
(4)重铬酸镁(MgCr2O7.6H2O)，0.2克；
(5)重铬酸钾(K2Cr2O7)，0.8克；
(6)重铬酸钠(Na2Cr2O7)，0.2克；
(7)氧化铍(BeO)，0.001克；
(8)二硼化钛(TiB2)，0.01克；
(9)过氧化钾(K2O2)，0.001克；
(10)一选用之金属或铵的重铬酸盐(MCr2O7)，0.1克，其中M 系选自钾、钠、银及铵所构成之群组；
(11)铬酸锶(SrCrO4)，0.01克；以及
(12)重铬酸银(Ag2Cr2O7)，0.01克。
将上述各化合物依所列之次序添加至内含100毫升(ml)经二次蒸 馏纯水的容器中直到溶解。该混合物在常温20℃下混合，然后于60 ℃之温度下，搅拌混合(约20分钟)直到完全溶解。所得之组合物即 可或之后可用于应用用途。 实施例2
将实施例1所得之组合物作为热传介质，在36％之相对湿度涂覆 于各种不同之基材上，如金属(碳钢、不锈钢、铝、铜、钛、镍等合 金)或非金属(玻璃或陶瓷)传输管上，形成所需之热传元件。所选用之 基材表面基本上不含金属氧化物、油脂或油类。为使所得热传元件之 品质最佳，施用实施例1之组合物是在低相对湿度环境下进行(低于 约40％相对湿度)。作为热传介质之组合物于施用后，即将其密闭于 热传元件之空腔中，以与水(水气或液体)隔绝。空腔中可视需要抽真 空后密封。
为于含有此组合物之热传传输管(conduit)或空腔(cavity)中达成此 意欲之热传导度，加至该空腔中之本发明热传介质的品质会随该空腔 之体积而改变。本发明组合物体积与空腔体积之比值用0.025、0.02、 0.0125与0.01等比例涂覆于传输管空腔之内壁上。传输管不需要做 任何预涂附的步骤。一旦该传输管载入或填满所需量之介质，传输管 便被加热至120℃以蒸发该二次蒸馏水。该传输管或空腔接着被密 封，以供作为热传装置中之热传元件使用。
用于制备该传输管之热传介质用量可以根据所要之成品用途而有 所不同。本改良之介质的制备与使用本发明热传介质之热传表面或传 输管的制造均可于一个单一步骤中达到且完成。
该改良介质经测定可在70至1800℃的温度范围内操作而无损其 特性。而其表面可依据所需产品的外型建构成任何形状(如管形、板 形或其组合)，而无任何结构角度上的限制。举例来说，该传输管可 做成直的、弯的、曲折的、网状的、螺旋的、或蛇状的外型。再配合 外部尺寸的设计，即可分别应用于不同的领域中。
常规热管路是利用液体汽化和蒸汽冷凝时吸收和放出大量潜热， 而使热能从管子的热端迅速传向冷端的技术，其轴向传热速率取决于 液体汽化潜热的大小，汽液往返的速率。此外还要受材质是否适应、 温度和压力不能太高等条件的限制。
本发明之热管元件其轴向导热速率远大于同样大小的任何金属棒 或任何常规热管。管内压力强度远低于同温度下的任何热管的管内压 强，适用的温度上限为管材的许用温度上限。根据本发明之热传介质 可依不同应用领域的需求，管元件可依需求将外部制作成各种的尺寸 与型式。超大型热传元件主要可用于地热溶雪、道路化冰、煤堆散热 等，大型热传元件主要用于大型锅炉、窑炉预热器和换热器等，中型 热传元件可用于中型锅换热器和预热器、废热锅炉等，小型热传元件 主要用于电子电器散热等，微型热传元件主要用于电子电器散热、电 脑CPU散热等。
图1A及1B显示根据本发明之热传管元件的示意透视图与剖面 图。如两图中所示，其中热传管元件102包含涂覆其内壁面表上之热 传介质110，空腔105，传输管108，孔径106，以及密闭孔径106用 之插塞104。
图1C所示为电热水器的电-热水转换部件，其是利用内置式电加 热锥体114通过作热源的加热热传管元件112。该电-热水转换部件 包括内壁表面涂覆实施例1之热传介质之热传管元件112，电加热锥 体114，以及于该热传管元件112外围环绕热管路之冷水入口116与 热水出口118。
为强化热传管元件之换热效率，可于基本之管元件上焊接、挤压 或复合筋片或翅片，如图1CA所示。其中包括热传管元件120、翅 片122，以及支撑架124。而图1CB所示则为外接筋片128之曲形热 传管元件126，以内置之电加热器129作为热源加热气体的装置。
本发明之热传管元件可依使用上的实际需要将管与管元件组合应 用。管管元件具有高效传热、均温性、可组合及热流密度可变等特性， 用管管元件制造而成的换热器，体积紧凑，体积小，表面散热小，提 高了热利用率，节省电能。管管元件都独立的工作元件，任意一端坏 不会引起两种换热流体互混，任何一只管管元件损壤都不会影响其元 件的正常工作。少量管管组合元件损坏或失效，不影响整台设备正常 运行。
而随组合方式的不同一般可分为管管组合单体元件和管管组合分 离元件。管管组合单体元件系将本发明之热传管元件并排或交错组 合，通常是用于高度需要均匀加热的应用领域，如加热温恒稳，易燃， 易爆之有毒化工原料气体或液体。加工化工原料气、液体、工艺要求 高，难度大。多数化工原料流体属于易燃易爆有毒气体，有时还带压 力，生产工艺要求原料气体液体的加热必需要均匀，加热温度要恒稳， 且不得泄漏。
图1CC所示为一种具旋转式热传管元件的换热器，其即是外接筋 片或翅片之热传管元件的管管组合单体应用，其中包括热传管元件 130、旋转管板132、密封结构134、以及旋转式热管换热器本体136。 此设计旋转热管中介质回流是靠离心力和重力推助，使得热量和质量 的传递比在并通热管中显着提高，离心力加强了蒸发段的对流作用， 因而提高了蒸发段内的热交换效率，沸腾时将提高极限热流密度。在 冷凝段，在离心力的作用下，工质回流能力提高，减薄了液膜厚度， 从而提高了管内热系数，也由于热管自身的转动，同时强化了和周围 环境的热交换。且因结构设计紧密与旋转的特性，也解决了积灰、堵 灰、腐蚀等技术问题。
图1D则显示一种本发明之热传管元件之间管管组合分离式元件 的组合应用，其工作原理为受热段吸收热量，藉由热传管元件，将热 量通过散热段传递给外部介质。为强化整个换热循环，如图1CB所 示，一般可在管元件上接上筋片或翅片。分离式元件主要用从烟气中 回收热量大(每小时数十万甚至数百万标准立方米)，且两种流体(液体 汽化与热汽冷凝)之间绝对不充许渗漏的场合，或发热量较大的仪器 仪表密封柜的内热外散。图1D中余热库138藉由管管组合单体142 将余热传至与管管组合单体144相连接之热管路146，进而藉由管管 组合单体144将余热传至回收热库140，而热管路148中温度较低之 介质再流回余热库138，再次藉由管管组合单体142进行加热。此设 计均温性良好，冷段温度稍高于热段温度，克服由于热管使用一定时 期后，管壁温不均匀所造成的烟气低温腐蚀。
图1E是外形为平板状之热传元件的示意图。板元件的特点是能 营造一个温度梯度非常小的表面，这种近乎等温的表面可以拉平温 度，消除加热器产生的热点，或者可以制造一种极为有效的散热器， 用意冷却安装在其上的装置。平板元件主要用于制作均温板，如片烘 干板、烤肉板，空间高度低、面积较大场合的电子电器散热、笔记型 电脑CPU散热等。如图1E所示，可以把吸热组件(152，154，156 与158与其组合)配置在平板的边缘上或中央位置，热量就沿较大的 平面散布开。图1EA与1EB则是显示两块平板元件上下组合应用的 上视图与侧视图。在冷却电子元件方面，平板元件应用可归纳为三个： 一是拉平多排元件的温度，二是冷却多排元件，三是作仪器组件的外 壳或作安装平板。
图1F为一种管板组合元件，进口接头，出品接头，其特征是散 热器是一个管板组合传热元件，当热流体在过管内腔时，激发环隙内 介质，通过平板将热量散到空气中。其优点在于，可将热量经由管体 160，传给平板而造成一个温度梯度非常小的平面，来拉平温，又可 使热量经由板腔162，把热量汇集到管端。
图1G为一种板板元件的组合应用。将电子元件164，166与168 安装在竖直的平板元件169上作为受热段，散段平板元件170同时可 以作为壳体的上板，使壳体整块上板作为散热面，有利于壳体向外散 热。电子元件安装在竖板上，不占据客体安装面积，同样大的客体可 以安装更多的电子元件。
电热元件可采用功率大、寿命长、尺寸小的硅碳管或其它电加热 元件，安装和更换方便。只要考虑翅片管的换热面积、控制输入电功 率就能有效的控制管管组合元件的工作温度。 功效测定过程及方法
一对使用实施例1所得组合物制成之管子(tube)，用于验证热传 导性(thermal conductivity)及有效热导率(effective thermal conductance)，并于后进一步例示所得组合物材料在各种传递热方法 上之用途。
例证管子(demonstration tube)其尺寸为直径2.5厘米×1.2米，管 子的一端焊接有一直径7.5厘米×长度10厘米之开口圆柱形附件， 以插入一紧密合且略带锥度的加热器(直径5厘米×长度9厘米)。例 证管子的内部在清洁后涂覆上一层薄的由根据上述步骤制备之本发明 热传导材料涂层。
在沿着例证热传导管子(heat transfer tube)外围部份经明确界定的 位置上，接附上最多达9个经校正的热电偶。监看该等位置之温度， 当测点的温度对不断变化的电热输入至位于管底之加热器产生反应 时，对这些点进行监视并记录下来。在某些情况下，会用到重复的温 度感应器及监视装置，尤其是在管子的两端，以确定不会发生任何重 大之温度误测(mis-measurement)。
彼等实验在尺寸大小约为1.2×1.6×1.0米之安全密封的通气屏 蔽体(closure)内进行。为了将测试室内温度分层化减至最小，该试验 是以与水平线夹角为10之试验管进行。在此结构中输入功率及温度 均受到监视，以量化在验证热导管内热传率。
使用7个J型热电偶，沿直径2.5厘米、长1.2米之管子等距放 置于其上来进行温度测量。另一热电偶则放置于外覆在加热器之较大 直径的管子上。该热电偶使用不锈钢管钳夹(clamp)固定。剩余的热 电偶则测量室温。
将热电偶连接至凯氏(Keithley)706扫描器内部的凯氏7057A型 热电偶扫描卡。在7057A的接点块(junction block)具有一支用于对冷 温端进行补偿的热敏电阻(thermistor)温度感应器。以标准四阶多项式 做连点温度补偿与温度计算。
自惠普(HP)66000A电源供应器供给电源至管加热器，电源供应 器主要架构为具有8个HP66105A125A/120V电力模组(module)。每 四具电源供应器并联成一组，而将两组电源的输出端串联，以产生一 5A/240V电源供应之净输出。此电源供应系统在整个实验过程中，产 生非常稳定之加热功率。而实际电流以使用加热器通过kepco 01- Q/200瓦标准电流电阻器两端之电压测量之。通过连接在加热器两端 的电压敏感线测量电压。
该二电压以上述凯氏(Keithley)706扫描器中之凯氏7055通用扫 描卡进行测试。将扫描器板之输出信号输入到以直流电压模式操作之 凯氏195A51/2位数万用表(multi-meter)(DMM)。以麦金塔 (Macintosh)IIsi电脑控制扫描器及DMM，该电脑使用IO Tech型SCS 1488IEEE-488介面。将结果储存在电脑硬盘上以用于存取(accessed) 分析。数据收集(data acquisition)软件系以Future Basic语言编写。分 析后之数据以微软EXCEL试算表(spreadsheet)软件呈现。 热传导性之测试(Determination of Thermal Conductivity)
在将管子以接近水平放置后，使用最高达300瓦输入功率继续类 似的测试，产生温度最高达到室温150℃以上，再将管子以置于水平 之模式进行7次实验，包括在最后一次实验中，在10天内将输入功 率在170至300瓦特间来回逐步改变大小。
进行数个实验以测试热管表面上之温度分布及对阶跃函数(step function)加热器输入功之瞬态反应。于该等测试中使用9个相同且经 校正(calibrated)之热电偶：1)一个监视周围温度之热电偶(Tair)，2)一 个固定在管柱形加热器上之热电偶(Theat)，及3)7个置于沿着管轴等 距位置之热电偶(在12点钟位置，命名为T2至T8，越接近加热器之 数字越小)。
图1H显示某次该实验之结果，其中加热器输入功率从由9逐步 加至20瓦，再逐步加至178瓦。图1I是以各感应器及其平均值之稳 定状态温差(感应器温度T减去周温T°)相对于输入功率做图。图1I 中之实线是用指定系数对温度平均值进行的二次方最佳配适(fit)。此 线显示出均温管路之热耗散的期望形式，即与线性相关有一负的二阶 偏离。令人意外的是温度的度数，沿着仅在一端加热之基本上为空的 管线延伸长度方向上，温度始终保持不变。
在20至178瓦之间的大功率进行更仔细的不同功率的逐步试验 时，发现于测量之时刻(time scale)，在沿着加热试验管之各点温度相 当快速地升高。将温度感应器T2-T8及其平均值作为2小时时间之 函数绘线于图1J上，温度紧跟着功率逐步上升而即刻变化。(最初45 分钟，每分钟收集一次数据，接着每5分钟收集一次。)而在图中所 示之时刻上，温度没有随位置显着变化，试验之管的行为表现就好象 是沿着其轴向均匀地加热一般。
三种其他数据组绘制于图1J中，但它彼此间太紧密一致以致于 难以去解析；星号表示尺寸等同于该热管(heat tube)均匀受热钢管， 其对应之由20至178瓦功率阶跃的热量散发之预测温度。此模型细 节将于下面讨论。
图1J中以空心菱形与圆形表示之绘点(point plotted)为测自沿管轴 向金属相中之电阻比值。根据下面的公式可以预测，某种金属的电阻 值会随着温度的变化而改变：
R＝R0(1+αT)      (1)
于是，
T＝(R/R0-1)/α
R为T＝0℃时测量到的电阻值。
标记有Rbot的数据点，是指在靠近加热器的半截管子上测量到 的电阻值，而那些标有Rbot的数据点，是指管子的上半截的电阻值。 图1K显示出绘出同样的电阻数据，分别对应于用热电偶温度感应器 在管子的两半分别记的平均温度。从图1K中绘制的回归线，可以清 楚地看到这条线很准确地遵从方程式(1)的计算结果，并且制造该管 的钢材电阻值的温度系数0.428±001％K-1。
图1J与图1K中的电阻值数据的重要性在于1)在热电偶温度测 量中没有明显的误差；2)对管子表面进行的这些温度测量，得到通过 电阻值比率记录的容积的温度测量结果的准确确读；3)任何时候，不 管热源点的位置在何处，远离加热器的管子一端的平均温度与接近加 热器的管子一端测得的平均温度都很难辨别。 有效热传速率(Effective Heat Transfer Rates)
热从碳钢管传递是一个熟知并且非常容易理解的，具有显着工程 重要性的问题。
热经过自然对流和辐射的方式，从一根水平的、裸露的标准碳钢 管的表面传递的速率，通过一组根据经验方程和确定的常数，在参考 文献中有很好的描述。图1L绘制出1英寸直径的碳钢管对应其表面 温度的预期的热传导系数。通过从表中常数计算出的数据点配适出一 条抛物线形的回归线。这条回归线函数，用于匹配对应于逐步增加的 加热器功率，所观察到的热管表面的温度的稳态响应和瞬态反应。
建立一个简单的210×10单元的数值模型，用以求解该热导管的 热输入、热储存以及热损失速率的微分方程。该模型的建立用了两个 假设：1)图1L中提出的函数精确地描述出管子表面的热损失；2)管 子一端的热输入即时有效地传达到金属管的各个部份。
这两个假定与观察到的结果是一致的，因此，对于使数据合理化 来说是必不可少的。
图1M表示这样的一种数值计算的结果，以及如图E所示的具有 指定的钢材比热容值为0.54Jg-1的热传导系数。(测量的)输入功率划 分为两个部份，分别为在热管的总热容量(Pstore)中储存，以及通过自 然对流和对周围环境辐射的总耗散量(Plost)，将周围环境温度(实测值) 的略微增加考虑在内，模型预测的与测量得到的平均温度响应非常接 近，预期的态热耗散略微(2％)大于测量的输入功率。这一差异很容易 通过测试模的误差、温度感应器对于热耗散的效应、以及管子与水平 结构的10°夹角来解决。
对于图1M中所示个案，以及其他的几个实验个案，明显地非常 符合模的假设。也就是说，该热导管的热行为就像是一个标准的各处 均匀加热的碳钢管一样。 热传导系数(Heat Transfer Coefficient)
在前节之中，我们讨论了如何达到稳态响应和功率上升时的瞬态 反应。作出与观察一致的假设。即管子是均匀一致地加热的。由于实 际上只在管子的一端加热，这个假定就产生了显着的错误。
由于管子是在一端加热，热流模式可以做成一个一维的传输线模 型。使用此概念，热从加热器开始，沿着管子的长度方向在各个连续 单元中传导：1)热沿着轴的方向，在该管的容积内填充了无论何种物 质；2)热通过管子的钢壁，呈放射状地传导至外表面(此处温度受到 监视)；3)再次热呈放射状地传导至周围环境的空气中去(周围环境的 温度考虑为固定的)。
将这些条款以排成倒序的形式，热由管子表面到环境空气中的传 递速率为图1L中实线条所描述的函数。图1L中还表示的铁的热传 导数据，使用一根抛物线形回归线配适(fit)并外推(extrapolation)。
图1N表明模型计算的结果，用以预测沿着热管的温度分布。假 定管中充满银元素(Ag)。银被用作一种参考材料，是因为它在所有元 素及元素的标准同素异形体中，是已知最好的热导体(钻石的导热性 优于银)。在4.3W cm-1K-1的条件下，银的导热能力大约超过铁(Fe) 的5倍(铁用于表示碳钢管)。
在图1N中，上方的线条显示出预期的沿着管子的温度分布，计 算的加热器输入功率为178W。假定管子中充满一种媒介质，这种介 质的导热率与银导热率(4.3W cm-1K-1)完全相同。在此条件下测得的 沿管子轴向排列的8个感应器的温度，用实数据点加以表示。
图1N清楚地显示出，如果内部容积以固体金属银的传热速率和 传热机构(mechanism)进行热传导的话，测得的温度分布轮廓比预测 的温度分布要平坦的多。按照：按银的2倍、5倍、10倍、100倍以 及1000倍这些指定的数值不断提高内部容积的导热率，进行计算。 只有最后一次计算与实测的结果一致。换个方式说：该管之导热，好 似其内部充满具有远较银之热导率(thermal conductivity)为高(至少 1000倍以上)的材料。虽然该结果只在一次实验(当加热器的输入功率 为178W时)中显示出来，但此结论与在多于一个的结构中和某一功 率输入范围内，对热管所进行的大量测试的结果是一致的。
对于所观察到之轴向温度轮廓(profile)尚无一个明显的解释。举 例而言，虽说热管路(heat pipe)(其中热传系以蒸发、蒸汽输送与工作 液体的凝结发生)以高速率传热，也许可对例证热导管就大范围之操 作温度得到排除此可能性的证据。而热管线可在不同温度或温度区间 中操作。 有效热导率的测量
典型热管的热流(Φ)按照输入功率(W)除以管的截面积(m2)来计 算。在无负载条件下，画出测得的热管热源冷源两端的温差(T)相对 于(Φ)的曲线，由此可得最大热流。考察上述曲线的T/Φ值何处偏离 通常运行区域内测得的T/Φ值，该处的Φ值即最大热流密度ΦMAX。我 们增加(表为热流密度的)输入功率，并测量导管热源冷源两端的温 度。但没有得到最热流密度，因为其T/Φ曲线没有明显的偏离。
将典型热管作为一个传热整体来计算其有效热导率(keff)，定义如 下：
keff＝[P(W)-1/A]/(T2-T1)(K)
其中P是输入功率，1为管道长度，A为管道截面积，T2是管道 冷源端的温度，而T1是管道热端的温度。在无负载条件下增加输入 功率，并测量热源冷源两端以及其中若干点上的温度。所有的实验中 导管四周都没包裹绝热材料。
另一种方法是在不同的负载、更好地控制运行温度的条件下进行 同样的测量。在导管的冷源端连接三种不同的换热器，进行上述实验。 在变化负载条件下改变输入功率，并测量热冷源两端以及其中若干点 上的温度。用6千瓦循环激冷器将常温循环水流过换热器作为负载。 (应用质量流热量计技术以及上述之分析方法测量冷源功率。)按方程 式(1)计算keff。
图10表示的是带第一换热器的热导管(heat transfer tube)，该装 置称为Diff1，设计来测试在温度变化的系统中测量热导率的原理。
利用Omegatherm200高热导率环氧粘合剂将铜线圈固接于该例 示热导管。但该环氧粘合剂之热导率只是铜的0.003倍左右，因此该 环氧形成巨大的热阻，影响热量流入换热器。为了消除此热阻，第二 种设计Diff2利用了一种不同的热导管，有一个中空的通有水流的两 烯酸柱体附于该热管的一端，如图1P所示。
这两种热量计设计(Difi1和Diff2)的工作范围为输入功率：100- 1500瓦，流量：1-85克/秒。其相应的热流密度(heat flux density)为0.11 ×106至1.7×106W/m2。从300到1500瓦的热量回收示于图1Q中。
应用Diff1的效率为72％，应用Diff2的效率为93％。监于Diff1 中使用的环氧其热导率很差，这是意料中的事。图1R显示的是应用 Diff1和Diff2时沿着热导管所测得之热量回收曲线。
由于较高之热量回收效率，使用Diff2时我们可将输入功率提高 到3千瓦。两种情况下，距加热器27厘米处温度都是最高。该点温 度与距加热器107厘米处的温度作了比较；由于加热器的影响，距加 热器越远，其温度越低。图1S中将此温差相对于热流密度画出了曲 线。
本曲线呈线性变化或者呈现负偏离的区域，为典型热管的有效运 行范围。超过此有效范围，由于热量以较低的效率传到热管的冷源端， 温度将不成比例地增大。在各种测量条件下，该热导管的温度都是线 性地随着热流密度的增加而增加。表明始终未达到最大的热流密度。 唯一的例外是2千瓦以上时，那时107厘米处的温度要高于27厘处 的温度。为此原因，输入功率2千瓦以上的数据，(2.2×106W/m2)并 未被标绘出来。
图1T总结了在所有小于2,000瓦的输入功率和热流密度为2.5× 106W/m2时，相对于热流密度的有效热导率。这些结果以keff与银热 率之比(与管内充满银-热导率最高的金属-的金属的情况作比较)的形 成来表达。此比值的最大值大于3万。
以下各实施例3至212之应用均是根据实施例2之步骤制得之热 传元件，再依个别需要改变其尺寸、外形。 加热热传元件 电子电器设备应用
以下各实施例3至7系用于例示本发明之热传元件于电子电器设 备领域加热功能之应用，例如在用于电加热洗衣柜、干衣加温系统、 暖气片、取暖器以及热风烤炉等。 实施例3
如图2A中所示，根据本发明实施例2之热传导加热元件，可用 于电加热洗衣柜中，其主要由两部分组成，蒸汽发生器和壳体附属设 备。蒸汽发生器由电加热系统205和热传导加热元件206以及蒸汽发 生器208三部分构成，蒸汽发生器208设有进水口207、主蒸汽出口 和备用蒸汽出口209。壳体附属设备包括衣柜壳体201、支架202、 蒸汽分布管203和冷凝水出口204。
电加热系统205通电以后产生电热能，通过热传导加热元件206 将热能迅速高效地传递给蒸汽发生器208，蒸汽发生器208中水与热 传导加热元件206充分进行热量交换，产生蒸汽，蒸汽经过二次加热 以后通过主蒸汽出口进入蒸汽分布管203将蒸汽均匀分布于洗衣柜空 间，纺织品浸于高温蒸汽中充分受热，此时除垢杀菌药剂偕同污垢及 细菌溶于蒸汽珠粒中形成蒸汽溶液被蒸汽带走，蒸汽溶液在洗衣柜下 部冷凝成水溶液由冷凝水出口排出，此时系统即完成一个纺织品高温 除垢杀菌过程，实现热能的高效率传导及高效率转换，将电热能转换 成蒸汽热能，构成一个完整的，高效可靠的除垢杀菌系统，实现纺织 品除垢杀菌的全过程。另外蒸汽备用出口209的用途在于将蒸汽引出 外用，用于衣物定型及其它。 实施例4
如图2B中所示，根据本发明实施例2之热传导加热元件，可用 于干衣机加温系统，其主要由两大部分组成，空气加热系统和壳体及 附属设备。空气加热系统由热传导加热元件218和电热系统219构成， 其中热传导加热元件带有散热翅片217，电热系统配有电温控制器。 壳体及附属设备包括壳体211、排风口212、回风箱213、排水口214、 过滤网215、风扇216、布风箱220以及支架221，布风箱及回风箱 正面都均匀布有风孔，整个系统是一个全开式热风循环系统。
电热系统219通电以后产生电热能，通过热传导加热元件218将 电热能迅速高效地传递给循环空气，(散热翅片217的存在主要有利 于提高换热效率)，循环空气被加热以后，在风扇216的动力作用下 通过布风箱220上的风孔均匀地分布于衣物干燥脱水空间，此时的空 气具备三大要素，即一、环境空气温度相对较高，二、环境空气相对 湿度较低，三、环境空气流动性好。故能迅速带走湿衣物中的水分， 随后空气中的水蒸汽含量达到饱和状，进入回风箱213，由回风箱213 上部的排风口排出系统，同时在回风箱中由于冷却作用而析出的水分 由排水口214排出，系统外循环空气由于风扇216的动力作用被吸入 系统，通过空气加热系统时被加热，再次送向衣物干燥脱水空间，实 现全开式往复循环，从而达到衣物干燥脱水的目的。在整个过程中循 环空气的温度被控制在一定的范围内，这一过程通过电温控制器实 现。 实施例5
如图2C中所示，根据实施例2制得之热传导加热元件，可作为 暖气片，其一端(放热端)曝露于空气中，另一端(吸热端)插入矩形容 器内。在该热传导加热元件的放热端上焊接许多螺旋翅片，用以增加 放热端换热面积，强化放热端换热效果。同时在放热端底端底部加装 贯流式风机，强制空气自下至上流动，可加速热量交换。
矩形水容器231是用低碳钢板焊制而成的。上、下两端分别焊上 两截短管，以便与外部的供水和回水管线联接。
矩形水容器侧壁上焊接若干只无机热传导元件233，该元件内充 有无机传导介质。元件一端插入容器内，吸收热水的热量；另一端曝 露于空气中，将吸热端吸收的热量快速地传递给空气，实现将空气加 热的目的。为增加放热端的换热面积，在放热端用高频电阻焊焊接螺 旋翅片以强化放热端换效果。
在放热端底部加装贯流式通风机234，使空气侧形成强制对流， 以便提高空气侧的换热系数，实现迅速升温。
外罩232可用薄型铁皮冲压而成，外部可按不同要求喷涂彩绘各 种图案，使外形更加美观。同时，加装外罩，可自然形成一空气流通 通道，能强化空气侧的换效果。 实施例6
目前，温带与寒带城市冬季取暖方式主要有二种，即燃煤锅炉集 中供暖和电厂余热集中供暖。从供暖形式看，集中式供热已彻底改变 了传统的一家一户分散的燃煤取暖，提高了燃料利用率，降低了排烟 对大气的污染，但由此带来的庞大的供热管网，众多的加压亨站，供 热途中的热损，无形中增加了冬季取暖的成本。而供暖传输管道的增 多，占据了人们的生活空间，无法满足时代趋势的走向。随着人们生 活品质的提升，一种取暖迅速、舒适可调的节能型取暖设备是人们所 企盼的。
图2D所示为一种利用实施例2之热传元件的壁挂式电加热取暖 器，由电加热体238、加热热传元件239、和温度调节器组成。其外 型与普通暖器类似，可悬挂在室内的上。
图2E所示为一种利用实施例2之加热热传元件的移动式电加热 取暖器，形状类似电风扇，可依需要任意摆放。当电源打开后，电加 热体240首先发热，并通过底面将热量传递给具密闭空腔的加热热传 元件243、之后使整个腔体均温，并通过各散热片242将热量传递给 室内的空气，而使整个房间温度逐渐上升。当室内温度达到要求后， 温度调节器即切断电源，加热体停止工作。由于散热，当室内温度低 于设定值时，电源再次接通，电加热体再行加热，周而复始，从而保 持室内温度的恒定。由于散热热传元件形式不同，与之匹配的电加热 体与散热片的外形也不尽相同，图2F即为图2E移动式电暖器的上 视图。 本实施例中之电暖器加热功率均为1kW，通常情况下可满足10-15m2 房间的取暖需要，但可依实际需要根据本发明之取暖器做多种改进和 变化。 实施例7
图2G所示为一种新型热风烤炉装置，该装置利用本发明之加热 热传元件，能将烤炉的食物均匀加热。
如图2G中所示，当电源接通后，电加热器256即将烤箱夹壁腔 加热，夹壁腔内的加热热传元件254即受热开始工作，在顶部风扇252 的强制对流作用下，烤炉内产生温度均匀的热风。传统的烤炉大多采 用直接加热方式，其内部温度分布不均匀，烘烤食物时易发生局部己 烤焦而其它部份尚未烤熟的现像，而且使用一段时间以后，炉内残留 的油脂、食物碎屑等会引起烤炉效率下降。而本发明所揭示之热风烤 炉则具有均温性好，烘烤效率高的热风炉。 日常用品应用
以下各实施例8至15系用于例示本发明之热传元件于日常用品加 热功能之应用，例如用于电热水器、暖风机、电暖器、开水壶、火锅、 烧烤板、电熨斗、高效两用开水器等。 实施例8
该实施例是用电为热源来加热水并使用本发明的无机高传热速率 元件做为传热元件的电热水器。
如图3A所示的无机高传热速率电热水器，主要由加热体301、无 机高传热速率元件302、及水夹套305构成。电阻丝发出的热量通过 嵌入无机高传热速率元件内部的加热体传给元件的受热端，元件内的 无机工质将热量由元件的受热端迅速传递至放热端，无机高传热速率 元件的放热端插入水夹套内，且外部缠有导流片306来增加流体的流 动速度和湍流程度，提高对流换热系数，强化传热并增大换热面积。 冷水由设置在水夹套下部的冷水进口303进入，吸收无机高传热速率 元件放出的热量将水加热后，由上部热水出口304排出。
本发明的无机高传热速率电热水器启动迅速、升温快，热效率高， 使用寿命长，加热体与被加热介质隔离，因此更换加热体时不需切断 和清理被加热介质。 实施例9
该实施例是用电为热源并使用本发明的无机高传热速率元件做为 传热元件而制成的暖风机，将空气加热并送出热风。
如图3B所示的无机高传热速率暖风机，主要由加热体307、无机 高传热速率元件309、及机壳308构成。元件在壳内以蛇管形式呈多 排布置，一方面可减少体积，另一方面可增大与液体的接触时间。其 工作原理是电阻丝发出的热量通过嵌入无机高传热速率元件内部的加 热体传给元件的受热端，元件内的无机热传工质将热量由元件的受热 端迅速传递至放热端，无机高传热速率元件的放热端直接置于空气 中，且外部缠有翅片310以增大换热面积，强化换热效果。同时在放 热端下部安装风机，将被加热的空气吹出，构成强制对流式换热。
本发明的无机高传热速率暖风机启动迅速、升温快，热效率高， 体积小、重量轻。 实施例10
该实施例为使用本发明的无机高传热速率元件做为传热元件而制 成的电暖器。
如图3D所示的无机高传热速率电暖器主要由电暖器元件317及外 罩316组成。电暖器元件可做成蛇管式、多层排布。如图3C所示， 电暖器元件主要由加热体312和无机高传热速率元件313构成，其工 作原理是电阻丝发出的热量通过嵌入无机高传热速率元件内部的加热 体传给元件的受热端，元件内的无机热传工质将热量由元件的受热端 迅速传递至放热端。无机高传热速率元件的放热端直接置于空气中， 且外部缠有翅片314以增大换热面积，强化换热效果。空气被加热后 会自然上升，冷空气自然下降以补充空气上升所产生的空间，构成了 空气的自然对流循环系统。
本发明的无机高传热速率电暖器启动迅速、升温快，热效率高， 且体积小、重量轻。 实施例11
该实施例为使用本发明的无机高传热速率元件做为传热元件而制 成的电开水壶。
如图3E所示的无机高传热速率开水壶主要由壶体319、无机高传 热速率管320和电热器321组成。无机热超管穿过水壶的底面并与其 焊接，无机高传热速率管的一端插入水壶中，另一端从水壶底伸出， 伸出端可用电热器加热。其工作过程是：当水壶中加水后，插上电热 器的电源开关，电热能通过无机热传管传递给水，将水加热至沸腾。
本发明的无机高传热速率开水壶，水与电阻丝隔离，可避免因缺 水引起的电阻熔断等事故，保证用电安全，且延长水壶及电热器的使 用寿命。 实施例12
该实施例为使用本发明的无机高传热速率元件做为传热元件而制 成的火锅。
如图3F所示的无机高传热速率火锅主要由锅体322、电加热器 323、无机高传热速率管热端324和无机高传热速率管冷端(空心隔 板)325组成。无机高传热速率元件冷端被制成空心板状与锅体接触 的边缘采用焊接连接，其底部中心与一个φ20管焊接，φ20管穿过 锅底并与锅底面焊接，φ20管伸出端为无机高传热速率元件的热端。
无机高传热速率火锅的工作过程是：当火锅中加入水后，插上电 热器的电源开关，无机热传元件热端从电热器吸热后，通过工质将电 热能传递给其冷端(空心隔板)，水从均匀分布在锅中的隔板上吸热至 沸腾。
本发明的无机高传热速率火锅，由于隔板壁面参与传热，使传热 面积增大，并且隔板成十字分布，均温性好。 实施例13
该实施例为使用本发明的无机高传热速率元件做为传热元件而制 成的烧烤板。
如图3H所示的无机高传热速率烧烤板主要由烧烤源326和无机高 传热速率元件制成的烧烤板327构成。烧烤板内为一空腔，内部充有 无机高传热速率工质。当烧烤板底部接受到烧烤源的热量后，会通过 无机工质迅速将热量均布于烧烤板的整个表面上，使得食物均匀受 热，进行烤制。烧烤板可根椐被烤物的要求制成方形、圆形或异型。
本发明的无机高传热速率烧烤板启动迅速、温度分布均匀，烧烤 后食物表面颜色一致，且食物不受烟灰污染，可净化环境。且该烧烤 板体积小、重量轻。 实施例14
该实施例为使用本发明的无机高传热速率元件做为传热元件而制 成的电熨斗。
如图3I所示的无机高传热速率电熨斗由上中下三层组成，第一层 为不锈钢底板330、第二层包括无机高传热速率板328和板腔状电加 热器332以及电源输入端口331，板腔状电加热器与无机高传热速率 板之间的连接必须保证二者充分接触，以利于热量交换。不锈钢底板 与无机高传热速率元件之间实现压紧连接，必须保证二者点接触率在 80％以上，必要时可填充导热膏。第三层包括蒸汽发生器329和喷雾 口335以及手柄334，蒸汽发生器设有进水口333。蒸汽发生器也必 须保证与无机高传热速率板之间的良好接触。
从电源输入端品331输入家用交流电，板腔状电加热器332开始 工作，向外散发热量，无机高传热速率吸热段受热后，内部无机热超 电工质迅速将热量均匀分布于板腔空间，使无机高传热速率板温度场 处于稳定均布状态，热量传到不锈钢底板330时被再次均布。同时蒸 汽发生器329也从无机高传热速率板上方吸收了一定的热量，经加热 水后产生蒸汽，蒸汽可由喷雾口335送出，以备熨衣之用。以上过程 由于无机高传热速率板的高传热速率只需很短的时间即可完成，底板 面的温度控制由电温控制系统完成。
本发明的无机高传热速率电熨斗底板温度分布均匀、实现了隔离 加热，安全性能优越，且操作简单，使用寿命长。 实施例15
该实施例为使用本发明的无机热传元件制成的高效两用开水器。
如图3J所示，本发明的高效两用开水器主要由上水室347、下水 室339、隔板344、下汽室363、上汽室357和无机热传元件构成， 其上水室347和下水室339是由水室壁348里边加焊隔板344所形成。 两水室间有通水管342穿过隔板344，焊接沟通。当下水室339里面 的水涨到一定程度时或受到一定压力时，即自行经过通水管342进入 上水室347，其通水管342的下端与热水出口340平齐，上端口与上 水室水位计356的四分之三处平齐，上汽室357与下汽室363都是置 于水室中的内胆，其球面形上封头插焊着无机热传元件346，无机热 传元件346插入汽室的部分为整个热管长度的三分之一，两个汽室在 造型和结构上同样大小，都要按受压容器的要求制作，上汽室357球 面形下封头的中央和下汽室363球面形上封头的中央，由通汽管360 穿过隔板344沟通，便于上汽室357里边的低温汽水向下汽室363流 通。上汽室357侧面焊接进汽管358与外界接通，下部球面形封头有 支撑杆359与隔板344联接，下汽室363球面形下封头的中央焊接疏 水管364与外界接通，周围有支撑杆359与水室壁348的底板联接。 疏水管364为直角形弯管，其插入汽室中的垂直长度为汽室高度的四 分之一，以便于有意积存一部分新的汽化水延长热交换时间，充分利 用余热，同时防止蒸汽和水直接进入疏水管流水。水室壁348由钢板 制成筒形，并装有进水口338、热水出口340、开水出口345、上排 汽口343、清洁手孔341、下水室温度计362和水位计361、上水室 水位计356和温度计355、支腿337、下排污336、铭牌355、水室壁 与封头350用法兰联接，便于两者之间密封和拆装。封头上安有放汽 阀351和汽笛。该两用开水器增设水位自动控制装置和温度自动控制 等，使该产品构成全自动双室式无机高传热速率两用开水器。
本发明的无机高传热速率两用开水器可同时产生开水、热水，充 分利用热能，提高效率；与一般的热水器相比，结构科学合理，工作 效率高，开水快，并能连续不断地供应开水热水，且操作简单、使用 方便，运行安全可靠。 机械加工装置应用
以下实施例系用于例示本发明之热传元件于机械加工装置加热功 能之应用。例如用于无机高传热速率注塑螺杆。 实施例16
本发明的热传元件可用于机械加工领域，特别是无机高传热速率 注塑螺杆。如图4A所示的无机高传热速率注塑螺杆包括螺翅401、 无机热传动工质402、螺杆本体403和电加热器404等。螺杆403是 螺杆式注塑机的重要部件，其主要作用是对塑料进行输送、压实、塑 化和施压。所述无机高传热速率注塑螺杆包括一料筒，螺杆料筒内有 一个环锥形空腔，空腔内填充有一定数量的无机高传热速率工质 402，螺杆靠近料斗的一端安装电加热器404。
该实施例中所述的无机高传热速率注塑螺杆的工作原理是：当电 加热器接通电源以后，螺杆靠近电加热器的一端被加热，螺杆空腔内 的无机高传热速率工质迅速将热量传至空腔的另一端，将螺杆加热。 当螺杆旋转时，空腔内的无机高传热速率工质在离心力的作用下回流 至加热端，从而将电加热器输出的热量源源不断地传输到螺杆。
该实施例中所述的无机高传热速率注塑螺杆的优点是螺杆料筒内 温度容易控制，轴向温差小，使塑料在料筒内得到良好的塑化；减少 塑料降解，制品质量稳定，性能提高；扩大了注塑成形塑料的范围， 对粘度小的热敏性塑料也适用；结构简单，运行可靠。 热能回收系统加热之应用
以下实施例17至72系用于例示本发明之热传元件于热能回收系 统加热功能之应用。例如用于无机高传热速率空气预热器、无机高传 热速率焦化炉空气预热器、无机高传热速率高炉整体式空气预热器、 无机高传热速率化肥制成系统吹风气卧式余热锅炉、带汽水分离器之 无机高传热速率化肥制成系统吹风气卧式余热锅炉、无机高传热速率 上下行煤气卧式余热锅炉、带汽水分离器之无机高传热速率上下行煤 气卧式余热锅炉、无机高传热速率化肥制成系统吹风气立式偏心型余 热锅炉、带汽水分离器之无机高传热速率化肥制成系统吹风气立式偏 心型余热锅炉、无机高传热速率化肥制成系统吹风气立式对称型余热 锅炉、带汽水分离器之无机高传热速率化肥制成系统吹风气立式对称 型余热锅炉、无机高传热速率上下行煤气立式偏心型余热锅炉、带汽 水分离器之无机高传热速率上下行煤气立式偏心型余热锅炉、无机高 传热速率上下行煤气立式对称型余热锅炉、无机高传热速率玻璃窑余 热锅炉、无机高传热速率水泥窑蒸汽发生器、无机高传热速率水泥窑 热水加热系统、无机高传热速率陶瓷窑炉空气干燥加热器、无机高传 热速率轮船余热锅炉、无机高传热速率汽车废气取暖器、无机高传热 速率远洋船舰用海水淡化器、无机高传热速率上下行煤气立式对称型 余热锅炉(带汽水分离器)、无机高传热速率卧式余热锅炉、无机高传 热速率偏心型余热锅炉、无机高传热速率对称型余热锅炉、无机高传 热速率电力锅炉空气预热器、无机高传热速率电站锅炉燃油加热系 统、无机高传热速率电站锅炉给水加热器、炉灶余热热水器、空气预 热器、双气预热器、金属镁厂回转窑余热锅炉、金属镁厂还原炉余热 锅炉、烧结机余热锅炉、联铸机余热锅炉、钢坯余热回收装置、燃油 工业炉余热回收装置、燃油工业炉蒸汽发生器、燃气工业炉余热回收 装置、燃气工业炉余热蒸汽发生器、干燥器能源循环系统、餐馆废热 回收装置、无机高传热速率丙烷脱沥青装置加热炉空气预热器、无机 高传热速率分子筛脱蜡热载体加热炉空气预热器、无机高传热速率化 肥制成系统吹风气空气预热器、无机高传热速率铂重整加热炉空气预 热器、无机传热芳香烃装置常减压热载体加热炉空气预热器、炼钢厂 连铸机的连铸坯冷床上安装的无机高传热速率余热回收装置、无机高 传热速率玻璃窑空气预热器、无机高传热速率原油加热炉上置式空气 预热器、无机高传热速率注汽锅炉空气预热器、无机高传热速率注汽 锅炉水预热器、无机高传热速率加热炉余热锅炉、采用无机高传热速 率元件回收焦炉上升管的煤气显热的装置、无机传热式防露点腐蚀空 气预热器、无机高传热速率软水加热器、无机高传热速率桥式双流道 余热回收装置、无机高传热速率涡流式蜗壳换热器、无机高传热速率 气气、气液混合型换热器、无机高传热速率合成氨造气工艺气余热利 用装置、无机高传热速率三氧化硫换热器、全逆流无机高传热速率换 热器、无机高传热速率干熄焦工艺余热回收装置、无机高传热速率糠 醛精制加热炉空气预热器、无机高传热速率炼油厂常减压加热炉联合 空气预热器等。 实施例17
如图5AA-图5AC，其中，图5AA为无机热传空气预热器的俯视 局部剖视图，图5AB为无机高传热速率管部分放大图，图5AC为无 机高传热速率空气预热器的主视局部剖视图，其涉及本发明实施例的 一种利用烟气携带的热量使进入锅炉的空气预热装置。
为了节省燃料，需对进入锅炉的空气进行预热。通常是利用锅炉 排出的高温烟气与冷空气进行热交换来实现空气预热的目的。
在图5AA和图5AB中，上下开口的筒形管箱501至少有一组相对 的侧壁为平板，即无机高传热速率管的支持板，其上设有若干个规则 排列的并与无机高传热速率管502外径对应的通孔。管箱内设有与上 述两支持板平行的并将其分成互不相通的两个腔室的隔板503。空气 和烟气的流向是根据现场情况来确定。在附图中空气腔上端设空气出 口接管504，下端设空气入口接管505，烟气腔上端设烟气入口接管 506，下端设烟气出口接管507，在该接管上设带盖的清灰孔508。上 述隔板设有与两支持板上通孔排列方式及数目相对应的通孔，每个通 孔内各插有一根外管壁上设翅片509的无机高传热速率管，每根高传 热速率管与隔板之间均设有密封法兰510，如图5AC所示。
又在图5AB中，在支持板外设有将其上的通孔包容的并有活动盖 子的封头箱511。支承无机高传热速率管束的隔板及支持板下端各固 定在一根支承梁512上，其最好为工字钢型材，每根支承梁的两端分 别固定在支架513上。
为保证无机高传热速率管的正常运行，无机高传热速率管束要倾 斜安装，并且空气腔一侧要高于烟气腔一侧。当无机高传热速率管束 与支持板垂直时，整个箱体需向烟气腔一方倾斜，于是管箱内的无机 高传热速率管管束均与水平面呈一定夹角。
当位于空气腔支持板上的通孔高子与其对应的烟气腔支持板上的 通孔时，无机高传热速率管束自然向烟气腔一方倾斜，与水平面成一 定夹角。上述结构的预热器可单独使用，也可将两个预热器通过连管 514串联起来使用。另在图5AA和图5AB中，烟气腔中设有吹灰管 515，其位于烟气腔中的端顶封闭，管壁上设有若干吹气通孔，位于 烟气腔外的吹气管可与压缩空气管相连。最好在未设无机高传热速率 管的管箱壁上内设保温层516。
本发明的工作过程是：位于烟气腔内的无机高传热速率管束，它 们将烟气携带的热量回收后，由位于空气腔内的无机高传热速率管束 释放给空气，使之温度升高。
以上实施例的效果是：1.传热效率高，可使换热器体积缩小，仅是 列管式换热器体积的1/2-2/3；2.由于自身结构决定，清理烟灰容 易；3.空气与烟气对流而行，有利于延长设备的使用寿命。 实施例18
如图5BA-图5BB所示，其中图5BA为无机高传热速率焦化炉空 气预热器的外观图；图5BB为图5BA中的A-A剖视放大图；其涉 及本发明实施例二的一种安装在石油冶炼焦化炉排烟道上的空气预热 器，它是利用本发明之热传元件，使本实施例结构简单，使用寿命长， 又具有换热效率高的特点，它充分体现了高效节能的换热模式，从根 本上节省了能源。
对于焦化炉来说，为了提高炉子的热效率，节约能源，在焦化炉 的排烟道上设有热量回收装置，用于对冷空气加热。传统的热量回收 装置多采用烟一气列管式空气预热器，该装置只能回收烟气中的部分 余热，换热效率较差。另外烟一气列管式空气预热器的结构比较复杂， 使用一段时间后，换热管易腐蚀，不易更换，使用寿命短。
该实施例是这样实现的，其具有相互独立的空气流道和烟气流道， 贯穿所述烟气通道和空气通道设有一组并列并且相互平行的箱体，该 箱体由中间密封管板526分隔一端部与烟气流道相连，另一端部穿过 空气流道和烟气流道之间的隔离板并倾斜向上与空气流道的侧壁相 连，所述每个箱体内设有一束无机热传管，该无机热传管上套接有换 热翅片，无机热传管的两端部支承在箱体上的两侧端管板上，所述箱 体的中间密封板可使无机传热管穿过，其外周边与外壳内的隔离板 520密闭相连。
参见图5BA，本发明的实施例包括一个带有空气流道518和烟气 流道521的外壳523，外壳523内设有与外壳侧壁相连的隔离板520， 使空气流道518和烟气流道521互不相通，外壳523内设有一组并列 并且相互平行的箱体519，箱体519穿过隔离板520横跨两个流道 518、521的空腔内，其两端部分别与隔离板520相对的两个侧壁相 连，箱体519与空气流道侧壁相连端要高子框形联通箱的另一端，空 气流道518上的冷风进口517和热风出口522以及烟气流道上的热烟 气进口524和烟气出口525分别设有与引风机和排烟管相连接的端面 法兰。
参见图5BB，箱体519的纵方向上设有一束无机热传管，无机热 传管527上套有换热翅片528，它可将烟气中的热量吸收并传递到无 机热传管的另一端部，以便对冷空气进行充分的加热，所述无机热传 管的首尾两端分别支承在联通箱两侧竖立端板529上，每个箱体内设 有一块可使无机热传管527穿过的竖立密封管板526，密封管板的外 周与外壳内的隔离板520密闭相连，以确保空气流道与烟气流道互不 串气。
以上实施例与现有技术相比，其优点是：它利用烟气的废热来加 热进入炉内的助燃空气，它与烟-气列管式预热器相比，具有体积小， 换热效率高的特点，从根本上节省了能源。 实施例19
如图5CA-图5CC所示，其中，图5CA为无机高传热速率整体式 空气预热器的俯视局部剖视图；图5CB为无机高传热速率整体式空 气预热器的主视局部剖视图；图5CC为无机高传热速率管部分放大 示意图；其涉及本发明实施例三的一种利用烟气携带的热量使进入高 炉的空气预热的装置。
为了节省燃料，需对进入高炉的空气进行预热。通常是利用高炉 排出的高温烟气与冷空气进行热交换来实现空气预热的目的。
该实施例中的无机高传热速率整体式空气预热器是由两个单元组 成，每个单元为一个框形结构，中部由一带锥形孔的隔板将其分成上 下两个腔体。上腔为冷端，通过空气，下腔为热端，通过烟气。在图 5CA和图5CB中，左右开口的筒形管箱516′至少有一组相对的侧壁 为平板，即无机高传热速率管的支持板，其上设有若干个规则排列的 并与无机高传热速率管514′外径对应的通孔。管箱内设有与上述两支 持板平行的并将其分成互不相通的上下两个腔室。空气和烟气的流向 是根据现场情况来确定。在附图中空气腔左端设空气出口接管501′， 右端设空气入口接管508′，烟气腔右端设烟气入口接管504′，左端设 烟气出口接管507′，在该接管上设带盖的检修口503′。上述隔板设有 与两支持板上通孔排列方式及数目相对应的通孔，每个通孔内各插有 一根外管壁上设翅片509′的无机高传热速率管，每根高传热速率管与 隔板之间均设有密封法兰510′，如图5CC所示。
又在图5CB中，在支持板外设有将其上的通孔包容的并有活动盖 子的封头箱511′。支承无机高传热速率管束的隔板及支持板下端各固 定在一根支承梁，其最好为工字钢型材，每根支承梁的两端分别固定 在支架506′上。
为保证无机高传热速率管的正常运行，无机高传热速率管束空气 腔一侧要高于烟气腔一侧。上述结构的预热器可单独使用，也可将两 个预热器通过隔板513′串联起来使用。另在图5CA和图5CB中，烟 气腔中设有吹灰管515′，其位于烟气腔中的端顶封闭，管壁上设有若 干吹气通孔，位于烟气腔外的吹气管可与压缩空气管相连。最好在未 设无机高传热速率管的管箱壁上内设保温层512′。
该实施例的工作过程是：位于烟气腔内的无机高传热速率管束， 它们将烟气携带的热量回收后，由位于空气腔内的无机高传热速率管 束释放给空气，使之温度升高。
以上实施例与现有技术相比，其优点是：达到传热效率高，单位 传热面积大，可使换热器体积缩小，仅是列管式换热器体积的1/2- 2/3；由于自身结构决定，清理烟灰容易；空气与烟气对流而行，有 利于延长设备的使用寿命。 实施例20
如图5D所示，图5D为无机高传热速率卧式余热锅炉示意图，其 涉及本发明实施例四的一种利用化肥气系统排放的吹风气所携带的热 量发生蒸汽的装置。它采用本发明之热传元件，使上述的热量交换能 有效地进行。
在煤制合成氨造气系统生产过程中排放的吹风气温度较高，约400 -500℃，携带大量的显热。如将其直接排入大气，除含有大量的灰 尘外，还造成能源的浪费。如利用吹风气所携带的显热发生蒸汽，供 系统内部使用或外输，可有效地提高系统的热效率，降低能耗，减少 对环境的污染。
如图所示：设备主要由三部分构成：1)卧式放置的锅筒523′。锅 筒为圆筒型、两端焊有标准椭圆形封头的承压容器。容器上部设有汽 水出口522′，下部设有进水口524′：2)无机高传热速率元件520′。 锅筒壁上均匀焊接多排无机高传热速率元件，元件为一密闭的腔体， 内部充有无机传热工质。元件外表面一端用高频电阻焊焊有金属肋 片，以增加传热面积，元件另一端为光管，元件带肋片一侧为受热端， 安装在烟道箱内，将吸收的热量通过肋片和管壁传入管内，激发工质 工作。不带肋片的一侧为放热端，将工质在受热端吸收的热量通过管 壁传给锅筒内的汽水混合物并产生蒸汽；3)烟道箱518′，吹风气 走矩形烟道箱。
元件与锅筒壁焊接，烟道箱侧的管端由定位板519′支承，汽水侧 的管端为自由端，它们均可沿轴向自由伸缩。在工作温度发生变化时 不会在焊接处产主热应力，从而有效地避免了焊缝处热应力拉脱损 坏。
按无机高传热速率元件与水平方向的相对排布位置可分为二种结 构形式，即元件水平式(图5D)和元件垂直式。其共同的工作原理 如下：吹风气通道和汽。水混合物通道分为二个独立的箱体。吹风气 走矩形烟道箱518′，汽、水混合物走圆筒形承压箱体，即锅筒523′。 烟道箱上焊有吹风气进口517′和冷却后的气体出口521′。
在水平管式结构中，元件与容器焊接时其轴线与水平呈10-15° 角。受热端在下，放热端在上。这样排布元件有以下二个好处：1) 元件传热能力大；2)利于自清灰，延长设备操作周期。
在垂直管式结构中，元件与容器焊接时与水平面呈90°角。吹风气 侧在下方，锅筒在上这样排布使得设备整体外形规整，占地面积小， 烟气管线便于安装。
在该实施例中，还适用于一种带汽水分离器的无机高传热速率化 肥制成系统吹风气卧式作余热锅炉，其主要特点是，在锅筒上部加装 除沫器，使汽水完全分离，蒸汽由除沫器上的蒸汽出口排出，省却了 高位汽水分离器和循环管路。
以上实施例的优点在于，烟气通道可与设备横向或轴向；吹风气 侧焊有翅片一方面增大了传热面积；每排管的数量和排数可灵活调 整，适用于各种工况；由于水侧走管外，大大减小了流动阴力，而且 与传统余热锅炉相比不易结垢堵塞，结垢后易用化学方法清洗。同时， 蒸汽在管外加热不会由于热负荷过高而引起管内水击，损坏换热管； 即使传热元件一端损坏，也不会有泄露的危险；传热元件一端为自由 端，与锅筒焊接处无温差应力。
另外，以上结构还适用于上下行煤气，在煤制合成氨造气系统生 产过程中从造气炉中出来的上下行煤气带有一定的热量，其温度约在 260-320℃，如利用其所携带的显热发生蒸汽，供系统内部使用或 外输，可有效地提高系统的热效率，降低能耗。
其中，在图5D中的烟道箱518′改为上下行煤气走矩形烟道箱，该 上下行煤气通道和汽-水混合特通道分为二个独立的箱体，即上下行 煤气走矩形烟道箱518′，汽-水混合特走圆筒形承压箱体(即锅筒 523′)，烟道箱上焊有上下行煤气进口517′和冷却后的气体出口521′。 实施例21
如图5EA及图5EB所示，图5EA为无机高传热速率偏心型余热 锅炉示意图，图5EB为无机高传热速率对称型余热锅炉示意图，其 涉及一种利用化肥造气系统排放的吹风气所携带的热量发生蒸汽的装 置。
其中，该设备中吹风气通道与汽-水通道分为二个独立的箱体。 高温吹风气走矩形烟道箱528′，汽-水混合物走圆筒型承压箱体。烟 道箱上焊有高温吹风气进口531′和冷却后的吹风气出口527′。烟道箱 底部设有清灰口526′，以清除烟气内部分固体颗粒，避免灰尘积累。
锅筒为圆筒型、上、下两端焊有标准椭圆形封头的承压容器。容 器上部设有汽水出口532′，下部设有进水口535′。容器壁上均匀焊接 多排无机高传热速率元件529′。元件为一密闭的腔体，内部充有无机 传热工质。元件外表面一端用高频电阻焊焊有金属肋片，以增加传热 面积，元件一端为光管，元件带肋片一侧为放热端，安装在烟道箱内， 将吸收的热量通过肋片和管壁传入管内，激发工质工作。不带肋片的 一侧为放热端，将工质在受热端吸收的热量通过管壁传给锅筒内的汽 水混合物并产生蒸汽。
元件与锅筒壁焊接，烟道箱侧的管端由定位板530′支承，汽水侧 的管端为自由端，它们均可沿轴向自由伸缩，在工作温度发生变化时 不在焊接处产生热应力，从而有效地避免焊缝处热应力拉脱损坏。
元件与容器焊接时其轴线与水平呈10-15°角。受热端在下，放热 端在上。这样排布元件有以下二个好处：元件传热能力大；利于自清 灰，延长设备操作周期。
在以上所述的实施例中，还可设有一汽水分离器，其在结构设计 时，在锅筒的顶部加装除沫器，可使得蒸汽和水完全分离，省却了高 位汽水分离器和循环管路。
根据上述偏心型余热锅炉，该实施例还可以提供一种对称型余热 锅炉，如图5EB所示，设备中吹风气通道与锅筒分别为独立的箱体， 高温吹风气走左右对称的矩形烟道箱528′，汽-水混合物走锅筒 534′，烟道对称分布在汽水箱体两侧。每个烟道箱上均焊有高温吹风 气进口531′和冷却后的吹风气出口527′。烟道箱底部设有清灰口 526′，以清除烟气内部分固体颗粒，避免灰尘积累。
汽水混合物走的锅筒为圆筒形、上、下两端焊有标准椭圆形封头 的承压容器。锅筒上部设有汽水出口532′，下部设有进水口535′。在 锅筒壁上对称、均匀地焊接多排无机高传热速率元件529′。元件为一 密闭的腔体，内部充有无机传热工质。元件外表面一端用高频电阻焊 焊有金属肋片，以增加传热面积，元件另一端为光管。元件带肋片一 侧为受热端，安装在烟道箱内，吸收的热量通过肋片和管壁传入管内， 激发工质工作。不带肋片的一侧为放热端，将工质在受热端吸收的热 量通过管壁传给锅筒内的汽水混合物并产生蒸汽。
在该对称型锅炉中，其元件与容器焊接，烟道箱侧的管端由定位 板530′支承。
此结构可调节气体在烟道箱中的走向来适应不同的操作工况，如 气量较大时，可采用并联方式将气体分别通过左右对称的烟道箱 528′，气量较小时，可采用串联方式将气体依次通过左右对称的烟道 箱，以便烟气流速保持在一个适当的范围内。
另外，在该对称型余热锅炉上还可设有汽水分离器，其结构特点 是，在内筒中液位上部留有一定的气液分离空间，上部加装除沫器， 使汽液完全分离，蒸汽由蒸汽出口排出，省却了高位汽液分离器和循 环管路。
上述实施例中所述的偏心型或对称型，也可以用于上下行煤气， 即吹风气出口527′为煤气出口，吹风气进口531′为煤气进口，由此， 在煤制合成氨造气系统生产过程中从造气炉中出来的上下行煤气带有 一定的热量，其温度约在260-320℃，并利用其所携带的显热发生 蒸汽，供系统内部使用或外输，可有效地提高系统的热效率，降低能 耗。
同样，带有汽水分离器的上述偏心型或对称型余热锅炉，也适用 于上下行煤气，其原理同上。
以上该实施例的优点在于：单只元件长度大，降低了元件的制造 成本；气流分布均匀，不易产生沟流而影响换热；由于具有自清灰性， 设备不易结灰且清灰方便；由于水侧走管外，大大减小了流动阻力， 而且与传统余热锅炉相比不易结垢堵塞，结垢后易用化学方法清洗， 同时，蒸汽在管外加热不会由于热负荷过高而引起管内水击，损坏换 热管；即使传热元件一端损坏，也不会有泄露的危险；传热元件二端 均为自由端，与内筒体焊接处无温差应力。 实施例22
如图5IA，5JA，为一种无机高传热速率玻璃窑余热锅炉，其利用 在燃烧炉中燃烧产生的烟气在如玻璃窑炉及蓄热式空气预热器中换热 后所携带的显热来产生供燃油加热用的蒸汽。由于采用无机高传热速 率元件，使热量交换能高效地进行。可完全消除操作中由于温度波动 所产生的循环温差应力，且少量传热元件损坏时并不影响设备运行。 参见附图5IA，玻璃窑炉空气预热器流程简述如下：
在燃烧炉(538A、548A)中燃烧后的高温烟气经过玻璃窑炉(536A)、 蓄热式空气预热器(539A、547A)后仍携带一定的显热，因此在排入 烟囱(543A)之前，将烟气引入无机高传热速率余热锅炉中与水进行换 热并产生蒸汽，实现将烟囱进一步降温的目的。余热锅炉所产生的蒸 汽可用于加热进入燃烧炉中的燃油，代替现有的蒸汽锅炉，降低燃料 和人工的消耗。
在余热锅炉的锅筒上焊接若干只无机高传热速率元件。无机高传 热速率元件的一端(放热端)伸入锅筒内，另一端(吸热端)伸出锅筒外。 在无机高传热速率元件的吸热端上焊接许多螺旋肋片，用以增大吸热 端换热面积，强化吸热端换热效果。
高温烟气经无机高传热速率元件吸热端吸收其显热后，温度降低， 经烟囱排放。无机高传热速率元件将吸热端吸收的热量经工质传至放 热端。放热端插入余热锅筒的汽-水混合物内，并将吸热端吸收的热 量传给锅筒内的汽-水混合物，使其不断地产生蒸汽。
以下结合附图详细说明本实施例的结构和实施方式。
在附图5JA所示的无机高传热速率余热锅炉中，锅筒(551A)是用 低碳钢板焊制成的圆筒承压容器。圆筒两端焊有椭圆封头，锅筒底部 有进水口和进水分布器，锅筒顶部有蒸汽出口和除沫器。锅筒顶部留 有适当高度的汽-液分离空间，使汽-水分离，并经过除沫器除去蒸汽 中夹带的雾沫。
锅筒底部焊接若干只无机高传热速率元件，该元件内充有无机高 传热速率工质，可将(553A)吸热端的热量迅速地传到放热端。为增加 (553A)吸热端的换热面积，在吸热端用高频电阻焊焊有螺旋肋片。管 的吸热端插入高温烟气管箱中，管的放热端插入水-蒸汽混合液中， 通过管(553A)将烟气热量源源不断地传给水，产生蒸汽。
管(553A)中部与锅筒联接，既起密封作用又起固定作用。管的两 端悬臂，可自由伸缩，有效地消除了温差热应力。
元件自身构成密闭腔体，在操作过程中，即使元件一端产生机械 损坏，也不会使锅筒和烟箱之间产生泄露，仅降低了部分生产能力， 仍可使设备正常运行，所以设备连续操作周期较长。 实施例23
如图5IB，为一种无机高传热速率水泥窑蒸汽发生器，安装在水泥 窑的尾部，许多小水泥厂的烧成回转窑窑尾排出的废气温度在450～ 600℃左右，由于产量较小，废气量也比较少，一般均将回收的余热 产生蒸汽供生产工艺或生活使用，是一种以无机高传热速率元件为基 础的高效蒸汽发生器。
如图5IB所示，右侧是一圆筒上下有椭圆封头，可以承受压力， 左侧是废气通道，窑尾废气通过无机高传热速率元件与圆筒内的水进 行热交换，圆筒上装有液位控制系统，保证圆筒上部有足够的汽空间 用于水的蒸发。无机高传热速率元件与筒体焊接连接，确保两流体不 会相互泄漏。无机高传热速率元件的冷端(水、蒸汽侧)为光管，热端(烟 气侧)装有翅片可以强化传热，还可以调整翅片间距控制排烟温度。 无机高传热速率元件与圆筒体焊接，确保冷热流体不发生泄漏。 实施例24
如图5IC，为一种无机高传热速率水泥窑热水加热系统，安装在水 泥窑的尾部，其利用水泥窑窑尾废气中含有的大量热量，将其回收用 来预热空气或以余热锅炉形式产生蒸汽，也可以用来产生热水。采用 无机高传热速率元件，回收窑尾废气中的热量产生热水供生产和生活 使用。
如图5IC所示，左侧为烟气通道，右侧圆筒体用来盛满水，烟气 从通道中流过，通过无机高传热速率元件将水加热，从筒体下部进水 口530C不断补充冷水，便可连续得到热水。无机高传热速率元件531C 的烟气侧有翅片，插入水中的一端为光管。通过调整传热元件的根数 和翅片间距可以控制出水温度，还可以控制烟气出口温度、控制壁温 避免露点腐蚀。无机高传热速率元件与筒壁焊接，保证两液体不会相 互泄漏。 实施例25
如图5ID，为一种无机高传热速率陶瓷窑炉空气干燥加热器，在陶 瓷的生产过程中，无论窑炉是连续式的(隧道窑)还是间隙式的(倒焰 窑)，热效率都比较较低，除了燃烧损失、散热损失等原因外，重要 的一点就是排烟损失。一方面窑炉排烟带走大量余热，另一方面由于 坯件入窑前需要预热烘干，还要另外建造烘干窑或锅炉产生热风和蒸 汽以满足烘干坯件的要求。浪费了能源，增加了环境污染。
无机高传热速率陶瓷窑炉空气干燥加热器可以解决以上问题，无 机高传热速率陶瓷窑炉空气干燥加热器安装于窑炉尾部，回收窑炉余 热用以加热空气作为烘干坯件的热源，从而节省了能源。
如图5ID所示，无机高传热速率陶瓷窑炉空气干燥加热器分为相 互独立的两个通道，分别流通烟气和空气，冷热流体通过无机高传热 速率元件531D进行热量交换，无机高传热速率元件由两块管板532D， 533D固定，高传热速率元件与管板之间有密封法兰可以有效密封。 无机高传热速率元件的冷端和热端装有翅片，通过分别调整冷、热端 的翅片间距和传热元件根数，得到合理的冷、热端换热面积比，可以 控制排烟温度和热空气温度。有效地避免露点腐蚀。加热器可以倾斜 放置，单根无机高传热速率元件损坏不影响设备运行，不会引起冷热 流体混合，无机高传热速率元件更换也很简便。 实施例26
如图5IE，5JE，5KE，为一种无机高传热速率轮船余热锅炉，其 利用轮船轮机排出的高温烟气携带的热量加热锅炉内的水，使其产生 热水或蒸汽，供船上取暖或它用。从而达到节约能源的目的。由于采 用无机高传热速率技术，使热量交换能高效率地运行。
现有的轮船有的没有余热回收装置。而有余热回收装置的也多为 水管或火管式余热锅炉，它的缺点是锅炉复杂，焊缝多；锅筒内水的 沸腾及循环过程不稳定；烟侧放热系数低，管内不能加装翅片，传热 强度低；启动时间长，停炉热损失大。另外积存在管内的水垢也不易 清除。
本实施例是一种冷却效率高、体积小、垢易清除的余热回收装置。 其要点是利用无机热工质进行热量交换。其结构大致如图5IE，5JE 所示(5IE为立式、5JE为卧式)。
如图所示，方形管箱内排列着成组平行管排，即无机高传热速率 管管排(558E)，在支撑板上设有若干个规则排列的并与相连的无机高 传热速率管通孔。水和烟气的流向是根据现场情况来确定。在图5IE 中烟气的流动方向为上、下方向，在图5JE中烟气的流动方向为左、 右方向。根据轮船燃油的燃烧特性知通常余热锅炉容易积灰，所以设 有清灰孔(图5IE中538E、图5JE中560E)。
水侧换热在管外进行，可以防止普通水管管内结垢堵管的现象。 为便于检修换热管和筒体的结构情况，在筒体上设有人孔(图5IE中 546E、图5JE中555E)。为防止蒸汽带水，特在筒体的顶部安装高效 丝网除沫器，提高蒸汽品质。
为保证无机高传热速率管的正常运行，无机高传热速率管束要倾 斜安装，并且被预热的水腔中的端顶封闭，如图5KE所示。
其工作过程是：位于烟气腔内的无机高传热速率管束将烟气携带 的热量回收后，由位于锅筒内的无机高传热速率管束释放给水，使之 温度升高，达到换热目的。 实施例27
如图5IF，JF，为一种无机高传热速率汽车废气采暖器，其利用汽 车发动机排出的高温尾气携带的热量加热无机高传热速率管，无机高 传热速率管布置于汽车内部，通过加热汽车内部的空气从而达到取暖 的目的。由于采用无机高传热速率技术，使热量交换能高效率地进行， 适用于长途客运的汽车内部取暖，尤其适用于北方冬季长途客运汽车 的内部取暖。无机高传热速率汽车废气采暖器不仅可以作到节约能源 的目的，而且起到废物应用，保护环境的作用。
其要点是利用无机热工质进行热量交换。结构大致如图5IF所示：
如图所示，536F直接接在汽车尾气排放管，采用法兰连接形式连 接汽车尾气排放管和无机高传热速率汽车废气采暖器，而图5IF中所 示的法兰之间的翅片管即无机高传热速率翅片管，可以安装在公汽内 部通道地板上，同时焊接一多孔的保护壳体，或采用多根细钢筋弯成 门形焊接在通道地板上。如图5JF所示。
从汽车废气采暖器出来的废气可以从540F排入大气中。
其工作过程是：汽车尾气温度较高，通入无机高传热速率汽车废 气采暖器中，使无机高传热速率翅片管温度升高，并与汽车内空气产 生热交换，从而达到取暖的作用。 实施例28
如图5IG，5JG，为一种无机高传热速率远洋船舰用海水淡化器， 其利用轮船轮机排出的高温烟气携带的热量加热锅炉内的海水，使其 产生蒸汽，并通过冷凝得到淡水供远洋船舰用。从而达到节约能源及 海水淡化的目的。由于采用无机高传热速率技术，使热量交换能高效 率地进行。
现有的轮船的海水淡化器多为水和或火管式余热锅炉，它的缺点 是结构复杂，焊缝多：锅筒内水的沸腾及循环过程不稳定；烟侧放热 系数低，管内不能加装翅片传热强度低；启动时间长，停炉热损失大。 另外积存在管内的水垢及盐份不易清除。
本实施例是一种冷却效率高、体积小、垢及大量盐分易清除的余 热回收装置。
其要点是利用无机热工质进行热量交换。结构大致如图5IG所示。
如图所示，方形管箱内排列着成组平行的管排，即无机高传热速 率管管排(544G)，在支撑板上设在若干个规则排列的并与相连的无机 高传热速率管通孔。海水和烟气的流向是根据现场情况来确定。烟气 的流动方向为左、右方向。根据轮船燃油的燃烧特性知通常余热锅炉 容易积灰，所以设有清灰孔(546G)。
海水侧换热在管外进行，可以防止普通水管管内结垢堵管的现象。 海水蒸发后，留下大量盐份及污垢，其清理极为重要。为便于清理筒 体内的污垢、盐份筒体左右两侧设有锥形清理孔(541G)，可定期对筒 体进行清理，以保证海水淡化器正常运行。
为保证无机高传热速率管的正常运行，无机高传热速率管束要倾 斜安装，并且被预热的水腔中的端顶封闭，如图5JG所示。
其工作过程是：位于烟气腔内的无机高传热速率管束将烟气携带 的热量回收后，由位于锅筒内的无机高传热速率管束释放给海水，使 之温度升高，达到换热目的。 实施例29
如图5IH，为一种无机高传热速率上下行煤气立式对称型余热锅炉 (带汽水分离器)，其利用化肥造气系统中上下行煤气所携带的热量产 生蒸汽。由于采用无机高传热速率技术，使上述的热量交换能有效地 进行。
在煤制合成氨造气系统生产过程中从造气炉中出来的上下行煤气 带有一定的热量，其温度约在260-320℃，如利用其所携带的显热 产生蒸汽，供系统内部使用或外输，可有效地提高系统的热效率，降 低能耗。结构设计时，在锅筒的顶部加装除沫器，可使得蒸汽和水充 完全分离，省却了高位汽水分离器和循环管路，使操作更加安全可靠。
化肥厂造气系统现有的余热锅炉多采用列管或束节式余热锅炉。 它们的缺点是设备体积大、设备积灰严重且积灰后不易清除、烟气阻 力大。操作时温度波动使换热管与管板间产生较大的温差应力，易在 管端焊缝处引起拉脱或局部裂纹、开裂。而一旦产生局部开裂或泄露， 则设备必须停车检修。
本实施例是一种换热效率高、设备体积小、清灰方便，不会由于 温差应力引起管端拉脱的余热锅炉。其要点是利用无机高传热速率元 件进行热量交换。如图5IH所示：设备中煤气通道与锅筒分别为独 立的箱体。高温煤气走左右对称和矩形烟道箱(538H、545H)，汽-水 混合物走锅筒(540H)，烟道对称分布在汽水箱体两侧。每个烟道箱上 均焊有高温煤气进口(541H、543H)冷却后的煤气出口(537H、547H)。 烟道箱底部设有清灰口(536H、548H)，以清除烟气内部分固体颗粒， 避免灰尘积累。
汽水混合物走的锅筒为圆筒形、上、下两端焊有标准椭圆形封的 承压容器。锅筒上部设有蒸汽出口(542H)，下部设有进水口(549H)。 在锅筒壁上对称、均匀地焊接多排无机高传热速率元件(539H)。元件 为一密闭的腔体，内部充有无机传热工质。元件外表面一端用高频电 阻焊焊有金属肋片，以增加传热面积，元件另一端为光管。元件带肋 片一侧为受热端，安装在烟道箱内，吸收的热量通过肋片和管壁传入 管内，激发工质工作。不带肋片的一侧为放热端，将工质在受热端吸 收的热量通过管壁传给锅筒内的汽水混合物并产生蒸汽。
元件与容器焊接，烟道箱侧的管端由定位板(546H)支承，汽水侧 的管端为自由端，它们均可沿轴向自由伸缩，在工作温度发生变化时 不会在焊接处产生热应力，从而有效地避免了焊缝处热应力拉脱损 坏。
元件与容器焊接时其轴线与水平呈10-15℃角。受热端在下，放热 端在上。这样排布元件有以下二个好处：1)元件传热能力大；2)利于 自清灰，延长设备操作周期。
此结构可调节气体在烟道箱中的走向来适应不同的操作工况，如 气量较大时，可采用并联方式将气体分别通过左右对称的烟道箱 (538H、544H)，气量较小时，可采用串联方式将气体依次通过左右 对称的烟道箱，以使烟气流速保持在一个适当的范围内。
其突出特点是在内筒中液位上部留有一定高度汽液分离的空间， 上部加装除沫器(544H)，使汽液完全分离，蒸汽由蒸汽出口(542H)排 出，省却了高位汽液分离器的循环管路。 实施例30
如图5II，5JI，为一种无机高传热速率卧式余热锅炉，其利用高温 气体携带的热量产生蒸汽。由于采用无机高传热速率技术，使热量交 换能有效地进行。
生产过程中某些高温气体含有灰尘、油污及各种有害气体，需将 它们冷却后，才能进行除尘、脱油及气体分离等操作。利用高温气体 所携带的显热产生蒸汽，供系统内部使用或外输，可有效地提高系统 的热效率，降低能耗，减少对环境的污染。
现有余热锅炉多采用火管或水管式锅炉。它们的缺点是设备体积 大、设备积灰严重且积灰后不易清除。烟气阻力大。操作时温度波动 使换热管与管板间产生较大的温差应力，易在管端焊缝处引起拉脱或 局部裂纹、开裂。而一旦发生局部开裂或泄露，则设备必须停车检修。
本实施例是一种换热效率高、设备体积小、清灰方便，不会由于 温差应力引起管端拉脱的余热锅炉，其要点是利用无机高传热速率元 件进行热量交换。如图所示：设备主要由三部分构成：1)卧式放置 的锅筒(542I)。锅筒为圆筒型、两端焊有标准椭圆形封头的承压容 器。容器上部设有汽水出口(541I)，下部设有进水口(543I)；2) 无机高传热速率元件(539I)。锅筒壁上均匀焊接多排无机高传热速 率元件，元件为一密闭的腔体，内部充有无机传热工质。元件外表面 一端用高频电阻焊焊有金属肋片，以增加传热面积，元件另一端为光 管。元件带肋片一侧为受热端，安装在烟道箱内，将吸收的热量通过 肋片和管壁传入管内，激发工质工作。不带肋片的一侧为放热端，将 工质在受热端吸收的热量通过管壁传给锅筒内的汽水混合物并产生蒸 汽；3)烟道箱(537I)，高温气体走矩形烟道箱。
元件与锅筒壁焊接，烟道箱侧的管端由定位板(538I)支承，汽水 侧的管端为自由端，它们均可沿轴向自由伸缩。在工作温度产生变化 时不会在焊接处产生热应力，从而有效地避免了焊缝处热应力拉脱损 坏。
按无机高传热速率元件与水平方向的相对排布位置可分为二种结 构形式，即元件水平式(图5II)和元件垂直式(图5JI)。其共同的 工作原理如下：高温气体通道和汽-水混合物通道分为二个独立的箱 体。高温气体走矩形烟道箱(537I)，汽。水混合物走圆筒形承压箱 体，即锅筒(542I)。烟道箱上焊有高温气体进口(536I)和冷却后 的气体出口(540I)。
在水平管式结构中，元件与容器焊接时其轴线与水平呈10-15° 角。受热端在下，放热端在上。这样排布元件有以下二个好处：1) 元件传热能力大；  2)利于自清灰，延长设备操作周期
在垂直管式结构中，元件与容器焊接时与水平面呈90°角。烟气侧 在下方，锅筒在上方。这样排布使得设备整体外形规整，占地面积小， 烟气管线便于安装。 实施例31
如图5IJ，为一种无机高传热速率偏心型余热锅炉，其利用高温气 体携带的热量产生蒸汽。由于采用无机高传热速率技术，使上述的热 量交换能有效地进行。
生产过程中某些高温气体含有灰尘。油污及各种有害气体，需将 它们冷却后，才能进行除尘、脱油及气体分离等操作。利用高温气体 所携带的显热产生蒸汽，供系统内部使用或外输，可有效地提高系统 的热效率，降低能耗，减少对环境的污染。
现有余热锅炉多采用火管或水管式锅炉。它们的缺点是设备体积 大。设备积灰严重且积灰后不易清除、烟气阻力大。操作时温度波动 使换热管与管板间产生较大的温差应力，易在管端焊缝处引起拉脱或 局部裂纹。开裂。而一旦发生局部开裂或泄露，则设备必须停车检修。
本实施例是一种换热效率高、设备体积小。清灰方便，不会由于 温差应力引起管端拉脱的余热锅炉。其要点是利用无机高传热速率元 件进行热量交换。如图5IJ所示：设备中气体通道与汽-水通道分为 二个独立的箱体。高温气体走矩形烟道箱(538J)，汽-水混合物走 圆筒型承压箱体(544J)。烟道箱上焊有高温气体进口(541J)和冷 却后的气体出口(537J)。烟道箱底部设有清灰口(536J)，以清除烟 气内部分固体颗粒，避免灰尘积累。
锅筒为圆筒型、上、下两端焊有标准椭圆形封头的承压容器。容 器上部设有汽水出口(542J)，下部设有进水口(545J)。容器壁上均 匀焊接多排无机高传热速率元件(539J)。元件为一密闭的腔体，内 部充有无机传热工质。元件外表面一端用高频电阻焊焊有金属肋片， 以增加传热面积，元件另一端为光管，元件带肋片一侧为受热端，安 装在烟道箱内，将吸收的热量通过肋片和管壁传入管内，激发工质工 作。不带肋片的一侧为放热端，将工质在受热端吸收的热量通过管壁 传给锅筒内的汽水混合物并产生蒸汽。
元件与锅筒壁焊接，烟道箱侧的管端由定位板(540J)支承，汽 水侧的管端为自由端，它们均可沿轴向自由伸缩，在工作温度发生变 化时不会在焊接处产生热应力，从而有效地避免了焊缝处热应力拉脱 损坏。
元件与容器焊接时其轴线与水平呈10-15°角。受热端在下，放热 端在上。这样排布元件有以下二个好处：1)元件传热能力大；2) 利于自清灰，延长设备操作周期。 实施例32
如图5IK，为一种无机高传热速率对称型余热锅炉，其利用高温气 体携带的热量产生蒸汽。由于采用无机高传热速率技术，使上述的热 量交换能有效地进行。
生产过程中某些高温气体含有灰尘，油污及各种有害气体，需将 它们冷却后，才能进行除尘、脱油及气体分离等操作。利用高温气体 所携带的显热产生蒸汽，供系统内部使用或外输，可有效地提高系统 的热效率，降低能耗，减少对环境的污染。
现有余热锅炉多采用火管或水管式锅炉。它们的缺点是设备体积 大、设备积灰严重且积灰后不易清除。烟气阻力大。操作时温度波动 使换热管与管板间产生较大的温差应力，易在管端焊缝处引起拉脱或 局部裂纹。开裂。而一旦发生局部开裂或泄露，则设备必须停车检修。
本实施例是一种换热效率高。设备体积小、清灰方便，不会由于 温差应力引起管端拉脱的余热锅炉，其要点是利用无机高传热速率元 件进行热量交换。如图5IK所示：设备中气体通道与锅筒分别为独 立的箱体。高温气体走左右对称的矩形烟道箱(538K、544K)，汽- 水混合物走锅筒(540K)，烟道对称分布在汽水箱体两侧。每个烟道 箱上均焊有高温气体进口(541K、543K)和冷却后的气体出口(537K、 546K)。烟道箱底部设有清灰口(536K、547K)，以清除烟气内部分 固体颗粒，避免灰尘积累。
汽水混合物走的锅筒为圆筒形。上、下两端焊有标准椭圆形封头 的承压容器。锅筒上部设有汽水出口(542K)，下部设有进水口 (548K)。在锅筒壁上对称，均匀地焊接多排无机高传热速率元件 (539K)。元件为一密闭的腔体，内部充有无机传热工质。元件外表 面一端用高频电阻焊焊有金属肋片，以增加传热面积，元件另一端为 光管。元件带肋片一侧为受热端，安装在烟道箱内，吸收的热量通过 肋片和管壁传入管内，激发工质工作。不带肋片的一侧为放热端，将 工质在受热端吸收的热量通过管壁传给锅筒内的汽水混合物并产生蒸 汽。
元件与容器焊接，烟道箱侧的管端由定位板(545K)支承，汽水 侧的管端为自由端，它们均可沿轴向自由伸缩，在工作温度发生变化 时不会在焊接处产生热应力，从而有效地避免了焊缝处热应力拉脱损 坏。
元件与容器焊接时其轴线与水平呈10-15°角。受热端在下，放热 端在上。这样排布元件有以下二个好处：1)元件传热能力大：2) 利于自清灰，延长设备操作周期。
当气量较大时，可采用并联方式通过左右对称的烟道箱(538K、 544K)，当气量较小时，可采用串联方式依次通过左右对称的烟道， 可根据具体工况作适当调节。 实施例33
如图5IL，为一种无机高传热速率电力锅炉空气预热器，安装在电 站锅炉尾部烟道上，由于利用无机高传热速率技术，使结构简单，使 用寿命长，换热效率高，有效的节约了能源。
电站锅炉空气预热器是提高锅炉热效率，提高燃料的燃烧温度， 改善燃烧过程必不可少的设备，多采用列管式空气预热器，但此类空 气预热器的体积较大，使用温度不高，换热管易腐蚀，且不易更换， 使用寿命短。
本实施例利用无机高传热速率技术，提供一种结构简单、体积小、 传热效率高、使用寿命长的安装在电站锅炉烟道上的空气预热器。
本实施例的无机高传热速率电站锅炉空气预热器，采用箱体结构， 布置在电站锅炉的尾部，它具有相互独立的空气通道和烟气通道，两 通道之间由中间管板539L分隔。中间管板539L上穿有焊有翅片的 无机高传热速率管束537L，无机高传热速率管537L的两端分别支承 在箱体上的烟气侧管板538L和空气侧管板542L上，每个箱体的三 个管板均支承横梁上。
参见图5IL，从图中可以看出，本实施例包括无机高传热速率管束 537L、烟气侧管板538L、空气侧管板542L。中间管板539L以及管 箱门543L。整个管箱呈倾斜布置，烟气侧管板538L在下，空气侧管 板542L在上。整个管箱与锅炉尾部的烟风道完全相连，空气和烟气 分别走各自的通道。无机高传热速率管束537L被中间管板4分为两 段，一端为加热端，位于烟气侧，一端为放热端，位于空气侧。无机 高传热速率束537L为错列布置。根据设计需要，无机高传热速率管 537L的两端均可以有翅片，或一端有翅片另一端为光管。空气入口 544L、空气出口541L、烟气入口540L和烟气出口536L分别设有与 引风机和排烟管相连接的端面法兰。 实施例34
如图5IM，5JM，5KM，为一种无机高传热速率电站锅炉燃油加热 系统，其利用烟气携带的热量加热电站锅炉燃烧用油，便燃料油的温 度得到提高，提高雾化效果，提高热效率，从而达到节约能源的目的。 由于采用无机高传热速率技术，使上述的热量交换能高效率地进行。 是一种热效率高、体积小、油垢易清除的燃油加热系统。
在图5IM中，前后开口的方形烟道内有成组平行的管排，即无机 高传热速率管管排(图5KM)，在支撑板539M上设有若干个规则排 列的并与相连的无机高传热速率管。燃油和烟气的流向是根据现场情 况来确定。在附图中燃油的流向与烟气的流向呈逆向，利于换热。烟 气箱体内的无机高传热速率管排与锅筒内的无机高传热速率管排相 连。并且数量相等。
主要换热面采用无机高传热速率元件538M。无机高传热速率燃油 加热系统采用卧式布置方式。将无机高传热速率燃油加热系统布置在 烟风道之上，从而减少了安装空间。因受烟风道尺寸的限制，传热元 件选择竖直排列。燃油换热在管外进行，可以防止原油管内结垢堵管 的现象。为便于检修换热管和筒体的结垢情况，在筒体的前、后分别 设有人孔540M。
无机高传热速率燃油加热系统热锅炉烟气前进后出，在烟气进出 口与无机高传热速率燃油加热系统相连接处采用耐火材料和保温材料 加以密封，以解决到烟道箱密封的问题。根据锅炉烟气中粉尘较多的 特点，为防止积灰、低温段结露腐蚀和堵灰，在烟道上距筒体前后约 2米处应各布置1个400×500的检修孔，利于清灰除垢、检修。
为保证无机高传热速率管的正常运行，无机高传热速率管束要倾 斜或垂直安装，并且被预热的一侧要高于烟气腔一侧。另在图5IM 和图5JM中，烟气腔中设有吹灰管，其位于腔中的端顶封闭，管壁 上设有若干吹气通孔，位于烟气腔外的吹气管可与压缩空气管相连。 最好在未设无机高传热速率管的管箱壁上内设保温层。
其工作过程是：位于烟气腔内的无机高传热速率管束，它们将烟 气携带的热量回收后，由位于锅筒内的无机高传热速率管束释放给原 油，使之温度升高，达到换热的目的。 实施例35
如图5IN，5JN，5KN，为一种无机高传热速率电站锅炉给水加热 器，其利用烟气携带的热量加热锅炉的给水，使其产生热水，提高锅 炉的热效率，从而达到节约能源的目的。由于采用无机高传热速率技 术，使热量交换能高效率地进行。
现有的利用余热的锅炉给水加热器基本上是水管或火管式，它的 缺点是结构复杂，焊缝多；锅筒内水的沸腾及循环过程不稳定；烟侧 放热系数低，管内不能加装翅片，传热强度低；启动时间长，停炉热 损失大。另外积存在管内的水垢也不易清除。
本实施例是一种热效率高、体积小、垢易清除的余热锅炉。
在图5IN中，前后开口的方形烟道内有成组平行的管排。即无机 高传热速率管管排(图5KN)，在支撑板539N上设有若干个规则排 列的并与相连的无机高传热速率管。给水和烟气的流向是根据现场情 况来确定。在附图中给水的流向与烟气的流向呈逆向，利于换热。烟 气箱体内的无机高传热速率管排与锅筒内的无机高传热速率管排相 连。并且数量相等。
主要换热面采用无机高传热速率元件538N，无机高传热速率给水 加热器采用卧式布置方式。将无机高传热速率给水加热器布置在烟风 道之上，从而减少了安装空间。因受烟风道尺寸的限制，传热元件选 择竖直排列。水侧换热在管外进行，可以防止给水管内结垢堵管的现 象。为便于检修换热管和筒体的结垢情况，在筒体的前、后分别设有 人孔540N。
无机高传热速率给水加热器烟气前进后出，在烟气进出口与无机 高传热速率给水加热器相连接处采用耐火材料和保温材料加以密封， 以解决到烟道箱密封的问题。根据锅炉烟气中粉尘较多的特点，为防 止积灰、低温段结露腐蚀和堵灰，在烟道上距筒体前后约2米处应各 布置1个400×500的检修孔，利于清灰、除垢、检修。
为保证无机高传热速率管的正常运行，无机高传热速率管束要倾 斜或垂直安装，并且被预热的一侧要高于烟气腔一侧。另在图5IN 和图5JN中，烟气腔中设有吹灰管，其位于腔中的端顶封闭，管壁 上设有若干吹气通孔，位于烟气腔外的吹气管可与压缩空气管相连。 最好在未设无机高传热速率管的管箱壁上内设保温层。
其工作过程是：位于烟气腔内的无机高传热速率管束，它们将烟 气携带的热量回收后，由位于锅筒内的无机高传热速率管束释放给 水，使之温度升高，达到换热的目的。
本实施例的装置传热效率高，可使换热企体积缩小，仅是管壳式 加热系统体积的1/2-2/3；由于自身结构决定，清理烟灰容易；结构 简单；除一个锅筒和热管管束外，无其他部件(如联箱)；容积大，利 于换热，有利于延长设备的使用寿命；整体强度性能好。 实施例36
本发明的无机高传热速率介质可用于制造高传热速率管，并将该 高传热速率管应用于炉灶余热回收的装置。如图5QA所示，其为使 用本发明的无机高传热速率炉灶余热热水器575，该热水器包括回水 管571、主水管572、出水管573、无机高传热速率管574。
无机高传热速率管574穿过主水管572并与其中心线成45°倾角焊 接，使用时热水器575座在炉灶上，出水管573、回水管571分别与 循环水系统相连接，如图5QB的炉灶余热热水器的加热系统所示， 箭头所示为水流方向。
本发明的无机高传热速率余热热水器的工作过程是；当使用炉灶 时，炉灶的余热被无机高传热速率管吸收并释放给主水管中的水，主 水管中水温升高后，依靠温差循环，系统中水罐575’的冷水不断补 充到主水管中，循环系统最终被加热。本发明的该余热热水器不仅热 阻小，热效率高，而且结构简单，易操作。 实施例37
根据本发明的无机高传热速率管可用于图5QC所示的煤气预热器 中。在图5QC中，前后开口的筒形煤气管箱571’和烟气管箱573’ 内有成组平行的管排，即无机高传热速率管管排，其上设有若干个规 则排列的并与上下集箱管相连的无机高传热速率管。煤气和烟气的流 向是根据现场情况来确定。实例中煤气的流向与烟气的流向呈逆向， 利于换热。烟气箱体内的无机热传管排与煤气箱体的无机热传管排相 连。并且，烟气箱体的无机热传管排的数量与煤气箱体内的无机热传 管排的数量相等。在每个箱体上设带盖的清灰孔。
为保证无机高传热速率管的正常运行，无机高传热速率管束要垂 直安装，并且被预热的煤气管箱一侧要高于烟气管箱一侧，通过上升 管572’与下降管576’相连。另外，烟气、煤气管箱中设有吹风管， 其位于管箱中的端顶封闭，管壁上设有若干吹气通孔，位于烟气、煤 气管箱外的吹气管可与压缩空气或高压蒸汽管相连。最好在未设无机 高传热速率管的管箱壁上内设保温层。吹灰器574’设置在烟气管箱 573’上。
无机热传高炉分离式煤气预热器可以实现相距较远的两流体间的 换热。把加热段和冷却段分别布置在工艺流程需要的位置，只增加几 根直径较小的连管，即可避免大流量气体的迁移。加热、冷却部分相 间的距离可达数十米乃至上百米之遥。这一点对常规的余热回收装置 往往无法实现。
本发明的煤气预热器的工作过程是：位于烟气管箱内的无机高传 热速率管束，它们将烟气携带的热量回收后，由位于煤气管箱内的无 机高传热速率管束释放给煤气，使之温度升高，达到换热的目的。 实施例38
图5QD是包含本发明的无机高传热速率元件的双气预热器的示意 的主视图。在图5QD中，前后开口的筒形空气管箱571”、煤气 管箱572”、烟气管箱573”内有成组平行的管排，即无机高传 热速率管管排，其上设有若干个规则排列的并与上下集箱管相连的无 机高传热速率管。空气、煤气和烟气的流向是根据现场情况来确定。 在实例中空气、煤气的流向与烟气的流向呈逆向，利于换热它们通过 上升管575”和下降管576”相连，吹灰器574”设置在烟气 管箱573”上。烟气管箱573”内的无机热传管排分左右两个单 元。每个单元分别与空气管箱571”和煤气管箱572”内的无机 热传管排相连。并且，烟气管箱573”的每个单元的无机热传管排 的数量分别与空气管箱571”和煤气管箱572”内的无机热传管 排的数量相等。在每个管箱上设带盖的清灰孔。
为保证无机高传热速率管的正常运行，无机高传热速率管束要垂 直安装，并且被预热的煤气、空气管箱一侧要高于烟气管箱一侧。最 好在未设无机高传热速率管的管箱壁上内设保温层。
这种无机热传高炉分离式双预热器可以实现相距较远的两流体间 的换热。把加热段和冷却段分别布置在工艺流程需要的位置，只增加 几根直径较小的连管，即可避免大流星气体的迁移。加热、冷却部分 相间的距离可达数十米乃至上百米之遥。这一点对常规的余热回收装 置往往无法实现。
本发明的无机高传热速率元件的双气预热器的工作过程是：位于 烟气管箱内的无机高传热速率管束将烟气携带的热量回收后，由位于 空气、煤气管箱内的无机高传热速率管束释放给空气与煤气，使之温 度升高，达到换热的目的。
本发明的无机高传热速率元件的双气预热器传热效率高，可使换 热器体积缩小；清理烟灰容易；结构简单；设备寿命长；解决了烟气 与煤气之间因管壁腐蚀而存在隐患。 实施例39
图5RA是包含本发明的无机高传热速率元件的金属镁厂余热锅炉 的示意图，其可用于金属镁厂回转窑。其利用烟气携带的热量加热锅 炉内的水。在图5RA中，前后开口的方形烟道箱577内有成组平行 的管排，即无机高传热速率管管排578，高传热速率管管排578包括 无机高传热速率管、在高传热速率管外的套管和翅片。在支撑板上设 有若干个规则排列的并与相连的无机高传热速率管通孔。水和烟气的 流向是根据现场情况来确定。在实例中，余热锅炉的烟气前进后出， 在烟气进出口处设置膨胀环，以解决烟道箱受热膨胀的问题。根据锅 炉烟气中粉尘较多的特点，为防止积灰、低温段结露腐蚀和堵灰，在 烟气流向换热管中分两段布置。并在烟道箱的上部布置的人孔，下部 布置清灰孔579，利于清风除垢、检修。
水的流向与烟气的流向呈逆向，利于换热。烟道箱内的无机热传 管排与锅筒内的无机热传管排相连。并且，烟道箱的无机热传管排的 数量与锅筒内的无机热传管排的数量相等。
水侧换热在管外进行，可以防止普通水管管内结垢堵管的现象。 为便于检修换热管和筒体的结垢情况，在筒体的顶部和后部分别设有 人孔。为防止蒸汽带水，特在筒体的顶部安装高效丝网除沫器，提高 蒸汽品质，其缺点是丝网眼易堵，放在其上设有一法兰式人孔，以利 于清理检修高效丝网除沫器。
为保证无机高传热速率管的正常运行，无机高传热速率管束要倾 斜安装，并且被预热的水腔一侧要高于烟气腔一侧。烟气腔中设有吹 灰管，其位于腔中的端顶封闭，管壁上设有若干吹气通孔，位于烟气 腔外的吹气管可与压缩空气管相连。最好在未设无机高传热速率管的 管箱壁上内设保温层。
本发明的工作过程是：位于烟气腔内的无机高传热速率管束，它 们将烟气携带的热量回收后，由位于锅筒内的无机高传热速率管束释 放给水，使之温度升高，达到换热的目的。
上述余热锅炉传热效率高，可使换热器体积缩小，仅是管壳式余 热锅炉体积的1/2-2/3；由于自身结构决定；清理烟灰容易；结构简 单；除一个汽包和热管管束外，无其它部件；水容积大，利于水蒸气 的产生，有利于延长设备的使用寿命；余热锅炉的整体强度性能好。 实施例40
本实施例公开又一包含本发明的无机高传热速率元件的金属镁厂 余热锅炉，如图5RB所示，其可用于金属镁厂还原炉。在图5RB中， 前后开口的方形烟道内有成组平行的管排，即无机高传热速率管管排 577’，其可以采用前述实施例所述的样式，在支撑板578’上设有 若干个规则排列的并与相连的无机高传热速率管。水工质和烟气的流 向是根据现场情况来确定。在附图中水工质的流向与烟气的流向呈逆 向，利于换热。烟道内的无机热传管排与锅筒内的无机热传管排相连。 并且，烟道的无机热传管排的数量与锅筒内的无机热传管排的数量相 等。
主要换热面采用本发明的无机热传管，该无机热传余热锅炉采用 卧式布置方式。将无机热传余热锅炉布置在烟道之上，从而减少了安 装空间。因受烟风道尺寸的限制，传热元件选择竖直排列。水侧换热 在管外进行，可以防止普通水管管内结垢堵管的现象。在筒体内部的 蒸发段和对流段之间加一隔板，将对流段和蒸发段分成两个相对独立 的空间。为便于检修换热管和筒体的结垢情况，在筒体的顶部和前后 分别设有人孔。为防止蒸汽带水，特在筒体的顶部安装高效丝网除沫 器，提高蒸汽品质，其缺点是丝网眼易堵，故在其上设有一法兰式人 孔，以利于清理检修高效丝网除沫器。
余热锅炉烟气前进后出，在烟气进出口与余热锅炉相连接处采用 耐火材料和保温材料加以密封，从解决到烟道箱密封的问题。根据锅 炉烟气中粉尘较多的特点，为防止积历、低温段结露腐蚀和堵反，在 烟道上距筒体前后约2米处应各布置1个检修孔，利于清风、除垢、 检修。
为保证无机高传热速率管的正常运行，无机高传热速率管束要倾 斜安装，并且被预热的水腔一侧要高于烟气腔一侧。在实例中，烟气 腔中设有吹风管，其位于腔中的端顶封闭，管壁上设有若干吹气通孔， 位于烟气腔外的吹气管可与压缩空气管相连。最好在未设无机高传热 速率管的管箱壁上内设保温层。
本发明的工作过程是：位于烟气腔内的无机高传热速率管束，它 们将烟气携带的热量回收后，由位于锅筒内的无机高传热速率管束释 放给水，使之温度升高，达到换热的目的。
同样，该结构也具有上一实施例的优点。 实施例41
本实施例也是一余热锅炉，如图5RC所示，其为包含本发明的无 机高传热速率元件的烧结机的余热锅炉的示意图。在图5RC中，烧 结机的热空气581’通过水预热器583和余热锅炉582’后，释放其 中的热量，通过烟囱583’排出。给水通过水预热器583吸热，水温 度升高经水管进人汽包580中，经过余热锅炉582’产生蒸汽进人汽 包后，供生产和用户使用，余热锅炉和汽包580通过蒸汽管581和水 管582相连。
该余热锅炉可与前述实施例相似，前后开口的方形烟道内有成组 平行的管排，即无机高传热速率管管排，管排结构也可与前述实施例 相似，在支撑板上设有若干个规则排列的并与相连的无机高传热速率 管。水工质和烟气的流向是根据现场情况来确定。在一实例中水工质 的流向与烟气的流向呈逆向，利于换热。烟道箱内的无机热传管排与 锅筒内的无机热传管排相连。并且，烟道箱的无机热传管排的数量与 锅筒内的无机热传管排的数量相等。
主要换热面采用无机热传元件，无机热传余热锅炉采用卧式布置 方式。将无机热传余热锅炉布置在烧结机的烟道之上，从而减少了安 装空间。因受烟道尺寸的限制，传热元件选择竖直排列。水侧换热在 管外进行，可以防止普通水管管内结垢堵管的现象。在筒体内部的蒸 发段和对流段之间加一隔板，将对流段和蒸发段分成两个相对独立的 空间。为便于检修换热管和筒体的结垢情况，在筒体的顶部和前后分 别设有人孔。为防止蒸汽带水，特在筒体的顶部安装高效丝网除沫器， 提高蒸汽品质，其缺点是丝网眼易堵，放在其上设有一法兰式人孔， 从利于清理检修高效丝网除沫器。
余热锅炉烟气前进后出，在烟气进出口与余热锅炉相连接处采用 耐火材料和保温材料加以密封，以解决到烟道箱密封的问题。根据锅 炉烟气中粉尘较多的特点；为防止积灰、低温段结露腐蚀和堵灰，在 烟道上距筒体前后约2米处应各布置1个检修孔，利于清风、除垢、 检修。
为保证无机高传热速率管的正常运行，无机高传热速率管束要倾 斜安装或垂直安装，并且被预热的水腔一侧要高于烟气腔一侧。另在 一实例中，烟气腔中设有吹灰管，其位于腔中的端顶封闭。管壁上设 若干吹气通孔，位于烟气腔外的吹气管可与压缩空气管相连。最好在 未设无机高传热速率管的管箱壁上内设保温层。
本发明的工作过程是：位于烟气腔内的无机高传热速率管束，它 们将烟气携带的热量回收后，由位于锅筒内的无机高传热速率管束释 放给水，使之温度升高，达到换热的目的。
本实施例的装置同样能到达前一实施例的优点。 实施例42
本实施例为本发明的高传热速率元件在余热锅炉中的又一应用。 图5S是包含本发明的无机高传热速率元件的联铸机的余热锅炉的示 意图。其余热锅炉与前述实施例相似，前后开口的方形烟道内有成组 平行的管排，即无机高传热速率管管排。烟道箱内的无机热传管排与 锅筒内的无机热传管排相连。并且，烟道箱的无机热传管排的数量与 锅筒586内的无机热传管排的数量相等。
无机高传热速率联铸机余热锅炉的高温热载体是固体，因而对热 管加热段的换热按辐射式方式进行。如图5S，从联铸机584出来的 高温厚钢板585，依靠辐射换热方式把热量传至热管加热段，经热管 元件584’加热给水，最后以蒸汽的形式提供用户使用。为使热管加 热段能更集中有效的吸收金属板的辐射热量，要求热管元件具有较大 的吸收面积，且在加热段上方设置反射板585’，以减少热损失。
将无机热传余热锅炉布置在辐射烟道之上，从而减少了安装空间。 水侧换热在管外进行，可以防止普通水管管内结垢堵管的现象。为便 于检修换热管和筒体的结垢情况，在筒体设有人孔。为防止蒸汽带水， 特在筒体的顶部安装高效丝网除沫器，提高蒸汽品质。根据烟气中粉 尘较多的特点；为防止积灰、堵灰，在辐射烟道上距筒体约2米处应 各布置检修孔，利于清灰、除垢、检修。
本发明的工作过程是：位于烟气腔内的无机高传热速率管束，它 们将烟气携带的热量回收后，由位于锅筒内的无机高传热速率管束释 放给水，使之温度升高，达到换热的目的。
本实施例的优点与前述实施例相似。 实施例43
本实施例是本发明应用于余热锅炉的又一实例，如图5T所示，其 为包含本发明的无机高传热速率元件的选矿厂钢坯余热锅炉的示意 图，其结构与前一实施例相似。前后开口的方形烟道内有成组平行的 管排，即无机高传热速率管管排，辐射烟道箱内的无机热传管排与锅 筒内的无机热传管排相连。并且，辐射烟道箱的无机热传管排的数量 与锅筒内的无机热传管排的数量相等。
无机高传热速率钢坯余热锅炉的高温热载体是固体，因而对热管 加热段的换热按辐射式方式进行。从轧机出来的高温厚钢板587，依 靠辐射换热方式把热量传至热管加热段，经热管元件加热给水，最后 以蒸汽的形式提供用户使用。为使热管加热段能更集中有效的吸收金 属板的辐射热量，要求热管元件具有较大的吸收面积，且在加热段上 方设置反射板，以减少热损失。
将无机热传余热锅炉布置在辐射烟道之上，从而减少了安装空间。 水侧换热在管外进行，可以防止普通水管管内结垢堵管的现象。为便 于检修换热管和筒体的结垢情况，在筒体设有人孔。为防止蒸汽带水： 特在筒体的顶部安装高效丝网除沫器，提高蒸汽品质。根据烟气中粉 尘较多的特点，为防止积灰、堵灰，在辐射烟道上距筒体约2米处应 各布置检修孔，利于清灰、除垢、检修。
本发明的工作过程是：位于烟气腔内的无机高传热速率管束，它 们将烟气携带的热量回收后，由位于锅筒内的无机高传热速率管束释 放给水：使之温度升高，达到换热的目的。
同样，其也具有前述实施例的优点。 实施例44
本实施例是一种对燃油工业炉余热综合回收利用的系统。如图5UA 所示，其为采用本发明的无机高传热速率燃油工业炉余热回收装置的 流程图。图5UB为该回收装置中使用的无机高传热速率元件的结构 示意图。
经工业炉580”燃烧产生的烟气在排入烟囱之前引入无机高传热 速率余热回收装置581”，即图5UA中虚线框内的系统。进入余 热回收系统的烟气首先进入空气预热器的烟气侧，通过无机高传热速 率元件将热量传递给空气并将其加热，加热后的空气供工业炉助燃 用，排出的烟气再进入省煤器582”中进一步放热后，将水预热后 供锅炉使用。经过此余热回收系统回收热量后的烟气最终经烟囱 583”排放。
此余热回收系统将无机高传热速率空预器与省煤器设计为一整体 设备，两者中间通过烟气联接板联接。烟气通过烟气管道进入空预器 烟气侧管箱中，将热量传递给无机高传热速率元件。无机高传热速率 元件是通过冷、热端管板及中间隔板来支承的。通过中间隔板将其分 成互不相通的两个腔室：一侧为烟气室，烟气流过时将热量传递给无 机高传热速率管：另一侧为空气室，冷空气进入后将无机高传热速率 管上的热量带走，实现空气预热的目的。每根高传热速率管与管板之 间均设有密封法兰，如图5UB中所示，元件外缠绕翅片以增大换热 面积。从空预器排出的烟气直接进入空预器下方的省煤器582”中 进一步换热降温，将水加热后供锅炉使用。
此系统中采用了本发明之热传元件，使热量的回收、利用能有效 地进行。通常经工业炉排出的烟气温度约为300-400℃左右，可 利用余热量较大。若将此烟气利用后再排入大气，不仅可以提高能源 的利用效率，而且对减少大气污染、改善劳动条件也有重要的意义。 因此此余热回收装置是在烟气从工业炉排出后进入烟囱之前，设计安 装空气预热器和省煤器，实现将空气预热供工业炉助燃及水预热的目 的，是充分利用烟气余热的热量回收装置。 实施例45
本实施例与前一实施例类似，如图5V所示，其为包含本发明的无 机高传热速率元件的燃油工业炉蒸汽发生器的流程的示意图。经工业 炉燃料油燃烧产生的烟气在排入烟囱之前引入无机高传热速率蒸汽发 生器的烟气侧进行放热，通过无机高传热速率元件将热量传递给水侧 并发生蒸汽，降温后的烟气经烟囱排放。本实施例的要点是在蒸汽发 生器的锅筒上焊接若干只无机高传热速率元件。无机高传热速率元件 的一端(放热端)伸入锅筒内，另一端(吸热端)伸出锅筒外。在无 机高传热速率元件的吸热端上焊接许多螺旋肋片，用以增加吸热端换 热面积，强化吸热端换热效果。
高温烟气经换热后，温度降低，经烟囱排放。无机高传热速率元 件将吸热端吸收的热量经工质传至放热端。放热端插入锅筒的汽一水 混合物内，并将吸热端吸收的热量传给锅筒内的汽一水混合物，使其 不断地产生蒸汽。与燃气工业炉余热蒸汽发生器所不同的是由于燃油 工业炉产生的烟气较脏，需考虑清灰问题，因此将蒸汽发生器设计为 立式同心型。
本实施例中，设备体积小、重量轻；由于具有自清灰能力，设备 不易结灰且清灰方便；高温气体侧焊有翅片，一方面增大了传热面积， 另一方面翅片可对气体起导向作用，使气流分布均匀；由于水侧走管 外，大大减小了流动阻力，而且与传统余热锅炉相比不易结垢堵塞， 结垢后易用化学方法清洗。同时，蒸汽在管外加热不会由于热负荷过 高而引起管内水击，损坏换热管；即使传热元件一端损坏，也不会有 泄露的危险；传热元件两端均为自由端，与内筒体焊接处无温差应力。 实施例46
本实施例是本发明在燃气工业炉综合回收利用系统中的应用。其 系统类似与燃油工业炉回收利用装置。如图5W所示，其为包含本发 明的无机高传热速率元件的燃气工业炉余热回收装置流程的示意图。
经工业炉589燃料气燃烧产生的烟气在排入烟囱之前引入无机高 传热速率余热回收装置，即图中虚线框内的系统。进入余热回收系统 的烟气首先进入空气预热器的烟气侧，通过无机高传热速率元件将热 量传递给空气并将其加热，加热后的空气供工业炉助燃用，排出的烟 气再进入省煤器中进一步放热后，将水预热后供锅炉使用。经过此余 热回收系统回收热量后的烟气最终经烟囱排放。
此余热回收系统将无机高传热速率空预器与省煤器设计为一整体 设备，两者中间通过烟气联接板联接。烟气通过烟气管道进入空预器 烟气侧管箱中，将热量传递给无机高传热速率元件。无机高传热速率 元件是通过冷、热端管板及中间隔板来支承的。通过中间隔板将其分 成互不相通的两个腔室：一侧为烟气室，烟气流过时将热量传递给无 机高传热速率管：另一侧为空气室，冷空气进入后将无机高传热速率 管上的热量带走，实现空气预热的目的。每根高传热速率管与管板之 间均设有密封法兰，其结构可与燃油工业炉余热回收装置中使用的类 似，元件外缠绕翅片以增大换热面积。从空预器排出的烟气直接进人 空预器下方的省煤器中进一步换热降温，将水加热后供锅炉使用。 实施例47
本实施例是燃气工业炉余热综合利用的又一实施例，如图5X所 示，其为包含本发明的无机高传热速率元件的燃气工业炉蒸汽发生器 的流程的示意图；该结构与包含本发明的无机高传热速率元件的燃油 工业炉蒸汽发生器的流程的示意图相似。
经工业炉燃料气燃烧产生的烟气在排入烟囱之前引入无机高传热 速率蒸汽发生器的烟气侧进行放热，通过无机高传热速率元件将热量 传递给水侧并发生蒸汽，降温后的烟气经烟囱排放。本实施例的要点 是在蒸汽发生器的锅筒上焊接若干只无机高传热速率元件。无机高传 热速率元件的一端(放热端)伸入锅筒内，另一端(吸热端)伸出锅 筒外。在无机高传热速率元件的吸热端上焊接许多螺旋肋片，用以增 加吸热端换热面积，强化吸热端换热效果。 实施例48
本实施例是本发明应用于干燥系统的无机热传交换器中的情形。 如图5Y所示，其为用于干燥器能源循环系统中的热交换器。
在干燥系统中，从热风炉出来的热空气经被干燥介质后，温度降 低，湿度增加只能排放至大气。废气中携带余热，将废气引入无机热 传管热交换器中，与用于干燥的新鲜空气交换热量，新鲜空气被预热， 同时废空气中的水分被冷却而再生，再生后的空气与新鲜空气再送入 热风炉升温，这一过程可提高干燥系统的热效率。本发明即是在干燥 系统中增加一无机热传管热交换器，使能量循环利用，提高系统效率。 无机热传热交换器为卧式结构，其包括无机高传热速率管590、炉箱 591、废气进出口接管592、新空气进出口接管593。
在图中，左右开口的矩形箱体分上下两段，中间用管板隔开。上 段为无机高传热速率管冷端，下段为其热端。无机高传热速率管垂直 通过管板并呈三角形布置。工作时，新鲜空气从无机高传热速率管冷 端垂直掠过，而干燥器中出来的废气与新鲜空气逆向掠过无机高传热 速率管的热端，无机高传热速率工质受热激发，高速振荡摩擦，将从 废气吸收的热传递给无机高传热速率管上部(冷端)，然后传递给新 鲜空气。 实施例49
本实施例是废热回收的又一应用实例。如图5Z所示，其为包含本 发明的无机高传热速率元件的餐馆废热回收装置的示意图。
如图所示，热气通道595内排列着成组平行的管排596，即无机高 传热速率管管排，在支撑板上设有若干个规则排列的并与相连的无机 高传热速率管通孔。水和气体的流向是根据现场情况来确定。根据餐 馆排放的废气可能含有大量油污的特性，所以设有排污口。
为保证无机高传热速率管的正常运行，无机高传热速率管束要倾 斜安装，并且被预热的水腔594中的端顶封闭。
本发明的工作过程是：位于废气腔内的无机高传热速率管束将废 气携带的热量回收后，由位于锅筒内的无机高传热速率管束释放给 水，使之温度升高，达到换热目的。 实施例50
本实施例是一种利用烟气携带的热量使进入加热炉的空气预热的 装置。它采用本发明之热传元件，使上述的热量交换能高效率地进行。 为了节省燃料，需对进入丙烷脱沥青加热炉的空气进行预热。通常是 利用加热炉排出的高温烟气与冷空气进行热交换来实现空气预热的目 的。
现有的预热器基本上是列管式换热器，它的缺点是热效率低，另 外，列管因各种原因腐蚀穿透，容易造成气体混流。后果必然是设备 停产检修。另外，为使空气达到规定的温度就必须增大换热器的体积， 另外积存在换热器内的烟灰也不易清除。
本实施例提供一种热效率高、体积小、烟尘易清除的空气预热器。
图5ZA为采用了本发明的无机高传热速率丙烷脱沥青加热炉空气 预热器的主视局部剖视图。
丙烷脱沥青加热炉用于将二座减压塔底来的经混合后的原料渣油 加热至230℃后供给萃取系统使用。加热炉由三段组成，下部炉膛作 为燃料的燃烧空间并作为辐射换热段与渣油进行辐射换热，炉膛上部 为对流换热段，用于将渣油预热，并降低烟气，温度在加热炉顶部即 对流段的上部安装一台空气预热器，以进一步降低排放的烟气温度， 提高进炉助燃用空气温度，改善燃烧状态，提高加热炉的效率，降低 能耗。
无机高传热速率整体式空气预热器由两个单元组成，每个单元为 一个框形结构，中部由一带锥形孔的隔板将其分成左右两个腔体。右 腔体为冷端，通过空气，左腔为热端，通过烟气。在图5ZA中，上 下开口的筒形管箱至少有一组相对的侧壁为平板，即无机高传热速率 管的支持板，其上设有若干个规则排列的并与无机高传热速率管外径 对应的通孔。管箱内设有与上述两支持板平行的并将其分成互不相通 的左右两个腔室。空气和烟气的流向是根据现场情况来确定。在附图 中空气腔上端设空气出口接管2401，下端设空气入口接管2402，烟 气腔下端设烟气入口接管2403，上端设烟气出口接管2404。上述隔 板设有与两支持板上通孔排列方式及数目相对应的通孔，每个通孔内 各插有一根外管壁上设翅片的无机高传热速率管，每根高传热速率管 与隔板之间均设有密封法兰。
支承无机高传热速率管束的隔板及支持板下端各固定在一根支承 梁，其最好为工字钢型材，每根支承梁的两端分别固定在支架上。
为保证无机高传热速率管的正常运行，无机高传热速率管束空气 腔一侧要高于烟气腔一侧。上述结构的预热器可单独使用，也可将两 个预热器通过隔板串联起来使用。烟气腔中可设有吹灰管，其位于烟 气腔中的端顶封闭，管壁上设有若干吹气通孔，位于烟气腔外的吹气 管可与压缩空气管相连。最好在未设无机高传热速率管的管箱壁上内 设保温层。
本实施例装置的工作过程是：位于烟气腔内的无机高传热速率管 束，它们将烟气携带的热量回收后，由位于空气腔内的无机高传热速 率管束释放给空气，使之温度升高。
本实施例比现有技术的装置有很多优点：1、传热效率高，单位传 热面积大，可使换热器体积缩小，仅是列管式换热器体积的1/2-2/3。 2、由于自身结构决定，清理烟灰容易。3、空气与烟气对流而行，有 利于延长设备的使用寿命。4、不需要辅助动力。5、设备安装简便， 不需要对原设备作较大的改动。 实施例51
本实施例也是一种空气预热器装置，具体说它是一种利用分子筛 脱蜡热载体加热炉排放的烟气携带的热量使进入该加热炉的空气预热 的装置。它采用本发明之热传元件，使上述的热量交换能高效率地进 行。
图5ZB为分子筛脱蜡热载体加热炉空气预热器主视图。
分子筛脱蜡热载体加热炉空气预热器由两个箱体组成，每个箱体 为一个框形结构，两个箱体之间由连管连接，管箱中部由中间管板将 其分成左右两个腔体，无机高传热速率管通过中间管板上的开孔贯穿 其左右，并靠密封法兰将左右两腔隔离，左腔为冷端，通过空气，右 腔为热端，通过烟气。无机高传热速率管的两端靠两个与中间管板平 行的左右管板支撑。空气和烟气的流向是根据现场情况来确定。在附 图中空气腔底部设空气进口接管2405，上方设空气出口接管2406， 烟气腔上方设烟气入口接管2407，底部设烟气出口接管2408，在该 烟气入口接管上设带盖的检修入孔。无机高传热速率管主要由金属管 及管壁外设翅片的无机高传热速率管，每根高传热速率管与管板之间 均设有密封法兰。
为保证无机高传热速率管的正常运行，无机高传热速率管束空气 腔一侧要高于烟气腔一侧。烟气腔中可设有吹灰管，其位于烟气腔中 的端顶封闭，管壁上设有若干吹气通孔，位于烟气腔外的吹气管接口 可与外部压缩空气管相连。管箱壁上内设保温层。
本发明的工作过程是：位于烟气腔内的无机高传热速率管束，它 们将烟气携带的热量回收后，由位于空气腔内的无机高传热速率管束 释放给空气，使之温度升高。
本实施例的装置具有与前述实施例相似的优点。 实施例52
本实施例也是一种空气预热器，具体说为一种安装在化肥厂造气 系统吹风气余热回收装置顶部利用吹风气携带的余热对助燃空气进行 预热的空气预热器，它采用本发明之热传元件，使上述的热量交换能 高效率地进行。本实施例具有设备结构简单，使用寿命长，换热效率 高的特点，对降低能源消耗，减少环境污染具有积极意义。
化肥厂造气系统吹风气携带少量可燃组分和显热，由于其热值较 低，在通常条件下不能燃烧，但将助燃空气预热至300℃以上，并配 以造气系统的驰放气，就可将其燃烧，生成850～900℃高温烟气供 发生蒸汽、预热空气和加热软化水使用。可有效地提高系统的热效率， 降低能耗，减少对环境的污染。结构设计时，使设备体积小、结构简 单重量轻，利于将空气预热器安装在吹风气余热回收装置顶部。
现有的预热器基本上是列管式换热器，它的缺点是换热效率低， 为使空气达到规定的温度，就必须增大换热器的体积；积存在换热管 内的烟灰也不易清除，烟气阻力大；操作时温度波动使换热管与管板 间易生产较大温差的应力，使管端焊缝处引起接脱或局部裂纹、开裂， 而一旦发生局部开裂或泄露，则设备须停车检修；换热管易磨损，不 易更换，设备使用寿命短。
本实施例的装置为一种设备体积小、结构简单、换热效率高、烟 尘易清除、使用寿命长并安装在吹风气余热回收装置顶部空气预热 器。
图5ZC为无机高传热速率化肥厂造气系统吹风气空气预热器示意 图。如图所示，上下开口的矩形箱体至少有一组相对的侧壁平板和一 对无机高传热速率管的支持管板2409，管板上设有若干个规则排列 的并与无机高传热速率管2410外径对应的通孔。箱体内设有与上述 两支持管板平行的并将其分成互不相通的两个腔室的隔板一中间管 板。空气和烟气的流向根据现场情况来确定。在附图中空气腔上端设 空气进口2411，下端设空气出口2412，烟气腔下端设烟气入口2413， 上端设烟气出口2414。中间管板设有与两支持管板上通孔排列方式 及数目相对应的通孔，每个通孔内各插有一根外管壁上设翅片的无机 高传热速率管，每根高传热速率管与隔板之间均设有密封法兰。
在箱体两端支持管板的外侧可分别有一个管箱，其上安装活动端 盖，以方便更换无机热传管。活动端盖用垫片密封并用螺栓、螺母与 管箱固定。
管箱内壁附着一定厚度的保温层，可减少热量损失。管板周边与 加强筋焊接，防止管板变形。本实施例是一种无机高传热速率吹风气 余热回收装置空气预热器，它具有相互独立的空气流道和烟气流道， 贯穿所述烟气通道和空气通道设有一组并列并且相互平行的箱体，该 箱体由中间密封管板分隔一端部与烟气流道相连，另一端部与空气流 道相连，所述每个箱体内设有一束无机热传管，该无机热传管上焊接 换热翅片，无机热传管的两端部支承在箱体上的两侧端管板上，所述 箱体的中间密封板可使无机热传管穿过，其外周边与外壳内的隔离板 密闭相连。
将该空气预热器的烟气箱安装于吹风气余热回收装置高温烟气通 道中，空气出口通过风道与引风机相连，加热的空气通过风道和引风 机送入吹风气余热回收装置。
为提高无机高传热速率管的换热效率，无机高传热速率管束要倾 斜安装，并且空气腔一侧要高于烟气腔一侧。当无机高传热速率管束 与支持板垂直时，整个箱体需向烟气腔一方倾斜，于是管箱内的无机 高传热速率管管束均与水平面呈3～20°夹角。
上述结构的预热器可单独使用，也可将两个预热器层迭串联起来 或并联起来使用。
本实施例的装置的工作过程是：位于烟气腔内的无机高传热速率 管束，将烟气携带的热量回收后，迅速将热量传递给位于空气腔内的 无机高传热速率管束并释放给空气，使空气温度升高，烟气温度下降。
本实施例的装置与现有列管式相比具有如下优点：
1、空气与烟气逆流换热，换热效率高，换热器体积小。
2、由于自身结构决定，清理烟灰容易，烟气阻力小。
3、传热管与管板浮动连接，温度波动不会使换热管与管板间易产 生温差应力。
4、换热管不易腐蚀损坏，少量换热管磨损，不需立即停车检修， 设备可靠性高。 实施例53
本实施例与上述实施例相似，也是利用余热的空气预热器。其为 安装在炼油厂铂重整装置加热炉顶部利用烟气携带的余热对助燃空气 进行预热的空气预热器。图5ZD为无机高传热速率铂重整装置加热 炉空气预热器示意图。其为一种设备体积小、结构简单、换热效率高、 烟尘易清除、使用寿命长并安装在加热炉顶部空气预热器。
与前一实施例相似，上下开口的矩形箱体至少有一组相对的侧壁 平板和无机高传热速率管的支持管板，管板上设有若干个规则排列的 并与无机高传热速率管外径对应的通孔。箱体内设有与上述两支持管 板平行的并将其分成互不相通的两个腔室的隔板-中间管板。空气和 烟气的流向根据现场情况来确定。在附图中空气腔上端设空气进口， 下端设空气出口，烟气腔下端设烟气入口，上端设烟气出口。中间管 板设有与两支持管板上通孔排列方式及数目相对应的通孔，每个通孔 内各插有一根外管壁上设翅片的无机高传热速率管，每根高传热速率 管与隔板之间均设有密封法兰。
在箱体两端支持管板的外侧分别有一个管箱，其上安装活动端盖， 以方便更换无机热传管。活动端盖用垫片密封并用螺栓、螺母与管箱 固定。
为提高无机高传热速率管的换热效率，无机高传热速率管束要倾 斜安装，并且空气腔一侧要高于烟气腔一侧。当无机高传热速率管束 与支持板垂直时，整个箱体需向烟气腔一方倾斜，于是管箱内的无机 高传热速率管管束均与水平面呈3～20°夹角。
上述结构的预热器可单独使用，也可将两个预热器层迭串联起来 或并联起来使用。
本实施例的工作过程是：位于烟气腔内的无机高传热速率管束， 将烟气携带的热量回收后，迅速将热量传递给位于空气腔内的无机高 传热速率管束并释放给空气，使空气温度升高，烟气温度下降。
本实施例与现有列管式相比具有的优点与前一实施例相似。 实施例54
本实施例与前述实施例所示的采用了本发明的无机高传热速率丙 烷脱沥青加热炉空气预热器的结构相似。
图5ZE为无机高传热速率芳香烃装置常减压热载体加热炉无机高 传热速率空气预热器示意图。
芳香烃装置常减压热载体加热炉用于将常、减压塔底来的经混合 后的原料渣油加热至230℃后供给萃取系统使用。加热炉由三段组 成，下部炉膛作为燃料的燃烧空间并作为辐射换热段与渣油进行辐射 换热，炉膛上部为对流换热段，用于将渣油预热，并降低烟气温度， 在加热炉顶部即对流段的上部安装一台无机热传空气预热器，以进一 步降低排放的烟气温度，提高进炉助燃用空气温度，改善燃烧状态， 提高加热炉的效率，降低能耗。
无机传热整体式空气预热器由两个单元组成，每个单元为一个框 形结构，中部由一带锥形孔的隔板将其分成左右两个腔体。右腔体为 冷端，通过空气，左腔为热端，通过烟气。在图5ZE中，上下开口 的筒形管箱至少有一组相对的侧壁为平板，即无机传热管的支持板， 其上设有若干个规则排列的并与无机传热管外径对应的通孔。管箱内 设有与上述两支持板平行的并将其分成互不相通的左右两个腔室。空 气和烟气的流向是根据现场情况来确定。在附图中空气腔上端设空气 出口接管，下端设空气入口接管，烟气腔下端设烟气入口接管，上端 设烟气出口接管。上述隔板设有与两支持板上通孔排列方式及数目相 对应的通孔，每个通孔内各插有一根外管壁上设翅片的无机传热管， 每根高传热速率管与隔板之间均设有密封法兰。
为保证无机传热管的正常运行，无机传热管束空气腔一侧要高于 烟气腔一侧。烟气腔中设有吹灰管，其位于烟气腔中的端顶封闭，管 壁上设有若干吹气通孔，位于烟气腔外的吹气管接口可与外部压缩空 气管相连。管箱壁上内设保温层。
本实施例的装置的工作过程是：位于烟气腔内的无机传热管束， 它们将烟气携带的热量回收后，由位于空气腔内的无机传热管束释放 给空气，使之温度升高。
本实施例与现有列管式相比具有如下优点：1、传热效率高，单位 传热面积大，可使换热器体积缩小，仅是列管式换热器体积的1/2- 2/3。2、由于自身结构决定，清理烟灰容易。3、空气与烟气对流而 行，有利于延长设备的使用寿命。4、不需要辅助动力。5、设备安装 简便，不需要对原设备作较大的改动。 实施例55
目前世界各国尤其是国内各焦化厂正在努力解决焦炉上升管煤气 显热的回收利用问题，但因结构复杂，焦炉上升管所占空间狭窄等原 因，各种方法效果都不理想。
采用无机热传余热回收装置可以成功地解决这一问题，并且结构 简单、使用寿命长，具体结构如图5ZF所示，其为采用了本发明的 无机高传热速率元件回收焦炉上升管的煤气显热的装置。
上升管2416内煤气温度约600～700℃，其直径约为600～700m， 在上升管外侧做一个环形水套，无机传热元件2415布置成放射状， 穿过上升管直通水套。
水套内通过循环水，采用强制循环，锅筒可以设置在离焦炉较远 的地面，可以生产蒸汽，也可以生产热水。
这种结构如能成功，当属国内外首创。
每座大型焦炉约有16个上升管，如果都能采用这种无机传热余热 回收装置，经济效果是非常可观的。 实施例56
如图5ZG所示，本实施例为炼钢厂连铸机的连铸坯冷床上安装的 无机热传余热回收装置。
从连铸机2417出来的连铸坯2419其温度在1300℃以上。表面虽 凝固了，但内部还处于液体状态，连铸坯经输送辊道送到冷床上。在 冷床上连铸坯表面散热量很大，目前国内还没有回收这部分热量的余 热回收装置。
对年产量50～100万吨/年的炼钢厂，在正常情况下，通过保温罩 的连铸坯量可达80～100吨/时。在保温罩内部温度为500℃的情况 下，蒸汽产量可达8～10吨/时，每吨连铸坯产生的蒸汽量约为0.1 吨。因此，安装一台余热回收装置即可满足炼钢厂全厂的冬季供暖。
无机热传余热回收装置包括以下设备：
在连铸坯冷床上安装一台保温罩，该保温罩尺寸约为2000× (2000～3000)×8000mm，保温罩内部用陶瓷纤维做保温层。在保温 罩上盖的一侧装有Φ500×300mm的排气装置；在不影响冷床运转的 情况下，设计保温罩的固定装置；无机热传元件2418约300～400根， 尺寸为Φ38×(2500～3000)mm，保温罩与无机热传元件之间即有辐射 传热也有对流传热；更换无机传热元件的装置；密封装置。 实施例57
本实施例与前述的化肥厂制成系统吹风气空气预热器相似，其为 一种安装在玻璃窑上利用窑尾烟气携带的余热对助燃空气进行预热的 空气预热器，它采用本发明之热传元件，使上述的热量交换能高效率 地进行。本实施例具有设备结构简单，使用寿命长，换热效率高的特 点，对降低能源消耗，减少环境污染具有积极意义。
玻璃窑排放的烟气经蓄热式换热器回收余热后温度仍然较高，约 200～300℃，携带大量的显热，如直接排入大气，不但造成能源浪费， 还增加环境污染。如利用烟气所携带的显热加热空气，供燃料助燃用， 可有效地提高系统的热效率，降低能耗，减少对环境的污染。结构设 计时，使设备体积小、结构简单重量轻，利于空气预热器的安装。
现有的预热器基本上是列管式换热器，它的缺点是换热效率低， 为使空气达到规定的温度，就必须增大换热器的体积；积存在换热管 内的烟灰也不易清除，烟气阻力大；操作时温度波动使换热管与管板 间易产生较大温差的应力，使管端焊缝处引起拉脱或局部裂纹、开裂， 而一旦发生局部开裂或泄露，则设备须停车检修；换热管易磨损，不 易更换，设备使用寿命短。
图5ZH为无机高传热速率玻璃窑空气预热器示意图。与前述的化 肥厂制成系统吹风气空气预热器相似，本实施例中，上下开口的矩形 箱体至少有一组相对的侧壁平板和无机高传热速率管的支持管板，管 板上设有若干个规则排列的并与无机高传热速率管外径对应的通孔。 箱体内设有与上述两支持管板平行的并将其分成互不相通的两个腔室 的隔板-中间管板。空气和烟气的流向根据现场情况来确定。在附图 中空气腔上端设空气进口，下端设空气出口，烟气腔下端设烟气入口， 上端设烟气出口。中间管板设有与两支持管板上通孔排列方式及数目 相对应的通孔，每个通孔内各插有一根外管壁上设翅片的无机高传热 速率管，每根高传热速率管与隔板之间均设有密封法兰。
在支持管板的外侧分别有一个管箱，其上安装活动端盖，以方便 更换无机热传管。活动端盖用垫片密封并用螺栓、螺母与管箱固定。
管箱内壁附着一定厚度的保温层，可减少热量损失。
管板周边与加强筋焊接，防止管板变形。
本实施例是这样实现的，一种无机高传热速率玻璃窑空气预热器， 它具有相互独立的空气流道和烟气流道，贯穿所述烟气通道和空气通 道设有一组并列并且相互平行的箱体，该箱体由中间密封管板一端部 与烟气流道相连，另一端部与空气流道相连，所述每个箱体内设有一 束无机热传管，该无机热传管上焊接换热翅片，无机热传管的两端部 支承在箱体上的两侧端管板上，所述箱体的中间密封板可使无机热传 管穿过，其外周边与外壳内的隔离板密闭相连。
箱体的纵方向上设有一束无机热传，无机热传管上套有换热翅片， 它可将烟气中的热量吸收并传递到无机热传管的另一端部，以便对冷 空气进行充分的加热，所述无机热传管的首尾两端分别支承在联通箱 两侧竖立端板上，每个箱体内设有一块可使无机热传管穿过的竖立密 封管板，密封管板的外周与箱体侧板密闭相连，以确保空气流道和烟 气流道与环境互不串气。
将该空气预热器的烟气箱安装于玻璃窑烟气通道中，空气进口与 鼓风机相连，空气出口通过风道与炉窑相连，鼓风机送入的空气经空 气预热器加热后送往炉窑燃烧器。
为提高无机高传热速率管的换热效率，无机高传热速率管束要倾 斜安装，并且空气腔一侧要高于烟气腔一侧。当无机高传热速率管束 与支持板垂直时，整个箱体需向烟气腔一方倾斜，于是管箱内的无机 高传热速率管管束均与水平面呈3～20°夹角。
上述结构的预热器可单独使用，也可将两个预热器层迭串联起来 或并联起来使用。
本实施例装置的工作过程是：位于烟气腔内的无机高传热速率管 束，将烟气携带的热量回收后，迅速将热量传递给位于空气腔内的无 机高传热速率管束并释放给空气，使空气温度升高，烟气温度下降。
本实施例的装置与现有列管式相比具有如下优点：1、空气与烟气 逆流换热，换热效率高，换热器体积小；2、由于自身结构决定，清 理烟灰容易，烟气阻力小；3、传热管与管板浮动连接，温度波动不 会使换热管与管板间易产生温差应力；4、换热管不易腐蚀损坏，少 量换热管磨损，不需立即停车检修，设备可靠性高。 实施例58
本实施例与前述的无机高传热速率化肥厂造气系统吹风气空气预 热器的结构类似，其为无机高传热速率原油加热炉上置式空气预热 器，本实施例的目的在于提供一种设备体积小、结构简单、换热效率 高、烟尘易清除、使用寿命长并安装在烟气余热回收装置顶部空气预 热器。 
与前述的实施例的无机高传热速率化肥厂造气系统吹风气空气预 热器的结构类似，如图5ZJ所示，上下开口的矩形箱体至少有一组相 对的侧壁平板和无机高传热速率管的支持管板2409，管板上设有若 干个规则排列的并与无机高传热速率管2410外径对应的通孔。箱体 内设有与上述两支持管板平行的并将其分成互不相遇的两个腔室的隔 板一中间管板2422。空气和烟气的流向根据现场情况来确定。在附 图中空气腔上端设空气进口2411，下端设空气出口2412，烟气腔下 端设烟气入口2413，上端设烟气出口2414。中间管板设有与两支持 管板上通孔排列方式及数目相对应的通孔，每个通孔内各插有一根外 管壁上设翅片的无机高传热速率管，每根高传热速率管与隔板之间均 设有密封法兰。
在箱体管板的外侧分别有一个管箱，其上安装活动端盖，以方便 更换无机热传管。活动端盖用垫片密封并用螺栓、螺母与管箱固定。
管箱内壁附着一定厚度的保温层，可减少热量损失。
管板周边与加强筋焊接，防止管板变形。
本实施例是一种无机高传热速率原油加热炉上置式空气预热器， 它具有相互独立的空气流道和烟气流道，贯穿所述烟气通道和空气通 道设有一组并列并且相互平行的体，该箱体由中间密封管板一端部与 烟气流道相连，另一端部与空气流道相连，所述每个箱体内设有一束 无机热传管，该无机热传管上焊接换热翅片，无机热传管的两端部支 承在箱体上的两侧端管板上，所述箱体的中间密封管板可使无机热传 管穿过，其外周边与外壳内的隔离板密闭相连。
箱体的纵方向上设有一束无机热传管，无机热传管上套有换热翅 片，它可将其中的热量吸收并传递到无机热传管的另一端部，以便对 冷空气进行充分的加热，所述无机热传管的首尾两端分别支承在联通 箱两侧竖立端板上，每个箱体内设有一块可使无机热传管穿过的竖立 密封管板，密封管板的外周与箱体侧板密闭相连，以确保空气流道和 烟气流道与环境互不串气。
将该空气预热器的烟气箱安装于烟气余热回收装置高温烟气通道 中，空气出口通过风道与引风机相连，加热的空气通过风道和引风机 送入烟气余热回收装置。
为提高无机高传热速率管的换热效率，无机高传热速率管束要倾 斜安装，并且空气腔一侧要高于烟气腔一侧。当无机高传热速率管束 与支持板垂直时，整个体需向烟气腔一方倾斜，于是管箱内的无机高 传热速率管管束均与水平面呈3～20°夹角。
上述结构的预热器可单独使用，也可将两个预热器层迭串联起来 或并联起来使用。
本实施例的工作过程是：位于烟气腔内的无机高传热速率管束， 将烟气携带的热量回收后，迅速将热量传递给位于空气腔内的无机高 传热速率管束并释放给空气，使空气温度升高，烟气温度下降。
本实施例的装置与现有列管式相比具有如下优点：1、空气与烟气 逆流换热，换热效率高，换热器体积小；2、由于自身结构决定，清 理烟灰容易，烟气阻力小；3、传热管与管板浮动连接，温度波动不 会使换热管与管板间易产生温差应力；4、换热管不易腐蚀损坏，少 量换热管磨损，不需立即停车检修，设备可靠性高。 实施例59
本实施例为无机高传热速率注汽锅炉空气预热器。注汽锅炉是油 田稠油采集的主要设备，本实施例利用注汽锅炉烟气携带的热量使得 进入锅炉的助燃空气预热。图5ZK为无机高传热速率注汽锅炉空气 预热器的示意图。
本实施例中，在锅炉对流段烟气出口处安装无机高传热速率空气 预热器，用烟气余热经过无机高传热速率空气预热器加热注汽锅炉助 燃空气。无机高传热速率空气预热器倾斜安装，传热管与水平面夹角 不小于5°，烟气侧在偏下布置，空气侧在偏上布置。
注气锅炉风机安装在无机高传热速率空气预热器和燃烧器中间， 以减化空气预热器的冷风进气管道，并减小空气系统与大气间的压 差，减少漏风。
本发明无机高传热速率空气预热器结构如图5ZK所示，主要由烟 气侧管板2423、烟气进口2424，无机高传热速率管2425，侧板2426、 烟气出口板2427、中间隔板2428、空气出口2429、空气进口2430 和空气侧管板2431等组成。除无机高传热速率管外，其它各件焊接 或用紧固件连接构成空气预热器箱体，无机高传热速率管2425通过 管上的密封件穿入空气侧管板2431、中间隔板2428和烟气侧管板 2423，与三个管板滑动连接。
本设备的工作原理为，烟气从烟气进口2424进入空气预热器，流 过由烟气侧管板2423、中间隔板2428和侧板2426构成的通道，与 在通道中的无机高传热速率管2425换热，将热量传给这些管束，降 温后的烟气由烟气出口2427流出。无机高传热速率管2424沿轴向通 过管内无机高传热速率介质将热量传给空气侧管板。空气由空气进口 管2430进入空气预热器，流经由空气侧管板2431、中间隔板2428 和侧板2426组成的空气通道，与无机高传热速率管空气侧管段换热， 将从烟气侧换来的热量带走，达到加热空气的目的，升温后的空气经 空气出口2429流出送入锅炉进行助燃。
本实施例的优点很多，例如注汽锅炉采用空气预热器加热助燃空 气，炉膛燃烧温度高，燃料燃烧充分，且注汽锅炉尾部余热被回收， 锅炉热效率高；无机高传热速率空气预热器壁面温度设计时可调，并 在风机进口设置冷风旁通调节门，使预热器壁面温度根据运行季节和 负荷情况在运行时可调，可防止换热面上结露，避免发生低温腐蚀和 积灰；空气预热器清灰容易；空气预热器结构紧凑；空气预热器维修 简单。 实施例60
本实施例为应用本发明的无机高传热速率原理的注汽锅炉水预热 器。本实施例的系统中，锅炉给水经软化后进入无机高传热速率水预 热器加热，预热后的水经热水除氧器由高压柱塞泵送入锅炉对流段。
本实施例的无机高传热速率水预热器如图5ZL所示，主要由端部 保温层2432、烟气侧管板2433、无机高传热速率管2434、烟气进口 2435、烟气出口2436、烟气侧板2437、水侧管板2438、水箱2439、 软化水进口2440和软化水出口2441等组成，除无机高传热速率管 2434外，其余各件焊接连接，无机高传热速率管的烟气侧一端套在 烟气侧管板2433上，靠近水箱2439侧部位焊接在水侧管板2438上。 其工作原理为，烟气从烟气进口2435进入水预热器，流经由烟气侧 管板2433、烟气侧板2437和水侧管板2438组成的烟气通道，与在 通道中的无机高传热速率管的烟气侧外表面换热，将热量传给无机高 传热速率管2434，无机高传热速率管2434沿轴向通过管内的无机高 传热速率工质将热量传给水箱内的管段。软化水由软化水进口2440 进入水箱2439，与水箱内的无机高传热速率管外两面换热，带走由 无机高传热速率管从烟气侧传来的热量，使软化水升温，加热后的软 化水经软化水出口2441流出无机高传热速率水加热器。
本实施例的装置的优点包括：1、注汽锅炉采用软化水预热器加收 烟气余热，可提高注汽锅炉效率，降低锅炉燃料消耗量；2、无机高 传热速率水加热器中的无机高传热速率管烟气侧和水侧换热面积设计 时可调节，可提高管壁温度，防止结露，减轻或避免低温腐蚀和积灰； 3、每个无机高传热速率管为一个独立的传热元件，一旦某根管损坏， 不会发生水泄漏现象，设备照样可以安全运行。 实施例61
本实施例为无机高传热速率加热炉余热锅炉。如图5ZM所示，方 形管箱内排列着成组平行的管排，即无机高传热速率管管排2442， 在支撑板上设有若干个规则排列的无机高传热速率管通孔。水和烟气 的流向是根据现场情况来确定，在该附图中烟气的流动方向为上、下 方向，如果采用卧式锅炉，烟气的流动方向为左右方向。根据加热炉 燃料的含灰情况，可设有清灰孔2443。
水侧换热在管外进行，可以防止普通水火管管内结垢堵管的现象。 为便于检查换热管和筒体的结垢和腐蚀情况，在筒体上可设有人孔 2444。为防止蒸汽带水，特在筒体的顶部安装高效丝网除沫器，提高 蒸汽品质。
为保证无机高传热速率管的正常运行，无机高传热速率管束要倾 斜安装。
无机高传热速率管的结构可这样设置：沿高传热速率管方向分为 无翅片部分和带翅片部分，左端无翅片部分安装在余热锅炉的水侧， 带翅片部分安装在烟气侧，中间套管与余热锅炉壳体焊接。
本实施例的工作过程是，位于烟气腔内的无机高传热速率管束将 烟气携带的热量回收后，由位于锅筒内的无机高传热速率管束释放给 水，使之温度升高，达到换热目的。
本实施例的装置的优点包括：1、结构紧凑；2、水循环稳定；3、 不易结垢；4、无机高传热速率管在其中部与锅炉壳体焊接，两端可 自由膨胀，运行时无热应力，焊口不易损坏；5、每个传热管为一个 独立的传热元件，少量损坏，炉水不会外泄，且对换热效率影响不大， 不需要立即停炉修理。 实施例62
如图5ZNA，为一种无机传热式防露点腐蚀空气预热器，是用于预 热助燃空气的装置。
已有的空气预热器，其传热管材质大都为钢管，当管壁温度低于120 ℃时，在烟气侧会发生低温结露，对传热管造成严重腐蚀，降低其使 用寿命，为解决这一难题，目前也有用ND钢管作为传热管，以提高 耐腐蚀能力，但由于ND钢管自身质量问题，抗露点腐蚀性能在排烟 温度低于150℃仍然不够理想。
本实施例提供一种耐腐蚀性能好、使用寿命长、传热效率高的无 机传热式防露点腐蚀空气预热器。
本实施例的无机传热式防露点腐蚀空气预热器，包括传热管、管 板、管箱，其独到之处在于将无机传热元件与搪瓷材料有机结合，制 成防蚀传热管，它是由翅片管和附在翅片管表面的搪瓷层构成。
各传热管的中间密封环与中间管板的管孔采用锥面密封，传热管 的一端设有可以保持中间密封环始终将中间管板管孔密封的压缩弹 簧。
为了解决空气预热空气预热器露点腐蚀问题，本实施例在位于烟 道内的翅片管的外表面涂上传热效果好、耐腐蚀的搪瓷材料，经烧结 制成防蚀传热管。由于只有在烟气温度较低的条件下才会造成对翅片 管的腐蚀，因此，设置在烟道内的传热管可以全部或部分采用防蚀传 热管，也就是说可以只在烟气温度较低的部位采用防蚀传热管，如烟 道的出口端，这样既可以保证其具有较好的传热性能，又可以提高空 气预热器的使用寿命。
为了防止烟气和空气经中间管板的管孔漏风混合，降低热效率， 在传热管与中间管板管孔相对的位置上设置锥形中间密封环，传热管 固定后，其中间密封环正好将中间管板的管孔密封，同时为了防止传 热管受热膨胀产生位移而使密封环脱离管孔，在传热管的一端设置有 弹簧，通过弹簧的弹力保持中间密封环始终在封住管孔状态。空气预 热器的易蚀部件上均可以涂搪瓷防蚀层。
本实施例特点是：防蚀性能好，设备使用寿命长，回收热量多， 热效率高。
以下结合附图详细说明本实施例的结构和实施方式。
如图5ZNA所示，为了方便运输、安装，空气预热器可以采用组 合式结构，即由多个管箱串接构成。本方案中给出上、下两个串接的 管箱2453、2456。管箱内通过中间管板2457及与其相连的隔板2454 将箱体隔成风道2462和烟道2458。烟气入口2459和空气出口2461 分别设置在上管箱的顶部；烟气出口2451和空气入口2465分别设置 在下管箱底部一侧。传热管与中间管板和两侧管板2455、2464垂直， 且与水平面成10°夹角。在位于烟道侧的上、下管道上分别设有吹 灰口2460，其中下管箱的底部一侧还设有清灰门2452。传热管2463 内置传热效果好的无机传热工质，本方案中位于下管道内的传热管采 用了防蚀传热管，见图5ZPA，它由带翅片的传热管2463和附在翅 片管表面的搪瓷层2466构成。设置在管箱风道和上管箱烟道内的传 热管为普通翅片管，上管箱烟道内的传热管也可以采用防蚀传热管。 传热管中部与中间管板管孔相对的位置上焊接有锥形中间密封环。传 热管安装后，其密封环正好将中间管板管孔密封。见图5ZOA，在传 热管左端的管板2455上设有与传热管平等且对应设置的定位杆 2467，杆上套有弹簧2469，并通过穿在定位杆及传热管上的压板2468 螺母247将弹簧固定。当传热管受热膨胀向右位移时，弹簧的拉力将 阻止传热管向右位移，因此也就保证了中间密封环始终处在封闭状 态。也可以将弹簧设置在传热管上。图5ZPA为本实施例防蚀传热管 的结构示意图。传热管和翅片的外表面均搪上一层0.2mm的搪瓷材 料。 实施例63
如图5ZNB，为一种无机高传热速率软水加热器。为了提高锅炉系 统的经济性，常在其出口烟道上安装余热回收装置，用于预热进锅炉 的热水，提高锅炉的热效率，从而达到节约能源的目的。本实施例就 是一种利用烟气携带的热量加热锅炉的软水的无机高传热速率软水加 热器，它采用无机高传热速率技术，使上述的热量交换能高效率地进 行。
现有的利用余热的锅炉软水加热器基本上是水管或火管式，其缺 点是结构复杂，焊缝多；锅筒内水的沸腾及循环过程不稳定；烟侧放 热系数低，管内不能加装翅片，传热效率低；启动时间长，停炉热损 失大。另外积存在管内的水垢也不易清除。
本实施例提供了一种热效率高、体积小、易除垢的锅炉软水加热 器。其要点是利用无机高传热速率元件进行热量交换。其特点为：
1、流程简单，在图5ZNB中，无机高传热速率软水加热器前后 开口的方形烟道内有成组平行的管排，即无机热超管管排，在锅筒上 设有若干个规则排列的并与之相联的无机高传热速率管。软水和烟气 的流向是根据现场情况来确定。在附图中软水的流向与烟气的流向呈 逆向，有利于换热。烟气箱体内的无机高传热速率管排与锅筒内的无 机高传热速率管排相连。并且数量相等。
2、主要换热面采用无机高传热速率元件2472，无机高传热速率 软水加热器采用卧式布置方式。将无机高传热速率软水加热器布置在 烟风道之上，从而减少了安装空间。为保证无机高传热速率管的正常 运行，无机高传热速率管束要斜倾或垂直安装，并且被预热的一侧要 高于烟气腔一侧。
3、本实施例具有烟管锅炉和水管锅炉的双重特点。元件的热段 插入烟道中，类似烟管锅炉，但加热面在管外部；元件的冷却段插入 筒体水中，类似于水管锅炉，加热面也在管子的外部。由于烟气和水 都在管子外侧换热，积灰和灰堵容易清理。
4、元件2472与壳体2471采用焊接连接，这种方式制作简便。 而单根元件失效不会影响整个设备的运行。
本实施例的工作过程是：位于烟气腔内的无机高传热速率管束， 它们将烟气携带的热量回收后，由位于锅筒内的无机高传热速率管束 释放热量，使之温度升高，达到换热的目的。 实施例64
如图5ZNC，5ZOC，为一种无机高传热速率桥式双流道余热回收 装置。无机高传热速率技术作为工业生产中一种新型的热交换手段之 一，将会取得广泛的应用。其典型应用是回收工业废气中的余热来加 热水，使水汽化产生蒸汽。本装置就是采用无机高传热速率技术，设 计成桥式双流道余热回收装置，实现高效率的热量传递。
其要点是：采用无机高传热速率元件作为传热元件进行热量交换， 及采用独特的桥式双流道结构提高传热效率。
本实施例的主要结构详见图5ZNC。
它主要由锅筒2476、低温出口2477、蒸汽出口2478等组成冷端； “U”型通道2473、烟气入口2474、烟气出口2475、烟灰筒2482等 组成热端及无机传热元件组成。无机传热元件从热端吸收烟气中的热 量传递给冷端的水，使水汽化产生蒸汽。
本实施例的特点：一般的热管余热回收装置采用鞍式布置，如图 5ZOC示，它将传热元件光管段插入锅筒内并浸放于水中，翅片管段 置于烟气通道里，烟气从一侧进入另一侧，大量烟气横向掠过传热元 件的翅片管段；传热元件通过中间套管固定在锅炉筒壁上，这种鞍放 式结构，使传热元件翅片在烟气侧背面积灰严重，增加热阻，对传热 不利。又因传热元件两端自由端，元件全部重量均由筒壁承担，使锅 筒开口处受力大，应力集中，锅筒在此处的强度和刚度大大降低，筒 壁易变形。使欲增加传热元件的数量以提高锅筒内蒸汽蒸发量的设计 受到限制，且该结构不适应脉冲式的热负荷工况，仅适应稳态的工况。
本实施例是在保留余热回收装置鞍放式结构的优点基础上，克服 其存在的不足之处；采用桥式双流道结构而设计，本装置是由锅筒、 传热元件及“U”形气通道(包括中间灰筒)所组成。锅筒为圆筒形， 平行地面放置，其一端开孔进低温给水，上部开口输送蒸汽用。元件 的光管段与锅筒水平中心线倾斜或垂直，且分两组装入筒内，在两流 道上由“U”形流道连通，装入长度以满足蒸发量为准，元件的翅片 管段与光管的是一个整体，通过套管固定在锅壁上。翅片管的轴线与 烟气流动方向垂直，翅片平面与烟气流动方向平行，翅片背风面上的 灰尘受重力作用而下落，使其具有自清灰的能力。翅片管的尾端搭接 在尾座上，在“U”形通道的中下部没有清灰筒。元件光管段为自由 端可任意伸缩，不会由于热胀冷缩而导致筒壁的变形，锅筒的水可在 大空间内进行沸腾，对脉冲式热负荷适应性强。元件的翅片段置于 “U”形通道中，高温烟气垂直热管轴线方向横向掠过，形成自清灰 结构，解决了翅片积灰问题。在整个“U”形通道烟气进口段、出口 段及中间连通段截面积较大，烟气流速递减，至中间连通段烟气流速 最低，有利于烟尘的沉落而进入灰筒中，此段烟气温度仍然较高，不 会影响传热效率，去掉灰尘的烟气继续反方向由下而上地进入截面积 较小的直通道，此时烟气流速变高，虽然烟气流温度降低，但流速增 强，强化了低温区的传热。
烟气在“U”型通道两边流向相反，一上一下，两组无机传热元件 受力方向相反，大小相等，组合力作用在锅筒壁上，使动载荷几乎达 到平衡，避免两组脉冲负荷所引起的系统共振现象的发生。
无机传热元件的未端搭接在尾座上，大大减轻了锅筒开孔处的受 力，锅筒的强度和刚度得到了提高。元件在锅筒上是分段装入的，不 会因为孔的过密而降低了锅筒的强度和刚度。 实施例65
如图5ZND，5ZOD，5ZPD，为无机高传热速率涡流式涡壳换热器。 本实施例属于利用无机高传热速率热管元件对换热器进行的技术改 进。
目前生产的换热器，大部分是矩形或棱柱形，装配在一般锅炉上。 但由于在化学工业、石油工业、发电厂、治炼厂等使用的大型燃炉的 排烟量很大，多达几十万米3/时，在换热量很大情况下，不可能把热 交换器的迎风面积的热管排列很多、很高，这样会阻加烟气的阻力， 也增大了风机的风荷，因此已有的热管换热器便不适用了。
本实施例要点是利用无机高传热速率元件(见简图)热工质进行热量 交换为目的，提供一种无机高传热速率涡流式蜗壳换热器。
本实施例由螺旋式蜗壳(蜗壳用钢板焊接制成)和涡流式热管换热装 置构成。涡流式热管换热装置由隔板、空气室内涡流板、烟气室内涡 流板和围绕螺旋状蜗壳轴线均布的8个以上热管换热单元体构成，热 管换热单元体由80根以上热管组成。隔板周边焊固在螺旋状蜗壳上， 将螺旋状蜗壳内部空间隔成烟气室和空气室。热管均穿过隔板，且焊 接在隔板上。空气室内涡流板其上端焊固在螺旋状蜗壳上，下端焊固 在隔板上，烟气室内涡流板上端焊固在隔板上，下端焊固在螺旋状蜗 壳上。
烟气从烟气入口进入烟气室，在烟气室内涡流板的作用下，烟气 在热管周围产生旋转的蜗流，使烟气处长了环流时间，提高了热交换 性能，即提高了换热效率；最后烟气从烟气出口进入锅炉烟道排出。
同样冷空气通过空气入口进入空气室，在空气室内涡流板的作用 下，在热管周围产生旋转的涡流，使冷空气延长了环流的时间，提高 了换热效率，冷空气变成了热气流，通过热空气出口排出，以便根据 需要使用。
本实施例适用于烟气排放量大，换热量大的大型燃烧炉余热回收 用。 实施例66
如图5ZNE，为一种无机高传热速率气气、气液混合型换热器。本 实施例为一种将气气无机高传热速率换热器和气液无机高传热速率换 热器寓于一体的混合型换热器，其结构特点是将无机高传热速率元件 沿轴向分为二段，最下段走气体热介质，中间段走气体冷介质，最上 段走液体冷介质。总体特点是结构紧凑，安装使用方便，适用于中高 温烟气余热回收。其要点是利用无机高传热速率元件进行热量交换。
如图5ZNE所示，无机高传热速率气气、气液混合型换热器由液 体容器(锅筒)、气体冷介质通道、气体热介质通道、无机高传热速率 元件四部分构成。气体热介质流过气体热介质通道，以对流换热的形 式将热量传递给无机高传热速率元件，无机高传热速率元件沿轴向零 热阻将热量传向放热段，放热段分为两部分气体放热段和液体放热 段，在气体放热段一部分热量以对流换热的形式传递给气体冷介质， 气体冷介质被加热并为所用，剩余热量沿轴向零热阻继续传递，最后 以对流换热的形式将热量传递给液体冷介质，液体冷介质被加热变成 液体热介质或蒸汽并为所用。
本结构形式适用于中高温大负荷换热场合，其特点是利用无机高 传热速率元件良好传热性能及轴向热负荷比例分布特性，在换热系统 换热负荷变化较大的情况下，无机高传热速率元件可自动调节热负荷 比例，从而保证无机高传热速率气气、气液混合型换热器在各种工矿 变化下的最佳运行状态。 实施例67
如图5ZNF，为一种无机高传热速率合成氨造气工艺气余热利用装 置。在氮肥厂，造气工段是氨合成的原料供应源头，无论是以煤、焦 炭为原料的煤头造气工艺，还是以天然气为原料的转化工艺，通过造 气炉燃烧得到的水煤气、半水煤气，或通过转化炉反应制得的转化气 都称为粗原料气，它们均具有700～1000℃的高温，而这些粗原料气 在进入后续净化工段之前，必须进行冷却降温处理，与此同时还可将 这部分废热回收用作其它物料的加热。
传统工艺是高温工艺气出造气炉或转化炉之后进入一台列管式废 热锅炉，利用其高温与水换热而产生系统所需的中低压蒸汽。通常工 艺气走管程，因其含尘量高，走管程可以定期除尘；水汽走壳程，二 者在废锅中进行热量交换。工艺气通过废锅后被冷却到250℃左右， 送入下道工序，水受热后产生0.5Mpa的低压蒸汽。由于工艺气中尤 其是水煤气中含尘含硫量都高，在冷却过程中经常造成锅体管壁的冲 刷和露点腐蚀，生产中常因管子破损水汽泄漏而使生产中断，生产的 连续性和安全性没有保障。除此之外，由于受冷却后的工艺气温限制， 所产蒸汽压力太低，仅在0.3Mpa左右，致使全厂低压汽过剩，中压 汽不足，系统汽源难以平衡。
为了克服上述缺点，并尽可能充分利用高品位热源，同时顾及到 检修更换的方便，本实施例利用无机传热元件的高传热性能，设计了 一个中、低压废锅与省煤器串联的余热利用装置。同时通过无机传热 元件的煤体作用，将高温工艺气与水汽侧隔离开来，避免了因管道腐 蚀而造成的水泄漏问题，并使所产蒸汽的等级进一步提高，使工艺气 的余热得到了更加充分的利用。
本实施例的余热利用装置是以工艺气的余热为热源产生中低压蒸 汽供合成氨系统生产自身作用的装置。它由3台换热设备串联组成， 即中压蒸汽废热锅炉、低压蒸汽废热锅炉和省煤器。
工艺气的流向为：高温工艺气首先进入中压废锅，与水汽交换热 量后被冷却到550℃左右，水接受热量后产生2.5Mpa，498℃的蒸汽， 返回造气或转化工段作为配汽使用。550℃左右的工艺再进入低压废 锅，以获得0.5Mpa，约158℃的低压蒸汽送入管网供全厂使用。冷 却到250℃左右的工艺气还有低温余热，此时可用于低压废锅的水预 热，即进入省煤器换热后，送入下道净化工序。软水经省煤器预热后 直接进入低压废锅。
工艺气经过了3台换热设备后，携带的热能被充分利用，本身也 达到了下道工序要求的条件而送出。
中压废锅，由于气源温度较高，传热煤体无机传热元件应使用高 温型，本实施例中的中压废锅结构为中心圆式。工艺气在外锅筒中流 动，传热元件在加热端缠有肋片以助于传热，同时考虑到工艺气的含 尘量较大，外锅筒的下部留有排尘口。水汽走内锅筒，产生的蒸汽在 顶部进行汽水分离后送往用汽设备。
低压废锅结构形式与中压废锅基本类似。
省煤器则为多层套管式结构，套管外部由钢板封闭，工艺气在此 通过，其中的无机传热夹套外管的外部缠有肋片。水则串联流过各层 夹套内管。虽然省煤器处于露点腐蚀范围左右，但由于单独设置，也 易于检修和更换。用户可根据需要选择。 实施例68
如图5ZNG，为一种无机高传热速率三氧化硫换热器。在以硫铁矿 为原料的制酸过程有大量的化学反应热产生，既有高品位的余热(600 ℃以上)，如焙烧炉炉气，中品位余热(150～600℃)，如转化过程中炉 气，也有低品位余热(低于150℃)，如干燥，吸收过程中的循环酸液， 对于高、中温余热，主要采用余热锅炉进行回收，产生蒸汽，可用于 发电，也可作为工艺用汽。三氧化硫换热器属中温余热回收，二氧化 硫炉气经过转化器氧化反应生成三氧化硫炉气，这是一个放热反应， 应用该反应热在各种换热器来将二氧化硫气加热至反应温度，生成的 三氧化硫在离开低温换热器时温度约为290～300℃，而工艺上要求 进入吸收塔的炉气温度在160～170℃之间，过去在转化器与吸收塔 之间安装一台空气冷却器，用空气来冷却SO3炉气，加热后的空气排 空，浪费了能量。为了回收这部分热量选用一套无机高传热速率三氧 化硫换热器用于产生蒸汽。
主要流程和结构：
三氧化硫余热回收的主要流程详见图5ZNG
它主要包括转化器、高、中、低温热交换器、三氧化硫换热器、 三氧化硫吸收塔、汽包等。无机高传热速率三氧化硫换热器与汽包、 水泵、管路等组成了一个中温余热锅炉系统。三氧化硫换热器的传热 元件为采用无机高传热速率技术制成，它的热端和冷端由筒体分开， 一旦某一元件因腐蚀而穿漏时，不全影响换热器的正常运行。因之不 需停工检修：
无机高传热速率三氧化硫换热器传热元件的结构型式见图5ZOG
该实施例的结构设计特点是，将每一排热管来制成一个单元组， 每个单元组都是独立的，多个单元组合成蒸汽发生器。它拆装灵活， 便于更换，每个单元体的管束与管板的焊接有可靠的密封保证。其可 取代原三氧化硫冷却器的汽包式结构和双管板式结构。 实施例69
如图5ZNH，5ZOH，5ZPH，为全逆流无机高传热速率换热器。现 有的在能源工程和动力工程中所应用的换热器多采用矩形壳体，使其 制造变得较为复杂，使用范围受到限制，此外，为强化传热，一般在 热管外加翅片，或者在流量小的一侧加上平直形折流板，来提高小流 量流体一侧的换热系数，使大流量流体与小流量流体间成错流布置， 从而导致了冷热液体间平均传热温差下降，同时，又因设置平直形折 流板，而又引起较大的局部阻力损失。
本实施例的目的在于克服上述现有技术的缺点，提出一种冷热流 体逆流布置的全逆流无机高传热速率热管换热器，兼备普通热管换热 器和管壳式换热器的优点，具有结构紧凑，换热效率高，制造简单， 安装方便的特点，可应用于各种压力、各种介质。
本实施例要点是利用无机热工质进行热量交换。
本实施例包括一筒体，筒体内水平方向布置的隔板将筒体隔开为 上筒体和下筒体，隔板上穿有若干热管，热管成螺线形排列，沿螺线 形方向，上、下筒体内分别配置一螺线状的导流器。
冷热流体分别在上、下筒体的导流器内按逆流方向流动，冷热流 体之间的换热通过热管来实现，由于冷热流体的流动方向完全相反， 从而实现了全逆流传热。
由此可见，本实施例具有以下效果：
(1)在冷热流体侧分别加上导流器后，能够实现冷热流体的全逆 流布置，提高了冷热液体间的平均传热温差。提高换热器的传热能力， 以热负荷不变，传热系数不变的情况下，可减少换热器的面积，因此， 可以减少换热器的体积、重量、降低造价、节约原材料。
(2)由于在全逆流热管换热器中，采用了涡线形流型，流体的流 动方向的变化都不超过90°，因此，其流动的局部阻力损失要小于 采用平直形折流板。
(3)导流器采用非金属材料，以降低小流量流体自身传热。
(4)由于流体的流动为漩涡流动，因此，提高了流体与热管间的 换热系数。
(5)全逆流热管换热器的外壳可采用圆筒形外壳，既降低了制造 难度，又扩宽了应用的压力范围。
下面结合附图对本实施例的结构原理和工作原理作详细的说明。
参照图5ZOH，本实施例包括一上筒体2527、下筒体2537，上下 筒体2527、2537通过螺栓螺母2533、法兰2534、2535固定在一筒 体内的隔板2530的两端，隔板2530上穿有若干热管2529，热管2529 与隔板2530之间成紧密封，热管2529的上下两部分分别配置一上导 流器2528、下导流器2538；上筒体2527上配置有接管2531、2532 和上导流器2528相通，下筒体2537上配置有接管2536、2539和下 导流器相通。
参照图5ZPH，热管2541成螺线形排列，导流器2528、2543成螺 线状，热管2541的两端分别配置在导流器2528、2543的螺线形腔体 内。冷流体从接管2532进入上筒体2527内的螺线形流道，横过热管 的冷端，吸收热管内工质蒸汽的冷凝放热，使液体温度升高，从接管 2531中排出，热流体从接管2539进入，通过下螺线形流道，横过热 管的热端，使热管内工质沸腾，吸收热流体的热量，使热流体温度下 降。从接管2536中排出。热管内的工质不断吸收热流体的热量，由 流体转变成蒸汽，然后再由冷流体将蒸汽冷凝，然后再回流到热端， 如此反复，热管将热流体的热量不断传给冷流体，冷热流体正好处于 逆流状态，从而使热冷流体完全处在逆流传热状态，因此，提高了热 管换热器的传热能力。 实施例70
如图5ZNI，为一种在干熄焦工艺中采用的无机高传热速率余热回 收技术。在焦炉推出的赤热焦炭温度高达1000～1050℃，为避免在 空气中氧化燃烧，应快速冷却熄火。传统的工艺是喷水冷却，将焦炭 冷却到100℃，需耗水1～1.5吨/吨焦炭。冷却后的焦炭含水4～6％， 冷却过程中焦炭的物理热以水蒸汽的形式散失在大气中，大量粉尘、 有害气体随蒸汽进入大气对环境污染严重，焦炭从炉中带出的热量也 浪费了。
为了回收焦炭冷却过程中过程的热量，节约用水，减少污染，国 外采用了干法熄焦工艺，我国宝钢、鞍钢、重钢也于最近几年引进国 外技术建成了干熄焦装置。
干熄焦的工艺流程如附图所示，用导焦车、焦罐、运焦车、提升 机等运输提升装置将刚出炉的红焦装入干熄槽内，焦炭在干熄槽内停 留时间约为2～3小时，它靠惰性气体冷却到250℃以下，经排焦装 置从下部排出，惰性气体被焦炭加热到600～850℃从上部排出，经 沉降室除尘后进入余热锅炉，通过余热锅炉后，惰性气体温度可降至 200℃，再由风机经降尘器返回干熄槽，循环使用。
焦炭由1050冷却到250℃以下可回收热量1.34×106KJ/吨焦炭， 产蒸汽0.45吨/吨焦炭。
干法熄焦能提高焦炭质量，焦炭转鼓指数M40可提高约8％，M10 可降低约5％，含水在0.3％以下，而且焦炭粒度均匀，故有利于高 炉生产指标的改进，干熄焦法对大气不造成污染，这也是喷水冷却无 法比拟的。
现在，在干熄焦工艺中采用的是传统的水管式余热锅炉，这种余 热锅炉结构庞大，阻力损失大，造价高，维护检修复杂。
采用无机高传热速率技术的余热锅炉与传统的水管式余热锅炉相 比有以下优点：
1、采用无机高传热速率元件的余热锅炉其重量仅为水管式余热 锅炉的1/3～1/5，外形尺寸只为水管式余热锅炉的1/2～1/3。
2、烟气通过余热锅炉的阻力损失为水管式余热锅炉的1/2～1/3， 故引风机能耗小。
3、无机高传热速率元件局部损坏不影响余热锅炉整体工作，故 无须为此停车检修。
无机高传热速率元件与普通热管相比有以下优点：
1、传热能力大，轴向热流密度可达27.2MW/m2；径向热流密度 可达158KW/m2。
2、适应温度范围广，无机高传热速率元件适用介质温度范围为- 60～1000℃。
3、使用寿命长，寿命可达11万小时以上。
4、环境温度低于0℃时不会发生冻裂现象，设备停车时不需考虑 管子的保温、防冻。
5、管壁承受的温度比普通热管高，不会发生爆管现象。
6、具有良好一均温性，可有效防止烟气露点腐蚀。
最近几年，采用无机传热元件的余热回收装置已在钢铁企业的高 炉热风炉、烧结机、轧钢加热炉等大型炉窑上获得了应用，效果良好。
在干熄焦工艺中进入余热锅炉的气体温度是650～800℃，而蒸汽 发生装置其烟气入口温度也是650-800℃，因此从温度条件来看， 在干熄焦工艺中采用无机高传热速率余热回收技术是没有问题的，因 此干熄的余热回收工作具有广阔的发展前景。 实施例71
如图5ZNJ，5ZOJ，5ZPJ，为一种无机高传热速率糠醛精制加热炉 空气预热器。本实施例是一种利用糠醛精制加热炉排放的高温烟气携 带的热量对进入该加热炉的空气进行预热的装置。它采用无机高传热 速率技术，使上述的热量交换能高效率地进行。
为了节省燃料，提高加热炉热效率，需对进入加热炉的空气进行 预热。通常是利用高炉排出的高漫烟气与冷空气进行热交换来实现空 气预热的目的。
现有的预热器基本上是列管式换热器，它的缺点是热效率低，为 使空气达到规定的温度，就必须增大换热器的体积，另外积存在换热 器内的烟灰也不易清除。
本实施例的目的在于提供一种热效率高、体积小、烟尘易清除的 空气预热器。
本实施例的要点是利用无机高传热速率元件进行热量交换。
糠醛精制加热炉联合空气预热器由一个箱体组成，箱体为一个框 形结构，管箱中部由中间管板将其分成左右两上腔体，无机高传热速 率管通过中间管板上的开孔贯穿其左右，并靠密封法兰将左右两腔隔 离，右腔为冷端，通过空气，左腔为热端，通过烟气。无机高传热速 率管的两端靠两个与中间管板平行的左右管板支撑。在示意图中空气 腔上部设空气进口接管2564，下方设空气出口接管2565，烟气腔下 方设烟气入口接管2566，上部设烟气出口2567(图5ZOJ)。无机高传 热速率管主要由金属管2568(图5ZPJ)及管壁外设翅片2569(图5ZPJ) 的无机高传热速率管，每根高传热速率管与管板之间均设有密封法兰 2570(图5ZPJ)。
为保证无机高传热速率管的正常运行，无机高传热速率管束空气 腔一侧要高于烟气腔一侧。烟气腔中设有吹灰管2571(图5ZNJ)，其 位于烟气腔中的端顶封闭，管壁上设有若干吹气通孔，位于烟气腔外 的吹气管接口2567(图5ZOJ)可与外部压缩空气管相连。管壁上内设 保温层2572(图5ZNJ)。
其工作过程是：位于烟气腔内的无机高传热速率管束，它们将烟 气携带的热量回收后，由位于空气腔内的无机高传热速率管束释放给 空气，使之温度升高。 实施例72
如图5ZNK，5ZOK，5ZPK，为一种无机高传热速率炼油厂常减压 加热炉联合空气预热器。本实施例是一种利用炼油厂常减压装置加热 炉排放的高温烟气，使其进入该加热炉的联合空气预热的装置。它采 用无机高传热速率技术，使上述的热量交换能高效地进行。
为了节省燃料，提高加热炉热效率，需对进入加热炉的空气进行 预热。通常是利用高炉排出的高温烟气与冷空气进行热交换来实现空 气预热的目的。
现有的预热器基本是列管式换热器，它的缺点是热效率低，为使 空气达到规定的温度，就必须增大换热器的体积，另外积存在换热器 内的烟灰也不易清除。
本实施例的目的在于提供一种热效率高、体积小、烟尘易清除的 空气预热器。
本实施例的要点是利用无机高传热速率元件进行热量交换。
常减压装置加热炉联合空气预热器由一个箱体组成，箱体为一个 框形结构，管箱中部由中间管板将其分成左右两上腔体，无机高传热 速率管通过中间管板上的开孔贯穿其左右，并靠密封法兰半左右两腔 隔离，右腔为冷端，通过空气，左腔为热端，通过烟气。无机高传热 速率管的两端靠两个与中间管板平行的左右管板支撑。空气和烟气的 流向是根据现场情况来确定。在附图中空气腔底部设空气进口接管 2573(图5ZOK)，上方设空气出口接管2574(图5ZOK)，烟气腔上方 设烟气入口接管2575(图5ZOK)，底部设烟气出口接管2576(图 5ZOK)，无机高传热速率管主要由金属管2579(图5ZPK)及管壁外设 翅片2580(图5ZPK)无机高传热速率管，每根高传热速率管与管板之 间均设有密封法兰2581(图5ZPK)。
为保证无机高传热速率管的正常运行，无机高传热速率管束空气 腔一侧要高于烟气腔一侧，烟气腔中设有吹灰管2582(图5ZNK)，其 位于烟气腔中的端顶封闭，管壁上设有若干吹气通孔，位于烟气腔外 的吹气管接口2576(图5ZOK)可与外部压缩空气管相连。管壁上内设 保温层2582(图5ZNK)。
本实施例的工作过程是：位于烟气腔内的无机高传热速率管束， 它们将烟气携带的热量回收后，由位于空气腔内的无机高传热速率管 束释放给空气，使之温度升高。
能源收集系统加热之应用
以下各实施例73至87系用于例示本发明之热传元件于能源收集 系统领域加热功能之应用，例如在用于太阳能收集设备，地热收集设 备，具体的设备包括太阳能热水器、太阳能热风器、太阳能集热管、 板式太阳能集热器、地温采热设备热、地热蒸汽锅炉、地热水温水交 换器、地热水空气加热器、无机高传热速率地热发电系统、无机高传 热速率低温地热取暖供热系统、无机高传热速率太阳能蓄热建筑取暖 系统、阳台用无机高传热速率太阳能热水器、无机高传热速率平板型 太阳能热水器、无机热传介质贮热器、无机高传热速率板式太阳能集 热器等。 实施例73
根据本发明，提供了一种太阳能热水器。如图6A所示。其包括双 层真空集热玻璃管604、水箱(耐压)607、无机高传热速率元件611， 其中真空玻璃管内壁601作为集热层，无机高传热速率元件611经吸 热板如ω形吸热铝薄板614与双层真空集热玻璃管604内表面紧密接 触，其一端进入水箱中，从而将太阳能转化为热能。
具体地说，双层玻璃真空集热管604通过真空玻璃管内壁集热层601 实现集热作用，达到300℃左右的高温，无机高传热速率管元件611 通过U形吸热铝薄板614与双层玻璃真空集热管604内表面紧密接 触。无机高传热速率管元件611的少量露出部分插入耐压水箱607中， 接头部分使用防水留闭阀612进行防水螺纹连接。耐压水箱607为夹 层结构，夹层中填充保温材料610，并且在其底部装有安全阀门609， 防止水箱内水过热产生压力蒸汽可能造成的爆炸事故。在耐压水箱 607的底部两侧分别设置进出水口608和606，通过其他管道与冷水 源利用水点连通。如有必要，耐压水箱内也可设置水温传感器、水位 传感器和电加热元件，这样即使该热水器用在日照时间不长地区时仍 然通过电加热补充热量，实现充足的热水供应。根据安装位置的不同， 可以设计出不同的水箱支架613和集热管支架603。在成组的无机高 传热速率双层玻璃真空集热管604的下方，设置一个反射板605，通 过反射作用可以使太阳光得到最大限度的利用。 实施例74
根据本发明，还提供了一种太阳能热风器(见图6B)，其包括太 阳能集热段622和空气加热段616二个主要部分。太阳能集热段622 由内部装有管式无机高传热速率元件623的多组真空集热管619和弧 型抛光反射板620组成，空气加热段616为插入管式无机高传热速率 元件的箱式结构，空气从一侧进入617，另一侧615流出。太阳的辐 射能通过无机高传热速率元件623由真空集热管619收集，从太阳能 收集段再传给空气加热段616的空气。
无机高传热速率太阳能热风器在结构上可以组合为一个整体，称 为整体式结构。下部为太阳能集热段622，上部为空气加热段616， 二段之间由隔板隔开。整个热风器可以倾斜摆放在阳光充足的地方， 集热与加热同时同地进行，冷空气由空气风机提供，热空气通过管道 送向用户。考虑到空气加热段的传热系数较小，本发明在无机高传热 速率管外部还可设有肋片以增大加热面积。
当场地限制热风器不能整体摆放时，可以将太阳能段622和空气 加热段616分开设置，也就是把热风炉组合成分体式结构。即太阳能 集热段622可单独摆放在阳光充足之处，空气加热段616则可放在更 高处的室内。二者之间靠无机高传热速率元件623的快速传热和较高 的均温特性而衔接起来，外部保温，称为绝热段625。太阳能集热段 622接收的热量迅速传向远距离的空气加热段616，空气风机送入的 冷空气在通过加热段的无机高传热速率元件623时被加热，然后通过 管道送向用户。空气风机可根据现场状况尽量放在靠近空气加热器的 地方以减少阻力，同样空气侧的无机热传元件623外侧仍设有肋片。 实施例75
本发明还提供一种无机高传热速率太阳能真空集热管，见图6C。 它是接收太阳辐射能的专用设备，它是太阳能利用装置的一部分，称 为集热段626。它由一排插入无机高传热速率元件并附有集热凸片628 的真空管束和弧型抛光反射板集合而成。真空管630由特殊的玻璃制 成；无机高传热速率元件为管式结构，材质为铜，对无机高传热速率 元件而言，插入真空集热管的一端是受热段629，另一端则称为冷却 段624，它延伸至太阳能利用装置的另一部分一受热段625。将真空 集热管束也就是太阳能利用装置的集热段626倾斜摆放在充足的阳光 下，太阳的辐射热就可以透过最外层的真空管被插入内部的无机高传 热速率元件629吸收。由于该元件具有传热性能好、均温性高的特点， 可以将所接收的热能迅速传递到太阳能利用装置的受热段625。
管式结构的集热器，不仅对来自太阳不同方向的辐射光线具有较 强的跟踪能力和较强的接收效率，而且由于无机高传热速率元件的加 入，集热段626接收的热能能够迅速传递到受热段625，使所接收热 能的利用率大为提高。同时集热凸片633和弧型抛光反射扳的应用还 可将未被无机高传热速率元件直接吸收的光线再次反射到管壁而被二 次吸收，进一步提高了太阳能的接收效率。另外无机高传热速率元件 采用无管芯的重力式结构，当加热端温度低于冷却端时具有自锁定功 能。
另外，在无机高传热速率元件冷却端可带有肋片645以及时将热 量传递给冷源。 实施例76
根据本发明的另一种实施方案，提供了一种板式太阳能集热器 644，见图6D。它是接收太阳能的专用设备，一般作为太阳能利用装 置的集热段。它由一块中空形状(如矩形)其间填装无机高传热速率 介质643的腔体构成。为了使集热器最大限度地接收来自不同方向的 太阳辐射光线，提高其太阳光线跟踪能力，其射线接收面642可以由 平面过度到弧面。将该板式集热器644斜放在太阳的辐射光线下可以 直接接收太阳的辐射光线并转化为热能。
通常，太阳能利用装置是集热段和受热段直接相连，二段之间由 隔扳隔开，这种结构称为整体式结构，此时太阳能的利用效率主要取 决于热能的接收和散发换热过程。有时，由于特殊要求集热段和受热 段必须相隔一段距离，此时需要进行热能较远距离的输送。本发明由 于无机高传热速率元件的应用可使这种分开设置的要求得以实现，即 在集热段和受热段之间增加一排与之相通的无机高传热速率管作为热 能传输媒介。 实施例77
本发明的无机高传热速率元件还可用于地温热量采集设备。地热 形式多种多样，如海水，河水。温泉等热量的采集，由于回水是流动 的，或是热量可快速补充的，其热源连续给热能力较强，传热系数较 大，热量采集设备结构形式较为简单，采集段仅由多个直管型无机高 传热速率单体元件组合的管束组成，该段即为无机高传热速率元件的 加热端629。将其插入流动的水中，温水的热量即可通过元件迅速传 递到远距离的受热段625。地热利用的受热段即为无机高传热速率元 件的冷却端624。当热能输送距离较远时，无机传热元件可相应延长 增加一个绝热段630，对无机传热元件而言为输送端。只要将该段良 好保温就不会产生热量损失，传热效率不会受到影响。见图6E(a)
如果是土壤采热，其热源的连续给热能力较弱，传热系数也较小， 地热采集设备的加热端无机高传热速率元件629就需要在温水采集设 备的基础上再增加土壤传热肋片645。见图6E(b)。 实施例78
本发明还提供一种无机高传热速率地热蒸汽发生器系统，见图6F， 其主要由热井或油气废井632、无机高传热速率分离式换热器633、 储罐634、蒸汽发生器635、安全阀609、液面计636、进水口637等 组成。无机高传热速率分离式换热器的安装方式之一是：一组位于热 井或油气废井内，为加热端；一组位于储罐内，为冷却端，彼此用连 通管线连接。由储罐、蒸汽发生器635、安全阀609、液面计636、 进水口637构成仿蒸汽锅炉系统，储罐内的水加入某种溶质后，变为 低沸点液体，该液体被加热后蒸发，产生低压蒸汽。低压蒸汽经过汽 包丝网除沫器进入蒸汽输送管线，供用户使用。 实施例79
本发明还提供了一种无机高传热速率地热水温交换器，见图G。 其包括三个部分：集热段626、绝热段630和受热段625。在集热段 626，无机高传热速率元件加热端629由水源中吸取热能；在绝热段 630上述的热能经输送端631输往受热段625。在受热段625，无机 高传热速率元件冷却端624将热能传递给与之接触的冷源如冷水。 实施例80
本发明还提供了一种无机高传热速率地热水空气加热器，见图6H。 采用本发明的无机高传热速率元件由热源中如地热中吸取热能，传递 给冷空气将其加热成为热空气。
本发明中，地热水利用的受热段625就是地热水空气加热器，无 机高传热速率元件必须在加热器中将热量传递给进入加热器的冷空 气。该受热段625即为无机高传热速率元件的冷却端624。由于空气 与无机高传热速率元件的对流给热系数比较小，所需的加热面积很 大，因此本发明可将无机高传热速率元件的冷却端增设了肋片。当冷 空气吹过带有肋片的无机高传热速率元件时，接收热量温度升高，从 另一端排出送向用户。 实施例81
本发明的热传元件可用于能源收集系统、特别是无机高传热速率 地热发电系统。如图6I所示的无机高传热速率地热发电系统包括无 机高传热速率分离式换热器650、热井或油气废井651、蒸发器652、 膨胀泵653、压缩机654、冷凝器655、循环泵656、冷凝器657和汽 轮机发电机组658。所述无机高传热速率分离式换热器为所述无机高 传热速率地热发电系统的关键设备，主要用于所述无机高传热速率地 热发电系统地下热源的能量收集和传递，其可将大量的热通过很小的 面积远距离传输而无需外加动力，运行安全可靠。
无机高传热速率分离式换热器651的安装为一组位于热井或油气 废井651内，为加热端；一组位于蒸发器652内，为冷却端，彼此用 连通管线连接，热井或油气废井651内的热量被不断地传送到蒸发器 652内。由蒸发器652、冷凝器655、压缩机654、膨胀阀653组成的 回路构成热泵系统，由热泵系统中的冷凝器655、汽轮机发电机组 658、冷凝器657和循环泵656组成的回路构成低沸点工质的循环发 电系统热泵系统内的液体通过蒸发吸热、冷凝放热的循环将冷凝器内 的液体加热。热泵系统内的冷凝器655内采用低沸点工质，它相当于 低沸点工质锅炉，其产生的蒸汽通过管路进入汽轮机发电机组，推动 汽轮机运转发电。
本实施例的无机高传热速率地热发电系统的优点是：有效利用地 热，有利于环境保护，节约能源；所述无机高传热速率元件具有单向 传热性，即热量只能从加热段传向冷却段，而不能反向；热泵的使用 为低温地热的开发提高了途径；采用低沸点工质循环发电系统有效利 用了低品位的热量。 实施例82
本发明的热传元件可用于能源收集系统、特别是无机高传热速率 低温地热取暖供热系统。如图6J所示的无机高传热速率低温地热取 暖供热系统包括热井或温泉659、无机高传热速率分离式换热器660、 蒸发器661、压缩机662、冷凝器663、膨胀泵664、高位热水槽665、 喷头666、水管667和户内供暖系统668。所述无机高传热速率分离 式换热器为所述无机高传热速率低温地热取暖供热系统的关键设备， 主要用于所述无机高传热速率低温地热取暖供热系统地下热源的能量 收集和传递，其可将大量的热通过很小的面积远距离传输而无需外加 动力。
无机高传热速率分离式换热器660的热端和冷端相互分开，一组 位于热井或温泉659内，为加热端；一组位于蒸发器652内，为冷却 端，具体方位可根据现场实际情况灵活布置。热端和冷端两者之间通 过上升管和下降管彼此连接成一个循环回路。热井或温泉内的热量被 不断地传送到蒸发器661内，将水加热而无需外加动力就实现了热量 的远距离传递。该换热器对水质无污染，运行安全可靠。由蒸发器 661、冷凝器663、压缩机662、膨胀阀664组成的回路构成热泵系统， 使低温热水通过蒸发吸热、冷凝放热的循环而被加热。加热的热水再 由泵输送到用户供暖系统、用户供水系统，以满足人们对采暖、热水 的需求。
本实施例的无机高传热速率低温地热取暖供热系统的优点是：有 效利用地热，有利于环境保护，节约能源；所述无机高传热速率元件 具有单向传热性，即热量只能从加热段传向冷却段，而不能反向；热 泵的使用为低温地热的开发提高了途径。 实施例83
本发明的热传元件可用于能源收集系统、特别是无机高传热速率 太阳能蓄热建筑取暖系统。如图6K所示出的无机高传热速率太阳能 蓄热建筑取暖系统包括户内供暖系统669、太阳能集热器670、贮罐 671、蓄热器672、热泵673。太阳能集热器670是所述无机高传热速 率太阳能蓄热建筑取暖系统的关键设备，为了保证无机高传热速率元 件的正常运行，太阳能集热器要倾斜安装，即位于水侧的冷却段要高 于位于阳光一侧的加热段，整个太阳能集热器向下方的倾斜角约等于 当地的纬度。
太阳能集热器670可以呈图6L所示的管式形状或呈图6M所示的 板翘式形状。图6L所示的管式太阳能集热器包括管夹674、无机热 传管675、加热段676、集热板677、保温层678、底板679和冷却段 680。图6M所示的板翘式太阳能集热器包括保温层681、翅片板682、 隔板683、法兰684、冷却段685和加热段686。
太阳能集热器670的加热段外表面涂有选择性材料或内表面上镀 上一层金质的反射镜面，冷却段传热贮罐内水中，当阳光照射到加热 段上时，涂层或隔板吸收太阳的辐射热把热量通过工质传到冷却段， 将贮罐内的水加热。热水由泵输送到蓄热罐内蓄热，当用户需要时， 由压缩式热泵输送到户内供暖系统中。整个系统还需配置显示水位、 水温仪表，自动上水、停水、缺水报警仪表等，使使用更方便。
图6L所示的管式太阳能集热器的特点是：在无机高传热速率管和 集热板上涂选择性材料来吸收太阳的辐射热，集热板采用L型结构 可以吸收被反射部分的阳光，这样集热板能够吸收几乎全部入射的太 阳光。集热板与传热元件紧密连接，太阳能通过集热板、传热元件传 送给被加热工质。
图6M所示的板翘式太阳能集热器的特点是：无机高传热速率元 件采用板翘式，当阳光照射到翘板上时，通过板翘穿过被加热工质， 其热阻小，传热效果好。
本实施例的无机高传热速率太阳能蓄热建筑取暖系统的优点是： 有效利用太阳能，有利于环境保护，节约能源；热效率高，容量大， 安装方便、灵活；无机高传热速率元件具有单向传热性，即热量只能 从加热段传向冷却段，而不能反向。因此，当夜晚外界温度低于贮罐 内温度时，热量不会从贮罐通过元件散失到外部环境中去；无机高传 热速率工质可在低温下工作，所以在寒冷的季节不会因温度过低而冻 破元件；每根传热元件都是独立工作的，如有损坏可以更换，而与系 统无关，所以维修方便，使用寿命长；利用蓄热器蓄热，减小因季节、 阳光等因素引起的温度波动；并有效防止贮罐运行时出现冻结现象； 保温层采用整体聚氨酯发泡，保温效果好。 实施例84
本发明还提供一种阳台用无机高传热速率太阳能热水器，见图6N。 真空玻璃管吸收太阳能并将其热转换为热能后通过铝片传给经无机高 传热速率管675，无机高传热速率管675受热后介质迅速将热能传给 水管内的自来水696，将其加热。水管外加有保温层681以防止热能 损失。经加热的水可以进入贮水器687中备用。 实施例85
本发明还提供了一种平板型太阳能热水器，见图6O。这种热水器 要倾斜安装，即住于水侧的冷却段要高于位于阳光一侧的加热段，整 个太阳能热水器向下方的倾斜角度约等于当地的纬度。
平板型太阳能热水器，其加热段676外表面涂有选择性材料或内 表面镀上一层金质的反射镜面，冷却段680插入贮罐内水中，当阳光 照射到加热段676上时，涂层或隔板683吸收太阳的辐射热把热量通 过介质传到冷却段680，将贮罐内的水加热，热水通过温差的作用自 然循环。平板型太阳能集热器的特点：当阳光照射到翅板682上时， 通过板翅传给被加热介质，其热阻小，传热效果好。 实施例86
本发明还提供了一种无机高传热速率介质贮热器，见图6P。该贮 热器由翅片热管689，塑料法兰盖690、绝热外套691、内胆贮热器692、 外壁693、内壁694和贮热介质695构成。带有翅片的热管689通过 塑料法兰盖690插入内胆贮热器692的内壁694中，塑料法兰盖690 是密封管口和固定热管的部件，绝热外套691在内胆贮热器692的外 壁693上，绝热外套691采用塑料或纤维板制成，内胆贮热器692采 用纤维玻璃或陶瓷材料制成，在贮热器内装有贮热介质695。当贮热 时，把热管介质贮热器放在具有热源的地方(太阳热源、余热热源、 燃气炉等)，叶片热管吸收热量，热量经翅片热管689，把内胆中的 贮热介质695加热，贮热介质695发挥潜热效应，把热能贮存在内壁 694中的贮热介质695中，然后把热管689取出密封管口，贮热待用。 当需要热量时，把翅片热管689插入内胆贮热介质695中，内胆中的 热量翅片热管689导出。加热、贮存、释放热量反复进行，就可达到 贮热节能之目的。 实施例87
本发明还提供一种无机高传热速率板式太阳能集水器，见图6Q。
太阳能利用装置的受热段625为受热物质的热量接受段，受热物 质可以是气体，可以是液体，也可以是固体。用于空气加热的装置称 为热风器，产生的热风可以作为冬季家庭取暖的热源或在工业生产上 需要的干燥介质；用于水加热的装置称为温水交换器，得到的温水可 以用作洗澡、洗衣，采暖等，该热量亦可以作为海水淡化的热源等。 为了使受热段625的热量能够迅速传递到受热物质，受热段625的无 机高传热速率管的外壁根据需要可以加设肋片以增加传热面积。另外 无机高传热速率元件系采用无管芯的重力式结构，在夜晚或阳光较 弱，加热端温度低于冷却端的情况下，元件能够自动停止工作，不会 出现逆向传热损失，因此，分体式可远距离输送的无机高传热速率型 板式太阳能集热器与整体式相比起具有几乎相同的热效果。 机电设备加热之应用
以下各实施例88至95系用于例示本发明之热传元件于机电设备 领域加热功能之应用，例如在用于无机高传热速率电力锅炉暖风机、 电热无机高传热速率加热反应器、蒸汽无机高传热速率加热反应器、 等温外延炉、电热水暖系统、无机高传热速率塑胶包装热封机、无机 高传热速率燃气热水锅炉、以及无机高传热速率燃气热水器等。 实施例88
本发明的热传元件可用于机电设备，特别是无机高传热速率电力 锅炉暖风机。如图7A所示的无机高传热速率电力锅炉暖风机包括接 口法兰701、无机高传热速率管束702、蒸汽室703、外壳704、疏水 器705、冷凝液出口阀706和蒸汽入口阀707等。所述无机高传热速 率管束702分为两段，一端为加热端，位于蒸汽侧，一端为放热端， 位于空气侧，且采用错列布置方式。无机高传热速率管2的加热端为 光管，放热端有翅片。所述无机高传热速率电力锅炉暖风机的热源为 蒸汽，冷源为空气，其具有相互独立的空气通道和蒸汽通道。
本实施例的无机高传热速率电力锅炉暖风机的优点是传热元件本 身具有内压低、传热效率高、启动速度快、极限传热能力大、无污染 等优点。其次，由于空气侧可以实现肋化，大大强化了传热过程，并 采用纯逆流换热方式，提高了对数平均温压，因此它的传热系数很高。 本实施例的无机高传热速率电力锅炉暖风机用在电站锅炉的冷空气加 热上，具有结构简单、体积小、换热效率高、使用寿命长等特点。本 实施例的无机高传热速率电力锅炉暖风机充分体现了高效节能的换热 模式，从根本上节省了能源。 实施例89
本发明的热传元件可用于机电设备，特别是电热无机高传热速率 加热反应器。在某些吸热化学反应过程中，对反应过程中不同阶段的 温度控制要求较高，即温度控制过程中传热元件的灵敏度要高，均温 性要好。本实施例的电热无机高传热速率加热反应器正是基于无机高 传热速率元件的这一特性设计而成，有效地解决了精细化学过程中的 温度控制问题。
如图7B所示的电热无机高传热速率加热反应器包括反应釜708、 电控箱709、支架710、电热系统711、无机高传热速率管712、反应 溶液713和盖板714，其中加热系统包括无机高传热速率管712和电 热系统711。在精细化工过程中，各个阶段对温度的要求都有严格的 区分。在事先设计好的反应过程控制程序中，对各个不同反应阶段的 温度控制都设有不同的控制指令。控制指令通过电控箱709控制电热 系统711的输出功率，电热系统711输出的热量通过无机高传热速率 管712均匀地传向反应釜708中的反应溶液713，使反应液的温度控 制在一定的变化范围内。不同反应阶段之间的温度变化是个突变过 程，无机高传热速率管传热过程中的热阻可忽略不计，因此其对温度 突变的适应能力很强。
本实施例的电热无机高传热速率加热反应器的优点是：系统适应 温度的快速变化，灵敏度高；系统的均温性能好，对温度的控制能力 强；系统实现隔离控制加温，安全性能优越。 实施例90
本发明的热传元件可用于机电设备，特别是蒸汽无机高传热速率 加热反应器。该实施例中的蒸汽无机高传热速率加热反应器的工作原 理类似于前实施例中所述的电热无机高传热速率加热反应器的工作原 理。
如图7C所示的电热无机高传热速率加热反应器包括反应釜715、 流量控制器716、支架717、翅片718、蒸汽通道719、无机高传热速 率管720、反应溶液721和盖板722，其中加热系统包括无机高传热 速率管720和蒸汽换热系统，蒸汽换热系统包括流量控制器716和蒸 汽通道719。
在精细化工过程中，各个阶段对温度的要求都有严格的区分。在 事先设计好的反应过程控制程序中，对各个不同反应阶段的温度控制 都设有不同的控制指令。控制指令通过控制系统作用于蒸汽流量控制 器716，蒸汽在通过蒸汽通道719时，与无机高传热速率管720充分 交换热量，随后热量通过无机高传热速率管720均匀地传向反应釜715 中的反应溶液721，使反应液的温度控制在一定的变化范围内。不同 反应阶段之间的温度变化是个突变过程，无机高传热速率管传热过程 中的热阻可忽略不计，因此其对温度突变的适应能力很强。
本实施例的蒸汽无机高传热速率加热反应器的优点与前实施例中 所述的电热无机高传热速率加热反应器的优点基本相同。 实施例91
该实施例为使用本发明的无机高传热速率元件而制成的等温外延 炉。
如图7D所示，本发明的等温外延炉为同心管结构，内外管之间的 间隙填充无机高传热速率介质，使用时，将该处延炉置于加热器内， 在外延炉膛内即可得到等温精度高的温度分布。
本发明的等温外延炉等温精度高，升温速度快，操作简便。 实施例92
该实施例为使用本发明的无机高传热速率元件而制成的电热水暖 系统。
如图7E所示，本发明的无机高传热速率电热水暖系统由电加热器、 无机高传热速率元件散热片等部分组成。本发明的无机高传热速率元 件为管束结构，管束下部是连通的，类似于常规列管式换热器的管板 结构，管束表面可根椐实际使用地区的水质情况采用特殊涂层处理以 免水垢的形成，贮水槽与无机传热元件之间用法兰连接方式，便于制 造也便于维修。
本发明的电热水暖系统起动迅速，电热转达效率高，且结构简单， 运行可靠。 实施例93
本发明的热传元件可用于机电设备、特别是无机高传热速率塑料 包装热封机中。如图7F所示的无机高传热速率塑料包装热封机包括 上热封块731、无机高传热速率元件732、电加热器733、塑料包装 材料734、热封合面735和下热封块736。本实施例的无机高传热速 率塑料包装热封机的核心部件是放置在电加热器内的若干支无机高传 热速率元件，这些无机高传热速率元件的引入使得上、下热封块在长 度方向能保持良好的均温性，而且增大了热封块的热容量，能提高热 封强度。另外，这种结构的热封块在温度控制与调节上也很便利。
本实施例的无机高传热速率塑料包装热封机的优点是：1.热封强度 高；2.适用范围广；3.操作简便，运行可靠。 实施例94
本发明的热传元件可用于机电设备、特别是无机高传热速率型燃 气热水锅炉。如图7G和7H所示的立式无机高传热速率型燃气热水 锅炉包括锅筒737、对流烟道738、炉胆739、燃烧器接口740、热水 出口741、对流段无机高传热速率管742、辐射段无机高传热速率管 743、烟气出口744、水进口745和炉底746，各部件之间焊接连接。
该锅炉的工作原理为，在燃烧器接口740处安装的燃气燃烧将燃 气和助燃空气喷入由炉胆739、对流烟道738的下底板，辐射段无机 高传热速率元件743和炉底746组成的炉膛内燃烧，将燃气的化学能 转化为高温烟气的热能，高温烟气主要以辐射传热方式将其部分热能 经辐射段无机高传热速率元件743和炉胆739和对流烟道738的下底 板传给锅炉内部的水；经炉腔内辐射换热的高温烟气进入对流烟道 738，在流经对流烟道738时，主要以对流传热方式将其部分热能经 对流段无机高传热速率元件742和对流烟道738壁面传给锅炉内部的 水，最后经烟气出口744排入烟囱。
其中的辐射段无机高传热速率元件743和对流段无机高传热速率 元件742的传热过程。高温烟气以辐射或对流形式将热量传给无机高 传热速率元件烟气侧外表面，以传热形式传给其内表面，内表面得到 热量后温度升高，将元件内部的无机传热工质激发，无机传热工质将 热量迅速传给水侧内表面，元件内表面以传热形式经管壁传给水侧外 表面，外表面以对流传热形式传给水。
水从锅炉下部的进水口745进行锅炉，加热后经热水出口741送 出。
本实施例的无机高传热速率型燃气热水锅炉可采用卧式结构和其 它结构布置形式。
本实施例的无机高传热速率型燃气热水锅炉的优点是：1.一旦管 壁损坏，冷热介质相互泄漏，锅炉不必停炉修理；2.锅炉结构紧凑； 3.不易结垢和堵塞，锅炉效率稳定；4.水循环回路简单，水循环稳 定。 实施例95
本发明的热传元件可用于机电设备、特别是无机高传热速率燃气 热水器中。如图7I所示的无机高传热速率燃气热水器包括烟囱747、 水箱748、无机高传热速率管749、翅片750、外壳板751、燃烧器752、 燃气进口753、冷水进口管754和热水出口管755。水箱748采用压 形和焊接结构，能够承受0.60Mpa工作压力，翅片750穿在无机高 传热速率管749上，并用液压或机械方式胀管，保证无机高传热速率 管749和翅片750连接的紧密性，无机高传热速率管749的两端伸入 水箱，与水箱焊接，外壳751用螺丝固定在水箱748上，燃烧器752 固定在外壳的内部。
本实施例的无机高传热速率燃气热水器的要点是利用无机高传热 速率元件作为燃气热水器烟气和水的换热元件。
该热水器的工作原理为：配有自动控制和保护装置的燃烧器752 将燃料气的化学能转变为高温烟气的热能，高温烟气流经由无机高传 热速率管749和翅片750组成的换热组件，将热量传给换热组件的外 表面，换热组件外表面吸收到的烟气热量以传热的形式传入无机高传 热速率管749的内表面，内表面得热量后温度升高，将无机高传热速 率管749中的无机传热工质激发，无机传热工质将热量迅速传给无机 高传热速率管的水侧内表面，内表面以传热形式经管壁传给外表面， 外表面以对流形成传给被加热的水。由此而实现热水器的传热过程。
本发明利用无机高传热速率元件作为热水器的换热元件，高温烟 气和水均在换热元件的外部换热，水侧容积较大，不会由于水侧换热 结垢而影响水的流通面积，而且由于水在元件外部换热，在热水器启 停交替状态下，元件受热膨胀，停用收缩，具有一定的自清垢能力， 可以保证热水器长期高效换热和洗浴的舒适度。 土木设施结构之加热应用
以下各实施例96至99系用于例示本发明之热传元件于土木设施 结构领域加热功能之应用，例如在用于道路加热系统、机场跑道加热 系统、太阳能浴池系统、以及盲管加热器等。 实施例96
在冬季，地处北方城市的机场、道路等经常被白雪覆盖，使得道 路不平，路面发滑，严重地影响了飞机的起降安全以及汽车和行人的 通行安全，给人们的外出活动带来诸多不便。
可是，道路的冬季融雪具有融雪目标确定、融雪面积广、用热数 量大、传热效率低的特点，使用高品质的能源则浪费较大，一般的加 热设施又不易操作，所以对于道路的融雪而言，不论从设备的结构上， 还是能源的合理利用上，都存在难以解决的问题。千百年来，除特殊 需要外，人们主要是以笨重的人工铲雪、机械铲雪或自然融化的方式 除掉积雪，不仅劳动强度大、能耗高，而且对阳光的强度、气温回升 的依赖性较大，无法根据需要实现融雪的人为控制。
众所周知，地球内部的温度随着深度的增加而升高。一般地中深 度7米以上的土壤温度一年四季几乎不变，大致等于当地的年平均气 温，通常达到10-14℃左右，可以认为是比较理想的绿色环保型融 雪热源之一。本实施例就是利用实施例2中制备的高传热速率热传元 件的传热效率高的特点，解决诸如机场跑道、公路、车道等道路冬季 融雪的问题，现以机场跑道为代表进行说明。
参考图8A，根据本发明之机场跑道加热系统分为集热段801、绝 热段802和受热段803(即机场跑道)。其中，集热段801包括高传 热速率热传元件加热端807，绝热段802包括高传热速率热传元件输 送端805以及及其外面包围的绝热保温层806，而受热段803包括高 传热速率热传元件冷却端804。
深入土壤9中7-20米深的高传热速率热传加热端807，采集该 地段处的热源，由于本发明的高传热速率热传元件传热非常快，以及 绝热段中绝热保温层806的作用，热量几乎无任何损伤地经由绝热段 802输送至受热段803，由此即可对机场跑道进行加热，使雪融化。 由于土壤与高传热速率热传元件之间的传热系数较小，热量采集比较 困难，可在加热端808上增加肋片808予以补偿。同样，在冷却端804 上也必须增加肋片，以有利于积雪的融化。
本实施例的积雪加热系统具有以下优点：
1、无燃料消耗，无资源浪费，可实现连续融雪过程；
2、无运转部件、无噪音，设备结构简单、投资少，不需维修；
3、可进行远距离的热能输送，热损失小；
4、融雪自动进行，非人工操作管理，运行成本低；
5、具有自锁定功能，无逆向传热损失；
6、无烟气污染，不受气候影响。 实施例97
本发明之另一实施例的加热系统，参考图8B，其与上述实施例基 本相同，其主要是由呈T形的高传热速率热传元件812构成。具体 而言，将多个T形高传热速率热传元件812埋设在土壤813中，其 中竖立的高传热速率热传元件经由毛石层深入至地下7-20米处，而 水平的高传热速率热传元件沿跑道路面810铺设。 实施例98
未来的生活社区崇尚绿色社区、环保社区，其标志之一就是能够 利用无污染并可再生的能源为生活所用。太阳能就是这样一种能源。 合理地开发和利用太阳能，不仅会带来巨大的环境效益，而且还会带 来显着的经济效益。然后现有的太阳能集热器都存在换热效率低下的 缺陷。本实施例就是利用实施例2中制备的高传热速率热传元件的传 热效率高的特点，提供一种热效率高而且安装方便的高传热速率太阳 能浴池系统。
参考图8C，本实施例的高传热速率太阳能浴池系统主要由户内供 水系统814、太阳能集热器815、贮水罐816、循环水泵817和蓄水 罐818组成。其中太阳能集热器815是本系统的核心部件，其可以是 管式或板式的。
具体而言，参考图8D(a)，其是管式太阳能集热器的示意图。该 太阳能集热器主要由保温层819和热传管822组成，其中保温层819 和热传管822通过管夹825固定在一起。热传管822分为加热段820 和冷却段821，其中加热段820位于贮水罐外，而冷却段821则插入 贮水罐内。
参考图8D(b)，板式集热管保温层819、翅片板826、隔板827、 和法兰828组成，而且与上图一样分为加热段820和冷却段821。
加热段820的表面涂有选择性材料或内表面镀上一层金质反射镜 面。当阳光照射到加热段820上时，涂层或隔板吸收太阳的辐射热， 并通过介质传到冷却段821中，由此将贮水罐816中的水加热。热水 由循环水泵817输送到蓄水罐818中。当用户需要时，由循环水泵817 输送到户内供水系统814中。当然，本实施例的太阳能浴池系统还需 要装配显示水位和水温的仪表，自动上水、停水、缺水报警仪表等。
参考图8E，为保证高传热速率热传元件的正常运行，太阳能集热 器要倾斜安装，即位于水侧的冷却段要高于位于阳光侧的加热段。
本实施例的太阳能浴池加热系统具有以下优点：
1、更有效地利用太阳能，有利于环境保护，并节约能源；
2、高传热速率热传元件具有单向传热性，即热量只能从加热段 传向冷却段，而不能相反，因此当夜晚外界温度低于贮水罐内的温度 时，热量不会从贮水罐通过热传元件散失到外部环境中；
3、高传热速率介质可在低温下工作，所以在寒冷的季节不会夜 晚温度过低而冻破热传元件；
4、每根热传元件都是独立工作的，如有损坏可单独更换，而与 系统无关，所以维修方便，使用寿命长；
5、利用蓄水罐蓄积热水，减小因季节、阳光等因素引起的温度 波动，并有效防止贮水罐冬季运行时出现冻结现象。 实施例99
本实施例提供一种利用实施例2中制备的高传热速率热传元件的 盲管加热器。在寒冷季节(或地区)的工厂管道介质输送中，将盲端 (即不流动且存液管道)部分利用周边热源，将热源通过该加热器传 入冷(或冻凝)的盲端，以达到盲端处于可流通状态，保证生产的正 常运行。
参考图8F和8G，本实施例的高传热速率盲管加热器是由两组弯 形循环联接的高传热速率热传元件及传热泥组成。根据具体的情况， 将合适管径及长度的热传元件与工艺管道贴紧并弯曲至不流动的盲管 处，再用传热泥将热传元件与工艺管道及盲管固定并捆扎，然后用外 保温材料将固定完全包住。 干燥装置之加热应用 以下各实施例100至107系用于例示本发明之热传元件于干燥装置领 域加热功能之应用，例如在用于原油加热器、储油装置加热器、井口 卸油罐原油加热器、车载油罐原油加热器、运输车用储油罐加热器、 内换热式井口加热器、电热式原油加热装置、吸热化学反应器、恒温 浴槽、输油管道原油加热炉、化学反应釜、以及重油贮罐加热器等。 实施例100
在粮食、食品、蔬菜、木材、茶叶、化工产品的干燥中，通常需 要不同温度、不同品质的热空气。这些热空气通常由低压蒸汽间接加 热提供，或由热风炉直接加热提供。无论是以锅炉蒸汽间接加热还是 以热风炉直接加热形式获得热风，物料的干燥过程都必须拥有干燥 箱、热风产生设备、辅助设备等多台设备组成的装置，流程冗长，繁 琐复杂。
利用上述实施例2中制备的热传元件，即可在一台设备中同时进 行干燥介质热风的产生及物料的干燥。
参考图9A、9B和9C，空气由循环风机903供给，经由循环入风 管906进入循环出风管904。循环出风管904下连接有多个热风分配 管909，而且循环风经由循环入风口914进入热风分配管909。热风 分配管909中插有与电加热器913连接的热传元件910，而且该管壁 上开有多个循环热风小孔911，其中电加热控制器902控制电加热器 913进行加热。在电加热控制器902控制电加热器913进行加热时， 所产生的热量由热风分配管909中的热传元件901传递给流入的冷空 气，由此使空气的温度升高。被加热的空气由循环热风小孔911直接 喷向干燥箱907。如此，物料在经由物料入口901，于物料传送带908 的带动下进入干燥箱907时，被箱内上下二层热风分配管909中喷出 的热空气逐渐干燥，然后由物料出口905移出，由此完成干燥过程。 干燥后的尾气从箱顶由循环风机903抽出加压，其中一部分排出，而 另一部分再进入循环入风管906进行循环。排放尾气的循环利用，一 是为了控制干燥箱内的湿度以保证干燥品质，二是为了节约能源。
本实施例具有以下优点：
1、干燥流程简单，操作控制方便，运行成本低；
2、设备数量少，结构简单，制造容易，一次投资；
3、无烟气污染；
4、占地面积小；
5、传热效果好，热利用率高。 实施例101
在粮食、食品、蔬菜、木材、茶叶、化工产品的干燥中，通常需 要不同温度、不同品质的热空气，这些热空气通常由低压蒸汽间接加 热提供。在没有低压蒸汽气源的情况下，还需要建立一套锅炉蒸汽发 生装置。以锅炉蒸汽间接加热空气产生热风的装置，不仅需要配套完 整的锅炉产汽设备，还须有空气加热器等辅助设备，流程冗长，锅炉 带压操作，技术繁琐复杂，而且如果以煤为燃料，还存在烟气污染的 问题。
本实施例就是以上述实施例2中制备的热传元件为基础的空气加 热器与燃气热风炉相结合而取代锅炉蒸汽加热空气系统的热风生产设 备。
参考图9D，在空气温度要求不高时，例如200℃左右，原油和助 燃空气由入口920通过燃烧器921在耐火砖8构成的燃烧室919中燃 烧，产生的烟气被烟气返回风机915调温后作为热源送入空气加热器 917的下部，冷空气由空气风机916送入空气加热器917的上部，二 者借助热传元件923进行热交换，被加热的空气即为低温热空气918 作为干燥介质进入干燥箱，用于干燥物料。食品、蔬菜、干品等的大 部分干燥装置所使用之风均在此列。烟囱924是用于排出部分泄漏的 烟气。
而在空气温度要求高时，通常为250℃以上，热风炉的结构与图 9D中基本上相同，其区别在于不是向空气加热器917中直接送入低 温空气，而是参考图9E，将经初步加热的200℃左右的低温热空气925 经过高温烟气段继续加热直至到达所需要的温度要求，然后再进入空 气加热器917中。
为保证燃烧室919内烟气与空气二种流体具有良好的传热状况， 提高传热系数，增大传热表面，同时考虑到高温烟气段金属材料的热 胀冷缩特性，对燃烧室的结构进行了改进。参考图9F，经改进的燃 烧室具有双向逆流结构，其中低温热空气925经蛇形管及列管的内 部，烟气927经上述管的外部，而且所有管都为圆弧形，且外部均带 有肋片，由此产生高温热空气926。
在例如食品包装餐盒的加工中，当以热风炉取代蒸汽空气加热系 统满足了成型餐盒干燥所需的大量用风后，原来由锅炉系统供给的用 于定型模压的少量低压蒸汽则无来源。为此对以上结构进行改进，参 考图9G，由燃烧器921产生的烟气进入汽包930，与通过给水入口929 进入的冷水进行热交换，由此产生低压蒸汽或热水931。而经过热交 换的烟气则再经由烟气返回风机915调温，作为热源送入空气加热器 917中，透过热传元件923加热空气，而热空气经由热空气出口928 排出。
在以上的描述中，各图中相同的部分用相同的标号表示，并省略 相应的描述。
在本实施例中所使用的燃料的原油，但也可根据需要使用燃气或 煤等作为燃料。 实施例102
在造纸工业生产中，需要对纸张进行烘干处理。现有的造纸用烘 干机基本上是利用导热油对纸张进行间接加热烘干，这种方法的缺点 是热效率低，因为导热油的粘度较大，而且随着导热油的长期循环使 用引起油质劣化而继续增大，使得对流传热系数更小。另外，导热油 循环装置的密封结构容易发生泄漏。本实施例就是透过使用在上述实 施例2中制备的热传介质，实现一种热交换效率高、结构简单、而且 运行可靠的纸张烘干装置。
参考图9H，本实施例的高传热速率热传纸张烘干器主要是由缸体 932、缸盖935和转轴936组成。缸体932内靠近其内壁的部位有一 个锥形空腔，空腔内填充一定数量的热传介质933，而空腔的一端安 装电加热器935。
当电加热器935接通电源后，缸体932靠近电加热器的一端即被 加热，空腔内的热传介质933迅速将热量传至缸体932和空腔的另一 端。当缸体932旋转时，空腔内的热传介质933在离心力的作用下回 流至加热端。
本实施例结构具有以下优点：
1、传热效率高，温度调节容易；
2、烘干缸体不承受导热油的静压力，不存在开孔补强的问题；
3、不需要导热油循环装置。 实施例103
在铅笔的制造过程中，需要对笔杆的木材进行干燥处理。现有的 铅笔木材厂木材干燥基本上是采用木材干燥窑，这种方法的缺点是木 材含水率不易控制，因为干燥窑内的温度梯度较大，而且热效率低。 本实施例就是透过使用在上述实施例2中制备的热传介质，实现一种 热交换效率高、结构简单、而且运行可靠的铅笔木材干燥装置。
参考图9I和9J，透过燃烧器942和燃烧室941产生的热烟气被引 入管箱939的下部。空气透过引风机940引入管箱939的下部。空气 和热烟气透过管箱939中的高传热速率热传管938进行热交换，由此 形成高温空气，该高温空气则将木材传送带943上的木材干燥。干燥 后的废气可透过烟囱937排出。
本实施例的铅笔木材干燥装置能够控制温度、通风速度等干燥调 节；而且热效率高。 实施例104
在木材的生产过程中，干燥是一个很重要的环节，其需要有足够 的热空气。本实施例就是利用在实施例2中制备的高传热速率热传元 件，来提供足够的热空气。
参考图9K，本实施例的干燥装置由燃烧炉944、热交换器945和 干燥箱947组成。燃烧炉944中产生的高温烟气通过管线进入热交换 器945中。热交换器945有两个相互不通的信道，烟气以及从热交换 器945的下部进入的空气分别从中流过，并透过在其中设置的高传热 速率热传元件946进行热交换，由此加热空气。高传热速率热传元件 946由三块管板固定，侧面有钢板，高传热速率热传元件946与管板 之间有法兰密封，保证冷、热流体不还相互泄漏，高传热速率热传元 件946的冷、热两端有翅片，可以调整热传元件的根数和翅片间距， 由此控制热空气的温度和烟气出口温度，避免露点腐蚀。
烟气降温后，经除尘器、烟囱排空。而被加热的空气在达到需要 的温度后通过管线进入干燥箱947。干燥箱下部设有输送带，木材放 在输送带上，以与热空气流向相反的方向进入干燥箱947后，被热空 气加热，木材中的水分受热蒸发，随加热气排出干燥箱，在干燥箱的 木材出口处得到经干燥的木材。
燃烧炉的燃料可以使用煤、燃油或燃气。另外也可直接利用工业 生产中的其它余热。 实施例105
喷雾干燥是许多粉状产品的生产过程中经常使用的一种技术方 法，需要有较高温度的热风。如果对产品的色泽要求比较严格，还应 避免在干燥过程中有污染物混入料粉中。喷雾干燥所需要的热源一般 是采用煤直接燃烧产生的烟气。对于没有煤或煤气很贵的地区，热源 将成问题。如果使用液化气、燃油等其它热源，均会对产品产生污染， 影响色泽。如果采用换热方式加热空气，则一般的换热器，包括板式、 列管式、板翅式等，热效率低，提供的热源温度较低，不能达到要求。 本实施例就是利用在实施例2中制备的高传热速率热传元件，来为喷 雾干燥提供足够的热源。
参考图9L，本实施例的喷雾干燥器由燃烧炉948、热交换器949 和喷雾塔950组成。燃烧炉948中产生的高温烟气通过管线进入热交 换器949中。热交换器949有两个相互不通的信道，烟气以及从热交 换器949的下部进入的空气分别从中流过，并通过在其中设置的高传 热速率热传元件951进行热交换，由此加热空气。高温热空气经管线 进入喷雾塔950中。
高传热速率热传元件951由三块管板固定，侧面有钢板，高传热 速率热传元件951与管板之间有法兰密封，保证冷、热流体不还相互 泄漏，高传热速率热传元件951的冷、热两端有翅片，可以调整热传 元件的根数和翅片间距，由此控制热空气的温度和烟气出口温度，避 免露点腐蚀。
本实施例的喷雾干燥器可以使用煤作燃料替代煤气，节省费用， 还可以避免产品的色泽受到影响。 实施例106
在众多生产碳酸钙及相关产品的工厂里，其产品属于粉状物料， 最后一道工序是烘干，以除去物料中多余的水分。烘干所用的设备是 转炉干燥机，又称回转窑。因为不允许物料与高温烟气进行接触式换 热，该干燥机的内部为物料，烟气只能从外部进行加热。传统的加热 方式是将烟气在回转窑的外壳流过，将热量传给内部的物料。这种传 统的加热方式在运行中暴露出一系列的问题，主要有：(1)加热极不 均匀，从回转窑的一端到另一端，烟气温度降低很快，从1000℃很 快降低至200-300℃。由于加热的不均匀性，造成窑炉的表面温度 不均匀，直接影响物料的烘干效果和产量；(2)在高温区由于烟气温 度过高，容易烧坏窑炉的金属外壳，并引起高温腐蚀，严重影响窑炉 的使用寿命；(3)能源利用效率低，在高温区，回转窑的炉体与固定 的保温层之间缝隙过大，热量散失严重，在低温区由于积灰不易清除， 也影响了传热，因而造成热效率低和环境污染严重的问题。 本实施例就是将在实施例2中制备的高传热速率热传元件利用于回转 窑中，以改进现有的干燥设备，克服上述缺陷。
参考图9M和9N，本实施例的高传热速率热传式干燥机为一种巨 型、低速回转窑。窑体分为冷却段954和加热段952，并由回转支承 956支撑进行回转。在加热段设有烟气加热部分，其包括烟气进口957 和烟气出口953，并与热传元件963之间具有一缝隙，以使烟气962 由其中通过，由此对在回转窑中流过的物料964进行加热，以除去水 分。为了强化烟气侧的换热，还在热传元件963的加热面上焊转翅片 959。同时，为使烟气在加热段952中流过时的热量散失最小，在烟 气信道上外包有保温层961。
加热段952的长度不易过短，约为热传元件总长度的30％。热传 元件轴线与水平方向的倾斜角为2度，以保证冷凝液在旋转表面上的 回流。在热传加热段的蒸发表面上焊装布液板960，以保证蒸发表面 上有液膜覆盖。而且在凝结表面上还采取了特殊的扩展表面，使蒸汽 有更多的凝结空间，且旋转中的粉状物料有更多的加热表面。
加热段的烟气信道设有保持转动部件到静止部件的密封，同时设 有清灰及检修口。 实施例107
本实施例提供一种通过结合先前实施例中所述的热风炉与干燥箱 而形成的高传热速率热风干燥器，如图9O中所示，其中空气加热器 965中产生的热风通过管线引入到物料干燥器966中。其它部分的说 明可参考上述两个实施例，在此省略它们的说明。 化工应用装置之加热应用 以下各实施例108至119系用于例示本发明之热传元件于化工应用装 置领域加热功能之应用，例如在用于原油加热器、储油装置加热器、 井口卸油罐原油加热器、车载油罐原油加热器、运输车用储油罐加热 器、内换热式井口加热器、电热式原油加热装置、吸热化学反应器、 恒温浴槽、输油管道原油加热炉、化学反应釜、以及重油贮罐加热器 等。 实施例108
在原油的储运过程中，为满足输送或技术操作的要求，常常需要 对油罐或管道中的原油或其它油品进行加热。使用本发明之高热传的 传热介质或其所制备的热传，可以将热量快速传递到油品中，从而可 以避免局部温度过高。所以，利用本发明的热传对油品进行加热，既 可以节约能量，也可以达到安全生产的目的。
本实施例是一种加热输送原油管道内的原油的装置。该装置中采 用如实施例2所述的热传，使加热过程的热量交换能高效率地进行。
图10A是该原油加热装置的示意图，其中，1001表示原油管道， 1002表示高传热速率热传管道，1003表示联结法兰，1004表示电加 热器。
在本实施例的装置中，当加热器1004工作时，位于加热器内部 的高传热速率热传管将携带的热量传递给位于原油管道外部的高传热 速率热传管，并经由该高传热速率热传管将能量释放给原油，使原油 温度升高，而达到加热的目的。
目前，现有技术的管道原油加热器基本上是水套炉或电加热带， 其缺点是锅炉结构复杂，焊缝多；传热强度低，激活时间长，停炉热 损失大；而且电加热带易损坏，难以检修。与现有技术相比，本实施 例的原油管道加热器具有以下优点：
1、结构紧凑：与输油管道套接，可全程均温加热；
2、安装简便：可采用一般管道连接方式，无需更新配置；
3、热效率高：传热热阻基本为零，可最大效能地发挥电热转换 效率；
4、操作便利：加热装置具有温度设定和超温保护装置，使用方 便；
5、使用安全：电加热装置与原油完全隔离，热交换采用介质传 热方式，与原油进行间接交换，无电力因素所产生的原油引燃之弊。
本实施例特别适用于油田的原油输送加热，其制造、运行成本要 比水套炉低，而且还能节省占地面积。 实施例109
本实施例是一种安装于贮油装置中、利用本发明之高传热速率热 传元件的加热器，它主要由高传热速率热传元件、管板1014、管箱1012 等组成。
为了保证该加热器的正常运行，高传热速率热传元件1013的管 束要倾斜安装，即其在贮油罐内侧之处要高于其在贮油罐外侧之处， 当管束与管板1014垂直时，接管要向下方倾斜，以保证整个管束与 水平面呈一定的夹角，请参阅图10B。
当高传热速率热传元件1013的热端吸收热媒中的热后，即透过 高传热速率热传介质将热量传递到高传热速率热传元件1013的冷 端，从而加热贮罐中的油。管子与管板1014采用焊接连接，管板1014 与管箱1012采用法兰连接，拆装时可将管束整体抽出。为了拆装方 便，在贮罐内设导轨支架1011，图10B中的尺寸由具体的设计条件 计算确定。
目前，大多数的贮罐加热器皆采用光管排管式、多边形串联式布 置，以蒸汽加热为主。这种加热器存在的主要问题是在凸缘连接及焊 接接头处容易泄漏。引起漏的主要原因有焊接接头品质、水击作用、 蒸汽冲蚀、腐蚀等。加热器的泄漏直接影响到贮罐的使用和操作，并 需要维修和清扫，造成不应有的浪费。因此在设计加热器时希望能针 对上述问题改进加热器的结构和设计，以不断提高加热器的使用期 限，延长贮罐的检修周期。本实施例的加热器则是一种热效率高、运 行安全可靠的加热器，与现有技术中的贮罐加热器相比，它具有以下 优点：
1、可采用翅片管束式布置，热效率高，运行安全可靠；
2、可避免水击、蒸汽冲蚀、高温腐蚀引起的加热器泄漏；
3、单根热传元件泄漏不会影响到整个加热器的工作，从而提高 了加热器的使用寿命，延长了贮罐的检修周期。
由于贮罐加热器损坏时，需对贮罐进行维修和清扫，会造成很大 的人力和物力的浪费。因此，本实施例的价值就在于它可以延长贮罐 的检修周期，从而降低了贮罐的使用和管理成本。 实施例110
本实施例是因应油田的要求，解决在远距离工业及生活区的采油 井或采油站中，使原油在低温情况下能顺利卸放的问题而提出的。
本实施例利用上面实施例2中所述的高传热速率热传元件，将电、 燃气、燃油或蒸汽等热源的热量传递给原油，从而提高原油的温度， 降低其粘度，便于原油的卸放。
如图10C所示，本实施例的井口卸油罐原油加热器主要由加热器 热源1036、高传热速率热传管、固定法兰1033、温度计1034接口组 成；高传热速率热传管又包括热端管1035、冷端管1032和翅片1031。 为保证高传热速率热传管的正常运行，高传热速率热传元件的冷端管 1032与水平面成10°角。高传热速率热传元件的热端管1035与热源 连接，冷端管1032插入被加热的原油中，透过焊装在高传热速率热 传元件上的固定法兰1033被固定在井口卸油罐上。
位于加热器热源1036内的高传热速率热传管热端管1035将从热 源获得的热量传递到高传热速率热传管的冷端管1032，再透过管壁 和翅片1031释放给原油，使原油的温度升高。
本实施例之井口或油站卸油罐原油加热器具有以下优点：
1、可灵活选择热源，适用油田采油站、采油井等工作条件苛刻 的场合；
2、采用一般的法兰连接方式，便于安装及更换；
3、高传热速率热传管传热热阻接近零阻值，热效率高；
4、加热热源与原油完全隔离，不会造成常见的原油污染，原油 被引燃等事故。 实施例111
本实施例是针对原油等高粘度液体在装卸、运输过程中需对其进 行加热而设计的。
车载油罐的传统加热方式有蒸汽加热、电加热等。采用夹套式蒸 汽加热因其取得热源不便，再加之夹套占据有效的载油空间已逐步被 电加热所取代。但电加热在安装和使用中因注意事项较多，又给安全 生产带来诸多不便。
本实施例利用上面实施例2所述的高传热速率热传元件，制备出 高传热速率热传管原油加热器，真正实现了油电分离，从而解决了这 一技术难题。
如图10D所示者，为采用高传热速率热传管原油加热器的车载油 罐示意图，图中1041为槽车车罐，1042为接管，1043为法兰，1044 为加热器装置，1045为电源，1046为开关；如图10E所示，为高传 热速率热传管原油加热器装置的示意图，该加热器装置主要包括热传 元件1051、管板1052、氧化镁1053、保温层1054和壳体元件1056。 当接通电源后，电阻丝产生高热，透过氧化镁传递到高传热速率热传 元件1051上，根据本发明之高传热速率热传元件的传热功能，热量 被高效地传递到罐内原油中。从上述工作原理可知，电能是透过高传 热速率热传元件进行传递的，电阻丝等与油品不直接接触，这样就避 免了在低油位时由加热元件表面温度超过油的闪点而引起火灾等事 故。
图10E所示之原油电加热器则可以克服现有同类加热器装置对工 作电压和环境湿度要求高、加热管表面易结炭、结炭后热效率降低以 及油位低于电加热器造成加热元件表面温度超过油的闪点等缺点；由 于它具有以下优点，因而可用于取代现有的原油电加热器和蒸汽加热 器：
1、油电完全分离，使用安全、可靠；
2、传热效率高，激活快，占地面积少，安装方便、灵活；
3、每根热传元件都是独立工作的，如有损坏可以更换，而与系 统无关，所以维修方便，使用寿命长。 实施例112
本实施例是一种对运输车用储油罐进行加热的装置。这种装置利 用本发明的高传热速率热传技术，提高了运输车用储油罐加热过程中 的热交换效率。
在原油、重油等油料的运输过程中，有时需对油料进行加热，以 防止油料粘度增加、流动性变差。现有的对运输车用储油罐进行加热 的方法基本上采用蒸汽盘管加热的方法，盘管安装在储油罐内，这种 方法的缺点是加热不均匀，而且受蒸汽汽源的限制，不能在运输途中 对油料进行加热。
图10F所示的加热器是一种利用热传元件对储油罐中的原油或油 品油料进行加热的加热器。图10G为所述储油罐的剖面图。该加热 器主要由电加热器1061、高传热速率热传元件1062和矿物油载热体 1064三部分组成。矿物油载热体1064灌注在储油罐壳体外侧的夹套 中，管状高传热速率热传元件1062的放热端浸在矿物油载热体中， 加热端放在夹套外。当电加热器1061接通电源以后，高传热速率热 传元件1062的加热端即被加热，并迅速将热量传至放热端，夹套中 的矿物油载热体1064被加热，并将热量传递给储油罐中的油料，从 而将储罐中油料加热；透过调节电加热功率的方法可以很方便的调节 加热温度。这种加热方式的优点是加热温度均匀，传热效率高，温度 调节容易；而且可以在运输途中对油料进行加热。 实施例113
现有的井口加热器易产生沙堵现象，造成油路不通，而出现爆破 危险。并且现有的加热器体积大，浪费原材料。
本实施例是提供一种内换热式高传热速率井口加热器，其可解决 原加热器沙堵的问题，原油不结焦，其热效率90％以上，结构紧凑， 体积小，节省原材料，降低了成本。
如图10H所示，本发明的内换热式高传热速率井口加热器包括高 传热速率蒸发段、内换热腔、高传热速率稀油换热器、稠油换热器以 及油预热换热器。
高传热速率蒸发段是由下端呈S型下脚圈的内筒体1065与下封 头1066焊接，并且与多根曲形蒸发管1067焊接连通，组成炉胆状的 结构；高传热速率筒体1068下端与内筒体1065下端的S型下脚圈 焊接，其上端与上封头1072焊接，波纹管1071的下端与下封头1066、 上端与上封头1072焊接连通，构成有内烟道的高传热速率热传段和 凝结段合二为一的内换热腔。高传热速率腔内上端安装一组多圈盘管 的稀油换热器1070，中部安装一组多圈盘管的稠油换热器1069。在 高传热速率腔上端，安装偏球体1073和一组盘管1074；盘管1074 上端管口为稠油进口，下端管口与偏球体1073的上球面焊接连通， 偏球体1073的下球面用一连管1078与稠油换热器1069的上管口焊 接连通，构成完整的高温烟气层的油预热换热器。稠油换热器1069 的下管口为出口，稀油换热器1070设有进、出口。外封头1076、外 筒体1077连接构成高温烟腔；高温烟腔的一侧与外烟道1075焊接连 通。外筒体的外侧为保温层和外壳体，下部安装底座1079。
使用时，稀油从稀油换热器的进口输入，加入到设定温度值后的 稀油从出口输入地下，与那里的超稠油混合使其稀释；用抽油机将地 下稀释后的原油带压从盘管加热器进口流经预热换热器盘管1074和 偏球体1073；再经连管1078流入稠油换热器1069，使原油达到设定 的温度值后，从出油口输入到管网。 实施例114
在油田的原油开采过程中，各个井口从地下采出的原油需通过管 道输送到储罐，然后再集中脱水后输送到炼油厂。由于从井口采油点 到原油储罐之间的距离一般都在几十至上百米，在原油输送过程中经 常出现原油粘度高、管道热损失大而导致的油品降温、脱腊凝固难以 输送的问题。在冬季，寒冷地区的原油输送尤其如此。为了解决该问 题，国内外各采油场不得不采取如下措施予以解决：
1.直接向原油中加入添加剂或注入热水或蒸汽以降低原油的粘 度。
2.以天然气、煤或渣油、重油等燃料为热源，利用水套炉间接 为原油提供热量，当原油被加热到一定温度足以补偿散热损失后，再 行输送。这种水套炉通常可连续稳定工作，是当前井口原油加热的主 要设备。可是该设备必须在具有水源、气源的条件下才能安装运行， 而且使用过程中必须由人工看护火苗，工人的操作条件较差、维护工 作较为繁重，而且由于燃料中的有用成分白白烧掉还造成原料资源的 浪费和烟气污染。
3.以电作为热源，用电热带缠绕在原油输送管道外部，使油品 在输送过程中边行进，边进行热量补充。该种方法设备投资少，造价 低，前些年使用较广，但由于加热体的热流密度小，加热面长，通常 必须与管道一起埋入地下，而因电热带寿命短，检查不易，检修、更 换麻烦，近年来少有使用。
所以，迄今为止，在解决原油输送的加热问题上，尚未找到一种 既简便易行、维修方便，又经济合理、符合环保要求的有效措施，原 油在输送过程中的加热问题，多年来一直是许多企业一项有待解决的 难题。
本实施例提供了一种高传热速率电热式原油加热装置，其主要由 夹套管式高传热速率热传元件1083、电加热体1082和温控仪1084 三个设备组成。
夹套管式高传热速率热传元件1083具有传热能力大、均温性高、 兼容性好的特点，以此与电加热体相配，作为电热源和油品之间的传 热媒体，恰好可解决上述油品传热难、维修难的问题。
本发明的夹套管式高传热速率热传元件的结构如图10I所示，其 仅由内外二根碳钢直管相套焊接而成，即夹套内管1080和夹套外管 1081。
鉴于电加热设备与其它形式的能源不同，其操作温度的高低，直 接影响着加热体本身的使用寿命。在与高传热速率热传元件的配合使 用中，温度控制的可靠与否，还关系到整套装置的运行稳定性和操作 安全性。为此在这套加热装置中，还专门配套选择了性能良好的智能 型温度控制仪。
本发明的高传热速率原油加热装置并非仅有电加热体和夹套管式 高传热速率热传元件即可连续稳定工作，温控仪的作用不可忽视，只 有这三部分相互配合合理、协调一致，才能保证整套装置安全运行。 如图10J所示，本发明的高传热速率原油加热装置包括电加热体 1082，夹套管式高传热速率热传元件1083和智能型温控仪1084组成。
由图10J可见，整套加热装置的工作原理为：当安装在夹套管式 高传热速率热传元件外壁的电加热体通电发热后，通过与之接触的底 部壁面首先将夹套管式高传热速率热传元件内部的介质加热，受热介 质的激发传递，将热量迅速扩散到夹套管的空腔之中，因而整个夹套 管的温度升高。当原油从夹套内管一端不断地流入时，热量则通过高 传热速率传热夹套的内管壁传递于在内部流动的原油，于是从另一端 流出的原油因吸热而变暖。也就是说，原油在正常的输送状况下流过 温度较高的夹套管即可完成加热过程。而且由于该加热装置的安装并 未改变原有的原油输送流程，故系统管道阻力也不会因此而增加。
为了保证整套加热装置的可靠运行，夹套管式高传热速率热传元 件可以直接摆放在原油输送管线的上方。在装置内管出口安装温度检 测口，通过温控仪在电加热体与出口水温之间实现连锁控制，温控仪 可利用反馈信号与设定值进行比较计算，及时有效地对电加热体的加 热速率实施自动控制，从而免使油品在加热过程中超温。
本套装置设计加热能力为25kw，使用中只根据原油流量、入口温 度、加热量要求在温控仪上调节输出功率的大小，给定出口原油的加 热温度值，整套装置便可自动实施管道加热和控温的调节。
本发明的原油加热装置是以电为热源的油田管道加热系统，与传 统的水套炉、电热带原油加热方法相比，具有以下特点：
1.设备体积小、结构简单，适用于油田井口的原油管道加热输 送；
2.设备安装容易，不改变原有介质输送流程，不会由此增加原 有输送系统的管道阻力；
3.通过加热面积的转换，可以解决以电为热源加热面集中、局 部温度过高及温度分布不均匀所导致的油品结焦问题；
4.可以解决油品传热系数小、换热面积不足的问题；
5.可以解决电加热体使用寿命短、检修更换不便的问题；
6.自动化程度高，智能仪表的电远传功能可以实现加热装置的 远距离监控，免去了繁杂的现场操作；
7.输出功率可调，适于冬夏不同加热量的需求。
8.一台计算机可与多台温控器相连，有利于工作效率的提高和 劳动强度的降低以及控温的准确性。
9.装置各器件匹配合理、运行稳定、造价低，适合于小功率的 井口加热需要。
在油田采油场，以本发明的原油加热装置替代原有的燃气、燃油 水套炉，其前景是广阔的。
本发明的原油加热装置可根据各井口油品的输送距离不同，所处 的地理位置不同，油品的品质不同，所需的加热量不同等参数，选择 不同的加热功率和结构形式，并形成系列，以供不同的用户选择。除 此之外，本项发明也可为在其它类似场合的应用提供参考。 实施例115
本实施例示出一种新型吸热化学反应器。图10K为本发明的吸热 化学反应器的结构示意图。所述反应器包括原料进口1085、带有翅 片1087的由本发明的热传介质制成的热传元件1086，催化剂床1088， 原料出口1089和加热器1090。反应中所需的热量由本发明的热传元 件1086传递到催化剂床层1088。在催化剂床1088内所述热传元件 1086管外有纵向翅片1087，其目的是增加热传元件向催化剂供热的 传热面积，传热面积越大，热传元件与催化剂之间的温差就越小，加 之本发明的热传元件有良好的轴向均温性，这样就使得反应器内径向 床层的温度梯度减小，从而提高反应的转化率和收率。
众所周知，吸热化学反应器在反应进行过程中，外界需不断向反 应器供给热量以维持反应所需的温度。传统的吸热化学反应多采用列 管式换热器，这种反应器催化剂床层高度方向和径向温差较大，导致 转化率较低，反应器产量也上不去。而本发明的反应器利用本发明的 热传介质能保证反应器催化剂床层高度方向的等温性，从而提高转化 率和收率。 实施例116
恒温浴槽是工程实践中应用很广的一种恒温装置，现有的恒温多 采用水或油的循环回路结构，这种结构一方面加热效率低，浴槽内温 度稳定性不好，另一方面在锅炉热交换器表面会生成水垢或油垢，而 且当锅炉停止燃烧后，浴槽内的水或油会很容易冷却。
本实施例是一种新型恒温浴槽，图10L为其示意图。所述恒温浴 槽包括锅炉1091，由本发明的热传介质制得的热传元件1092，及装 有硅油1093的油浴槽1094。本发明的高传热速率恒温浴槽与现有浴 槽相比，是利用热传元件1092取代后者的循环回路，将浴槽的加热 部分与锅炉的燃烧部分分离布置，热传元件1092将锅炉1091燃烧后 生成的热量传到浴槽1094内，从而达到让浴槽内的水或油升温的目 的，并能使之保持温度恒定。这样就不会有水垢或油垢附着在锅炉的 热交换器表面。另外，本发明的热传元件具有单向传热特性，使得浴 槽的水或油在锅炉停止燃烧后不易被冷却。 实施例117
现有管道输送原油加热炉存在着热效率低，日常操作费用高、安 全可靠性差等缺点，难以保证长周期生产。而本实施例涉及一种高效、 安全长周期、平稳运行的全新概念和原油加热炉。本发明的要点是利 用本发明的热传元件将炉膛的辐射热能直接传入原油管道内以提高原 油输送温度。
如图10M和10N所示，本发明的加热炉是由辐射室1096、对流 室1097、余热回收原油加热管及烟囱1099四部分组成。辐射室由燃 烧器1095和热传元件1098组成，由该热传元件的一端将辐射室的热 量传给另一端的原油加热管内加热原油；原油在输送过程中得到提高 至应用温度。为确保热传元件的正常运行，原油管道的高度设置在辐 射室的上方。
本发明的加热炉的工作过程是：位于原油加热炉辐射室内的热传 元件，将辐射热迅速传递给原油输送管道内，将原油输送温度迅速提 高。
采用本发明的设计，加热炉内的辐射热量、对流室热量及烟气余 热都得到充分的利用；另外在加热过程进行有效的过程控制以达到降 低成本，增加效益的目的。该炉子的加热方式仅仅依赖于元件两端的 温差。 实施例118
带搅拌的化学反应釜是医药、食品、石油、化工的常用设备，在 釜内反应过程中总是有化学反应热的移入或移出，常规反应热量的传 递是靠外头套或伴管来实现的，在强放热或吸热的反应中，仅靠釜外 加套的换热面积往往不能满足反应的要求。本发明是一种新型加热式 化学反应釜，能适应这种需要。如图10O所示，本发明的反应釜2802 配有搅拌器2801，本发明的热传元件2803，釜外夹套2804和加热器 2805。其中热传元件2803可以做成各种形状插入釜内，既可增加釜 内换热面积，又可起到档板的作用，从而可加快反应速度。
本发明的反应釜结构简单，传热效率高并且运行可靠。 实施例119
本实施例为重油贮罐高传热速率热传加热器，如图10P所示，重 油贮罐罐体2806中装有重油2807，所述加热器由两部分组成，一部 分在贮罐外属热源端2809，一部分为在贮罐内为热传元件2808。贮 罐外加热热源可采用多种形式，电源或蒸汽源可远离，贮罐内热传元 件将热量释放给罐内重油。被加热重油由罐底升到上方，重油罐上方 的冷重油下降到贮罐的下方形成自然循环对流，以达到罐内重油全部 被加热的目的。当罐内重油达到≤70℃时，外部加热热源可自动停止。
而现有的重油贮罐是采用蒸汽管线通入贮罐内加热，由于“水击” 的原因，真气管线经常渗漏，致使停工检修清罐，严重影响生产。本 发明的加热器利用本发明的热传元件进行热交换，代替蒸汽介质在罐 内进行热交换，因此传热效率高，单位传热面积大，可使换热器体积 缩小。另外可节约能源，降低蒸汽消耗1/2-1/3，且使用寿命长，可 节约日常检修费用。
在高传热速率热传加热器安装时需要倾斜一定角度。 散热热传元件 农渔养殖之散热应用 实施例120系用于例示本发明之热传元件于农渔养殖领域散热功能之 应用，例如在用于防自燃自热的散热装置。 实施例120
在现实生活中，许多物质在贮藏时，由于易产生自燃或自热现象， 常引起火灾或变质等，造成很大的经济损失。如粮库的粮仓、煤矿的 矿山等。但目前尚未找到一种方便可行的解决办法。对于粮仓散热， 人们采用插竹管的方法，但达不到令人满意的效果。对于煤矿的矿山， 人们采用石灰、火碱、泥浆灌注的方法，结果常常发生爆喷，严重威 胁着操作人员的人身安全。为了解决这一难题，开发一种新型实用的 高传热速率传热散热装置，有效地防止物质自燃、自热是非常必要的。
本实施例是利用高传热速率元件的等温性的特点，将物体内部的 热高效、安全地散发出来，有效地防止物质自燃、自热现象的发生。
如图10R所示，本发明的高传热速率传热散热装置主要由高传热 速率介质2810、提升环2811、金属管2812和散热片2813组成。它 可以根据使用场所的不同分别制成单管、排管、V形管或U形管等。
根据高传热速率元件的传热性质，将本发明的高传热速率传热散 热装置的光管部分埋入需要预防自燃或自热的物质中，提升环和散热 片裸露在外界空气中。当热段吸收热量后，通过高传热速率介质将热 传到冷段，再通过散热片散发到空气中。这种过程的不断循环，使容 易自燃或自热的物质内部的热量不断向外界散发，避免了自燃或自热 现象所造成的危害。
本发明的高传热速率传热散热这种能有效地将自燃、自热物质中 的热量散发出去，给物质的贮藏和安全生产带来了可靠保证。本发明 的高传热速率传热散热这种具有单向传热性，即热量只能从加热段传 向冷凝段，而不能反向传热。该装置属于环保节能型高科技产品，与 传统的散热装置不同，既没有复杂的结构，又无动力消耗，可以随使 用场地的需要制成不同规格或型式的散热装置，方便用户的安装和使 用。 电脑及周边装置之散热应用 以下各实施例121至131系用于例示本发明之热传元件于电脑及周边 装置领域散热功能之应用，例如在用于桌上型电脑CPU散热器、笔 记本电脑键盘下薄板型CPU散热器、笔记本电脑显示器后薄板型CPU 散热器、积体电路板散热器、半导体冷却装置、笔记本电脑CPU的 印刷电路板搭载型散热器、笔记本电脑键盘中的CPU散热装置、晶 片模组散热装置、以及降低EMI的散热装置等。 实施例121
本发明的热传元件可应用于计算机及其周边装置，用于将计算机 及其周边装置在工作过程中所产生的热量散发掉。例如用作台式计算 机CPU散热器、笔记本计算机CPU散热器、集成电路板散热器、半 导体冷却装置、以及其它计算机元件散热装置等的散热元件。
目前市场销售及公开使用的台式计算机CPU的散热器种类很多， 基本上都是由金属材料直接拉制而成，外加一个CPU风扇强制吹风 散热。这种散热器体积较大、热阻较高，并且受风扇寿命影响、容易 损坏、噪音高。这些都限制了计算机高性能处理器(CPU)的进一步 发展。图11A是使用本发明热传元件的台式计算机CPU的散热器的 示意图，而图11B是图11A的散热器的左视图。如图11A和11B所 示，台式计算机CPU的散热器由吸热块1101、本发明的热传元件1102 和翅片1103构成。热传元件1102做成蛇形管元件。热传元件1102 外壁串装了矩形或圆形翅片1103，翅片1103与热传元件1102外壁 之间可透过过盈配合、粘接或焊接方式联接。热传元件1102的吸热 端插入到吸热块1101的小孔中。将该散热器安装在台式计算机的CPU 上后，CPU耗散热传给吸热块1101，吸热块1101将热传给热传元件 1102。根据热传元件1102的等温传递性，将热传给翅片1103，最后 透过空气自然对流将热散发出去，达到CPU散热的目的。透过采用 本发明的热传元件，取消了CPU风扇，可以降低噪音和振动、节约 能源、提高了CPU散热器的寿命和可靠性；提高了散热能力；以及 整个系统可稳定、可靠的工作。因而，可提供一种新型高效散热器。 实施例122
图11C是使用本发明热传元件的台式计算机CPU的散热器另一 实施例的示意图，而图11D是图11C的散热器的左视图。如图11C 和11D所示，台式计算机CPU的散热器由本发明的热传元件1104、 翅片1105和风扇1106构成。热传元件1104做成平板状。热传元件 1104表面上有许多由板材料直接加工形成的翅片1105，翅片1105与 热传元件1104垂直或倾斜。风扇1106透过支柱1107和螺钉固定在 热传元件1104表面上。该散热器直接安装在CPU表面上，它们结合 面之间涂抹导热膏或导热垫，CPU耗散热会迅速透过热传元件1104 传递到翅片1105上，透过风扇1106吹风，达到散热目的。透过合理 的设计，该散热器的散热能力可达到一般散热器的10倍以上。透过 采用本发明的热传元件，减小了体积，结构更紧凑；降低了热阻，散 热能力大大提高；CPU表面温度均匀性提高，处理器系统可更加稳 定地工作。 实施例123
图11E和11F是使用本发明热传元件的台式计算机CPU的外置 型散热器的示意图，其中，图11E所示散热器用于卧式机，图11F 用于立式机。如图11E和11F所示，台式计算机CPU散热器由吸热 块1108、本发明的热传元件1109以及翅片1110构成。吸热块1108 根据CPU表面形状来确定，热传元件1109插入吸热块1108中并紧 密接触。翅片1110设置在热传元件1109末端并且放置在计算机电源 风扇1111附近。根据计算机内部元件布局不同，热传元件1109可以 弯曲成任意形状。将散热器安装到CPU上，CPU热量透过吸热块1108 和热传元件1109传递到电源风扇1111附近的翅片1110，透过风扇1111 对流将热散发掉。透过使用本发明的热传元件，取消了原CPU风扇， 仅利用电源风扇，降低了噪音和振动；降低了热阻，散失掉更高的CPU 耗散热，大大改善了CPU表面温度均匀性，提高了处理器系统的稳 定性；省掉CPU风扇，提高了系统的稳定性；而且该散热器结构紧 凑、制造简单。 实施例124
笔记本计算机的便携性深受人们的喜爱。但其性能的高要求和体 积的小型化发展趋势成为矛盾。笔记本计算机CPU散热问题尤为重 要。采用本发明的热传元件成功解决了笔记本计算机内珍贵的小空间 的高负荷CPU散热问题。图11G是使用本发明热传元件的笔记本计 算机CPU的散热器的示意图，而图11H是图11G所示散热器的俯视 图。如图11G和11F所示，笔记本计算机CPU的散热器由热传元件 1112和联接件1113构成。热传元件1112制作成板状元件。联接件1113 用于连接CPU和热传元件1112。该散热器布置在笔记本计算机的键 盘下面空间，利用本发明的热传元件的高传热速率能，将笔记本计算 机CPU的热量快速有效地散发掉。采用本发明热传元件的笔记本计 算机CPU的散热器不但结构轻巧，总厚可小于1.5mm，节约空间； 而且传热性好、散热能力大大提高、性能可靠。 实施例125
图11I是使用本发明热传元件的笔记本计算机CPU的散热器另一 实施例的示意图，而图11J是沿着图11I中的箭头A-A方向看上去的 示意图。该散热器使用本发明的热传软管元件和热传板元件成功地解 决了从笔记本计算机键盘内到显示器后面的热量传递方式。如图11I 和11J所示，笔记本计算机CPU的散热器由热传元件1114、热传元 件1115、热传元件1116、热传元件1117和吸热连接件1118构成。 热传元件1114制作成管状，根据计算机内部元件布局不同，热传元 件1114可以弯曲成任意形状。热传元件1115制作成软管状，用于将 管状热传元件1114和也是管状的热传元件1116相连通，形成一个封 闭的腔体。热传元件1116布置在显示器后面，其放热段的一部分被 封焊在薄板状热传元件1117的内部，如图11J所示。吸热连接件1118 用于连接CPU和管状热传元件1114，并布置在笔记本计算机的键盘 下面空间内。软管热传元件1115解决了显示器无论以何种角度翻转， 热传递都能顺利进行。笔记本计算机工作时，CPU耗散热透过吸热 连接件1118传递到管状热传元件1114上，透过腔体内高传热速率热 传介质依次传递到软管热传元件1115和热传元件1116表面。热传元 件1116藉由薄板热传元件1117，热流被迅速均匀地分布到薄板热传 元件1117表面，透过空气的自然对流散发到环境中。使用本发明热 传元件的散热器的散热能力极大限度地得到提高。这种散热器实现了 无风扇散热，节约了电能消耗；散发掉更多的CPU耗散热，提高系 统的稳定性；无噪音和振动；而且结构紧凑、制造简单。 实施例126
近年来，以计算机为代表的电子机器及电力机器迅速发展，所用 的电子零部件，特别是半导体元件倾向高积体化、大容量化、高速化， 元件发生的热流密度也增大。传统热管的冷却效果，已适用于各种电 力机器的闸流管、二极管、换流器、变换器等的冷却。民用的音响电 子元件冷却需要的热管已经超过800万只。采用本发明的热传元件可 以解决现有技术的问题。图11K是使用本发明热传元件的集成电路 板散热器的示意图。如图11K所示，集成电路板散热器由板状热传 元件1119和设置在板状热传元件1119两侧的纵向散热翅片1120构 成。集成电路板散热器布置在集成电路板和电子元件1121之间。电 子元件1121的管角透过板状热传元件1119上预先加工出的小孔后插 入到集成电路板上，电子元件1121的底面与板状热传元件1119紧密 贴合。集成电路工作时，电子元件1121发出的热透过其底面传递给 板状热传元件1119，藉由板状热传元件1119上的高传热速率热传介 质，热量被迅速传递到两端的纵向散热翅片1120上，透过空气自然 对流或冷水介质将热带走。该散热器可以串装成组，适用于集成电路 板箱的散热。由于本发明的热传元件具有极高的热流密度，在相同的 外形尺寸和应用场合下，传热能力比一般热管成几十倍的增长，散热 能力因此大大提高。而且采用本发明的热传元件的集成电路板散热器 的结构简单，可以根据不同的集成电路板制成不同的形状。 实施例127
关于CPU的降温，要达到非常的效果，仅透过风扇是不能实现的， 必须用非习知的办法。通常对晶片散热是用散热片和风扇吹，但是这 个方法无论如何不可能把晶片温度降到环境温度以下，因为当两者温 度相等时候会很快达到热平衡，就无法再降温，所以最多也只能降到 接近环境温度。而半导体冷却技术不需要压缩机，不需要习知之冷却 剂，不会污染环境，只需要一种特殊结构的半导体，通上电后就可以 打破热平衡。半导体冷却器带来一种散热新概念，使CPU的温度进 一步得到控制。半导体冷却器在通电情况下，两端极板会产生一定温 差，正是利用它的冷凝面为CPU提供一个低温环境。图11L是半导 体冷却装置的安装示意图，而图11M是图11L所示半导体冷却装置 中的半导体冷却器的示意图。如图11L所示，分体式半导体冷却装 置由轴流风机1122、铝制散热器1123和半导体冷却器1124组成。 半导体冷却器1124的底面与散热体1125(微处理器)的上表面紧贴。 为了良好接触，两表面之间涂上导热胶。微型轴流风机1122利用直 流电源供电，风速大于3.5m/s，对散热器1123进行强制通风散热。 铝制散热器1123为翅片式换热器，以增加散热表面积，提高对空气 的散热能力，表面采用发黑处理，是提高辐射散热的又一措施。半导 体冷却器1124是一种高传热速率热传半导体冷却器，包括上、下两 个本发明热传元件1126和连接热传元件1126的热传元件1127。上、 下两个热传元件1126制作成板状，并可根据实际情况制作成面积不 等的散热板。热传元件1127是软管连接件，以实现分体式传热的目 的。散热体1125发出的热量透过其上表面传递给冷却器1124的下热 传元件1126上的高传热速率热传介质，高传热速率热传介质透过软 管连接件1127将热量传递给上热传元件1126，再透过轴流风机1122 和铝制散热器1123将热量散发到环境中。这样，透过热量源源不断 的传递，为处理器1125创造了良好的散热条件，即使夏天也可使微 处理器的表面温度保持在较低的温度以下。只要放热端热量能有效地 散发掉，则低温端不断地被冷却，达到了微处理器冷却的目的。在此， 热传递动力将热量从半导体的一个面传向另一个面，从而导致两个面 有相当大的温差，冷的一面的热量将源源不断地被吸到热的一面。如 果在热的一面加散热片和强力风扇使其温度尽量不上升，则冷面的温 度可达到低于环境温度，甚至0度以下。使用本发明热传元件的这种 半导体冷却装置具有低廉的价格和卓越的性能；配套结构形式灵活、 安装简便；整体结构紧凑且重量轻；维修方便、综合使用寿命大于20 年；抗腐蚀、防爆、防污染性能优良；使用的电源为交流、直流均可。 实施例128
笔记本计算机CPU晶片电路倾向高速高集积化，消耗的电流密度 也随着大，所以冷却或均热更显得重要。CPU晶片传热面温升一 般允许在40℃左右。常用的笔记本计算机CPU晶片散热方法是采用 薄片型实体铜材散热器配微型电机强制对流风冷散热。由于笔记本计 算机体积小结构精密，内部空气流量小，散热能力受到限制。使笔记 本计算机高性能化与体积小型化发展趋势成为矛盾。图11N是使用 本发明热传元件的笔记本计算机CPU的印刷电路板搭载型散热器的 示意图。如图11N所示，微型方型或平板型热传元件1129搭载在印 刷电路板1130上，接受并传递CPU晶片1128外壳表面的热量。笔 记本计算机工作时，CPU晶片1128产生的热量通过晶片传热面与热 传元件1129之间的接触传递给热传元件1129，使热传元件1129腔 体内的高传热性热传介质受热，将热量沿着热传元件1129在电路板 1130上搭载的路径快速传递给位于笔记本计算机侧面的格栅状散热 器上，再通过微型风扇将热量直接散发到周围环境中。这种印刷电路 板搭载型散热器可以提高笔记本计算机CPU晶片散热能力、减小晶 片散热器的厚度、结构更紧凑和简单、工艺可行，可有效地解决笔记 本计算机CPU晶片高速高集积化的发展趋势与CPU晶片发热量增加 和散热困难之间的矛盾、以及提高整个系统的稳定性。 实施例129
笔记本计算机CPU大多使用翅片型材和微型风扇来散热，这种散 热方式散热量较小。随着计算机技术的飞速发展以及CPU发热量的 增加，常规散热方式都难以满足要求。通过采用本发明的热传元件， 可以将笔记本计算机键盘板扩展为散热面，从而既解决散热问题，又 避免电脑体积增大。图11O是使用本发明热传元件的笔记本计算机 的示意图。如图所示，笔记本计算机包括显示屏1131和键盘1134两 个部分。在键盘1134下面布置着平板型的热传元件1132，热传元件 1132的下表面与笔记本计算机CPU1133紧密接触。由于本发明的热 传元件1132热阻小、均温性高、传热能力强，它能够将CPU1133发 出的热量快速无热阻地传递到键盘板，将整个键盘板扩展为散热面， 而快速地将热量散发掉。笔记本计算机CPU的这种散热装置散热能 力大、体积紧凑、无噪音、而且运行可靠。 实施例130
在计算机及一些自动控制系统中，晶片模组的散热是一个不可忽 视的问题。为了保证其使用的安全性，晶片模组工作区与散热区应当 相分离。图11P是使用本发明热传元件的晶片模组散热装置的立体 示意图。如图所示，晶片模组散热装置由热传元件1136和散热片1137 组成。晶片模组1135产生的热量集中传给热传元件1136，热传元件 1136沿轴向零热阻将热量由电器元件箱传至箱外散热片1137，散热 片1137以对流换热的形式将热量分散于空气，从而达到散热冷却的 目的。这种晶片模组散热装置适用于小型散热空间的分离远传散热， 其利用热传元件的轴向热量高效远传特性，在晶片模组散热空间受限 的情况下将热量远传散发掉，从而保证晶片模组的正常工作性能。这 种晶片模组散热装置配套结构形式灵活、安装简便、结构紧凑、价格 低廉、性能卓越、维修方便并且综合使用寿命长。 实施例131
降低中央处理系统(如微电脑中央处理系统、自控中央处理系统) EMI的有效方法是散去中央处理系统工作过程中的多余热量。但是， 由于受散热空间限制，多余热量很难在小空间中散失，因此将热量传 递到外部大空间散失就成了解决散热问题之关键。图11Q是使用本 发明热传元件的降低EMI的散热装置的立体示意图。如图所示，降 低EMI的散热装置由热传元件1138和散热片1140组成，中央处理 系统1139的CPU在工作过程中会产生一些多余的热量，增加EMI 会影响CPU正常工作性能。图中所示散热装置通过热传元件1138将 热量快速有效地从CPU收集并传递给中央处理系统1139外的散热片 1140，散热片1140以对流换热的形式将热量传递给大空间中的冷空 气，从而实现中央处理系统CPU散热冷却之目的。图中所示降低EMI 的散热装置适用于散热空间受限的场合，其利用热传元件的轴向热量 高效远传特性，将中央处理系统CPU在工作过程中产生的多余热量 从小空间传至中央处理系统外部大空间范围并散去，降低中央处理系 统EMI，保证系统正常运行。这种降低EMI的散热装置具有低廉的 价格和卓越的性能；配套结构形式灵活；结构紧凑、重量轻且安装简 便；维修方便、综合使用寿命大于20年；并具有抗腐蚀、防爆、防 污染性能优良。 电子电机设备之散热应用 以下各实施例132至143系用于例示本发明之热传元件于电子电器设 备领域散热功能之应用，例如在用于顶置式电器控制柜密闭散热器、 壁挂式电器控制柜密闭散热器、嵌入式电器控制柜密闭散热器、工业 显示器密闭散热器、电视机密闭散热器、可控硅元件散热器、电力晶 闸管元件散热器、压缩空气中间冷却器、防爆壳内大功率可控硅元件 散热器、电源模组散热器、蓄电池散热器、热电冷却器、冰箱散热器、 放映机散热系统、冷板散热器、扫描仪散热冷却系统、以及等废热冷 却空调系统。 实施例132
本发明的热传元件可用于电子电机设备中，作为电子电机设备的 散热器的散热元件。例如作为电器控制柜密闭散热器、工业显示器密 闭散热器、电视机密闭散热器、可控硅元件(silicon controlled device) 散热器、电力晶闸管散热器、压缩空气中间冷却器、防爆壳内大功率 可控硅元件冷却器、电源模块散热器、蓄电池散热器、便携式热电冷 却器、冰箱散热器、放映机散热系统、冷板散热器、以及其它电子电 机设备散热装置等的散热元件。
目前电器控制柜、工业显示器箱体和电视机箱体为开式系统，环 境空气中夹带的灰尘、油污、水分、腐蚀性气体等容易附着在电子器 件表面，导致电器元件温度升高、灵敏度降低、反应滞后、稳定性下 降、寿命缩短、部分器件容易烧毁、容易出现事故。对高精度、大功 率电器元件的控制柜和工业显示器箱体，需要设置高洁净度空调房 间，保证其温度、湿度和空气的洁净度。不仅投资大，而且使用不便。 对防爆场合(比如石油精炼和石油化工厂)，电器控制柜和工业显示 器箱体的设计、制造和安装要做防爆处理，费用很高。
透过采用由本发明的热传元件构成的密闭散热器，将密闭散热器 置于电器控制柜箱体、工业显示器箱体和电视机箱体上，透过热传元 件将箱体内部元件所释放的热能传至箱体外部。图12A、12B和12C 是使用本发明的热传元件的电器控制柜密闭散热器的安装示意图。图 12D是图12A-C所示电器控制柜密闭散热器的局部剖视图。如图12D 所示，电器控制柜密闭散热器1202由基管状的热传元件1203、铝片 1204和隔板1205构成。图12A示出电器控制柜密闭散热器1202安 装在电器控制柜箱体1201的顶部上。图12B示出电器控制柜密闭散 热器1202安装在电器控制柜箱体1201的侧面上。图12C则示出电 器控制柜密闭散热器1202嵌入在电器控制柜箱体1201上，热传元件 的一端置于电器控制柜箱体内部。图12E是使用本发明热传元件的 工业显示器密闭散热器的安装示意图。图12F是图12E所示工业显 示器密闭散热器的局部剖视图。工业显示器密闭散热器1207安装在 工业显示器箱体1206顶部。工业显示器密闭散热器1207如图12F 所示由基管状的热传元件1208、铝片1209和隔板1210构成。图12G 是使用本发明热传元件的电视机密闭散热器的安装示意图。图12H 是图12G所示电视机密闭散热器的局部剖视图。电视机密闭散热器 1212安装在电视机箱体1211顶部。电视机密闭散热器1212如图12H 所示也由基管状的热传元件1213、铝片1214和隔板1215构成。密 闭散热器透过热传元件将箱体内部元件所释放的热能传至箱体外部。 箱体与散热器的结合部位采用密封式结构处理，所有散热完全可以透 过外部独立完成。箱体内外的气流不会发生接触，从而可以保证箱体 的内外隔绝，起到安全、清洁、绝缘的目的。
这种散热方式，一方面在取消原箱体散热孔及箱体附设的降温风 扇的同时，其控制柜内以洁净空气形成内循环，将空间热透过热传元 件传递输送，使控制柜、工业显示器以及电视机不受外界因素的任何 影响。对大多数控制柜、工业显示器以及电视机而言，采用密闭散热 器散热完全可以为控制柜、工业显示器以及电视机提供稍高于环境温 度(空气-空气散热型)，或低于环境温度(空气-冷介质)的冷却 状态，即使夏季气温高达40℃的时候，这种密闭散热器也可提供足 够的冷却能力。工作时，位于控制柜、工业显示器以及电视机侧或内 侧的热传元件管束将箱体内的空气所携带的热量回收后，由位于散热 侧的热传元件管束释放给环境中的空气，使之温度升高，达到换热的 目的。采用本发明热传元件的电器控制柜、工业显示器以及电视机的 密闭散热器具有低廉的价格和卓越的性能；配套结构形式灵活；安装 简便；散热器整体结构紧凑、重量轻；不需要维修、综合使用寿命大 于20年；仅散热器风机需4-5年检修一次、检修十分简便；散热器 使用后不会引起控制柜内空气压缩；抗腐蚀、防爆、防污染性能优良； 允许使用环境温度4℃-40℃；以及散热器使用的电源为交流、直流 均可。 实施例133
可控硅元件(silicon controlleddevice，即普通晶闸管)广泛应用 于变流技术领域，以便对电能进行变换与控制。其特点是器件种类越 来越多，控制功率越来越大，元件损耗也相应增加，对散热器的要求 也越来越高。常用平板型可控硅元件的两面分别是阳极和阴极，中间 引出线是门极，其散热方式是用两个互相绝缘的散热器把元件紧夹在 中间。由于散热效果好，容量较大的可控硅元件都采用平板式结构。 现有中大功率可控硅元件的散热一般采用型材铸铝散热器，将元件夹 在两个散热器中间，靠强制风冷加强散热能力。这种型材铸铝散热器 的缺点是，对大功率可控硅元件，由于损耗功率大，为满足散热要求 必须增大散热器体积，增加散热面积。另一方面，由于金属铝导热系 数的限制，使散热器的有效散热面积减小，导致元件温升过高，影响 元件使用寿命。本发明的目的是提供一种应用热传技术来解决大功率 可控硅元件散热问题的散热器。图12I是使用本发明热传元件的可控 硅元件散热器的主视图，而图12J是图12I所示可控硅元件散热器的 俯视图。如图12I和12J所示，可控硅元件散热器有两块平行的基板， 即正极基板1216和负极基板1223，平板型可控硅元件1225由圆心 定位销放置在基板的中心位置。在负极基板1223一侧，装配有压板 1224和四根螺栓拉杆1219，四根螺栓拉杆1219透过绝缘套管1220 与压板1219绝缘。在正极基板1216一侧，装配有钢珠1218和弹簧 压板1217，由压板1224、弹簧压板1217和钢珠1218透过螺栓拉杆 1219的压力把可控硅元件1225紧压在两块基板1216和1223的中间， 压力大小应根据可控硅元件的型号而定，保证元件与散热器基板传热 面之间接触良好，减小接触热阻。热传元件1222的一端分别与正负 基板透过挤压或胀接技术装配在一起，在热传元件1222的另一端， 将预先冲孔的散热片1221透过挤压技术与热传元件装配成一体，保 证散热片与热传元件之间良好接触，减小接触热阻。热传元件制作成 管状，也可制作成所需任何其它合适形状，热传元件的数量和规格以 及散热片的面积和散热片之间的间距应由可控硅元件损耗大小和散热 器外界散热条件来决定。散热片的形状应根据散热器组装后，正负基 板散热片之间的间距应符合电气绝缘的要求而定。可控硅元件散热器 整体装配后，用户可以根据实际需要，将若干个散热器组装成一个柜 体，同时考虑绝缘和对外联机。工作过程中，可控硅元件损耗产生的 热量经过基板传至位于正负基板内的热传元件的蒸发段，由蒸发段内 的介质将吸收的热量经过绝热段迅速传递至散热片部分的冷凝段，然 后透过散热片热辐射和强制空气对流作用将热量散发到空气中。冷凝 后的介质又回到蒸发段，如此循环往复。使可控硅元件的壳体温升不 超过规定值。采用本发明散热元件的可控硅元件散热器的散热效率 高，可以减小散热器体积。相同损耗功率的可控硅元件，采用本发明 散热元件的可控硅元件散热器体积仅是型材散热器的2/3左右。而且 这种散热器结构紧凑，安装、更换及清理容易；能有效降低可控硅元 件温升，延长元件使用寿命。
图12K显示出了使用本发明热传元件的可控硅元件散热器的另一 种实施例。如图所示，可控硅元件1226的上表面与板状热传元件1227 下底面紧密接触，板状热传元件1227的外表面间断地布置散热翅片 1228。可控硅元件1226发出的热透过其表面传递给板状热传元件 1227，藉由板状热传元件1227内的高传热速率热传介质，热量被迅 速传递到板状热传元件1227上面的纵向散热翅片1228上，透过空气 自然对流或风扇强制对流将热带走。图12K所示采用本发明热传元 件的可控硅元件散热器具有极高的热流密度，在相同外形尺寸和应用 场合下，其传热能力相对于习知热管成数十倍的增长。
上述图12I和12J所示散热器也适用于电力晶闸管元件的散热， 此时，其中可控硅元件1125可替换为电力晶闸管元件。 实施例134
为了省功并保证压缩机的正常运行，压缩比较高的气体压缩机一 般均采用多级压缩，并配有级间中间冷却器。由于入口空气温度的高 低对压缩机的工作性能影响较大，所以中间冷却器的工作状况直接关 系到整个压缩机组的操作运行。为此，许多进口压缩机也将中间冷却 器作为关键设备配套供应，可昂贵的价格往往使得许多使用者难以承 受，不得不以列管式换热器取而代之。透过一段时间的实际运行，发 现列管式换热器主要存在以下共同问题：冷却水处理设备精度不够， 水质较差，冷却水小管易被污物堵塞，导致出口气温超过标准，无法 达到进口压缩机的使用要求，经常引起压缩机自动停机而影响生产； 由于冷却水小管材质为铜，直径小，管壁薄(φ9.5×0.75)，通管时 易将管子损坏造成泄露而无法再用；以及夏季冷却水温高，更易使出 口气温超过标准并引起停机。
利用本发明热传元件的高均温性，将气体通往管外侧、冷却水通 往管内侧的列管式换热器改为气体、冷却水均通往管外且热侧、冷侧 换热面积可调的压缩空气中间冷却器，并可根据水质情况设置必要的 清扫口，克服水质差和管子强度低的问题，提高中间冷却器的冷却效 率，进而保证压缩机的正常运行。图12L是使用本发明热传元件的 压缩空气中间冷却器为箱体式结构结构示意图，而图12M是图12L 所示压缩空气中间冷却器俯视示意图。如图所示，压缩空气中间冷却 器中间由隔板分割成二个腔体，一个腔体从压缩空气入口1231到压 缩空气出口1236自上而下通入空气，称为空气冷却侧1229，即热侧； 另一个腔体从冷却水入口1235到冷却水出口1232自下而上通入冷却 水，称为冷却水侧1233，即冷侧，二腔体之间以管式热传元件1234 相连。空气冷却侧1229即为热传元件1234的加热端，空气带入的热 量传给热传元件。热传元件作为桥梁，将接收的热量在冷却水侧1233 再不断地传递给进入的水，冷却水侧1233是热传元件的散热端。透 过热传元件的接收、传递，连续往复，空气得到持续冷却，保证了压 缩机的正常运行。为了适合不同水质的使用要求，在冷却水侧的箱体 上可在需要处开设几个清洗吹扫孔以便于清理，恢复换热面，保持较 高的换热能力。由于空气冷却侧1229传热速率较低，管式热传元件 1234外部应缠有肋片1230。气体经过压缩之后，常常伴有冷凝水出 现，在中间冷却器的底部开有冷凝水排放口1237，以避免气体在进 入下一级压缩机时带入水分而造成水锤现象。这种以本发明热传元件 为核心、以冷却水为介质的压缩空气中间冷却器利用热传元件的高均 温性实现了空气、冷却水之间的热量传递，解决了冷却水水质差而影 响列管式中间冷却器的换热性能和清管难的问题，为压缩机配套设备 的安全、可靠运行提供了可能性。这种压缩空气中间冷却器结构简单， 安装改造方便；单管出现问题，不影响整个设备继续工作；投资少， 使用周期长，水质适应性广；换热效率高，操作及信道清理方便；以 及操作费用少，生产成本低。该压缩空气中间冷却器既可作为新建厂 多级气体压缩机配套设备选用，亦可作为存在上述问题的已有压缩机 厂家中间冷却器的改造选用，它不需改变原有生产流程和其它设备， 更换方便；既适用于普通型的空气压缩机，也适用于工业上的其它气 体介质的压缩机，并可根据气体性质选择合适材质。 实施例135
矿业电力设备常采用防爆式结构，即把电力电子器件安装在一封 闭壳体内，壳体结构足以阻止电气装置内部由于过热或其它原因造成 的内部气体爆炸传递到壳体外部，从而避免外部的燃烧性气体爆炸。 大功率可控硅元件广泛应用于矿业变流设备，用于对电能进行变换与 控制。其特点是变流设备的密闭性好，控制功率大，可控硅元件的损 耗也相应增加，对散热器的要求高。矿业变流设备中常用平板型可控 硅元件，元件的两面分别是阳极和阴极，中间引出线是门极。其散热 方式是用两个互相绝缘的散热器把元件紧夹在中间，由于散热效果 好，容量较大的可控硅元件都采用平板式结构。由于矿业变流设备密 闭性强，空气对流性差，如采用普通的型材铸铝散热器，就难于将可 控硅元件损耗产生的热量传至封闭壳体以外，使封闭壳体内温度升 高，影响变流设备的运行和使用寿命。
图12N是使用本发明热传元件的防爆壳内大功率可控硅元件散热 器的主视图，而图12O是图12N所示防爆壳内大功率可控硅元件散 热器的俯视图。如图12N和12O所示，大功率可控硅元件散热器有 两块平行的基板，即阳极基板1238和阴极基板1248，平板型可控硅 元件1250由圆心定位销放置在基板的中心位置。在阴极基板1248一 侧装配有压板1249和四根螺栓拉杆1241，螺栓拉杆透过绝缘套管1242 与压板1249绝缘。在阳极基板1238一侧，装配有钢珠1240和弹簧 压板1239，由压板1249、弹簧压板1239和钢珠120透过螺栓拉杆1241 的压力把可控硅元件1250紧压在两块基板的中间，压力大小应根据 可控硅元件的型号而定，保证元件与散热器基板传热面之间接触良 好，减小接触热阻。热传元件1246一端分别与阴阳基板透过挤压或 胀接技术装配在一起，在热传元件另一端将预先冲孔的散热片1245 透过挤压技术和热传元件装配成一体，保证散热片与热传元件之间良 好接触，减小接触热阻。热传元件制作成管状，也可制作成所需任何 其它合适形状，热传元件的数量和规格以及散热片的面积和散热片之 间的间距应由可控硅元件损耗大小和散热器外界散热条件来决定。散 热片的形状应根据散热器组装以后，阴阳基板散热片之间的间距应符 合电气绝缘的要求而定。在散热片与基板之间的每根热传元件上装配 耐温绝缘套管1244，起到散热器和防爆安装板1247及滑孔挡板1244 项之间的绝缘作用。防爆安装板1247透过耐温绝缘套管1244紧固在 阴极侧的热传元件上，而阳极侧防爆安装板的孔径要大于热传元件的 外径，使阴阳基板在装配时有一定的调整间隙，滑孔挡板1243透过 耐温绝缘套管紧固在阳极侧的热传元件上，起到密闭作用。防爆安装 板1247的作用是将大功率可控硅元件与散热片之间隔离，保证防爆 壳体内的温升不超过规定值。这种结构形式的可控硅元件散热器在装 配时，用户可以根据实际需要，将若干个散热器和其它电气设备一起 组装成一个密闭防爆式变流设备，同时考虑内部绝缘和对外联机。工 作过程中，大功率可控硅元件损耗产生的热量经过基板传至位于阴阳 基板内的热传元件的蒸发段，由蒸发段内的介质将吸收的热量经过绝 热段迅速传递至防爆安装板以外散热片部分的冷凝段，然后透过散热 片的热辐射和空气对流作用将热量散发到防爆壳体以外的空气中。冷 凝后的介质又回到蒸发段，如此循环往复，使可控硅元件的壳体温升 不超过规定值。这种散热器的散热效率高，解决了防爆壳体内大功率 可控硅元件的散热问题；体积小，结构紧凑，安装更换及清理容易； 能降低可控硅元件温升，延长元件使用寿命。 实施例136
通信交换机和数字通信设备中的电源系统采用模块化设计方法， 可分为交直和直直变换电源模块。它们均采用开关稳压电源，去掉了 笨重的50Hz工频变压器，采用直接对交流电整流、高频率开关振荡 变换和脉宽调整技术，将交流电转化为48V直流稳压输出。然后透 过变换振荡器，将48V直流变成高频的矩形波或正弦波电压，再经 过高频整流和稳压滤波变成多种低压直流电输出，供给通信设备中不 同电子线路用电。这种模块式的电源特点是效率高，稳压范围宽。其 中交直变换电源模块的交流输入电压分为220V和380V两种，输出 直流电压为48V，电流变化范围从10A到200A，电源模块的转换效 率在88％至90％之间，损耗功率范围在60W至1100W之间。因此， 解决电源模块的散热问题就非常重要。现有交直电源模块散热器采用 型材或实体结构散热器，不仅传热效率低，且体积大。当电源模块的 损耗超过500W后，现有型材或实体结构散热器就难以满足电源模块 元件对散热的要求。
图12P是使用本发明热传元件的电源模块散热器的主视图，而图 12Q是图12P所示电源模块散热器的俯视示意图。如图12P和12Q 所示，根据结构要求，电源模块箱体1251上应有两块用于安装模块 电力元件的基板1258，基板上的安装面应有一定的光洁度要求，以 减小元件接触热阻。在基板的一侧各有一块和基板平行安装的调控装 置及辅助电路板1252，间距应符合元件和电路板之间的联机要求。 热传元件1256的一端胀接在元件安装基板中，另一端压接散热片 1257，组成散热器整体。热传元件的管径和数量，散热片的面积应按 电源模块的最大损耗来设计。在电源模块箱体后侧装有散热器风道 1255，如图12P所示，进风口在风道下面，出风口在风道上面。风 道上面安装轴流式风机1254，风机的通风量和风头静压应符合散热 器最大散热量要求。元件安装基板与风道之间有一块密封固定板 1253，固定板可选用酚醛树脂板加工。该固定板应与两块基板组装成 整体，形成密封和支承基板的作用。这种结构可以根据扩大电源容量 的需要，形成多个散热器的并列安装。对于大型通信交换设备的电源 模块采用这种散热器结构后，可以大大地缩小设备的体积，减轻散热 器部分的重量。工作过程中，位于电源模块元件安装基板1258内的 热传元件蒸发段透过基板吸收来自模块电力元件损耗产生的热量，热 传元件内的介质将热量经过热传元件绝热段快速传递至热传元件的冷 凝段，由冷凝段将热量传至散热片1257表面，再靠风扇强制对流将 热量散发到空气中，使安装在基板上的电力器件温升不超过规定值。 这种电源模块散热器体积小、重量轻，仅是实体散热器体积的1/2至 2/3；安装方便，使得清理更换元件和安装基板很方便；散热效率高， 有利于降低电源模块元件的温升，同时也降低周围电子器件的环境温 升，有利于延长电力及电子器件的使用寿命。 实施例137
目前市场上销售和公开实用的蓄电池在充电时为避免产生芯板过 热，通常采用小电流长时间充电。采用本发明热传元件的蓄电池散热 器在大电流充电时能迅速散热，从而缩短充电时间，实现蓄电池大电 流快速充电的目的。这种散热器与各种蓄电池配套实用。其方法是： 将原有结构中蓄电池内置隔板或壳体制成密封式腔体，腔体材料采用 绝缘处理，腔体内插入散热器，充电过程中，将大电流所产生的热透 过散热器的热传元件快速传递至蓄电池外壳顶部(侧面)。根据充电 电流的大小和发热程度，在蓄电池壳体外部，可选择自然对流或强制 对流等方式进行散热。图12R是使用本发明散热元件的水散热式蓄 电池散热器的立体示意图；图12R′、12R″和12R分别是图12R所示 散热器的主视图、侧视图和俯视图；而图12R″″是沿着图12R中的 箭头AA所截取的局部剖视图。如图所示，板状热传元件1259和夹 壁管状热传元件1262夹壁腔焊接而形成五组封闭腔体(因蓄电池规 格的变化，腔体数量可相应增加或减少)，插入蓄电池壳体1260内的 蓄电池组片之间，作为传热核心部件。夹壁管热传元件1262的内管 两端分别与进水管1261和出水管1263焊接成循环水信道。蓄电池大 电流充电时，内部热被板状热传元件1259吸入并迅速传递到夹壁管 热传元件1259夹壁腔内，透过夹壁管热传元件1259的内管冷循环水 带走。图12S是使用本发明散热元件的强制风冷或自然风冷式蓄电 池散热器的立体示意图；图12S′和12S″分别是图12S所示散热器的 主视图和俯视图；而图12S是图12S′中的圆圈A的放大示意图。如 图所示，板状热传元件外壳体1264和板状热传元件内壳体1265封闭 而构成蓄电池散热外壳。热传元件内壳体1265(底部)均匀分布五 片(因蓄电池规格的变化，腔体数量可相应增加或减少)板状热传元 件1266，板状热传元件1266的内腔和热传元件内壳体1265内腔连 通。大电流充电时，内部热被板状热传元件1266吸入并透过热传元 件内壳体1265、热传元件外壳体1264迅速散发到环境空气中去。图 12T是使用本发明散热元件的强制风冷或自然风冷式蓄电池散热器另 一实施例的立体示意图；图12T′、12T″和12T分别是图12T所示散 热器的主视图、左视图和俯视图；而图12T″″是图12T′中的圆圈I的 放大示意图。如图所示，由六片(因蓄电池规格的变化，腔体数量可 相应增加或减少)垂直放置的板状热传元件和一片水平放置的板状热 传元件焊接而形成热传元件腔体1268，将其插入蓄电池壳体1267内 的蓄电池组片之间，作为传热核心部件。热传元件腔体1268的上表 面布置散热片1269，以扩大散热面积，提高换热效果。蓄电池大电 流充电时，内部热被热传元件腔体1268吸入并透过散热片1269迅速 散发到周围环境中。图12S-12T所示蓄电池散热器结构紧凑；传热、 散热性能优良，能实现蓄电池大电流充电；可缩短充电时间；以及可 与各种蓄电池配套使用，应用广泛。 实施例138
热电冷却技术发现于上世纪初，应用于本世纪五十年代以后，并 且随着半导体材料的开发，在各个技术领域得到了广泛的应用，成为 冷却技术的一个新的分支。图12U是热电冷却器的工作原理图。如 图所示，把一p型半导体元件1270和一n型半导体元件1273透过铜 片1274联结成热电偶。透过电线1271接通电源1272后，在接头处 就产生温差和热量转移。在上面的一个接头，电流方向是从n→p， 温度下降并且吸热，为冷端；在下面的一个接头，电流方向是从p→ n，温度上升并且放热，为热端。借助热交换器进行传热，使热端不 断散热，且保持一定的温度，而冷端在工作环境中去吸热降温。从热 电冷却器的工作原理可以看出，利用热交换器有效传热是热电冷却的 一个重要环节。图12V是使用本发明热传元件的便携式热电冷却器 的结构示意图，而图12W是便携式热电冷却器的立体示意图。如图 12V所示，一个不锈钢制的小圆筒1276形成工作容积，外面是不锈 钢外壳1278，小圆筒1276和不锈钢外壳1278之间的夹层用泡沫塑 料保温层1277填充，以便具有良好的绝热效果。用泡沫塑料填充的 盖子1275外包不锈钢壳体。小圆筒1276底下布置有半导体元件，构 成热电堆1280。热电堆1280的冷端与小圆筒1276的底部紧密结合， 结合面上涂有导热硅脂，其热端与热传元件1279贴合，上面引出管 束，置于空气中，组成热端散热器。根据热传元件1279的传热原理， 热量被不断传到外部环境中，为电热堆创造了良好的散热条件。热电 冷却器上有一拎把，携带方便。这种热电冷却器传热效率高、激活速 度快；体积小、重量轻，携带方便、灵活；具有单向传热性，即热量 只能从加热段传向冷却段，而不能反向传向；热传元件无毒、无污染、 无腐蚀性；保温层采用整体聚氨酯发泡，保温效果良好。由于既没有 冷却剂，又无复杂的机械设备和管路系统，使冷却器实现了小型化， 尤其适合小计量制品的运送和贮存。 实施例139
现有的冰箱散热器基本上是采用盘管形式，利用自然对流散热。 它不仅结构复杂、传热强度低，而且容易因受外力或腐蚀等因素造成 散热器的泄露，从而造成散热器失效。更严重的是，冷却剂的泄露很 可能造成空气污染并对用户人身安全构成威胁。图12X是使用本发 明热传元件的冰箱散热器的示意图，而图12X′是图12X所示冰箱散 热器的左视图。如图所示，冰箱散热器由管状热传元件1281和换热 容器1283两部分组成。热传元件在冰箱外部利用空气自然对流对冷 却剂进行冷却。换热容器部分做成小腔体互通结构，以保证从压缩机 出来的冷却剂保持恒定压力。冷却剂由冷却剂入口1284经热传元件 1281冷却后从冷却剂出口1285流出进入下一道程序。散热部分采用 翅片1282加大换热面积，使换热效果更好。热传元件1281管与换热 容器1284项之间采用焊接结构，而换热容器做成整体结构，这样就 更佳地保证密封。工作过程中，冷却剂压缩后温度升高，冷却剂通过 换热容器时将热量传递给热传元件，热传元件透过翅片再将热量传递 到周围环境。这种冰箱散热器传热效率高、结构简单、密封性更可靠； 而且具有更好的密封隔离性，即所谓的汇源分隔，使冰箱冷却剂与冷 却物质分隔在两个场所进行热交换，源、汇两种流体将不再有互混的 可能。 实施例140
当一部放映机长时间工作时，系统会产生大量热量，这一部分热 量必须及时散去以保持系统稳定。图12Y是使用本发明热传元件的 放映机的示意图。如图所示，放映机由放映系统和散热系统两大部分 组成。放映系统与一般放映机相似，其中包括电路控制系统1286、 凹面反射板1287、发光源1288以及镜头1290等一般部件。底片1289 从凹面反射板1287和发光源1288前面通过。散热系统由热传元件 1291、冷却风道1292和散热片1293组成。其中与一般元件不同的是 凹面反射板1287及底片隔板与热传元件吸热段紧密结合在一起形成 一个完整的密闭腔体。放映机工作时，电能经过发光源1288大部分 能量转换成光能，小部分能量以热能的形式散发到放映机系统中。现 有放映机往往由于散热条件不好，热量容易聚集导致系统过热。透过 采用本发明的热传元件，发光源1288的耗散热量透过辐射和对流的 方式传递给热传元件1291，随后热传元件迅速将热量传出并均匀分 布于散热片1293，冷却风道1293中的空气被强制对流，与散热片充 分进行热量交换后，热风被送走。如此循环往复，使放映机处在一个 稳定的热状态下，从而保证整个系统不会过热，可避免底片过热而损 坏，同时其它元件也不再受系统过热因素的影响，大大提高其使用性 能和使用寿命。这种放映机散热系统热阻小、散热效率高，结构紧凑 且灵活，对热波动的适应性也较强。 实施例141
现有冷板散热器为了满足散热要求，在横向散热面不能增加的情 况下，散热面需要向纵向延伸，随着散热面纵向高度的增加，散热效 率随之降低，从而导致整个散热器散热效率较低。采用本发明热传元 件可有效提高纵向散热面的散热效率，在满足散热负荷的情况下，可 相对缩小整个散热器的体积，优化空间利用率。图12Z是使用本发 明热传元件的冷板散热器的示意图，而图12Z′是图12Z所示冷板散 热器的侧视图。如图所示，冷板散热器由热传元件1294、铝型材散 热板1295和散热铝片1296构成。热传元件与铝型材散热板及散热铝 片之间的连接必须保证接触面在百分之八十以上，以减小接触热阻。 现有冷板散热器，基板与环境空气温差恒定的情况下，在纵向散热面 高度为70～80mm时，其散热效率仅为40～50％，如果散热面高度 再继续增加，其散热效率将大幅度降低。图12Z和12Z′所示冷板散 热器由铝型材散热板和热传元件散热器两部分结合而成。铝型材散热 板肋片高度控制在20mm以内，这样其肋片热效率可达到70～80％。 同时应用本发明热传元件管的高效传热性能，将热传元件管热段透过 穿管的方式与铝型材散热板基板紧密连接，热传元件管冷段套接散热 铝片，铝片的散热效率保证在70～80％。两部分的有效结合保证了 整个冷板散热器的散热效率维持在70～80％，与现有冷板散热器相 比其散热效率提高了20～30％。也就是说在散热面积相同的情况下， 无图12Z和12Z′所示冷板散热器的总体换热系数K值相对现有冷板 散热器提高了20～30％。这种冷板散热器的传热方式是，电力电子 元件工作过程中放出的热量首先传到铝型材散热板基板，基板将热量 分两部分传出，一部分热量由铝型材散热板肋片散去，另一部分热量 透过热传元件管传递给散热铝片，在强制风冷的情况下，热量被迅速 带走。这种冷板散热器热阻小、散热效率高；结构紧凑且灵活；对热 波动的适应性较强。随着工业的迅速发展，大功率电器元件将成为一 个重要发展方向，电器元件散热问题也将表现的越来越明显，传统散 热方式很难达到散热要求。上述高传热速率冷板散热器可有效解决这 一问题，其市场前景广阔，潜藏着很大的应用及商业价值。 实施例142
扫描仪的扫描头及电器元件的发热不仅影响扫描仪的使用性能， 而且会严重影响其使用寿命。因此，扫描仪的扫描头及电器元件的散 热是十分关键的。图12ZA是使用本发明热传元件的扫描仪散热冷却 系统的示意图。如图所示，扫描仪散热冷却系统主要由扫描仪扫描头 及其电器元件1297、管状热传元件1298和散热片1299三大部分构 成。扫描仪之扫描头及其电器元件1297在工作过程中产生热量，通 过管状热传元件1298吸热段的吸热装置将热量传递给热传元件 1298，管状热传元件1298沿轴向零热阻将热量继续传递给扫描仪壳 体外表面上的散热片1299，散热片1299以对流换热的形式将热量散 去，从而达到扫描仪冷却之目的。这种扫描仪散热冷却系统适用于散 热空间受限的场合，其利用热传元件的轴向热量高效运转特性，将扫 描仪小空间的散热远传至扫描仪外表面壳体散发掉。这种扫描仪散热 冷却系统配套结构形式灵活、安装简便、结构紧凑、价格低廉、性能 卓越、维修方便、综合使用寿命长；而且散热能力强，从而可提高扫 描仪的使用性能及其使用寿命。 实施例143
制冷空调设备具有广泛的用途。目前的制冷、空调设备大多以蒸 汽压缩式或吸收式制冷为主，这些制冷方式会造成能量的大量消耗。 在夏季供电量的统计中，制冷与空调的耗电量占总发电量的20～30％， 同时蒸汽压缩式制冷及空调所使用的制冷剂—氟化物与环境不兼容， 使得以蒸汽压缩式制冷为主的制冷与空调应用范围受到很大的限制。 另一方面，在各行各业都有大量的热量被浪费，如工厂的各类加热炉 烟气余热、内燃动力设备余热等等，大量的烟气余热直接排入大气。 采用本发明的热传元件能够实现利用余热形成制冷循环，而达到利用 余热制冷的目的。吸附式制冷系统的核心部件是吸附床及与之配套的 取热器。吸附床内制冷剂介质的循环速率、传质传热特性的优劣决定 了整个制冷系统的制冷能力和整机设备体积的大小。图12ZB是使用 本发明热传元件的废热制冷系统一部分的示意图。如图所示，废热制 冷系统该部分包括吸附床2601、上联管2602、翅片管构成的取热器 2603以及下联管2604，它们相互连接而形成一个封闭的腔体。吸附 床2601容纳着吸附剂和制冷剂2606。吸附床、上联管、取热器以及 上联管都是根据本发明的热传元件，本发明的高传热速率热传介质 2605填充在腔体内。当取热器2603吸收余热后，管内的高传热速率 热传介质2605将热量传到吸附床2601，使得吸附床内的吸附剂解吸 制冷剂，即制冷剂受热解吸；反之，当常温下的空气流过翅片管构成 的取热器2603时在高传热速率热传介质的作用下，吸附床内的吸附 剂受到冷却，系统中的制冷剂蒸汽压力因此而降低，使蒸发器可吸收 外界热量而实现制冷，这样就构成了一个基本的制冷循环。这种废热 制冷系统除了具备吸附式制冷系统的优点外，还具备以下优点：吸附 床传质、传热特性优异；结构紧凑，体积小，重量轻；适用于多种吸 附剂—制冷剂的介质对。 医疗器材之散热应用 以下各实施例144至145系用于例示本发明之热传元件于医疗器材领 域散热功能之应用，例如在用于止瞌睡冷帽、以及热电冷却美容器等。 实施例144
汽车、火车和轮船等交通工具的驾驶员经常因驾驶室温度过高而 打瞌睡，可能造成严重的交通事故。由于这些交通工具上的蓄电池能 源很宝贵，不能过多地加以消耗，因此研制一种不消耗或少量消耗电 能的止瞌睡冷帽，对驾驶员的额角或太阳穴局部冷却，使其保持清醒 的头脑是非常必要的。
本实施例研制了一种高传热速率热传止瞌睡冷帽，成功地实现了 对头部的局部冷却作用，提高了驾驶员驾驶的安全性。
如图13A所示，本发明的高传热速率热传止瞌睡冷帽结构如下： 一根高传热速率热传管1305和两个高传热速率热传板1304内腔连通 形成封闭系统。在高传热速率热传管1305的外壁套装散热翅片1308。 核心冷却部件1302是p-n半导体热电冷却器，由铜板1301、若干对 的p-n结合电绝缘材料1303组成。热电冷却器根据电源电压专门设 计，这里不再进行详述。风扇1307可有可无，提供足量的环境风吹 拂散热翅片1308，加强换热。电源供应来自交通工具内的蓄电池。
热点冷却器冷端于人体头部太阳穴紧密贴合，人体的热被冷却器 带到热端部位，藉由高传热速率热传板元件内介质。根据高传热速率 热传技术的高效传热特性，热量被输送到散热翅片1308上，通过自 然对流或风扇1307的强制换热，散发到周围环境中。
本发明的高传热速率热传止瞌睡冷帽结构紧凑、冷却量大，并且 电能消耗更少。适合于所有交通工具的驾驶员，防止驾驶员瞌睡，减 少交通事故的发生。也适用于高烧病人头部降温以及应用在宇宙飞船 和坦克中，提高指挥和战斗力。 实施例145
热电冷却技术出现于上世纪初，应用于本世纪五十年代以后，并 且随着半导体材料的开发，在各个技术领域得到了广泛的应用，成为 冷却技术的一个新的分支。
本实施例的高传热速率热传便携式热电冷却美容器是一种涉及热 电冷却用的高效冷却器件，是半导体电子技术与高传热速率热传技术 的完美结合。
高传热速率热传便携式热电冷却美容器的优点是体积小、冷却效 果好、携带方便。在用于皮肤美容方面，克服了液氮美容创伤面大的 缺点；在手术美容方面有控制炎症，促进愈合之功效，成为美容器械 家族的新秀。
如图13B所示，热电冷却器工作原理如下：把一p型半导体1309 和一n型半导体1312通过铜电极片1313连结成热电偶，接通电源1311 后，在接头处就产生温差和热量转移。在上面的一个接头，电流方向 是从n→p，温度下降并且吸热，为冷端；在下面的一个接头，电流 方向是从p→n，温度上升并且放热，为热端。把若干对半导体热电 偶在电路上串联起来，而在传热方面则是并联的，这就构成了一个制 冷热电堆，按图标接上直流电源后，其上面是冷端，下面是热端。借 助热交换器进行传热，使热端不断散热，且保持一定的温度，而冷端 在工作环境中去吸热降温。从热电冷却的工作原理可知，利用热交换 器有效传热是热电冷却的一个重要环节。高传热速率热传元件的特点 之一就是传热效率高，正是这一特点使得热电冷却技术与高传热速率 热传技术相结合成为可能。
如图13C所示，本发明的高传热速率热传便携式热电冷却美容器 是由冷头1317与热电堆1318的冷端底部紧密结合，结合面上涂有导 热硅脂；冷头固定圈1315和冷头绝热套1316可以有效保冷，确保冷 头温度。高传热速率热传元件1319、水箱1320与热电堆1318的热 端贴合，利用高传热速率热传元件激活速度快、传热效率高等特点增 强冷却效果。冷水管接头1321与水箱连接形成供水回路；手柄1314 仿人体手形设计，方便操作者使用。美容器的冷头可根据不同的目的 制成各种形状，满足手术、皮肤色素症治疗等的需要。
本发明的高传热速率便携式热电冷却美容器属于高科技产品，与 传统的冷却美容方法不同，即不用冷却剂，对皮肤无毒副作用，且操 作方便灵活，应用面广，给美容患者代来了福音。 日常用品之散热应用 以下各实施例146至151系用于例示本发明之热传元件于日常用品领 域散热功能之应用，例如在用于饮品散热棒、饮品保鲜杯、灯具散热 器、保鲜盒、热电冷却保鲜盒、以及饮品散热器等。 实施例146
为保护消费者尤其是儿童免受烫伤，并节约消费者的用餐时间， 开发一种能够快速降低饮品温度的饮品散热棒无疑是非常必要的。
如图14A所示，本发明的高传热速率热传饮品散热棒主要由高传 热速率热传元件1401、风扇1404、电机1405、电池1406及外壳1402 构成。高传热速率热传元件一端为光滑的管，插入饮品中吸收热量后 藉由元件内部的介质将热量快速地传递至另一端，即放热端。元件的 放热端表面有轴向肋片1403，结构如A-A所示，以增加与空气的 对流换热面积。在放热端上方安装一台利用电池为动力源的小型风 扇，吹动空气与放入端进行强制对流换热，提高换热效率，同时，吹 出的气流吹到饮品表面上可加速饮品表面的蒸发换热，达到将饮品快 速降温的目的。
本发明的高传热速率热传饮品散热棒外形细长、小巧，配有一般 电池而不需外接电源，散热迅速，使用简单，携带方便。 实施例147
随着社会文明的不断进步，人民生活水平的不断提高，回归大自 然，享受野外风光成为时尚。令人不愉快的是，随身携带的一些饮料 经常因天气炎热而温度上升，失去原有的清爽感觉。
本实施例利用本发明的高传热速率热传元件研制了一种高传热速 率热传保鲜杯，成功地控制并降低了饮料的温度。
如图14B所示，本发明的高传热速率热传保鲜杯采用了传统结构， 由杯体1407和杯盖1411两部分组成。杯体1407为双层结构，内壁 1408和外壁之间空间被抽成真空，起到隔热作用。杯盖1411的底部 是由高传热速率热传元件1409和高传热速率热传板元件1410组成。 杯盖1411的内部构成一个深坑形空间1414。杯盖的上部有一个圆形 可拧紧可打开的顶盖1413。杯盖1411的周向内壁和顶盖1413的下 表面均由绝热材料1412构成。
使用该产品时，首先拧开顶盖1413，在空间1414内放入食用冰 块若干，然后盖紧顶盖1413。将需要保鲜的饮料倒入杯体1407内， 盖紧杯盖1411。饮料的热量迅速被高传热速率热传元件1409带到深 坑形高传热速率热传板元件的周边，在那里被预先放入杯盖1413中 的冰所吸收。由于高传热速率热传元件的高效传热特性，饮料的热量 不断被传递，最终达到降温保鲜的作用。
本发明的高传热速率热传保鲜杯结构简单，使用和携带方便，保 鲜作用明显。 实施例148
随着工业的迅速发展，大功率电器元件将成为一个重要的发展方 向，那幺随之而来的电器散热问题也将越来越突出。传统的散热方式 很难达到散热要求。在灯具额定功率较大的情况下，其耗散功率也相 对增加，从而导致灯具过热，使用安全性能降低，使用寿命缩短。本 发明的高传热速率热传灯具散热器可将灯具的耗散热量有效地散去， 从而可有效地改善灯具的使用性能。
如图14C所示，大功率灯具发热部位主要集中于灯管1415的两 端，利用高传热速率热传灯具散热器1417将两端热量传输至灯罩1416 上方，通过散热片1418将热量散去。高传热速率热传灯具散热器1417 分环形吸热端和管状放热段两部分，两部分密封连接。环形吸热端套 于灯管发热端吸收热量，管状部分套有散热片，通过风冷和自冷两种 方式散热，其中风冷型适用于工业场所，自冷型适用于民用。
本发明的高传热速率热传灯具散热器结构紧凑且灵活，散热效率 高，有效地解决了大功率灯具的散热问题，其市场前景广阔，潜藏着 很大的应用及商业价值。 实施例149
本实施例是将高传热速率热传技术应用于食品保鲜装置，它通过 高传热速率热传管在某种冷源(例如冰)与食品之间进行热交换，降 低食品的贮存温度，达到食品保鲜的目的。
如图14D所示，高传热速率热传保鲜盒由四个主要部分组成：盒 盖1419；盛装冷介质的容器1420；高传热速率热传管1421；保鲜盒 体1422。
保鲜盒体1422位于保鲜盒的下部，冷介质容器1420座在保鲜盒 体1422的上面，高传热速率热传管1421垂直穿过冷介质容器的底面 并与其焊接。保鲜盒体1422及盒盖1419采用隔热效果好的非金属材 料，冷介质容器1420则为金属材料制成，以保证其与高传热速率热 传管的焊接。盒体与盒盖的连接采用卡式快开结构。
高传热速率热传保鲜盒的工作过程是：当冷介质容器中置入某种 冷源并将其座在保鲜盒体的上面，高传热速率热传管插入被冷却的食 品中，食品的热量通过高传热速率热传管不断地被冷源吸收，最终达 到降温保鲜的目的。
本发明的高传热速率热传保鲜盒的冷源与食品完全隔离，可避免 食品被污染。高传热速率热传管传热迅速，并且均匀布置在食品中， 使保鲜盒具有很好的均温性。 实施例150
本实施例是将高传热速率热传技术与热电冷却技术相结合而研制 的一种新装置，它用高传热速率热传管代替热电冷却器热端散热片， 通过高传热速率热传管将半导体元件从工作空间吸收的热量释放到空 气中，降低食品的贮存温度，达到食品保鲜的目的。
热电冷却装置是利用具有热电能量转换特性的材料在通过直流电 时有冷却功能的原理制成的。由于半导体材料具有最佳的热电转换特 性，所以，热电冷却常被称作半导体冷却。半导体热电冷却器的工作 原理如图13B所述，在此不作重复。
本发明将高传热速率热传管用于热电冷却器的散热装置中，可将 热电冷却器热端的热量释放到空气中，随着上述过程的不断重复，降 低了工作容积的温度，达到了食品保鲜的目的。
如图14E所示，本发明的高传热速率热传热电冷却保鲜盒由四个 主要部分组成：工作容积1423；半导体元件1424；放热端1425；高 传热速率热传管1426。
本发明的高传热速率热传热电冷却保鲜盒以高传热速率热传管代 替了传统的散热片式热电冷却器，传热效果好。并且在散热面积相同 时，高传热速率热传管比普通散热片所占空间小，所以使冷却器体积 缩小，便于携带。 实施例151
本实施例是利用高传热速率技术将烫口的饮品迅速散热。为使婴 儿及时获得合适温度的饮品，通常将用开水冲调的高温奶制品等液体 饮品用自来水由外表面冷却，或自然冷却。但采用这些方法时，饮品 的冷却时间较长，婴儿或儿童往往不耐烦而哭闹不停。
本实施例是提供一种传热效率高，能使饮品的温度迅速降低的助 冷设备，即高传热速率饮品散热器。
如图14F所示，本发明的高传热速率饮品散热器由三个部分组成： (1)热传元件分上部和下部，上部为散热翅片1431，下部为在饮品 器具内的热传元件1429；(2)饮品器具瓶口紧固件；(3)小型风扇 1432。
当饮品急需冷却时，将高传热速率饮品散热器插入饮品器具内， 并与瓶口拧紧，然后插上电源启运风扇。由于热传元件传热速度是银 的数万倍，并且用风扇将热量迅速移走，因此高温饮品在很短时间内 冷却下来。
本发明的高传热速率饮品散热器的传热效率高，传热速度快，具 有很高的实用价值。 机械加工装置之散热应用 以下各实施例152至158系用于例示本发明之热传元件于机械加工装 置领域散热功能之应用，例如在用于机床导轨、机床主轴、钻头、切 削刀具、注塑模具、高聚物挤出成型机螺杆、以及采矿钻头等。 实施例152
本发明的高传热速率热传介质或根据其制成的热传元件可应用于 机械加工装置或工具领域，用于将机械加工装置或工具在工作过程中 产生的热量散发掉。例如应用在机床导轨、机床主轴、切削刀具、注 塑模具、高聚物挤出机螺杆、采矿钻头、以及其它机械加工装置或工 具上，以便将在机械加工装置或工具上产生的热量迅速地散发出去。
机床工作台导轨是高速滑动的导轨，在运行过程中由于摩擦会产 生大量热，为防止因导轨热变形引起的加工精度降低，需对机床导轨 进行冷却或均温处理。图15A是使用本发明的高传热速率热传介质 的机床导轨的侧视图，而图15B是图15A的机床导轨的剖视图。机 床导轨1501是三角形导轨，也可以是所需的其它任意形状的导轨。 在导轨1501内部靠近滑动接触面的部位形成有一个圆形空腔1502， 在圆形空腔1502内表面包括本发明的高传热速率热传介质。由于本 发明的高传热速率热传介质具有良好的传热性，它将导轨在滑动过程 中产生的摩擦热沿导轨长度方向传递，使得导轨温度沿着长度方向均 匀分布。通过使用本发明的高传热速率热传介质，可提供一种均温效 果好、结构简单、而且运行可靠的机床导轨。而现有技术中是在导轨 沟中设置润滑油油路，利用润滑油对导轨冷却，显然，本发明的机床 导轨克服了现有技术中冷却效率低、冷却油油路到达的部位有限、冷 却不均匀、以及冷却油循环使用一段时间后碳渣增加引起导轨磨损的 缺点。 实施例153
机床主轴是机床的重要部件之一，主轴的工作性能对加工品质和 机床工作效率有着重要的影响，尤其是对精密和高精度机床。主轴在 机床运行过程中会由于摩擦而发热，如果主轴升温过高，将导致主轴 的旋转中心和机床其它部件的相对位置发生变化，直接影响加工精 度，同时主轴轴承等元件会因温度过高而改变已调好的间隙和破坏正 常润滑条件，影响轴承的正常工作，严重时会发生″抱轴″现象。图15C 是使用本发明的高传热速率热传介质的机床主轴的示意图。对于机床 主轴1503而言，前轴承1504和后轴承1506处是摩擦发热的热源， 其它部位温度相对较低。如果能够将前轴承1504和后轴承1506处产 生的摩擦热传至主轴其它部位，由于增大了散热面积，就能降低主轴 1503的温度。如图15C所示，在机床主轴1503的中心形成一个环形 空腔1505，环形空腔1505的内表面包括本发明的高传热速率热传介 质。在机床运转过程中，主轴1503的前轴承1504和后轴承1506处 产生的摩擦热通过主轴1503中心的环形空腔1505内表面上的高传热 速率热传介质传至主轴其它部位，使整个主轴面均作为散热面，因而 将主轴前轴承1504和后轴承1506处的温度降低。通过使用本发明的 高传热速率热传介质，可提供一种冷却效率高、结构简单、运行可靠 的机床主轴。而现有的机床主轴基本上是采用油冷的冷却方式。显然， 本发明的机床主轴克服了现有冷却方式冷却油油路到达的部位有限、 冷却不均匀、以及冷却油循环使用一段时间后碳渣增加引起主轴磨损 的缺点。 实施例154
在金属切削加工过程中，需要对刀具进行冷却。现有的冷却方法 基本上是利用切削液进行冷却。这种方法的缺点的切削液中的氯、硫、 磷等离子容易渗入工件，影响工件品质。另外，有些刀具不能采用切 削液、如硬质合金刀具和陶瓷刀具等。在切削加工过程中，孔的加工 量约占整个金属切削加工总量的40％左右，钻头是一种使用量很大 的加工刀具。钻头在工件体内表面工作，因此它的结构尺寸受到限制。 由于钻头在封闭的条件下工作，钻头的冷却比普通切削刀具的冷却更 难处理。尤其是当被加工孔的直径超过60mm时，通常要将冷却液 分送到圆周的几个部位，使得钻头结构复杂。图15D是使用本发明 的高传热速率热传介质的钻头的剖视图。如图15D所示，钻头由切 削刃1507、导向部分1508和柄部1509三部分组成。导向部分1508 和柄部1509包括一个中空结构1510。中空结构的内表面包括本发明 的高传热速率热传介质。在切削加工过程中，钻头切削刃1507被加 热，温度升高，中空结构1510内的高传热速率热传介质迅速将热量 从切削刃传递至导向部分1508和柄部1509，通过导向部分1508和 柄部1509将热量传递到周围环境。通过使用本发明的高传热速率热 传介质，可提供一种冷却效率好、使用寿命长而且不需要冷却液循环 装置的钻头，并且还可减少对加工工件的污染，提高加工工件的品质。 实施例155
在金属切削过程中，由于切削的塑性变形功和刀具的摩擦功很快 转变成热量，热量主要集中在刀具的切削部分和工件表面。由于金属 热阻较大，导致局部温度升高，高温不仅加快刀具的磨损，也会影响 工件的表面品质和加工精度。图15E是使用本发明的高传热速率热 传介质的切削刀具的剖视图。如图15E所示，切削刀具由切削部分1511 和刀柄1512两部分组成。切削部分1511和刀柄1512包括一个中空 结构1513。中空结构的内表面包括本发明的高传热速率热传介质。 在切削加工过程中，切削刀具的切削部分1511被加热，温度升高， 中空结构1513内的高传热速率热传介质迅速将热量从切削部分传递 至刀柄部1512，通过刀柄将热量传递到周围环境。通过使用本发明 的高传热速率热传介质，可提供一种冷却效率好、使用寿命长而且不 需要冷却液循环装置的切削刀具，并且还可减少对加工工件的污染， 提高加工工件的品质，从而克服和避免了现有技术中的缺点。 实施例156
在家电、玩具、日用品等制造领域中，零部件常采用注塑制造技 术。对于不规则的部件，如中空细长脖形、壳形等形状的部件或厚薄 不均的部件，注塑模具温度梯度很大，模具中存在局部热区。局部热 区的存在将会产生明显的热应力，影响注塑件的品质，还会影响注塑 技术的生产率。图15F是使用本发明热传元件的注塑模具的示意图。 如图15F所示，注塑模具1514包括注塑口1515和冷却水槽1516。 为了冷却注塑制品1519周围的局部热区，在模具1514内设置了本发 明的热传元件1517。热传元件1517的吸热端位于注塑模具1514内 冷却水不能或不便流经的局部热区，放热端位于水槽内。吸热端无翅 片，而放热端带有翅片1518。在注塑模具工作过程中，热传元件1517 将模具1514内局部热区的热量传输给冷却水槽，从而降低了局部热 区的温度。在现有技术中，为了消除注塑模具的局部热区，是在模具 中开设冷却水槽，以便加速热区内熔融塑料的凝固。但在许多情况下， 不能使水槽太靠近注塑模具与熔融塑料的交界处，否则很高的温度梯 度容易造成模具破裂。显然，通过设置有本发明的热传元件，能够消 除注塑模具内的局部热应力、降低模具内温度梯度、提高注塑件品质， 同时还能加快脱模速率，从而提高注塑生产率。 实施例157
在高聚物挤出成型加工过程中，为防止料筒中塑料过热，或者是 在停机时使料筒内的塑料快速冷却，以免树脂降解或分解，需要对螺 杆进行冷却。图15G是使用本发明的高传热速率热传介质的高聚物 挤出成型机螺杆的剖视图。如图15G所示，高聚物挤出成型机螺杆 1520在前端设置有螺翅1521，在尾端设置有散热翅片1522。在螺杆 1520的内部形成一个环锥形空腔1523，空腔1523内填充有本发明的 高传热速率热传介质。螺杆1520的本体作为吸热端，热量通过高传 热速率热传介质传递至螺杆尾端。从吸热端传出的热量可以利用起 来，作为对进料进行干燥或预热的热源，也可以通过散热翅片1522 传递出去。散热翅片也可根据设计需要采用强制空冷或水喷淋冷却方 式冷却。在高聚物挤出成型机工作过程中，当料筒中塑料过热，或者 是在停机时，为防止料筒中塑料降解或分解而影响制品性能，起动螺 杆1520放热端的风机或打开喷淋冷却水阀门，这时通过螺杆1520的 环锥形空腔1523内的高传热速率热传介质将料筒内的一部分热量传 递出来，从而达到降低料筒内熔融塑料树脂温度的目的。当螺杆旋转 时，空腔内的高传热速率热传介质在离心力的作用下回流至吸热端。 而现有技术的方法基本上是在螺杆中心通冷却水。这种方法温度控制 范围有限，而且容易造成急冷、结垢、生锈等现象。显然，使用本发 明的高传热速率热传介质的高聚物挤出成型机螺杆的温度容易控制， 螺杆轴向温度分布均匀而不易造成急冷；螺杆内不会发生结垢、生锈 等现象；以及从料筒内传出的热量可以回收利用。因而，可以提供一 种结构简单、运行可靠的高聚物挤出成型机螺杆。 实施例158
采矿钻头在工作时产生大量的热，这些热量应当及时散发掉，以 延长钻头寿命。图15H是使用本发明的高传热速率热传介质的采矿 钻头的示意图。如图15H所示，采矿钻头由牙爪1524、轴1525及牙 爪支撑1526三部分组成。牙爪支撑1526形成有一个腔体1527。腔 体1527填充有本发明的高传热速率热传介质。轴1525也可以做成中 空结构，内部填充高传热速率热传介质，以增加传热。采矿钻头在工 作时产生大量的热，热量通过轴1525及牙爪1524本体传递给牙爪支 撑1526，藉由牙爪支撑腔体1527内的高传热速率热传介质，将热量 传递到外界。而现有的采矿钻头基本上采用高压风冷信道系统或采用 钻井液喷射循环方式对钻头进行冷却。这种采矿钻头需要有风机或泵 系统等附属结构，结构复杂，传热能力低，尤其对牙爪的轴及轴承很 难达到有效冷却。而使用本发明的高传热速率热传介质的采矿钻头利 用高传热速率热传介质进行热量交换，不仅传热效率高、结构简单、 而且密封性更可靠。 视听设备之散热应用 以下各实施例159至162系用于例示本发明之热传元件于视听设备领 域散热功能之应用，例如在用于音响功放设备、功放元件、以及音响 功率放大器中晶体三极管元件等。 实施例159
随着音响技术的发展，功放元件发热瓦数的增加迅速，现有型材 散热器已不能满足使用要求。本实施例描述的是利用本发明的热传元 件制成一种新型散热器，解决了原型材散热器高热阻问题，使功放元 件热驱散能力提高明显，提高了元件寿命。
图16A是管片型高传热速率热传音响功放元件散热器的示意图， 该散热器包括金属材质吸热块1601，散热翅片1602以及热传管元件 1603。其中，热传元件1603热端插入金属材质吸热块1601中，冷端 套装翅片1602。功放元件用螺钉紧固在吸热块1601表面，吸热块1601 和功放元件之间做电绝缘但传热处理。
音响设备工作时，功放元件将热传递给吸热块1601，利用热传管 元件1603的热端插入部分，将热迅速传递到冷端，然后被翅片1602 散发到周围空间。吸热块1601的作用有两个：一是蓄热作用，可抵 消功放元件被动生的峰值热量。二是起热量周转作用。该散热器放置 方向为水平或垂直向上。热传管元件1603的数量不限，根据功放元 件功率大小可任意增减。
本实施例的散热器体积小、重量轻，但其散热量大，从而使得功 放元件寿命大大提高。 实施例160
本实施例涉及管状形高传热速率热传音响功放元件散热器。图16B 和16C示出了该管状形高传热速率热传音响功放元件散热器，其是 功率放大器晶体三极管散热器，其中图16B是主视示意图，而图16C 是俯视示意图。
如图16B和图16C所示，散热器有一块用于固定四块晶体三极管 和集成电路元件的基板1604，微型管状形热传元件1605镶嵌于散热 器的基板中，基板的一侧下方为一平面，四块晶体三极管1607各加 一块云母片1609绝缘后用螺钉1608均匀固定在基板下方，在基板的 中间位置固定一个集成电路元件1610，基板的另一侧为散热片1611， 散热片用薄铝片压成如图16C所示形状，然后用铅焊技术将散热片 与基板焊成一体。元件的规格和数量及散热薄铝片的面积应根据四块 晶体三极管和集成电路元件的总损耗而定。散热器的左右两侧留有散 热器支架1606的安装螺孔。使散热器通过支架固定在放大器机箱的 后面板1612上，后面板对应散热器位置处开有排列的孔，提供散热 器热辐射和空气对流的信道。
本实施例的散热器的工作过程是：位于基板内的管状形热传元件 将晶体三极管和集成电路元件损耗产生的热量，由热传元件下方吸 收，然后迅速传递至热传元件上方，再传至散热片。如此循环往复， 提高了散热片的温升，增强了散热器的热辐射能力和散热效率。使晶 体三极管和集成电路元件的温升不超过规定值。
已知功率放大器中有四块用于放大不同信号的晶体三极管，在信 号放大状态下，每块晶体三极管的最大损耗在12W左右，因此需要 配置一个散热器，使晶体三极管的温升不超过允许值。现有的散热方 法是将四块晶体三极管各加一块云母片后，用M3螺钉将元件紧贴在 型材散热器上。这种散热器的缺点是散热效率低，为达到元件的散热 要求，必须增大散热器体积，使得散热器的安装空间增加。相比之下， 本发明的散热器散热效率高，体积小三分之一左右且安装方便。 实施例161
本实施例描述的是利用本发明的热传元件制成的板片型高传热速 率热传音响功放元件散热器。图16D为该散热器的示意图。该散热 器由根据本发明的热传介质制成的热传板元件1613和翅片1614组 成。翅片1614由板元件1613表面直接加工而成或焊接而成。
根据实际空间要求，功放元件布置或安装在该板的下部任一位 置，并紧密接触。利用本发明的热传元件的等温高效热传递特性，功 放元件耗散热均匀分布到板1613的整个表面，通过翅片1614扩大散 热面积并最终将热散发掉。
本发明的散热器相比于现有技术中的散热器其结构更紧凑，重量 更轻，而散热量大大提高，从而提高了功放元件的寿命。 实施例162
本实施例涉及板状形高传热速率热传音响功放元件散热器。图16E 和16F显示出了该管状形高传热速率热传音响功放元件散热器，其 是功率放大器晶体三极管散热器，其中图16E是主视示意图，而图16F 是俯视示意图。
如图16E和图16F所示，散热器有一块用于固定四块晶体三极管 1618和集成电路元件1621的基板1615，基板为一平板空腔体，形成 平板腔体热传元件1616。基板的一侧下方为一平面，四块晶体三极 管各加一块云母片1620绝缘后用螺钉1619均匀固定在基板下方，位 于固定螺孔处的基板部分是实体。在基板的中间位置还固定一个集成 电路元件1621。基板的另一侧为散热片1622，散热片用薄铝片压成 如图16F所示形状，然后用铅焊技术将散热片与基板焊成一体。基 板内平板腔体的尺寸和散热薄铝片的面积根据四块晶体三极管和集成 电路元件的总损耗而定。散热器的左右两侧留有散热器支架1617的 安装螺孔，使散热器通过支架固定在放大器机箱的后面板1623上， 后面板对应散热器位置处开有排列的孔，提供散热器热辐射和空气对 流的信道。
本发明的散热器的工作过程是：散热器基板部分的平板腔体热传 元件将晶体三极管和集成电路元件损耗产生的热量由平板腔体热传元 件下方吸收，然后迅速传递至平板腔体上方，再传至散热片。如此循 环往复，提高了散热片的温升，增强了散热器的热辐射能力和散热效 率。使晶体三极管和集成电路元件的温升不超过规定值。
已知功率放大器中有四块用于放大不同信号的晶体三极管，在信 号放大状态下，每块晶体三极管的最大损耗在12W左右，因此需要 配置一个散热器，使晶体三极管的温升不超过允许值。现有的散热方 法是将四块晶体三极管各加一块云母片后，用M3螺钉将元件紧贴在 型材散热器上。这种散热器的缺点是散热效率低，为达到元件的散热 要求，必须增大散热器体积，使得散热器的安装空间增加。相比之下， 本发明的散热器散热效率高，体积小三分之一左右且安装方便。 机电设备之散热应用 以下各实施例163至190系用于例示本发明之热传元件于机电设备领 域散热功能之应用，例如在用于电站锅炉排气冷凝器、变压器系统散 热器、变压器电磁铁心散热器、电机散热系统、三相非同步调速电机、 强磁机油冷却器、X射线机冷却器、马达电机散热器、液压系统液压 油散热器、机械传动轴散热系统、机械主轴冷却器、焊接装配、水泵 冷却系统、电热反应器冷却系统、反应器蒸汽冷却系统、大电流离相 封闭母线空冷器、重型机械联动部件散热冷却系统、制动系统散热器、 柴油机冷却系统、轴承、涡轮增压冷却系统、汽油机冷却系统、汽车 水箱冷却器、储能吸散热器、压缩气体水冷器、取热器、以及非晶材 料制备装置等。 实施例163
本实施例是一种电站锅炉乏汽冷凝器。电站锅炉乏汽冷凝器是采 用冷空气对汽轮排出的乏汽进行冷却，蒸汽冷凝液经聚集后再由加压 泵送加锅炉给水系统循环使用。它采用风冷，适用于缺少冷却水的地 区。
在本实施例的冷凝器中采用如上面实施例2所制备的热传元件， 其结构如图17A所示。其中，若干带角度的高传热速率热传管1704 组成Y形的单元体，每个单元体顶部都装有排风扇1703，冷风由Y 形高传热速率热传管束1704两侧吸入，由顶部排出。单元体可根据 系统需要串联在一起使用。汽轮机排出的乏汽沿管道送入冷凝器下方 的乏汽管道1702，由高传热速率热传管束1704将热量带走，使蒸汽 冷凝，冷凝液经聚集后再由加压泵送回锅炉给水系统循环使用。高传 热速率热传管束1704分为两段，一端为加热端，位于蒸汽侧，一端 为放热端，位于空气侧，并且采用错列布置方式。由于蒸汽冷凝的传 热系数很高，高传热速率热传管1704的加热端为光管，风冷端装设 翅片。
与现有技术相比，本实施例之电站锅炉乏汽冷凝器具有如下优 点：首先它采用了本发明的热传技术，使热传元件本身具有内压低、 传热效率高、激活速度快、极限传热能力大、无污染等特点；其次， 因为空气侧可以实现肋化，大大地强化了传热过程，因此它的传热系 数很高。综上所述，本发明用在电站锅炉乏汽冷凝上，具有体积小， 换热效率高、使用寿命长等特点。 实施例164
电力和电气设备中的电磁铁心在工作时有磁滞损耗和涡流损耗， 在电机和变压器中通常把磁滞损耗和涡流损耗合在一起，称为铁心损 耗，简称铁耗。铁耗大小与通过电磁铁心的磁通交变频率和磁感应强 度的幅值成正比。
现有电力设备中的电磁铁心散热，基本上都是靠电磁铁心自身热 传作用，使热量通过铁心表面和空气或传热介质进行热交换，从而达 到散热的目的。由于电磁铁心的传热系数低，在高频交变磁通和高磁 感应强度幅值的工作状态下，电磁铁心内部的热量就不能快速传出， 导致热量的累积而使电磁铁心温度上升。
本实施例是根据一般电力设备中电磁铁心的发热现象，应用本发 明的热传技术，使电磁铁心内部产生的热量能快速传递至散热部分的 表面，达到提高散热效果的目的。而提高电磁铁心的传热效率、降低 电磁铁心温度是使电力设备安全可靠运行的手段之一。
在本实施例中，利用上面实施例2所制备的热传元件，使电磁铁 心内部的热量快速传递至散热器的表面，然后靠热辐射和空气自然对 流将热量散到空气中。图17B是热传三相心式变压器电磁铁心散热 器的主视示意图；图17C是热传三相心式变压器电磁铁心散热器的 俯视示意图。这种铁心结构的特点是铁轭1706靠着线圈的顶部和底 部，但不包围线圈的侧面。由于这种心式铁心结构比较简单，线圈的 布置和绝缘也比较容易，因此一般中小功率的干式冷却电力变压器主 要采用这种心式铁心结构。
为了充分利用线圈内的圆柱形空间，将线圈中的铁心1707用硅 钢片迭成横断面如图17C所示的阶梯形。对于一台20千瓦干式冷却 三相电力变压器，在空载时的电磁铁心损耗达到100瓦左右，在负载 时的损耗达到600W左右。位于低压线圈1710内部的铁心1707由于 其表面与线圈的间隙小，空气不易流动而使传热系数比较低，当变压 器运行时导致线圈内部铁心部分表面的温度高于线圈顶部和底部铁轭 的表面温度。
为降低线圈内部铁心表面的温度，改善铁心的冷却条件，可在铁 心中间或沿铁心阶梯形侧面镶嵌若干根按实施例2制备的热传元件 1708。元件的直径、数量和长度应根据铁心损耗大小及铁心尺寸而定， 插入铁心部分的元件长度作为蒸发段，接近铁轭部分的元件长度作为 绝热段，元件露在铁轭顶部的部份作为元件的散热冷凝段，并且用铝 片压接在元件冷凝段组成散热片1709上，以增加散热面积，提高散 热能力。
散热片的高度应符合铁心安装及电气绝缘的要求，由散热片组成 的横断面周边尺寸应不超过铁心横断面大小，不影响线圈及铁轭的装 配。
在本实施例中，位于铁心中间或侧壁上的热传元件1708将电磁 铁心由铁耗产生的热量从电磁铁心1707内部快速传递到铁心顶部的 散热片1709上，并通过热辐射和空气对流释放到空气中，使铁心1707 的温度降低，从而改善电气设备的绝缘性能，延长其使用寿命。
本实施例之铁心散热器自身结构简单，具有很强的实用性，而且 由于铁心内部传热能力增强，可适当降低铁心结构的体积。 实施例165
变压器在运行时会产生铜耗、铁耗和附加损耗等，这些损耗所产 生的热量将使变压器的有关部分温度升高。现有常用的油浸式变压器 冷却方法是靠传导作用将线圈和铁心内部的热量传到表面，然后通过 变压器油的自然对流不断地将热量带到油箱壁和油箱管，再通过油箱 壁和油箱管的传导作用把热量从它们的内表面传到外表面，最后通过 辐射和对流作用将热量散发到周围空气中。这种冷却方式的缺点是散 热效率低，为使变压器各部分温升不超过温升限度，必须增大散热面 积，使变压器增加体积和重量。
本实施例将本发明的热传技术应用于电力变压器的冷却，即利用 上面实施例2制备的高传热速率热传元件组成变压器的散热系统。图 17D是利用本发明之高传热速率热传管制成的变压器系统散热器的主 视局部剖面示意图；图17E是利用本发明之高传热速率热传管制成 的变压器系统散热器的侧视局部剖面示意图；而图17F则是所用的 热传管的结构示意图。
变压器油箱体1713有一组长尺寸相对侧壁为平板，即高传热速 率热传管1714的安装板，其上设有若干个上下规则排列与高传热速 率热传管1714外径对应的通孔。每个通孔内插有一根在一侧外管壁 上设翅片1719的高传热速率热传管1714，每根热传管1714设有固 定法兰1718，如图17F所示。
在图17D中，通孔的位置根据变压器箱体内线圈1716及铁心1715 的绝缘距离而定，通孔间距则根据高传热速率热传管1714散热端翅 片部分1719的尺寸而定，高传热速率热传管1714的数量根据变压器 的空载损耗和负载损耗大小来确定。散热端翅片部分1719的外表面 进行电镀处理，以达到防腐和美观之作用。高传热速率热传管1714 与油箱体1713通孔之间靠固定法兰1718焊接固定。在油箱侧壁上还 可以考虑高传热速率热传管1714的定位支架。
为了保证高传热速率热传管1714的正常运行，插入箱体内部的 吸热端要倾斜安装，如图17E所示。变压器箱体外侧壁上的散热端 部分也要与水平面成一定夹角，如图17D所示。
位于变压器油箱体内的高传热速率热传管束1714，将变压器工作 时由线圈、铁心1715及其它部件所产生的热量，通过变压器油1717 的传递迅速传至变压器油箱体1713外高传热速率热传管1714的散热 端，由箱体外两侧壁上高传热速率热传管1714的散热端翅片1719管 束，通过热辐射和自然对流将热量散发到空气中，从而使变压器的温 升保持在一定限度内。
本实施例的散热器提高了油浸式变压器的传热效率，可使变压器 散热器部分的体积和重量减小，仅为原散热器体积的1/5-1/4左右； 而且自身结构简单，清理灰尘容易；同时由于提高了传热效率，可以 降低变压器的油面温升，从而有利于延长变压器的使用寿命。 实施例166
本实施例将本发明的热传技术应用于电机的冷却。电机运行中的 各种能量损耗转变为热量，热量的累积导致电机各部分温度升高。为 使电机温度不超过允许限度，必须对电机进行冷却。
现有电机的冷却方式分为外部冷却和内部冷却两大类。外部冷却 大多数用空气冷却，空气的流动通常靠风扇来鼓动，空气只能与电机 的铁心、定转子绕组端部和机壳外表面接触，热量必须先从内部传递 到这些部位，然后再靠风扇把热量带走。由于电机是由许多物理性质 不同的部件组成，内部的发热和传热关系也很复杂，所以提高电机各 部件的传热能力，是提高电机散热能力和改进电机冷却手段的有效方 法。将本发明的热传技术应用于电机的冷却，其目的是通过提高电机 的主要发热源定转子的传热能力，以达到改进电机的冷却。
图17G是采用本实施例2所制备的热传元件对定子和转子进行冷 却的异步电动机局部剖面示意图。在本实施例中，将数根热传元件 1723成同心圆状埋置于鼠笼式转子两端的铁心1720与转子风扇叶片 1725中间，并与轴向成一角度，中间高两端略低。当转子旋转时， 转子铁心1720和转子导条产生的热量被转子热传元件1723中的工作 液体吸收，工作液体将热量传递至转子两端旋转的风扇叶片1725表 面而随风散走。冷凝后的工作液体在离心力的轴向分力推动下，回到 转子热传元件的蒸发部分，重新接收转子铁心1720和导条传来的热 量，如此循环往复，使电机转子内部铁心1720和导条产生的热量能 迅速地传递至转子两端风扇叶片1725的表面上。由于转子内部的传 热效率明显提高，使电机转子表面的温升比普通电机有明显下降。
同时，为了降低电机正常运行时定子铁心1721及定子绕组1724 的温升，在电机定子铁心1721两端沿轴向成同心圆状环绕均匀埋置 数根定子热传元件1722。电机工作时，定子绕组的铜耗和定子铁心 1721的铁耗是产生定子温升的主要热量来源，用热传元件1722能将 这些由损耗产生的热量迅速地从定子内部传递至定子两侧元件的散热 端，再由电机轴上的冷却风扇1726将这些热量带走。由于热传元件 1722使电机定子铁心1721的传热效率明显提高，有利于降低电机定 子铁心1721及绕组1724的温升，提高电机的过载能力，延长电机的 使用寿命。
在运行过程中，位于电机转子1720和定子1721中的热传元件1722 和1723，将电机在工作中由各种损耗产生的热量从定转子内部迅速 地传递至定转子两端部的表面，然后由位于电机轴上的冷却风扇1726 将热量散出去，使电机各部分温升控制在一定范围内。
本实施例之电机利用热传元件，提高了电机定转子的传热效率， 使电机内部的温升有所降低，有利于改善电机绝缘性能，延长电机使 用寿命。由于高传热速率热传元件形状的灵活性，使得元件在定转子 中的埋置灵活方便，结构简单。而且电机内部的温升降低，还有利于 提高电机的效率。 实施例167
本实施例用一根旋转的热传管电机轴代替普通的电机轴，将三相 异步调速电机转子损耗产生的热量迅速传至电机轴端散热部分，从而 降低了电机转子铁心及绕组的温升，增加了电机的轴端输出功率。
三相异步调速电机转子结构分为鼠笼式转子导体结构和绕线式转 子导体结构两种类型。当电机运转时，由于转子导体电阻和转子铁心 中交变磁通，使转子产生铜耗和铁耗，这两种损耗产生的热量使转子 内部温度升高。
现有三相异步调速电机的转子安装在实体传动轴上。由于三相异 步电机调速时的频繁变速及转子的机械惯性，使转子产生的铜耗和铁 耗比恒转速工作情况下要大，电机轴的温升要高于电机其它部件的温 升。
图17H是三相异步调速电机转子及热传管电机轴局部剖面示意 图。三相异步调速电机的转子的传动轴为热传电机轴1730，轴的内 部加工成锥体，图中的虚线部分代表热传管的工作液体1728。电机 轴在旋转时，安装在电机转子轴上的铁心和导体1727所产生的热量 被热传管电机轴1730的工作液体1728吸收，工作液体1728变成蒸 气传到轴的另一端，使热量传递至电机轴上的散热部件上。冷凝后的 工作液体1728在锥体离心力的轴向分力推动下，回到热传管电机轴 1730的蒸发部分，在此接收由转子铁心和绕组传来的热量。如此往 复循环，使电机转子内部的热量不断地通过热传管电机轴1730传递 到电机外部，从而达到降低电机转子温升的目的。
对于相同的输入功率下的三相异步调速电机，热传管电机轴1730 的温升随电机转速的增加而明显降低。
利用本发明的热传电机轴，可以提高三相异步调速电机转子的传 热效率，使转子温升明显降低。而且，与普通的异步电机相比，采用 本实施例之热传管电机轴后，可以减小电机转子轴的直径，减轻其重 量，改善电机的调速性能。 实施例168
本实施例是一种选矿厂强磁机油冷却装置。它利用冷水冷却强磁 机的热循环油，使油得到冷却的装置；同时采用本发明的高传热速率 热传技术，使上述的热量交换高效率地进行。
现有的强磁机油冷却装置基本上是为板式换热器，隔板采用薄壁 不锈钢钢板。由于水中含有氢氟酸，不锈钢的耐氢氟酸腐蚀性较差， 故换热器的隔板腐蚀较严重。换热器隔板发生腐蚀后，冷却水混入热 油中流入强磁机，造成强磁机线圈短路烧毁。
图17I是利用热传元件的选矿厂强磁机油冷却器工作原理的示意 图；图17J是利用热传元件的选矿厂强磁机油冷却器主视剖面示意 图；图17K是选矿厂强磁机油冷却器所用的热传管排示意图。在图17I 中，前后开口的方形烟道内有成组平行的管排，即高传热速率热传管 管排(图17K)。水介质和油的流向可根据现场情况来确定。在附图 中水介质的流向与烟气的流向呈逆向，利于换热。油冷却器的水侧和 油侧的热传管排数量相等。主要换热面采用热传元件1733，冷、热 介质换热皆在管外进行，可以防止普通水管管内结垢堵管的现象。热 油经过一台油—水换热器降温后再进入强磁机。利用热油携带的热量 加热循环水，使油得到冷却的装置。从而达到延长设备使用寿命的目 的。
工作时，位于烟气腔内的高传热速率热传管束，将烟气携带的热 量回收后，由位于锅筒内的高传热速率热传管束释放给水，使之温度 升高，达到换热的目的。
本实施例之选矿厂强磁机油冷却装置传热效率高，换热器体积 小，而且结构简单，耐腐蚀，清理污垢容易，整体强度性能好。 实施例169
本实施例是一种对X射线机进行冷却的装置。这种装置利用本发 明的高传热速率热传技术，能有效地对X射线管进行冷却。
X射线机在工作过程中，金属靶会在瞬间产生大量的热量，金属 靶被加热，如果不能将热量迅速传递出来，金属靶将会熔化，X射线 机将不能正常工作。为保证X射线机正常工作，需要将热量传递出 去。现有的X射线机基本上采用在金属靶背面安装铜阳极板，然后 用液体冷却铜阳极板的方法，该方法的缺点是冷却效率低，而且容易 造成急冷、结垢等不良现象。
本实施例则提供了一种冷却效率高、结构简单、运行可靠的X射 线机冷却装置。图17L是采用了本发明所制备的高传热速率热传元 件的X射线机冷却器的示意图。该X射线机冷却器主要由铜阳极 1742、高传热速率热传介质1743和散热翅片1744三部分组成，铜阳 极1742为管状结构，管内填充高传热速率热传介质1743，管末端安 装散热翅片1744。X射线机开始工作时，电子束撞击金属靶产生的 热量传递至铜阳极1742，管内的高传热速率热传介质1743受热后开 始工作，将热量传递至散热翅片1744，通过散热翅片1744将热量传 递到周围环境中。
本实施例的高传热速率热传X射线机冷却器具有冷却效率高、结 构简单、运行可靠等特点。 实施例170
本实施例将本发明的热传技术应用于马达的散热，从而提高了马 达的散热效率，降低了马达温升和延长了马达使用寿命。
伺服马达电机，即交流伺服电动机广泛应用于自动控制系统中， 其任务是透过加在控制绕组上的电信号，使电机转轴获得一定的转速 或偏角。
常用的交流伺服电动机是小型或微型的两相异步电动机，电机的 转子通常为鼠笼式或杯形转子式。为使伺服电动机能够自行制动，设 计电机时必须将电机转子的电阻增大。杯型转子电动机的特点是转子 轻，转动惯量小，起动、旋转和停止都很灵敏。但缺点是定转子间气 隙稍大，因而电机空载电流较大，功率因子和效率较低。另外，由于 电机经常处于变速工作状态，引起转子铁耗增加。这些因子都导致电 机发热增加。
一般情况下，这种伺服马达电机采用普通电机的外冷却方法，即 靠空气流动散热，但由于马达本身体积小，结构紧凑，所以散热面积 偏小。另外，马达电机经常工作在密封环境下，环境温度高，使马达 电机的表面温度偏高。
本实施例将上面实施例2制备的热传元件用于马达电机的散热器 中，如图17M和图17N所示。其中，图17M是采用热传元件的马达 散热器的主视局部剖面示意图，图17N是该马达散热器的侧视图。 马达的外壳有四个平面或圆弧面作为马达散热器1750的安装面，在 每个平面或圆弧面上有若干个攻丝螺孔，用于固定马达散热器的四块 基板1755。
在图17M中，马达散热器1750共有四组散热单元，每个单元的 一端是基板部分1755，其中镶嵌或压接若干根扁形热传元件1753， 其数量取决于马达损耗的大小。在另一端，将每个单元上的热传元件 1753和百叶形筒状散热片1754压接在一起，组成散热器整体结构， 并在散热片端加装端盖1752。散热片1754上的百叶窗起通风和增加 散热面积作用，有利于提高散热效率。散热器基板1755的尺寸和散 热片1754沿电机轴向的宽度可根据马达的壳体大小及损耗大小来确 定。
在工作时，和基板压接的热传元件1753，通过基板1755由热传 元件1753蒸发段吸收来自马达壳体的热量，然后通过热传元件1753 绝热段将热量传递至和热传元件1753冷凝段压接的散热片1754上， 再由马达冷却风扇1751把热量散发到空气中，使马达的温升控制在 一定的限度内。
本实施例之马达散热器采用了本发明的热传元件，因而提高了马 达散热能力，可使马达外壳体积缩小，而且该马达散热器结构紧凑， 安装拆卸方便；同时由于降低了马达的温升，还有利于延长马达的使 用寿命。 实施例171
本实施例是一种对液压系统液压油进行冷却的装置，该装置利用 本发明的热传技术，有效地控制液压油的温度，从而提高了液压设备 工作的可靠性。
油液的性能与液压设备使用过程中液压油的温升有关，因为温度 升高会引起油质劣化，造成油液中碳渣增加，引起活塞、缸体、伺服 阀和补偿泵等部件的磨损。因而，对液压油进行温度控制对于提高液 压系统工作的可靠性具有重要意义。
图17O所示为本实施例的对液压系统液压油进行冷却的装置。液 压缸外部加设一个夹套，夹套内灌注冷却油，高传热速率热传元件 1757的吸热端浸在夹套内的冷却油中，放热端则伸到夹套外自然对 流散热，放热端带翅片以增加散热面积。
当液压设备开始运转后，液压油温度会开始升高，夹套内的冷却 油温度也随着升高，这时高传热速率热传元件1757开始工作，高传 热速率热传元件1757的吸热端将从冷却油中吸收的热量传输到放热 端，通过自然对流的方式将热量传递到大气中，从而达到控制液压油 温升的目的。
本实施例的液压油散热器结构简单，可以简化油液过滤和净化过 程及设备，而且运行可靠，能有效地控制油液的温升，防止油质劣化， 减少碳渣，提高液压系统工作的可靠性。 实施例172
长期连续运转的设备，常常由于轴的高速旋转而磨擦发热。为了 保证压缩机等运转设备的正常运行，在工业生产中必须将产生的热量 取出，最常用的方法是风冷。即热量靠自然风或机械风吹过轴瓦而带 走。这种降温方法，设备结构简单，但带走热量有限，对于小型设备 尚可凑效，对于较大型转速高、产热量大的设备则不得不使用间接的 辅助设施—水或油冷却系统来解决机械轴的冷却问题。这种冷却方 式，由于需格外增加一套单独的冷却循环设备，使得系统占地面积大， 设备数量多，操作费用高，工作流程长。
实际上，运转轴的冷却关键就在于所产生热量的传输扩散速度 慢，而本发明的高传热速率热传元件所具有的高均温性和高传热速率 恰是提高传输扩散速率的良药。本实施例即是采用本发明的高传热速 率热传介质而制得高传热速率热传型机械传动轴散热系统。该系统可 将旋转轴产生的热量依靠轴本身的旋转离心力通过热传元件传至轴外 表面并实现均温，热量由空气带出，轴得到冷却。
图17P是高传热速率热传型机械传动轴散热系统结构原理图。机 械传动轴通常为空心结构，本实施例利用其内部的空心做成一个锥台 形的密闭空腔，并在空腔内充填高传热速率热传介质使其成为高传热 速率热传型机械传动轴。当轴高速旋转时，离心力的作用使轴承处产 生的热量随即被介质传递输送到轴的各个表面，实现了整个轴各部位 的均温，均温的作用即可使轴承的温度降低；同时由于整个轴的表面 均成为散热面，当空气吹过时，大量的热又被带走，使轴承得到了双 重冷却，温度进一步降低，保证了旋转设备的正常运行。
本实施例之高传热速率热传型机械传动轴的锥型空心内壁不装管 芯，靠离心力的作用工作。轴承发热部位即为高传热速率热传元件的 加热端，空气风冷部位称为冷却端，加热端的内径稍大于冷却端的内 径，以利用轴高速旋转时产生的离心力使热传元件工作正常。当产热 量太大，光轴仍不能保证所需要的冷却能力时，可在轴的一端或二端 增加散热叶片，也可通过增加风量风速的方式来解决。
高传热速率热传型机械传动轴散热系统的主要核心是高传热速率 热传型的机械传动轴，它结构简单，重量轻，外型与普通的机械传动 轴没有太大的区别，使用安装简单。它以空气为散热介质，以高传热 速率热传元件为传热媒体，不需特殊操作即可达到比普通机械传动轴 更好的冷却效果，为压缩机等各种传动设备的安全、可靠运行提供了 又一可能条件，因而它具有以下优点：
1、冷却效率高，风冷范围广；
2、设备结构简单，安装制造方便；
3、生产成本低，运行费用少；
4、一次投资少，使用周期长；
5、占地面积小，节约水资源；
6、工作流程简单，操作容易，运行可靠；
7、无污染。
本实施例简单易行的风冷技术可在大多连续运转设备上使用，如 电机、压缩机、汽车引擎、螺杆挤出机等，其冷却效率高，风冷范围 广，使用面宽，无污染，还可节约大量的冷却水。 实施例173
本实施例是一种利用本发明的高传热速率热传介质对精密机械主 轴进行冷却的装置。
主轴是机械设备的重要部件之一，尤其是对于精密机械而言。主 轴在旋转、进给运动过程中会由于机械摩擦而发热，如果主轴温升过 高，将导致主轴的旋转中心和其它机械部件的相对位置发生变化，影 响机械的正常工作；同时主轴轴承等元件会因温度过高而改变已调好 的间隙和破坏正常润滑条件，影响轴承的正常工作，严重时甚至会发 生″抱轴″现象。机械主轴现有的冷却方式基本上是采用油冷的冷却方 式。这种方法的不足之处在于：冷却油油路能到达的部位有限，因而 冷却不均匀，另外冷却油循环使用一段时间后碳渣增加，容易引起主 轴磨损。
图17Q是本实施例中对精密机械主轴进行冷却的冷却器示意图， 它采用高传热速率热传介质对精密机械主轴1767进行冷却。
对于机械主轴1767来说，轴承1768和1770处是摩擦发热的热 源，其它部位温度相对较低。把轴承1768和1770处产生的摩擦热传 至主轴1767的其它部位，就能降低主轴1767的温度，因为此时整个 主轴表面均为散热面。如图17Q所示，精密机械主轴高传热速率热 传冷却器为主轴中心的一个环形空腔，空腔内填充一定数量的本发明 的高传热速率热传介质1769。
在机械运转过程中，主轴轴承1768和1770处产生的摩擦热通过 主轴1767中心的高传热速率热传介质1769传递至主轴其它部位，因 而将主轴轴承处的温度降低。
本实施例之精密机械主轴高传热速率热传冷却器具有冷却效率 高、主轴轴向温度分布均匀、结构简单、运行可靠等特点，而且能防 止主轴轴承处局部温度升高引起的润滑油油质劣化。 实施例174
在焊接较厚的板材时，通常需要对焊接融池进行快速冷却以保证 焊接品质。本实施例是一种利用本发明的高传热速率热传介质的新型 焊接装配。这种焊接装配可快速、有效地达到散热效果。
现有的焊接装配多采用铜块空腔内部走水的形式，利用水的循环 流动将焊接产生的一部分热量带走。这种装置的缺点是换热效率低， 有时无法将焊接产生的热量及时带走，从而导致焊接缺陷。
图17R是实施例所设计的高传热速率热传型焊接装配，该高传热 速率热传焊接装配大致由热传元件1775、1776和水换热容器1774两 部分组成。高传热速率热传元件由热传管1775和热传块1776焊接组 成，热传管1775与热传块1776之间相通。水换热容器1774由水进 口管1772、出口管1773及水容器组成。
为保证换热充分，将水换热容器1774加工成如图17R所示的多 个小腔体串联，水在流动时能更充分的与热传管1775接触，使换热 效果更好。
本实施例的焊接装配在应用时与现有的焊接装配相似，都是采用 两个装置对称布置在焊缝两侧，并且焊接装配与焊头一起从下至上的 移动。其原理为：在焊接过程中所产生的热量经由热传块1776吸收， 并由其将热量传递给热传管1775。而在水换热容器1774中由循环流 动的水将热量带走，从而达到对焊缝的冷却作用。
本实施例之焊接装配结构简单、传热效率高、冷却效果更好。 实施例175
在大功率水泵的运转过程中，轴承产生大量热量，需要冷却，同 时需要大量润滑油来润滑。通常在润滑油的循环系统中加散热器，将 润滑油冷却，其目的是在润滑轴承的同时将热量带出，以将润滑油冷 却，保证润滑油不致于因超温而失效。
本实施例则是采用了本发明之高传热速率热传元件的高效冷却循 环系统，其有别于其它冷却系统的是系统中所用的冷却器。图17S 所示为水泵冷却系统，该冷却系统由冷却器1778、输油泵1780、过 滤器1779等几部分组成。水泵轴承箱中的润滑油沿循环管路进入冷 却器1778，冷却器1778内装有高传热速率热传元件1781，润滑油在 冷却器1778内通过高传热速率热传元件1781与外界空气进行热量交 换，得到冷却，然后由输油泵1780输送，经过过滤器1779回到轴承 箱，至此完成一次循环。
图17T则是用于水泵冷却系统的高传热速率热传型冷却器的示意 图。如图所示，冷却器1778有两个互不相同的信道，下部信道流过 的是油，上部信道是空气，两信道间有隔板，隔板上插有高传热速率 热传元件1781，高传热速率热传元件1781与隔板焊接连接，高传热 速率热传元件1781在空气的一侧有翅片，插入润滑油一端是光管； 润滑油从入口处进入，流经高传热速率热传元件1781，通过高传热 速率热传元件1781将热量传给外界空气，冷却后的润滑油从冷却器 出口经输油泵1780回到轴承箱。在空气信道口装有风扇1783，以加 快空气流动，强化传热。应用高传热速率热传元件1781的显着优点 是激活快、热效率高，在小温差下也可以很好地进行热交换。 实施例176
在本实施例中，采用本发明的高传热速率热传技术，将热量迅速 均匀地从反应釜中传出，从而有效地控制反应温度和反应速度。
在某些放热化学反应过程中，反应初期需要吸收一定的热量以进 行反应，而反应开始以后整个反应过程呈放热状态。为了有效地控制 反应温度和反应速度，必须将多余的热量有效地传出。这一温度控制 过程对热传元件的灵敏度以及均温性要求很高。因此，本实施例基于 高传热速率热传元件设计了电热高传热速率热传冷却反应器，以有效 地解决精细化学反应过程中的温度控制问题。
图17U所示为电热高传热速率热传冷却反应器的示意图。该电热 高传热速率热传冷却反应器主要由三大部分组成，加热系统、冷却系 统和反应釜及其附属设备。加热系统包括高传热速率热传管1787和 电热系统1790。冷却系统包括高传热速率热传管1787和冷却介质信 道1789。反应釜及附属设备由反应釜1784、支架1785和盖板1788 构成。
在精细化学反应过程中，各个阶段对温度的要求都有严格的区 分。在事先设计好的反应过程控制程序中，对各个不同反应阶段的温 度控制都设有不同的控制指令，控制指令通过控制系统作用于加热系 统和冷却系统以完成整个控制过程。对于上述反应过程，反应初期电 热系统1790产生的热量通过高传热速率热传管1787均匀地传向反应 釜1784中的反应溶液1786，待反应以后，反应过程呈放热状态。为 了控制反应温度和反应速度，随后控制系统激活冷却系统。此时反应 过程产生的热量通过高传热速率热传管1787传给冷却系统，冷却系 统在控制指令作用下按一定比例输出热量，从而使反应温度和反应速 度被控制在一定的变化范围内。另外，不同反应阶段之间温度的改变 往往是个突变过程，高传热速率热传管1787传热过程中的热阻可忽 略不计，因此其对温度突变的适应能力很强。
本实施例所设计的电热高传热速率热传冷却反应器系统，具有灵 敏度高、均温性能好、可适应温度快速变化和对温度控制能力强等优 点。 实施例177
本实施例是一种蒸汽高传热速率热传冷却反应器。该冷却反应器 采用本发明的高传热速率热传技术，将热量迅速均匀地从反应釜中传 出，从而有效地控制反应温度和反应速度，同时可将反应放热转换成 高品质可用能源。
在放热化学反应过程中，为了控制反应温度和反应速度，必须将 多余热量有效地传出，同时将之转换成高品质可用能源。这一温度控 制过程中对热传元件的灵敏度以及均温性要求很高。本实施例的蒸汽 高传热速率热传冷却反应器正是基于本发明的高传热速率热传元件的 这一特性设计而成，它可有效地解决精细化学反应过程中的温度控制 问题。
图17V是本实施例之蒸汽高传热速率热传冷却反应器示意图。其 主要由两大部分组成，即冷却系统和反应釜及其附属设备。冷却系统 包括高传热速率热传管1795、蒸汽信道1797和蒸汽流量控制器1799； 反应釜及附属设备由反应釜1792、支架1793和盖板1796构成。
本实施例中，在事先设计好的反应过程控制程序中，经过信息反 馈不断改变控制指令，指令通过控制系统作用于蒸汽流量控制器 1799，从而控制蒸汽流量以完成整个控制过程。反应过程所产生的热 量通过高传热速率热传管1795均匀地传向蒸汽冷却系统，饱和蒸汽 经过流量控制器1799进入冷却换热系统，经与高传热速率热传元件 1795充分换热后，饱和蒸汽变为过饱和蒸汽由蒸汽出口送出以做它 用。冷却系统在控制指令作用下按一定比例连续输出热量，从而使反 应温度和反应速度被控制在一定的变化范围内。另外，不同反应阶段 之间温度的改变往往是个突变过程，高传热速率热传管1795传热过 程中的热阻可忽略不计，因此其对温度突变的适应能力很强。 实施例178
200MW以上的发电机组大电流离相封闭母线在输电过程中有一 部分的电能转变成了热能。为了尽快地将这部分热能散发掉，通常采 用强迫风冷机组，这种设备庞大而复杂，耗废电能、噪音大。
本实施例用高传热速率热传空冷器可以取代强迫风冷系统，冷却 效率大大提高，而且费用降低。
图17W为利用高传热速率热传元件设计的大电流离相封闭母线空 气冷却系统的示意图。风机将60℃的风通过管道分别送入大电流离 相封闭母线系统2700的A相和C相，然后通过连通的管道汇入B 相；再通过管道进入高传热速率传热空冷器2701的热气侧进口2703。 风机将40℃的常温空气经空气侧进口2704送入高传热速率传热空冷 器2701，并将热量通过空气侧出口2705送入大气中。
利用高传热速率热传的冷却器取代强迫风冷系统，不但可以降低 原材料损耗，缩小封闭母线的尺寸，减小占地空间；而且还可以减小 冷却系统，取代强迫风冷庞大的系统和耗电。 实施例179
重型机械联动部件在连续工作过程中，由于联动部件之间的相互 摩擦会产生大量的摩擦热，热量逐渐积聚，会使联动部件之间产生高 温。由于重型机械联动部件工作过程中轴向、特别是径向承受较大载 荷，在连续高温状态下工作，联动部件材质内部将发生晶相变化，从 而导致联动部件加速老化，严重者会引起联动部件变形，导致机械系 统不能正常工作。
本实施例采用本发明的高传热速率热传技术，快速高效地将重型 机械联动部件产生的摩擦热散去，从而保证机械系统的正常运行。
图17X是采用了高传热速率热传元件的重型机械联动部件散热冷 却系统的示意图。该高传热速率热传的重型机械联动部件散热冷却系 统主要由散热片2707、热传元件2709、重型机械联动部件2710以及 冷却介质通道四大部分构成。重型机械联动部件2710在连续工作过 程中，由于联动部件之间的相互摩擦产生大量的摩擦热积聚到联动 轴，联动轴将热量传递给插于联动轴内部的热传元件2709，通过热 传元件2709将热量沿轴向快速高效地传递给机械系统外散热片 2707；冷却介质不断流过冷却介质通道，与散热片2707以对流换热 的形式交换热量，从而将重型机械联动部件2710工作过程中产生的 摩擦热散发机械系统之外部环境。
本实施例的散热系统适用于散热空间受限的重型机械联动系统， 其特点是利用了高传热速率热传元件的轴向热量高效远传特性，将机 械联动系统摩擦热传至联动系统外，从而保证机械联动系统的紧凑性 和高效性，避免机械传动故障，增加械联动系统的使用寿命。 实施例180
制动系统在工作中由于剧烈磨擦产生大量的热，如果不能快速散 热，将直接影响制动效果并且大大降低制动系统的可靠性能及寿命。 现有的情况基本为风冷及水冷，这种方法的主要缺点为散热效率低， 不能稳定保证制动系统的可靠性。
本实施例采用本发明的高传热速率热传技术，可以高效地对制动 系统进行快速散热。
图17Y是采用了本发明之高传热速率热传元件的制动系统快速散 热器的示意图。该高传热速率热传制动系统快速散热器主要由制动装 置2712、热传元件2713和低温热源2714三部分组成。热传元件2713 为管状结构，管内填充高传热速率热传介质，管末端安装散热翅片。
当制动系统工作时，制动装置2712上的热传元件2713将产生的 热量高效率地传至低温热源2714，从而达到快速散热的目的。
采用本实施例的制动系统快速散热器具有散热效率高、能力强的 特点，从而保证制动系统运行稳定、可靠，使用寿命长。 实施例181
柴油机工作时，燃烧室的温度很高，这一区域各零部件热负荷很 大，严重影响其机械性能，可靠性及寿命也大大降低，因而必须进行 冷却。好的冷却系统是保证燃烧充分、良好的重要因素。现行的方法 是循环水冷却配以风冷，这种方法的冷却效率低，存在“开锅”现象 等隐忧。
本实施例采用本发明的高传热速率热传技术，可以高效地对柴油 机进行冷却，并且可以将余热回收利用。
图17Z是采用了高传热速率热传元件的柴油机冷却系统示意图。 该柴油机冷却系统主要由循环水路、热传元件2717及低温热源2718 三部分组成，热传元件2717为管状或片状或复杂结构，内部填充高 传热速率热传介质，元件末端安装散热翅片。
当柴油机进行燃烧作功时，置于气缸套外表面的热传元件2717 迅速将一部分热量带走，降低了这部分受热零部件的温度，减轻了循 环水的压力，增强了冷却系统的功能，为柴油机冷却系统的简化及整 机性能的提高提供了可能性。同时低温热源2718也可以是余热回收 装置，以实现能源的再利用。 实施例182
在各种设备中，高速旋转轴及轴瓦使用非常多，轴瓦的可靠与寿 命也决定整台设备能否长时间可靠运转，因此要求轴瓦不但设计合 理，润滑良好，而且必须保证冷却。现有的情况一般是用润滑油进行 润滑兼冷却，有的配以风冷。这种方法缺点是冷却效率低，轴瓦磨损 大，机油消耗也大。
本实施例对各类轴瓦进行了改进，即采用本发明的高传热速率热 传技术对轴瓦进行冷却，从而极大地改善了轴瓦的使用可靠性和使用 寿命。
图17ZA是采用了高传热速率热传元件的轴瓦的示意图。该高传 热速率热传轴瓦主要由轴瓦体2719、热传元件2720和低温热源2721 三部分组成，热传元件2720为管状或片状结构，内部填充高传热速 率热传介质，末端可安装散热翅片。当旋转轴高速旋转时，产生的磨 擦热被热传元件2720快速传至低温热源2721，从而降低了轴瓦温度， 减小了磨损，延长了轴瓦和旋转轴寿命。
本实施例所提供的这种新型的轴瓦，自身冷却效率高，磨损小， 润滑油消耗量低，而且运行可靠，使用寿命长。 实施例183
随着人们对发动机动力性、经济性及排放越来越高的要求，涡轮 增压器得到越来越广泛的使用，其高效、可靠的长时间运转关系到整 机性能，不但要求涡轮增压器要有优良的设计和性能，而且必须保证 它的冷却良好。涡轮增压器如果不经冷却，在连续工作中将使其温度 逐渐升高，从而降低其工作效率并影响其寿命。现有的冷却方法基本 上采用风冷及水冷，缺点是冷却效率低，并且消耗一定的有用功。
本实施例采用本发明的高传热速率热传技术，能高效率地对涡轮 增压器进行冷却，提高其工作能力。
图17ZB是采用了高传热速率热传元件的涡轮增压器冷却装置示 意图。该高传热速率热传的涡轮增压器冷却装置主要由涡轮增压器 2722、热传元件2723和低温热源2724三部分组成，热传元件2723 为管状或片状结构，内部填充高传热速率热传介质，元件末端安装散 热翅片。当涡轮增压器工作时，在其外壁及内腔的热传元件2723可 迅速、高效地将涡轮增压器及压缩气体的一部分热量带走，传给低温 热源2724，而且低温热源2724的热能可回收再利用。
本实施例的涡轮增压器冷却效率高，而且结构简单，运行可靠； 同时还可以将传出的余热作为另外的热源。 实施例184
汽油机工作时转速非常高，燃烧系统各零部件速度及加速度非常 大，机械负荷已经很大。而燃烧时，热负荷也很大，严重威胁各零部 件的可靠性及寿命，必须进行良好地冷却。配装汽油机的各种车辆在 广泛地使用，汽油机燃烧的好坏已成为整机最重要指标之一，优良的 冷却系统是保障燃烧充分、良好的一个重要因素。现行的方法为循环 水冷却配以风冷，缺点是冷却效率不是很高，有时必须停车降温，影 响正常工作。
本实施例采用本发明的高传热速率热传技术，能高效地对汽油机 进行冷却，并且可以将余热回收再利用。
图17ZC是采用了高传热速率热传元件的汽油机冷却系统示意 图。该汽油机冷却系统主要由循环水路、热传元件2727及低温热源 2728三部分组成，热传元件2727为管状或片状或复杂结构，内部填 充高传热速率热传介质，元件末端安装散装翅片。当汽油机进行燃烧 作功时，置于气缸套外表面的热传元件2727可高效地将一部分热量 传给低温热源2728，减轻了循环水降温的压力，增强了冷却系统的 冷却能力，为冷却系统的简化及整机性能的提高提供了前提条件；同 时传出的热量可回收再利用。
本实施例之汽油机冷却系统冷却效率高，能力大，运行可靠，可 使常规冷却系统得以简化。 实施例185
汽车水箱冷却器是保证汽车发动机有一个良好的工作环境。传统 的汽车水箱冷却器的结构形式是用铜管盘成蛇状外加散热片组成。这 种冷却器最大缺点是怕碰撞，因为蛇状铜管较长，而且相连，只要有 一处损坏整个冷却器就失效。因此汽车在遇到碰撞时冷却器损坏的可 能性大大增加。另一个缺点是易结垢，并且结垢后很难清洗。
本实施例利用高传热速率热传元件(见示意图17ZD)对汽车水 箱冷却器进行了技术改进。
图17ZD是本实施例所用的高传热速率热传管的示意图；该高传 热速率热传管由热传管本身2729、防护套管2730和散热翅片2731 组成。图17ZE是采用了高传热速率热传管的汽车水箱冷却器的示意 图；在该冷却器中，汽车水箱2732与出水管2733和进水管2738相 连，管箱2737与进出水管2733、2738相连。管箱2737上有8至10 根热传管2734，热传管2734的一端(热端)在管箱2737内，另一 端(冷端)在管箱2737外，热传管2734的冷端带有贯穿翅片，热传 管2734与管箱2736的连接通过连接套管2736用螺纹连接。
汽车水箱2732的高温冷却液经铜出水管2733进入管箱2737中， 冷却液冲刷热传管2734的热端，热传管2734内的高传热速率介质将 热量达到带有散热翅片2735的热传管2734的冷端，在冷端以辐射和 热传的方式将热量散发到自然环境中。水箱2732的冷却液在管箱2737 中把热量传给热传管2734的介质后，温度降低，通过铜进水管2738 回到水箱2732中。本实施例的这种结构具有如下优点：
1、因采用高传热速率热传管散热，就大大减少了散热管的长度， 又因每根热传管是独立工作的，热传管内部有自己的传热介质，因此 汽车发生意外的碰撞事故，一根热传管损坏即使破裂，也不会导致汽 车水箱的冷却液外流。这样汽车发动机照常工作。这样就大大提高了 汽车水箱的防碰撞性能；
2、因采用高传热速率热传管，可提高冷却器冷却液的流速，可 防止结垢；
3、高传热速率热传管可从管箱上拆下，水箱冷却器安装清洗、 维护、清洗水垢很方便；
4、因采用高科技高传热速率热传管，大大提高了水箱冷却器的 散热能力。 实施例186
在许多场合下，电子元件需要放在一个密闭的壳体内，以防止外 界环境中的灰尘、腐蚀性气体、雨水等对电子元件的侵害。电子元件 的高频、高速以及集成电路的密集和小型化，使得单位容积电子元件 的发热量快速增大。电子元件正常的工作温度为-5～+65℃，超过 这个范围，元件性能显着下降，不能稳定工作。因此密封壳体中的电 子元件、元件所散发的热量必须及时散发到壳体外部去，以保持一个 稳定的环境。
图17ZF是顶部安装有单管组合式的高传热速率热传管换热器的 电气设备示意图；图17ZG是顶部安装有分离式的高传热速率热传管 换热器的电气设备示意图。如图17ZG所示，壳体内部安装中型风扇 2743，使发热元件产生的热气体在壳体内部循环，传递给小型高传热 速率热传管换热器2740的吸热段2744。热量通过高传热速率热传管 传递到壳体外部的散热段2745，并通过风扇2743a散发到环境中去。 用于密闭空间散热的小型高传热速率热传管换热器2740可为单管组 合式的(图17ZF)，也可为分离式的(图17ZG)。
高传热速率热传管换热器2740有顶部安装和侧面安装两种安装 形式。如图17ZF所示，在密封的电器柜内有一台风扇安装在高传热 速率热传管吸热段的空气进口处，不断使柜内的热空气通过高传热速 率热传管散热段散发热量，高传热速率热传管将热空气的热量传至柜 外散发到大气中。高传热速率热传管的散热段可以采用风冷或水冷。
箱体与散热器之间的连接处采用密封结构处理。所有散热完全可 以通过外部完成，这样也就能保证柜内电子元件正常工作所需的环境 温度。 实施例187
在许多情况下，旋转零部件，例如电机转子、电动机发电机转轴 等往往要求连续工作。在不间断地长期工作过程中，不可避免地由于 摩擦而产生热量。当这部分热量无法及时地散发出去时，常常导致零 件受热变形，影响其配合尺寸，降低零件传动的灵活性，达不到预期 的使用效果，严重时还会发生零件粘合，出现停机现象。
本实施例利用本发明的高传热速率热传技术，通过高传热速率热 传散热器将电机转轴的热量迅速传递到电机壳体外部，降低电机绕组 的温升。
图17ZH是采用了高传热速率热传元件的搅拌式散热器的示意 图。该高传热速率热传散热器旋转轴2749和安装于该旋转轴2749之 上的热传管2748。在本实施例中，借助转动的离心力实现工作液体 的循环，同时转动促使气流的搅动，增强传热，这对含尘较多的使用 场合更为有效。
轴的内部可加工成锥体，内部充装热传介质。旋转轴2749在旋 转时，装设在电机轴上转子的绕组发出热量被旋转轴2749的热传介 质吸收，在散热段放出热量。这样，可把旋转轴在转动过程中产生的 热量由高传热速率热传散热器带到周围环境中。 实施例188
在工业中压缩气体被用于很多方面，如焊接保护气、气动扳手等， 它们的参数各不相同。为了获取不同的压缩气体，方法也各不相同， 但是对压缩气体进行冷却处理是获取各种压缩气体的有力手段，既降 低了难度，成本也将大大的降低。如果不经冷却，达到所需参数将产 生极大的困难和浪费。现有的冷却方法基本上采用水冷或风冷，缺点 是冷却效率低。特殊的方法如液冷，将使成本大大提高。
本实施例采用本发明的高传热速率热传技术，能够高效率地对压 缩气体进行水冷却，并且可以将余热收集起来作为其它的用途。
图17ZI是采用了高传热速率热传元件的压缩气体水冷却器的示意 图。该高传热速率热传压缩气体水冷器主要由压缩气体2750、热传 元件2752和低温热源2753三部分组成，热传元件2752为管状或者 其它结构，内部填充高传热速率热传介质，末端安装散热翅片。
当压缩气体2750流经布置在管道外表面及管道内的热传元件2752 时，其所携带的一部分热量被快速、高效地传至低温热源2753，从 而达到冷却压缩气体的目的，同时该低温热源2753中的热能还可以 再利用。循环水可作为辅助冷却工具。
本实施例之压缩气体水冷却器的冷却效率高，而且结构简单、运 行可靠；同时还可以将传出的热量回收利用。 实施例189
在工业生产中，有许多设备需要在恒温下工作，而工作中常伴随 着反应热的放出或废热的排出，例如某些化学反应器、催化剂再生器、 气体转化器。如果这些热量不能及时排出，生产则难以继续进行，甚 至引发事故。
为了排出废热、保持设备恒温，目前工业上采用最多的有二种取 热措施，即外取热和内取热。常用的外部取热的方法有将携热物料通 过泵、风机等动力设备从发热设备中取出，让其经过冷却器、蒸汽发 生器、风冷器等冷却设备放出热量后再返回该设备或下一程序，其热 量的取出靠循环动力设备和换热设备共同完成。这种取热方式虽然取 热量可以控制，但流程冗长，设备数量较多，有时需将热物料几次拉 出送进，因而动力消耗大，操作要求高，既增加了运行成本，也增加 了占地面积；内部取热的方法大多在发热设备内部插入蛇管和/或列 管，通过冷却剂的流动而带出热量，虽然这种方式结构简单，不需设 置单独的换热设备，流程简单，设备投资少，但取热量不易调节，而 且一旦因腐蚀或其它原因出现管道破裂，则不易发现和检修，泄漏事 故时有发生，严重影响了生产的正常运行。
为此，本实施例设计了一种利用高传热速率热传元件作为传热媒 体、将发热和冷却设备独立设置的新型取热器。这种热传元件传热效 率高，均温性好，轴向传输能力强，一端置于发热设备中，另一端置 于较远的冷却设备中，高传热速率热传元件就可起到媒体和桥梁的作 用，将发热设备中的热量源源不断地自动地传递于冷却设备之中，而 勿须任何动力消耗，节省了运行成本，达到了取热的目的。
本实施例之高传热速率热传型取热器通常由高传热速率热传元件 和冷却设备两部分组成，发热和冷却设备之间可以距离很近，也可以 离开一段距离，二者之间靠高传热速率热传元件相连接。图17ZJ为 高传热速率热传型取热器结构示意图，其中的发热设备2754可以是 化学反应器、转化器、沸腾炉，也可以是触媒再生器；冷却设备2759 可以是水冷却器、蒸汽发生器、风机或是其它类型的换热设备。总之 发热设备2754可以是任何需要移去热量的设备，冷却设备2759可以 是任何可以换出热量的设备。发热物料的温度可以很高也可很低，若 是高品位的热则可与蒸汽发生器相匹配，若是低品位的热，则可以与 水冷器或风冷器相连，或几项串联使用，冷却剂的选择应根据换热要 求而定。
高传热速率热传元件的具体结构可视换热设备的空间大小、物料 种类及温度高低、取热量多少，分成两组或几组分布于发热设备和冷 却设备之中。摆放位置可以垂直，也可以倾斜。
高传热速率热传元件受热端2755与热物料充分接触，通过管壁 接收热量，其中的介质沿内腔迅速将热量传递于另一端，而另一端的 冷物料(水或风)，接受热量后可以产生一定压力的水蒸汽，可以被 提高温度后排出。热量不断产生，通过高传热速率热传元件不断被取 出，进而达到恒温反应或恒温转化的目的。
使用中有一点必须注意，为了保证高传热速率热传元件的正常连 续工作，保证其具有较高的传热能力，冷却设备必须布置在比高传热 速率热传元件更高的上方，若冷却设备为蒸汽发生器，还应在器体顶 部增设一个汽水分离器。
本实施例之取热器的优点在于：
1、简化了取热流程，减少了设备数量；
2、冷、热设备可分体式布置，摆放灵活；
3、冷热设备可任意匹配，适用性广；
4、热量传递不须增加动力消耗，取热成本低；
5、节省了设备投资、占地面积，降低了成本；
6、分体式布置，减低了管道破损、冷热物料相混造成的事故的 几率，使生产更安全。 实施例190
大块晶合金是近十年内发展起来的新型结构材料，由于突破了传 统薄带非晶合金的尺寸束缚，这种新材料具备优异的机械和物理性 能，因而在国防及民用领域有着广泛的应用。非晶合金制备的基本条 件之一是急冷，现有的制造装置多采用铍青铜等高导热性材料，这些 装置的热扩散系数有一定的限度，因而只能制备小尺寸之非晶合金， 而且还容易产生气孔缩松等缺陷。
本实施例采用本发明的高传热速率热传元件，提供了一种新型制 备装置，不仅缩短了制备周期，也大大提高了合金均匀性。
本实施例的要点是提高急冷速率。图17ZK是高传热速率热传型 非晶材料制备装置的结构示意图。该图中冷却管束中2764通冷却水， 管速之间的间隙里填充本发明之高传热速率热传介质2763，这种介 质能够让熔融金属的热量迅速传递到管束，相当于扩展了换热面积， 在冷却水的作用下能得到非常高的冷却速度。
本实施例之装置散热系数大，冷却速度高，冷却均匀，适用于制 备棒状非晶材料。 土木设施结构之散热应用 实施例191系用于例示本发明之热传元件于土木设施结构领域散热功 能之应用，例如在用于锅炉炉拱吊架。 实施例191
现有的锅炉炉拱因长期受热而容易高温老化或由于炉拱吊架热膨 胀而使炉拱变形坍塌，导致锅炉的使用寿命缩短。
本实施例提供了一种高传热速率热传锅炉炉拱吊架，采用高传热 速率热传管作为锅炉炉拱悬吊件，将悬吊炉拱的高传热速率热传管焊 接在锅筒或上部集箱上，通过高传热速率热传管的传热作用，利用炉 水冷却锅炉炉拱，有效地避免了锅炉炉拱的老化，延长了锅炉的使用 寿命。
图17ZL为本发明的高传热速率热传锅炉炉拱吊架示意图，其中 以高传热速率热传管2767作为锅炉前拱2770和锅炉后拱2769的悬 吊件，并将高传热速率热传管2767焊接于锅筒2766上。高传热速率 热传管与锅筒的连接示于图17ZM中。
采用本发明的高传热速率热传锅炉炉拱吊架可以有效地利用炉水 降低炉拱的温度，使炉拱不会被烧坏，并且炉拱可以作为锅炉的一部 分换热面积。同时由于高传热速率热传管的截面尺寸较小，工作温度 较低，热膨胀量小，不会由于热膨胀而损坏炉拱。 化工应用装置之散热应用 以下各实施例192至194系用于例示本发明之热传元件于化工应用装 置领域散热功能之应用，例如在用于储油罐冷却器、板式散热器、以 及散装水泥散热器等。 实施例192
图18A系显示采用高传热速率热传元件的运输车用储油罐冷却器 的示意图；图18B为该储油罐的截面示意图。为了达到对运输车用 储油罐进行冷却的目的，本实施例的冷却器主要由散热翅片1801， 按实施例2方法制得的管状高传热速率热传元件1802以及矿物油热 载体1804三部分组成；其中，矿物油热载体1804灌注在储油罐壳体 1803外侧的夹套中，管状高传热速率热传元件1802的吸热端浸在矿 物油热载体1804中，散热端则放在夹套外，同时，为增大散热面积， 散热端为翅片管结构。冷却的方式为自然空冷。这样，当运输过程中 储油罐中的油料温度升高时，夹套中的矿物油热载体1804被加热， 高传热速率热传元件1802的加热端也被加热，并迅速将热量传递至 散热端，再通过散热端之散热翅片1801将热量传递至周围环境中， 从而使储油罐中油料得以冷却，防止了其温度升高以及因温度升高油 料所发生的物性变化。
本实施例所提供的车用储油罐冷却器结构简单、远行可靠且换热 效率高，适于长途运输。而现有技术中对运输车用储油罐进行冷却的 方法基本上采用夹套间接冷却的方法，即在夹套中灌注冷水或冰水， 因而不适于长途运输中对储油罐中的油料进行冷却。 实施例193
现有的散装水泥在70～80℃温度下进行长途运输，此温度在防烫 伤、环保卫生方面超标。
本实施例利用本发明的高传热速率热传技术，将水泥窑生产出来 的高温散装水泥，在车辆运输过程中，迅速将其温度降至常温，以满 足环保、卫生、安全卸车的要求。
图18C是高传热速率热传散装水泥散热器平面示意图；图18D是 高传热速率热传散装水泥散热器主视图。该高传热速率热传散装水泥 散热器是由盖板1807和热传元件1808组成。每支热传散热元件1808 插入已装入运输车辆的高温散装水泥1805内，在盖板1807下以散装 水泥1805为热端，热量沿着传热管1808由下至上传入带翅片1806 的元件内，经运输途中的风冷却，迅速将散装水泥内部的温度降低。 冷热两端靠中间的盖板1807隔开。为使热传元件1808顺利插入散装 水泥1805内，热端热传管采用光管，并且端部设置针形。
自窑炉生产的热的散装水泥1805装入运输车辆内，将高传热速 率热传散装水泥散热器(连同盖板)分块自插入散装水泥1805内， 当运输车辆在行驶过程中，冷空气将通过热传元件的翅片1806把散 装热水泥的热量带走。 实施例194
现有化学工业中用于冷却氨水、冷却合成树脂、制酸、制碱、染 料和钢铁、机械、电力、造纸、纺织、制药等工业中使用的板式换热 器，其使用压力不高≤1.5Mpa，使用温度不高≤250℃，而且板间隙 小，比较适用于小容量的换热器。 本实施例利用本发明实施例2制备的高传热速率热传元件对过去板式 散热器进行了改造。
图18E是本实施例所用的高传热速率热传管的结构示意图，其中 该高传热速率热传管包括热传管本身1810、套管1811和散热翅片 1812；图18F是采用了上述热传管的板式散热器主视图；图18G是 采用了上述热传管的板式散热器俯视图。该板式散热器由两个长方形 的翻边封头焊接组成，中间形成一个内腔1813，在两封头上焊有很 多热传管1814，热传管1814成错间排列，热传管1814上带有翅片， 目的是增大换热面积，改善散热性能。热传管的热端在内腔内，整个 板式散热器立式安装。
热流体从热流体进口1816进入左右封头1815、1817组成的内腔， 流体横向冲刷多排热传管1814，热传管1814内介质吸收热量，在自 然环境中与冷空气接触，热量以传导和辐射方式散热。
本实施例之板式散热器具有以下效果：
1、由于散热是由高传热速率热传管1814的冷端来实现的，因此 两封头1815、1817的厚度不受限制，可以增大厚度，承受较高的压 力；
2、材料不受限制，因为没有非金属材料，因此都能够满足石油 化工等其它行业各种温度范围；
3、由于采用了高传热速率热传材料，散热效率极高；
4、使用灵活性大，根据热流体流量的大小，可采用一个或多个 板式换热器进行并联，并可形成标准产品。 换热热传元件 农渔养殖之换热应用 以下各实施例195至196系用于例示本发明之热传元件于农渔养殖领 域换热功能之应用，例如在用于热循环系统、保持温室恒温的热传装 置、地热采集系统、以及农用塑胶大棚等。 实施例195
本发明的无机热传元件还可用于农渔养殖业。例如温室，它是人 们为植物建立的人造小气候，目的是使之能满足植物对生长条件的要 求，即适当的温度、湿度、日照度等，以减少气象因素对作物生长发 育的影响。但温室在白天温度、湿度较高，夜晚较低，即昼夜温差较 大。蓄热作为平衡昼夜温差，补充夜间热量损失，是一种有效的手段。 现有的方法多是用炉子加热升温，其主要缺点是温度分布不均、操作 不便等。利用本发明的无机热传导元件—卵石蓄热热循环对温室进行 加热的优点是无污染，可以为植物营造一个清洁的生态环境，并能使 能源得到合理的开发和利用。
图19A示出了本发明的无机热传元件—卵石蓄热热循环系统，图 19B是该系统中的太阳能集热器示意图。该系统主要由保温层1901、 卵石1902、无机热传导元件1903、活动保温层1904、PE膜1905、 太阳能集热器1906等组成。其中太阳能集热器1906和卵石1902构 成蓄热热循环系统。这样的热循环系统沿着墙体以间距1米左右均 布。温室两侧的墙体要高矮不同，使PE膜面向光，背风布置。为了 保证无机热传导元件的正常运行，太阳能集热器要向阳倾斜安装。
本发明的工作原理是这样的：太阳能集热器1906采用真空管式 结构。其加热段1909、1912位于真空管1911内和温室内，位于真空 管内的热传导元件外表面涂有选择性材料，位于温室内的热传导元件 1912焊有螺旋翅片；冷却段1907埋入卵石1902中。白天当阳光照 射到温室时，位于太阳能集热器的加热段涂层吸收太阳的辐射热，位 于温室内的加热段1912吸收温室内多余的热量，热量通过介质传到 冷却段1907，将卵石1902加热并蓄热。夜晚温度下降，用户打开活 动保温层1904，卵石1902向温室放热。从而维持了温室的温度。由 于无机热传导元件—卵石蓄热热循环系统彼此并排、独立工作，如有 损坏可以更换，而与系统无关，所以运行安全、维修方便、使用寿命 长。 实施例196
本发明之无机热传元件可用于农用塑料大棚，这种塑料大棚利用 无机热传技术及元件，将地热热量传到地面，在冬季能保证大棚内蔬 菜、果树等农作物的正常生长。
目前，随着国民经济的发展和人民生活水平的不断提高，蔬菜水 果的培育和供应的季节性特征越来越不明显。目前在冬季培育蔬菜水 果时主要采用的塑料大棚技术，需采用电加热或其它加热方式保证大 棚内达到一定温度，这种方法需消耗电力或热能，而且在断电或热源 中断时大棚内温度就会降低，进而影响大棚内农作物的正常生长。
根据本发明的无机热传农用塑料大棚取暖系统提供了一种无需消 耗动力或热能的塑料大棚，尤其适合于偏远地区电力或热能尚未送达 的地区以及电力或热能缺乏的地区使用。
图19C示出了无机热传农用塑料大棚取暖系统，其工作过程是： 在冬季来临之前，将大棚1913封闭，埋在地表以下的无机热传元件 1914源源不断地将地热热量传到地面。蓬松的地面土壤1915将地热 传到大棚1913中，从而保证大棚中的温度高于大棚外的环境温度。 医疗器材之换热应用
实施例197系用于例示本发明之热传元件于医疗器材领域换热功 能之应用，例如在用于针灸仪。 实施例197
本发明的无机热传元件还可用于医疗器械。作为实例，这里给出 一种冷热针灸仪。中国的针灸医术为国粹，可用于治疗头部神经疼痛， 对环节缓解肌肉紧张和各种疑难杂症方面疗效显着，为世界各国医学 界所承认和广泛采用。医生使用一个消毒过的实心金属针头(多数材 质为银)，刺入患者体内，深度最浅几毫米，最深可达数米，通过手 指旋转、振动或推拉针头，按一定规律刺激患者穴位，达到缓解和治 疗疾病的目的。但对糖尿病、神经炎、青光眼等疑难杂症疗效不很显 着。原因是这些部位需要特殊的冷热刺激，传统的针头无法解决。常 用的是热电冷热针灸仪，是利用热电堆作冷热源，配合热电针灸恒温 控制仪工作。采用单级热电堆，制冷温度可达-30℃至-50℃(与冷 却水温度有关)，二级热电堆可达-60℃至-80℃。加热温度可达100 ℃。其缺点是结构复杂，制冷量小，价格昂贵，而且实心针头针尖和 针尾温差不均匀，容易造成事故。利用本发明的无机热传材料制成的 冷热针灸仪成功消除了上述缺点。
图20A示出了根据本发明的普通型无机热传冷热针灸仪，其中无 机热传管元件200 1制作成针灸头形式，其尾端和圆形绝热把手2003 形成一个空间，根据需要，空间里面装有蓄热或蓄冷介质2002，然 后将后盖2004旋紧在绝热把手2003上。针灸治疗时，将针头2001 刺人患处，由于无机热传技术的传热特性，蓄热或蓄冷介质2002的 温度即是针头温度，实现了对患处的冷热刺激，达到了治疗效果。
图20B示出了根据本发明的带控制仪的无机热传冷热针灸仪，其 中对于较高温度的针灸治疗，可采用带控制仪的电加热型针灸仪。针 头2008和无机热传管元件2007形成一个封闭腔体，表面电绝缘的发 热锥体2006嵌入无机热传管元件2007内部并紧密接触。加热温度由 电源导线和控制导线2005连接的控制仪2009控制。针灸治疗时，将 针头2001刺入患处，由于无机热传技术的等温传热特性，发热锥体 2006的热量通过无机热传管元件2007和针头2008传递到患处，实 现了对患处的等温热刺激，达到了治疗效果。 机电设备之换热应用
以下各实施例198至199系用于例示本发明之热传元件于机电设 备领域换热功能之应用，例如在用于标定炉、工业废气回收装置、以 及振动除尘热交换器等。 实施例198
本发明之无机热传元件可用于标定炉，用来标定温度传感器。
图20C示出了一种根据本发明的无机热传标定炉，这种标定炉利 用无机热传技术及元件，具有操作简便，恒温性好、精度高的特点。 该标定炉由工作腔2014、电加热器2015、无机热传元件2012、气体 箱等几部分组成、无机热传元件2012的下部从外面加热，无机热传 元件的上部与气体箱相连，气体箱由冰水混合物保持恒温，图中示出 了冰块2011，气体箱外部有一层保温层2010。
若干个一端封死的小管插入到无机热传元件中，小管与无机热传 元件之间的空隙为工作腔2014。从气体箱的无机热传元件到工作腔 的无机热传元件之间由连接管2013连接。工作腔的外部也有一层保 温层2016。这种结构使得工作腔内的温度偏差能控制在很小的范围 内。 实施例199
本发明之热传元件可用于机电设备。此方面之应用以一种无机热 传振动除尘热交换器作为实施例。
无机热传热交换器作为工业生产中一种新型的热交换手段之 一，多用于两种介质特别是气相介质间的热量交换，其典型应用是回 收工业废气中的余热。通常，在工业条件下，热废气多含有粉尘，它 会积堵在无机热传元件的翅片间造成灰堵，严重降低热交换器的热效 率。目前主要采用吹灰装置如蒸汽吹灰、压缩空气吹灰、脉冲吹灰等 以减弱积灰对热交换器效率的影响。采用吹灰除尘时，需在热交换器 上安装一套吹灰装置，依靠高压、空气或蒸汽，或爆破产生的冲击波 使聚集在无机热传元件上的粉尘跌落。这种除尘方式需要一套高压送 风装置，在停止吹灰期间，无机热传元件的热效率随积尘量的增加而 下降。在含尘量大特别是尘粒细小并略带粘性时，传热效率迅速下降， 为保持较好的传热效率，必须频繁吹灰，而过份频繁地吹灰也将使热 交换器的传热效率下降。
本发明提供之无机热传除尘热交换器，利用无机热传元件进行 热量交换，利用机械振动的方式进行除尘，避免了上述技术中的不足 之处，能简便高效地除去积堵在元件及翅片间的粉尘，提高热交换器 的热效率。
如图20D所示，无机热传振动除尘热交换器主要由箱体2028、 无机热传元件2027、作为无机热传元件的支架的中间隔板2034位于 无机热传元件与中间隔板2034接合处，既允许无机热传元件在垂直 于中间隔板的一定圆锥角的内摆动，又提供密封作用的球形密封 2033、传振板2019、传振导杆2017、压缩弹簧2023等组成，使无机 热传元件产生振动的振动装置和使无机热传元件保持平衡的平衡装置 等构成。无机热传元件能以中间隔板上球形密封为静止支点产生受迫 振动。
本发明的工作原理如下：
穿过中间隔板2034的无机热传元件2027，中部焊有带半凸球面 的中隔圈2037，在中隔板上，有以过渡配合装在中间隔板孔中并带 半凹球面的中心孔和突缘基座2035，无机热传元件穿过基座的中心 孔半球凸球面，中隔圈以动配合方式紧贴在半凹球面上，构成球形密 封2033，无机热传元件依靠该球形密封可在一个位于无机热传元件 中心线的圆锥角范围内摆动，为使球形密封气密，在中隔圈的半凸球 面上开有两条环形槽2036，其内嵌装有环状密封填料，使热侧的废 气不会泄溢到冷侧洁净的介质之中。
无机热传元件两端靠近端部的外面，装有与元件紧配合的承击 套管2030，使元件在受迫振动时不易撞坏，延长使用寿命。元件冷 端部穿过塔形压缩弹簧2032，从作为压缩弹簧基座的角钢2031上的 孔伸出，角钢2031上的孔的直径略大于承击套管的外径，压缩弹簧 2032的底部卡在焊固于角钢2031孔外的定位圈中，而其顶部则套在 元件的端部第一块翅片的基部，角钢2031将同一水平位置的元件组 成一个元件组。若干个不同水平位置的无机热传元件组成了热交换器 无机热传元件群，这些水平角钢的两端用螺栓紧固在热交换器箱体 2028内壁的垂直角钢2029上。
热交换器靠近热侧一端设置有传振板2019，传振板上按中间隔 板孔位开有略大于承击套管的孔，元件的热端承击套管穿过该孔，传 振板将无机热传元件联结成群，传振板上都有两个轴销2021在下部 有两根传振导杆2017，轴销和传振导杆是用焊在其上的连接板2020 通过螺栓与传振板紧固成一体。传振板与中间隔板平行安装，传振板 上部的轴销穿过热交换器箱体外壳面的轴瓦和密封圈2022压缩弹簧 2023轴销顶端车螺纹，用两个调节螺母2024调节压缩弹簧2023的 弹力，并紧固定位，传振板下部的传振导杆2017通过热交换器底部 箱体外壳面上的轴瓦和密封圈2018之后，其端部与振动源相联接， 轴销2021和压缩弹簧2023主要用于承受传振板的荷载，因此，在传 振导杆与振动源相联接之前调整两个调节螺母2024，压缩弹簧使其 压缩后产生的变形力足以支撑传振板并保持适当的高度，使各支无机 热传元件在穿过振动板的孔时无明显的受力现象，传振导杆与振动源 联接时则应使传振导杆无明显轴向受力现象。为使振动不触及箱体， 传振板与箱体之间均留有间隙。当振动源产生的振动通过与其相联传 振导杆能达到传振板时，传振板撞击承击套管使元件产生以中间隔板 上球形密封为支点的振动。振动的振幅频率和振动的时间长短视废气 中含尘浓度高低及粉尘器性质调节振动源的振幅、频率和振动的时间 长短予以控制，由于无机热传振动除尘热交换器采用无机热传技术， 在安装使用时要将热交换器的热端在下冷端的上；向上倾5～15°倾 角，以保护最佳的换热效果。 恒温装置之换热应用
以下各实施例200至208系用于例示本发明之热传元件于恒温装 置领域换热功能之应用，例如在用于人工晶体培养恒温箱、换风系统、 空气净化器、室内换气机、空调系统、空调系统中的换风装置、恒温 控制系统、发酵罐恒温控制器、恒温设备、生化反应恒温器、地热采 集系统、城市加热系统、车道融雪系统、恒温控制装置、石英生成恒 温控制装置、恒温装置、星体均温器、空调机、以及整体式节能空调 机等。 实施例200
本发明的无机热传元件还可用于恒温装置。作为实例，这里提供 了一种对人工晶体培养箱进行恒温处理的装置，利用了本发明的无机 热传技术及元件，能为晶体生长提供良好的温度环境。人工晶体在光 信息处理和存储、彩色激光显示、激光加工、激光医疗、高温半导体 等众多领域有着广泛的应用前景，而人工晶体的培养是制约这些技术 发展的主要瓶颈之一。在人工晶体培养过程中，控制晶体生长炉的温 度非常重要，现有的坩埚旋转、下降法及提拉法等晶体培养装置采用 中频感应或电阻丝作为加热方法，温度控制主要靠绝热、保温等经验 性措施。众所周知，制备晶体的原料多为高熔点材料，晶体生长属高 温气固相反应。对反应温度有铰高的要求。如果在晶体生长过程中温 度控制不好，不仅生长速度慢，而且晶体中易形成包裹体等宏观缺陷， 因此不易生长大尺寸高品质晶体。
利用本发明的无机热传元件具有均温的特点，为晶体生长提供接 近恒温的温度环境。
图21A示出了一种对人工晶体培养箱进行恒温处理的装置。该装 置放在一个升降机构2106上。坩埚外面是保温层2105。保温层2105 的外面又套一个氧化锆当电加热器2103接通电源以后，环状空腔内 的无机热传介质2101开始工作，保温罩2104。将加热器2103输入 的热量传递到坩埚2102周围的保温罩2104内，为晶体生长提供所需 的温度环境。 实施例201
本发明的无机热传元件可用于石油化工行业，例如利用无机热传 导管的均温性，解决烃类热裂解过程中需要高温强吸热、温度分布均 匀、物料停留时间要短和烃的分压要低等问题。
图21B示出了一种根据本发明的无机热传热裂解炉，其关键在于 采用了本发明的无机热传技术及元件。由于无机热传元件具有很高的 导热能力、极佳的等温性以及可独立改变冷热端的传热面积调整元件 的热流密度，保证其使用安全的特性。根据本发明的无机热传热裂解 炉由以下主要部分组成(见附图21B)：无机热传导管2107，炉箱 2108，烟气进出口接管2109，裂解气进出口接管2110，管板2111。 在图中，左右开口的矩形炉箱体分上下两段，中间用管板2111隔开， 上段为无机热传导管2107的冷端，下段为其热端。无机热传导管2101 垂直通过管板2111并呈三角形布置。工作时，裂解气从无机热传导 管冷端垂直掠过，而燃烧器中出来的高温烟气与裂解气逆流掠过无机 热传导管的热端，无机热传介质将从高温烟气吸收的热传递给无机热 传导管上部(冷端)，使热传导管的管壁和翅片都处于一均匀温度状 态下，形成了裂解反应的最佳外界条件，裂解气吸热发生裂解反应。 实施例202
本发明的无机热传元件可用于通风设备。这里提供了一种家用节 能换风系统作为实例。
目前室内空气净化器的种种局限，使我们暂不能把现有的各类室 内空气净化器装置视为解决问题的有效办法，但室内空气质量下降的 问题，正在变得越来越严重，从而追切需要找到一种有效的办法来改 善室内空气质量，实际上现在能找到的最好的办法也是最简单、最传 统的办法，就是改善室内的通风，不断地补充室内的新鲜空气，同时 置换出室内原有的低质量空气，从而能有效地改善室内空气的质量。 同时改善通风应当兼顾减少能耗的目标，并且不应导致室内温度过大 的变化(在室内外温差较大的情况下)，室内温度由于通风造成大幅 度变化会带来不舒适感和健康问题，而温度的恢复又会增加能源的消 耗。本发明的这种换风系统，其主要功能是通风换气，但在换气过程 中，它兼具另外两个功能：一是在室外空气穿过进入室内过程中，以 一定的高效过滤材料对室内空气中的尘粒进行分离净化，即空气净化 器的功能；二是在室外空气将室内空气挤出时让两股气流实现热交 换，即换气功能。如图21C和21D所示，在室内温度低于室外温度 的情况下，室外热气流通过该换风系统进入室内时，将本身的热量传 递给被挤出室内的冷空气，这样进入室内的热气流温度降了下来，其 原来的热量由被挤出的冷气流吸收后带到了室外，反之亦然。随着该 换风系统的不断工作，室内、外的空气在不断交换，室内空气质量得 到了一定程度的保证。同时，也没有引起室内温度大幅度的变化。这 种换风系统能够实现双向换热、送风。在排除室内污浊空气的同时， 将室外新鲜的空气经过滤后，送人室内。转轮式热回收装置实现68 ％的热交换，保持室温不变。它采用本发明的无机热传导技术及元件， 使上述的热量交换能高效率地进行。
图21E所示是无机热传电器控制柜密闭散热器局剖示意图，其 包括无机热传基管2112、铝片2113、隔板2114。将无机热传元件置 于箱体内部(见图2)，通过热传元件将室内、室外的热量进行交换， 箱体与散热器的结合部位采用密封式结构处理，所有换热完全可以通 过外部独立完成。这样，位于室内的浑浊的空气通过换风系统排到室 外，而室外的新鲜空气经过换风系统进入室内，在保证热量不损失的 前提下，使室内的空气得到更新，达到了换风的目的。 实施例203
本发明的无机热传元件可用于换风系统。作为实例，这里提供了 一种综合建筑节能换风系统。
建筑物的结构形式随着社会环境和自然环境的变化而不断发展变 化，其封闭程度越高，对换风系统的要求也越高，换风量越大，能量 损失也越大。本发明采用无机热传技术及元件，回收建筑物系统换气 过程中损失的能量，从而降低空调机组的功耗，以达到节能的目的。
在人员流动较大或有其他特殊要求的建筑系统中空调换风系统将 是建筑物中主要设施之一，如图21F所示，新风通过无机热传综合 建筑节能换风系统(2118)，回收排风余能之后，在经过空调机组 (2117)的处理，通过送风管(2119)送到天棚(2115)中的各处布 风口，由布风口送人房间。新风在房间中驻留一段时间后不再清新， 需要排除，在排风机动力驱动下进入回风口由回风管(2120)送到无 机热传综合建筑节能换风系统(2118)进行能量交换后排出。整个过 程不断往复进行，实现房间内空气的良好循环。
以上主要阐述了整个系统的工作原理，下面主要说明无机热传综 合建筑节能换风系统的结构形式及工作原理。无机热传综合建筑节能 换风系统主要由两大部分组成，无机热传换热系统和壳体附属设备。 无机热传换热系统由无机热传导管(2123)、翅片(2122)和管板(2124) 构成。壳体附属设备包括壳体(2121)、引风机(2125)、过滤网(2126) 以及排风机(2127)。
在引风机(2125)和排风机(2127)的动力驱动下，新风经过过 滤网(2126)进入无机热传换热系统一侧，同时旧风也进入无机热传 换热系统另一侧，通过无机热传导管(2123)，两者充分交换能量， 随后旧风排出，新风经过空调机组处理后被送入室内。在这一过程中， 由于无机热传导管具有高效的传热、换热性能，旧风能量被充分回收。 实施例204
本发明的无机热传元件可用于恒温控制器。作为实例，这里提供 了一种发酵罐恒温控制器，其利用本发明的无机热传导技术，能减小 发酵罐的温度波动，为发酵反应提供恒定的温度环境。
在发酵生产工艺中，需对发酵罐进行恒温控制，以利于酵母发挥 活性，提高产品质量和生产率，现有的发酵罐基本上是采用搅拌器或 导流筒式液流循环的方法进行恒温处理，这种方法的缺点是温度不易 控制，容易造成酵母失去活性。
如图21H所示，本发明提供了一种温控效果好，结构简单、运行 可靠的发酵罐(2128)恒温控制器。其主要由夹套和电加热器(2130) 等部分组成。夹套内填充一定数量的无机热传介质(2129)。当电加 热器(2130)接通电源后，夹套内的无机热传介质(2129)迅速将热 量传到发酵罐(2128)四周，调节电加热器(2130)的输入功率，即 可达到控制发酵罐(2128)温度的目的。 实施例205
本发明的无机热传元件还可用于生化设备。在生化反应过程中， 为保证细胞和酶的活性，使生化反应在最佳反应速率下进行，需要严 格控制反应温度，同时要求反应器均温性好。另外生化反应通常为放 热反应，生化反应放出的反应热给反应温度的控制带来了一些困难。 因此在细胞培养等生化反应中，需对反应器进行均温处理，现有的生 化反应器基本上是采用搅拌器或导流筒式液流循环的方法进行均温处 理，这种方法的缺点是温度不易控制，容易造成细胞或酶菌失去活性。 本发明提供了一种均温效果好，结构简单、运行可靠的生化反应器装 置。这种装置利用无机热传导技术，能降低生化反应器的温度波动， 为生化反应提供稳定的反应环境。
图21I示出了本发明的一种无机热传导生化恒温器，主要由夹套 和电加热器2133等部分组成。夹套内填充一定数量的无机热传介质 2132。当电加热器2133接通电源后，夹套内的无机热传介质2132迅 速将热量传递到反应器2131四周，调节电加热器2133的输入功率， 即可达到控制反应器2131温度的目的。 实施例206
本发明还的无机热传元件可用于城市融雪，即自动融雪设备，形 成一个不冻城。
在冬季，地处北方的城市经常出现房屋、街道、公路等被白雪覆 盖的景象，道路不平，路面发滑，严重影响了汽车、行人的通行安全； 冻土层厚，城区的上下水管网易于冻裂，给人们的旅行、生活带来诸 多不便。于是，清除积雪，保持路面和街道清洁干爽，是保证车辆和 路人安全通畅的前提，也是保证城区多种能源可靠供应的需要，在交 通事业日益发达、高速公路网络棋布和城市现代化飞速发展的今天显 得尤为重要。可是，城区的街道、公路、地下管道等需要融雪的目标 一定，融雪的面积较广，且具有用热数量大，传热速率低的特点，使 用高品位的能源则浪费较大，常规的加热设施又不易控制，所以对冬 季的城市融雪而言，不论是从设备结构上还是能源的合理利用上都存 在难以解决的问题。
地球自诞生起就以地热形式为万物无偿提供着取之不尽用之不竭 的自然能源，它和太阳能一样是人类最易得到的最廉价的绿色洁净能 源之一，无毒无害量大易得。本发明以地热为热源，利用无机热传导 元件的高均温性而发明了自动融雪设备。图21J示出了根据本发明的 无机热传导型车道加热系统。下面进行详细描述。
众所周知，地球内部的温度随着深度的增加而升高。一般地中深 度7米以上的土壤温度一年四季几乎不变，在7-20米的深处，大 致等于当地的年间平均匀气温，通常约10-14℃左右，可以认为是 比较理想的绿色环保型融雪热源之一。通过无机热传元件的热能传 递，就可以实现城市的自动融雪或防冻，进而保证车辆和行人的通行 安全，保证人们的正常能源供应。
无机热传型城市加热系统，就是根据上述原理而发明的。其融雪 热源可以是地热水，也可以是土壤2142等，在此称为集热段2134； 车道或街道上的冰雪或冻土层即是冷源，也称为受热段2136；无机 热传元件一端连接热源，一端连接冷源，可以利用其较高的传热性能 和较高的均温性能将地下几米或几十米深处的热量输送到地表的城市 街道、公路等，使上面的冰雪融化。实际上，插入地热水或土壤中的 管式无机热传元件不仅承担着集热段和受热段之间的热量传递工作， 可在绝热状态下将热量源源不断地输送到地面，在集热段2134还要 把地热水或土壤的热量采集出来，并在受热段2136将热量传递到冰 雪之中，因此可称作是地热融雪设施的核心设备。
如图21J所示，在集热段2134，管式无机热传元件2140外部缠 有肋片2141。同样，在受热段2136外部也缠有肋片2141。这是因为 当以不运动的土壤2142为热源时，土壤与无机热传元件之间的传热 系数较小，热量的采集比较困难，所需的传热面积较大，所以本发明 以增加肋片面积的形式予以补偿。当以流动的海水、河水、温泉等水 源作为热源时，水的连续给热能力较强，热水与无机热传元件的传热 系数较大，热量的采集也较为容易，因此其集热段2134的无机热传 元件仅为光管结构即可。
为减少所集热量在输送过程中的热量损失，提高热利用率，本发 明将无机热传元件输送端2138以良好的绝热材料保温，即，在绝热 段2135，无机热传元件外部的绝热保温层2139是必要的。
无机热传元件的冷却端2137就是冰雪受热的融化段。在受热段 2136，无机热传元件必须将采集的热量全部传递给车道或街道上的冰 冻层。与土壤给热类似，无机热传元件与车道积雪或冻土层的传热系 数也较小，所以此段的无机热传元件也必须增设肋片。
地热就这样通过无机热传元件连续不断地被采集、输送、传递， 周而复始形成循环，车道上的积雪不断融化，融雪过程便自动完成。
本发明的地热融雪设备使用的无机热传元件系无管芯的重力式结 构，具有自锁定功能，当地面温度高于土壤层温度时，无机热传元件 便自动停止工作，因此，即使在夏季也不会出现逆向传热损失。
无机热传元件在利用地热进行城市道路、人行路等的非人工融雪 过程中集采热、传热、散热于一身，可将几米、几十米以下的地能传 递给积雪并使之融化，实现了不耗能的融雪自动化，为自然能源的利 用开辟了新的途径，也为汽车、行人在冬天的安全通行提供了可靠保 证。它不受天气影响，可连续自动融雪，可谓是一种物美价廉的节能 型融雪设备。
该发明适用于那些冬天因街道、车道出现冰冻而影响车辆行驶和 行人安全的北方城市，只是由于城市所处的地理位置不同，当地的 气候特点不同，地热的形式和温度不同，无机热传元件的取热深度和 结构形式也应不同，在使用过程中应根据不同条件作出合理选择。 实施例207
本发明之无机热传元件可用于恒温控制装置，作为实例，这里提 供了一种对石英生成加热箱进行恒温控制的装置，其结构简单、运行 可靠，这种利用本发明的无机热传技术，能为石英生成提供良好的温 度环境。
在石英生成过程中，控制石英生成炉的温度非常重要，现有的用 坩埚旋转及升降法等石英生成加热箱采用中频感应或电阻丝作为加热 方法，温度控制主要靠绝热、耐压保温等措施。
随着激光、电力电子、仪器仪表和材料科学技术的迅速发展，各 类石英产品在光信息处理和存储、彩色激光显示、激光加工、激光医 疗、高温半导体、精密仪器仪表和耐火材料等众多领域有着广泛的应 用前景，高品质的石英原材料及相关产品是制约这些技术领域发展的 主要瓶颈之一。
石英系列产品主要有石英砂、硅砂、硅石、石英石、熔融石英粉、 硅微粉、天然水晶粉等，制备这些产品的原料多为高熔点材料，石英 提炼生成过程属高温高压条件下的气固相反应，对反应温度有较高的 要求。如果在石英生成过程中温度控制不好，不仅生成速度慢，而且 石英体中易形成包裹体等宏观缺陷，因此不易生成大尺寸高品质石英 制品。
图21K示出了一种利用无机热传技术及元件对石英生成箱进行恒 温处理的装置。其主要原理是利用无机热传元件在高温环境下具有均 温的特点，为石英生成提供接近恒温的温度环境。其主要由石英生成 箱和升降机构2148及承压式升降平台2147组成，其中石英生成箱外 部是一保温罩2144。工作过程是：当石英生成箱中的感应电加热器 2146电源接通以后，随着炉内温度上升，炉内环状空腔内的无机热 传介质2143将电加热器输入的热量传递到生成箱壁的周围，为坩埚 2145内石英生长提供所需的温度环境。 实施例208
本发明之无机热传元件可用于星体均温器，这里提供了一种用于 星体内部的均温器，这种星体均温器利用无机热传技术能减小星体 南、北面板的温差，适用于三轴姿势控制方式的静止卫星。
对于三轴姿势控制方式的静止卫星，外部环境最为安定的南/北面 为主受/放热面，在结构设计上将星体内部大部分发热热源安装搭载 于这两面内侧，因南/北面板2149、2150与环境的传热量因不同季节 阳光入射角的变化而变化，从春分到秋分只在北面2150，从秋分到 春分只在南面2149受阳光照射，在星体的南、北面板2149、2150上 安装若干个U型无机热传元件2151，如图所示，在这些热传元件的 作用下，谋求南/北面的等温化，从而保证星体内部在不同季节均能 有较好的均温性。 化工应用装置之换热应用
以下实施例209系用于例示本发明之热传元件于化工应用装置换 热功能之应用，例如在用于石油化工设备的恒温装置及均温裂解炉 等。 实施例209
本发明之热传元件可用于恒温装置。作为实例，这里提供了一种 整体式节能空调机，其利用本发明的无机热传技术和元件，在空调的 排风和新风之间进行热量交换，从而达到节能和改善空调房间内空气 品质的目的。
目前，普通的空调只能对温度和湿度进行调节。为了改善空调房 间的空气品质，最好的办法是对空调空间进行新风换气，但新风换气 将会造成冷量/热量的泄漏，所以，传统的空调在保证空气品质与节 能之间存在矛盾。
如果能实现排风与新风之间的充分换热，则可回收大量热源，从 而达到改善空气品质和节能的目的。
图21M示出了一种无机热传整体式节能空调机。这种空调机是利 用房间排风与新风之间的温差，将房间排气的冷量(夏季)或热量(冬 季)传递到新风气流中，本发明的工作过程如图所示：新风经热量交 换装置后再进入房间，可以降低房间内空调装置负荷，从而节约大量 能源。由于空调房间与环境之间的温差较小，夏季一般小于20，冬 季一般也不会超过35，因而要求节能空调机在较小的温差下具有较 高的换热效率和较低的压力损失。整体式节能空调机正是利用了无机 热传元件所具有的传热快，轴向传热能力大等特性。 热传元件系统 农渔养殖之热传元件系统
实施例210系用于例示本发明之热传元件于农渔养殖领域中，藉 元件组合以发挥换热功能之应用，例如在用于植物种植冬季取暖装置 和水产养殖加热系统。 实施例210
本发明的无机热传元件可用于农渔养殖业。这里提供一种植物种 植冬季取暖装置和水产养殖加热系统作为实施例。
众所周知，太阳能和地能都是大自然赐予人类取之不尽用之不竭 的绿色洁净能源，它们无毒无害量大易得，亿万年来，以光能和热能 的形式向地球的万物无偿提供着低位热能。但是，由于地理位置的关 系，在冬季，地处北方的广阔田野，气温偏低，土壤冻结，植物很难 像南方地区那样正常生长。而随着社会的发展，人员数量的增多，传 统的一年一季的自然耕种方式已不能满足整个社会的需要。为了提高 土地利用率，增加产量，近年来随着科学技术的进步，以种植大棚为 代表的温室植物种植在北方地区发展迅速，大大延长了植物生长周 期，使北方地区一年四季连续耕种的梦想成为现实，同时也带来了大 棚的冬季取暖问题。
由于种植大棚的归属不同，整体管理不便，在冬季以木材。树叶 等燃料直接燃烧，或小型燃煤锅炉为主的传统分散取暖方式居多，结 果一家一产，炉灶林立，不仅燃料利用率低，消耗高，生产成本增加， 劳动强度增大，使之原本相对城市来说山青水秀、大气环境良好的农 村也变得烟气重重。而太阳能和地能一类的自然能源虽无穷无尽，但 由于品位不高，除了正常的日照暖墙之外，迄今为止，尚无有简单易 行的方法将其用于大棚取暖。
图22A所示为借助无机热传元件尽可能地强化太阳能接收效率、 充分利用地能而发明的自然能源植物种植大棚冬季取暖装置。它通过 洁净、廉价的环保型太阳能、地能等自然能源的转换解决了种植大棚 的采暖难题，既免除了油、气、煤、木材等燃料的直接燃烧或间接燃 烧带来的原料资源浪费和废气对大气的环境影响，又减轻了低温热气 对生存环境的热污染。
无机热传型自然能源植物种植冬季取暖装置系太阳能系统和地能 系统综合利用的组合式结构，主要由无机热传管式太阳能水加热器 2203、地能水加热器2208和空气散热器2206三个专用设备及其它配 套设备如储水桶2209、水泵2210、补充水管2201、进水切换阀2202、 出水切换阀2204、集热器2205等组成。
由图22A可见，本发明的取暖装置热源为太阳能和地能二种， 循环介质为水。其中 太阳能靠无机热传管式集热器2205高效收集，使进入太阳能水加热 器2203中的水温升高，作为植物种植大棚2207的热源而送入空气散 热器2206；地能2212最好是温泉，也可以是河水、海水或深层土壤， 它们的热量通过管式无机热传元件2211采集后传至进入地热水加热 器2208中的水，变热的水也作为植物种植大棚2207的热源而送入空 气散热器2206；在植物种植大棚2207中，温水所携带的热量通过带 有肋片的无机热传管式空气散热器2206再扩散到空气当中从而为植 物提供适宜的生长温度。
为了实现太阳能的充分接收与利用，并兼顾到地能的合理采集和 补充积累，本发明在流程中增加了两套进水切换阀和出水切换阀，以 使太阳能和地能在一天中可根据光线强弱交替使用。白天或晴天，尽 量多利用太阳能系统进行采暖，此时，地能在积聚恢复，夜晚或阴天， 太阳能减弱，启动地能系统采暖，如此循环交替，即可保证冬季种植 大棚的连续供热，使植物一年四季茁壮成长。
在该采暖装置中，不论在太阳能水加热器中，还是在地能水加热 器中，或者在空气散热器中，无机热传元件至始至终担当着集热、传 热、散热的重要角色，而水循环系统在运行过程中保持连续畅通也是 至关重要的，具有高传热性能和高均温性能的无机热传元件与循环水 之间的良好匹配，使得本发明比较经济合理地实现了低品位自然能源 与大棚采暖热源之间的热能转换。
太阳能集热器采用了真空集热管式结构形式。它对来自太阳不同 方向的辐射光线具有较强的跟踪能力和较强的接收效率，而且由于无 机热传导元件的高速传热性能，集热段接收的热能可以迅速传递到受 热段的水，使所接收的太阳能的利用率大为提高。
地热水加热器的集热段，当以温泉或其它水源为热源时，热能的 采集和传递较容易，无机热传元件的加热端可为光管；当以土壤为热 源时，热能的采集较困难，无机热传元件的加热端应加有肋片。
上述三个主要设备上使用的无机热传元件均为无管芯的重力式结 构，具有自锁定功能，即使在阴天、夜间加热端温度低于冷却端温度， 也不会造成大棚的热量向外逆向传递而引起热量损失。
图22B示出了根据本发明的无机热传型水产养殖加热系统流程示 意图，该实施例与图22A所示实施例大致相同，其不同仅在于，图23A 所示实施例是用于植物种植大棚，而图22B所示实施例是用于水产 养殖加热系统，因此后者用池塘水加热器2218为池塘2219供热取代 了前者的空气散热器2206为植物种植大棚2207供热，其它如补充水 管2213、进水切换阀2214、太阳能水加热器2215、出水切换阀2216、 无机热传管式集热器2217、地热水加热器2220、储水桶2221、水泵 2222、管式热传元件2223以及地热2224分别对应于图22A所示实 施例的相应部分。本发明解决了水产养殖池塘的冬季加热保温问题， 使水产生物的养殖周期大为缩短，水产品产量大幅提高。 电子电器设备之热传元件系统应用
实施例211系用于例示本发明之热传元件系统于电子电器设备 中，藉元件组合以发挥换热功能之应用，例如在空气除湿器系统。 实施例211
本发明的无机热传元件还可用于除湿设备。这里提供了一种空气 除湿器作为实施例。
在某些特殊场合，由于空气湿度过大而往往造成产品质量问题。 因此采用某种除湿设备来降低空气的相对湿度是十分必要的。应用本 发明的无机热传技术及元件设计而成的除湿器可有效解决这个问题。
如图23A所示，无机热传除湿器由四大块组成，冷却除湿系统 2301、加热系统2309、半导体制冷系统2308和风扇2310。冷却除湿 系统2301由排水口2302、集水槽2303、散热片2304、无机热传元 件2305以及导热填充物2306构成。加热系统2309的结构形式与冷 却除湿系统2301完全相同。半导体制冷系统2308包括电源接口 2307、半导体制冷元件和电控系统。整个系统根据除湿量的大小可选 用与之相应的风扇容量。
除湿的方式有很多种，可以采用具有吸附作用的干燥药剂来吸收 湿空气中的水分，但是由于除湿过程往往是一个连续不断的往复循环 过程，在这一过程中干燥药剂的再主问题往往难以解决。通过降低空 气的温度使空气中水分含量处于过饱和状态，从而多余水分析出使空 气中水分含量处于饱和状态，随后再将空气加热到原来温度使空气中 水分含量处于未饱和状态，经过以上过程即可达到除湿的功效。无机 热传除湿器也正是采用了冷却除湿的工作原理，其工作过程如下，接 通电源以后，半导体制冷系统2308和风扇2310开始工作，半导体制 冷元件冷面温度下降，热面温度上升，冷面将冷量通过传热面迅速传 递给无机热传元件2305，再通过无机热传元件2305实现均布并传递 给散热片2304，湿空气在风扇的动力驱动作用下通过散热片2304时 降温除湿。此时热面也将热量以上述相同的方式传递给加热系统 2309，已经过降温除湿的空气通过加热系统2309时被升温到原来的 温度，从而使空气中水分含量处于未饱和状态。经过以上过程的连续 往复循环，环境空气的相对湿度将降低，达到除湿的功效。 实施例212
本发明之热传元件可用于日常用品。这里提供了一种无机热传地 温冷藏保鲜系统作为实施例。
农业科技的发展给人们提供了越来越多、丰富多彩的食物资源， 水果、蔬菜在满足市场供应后，其剩余部分需要在短期内储藏起来。 随着人们生活水准的提高，对水果、蔬菜的品味也越来越讲究，因此， 简单的常温储藏方式已满足不了人们的需要。在储藏中保持水果蔬菜 的原有营养成分和水分，即通常所说的保鲜，已成为当前储藏技术的 主流。
目前的储藏保鲜技术主要是运用低温冷藏和化学喷药或两者兼 用。化学喷药不仅破坏了水果蔬菜的营养成分，而且还会引起新的污 染。从绿色食品的角度看，远没有达到真正保鲜的要求。而低温冷藏 属于绿色环保型储藏工艺，越来越受到人们的青睐。
据专家测定，低温冷藏的最佳温度为零上5℃左右，在此温度范 围内，植物的生长、呼吸缓慢但并未停止，果蔬内的水分亦未因结冰 而影响口感。
事实上我们赖以生存的地球内部就是一个恒温保鲜库。在土层7 米以下区域，不论春夏秋冬，终年恒温在当地的平均气温上。就东北 地区来说，该土层的温度长年保持在10℃左右。若能将其热量在冬 季取出再利用其它措施在夏季排出热量，那幺只要消耗很少的能量即 可使冷藏库的温度恒定保持在5℃。问题是冬季土壤深层的地温的取 得并非易事，夏季的热量排出也不那幺简单。
本发明即是利用均温性良好、轴向传输能力强的无机热传元件 在冬季获取地温，在夏季配以冰机制冷的方式来达到冷藏库低温冷藏 保鲜目的的。
如上所述，本发明的低温冷藏保鲜系统分冬季使用设备和夏季 使用设备两种。
寒冷的冬天，气温一般均处于0℃以下，冷藏库的密封性能再好， 也需要补充热量而使库温保持在5℃左右这个最佳温度上，否则，将 失去保鲜的意义。此时，无机热传元件的高均温性，良好的传热能力 是获取地温的最佳选择。将其插入冷藏库的地下土壤里，它可自动地 将地热从几米甚至几十米的深层取至地面的冷藏库内而无须其它动 力。参见地温获取示意图23B。
如图23B所示，在冬季，当冷藏库2313的室温低于5℃时，土 壤2211中的温度在10℃左右，这时，由于无机热传元件2312下部 的温度高于上部，热量则沿无机热传元件2312的内腔源源不断地传 递散发至冷藏室2313内，使库内的热量损失得到补充。当冬季过去， 夏季来临时，土壤2311与冷藏库2313的温差会越来越小，当库温接 近地温时，无机热传元件2312上下两端的温差接近于0，此时元件2312 则停止工作。
在元件2312启动期间，局部土壤的温度因热量的取出而会下降， 但是，由于周围的土壤面积远大于取热面积，因而热量会不断地从周 围土壤进行补充，由此形成不断的补充循环。实际上，若当地的土壤 深层有地下水或温泉，这种热量的传递速度会更快更理想。
当夏季库温由于大气温度升高而超过5℃以后，冷藏库2313的 温度则应由制冷机、空调之类的设备通过制冷来保持和调节。因此， 冷藏库的第二类设备应由冰机等制冷机械来充当。
由于无机热传地温冷藏系统是节能环保形技术的应用，它将传 热元件一次性埋入土壤，不须人工管理，冬季可无偿地应用地温地热 资源，既没有污染没有噪声，也不须动力消耗，虽不是全年运行，但 与全动力型冷藏库相比其优越性仍是明显的，实现了真正意义上的保 鲜。
元件符号说明                   124  支撑架
                           126  热传管元件 102  热传管元件                128  筋片 104  插塞                      129  电加热器 105  空腔                      130  热传管元件 106  孔径                      132  旋转管板 108  传输管                    134  密封结构 110  热传介质                  136  旋转式热管换热器本体 112  热传管元件                138  余热库 114  电加热锥体                140  回收热库 116  冷水入口                  142  管管组合单体 118  热水出口                  144  管管组合单体 120  热传管元件                146  热管路 122  翅片                      148  热管路 152  吸热组件             213  回风箱 154  吸热组件             214  排水口 156  吸热组件             215  过滤网 158  吸热组件             216  风扇 160  管体                 217  散热翅片 162  板腔                 218  热传导加热元件 164  电子元件             219  电热系统 166  电子元件             220  布风箱 168  电子元件             221  支架 169  平板元件             231  矩形水容器 170  平板元件             232  外罩 201  衣柜壳体             233  无机热传导元件 202  支架                 234  通风机 203  蒸汽分布管           301  加热体 204  冷凝水出口           302  无机高传热速率元件 205  电加热系统           303  冷水进口 206  热传导加热元件       304  热水出口 207  进水                 305  水夹套 208  蒸汽发生器           306  导流片 209  备用蒸汽出口         307  加热体 211  壳体                 308  暖风机壳 212  排风口               309  无机高传热速率元件 310  翅片                         330  不锈钢底板 311  风机                         331  电源输入端口 312  加热体                       332  板腔状电加热器 313  无机高传热速率元件           333  进水口 314  翅片                         334  手柄 315  加热体                       335  喷雾口 316  外罩                         336  下排汽口 317  电暖器元件                   337  支腿 318  翅片                         338  进水口 319  壶体                         339  下水室 320  无机高传热速率管             340  热水出口 321  电热器                       341  清垢手孔 322  锅体                         342  通水管 323  电加热器                     343  上排污口 324  无机高传热速率管热端         344  隔板 325  无机高传热速率管冷端(空      345  开水出口 心隔板)                           346  无机热传元件 326  烧烤源                       347  上水室 327  无机高传热速率元件制成的     348  水室壁 烧烤板                            349  紧固螺钉 328  无机高传热速率板             350  封头 329  蒸汽发生器                   351  放气阀 352  汽笛                   503  隔板 353  法兰                   504  空气出口接管 354  铭牌                   504′烟气入口接管505′清灰口 355  上水室温度计           505  空气入口接管 356  上水室水位计           506  烟气入口接管 357  上汽室                 506′支架 358  进汽管                 507  烟气出口接管 359  支撑杆                 507′烟气出口接管 360  通汽管                 508  清灰孔 361  水温计                 508′空气入口接管 362  下水室温度计           509  翅片 363  下汽室                 509′翅片 364  疏水管                 510  密封法兰 401  螺翅                   510′密封法兰 402  无机热传介质           511  封头箱 403  螺杆本体               511′封头箱 404  电加热器               512  支承梁 500′排污口                 512′保温层 501  管箱                   513′隔板 501′空气出口接管           514  连管 502  无机高传热速率管       514′无机高传热速率管 502′连管503′检修口        515  吹气管 515′吹灰管                     526  中间密封管板 516  保温层                     527  无机热传管 516′管箱                       527′吹风气出口 517  冷风进口                   528  换热翅片 517′吹风气进风口               528′烟道箱 518  空气流道                   529  竖立端板 518′烟道箱                     529′无机高传热速率元件 519  箱体                       530′定位板 519′定位板                     530C 进水口 520  隔离板                     531′吹风气进口 520′无机高传热速率元件         531C 高传热速率元件 521  烟气流道                   531D 高传热速率元件 521′吹风气出口                 532′汽水出口 522  热风出口                   532C 热水出口 522′汽水出口                   532D 管板 523  双流道外壳                 533′手孔 523′锅筒                       533C 烟气进口 524  烟气进口                   533D 管板 524′进水口                     534′锅筒 525  烟气出口                   534C 烟气出口 525′排污口                     535′进水口 526′排灰口                     536A 玻璃窑炉 536E 支座                      538A、548A 燃烧炉 536F 汽车尾气入口              538E 清灰孔 536G 烟道接口                  538F 汽车尾气通道 536H、548H 排灰口              538G 热水出口 536I 高温气体进口              538H、545H 烟道箱 536J 排灰口                    538I 定位板 536K、547K 排灰口              538J 烟道箱 536L 烟气出口                  538K、544K 烟道箱 536M 油位计                    538L 烟气侧管板 536N 油位计                    538M 无机高传热速率管 537A、549A 窑炉高温烟气进出    538N 无机高传热速率管 口                             539A、547A 蓄热式空预器 537E 烟道接口                  539E 人孔 537F 法兰                      539F 无机高传热速率翅片管 537G 排空口                    539G 压力表接口 537H、547H 煤气出口            539H 无机高传热速率元件 537I 烟道箱                    539I 无机高传热速率元件 537J 气体出口                  539J 无机高传热速率元件 537K、546K 气体出口            539K 无机高传热速率元件 537L 无机高传热速率管束        539L 中间管板 537M 烟道进出口                539M 支撑板 537N 烟道进出口                539N 支撑板 540A-空气入口                        542A 水进口 540E 筒体                            542E 气液分离器 540F 汽车尾气出口                    542F 保护装置 540G 筒体                            542G 水进口 540H 锅筒                            542I 锅筒 540I 冷却气体                        542J 汽水出口 540J 定位板                          542K 汽水出口 540K 锅筒                            542L 空气侧管板 540L 烟气入口                        542M 燃油进口 540M 锅筒检修口                      542N 燃油进口 540N 锅筒检修口                      543A 烟囱 541A 蒸汽出口                        543E 压力表接口 541E 排空口                          543F 无机高传热速率翅片管 541F 汽车通道地板                    543G 人孔 541G 锥形清理孔                      543I 进水口 541H、543H 煤气进口                  543J 手孔 541I 汽水出口                        543L 管箱门 541J 气体进口                        543M 燃油出口 541K、543K 气体进口                  543N 燃油出口 541L 空气出口                        544A 无机高传热速率余热锅炉 541M 锅筒                            烟气出口 541N 锅筒                            544E 蒸汽出口 544F 无机高传热速率翅片管支            546M 翅片 撑                                     546N 翅片 544G 无机高传热速率管                  547E 液位计接口 544H 除沫器                            547G 排污口 544I 排污口                            548E 水进口 544J 锅筒                              548G 无机高传热速率管 544L 空气入口                          548K 进水口 544M 无机高传热速率管                  549E 排污孔 544N 无机高传热速率管                  549G 套管 545A 无机高传热速率余热锅炉            549H 进水口 545E 安全阀接口                        549K 排污口 545G 支座                              550A 燃油入口 545J 进水口                            550E 烟道接口 545K 定位板                            550G 翅片 545M 套管                              550H 排污口 545N 套管                              551A 锅筒 546A 无机高传热速率余热锅炉            551E 排空口 烟气入口                               552A 蒸汽出口 546E 人孔                              552E 热水出口 546G 清灰口                            553A 无机高传热速率元件 546H 定位板                            553E 压力表接口 546J 排污口                            554A 进水口 554E 筒体                       573’烟气管箱 555A 肋片                       573”烟气管箱 555E 人孔                       574  无机高传热速率管 556A 和烟气出口                 574’吹灰器 556E 水进口                     574”吹灰器 557A 烟气侧箱体                 575  无机高传热速率余热热水器 557E 人孔                       575’储水罐 558A 烟气进口                   575”上升管 558E 无机高传热速率管           576’下降管 559E 支座                       576”下降管 560E 清灰口                     577  烟道箱 561E 排污口                     577’无机热传管排 562E 无机高传热速率管           578  无机热传管排 563E 套管                       578’支承板 564E 翅片                       579  除灰口 571  回水管                     579’锅筒 571’煤气管箱                   580  蒸汽汽包 571”空气管箱                   580”燃油工业炉 572  主水管                     581  蒸汽管 572’上升管                     581’烧结机热空气 572”煤气管箱                   581”无机高传热速率余热回 573  出水管                     收系统 582  水管                      602  真空玻璃管外壁 582’余热锅炉                  603  支架 582”省煤器                    604  真空集热玻璃管 583  水预热器                  605  反射板 583’烟囱                      606  热水出水口 583”烟囱                      607  耐压水箱 584  联铸机                    608  冷水进水口 584’热管                      609  安全阀(缷压阀) 585  铸铁板                    610  保温层 585’反射板                    611  无机高传热速率元件 586  锅筒                      612  防水密封阀 587  钢板                      613  水箱支架 588  蒸汽发生器                614  ω形吸热铝薄板 589  燃气工业炉                615  热风出口 590  无机高传热速率管          616  空气加热段 591  炉箱                      617  冷风入口 592  废气进出口接管            618  空气风机 593  新空气进出口接管          619  真空集热管 594  水容器                    620  弧形抛光反射板 595  排油烟或其它热气通道      621  太阳光 596  无机高传热速率管          622  太阳能集热段 601  真空玻璃管内壁(集热层)    623  无机高传热速率元件 624  无机高传热速率元件冷却端              645  肋片 625  受热段                                646  土壤 626  集热段                                650  无机高传热速率分离式换热 627  真空管                                器 628  集热凸片                              651  热井或油气废井 629  无机高传热速率元件加热端              652  蒸发器 630  绝热段                                653  膨胀泵 631  输送端                                654  压缩机 632  热井或油气废井                        655  冷凝器 633  无机高传热速率分离式换热              656  循环泵 器                                         657  冷凝器 634  储罐                                  658  汽轮机发电机组 635  蒸汽发生器                            659  热井或油气废井 636  液面计                                660  无机高传热速率分离式换热 637  进水口                                器 638  温水出口                              661  蒸发器 639  冷水入口                              662  压缩机 640  水平面                                663  冷凝器 641  水源                                  664  膨胀泵 642  射线接收面                            665  高位热水槽 643  无机高传热速率介质                    666  喷头 644  无机高传热速率板式集热器              667  水管 668  户内供暖系统                    690  塑料法兰盖 669  户内供暖系统                    691  绝热外套 670  太阳能集热器                    692  内胆贮热器 671  贮罐                            693  外壁 672  蓄热罐                          694  内壁 673  热泵                            695  贮热介质 674  管夹                            696  自来水 675  无机热传管                      701  接口法兰 676  加热段                          702  无机高传热速率管束 677  集热板                          703  蒸汽室 678  保温层                          704  外壳 679  底板                            705  疏水器 680  冷却段                          706  冷凝液出口阀 681  保温层                          707  蒸汽入口阀 682  翅片板                          708  反应釜 683  隔板                            709  电控箱 684  法兰                            710  支架 685  冷却段                          711  电热系统 686  加热段                          712  无机高传热速率管 687  贮水器                          713  反应溶液 688  阀门                            714  盖板 689  翅片热管                        715  反应釜 716  流量控制器                  738  对流烟道 717  支架                        739  炉胆 718  翅片                        740  燃烧器接口 719  蒸汽通道                    741  热水出口 720  无机高传热速率管            742  对流段无机高传热速率管 721  反应溶液                    743  辐射段无机高传热速率管 722  盖板                        744  烟气出口 723  外管                        745  水进口 724  无机高传热速率介质          746  炉底 725  内管                        747  烟囱 726  端盖                        748  水箱 727  电加热器                    749  无机高传热速率管 728  无机高传热速率介质          750  翅片 729  折流板                      751  外壳板 730  散热片                      752  燃烧器 731  上热封块                    753  燃气进口 732  无机高传热速率元件          754  冷水进口管 733  电加热器                    755  热水出口管 734  塑料包装材料                801  集热段 735  热封合面                    802  绝热段 736  下热封块                    803  受热段(机场跑道) 737  锅筒                        804  高传热速率热传元件冷却端 805  高传热速率热传元件输送端              827  隔板 806  绝热保温层                            828  法兰 807  高传热速率热传元件加热端              901  物料入口 808  肋片                                  902  电加热控制器 809  土壤                                  903  循环风机 810  跑道路面                              904  循环出风管 811  毛石层                                905  物料出口 812  高传热速率热传元件                    906  循环入风管 813  土壤                                  907  干燥箱 814  户内供水系统                          908  物料传送带 815  太阳能集热器                          909  热风分配管 816  贮水罐                                910  热传元件 817  循环水泵                              911  循环热风小孔 818  蓄水罐                                912  干燥箱壁面 819  保温层                                913  电加热器 820  加热段                                914  循环入风口 821  冷却段                                915  烟气返回风机 822  热传管                                916  空气风机 823  集热段                                917  空气加热器 824  底板                                  918  低温热空气 825  管夹                                  919  燃烧室 826  翅片板                                920  原油、空气入口 921  燃烧器                        943  木材传送带 922  耐火砖                        944  燃烧炉 923  热传元件                      945  热交换器 924  烟囱                          946  高传热速率热传元件 925  低温热空气                    947  干燥箱 926  高温热空气                    948  燃烧炉 927  烟气                          949  热交换器 928  热空气出口                    950  喷雾塔 929  给水入口                      951  高传热速率热传元件 930  汽包                          952  加热段 931  低压蒸汽或热水                953  烟气出口 932  缸体                          954  冷却段 933  热传介质                      955  进料口 934  电加热器                      956  回转支承 935  缸盖                          957  烟气进口 936  转轴                          958  出料口 937  烟囱                          959  翅片 938  高传热速率热传管              960  布液板 939  管箱                          961  保温层 940  引风机                        962  烟气 941  燃烧室                        963  热传元件 942  燃烧器                        964  物料 965  空气加热器                 1043  法兰 966  物料干燥器                 1044  加热器装置 1001 原油管道                   1045  电源 1002 原油输送管道加热装置之     1046  开关 高传热速率热传管道              1051  热传元件 1003 连接法兰                   1052  管板 1004 电加热器                   1053  氧化镁 1011 导轨及支架                 1054  保温层 1012 管箱                       1056  壳体元件 1013 热传元件                   1061  电加热器 1014 管板                       1062  高传热速率热传元件 1015 接管                       1063  储油罐壳体 1016 法兰                       1064  矿物油载热体 1017 贮罐                       1065  内筒体 1031 翅片                       1066  下封头 1032 冷端管                     1067  曲形蒸发管 1033 固定法兰                   1068  高传热速率筒体 1034 温度计                     1069  稠油换热器 1035 热端管                     1070  稀油换热器 1036 热源                       1071  波纹管 1041 槽车车罐                   1072  上封头 1042 接管                       1073  偏球体 1074  盘管                    1095  燃烧器 1075  外烟道                  1096  辐射室 1076  外封头                  1097  对流室 1077  外筒体                  1098  热传元件 1078  连管                    1099  烟囱 1079  底座                    1101  吸热块 1080  夹套内管                1102  热传元件 1081  夹套外管                1103  翅片 1082  电加热体                1104  热传元件 1083  夹套管式高传热速率热传  1105  翅片 元件                          1106  风扇 1084  智能型温控仪            1107  支柱 1085  原料进口                1108  吸热块 1086  热传元件                1109  热传元件 1087  翅片                    1110  翅片 1088  催化剂                  1111  电源风扇 1089  原料出口                1112  热传元件 1090  加热器                  1113  联接件 1091  锅炉                    1114  热传元件 1092  热传元件                1115  热传元件 1093  硅油                    1116  热传元件 1094  油浴槽                  1117  热传元件 1118  吸热连接件               1140  散热片 1119  热传元件                 1201  电器控制柜箱体 1120  散热翅片                 1202  密闭散热器 1121  电子元件                 1203  热传元件 1122  轴流风机                 1204  铝片 1123  铝制散热器               1205  隔板 1124  半导体冷却器             1206  工业显示器箱体 1125  散热体                   1207  密闭散热器 1126  热传元件                 1208  热传元件 1127  热传元件                 1209  铝片 1128  CPU晶片                  1210  隔板 1129  热传元件                 1211  电视机箱体 1130  印刷电路板               1212  密闭散热器 1131  显示屏                   1213  热传元件 1132  热传元件                 1214  铝片 1133  笔记本计算机CPU          1215  隔板 1134  键盘                     1216  正极基板 1135  晶片模组                 1217  弹簧压板 1136  热传元件                 1218  钢珠 1137  散热片                   1219  螺栓拉杆 1138  热传元件                 1220  绝缘套管 1139  中央处理系统             1221  散热片 1222  热传元件                   1244  耐温绝缘套管 1223  负极基板                   1245  散热片 1224  压板                       1246  热传元件 1225  可控硅元件                 1247  防爆安装板 1226  控硅元件                   1248  阴极基板 1227  热传元件                   1249  压板 1228  散热翅片                   1250  可控硅元件 1229  空气冷却侧                 1251  电源模块箱体 1230  肋片                       1252  调控装置及辅助电路板 1231  压缩空气入口               1253  密封固定板 1232  冷却水出口                 1254  轴流式风机 1233  冷却水侧                   1255  风道 1234  热传元件                   1256  热传元件 1235  冷却水入口                 1257  散热片 1236  压缩空气出口               1258  基板 1237  冷凝水排放口               1259  热传元件 1238  阳极基板                   1260  蓄电池壳体 1239  弹簧压板                   1261  进水管 1240  钢珠                       1262  夹壁管热传元件 1241  螺栓拉杆                   1263  出水管 1242  绝缘套管                   1264  热传元件外壳体 1243  滑孔挡板                   1265  热传元件内壳体 1266  热传元件                         1288  发光源 1267  蓄电池壳体                       1289  底片 1268  热传元件腔体                     1290  镜头 1269  散热片                           1291  热传元件 1270  p型半导体元件                    1292  冷却风道 1271  电线                             1293  散热片 1272  电源                             1294  热传元件 1273  n型半导体元件                    1295  铝型材散热板 1274  铜片                             1296  散热铝片 1275  盖子                             1297  扫描仪扫描头及其电器元 1276  小圆筒                           件 1277  保温层                           1298  热传元件 1278  不锈钢外壳                       1299  散热片 1279  热传元件                         1301  铜板 1280  热电堆                           1302  p-n半导体热电冷却器 1281  热传元件                         1303  电绝缘材料 1282  翅片                             1304  高传热速率热传板 1283  换热容器                         1305  高传热速率热传管 1284  冷却剂入口                       1306  电源 1285  冷却剂出口                       1307  风扇 1286  电路控制系统                     1308  散热翅片 1287  凹面反射板                       1309  p型半导体 1310  导线                      1411  杯盖 1311  电源                      1412  绝缘材料 1312  n型半导体                 1413  顶盖 1313  铜片                      1414  空间 1314  手柄                      1415  灯管 1315  冷头固定圈                1416  灯罩 1316  冷头绝缘套                1417  高传热速率热传管 1317  冷头                      1418  散热片 1318  热电堆                    1419  盒盖 1319  高传热速率热传元件        1420  冷介质容器 1320  水箱                      1421  高传热速率热传管 1321  水管接头                  1422  保鲜盒体 1401  高传热速率热传元件        1423  工作容积 1402  外壳                      1424  半导体元件 1403  肋片                      1425  放热端 1404  风扇                      1426  高传热速率热传管 1405  电机                      1427  瓶身 1406  电池                      1428  饮品 1407  杯体                      1429  热传元件 1408  内壁                      1430  瓶盖 1409  高传热速率热传管元件      1431  散热翅片 1410  高传热速率热传板元件      1432  风扇 1501  机床导轨                  1523  空腔 1502  圆形空腔                  1524  牙爪 1503  机床主轴                  1525  轴 1504  前轴承                    1526  牙爪支撑 1505  环形空腔                  1527  腔体 1506  后轴承                    1601  吸热块 1507  切削刃                    1602  散热翅片 1508  导向部分                  1603  热传管元件 1509  柄部                      1604  基板 1510  中空结构                  1605  微型管状形热传元件 1511  切削部分                  1606  散热器支架 1512  刀柄                      1607  晶体三极管 1513  中空结构                  1608  螺钉 1514  注塑模具                  1609  云母片 1515  注塑口                    1610  集成电路元件 1516  冷却水槽                  1611  散热片 1517  热传元件                  1612  放大器机箱后面板 1518  翅片                      1613  热传板元件 1519  注塑制品                  1614  翅片 1520  高聚物挤出成型机螺杆      1615  基板 1521  螺翅                      1616  平板腔体热传元件 1522  散热翅片                  1617  散热器支架 1618  晶体三极管                1716  变压器线圈及绝缘 1619  螺钉                      1717  变压器油 1620  云母片                    1718  固定法兰 1621  集成电路元件              1719  高传热速率热传管散热端 1622  散热片                    翅片 1623  放大器机箱后面板          1720  电机转子铁心 1701  接口法兰                  1721  电机定子铁心 1702  乏汽管道                  1722  定子热传元件 1703  排风扇                    1723  转子热传元件 1704  热传管                    1724  电机定子绕组 1705  侧板                      1725  转子风扇叶片 1706  铁轭                      1726  电机冷却风扇 1707  电磁铁心                  1727  转子铁心及导体 1708  热传元件                  1728  热传管工作液体 1709  散热片                    1729  转子风扇叶片 1710  低压线圈                  1730  热传管电机轴 1711  高压线圈                  1731  选矿厂强磁机油冷却器油 1712  变压器油箱盖              入口管 1713  变压器油箱体              1732  选矿厂强磁机油冷却器水 1714  变压器系统散热器所用的    出口管 高传热速率热传管                1733  选矿厂强磁机油冷却器热 1715  变压器铁心                传管 1734  选矿厂强磁机油冷却器油             1751  马达风扇 冷却器管箱                               1752  端盖 1735  选矿厂强磁机油冷却器水             1753  扁形热传元件 入口管                                   1754  百叶窗形散热片 1736  选矿厂强磁机油冷却器油             1755  散热器基板 出口管                                   1756  液压系统的缸体 1737  选矿厂强磁机油冷却器隔             1757  液压油散热器所用的热传 板                                       元件
                                     1758  电加热器 1738  X射线机玻璃罩                      1759  液压系统缸盖 1739  X射线机电子枪                      1760  转轴 1740  电子束                             1761  轴承座 1741  X射线机金属靶                      1762  轴承 1742  X射线机铜阳极                      1763  轴承座 1743  X射线机冷却器高传热速              1764  轴承 率热传介质                               1765  机械传动轴 1744  散热翅片                           1766  介质腔 1745  X射线                              1767  精密机械主轴 1746  窗口                               1768  精密机械主轴前轴承 1747  杯形转子                           1769  精密机械主轴冷却器所用 1748  外定子铁心                         的高传热速率热传介质 1749  内定子铁心                         1770  精密机械主轴后轴承 1750  散热器                             1771  精密机械主轴主轴台肩 1772  焊接装配之冷却水出口                  1790  电热系统 1773  焊接装配之冷却水进口                  1791  高传热速率热传管散热翅 1774  焊接装配之水换热容器                  片 1775  焊接装配之热传管                      1792  蒸汽高传热速率热传冷 1776  焊接装配之热传块                      却反应器之反应釜 1777  大功率水泵                            1793  反应釜支架 1778  冷却器                                1794  反应溶液 1779  过滤器                                1795  蒸汽高传热速率热传冷 1780  输油泵                                却反应器之高传热速率  热传管 1781  水泵系统冷却器之高传热                1796  反应釜盖板 速率热传元件                                1797  蒸汽信道 1782  冷却器壳体                            1798  高传热速率热传管之散 1783  冷却器风扇                            热翅片 1784  电热高传热速率热传冷却                1799  蒸汽流量控制器 反应器之反应釜                              1801  散热翅片 1785  反应釜支架                            1802  管状高传热速率热传元 1786  反应溶液                              件 1787  电热高传热速率热传冷却                1803  储油罐壳体 反应器之高传热速率热传管(双                 1804  矿物油热载体 向)                                         1805  散装水泥 1788  反应釜盖板                            1806  散热翅片 1789  冷却介质信道                          1807  盖板 1808  热传管                          1910  保温层 1809  车体                            1911  真空管 1810  热传管本体                      1912  无机热传元件(带翅片加 1811  套管                            热段) 1812  散热翅片                        1913  大棚 1813  腔体                            1914  无机热传元件 1814  板式散热器之高传热速率          1915  土壤
  热传管                          2001  无机热传管元件(针头) 1815  左封头                          2002  蓄热或蓄冷介质 1816  热流体入口                      2003  绝热把手 1817  右封头                          2004  后盖 1818  热流体出口                      2005  导线 1901  固定保温层                      2006  加热锥体 1902  卵石                            2007  无机热传管元件 1903  无机热传元件                    2008  无机热传管元件(针头) 1904  活动保温层                      2009  控制仪 1905  PE膜                            2010  保温层 1906  太阳能集热器                    2011  冰块 1907  无机热传元件(冷却段)            2012  无机热传元件 1908  保温层                          2013  连接管 1909  无机热传元件(带涂层加           2014  工作腔
   热段)                          2015  电加热器 2016  保温层                    2101  无机热传介质 2017  传振导杆                  2102  坩埚 2018  密封圈                    2103  电加热器 2019  振动板                    2104  氧化锆保温罩 2020  连接板                    2105  保温层 2021  轴销                      2106  升降机构 2022  密封圈                    2107  无机热传导管 2023  压缩弹簧                  2108  炉箱 2024  调节螺母                  2109  烟气进出口接管 2025  热风风道                  2110  裂解气进出口接管 2026  冷风风道                  2111  管板 2027  无机热传元件              2112  无机热传基管 2028  箱体                      2113  铝片 2029  角钢                      2114  隔板 2030  承击套管                  2115  天棚 2031  角钢                      2116  墙体 2032  (塔形)压缩弹簧            2117  空调机组 2033  球形密封                  2118  无机热传综合建筑节能换 2034  中间隔板                        风系统 2035  凸缘基座                  2119  送风管 2036  环形槽                    2120  回风管 2037  凸球面中隔圈              2121  壳体 2122  翅片                   2144  保温罩 2123  无机热传导管           2145  坩埚 2124  管板                   2146  电加热器 2125  引风机                 2147  承压式升降平台 2126  过滤网                 2148  升降机构 2127  排风机                 2149  南面板 2128  发酵罐                 2150  北面板 2129  无机热传介质           2151  无机热传元件 2130  电加热器               2201  补充水桶 2131  反应器                 2202  进水切换阀 2132  无机热传介质           2203  太阳能水加热器 2133  电加热器               2204  出水切换阀 2134  集热段                 2205  无机热传管式集热器 2135  绝热段                 2206  无机热传管式空气散热器 2136  受热段(车道)           2207  蔬菜种植大棚 2137  无机热传元件冷却端     2208  地热水加热器 2138  无机热传元件输送端     2209  储水桶 2139  绝热保温层             2210  水泵 2140  无机热传元件加热端     2211  管式热传元件 2141  肋片                   2212  地热 2142  土壤                   2213  补充水桶 2143  无机热传介质           2214  进水切换阀 2215  太阳能水加热              2313  冷藏库 2216  出水切换阀                2401  空气入口接管 2217  无机热传管式集热器        2402  空气出口接管 2218  池塘水加热器              2403  烟气入口接管 2219  水产养殖池塘              2404  烟气出口接管 2220  地热水加热器              2405  空气入口接管 2221  储水桶                    2406  空气出口接管 2222  水泵                      2407  烟气入口接管 2223  管式热传元件              2408  烟气出口接管 2224  地热                      2409  支承管板 2301  冷却除湿系统              2410  无机高传热速率管 2302  排水口                    2411  空气进口 2303  集水槽                    2412  空气出口 2304  散热片                    2413  烟气入口 2305  无机热传元件              2414  烟气出口 2306  导热填充物                2415  无机传热元件 2307  电源接口                  2416  焦炉上升管 2308  半导体制冷系统            2417  连铸机 2309  加热系统                  2418  无机热传元件 2310  风扇                      2419  连铸坯 2311  土壤                      2422  中间管板 2312  无机热传元件              2423  烟气侧管板 2424  烟气进口                     2452  清灰门 2425  无机高传热速率管             2453  上管箱 2426  侧板                         2454  隔板 2427  烟气出口                     2455  中间管板 2428  中间隔板                     2456  下管箱 2429  空气出口                     2457  中间管板 2430  空气进口                     2458  烟道 2431  空气侧管板                   2459  烟气入口 2432  端部保温层                   2460  吹灰口 2433  烟气侧管板                   2461  空气出口 2434  无机高传热速率管             2462  风道 2435  烟气进口                     2463  传热管 2436  烟气出口                     2464  侧管板 2437  烟气侧板                     2465  空气入口 2438  水侧管板                     2466  搪瓷层 2439  水箱                         2467  定位杆 2440  软化水进口                   2468  压板 2441  软化水出口                   2469  弹簧 2442  无机高传热速率管管排         2470  螺母 2443  清灰孔                       2471  壳体 2444  人孔                         2472  无机高传热速率元件 2451  烟气出口                     2473  U形通道 2474  烟气入口                 2496  热管 2475  支座I                    2497  热空气出口 2476  锅筒                     2498  液体容器(锅筒) 2477  低温给水口               2499  气体冷介质通道 2478  蒸汽出口                 2500  气体热介质通道 2479  烟气出口                 2501  无机高传热速率元件 2480  支座II                   2502  工艺气入口 2481  尾座                     2503  软水入口 2482  烟灰筒                   2504  中压废锅 2483  锅筒                     2505  低压废锅 2484  热管                     2506  工艺气出口 2485  烟道                     2507  省煤器 2486  无机高传热速率管         2508  软水入口 2487  套管                     2509  低压蒸汽出口 2488  翅片                     2510  中压蒸汽出口 2489  烟气出口                 2511  转化器 2490  烟气室                   2512  高温换热器 2491  烟气室内涡流折板         2513  中温换热器 2492  螺旋状蜗壳               2514  低温换热器 2493  隔板                     2515  空气冷却器 2494  空气室                   2516  鼓风机 2495  空气室内涡流板           2517  三氧化硫吸收塔 2518  无机高传热速率三氧化硫              2539  接管 换热器                                    2540  接管 2519  汽包                                2541  热管 2520  无机传热无件                        2543  导流器 2521  筒壁                                2545  焦炉 2522  密封结构                            2546  导焦车 2523  水夹套                              2548  运焦车 2524  无机高传热速率管                    2549  抽尘设备 2525  套管                                2550  提升机 2526  翅片                                2551  装焦设备 2527  上筒体                              2552  干熄槽 2528  导流器                              2553  排焦装置 2529  热管                                2554  运焦皮带 2530  隔板                                2555  一次除尘器 2531  接管                                2556  余热锅炉 2532  接管                                2557  二次除尘器 2533  螺栓螺母                            2558  鼓风机 2534  法兰                                2559  旁通阀门 2535  法兰                                2562  焦粉运输装置 2536  接管                                2564  空气进口接管 2537  下筒体                              2565  空气出口接管 2538  导流器                              2566  烟气入口接管 2567  烟气出口                2605  高传热性热传介质 2568  金属管                  2606  吸附剂和制冷剂 2569  翅片                    2700  大电流离相封闭母线系统 2570  法兰                    2701  高传热速率传热的空冷器 2571  吹灰管                  2702  60℃热气侧出口 2572  保温层                  2703  80℃热气侧进口 2573  空气进口接管            2704  40℃空气侧进口 2574  空气出口接管            2705  60℃空气侧出口 2575  烟气入口接管            2706  冷却介质入口 2576  吹气管接口              2707  散热片 2578  烟气出口接管            2708  冷却介质出口 2579  金属管                  2709  重型机械联动部件散热冷 2580  翅片                    却系统之高传热速率热传元件 2581  法兰                    2710  重型机械联动部件 2582  保温层                  2711  车轮 2583  烟气入口                2712  制动装置 2584  无机高传热速率单元体    2713  制动系统快速散热器之高 2585  空气入口                传热速率热传元件(末端附带翅 2601  吸附床                  片) 2602  上联管                  2714  低温热源 2603  取热器                  2715  燃烧室 2604  下联管                  2716  循环水 2717  柴油机冷却系统之高传热       2730  套管 速率热传元件(末端附带翅片)         2731  散热翅片 2718  低温热源(可为余热回收        2732  水箱 装置)                              2733  出水管 2719  轴瓦体                       2734  热传管 2720  用于轴瓦的高传热速率热       2735  散热翅片 传元件(末端附带翅片)               2736  套管 2721  低温热源                     2737  管箱 2722  涡轮增压器                   2738  进水管 2723  涡轮增压器冷却装置之高       2739  电气设备 传热速率热传元件(末端附带翅        2740  热传管换热器 片)                                2741  吸气孔 2724  低温热源(可为余热回收        2741a 吸气孔 装置)                              2742  排气孔 2725  燃烧室                       2742a 排气孔 2726  循环水                       2743  风扇 2727  汽油机冷却系统之高传热       2743a 风扇 速率热传元件(末端附带翅片)         2744  吸热段 2728  低温热源(可为余热回收        2745  散热段 装置)                              2746  上升管 2729  汽车水箱冷却器之高传热       2747  下降管 速率热传管                         2748  搅拌式散热器之高传热速 率热传管                       2766  锅筒 2749  旋转轴                   2767  热传管 2750  压缩气体                 2768  锅炉后墙 2751  循环水                   2769  后拱 2752  压缩气体水冷却器之高传   2770  前拱 热速率热传元件(末端附带翅      2771  支架 片)                            2772  套管 2753  低温热源(可为余热回收    2801  搅拌器 装置)                          2802  反应釜 2754  发热设备                 2803  热传元件 2755  热传元件受热端           2804  夹套 2756  下部连通管               2805  加热器 2757  冷却剂入口               2806  罐体 2758  热传元件冷却端           2807  重油 2759  冷却设备                 2808  热传元件 2760  冷却剂出口               2809  热源 2761  上部连通管               2810  高传热速率介质 2762  熔融金属入口             2811  提升环 2763  高传热速率热传介质       2812  金属管 2764  冷却管束                 2813  散热片 2765  棒状非晶材料出口