本申請涉及熱管，特別是涉及一種冷凝壁面結(jié)構(gòu)及熱管換熱器。

背景技術(shù)：

1、在熱管換熱器的冷凝段，氣態(tài)工質(zhì)遇冷凝結(jié)后會在冷凝段內(nèi)腔的壁面形成一層液膜。液膜的導(dǎo)熱系數(shù)通常遠低于金屬壁面材料的導(dǎo)熱系數(shù)，因此液膜的存在很大程度上阻礙了熱量的向外傳遞。

2、為了防止液膜的形成，可以考慮在冷凝段內(nèi)腔的壁面設(shè)置疏水涂層，但是，疏水涂層會影響氣態(tài)工質(zhì)在壁面上的附著以及液化，進而影響工質(zhì)在熱管換熱器內(nèi)的循環(huán)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、基于此，有必要提供一種冷凝壁面結(jié)構(gòu)及熱管換熱器，以解決冷凝段內(nèi)氣態(tài)工質(zhì)的冷凝回流效率和冷凝段內(nèi)壁的導(dǎo)熱性能無法兼顧的問題。

2、本申請?zhí)峁┑睦淠诿娼Y(jié)構(gòu)包括壁面主體和凝結(jié)凸起，壁面主體的表面覆蓋設(shè)置有疏水層，多個凝結(jié)凸起間隔分布于壁面主體的表面，凝結(jié)凸起一端連接壁面主體，另一端朝向遠離疏水層的方向延伸并凸出于疏水層的表面，凝結(jié)凸起的表面覆蓋設(shè)置有親水層，壁面主體、凝結(jié)凸起和親水層均為導(dǎo)熱體。

3、在其中一個實施例中，相鄰凝結(jié)凸起的間隔大于真空狀態(tài)下工質(zhì)所能形成的最大液滴的直徑。

4、在其中一個實施例中，凝結(jié)凸起呈錐形，且錐形凝結(jié)凸起的底端連接壁面主體，錐形凝結(jié)凸起的尖端朝向遠離壁面主體的方向凸出設(shè)置。

5、在其中一個實施例中，相鄰凝結(jié)凸起凸出于壁面主體的長度不相等。

6、在其中一個實施例中，當(dāng)壁面主體表面和水平面的夾角a滿足，70°≤a≤110°時，壁面主體的表面設(shè)有沖擊槽，沖擊槽設(shè)有沿著豎直方向相對設(shè)置的上側(cè)壁和下側(cè)壁，沖擊槽的表面覆蓋設(shè)置有疏水層；沿著從沖擊槽開口至沖擊槽底部的方向，上側(cè)壁的豎直高度呈逐漸下降的趨勢，下側(cè)壁的豎直高度呈逐漸上升的趨勢，且上側(cè)壁豎直高度恒定大于下側(cè)壁的豎直高度；凝結(jié)凸起呈錐形，且錐形凝結(jié)凸起的尖端連接于壁面主體，錐形凝結(jié)凸起的底端朝向遠離壁面主體的方向凸出設(shè)置，沿著從沖擊槽開口至沖擊槽底部的方向，凝結(jié)凸起下端面的豎直高度呈逐漸下降趨勢，凝結(jié)凸起的下端面靠近壁面主體的一端和沖擊槽的上側(cè)壁平滑連接。

7、在其中一個實施例中，親水層、凝結(jié)凸起和壁面主體為金屬件；或者，壁面主體、凝結(jié)凸起和親水層為金屬氧化物陶瓷件。

8、在其中一個實施例中，凝結(jié)凸起焊接于壁面主體，或者，凝結(jié)凸起螺紋連接于壁面主體，或者，凝結(jié)凸起和壁面主體一體成型設(shè)置。

9、在其中一個實施例中，疏水層為導(dǎo)熱體。

10、在其中一個實施例中，壁面主體的表面通過鋪設(shè)陣列式分布的納米顆粒以形成疏水層；或者，壁面主體的表面通過鋪設(shè)一層低表面能材料以形成疏水層。

11、本申請還提供一種熱管換熱器，該熱管換熱器包括以上任意一個實施例所述的冷凝壁面結(jié)構(gòu)。

12、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請?zhí)峁┑睦淠诿娼Y(jié)構(gòu)及熱管換熱器，如此設(shè)置，氣態(tài)工質(zhì)能夠直接在凝結(jié)凸起表面的親水層進行凝結(jié)，由于壁面主體、凝結(jié)凸起和親水層均為導(dǎo)熱體，因此，氣態(tài)工質(zhì)的熱量能夠依次通過親水層和凝結(jié)凸起傳遞至壁面主體，從而實現(xiàn)熱量的快速轉(zhuǎn)移，以及自身的液化凝結(jié)。

13、并且，當(dāng)凝結(jié)凸起表面的液態(tài)工質(zhì)形成的液滴達到一定重量之后，液滴會在重力作用下滴落并回流。由于壁面主體的表面設(shè)有疏水層，因此，即使液滴下落至壁面主體的表面，也會因為疏水層的疏水作用而無法附著在壁面主體上，也即，凝結(jié)凸起表面的液滴最終能夠沿著壁面主體的表面回流。如此，大大提高了工質(zhì)的回流效率。

14、進一步地，由于凝結(jié)凸起間隔分布，因此，相鄰凝結(jié)凸起之間難以形成覆蓋壁面主體的液膜，如此，能夠確保壁面主體的導(dǎo)熱性能不會受到影響。

技術(shù)特征：

1.一種冷凝壁面結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括壁面主體(100)和凝結(jié)凸起(200)，壁面主體(100)的表面覆蓋設(shè)置有疏水層，多個凝結(jié)凸起(200)間隔分布于壁面主體(100)的表面，凝結(jié)凸起(200)一端連接壁面主體(100)，另一端朝向遠離疏水層的方向延伸并凸出于疏水層的表面，凝結(jié)凸起(200)的表面覆蓋設(shè)置有親水層，壁面主體(100)、凝結(jié)凸起(200)和親水層均為導(dǎo)熱體。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷凝壁面結(jié)構(gòu)，其特征在于，相鄰凝結(jié)凸起(200)的間隔大于真空狀態(tài)下工質(zhì)所能形成的最大液滴(300)的直徑。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷凝壁面結(jié)構(gòu)，其特征在于，凝結(jié)凸起(200)呈錐形，且錐形凝結(jié)凸起(200)的底端連接壁面主體(100)，錐形凝結(jié)凸起(200)的尖端朝向遠離壁面主體(100)的方向凸出設(shè)置。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的冷凝壁面結(jié)構(gòu)，其特征在于，相鄰凝結(jié)凸起(200)凸出于壁面主體(100)的長度不相等。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷凝壁面結(jié)構(gòu)，其特征在于，當(dāng)壁面主體(100)表面和水平面的夾角a滿足，70°≤a≤110°時，壁面主體(100)的表面設(shè)有沖擊槽(110)，沖擊槽(110)設(shè)有沿著豎直方向相對設(shè)置的上側(cè)壁(111)和下側(cè)壁(112)，沖擊槽(110)的表面覆蓋設(shè)置有疏水層；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷凝壁面結(jié)構(gòu)，其特征在于，親水層、凝結(jié)凸起(200)和壁面主體(100)為金屬件；

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷凝壁面結(jié)構(gòu)，其特征在于，凝結(jié)凸起(200)焊接于壁面主體(100)，或者，凝結(jié)凸起(200)螺紋連接于壁面主體(100)，或者，凝結(jié)凸起(200)和壁面主體(100)一體成型設(shè)置。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷凝壁面結(jié)構(gòu)，其特征在于，疏水層為導(dǎo)熱體。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷凝壁面結(jié)構(gòu)，其特征在于，壁面主體(100)的表面通過鋪設(shè)陣列式分布的納米顆粒(120)以形成疏水層；

10.一種熱管換熱器，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-權(quán)利要求9任意一項所述的冷凝壁面結(jié)構(gòu)。

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及一種冷凝壁面結(jié)構(gòu)及熱管換熱器，冷凝壁面結(jié)構(gòu)包括壁面主體和凝結(jié)凸起，壁面主體的表面覆蓋設(shè)置有疏水層，多個凝結(jié)凸起間隔分布于壁面主體的表面，凝結(jié)凸起一端連接壁面主體，另一端朝向遠離疏水層的方向延伸并凸出于疏水層的表面，凝結(jié)凸起的表面覆蓋設(shè)置有親水層，壁面主體、凝結(jié)凸起和親水層均為導(dǎo)熱體。本申請?zhí)峁┑睦淠诿娼Y(jié)構(gòu)及熱管換熱器，解決了冷凝段內(nèi)氣態(tài)工質(zhì)的冷凝回流效率和冷凝段內(nèi)壁的導(dǎo)熱性能無法兼顧的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：陸國棟,奚俊彬,史婷婷,柴中華
受保護的技術(shù)使用者：浙江銀輪機械股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/4