[发明专利]主动式热交换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种热交换器，特别是涉及一种采用主动运动热交换方式的热交换器，以及实现这种热交换方式的机械结构和热传递的方法。

背景技术

目前公知的热交换方式是通过风扇或泵将流体加速，使流体在导热管、鳍片表面流动，提高热交换器的热交换能力。这种公知的热交换方式所出现的问题是：

1.风扇或泵占用了额外的空间和成本。在空调的室外机中，风扇占了很大的空间，若不用风扇，室外机可减少三分之一的体积。CPU散热器的风扇也占了三分之一的体积。

2.风扇或泵在加速流体时有动能损失。以CPU散热器轴向风扇为例，扇叶在转动时有一部分的径向风形成，虽然有些设计用导向罩进行导向，但还是有动能损失，风扇与鳍片之间有一定的距离，由于空气的扩散而使风速有所下降，轴向风扇的中心风力很小。

3.技术的局限不能形成很大的压力和流速。以CPU散热器轴向风扇为例，风扇的转速为2500转/分，由于鳍片的阻挡，空气流速一般每分钟为几十米，因此鳍片的间距也不能做得很小，这与扇叶线速每分钟几百米形成很大的反差。

4.风扇或泵驱动的流体有脉冲，脉冲间隙流体在导热管、鳍片表面上并没有流速，降低了热交换的能力。

发明内容

为了克服以上的问题，本发明提供了一种新的热交换器的热交换方式，省去占据大量空间的风扇或泵，极大地提高了流体的压力和相对速度，使热交换能力有突破性的提高，节约能源和成本。

本发明所要改进的是目前公知的热交换器中，导热管、鳍片与要被加热或致冷的流体之间的热交换方式，以及实现这种热交换方式的机械结构和热传递方法，因此在这里的介绍中，对公知的热交换器在本发明中所要改进部分进行定义。

定义1.固体热导面

热交换器中导热管、鳍片与流体接触的接触面主动运动，产生相对于流体的运动速度，这些导热管、鳍片的表面就称为“固体热导面”。“固体热导面”是本发明要对其热交换方式进行改进的导热管、鳍片表面，以下称为“定义1”。

定义2.流体热导面

热交换器中，流体与固体热导面接触所形成的、与固体热导面相对的流体面，称为“流体热导面”。以下称为“定义2”。

定义3.目标流体

形成流体热导面的流体称为“目标流体”。以下称为“定义3”。

主动式热交换器的“固体热导面”只相对一种流体主动运动，定义1、定义2、定义3是针对本发明所要改进的部分进行定义。如空调室外机的热交换器，本发明所要改进的部分是导热管、鳍片与空气公知的热交换方式，因此定义中的“固体热导面”是指是导热管、鳍片与空气相接触的表面，而不是致冷剂与导热管相接触的表面，“流体热导面”是空气与导热管、鳍片相接触形成的流体面，流体面与导热管、鳍片的表面相对，室内机也同样是指与空气的接触部分；在CPU的散热器中，“固体热导面”是指鳍片与空气相接触的表面，“流体热导面”是空气与鳍片接触形成的流体面，流体面与鳍片的表面相对。也就是说，定义1、定义2、定义3是针对按本发明的设计思想进行设计时，要改进热交换方式的部分而下的定义。

定义中的流体是指在热交换器中进行热交换的气体或液体，气体如空气，氢气，甲烷等，液体如水，导热油等，流体在热交换过程中温度是升高还是下降不影响定义的界定。导热管、鳍片等导热构件的制作材料有如银、铜、铝、锌、铁、以及各种合金、导热塑料、陶瓷，玻璃等公知的导热材料。

热交换器中如有两种或两种以上流体在流动，定义3中的“目标流体”一般是指流量较大、温度变化小、在热交换器中停留时间短的一种，如空调机热交换器中流动的空气，用导热油对氢气进行加热中的氢气，但在具体实例中并不能全部用这种方法进行界定，而应由要改进热交换方式的是哪一部分来确定。

定义1、定义2、定义3及以上的解释在本发明的《说明书》、《权利要求书》以及今后的答复文件中同样有效。

本发明解决这些技术问题所采用的技术方案是：固体热导面主动运动，产生相对于目标流体的运动速度。