[发明专利]一种空冷冷凝器

说明书

技术领域

本发明涉及空冷技术领域，特别是一种使用压电式风扇的空冷冷凝器。

背景技术

空冷技术作为一项经济而又相对环保的节水途径，成为解决在“富煤缺水”地区或干旱地区建设火力发电厂的一个重要选择。然而，迄今为止的直接空冷机组主要是依靠大型轴流风机产生受迫对流，其能耗大，噪音大，易受环境风的影响。

压电效应是一个一百多年前就已经认识的物理现象，通过这一效应，某些特殊陶瓷材料可以在外加电场的激励下产生很大的机械应力。不过，压电效应所直接产生的形变或位移通常都很小，因而长期以来主要被用作压力传感器以及微纳米器件的执行器。利用压电效应产生明显的空气流动是应微电子设备冷却的需要而在近10年内发展起来的，用以解决智能手机，DVD播放机等声音敏感设备散热风扇的噪音问题。迄今为止，其并未能应用于空冷技术中。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足之处，提供一种利用功能陶瓷的逆压电效应带动振动片取代空冷风机使空气振荡换热的冷凝器，其功耗低，噪音小，换热能力强。

本发明的目的是通过如下技术措施来实现的：一种空冷冷凝器，具有输送冷却介质的散热管，其沿散热管布置有压电式风扇。

在上述技术方案中，所述压电式风扇包括由金属薄片制成的叶片和固定在叶片边缘上的压电陶瓷片，压电陶瓷片的另一端固定在与散热管邻近的支撑架上，各压电陶瓷片与一交变电源相并联。

在上述技术方案中，所述压电式风扇上的压电陶瓷片为一个或为厚度相同叠合起来的多个。

在上述技术方案中，所述叶片与散热管的距离为0.05～0.15米，各压电陶瓷片之间的距离为0.1～0.3米，叶片自压电陶瓷片的延伸长度(即下文所述的叶片长度)为0.3～0.7米。

在上述技术方案中，所述压电陶瓷片是铌镍锆钛酸铅(PZT)为主要成分的固熔体。

本发明利用功能陶瓷的逆压电效应，把电能转换为机械能，同时通过压电陶瓷片与叶片的共振把压电效应产生的微尺度振动以非常低的耗能转变为宏观尺度的振动，以产生足够流量的空气流动达到空冷换热的目的，并且将共振的频率选择在听觉所能感觉的频率之外，几乎可以完全消除噪音的影响。与现有技术相比本发明的优点在于功耗低，噪音小，换热能力强。

附图说明

图1为本发明实施例结构示意图。

图2为实施例中压电式风扇结构示意图。

图3为应用本发明的压电空冷系统框图。

图4为基于本发明的空冷冷凝器的布置结构图。

图5为叶片到散热管距离与管壁表面传热系数的关系图。

图6为叶片间距与管壁表面传热系数的关系图。

图7为叶片长度与管壁表面传热系数的关系图。

图8为叶片工作频率与管壁表面传热系数的关系图。

图9为叶片布置方式与管壁表面传热系数的关系图。

其中，1为散热管，2为压电陶瓷片，3为叶片，4为支撑架，5为锅炉，6为过热器，7为汽轮机，8为发电机，9为汽轮机排汽管道，10为散热管，11为冷却元件，12为小型电动机，13为凝结水箱，14为凝结水泵，15为凝结水精处理装置，16为凝结水泵，17为低压加热器，18为除氧器，19为给水泵，20为高压加热器。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步的描述。

如图1所示，本实施例中所述空冷冷凝器，具有输送冷却介质的散热管1，其沿散热管1布置有压电式风扇。

如图2所示，所述压电式风扇包括由金属薄片制成的叶片3和固定在叶片3边缘上的压电陶瓷片2，压电陶瓷片2的另一端固定在与散热管1邻近的支撑架4上，各压电陶瓷片2与一交变电源相并联，其电源接线沿着金属支撑架4安装，由变压器和电阻R控制置于压电风扇两端的电压。

所述压电陶瓷片2是铌镍锆钛酸铅(PZT)为主要成分的固熔体。其两面形成电极，极化方向与电极垂直，如果在压电陶瓷片2的电极间加上电压，由于逆压电效应，则压电陶瓷片2的振子便会在长度方向产生位移。采用多层压电陶瓷片2结构，是把几层厚度相同的压电陶瓷片2，叠合成叠层体，并在电气上并联和机械上串联构成，加上电场时在长度方向伸长，它的总位移量为每层位移量的几倍。这种结构推力很大，且因有机械增益，它们的位移量都大于块体的涨缩位移，所以有较大的偏转位移。