[发明专利]一种利用离子风强化凝结换热的装置及方法

权利要求书

1.一种利用离子风强化凝结换热的方法，其特征在于：采用利用离子风强化凝结换热的装置实施，所述装置主要结构包括真空凝结腔体（1）、设置于真空凝结腔体（1）内的针尖电极（2）、与针尖电极（2）垂直设置的水平金属管（4）、连接水平金属管（4）两端的进水管（6）和出水管（7）、分别连接针尖电极（2）和水平金属管（4）的负压高压电源（3）、设置于真空凝结腔体（1）的进气阀（8）和出气阀（9），所述针尖电极（2）连接负压高压电源（3）的负极，水平金属管（4）连接负压高压电源（3）的正极，所述针尖电极（2）的尖端指向所述水平金属管（4）；

所述利用离子风强化凝结换热的方法包括以下步骤：

（1）一定温度流量的循环冷却水从真空凝结腔体（1）的进水管（6）流入，经过水平金属管（4）后从出水管（7）流出；

（2）一定温度压力的气态工质从进气阀（8）通入真空凝结腔体（1），至通入的气态工质达到一定压力和温度；

（3）打开负压高压电源（3），调至一定的电压范围，并适当调节进气阀（8），使真空凝结腔体（1）内的压力保持基本不变，针尖电极（2）附近的气态工质发生电离，产生离子风，离子风作为凝结核可以吸附气态工质形成微滴，在电场库仑力的作用下，微滴被加速朝向水平金属管（4）凝结；

（4）工作结束后，打开出气阀（9）释放余气；

所述步骤（2）中，气态工质可以为水蒸汽或有机蒸汽工质。

2.根据权利要求1所述的利用离子风强化凝结换热的方法，其特征在于：所述进水管（6）和出水管（7）的外侧设置有保温层。

3.根据权利要求1所述的利用离子风强化凝结换热的方法，其特征在于：所述进气阀（8）与水平金属管（4）的高度差大于15mm。

4.根据权利要求1所述的利用离子风强化凝结换热的方法，其特征在于：所述水平金属管（4）的表面为超疏水性表面，水平金属管（4）的内径为5～10mm，外径为10～20mm。

5.根据权利要求1所述的利用离子风强化凝结换热的方法，其特征在于：所述针尖电极（2）为针尖形金属材料，其尖端曲率半径≤50μm。

6.根据权利要求1所述的利用离子风强化凝结换热的方法，其特征在于：所述负压高压电源（3）能提供0～-30kV的电压范围。

7.根据权利要求1所述的利用离子风强化凝结换热的方法，其特征在于：所述针尖电极（2）的尖端与所述水平金属管（4）之间的距离为20～100mm。

8.根据权利要求1所述的利用离子风强化凝结换热的方法，其特征在于：所述步骤（1）中，循环冷却水的温度为10～60℃，流量为0.1～5L/min；所述步骤（2）中，气态工质的温度为90～150℃；压力为0.07～0.5MPa；充气后真空凝结腔体（1）内的气态工质的温度为30～80℃；压力范围0.004～0.05MPa。

9.根据权利要求1所述的利用离子风强化凝结换热的方法，其特征在于：所述步骤（2）中，电压为-5～-20kV。