冷凝壁面结构及热管换热器的制作方法

本申请涉及热管，特别是涉及一种冷凝壁面结构及热管换热器。

背景技术：

1、在热管换热器的冷凝段，气态工质遇冷凝结后会在冷凝段内腔的壁面形成一层液膜。液膜的导热系数通常远低于金属壁面材料的导热系数，因此液膜的存在很大程度上阻碍了热量的向外传递。

2、为了防止液膜的形成，可以考虑在冷凝段内腔的壁面设置疏水涂层，但是，疏水涂层会影响气态工质在壁面上的附着以及液化，进而影响工质在热管换热器内的循环。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种冷凝壁面结构及热管换热器，以解决冷凝段内气态工质的冷凝回流效率和冷凝段内壁的导热性能无法兼顾的问题。

2、本申请提供的冷凝壁面结构包括壁面主体和凝结凸起，壁面主体的表面覆盖设置有疏水层，多个凝结凸起间隔分布于壁面主体的表面，凝结凸起一端连接壁面主体，另一端朝向远离疏水层的方向延伸并凸出于疏水层的表面，凝结凸起的表面覆盖设置有亲水层，壁面主体、凝结凸起和亲水层均为导热体。

3、在其中一个实施例中，相邻凝结凸起的间隔大于真空状态下工质所能形成的最大液滴的直径。

4、在其中一个实施例中，凝结凸起呈锥形，且锥形凝结凸起的底端连接壁面主体，锥形凝结凸起的尖端朝向远离壁面主体的方向凸出设置。

5、在其中一个实施例中，相邻凝结凸起凸出于壁面主体的长度不相等。

6、在其中一个实施例中，当壁面主体表面和水平面的夹角a满足，70°≤a≤110°时，壁面主体的表面设有冲击槽，冲击槽设有沿着竖直方向相对设置的上侧壁和下侧壁，冲击槽的表面覆盖设置有疏水层；沿着从冲击槽开口至冲击槽底部的方向，上侧壁的竖直高度呈逐渐下降的趋势，下侧壁的竖直高度呈逐渐上升的趋势，且上侧壁竖直高度恒定大于下侧壁的竖直高度；凝结凸起呈锥形，且锥形凝结凸起的尖端连接于壁面主体，锥形凝结凸起的底端朝向远离壁面主体的方向凸出设置，沿着从冲击槽开口至冲击槽底部的方向，凝结凸起下端面的竖直高度呈逐渐下降趋势，凝结凸起的下端面靠近壁面主体的一端和冲击槽的上侧壁平滑连接。

7、在其中一个实施例中，亲水层、凝结凸起和壁面主体为金属件；或者，壁面主体、凝结凸起和亲水层为金属氧化物陶瓷件。

8、在其中一个实施例中，凝结凸起焊接于壁面主体，或者，凝结凸起螺纹连接于壁面主体，或者，凝结凸起和壁面主体一体成型设置。

9、在其中一个实施例中，疏水层为导热体。

10、在其中一个实施例中，壁面主体的表面通过铺设阵列式分布的纳米颗粒以形成疏水层；或者，壁面主体的表面通过铺设一层低表面能材料以形成疏水层。

11、本申请还提供一种热管换热器，该热管换热器包括以上任意一个实施例所述的冷凝壁面结构。

12、与现有技术相比，本申请提供的冷凝壁面结构及热管换热器，如此设置，气态工质能够直接在凝结凸起表面的亲水层进行凝结，由于壁面主体、凝结凸起和亲水层均为导热体，因此，气态工质的热量能够依次通过亲水层和凝结凸起传递至壁面主体，从而实现热量的快速转移，以及自身的液化凝结。

13、并且，当凝结凸起表面的液态工质形成的液滴达到一定重量之后，液滴会在重力作用下滴落并回流。由于壁面主体的表面设有疏水层，因此，即使液滴下落至壁面主体的表面，也会因为疏水层的疏水作用而无法附着在壁面主体上，也即，凝结凸起表面的液滴最终能够沿着壁面主体的表面回流。如此，大大提高了工质的回流效率。

14、进一步地，由于凝结凸起间隔分布，因此，相邻凝结凸起之间难以形成覆盖壁面主体的液膜，如此，能够确保壁面主体的导热性能不会受到影响。

技术特征：

1.一种冷凝壁面结构，其特征在于，包括壁面主体(100)和凝结凸起(200)，壁面主体(100)的表面覆盖设置有疏水层，多个凝结凸起(200)间隔分布于壁面主体(100)的表面，凝结凸起(200)一端连接壁面主体(100)，另一端朝向远离疏水层的方向延伸并凸出于疏水层的表面，凝结凸起(200)的表面覆盖设置有亲水层，壁面主体(100)、凝结凸起(200)和亲水层均为导热体。

2.根据权利要求1所述的冷凝壁面结构，其特征在于，相邻凝结凸起(200)的间隔大于真空状态下工质所能形成的最大液滴(300)的直径。

3.根据权利要求1所述的冷凝壁面结构，其特征在于，凝结凸起(200)呈锥形，且锥形凝结凸起(200)的底端连接壁面主体(100)，锥形凝结凸起(200)的尖端朝向远离壁面主体(100)的方向凸出设置。

4.根据权利要求3所述的冷凝壁面结构，其特征在于，相邻凝结凸起(200)凸出于壁面主体(100)的长度不相等。

5.根据权利要求1所述的冷凝壁面结构，其特征在于，当壁面主体(100)表面和水平面的夹角a满足，70°≤a≤110°时，壁面主体(100)的表面设有冲击槽(110)，冲击槽(110)设有沿着竖直方向相对设置的上侧壁(111)和下侧壁(112)，冲击槽(110)的表面覆盖设置有疏水层；

6.根据权利要求1所述的冷凝壁面结构，其特征在于，亲水层、凝结凸起(200)和壁面主体(100)为金属件；

7.根据权利要求1所述的冷凝壁面结构，其特征在于，凝结凸起(200)焊接于壁面主体(100)，或者，凝结凸起(200)螺纹连接于壁面主体(100)，或者，凝结凸起(200)和壁面主体(100)一体成型设置。

8.根据权利要求1所述的冷凝壁面结构，其特征在于，疏水层为导热体。

9.根据权利要求1所述的冷凝壁面结构，其特征在于，壁面主体(100)的表面通过铺设阵列式分布的纳米颗粒(120)以形成疏水层；

10.一种热管换热器，其特征在于，包括如权利要求1-权利要求9任意一项所述的冷凝壁面结构。

技术总结本申请涉及一种冷凝壁面结构及热管换热器，冷凝壁面结构包括壁面主体和凝结凸起，壁面主体的表面覆盖设置有疏水层，多个凝结凸起间隔分布于壁面主体的表面，凝结凸起一端连接壁面主体，另一端朝向远离疏水层的方向延伸并凸出于疏水层的表面，凝结凸起的表面覆盖设置有亲水层，壁面主体、凝结凸起和亲水层均为导热体。本申请提供的冷凝壁面结构及热管换热器，解决了冷凝段内气态工质的冷凝回流效率和冷凝段内壁的导热性能无法兼顾的问题。技术研发人员：陆国栋,奚俊彬,史婷婷,柴中华受保护的技术使用者：浙江银轮机械股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4