本發(fā)明涉及換熱設(shè)備技術(shù)，特別是涉及到一種間壁式換熱器。

背景技術(shù)：

1、換熱器是用來(lái)使熱量從熱流體傳遞到冷流體，以滿足規(guī)定的工藝要求的裝置，是對(duì)流傳熱及熱傳導(dǎo)的一種工業(yè)應(yīng)用。換熱器可以按不同的方式分類。按其操作過(guò)程可分為間壁式、混合式、蓄熱式(或稱回?zé)崾?三大類；按其表面的緊湊程度可分為緊湊式和非緊湊式兩類。

2、對(duì)于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式的換熱器，標(biāo)準(zhǔn)gb/t?150和gb/t?151中有相關(guān)的規(guī)定，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程基本是依據(jù)傳熱性能要求選擇型號(hào)、選擇材料，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范確定計(jì)算方法，根據(jù)工況進(jìn)行具體強(qiáng)度計(jì)算、結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算、穩(wěn)定性計(jì)算，制造工藝的選擇和要求也都有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

3、按照傳統(tǒng)方式設(shè)計(jì)和制造的產(chǎn)品，通常也存在它們固有的問(wèn)題。如結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的固定管板式換熱器，由于管壁和殼壁溫度差引起的溫差應(yīng)力限制了其適用性。對(duì)于這種剛性連接的結(jié)構(gòu)本身存在的固有潛在風(fēng)險(xiǎn)，傳統(tǒng)改進(jìn)結(jié)構(gòu)是裝設(shè)膨脹節(jié)、撓性管板等撓性元件來(lái)吸收熱。

4、目前現(xiàn)有技術(shù)中的換熱器存在的技術(shù)問(wèn)題在于1)零部件幾何形狀簡(jiǎn)單，而結(jié)構(gòu)零部件的數(shù)量多，使整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜；2)增加了各種具有潛在風(fēng)險(xiǎn)的連接結(jié)構(gòu)，從而降低產(chǎn)品的可靠性；3)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不理想，使熱交換效果打折扣；4)零部件多、連接多，增加很多不參加核心換熱工作的零部件重量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的而結(jié)構(gòu)零部件的數(shù)量多，整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性低、熱交換效果不理想、由于零部件多導(dǎo)致無(wú)效重量多等技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種換熱器，具有換熱系數(shù)高、消除溫差應(yīng)力、抗結(jié)垢、可靠性高、結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點(diǎn)。

2、為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，本發(fā)明采取了如下的技術(shù)方案。

3、一種換熱器，包括殼體，殼體中包括第一流體通道和第二流體通道，第一流體通道用于輸送第一流體，第二流體通道用于輸送第二流體，用于在第一流體和第二流體之間交換熱量；第二流體通道包括多根并行設(shè)置的螺旋狀細(xì)管，螺旋狀細(xì)管的壁厚小于螺旋狀細(xì)管的內(nèi)徑；第一流體通道被設(shè)置在殼體中，多根并行設(shè)置的螺旋狀細(xì)管的外壁設(shè)置于第一流體通道之中，多根并行設(shè)置的螺旋狀細(xì)管的入口和出口設(shè)置于第一流體通道之外。

4、另外，本發(fā)明的換熱器中，螺旋狀細(xì)管為單螺旋管、雙螺旋管或多螺旋管中的一種。

5、另外，本發(fā)明的換熱器中，殼體形狀為三段圓筒拼接為一體的圓筒形，上下兩段圓筒相對(duì)于中段圓筒的內(nèi)徑更?。辉谏舷聝啥螆A筒與中段圓筒的過(guò)渡區(qū)域形成上下喉部，上下喉部?jī)?nèi)分別設(shè)置有與上下喉部?jī)?nèi)表面匹配的上下管板組件，上下管板組件分別將上下兩段圓筒與中段圓筒間隔開(kāi)；上下管板組件上具有多個(gè)開(kāi)孔，多個(gè)開(kāi)孔分別連通多根并行設(shè)置的螺旋狀細(xì)管，用于第二流體通過(guò)上下管板組件的開(kāi)孔、多根并行設(shè)置的螺旋狀細(xì)管，在上下兩段圓筒之間輸送，多根并行設(shè)置的螺旋狀細(xì)管的外壁整體包圍在中段圓筒的內(nèi)部空間中；中段圓筒側(cè)壁的上下部位分別設(shè)置有第一流體入口管和第一流體出口管，第一流體入口管和第一流體出口管連通至中段圓筒內(nèi)部空間，在中段圓筒內(nèi)部、多根并行設(shè)置的螺旋狀細(xì)管的外圍形成第一流體通道。

6、另外，本發(fā)明的換熱器中，多根并行設(shè)置的螺旋狀細(xì)管按照多個(gè)環(huán)形布置，每個(gè)環(huán)形各自布置有多根并行設(shè)置的螺旋狀細(xì)管，多根并行設(shè)置的螺旋狀細(xì)管的螺旋半徑與螺旋管口徑之和大于螺旋管中心之間的距離，且多根螺旋狀細(xì)管各自對(duì)應(yīng)的初始旋轉(zhuǎn)相位并不相同；用于在多根螺旋狀細(xì)管旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，螺旋狀細(xì)管截面互相產(chǎn)生干涉；在螺旋狀細(xì)管旋轉(zhuǎn)過(guò)程中螺旋狀細(xì)管截面產(chǎn)生干涉的部位，彼此干涉的螺旋狀細(xì)管相互融合為一體，螺旋過(guò)程中螺旋狀細(xì)管截面干涉消失后，相互融合的螺旋狀細(xì)管彼此分離開(kāi)；多根螺旋狀細(xì)管旋轉(zhuǎn)過(guò)程中根據(jù)干涉關(guān)系彼此交錯(cuò)融合和分離開(kāi)，使得多根并行設(shè)置的螺旋狀細(xì)管形成交融設(shè)置的整體第二流體網(wǎng)格，第二流體可以在多根并行設(shè)置的螺旋狀細(xì)管內(nèi)部交換流動(dòng)。

7、另外，本發(fā)明的換熱器中，螺旋狀細(xì)管為雙螺旋管或多螺旋管，在上下管板組件上的多個(gè)開(kāi)孔的開(kāi)口面積大于螺旋狀細(xì)管的截面面積，在上下管板組件上的多個(gè)開(kāi)孔與多根螺旋狀細(xì)管之間形成多組一對(duì)多的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

8、另外，本發(fā)明的換熱器中，在中段圓筒中還設(shè)置有螺旋曲面形折流板，螺旋曲面形折流板的外緣與中段圓筒的內(nèi)壁面匹配；螺旋曲面形折流板在第一流體入口管和第一流體出口管之間形成螺旋形的第一流體通道；螺旋曲面形折流板上具有多個(gè)在螺旋狀細(xì)管的螺旋曲面相交處形成地與所述螺旋狀細(xì)管形狀匹配的孔，用于多個(gè)螺旋狀細(xì)管按照一體成型的方式與螺旋曲面形折流板形成交匯。

9、另外，本發(fā)明的換熱器中，上下兩段圓筒與中段圓筒的過(guò)渡區(qū)域?yàn)閳A滑過(guò)渡形狀，上下管板組件的縱切面形狀為與過(guò)渡區(qū)域內(nèi)表面匹配的圓滑過(guò)渡臺(tái)狀。

10、本發(fā)明的換熱器，具有換熱系數(shù)高、消除溫差應(yīng)力、抗結(jié)垢、可靠性高、結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種換熱器，包括殼體，殼體中包括第一流體通道和第二流體通道，第一流體通道用于輸送第一流體，第二流體通道用于輸送第二流體，用于在第一流體和第二流體之間交換熱量；其特征在于，第二流體通道包括多根并行設(shè)置的螺旋狀細(xì)管，螺旋狀細(xì)管的壁厚小于螺旋狀細(xì)管的內(nèi)徑；第一流體通道被設(shè)置在殼體中，多根并行設(shè)置的螺旋狀細(xì)管的外壁設(shè)置于第一流體通道之中，多根并行設(shè)置的螺旋狀細(xì)管的入口和出口設(shè)置于第一流體通道之外。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器，其特征在于，螺旋狀細(xì)管為單螺旋管、雙螺旋管或多螺旋管中的一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器，其特征在于，殼體形狀為三段圓筒拼接為一體的圓筒形，上下兩段圓筒相對(duì)于中段圓筒的內(nèi)徑更小；在上下兩段圓筒與中段圓筒的過(guò)渡區(qū)域形成上下喉部，上下喉部?jī)?nèi)分別設(shè)置有與上下喉部?jī)?nèi)表面匹配的上下管板組件，上下管板組件分別將上下兩段圓筒與中段圓筒間隔開(kāi)；上下管板組件上具有多個(gè)開(kāi)孔，多個(gè)開(kāi)孔分別連通多根并行設(shè)置的螺旋狀細(xì)管，用于第二流體通過(guò)上下管板組件的開(kāi)孔、多根并行設(shè)置的螺旋狀細(xì)管，在上下兩段圓筒之間輸送；多根并行設(shè)置的螺旋狀細(xì)管的外壁整體包圍在中段圓筒的內(nèi)部空間中；中段圓筒側(cè)壁的上下部位分別設(shè)置有第一流體入口管和第一流體出口管，第一流體入口管和第一流體出口管連通至中段圓筒內(nèi)部空間，在中段圓筒內(nèi)部、多根并行設(shè)置的螺旋狀細(xì)管的外圍形成第一流體通道。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的換熱器，其特征在于，多根并行設(shè)置的螺旋狀細(xì)管按照多個(gè)環(huán)形布置，每個(gè)環(huán)形各自布置有多根并行設(shè)置的螺旋狀細(xì)管，多根并行設(shè)置的螺旋狀細(xì)管的螺旋半徑與螺旋管口徑之和大于螺旋管中心之間的距離，且多根螺旋狀細(xì)管各自對(duì)應(yīng)的初始旋轉(zhuǎn)相位并不相同；用于在多根螺旋狀細(xì)管旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，螺旋狀細(xì)管截面互相產(chǎn)生干涉；在螺旋狀細(xì)管旋轉(zhuǎn)過(guò)程中螺旋狀細(xì)管截面產(chǎn)生干涉的部位，彼此干涉的螺旋狀細(xì)管相互融合為一體，螺旋過(guò)程中螺旋狀細(xì)管截面干涉消失后，相互融合的螺旋狀細(xì)管彼此分離開(kāi)；多根螺旋狀細(xì)管旋轉(zhuǎn)過(guò)程中根據(jù)干涉關(guān)系彼此交錯(cuò)融合和分離開(kāi)，使得多根并行設(shè)置的螺旋狀細(xì)管形成交融設(shè)置的整體第二流體網(wǎng)格，第二流體可以在多根并行設(shè)置的螺旋狀細(xì)管內(nèi)部交換流動(dòng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的換熱器，其特征在于，螺旋狀細(xì)管為雙螺旋管或多螺旋管；在上下管板組件上的多個(gè)開(kāi)孔的開(kāi)口面積大于螺旋狀細(xì)管的截面面積，在上下管板組件上的多個(gè)開(kāi)孔與多根螺旋狀細(xì)管之間形成多組一對(duì)多的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的換熱器，其特征在于，在中段圓筒中還設(shè)置有螺旋曲面形折流板，螺旋曲面形折流板的外緣與中段圓筒的內(nèi)壁面匹配；螺旋曲面形折流板在第一流體入口管和第一流體出口管之間形成螺旋形的第一流體通道；螺旋曲面形折流板上具有多個(gè)在螺旋狀細(xì)管與螺旋曲面相交處形成地與所述螺旋狀細(xì)管形狀匹配的孔，用于多個(gè)螺旋狀細(xì)管按照一體成型的方式與螺旋曲面形折流板形成交匯。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的換熱器，其特征在于，上下兩段圓筒與中段圓筒的過(guò)渡區(qū)域?yàn)閳A滑過(guò)渡形狀，上下管板組件的縱切面形狀為與過(guò)渡區(qū)域內(nèi)表面匹配的圓滑過(guò)渡臺(tái)狀。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種換熱器，其包括殼體，殼體中包括第一流體通道和第二流體通道，第一流體通道用于輸送第一流體，第二流體通道用于輸送第二流體，用于在第一流體和第二流體之間交換熱量；所述第二流體通道包括多根并行設(shè)置的螺旋狀細(xì)管，螺旋狀細(xì)管的壁厚小于螺旋狀細(xì)管的內(nèi)徑；所述第一流體通道被設(shè)置在殼體中，多根并行設(shè)置的螺旋狀細(xì)管的外壁設(shè)置于第一流體通道之中，多根并行設(shè)置的螺旋狀細(xì)管的入口和出口設(shè)置于第一流體通道之外。本發(fā)明的換熱器，具有換熱系數(shù)高、消除溫差應(yīng)力、抗結(jié)垢、可靠性高、結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：張效軍,黃志新,壽曉星,趙云飛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：安世亞太科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15