[發明專利]一種內螺旋式換熱器

在審

• 申請號: 202110375366.7
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN112985116A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 余華明;暢國幃;李東洺
• 申請（專利權）人: 順德職業技術學院
• 主分類號: F28D7/10
• 分類號: F28D7/10;F28F9/26;F28F9/02;F28F1/08;F28F21/08;B22F3/22
• 代理公司: 北京卓恒知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11394
• 代理人: 張綺麗

本發明公開一種內螺旋式換熱器，包括上蓋、底座，連接于上蓋與底座之間的中間段，中間段包括內管和外套管，上蓋、底座上設置開口于上蓋板面、底座板面的彎通，在上蓋板面、底座板面上環繞彎通的開口部設有環槽，彎通的兩端開口連接相鄰中間段的內管，外套管和內管與環槽之間形成夾層，在上蓋和底座內設置連通腔使靠近彎通的相鄰兩夾層連通，上蓋和底座由金屬注射成型，內管內壁面上設置有第一螺紋肋，第一螺紋肋的螺紋間距L1滿足L1＜0.028Re×D1，其中雷諾數Re=，ν為內管內壁流體平均流速，D1為內管內壁直徑，μ為內管內壁流體當前的運動粘度系數。本發明換熱器內形成迂回的、路線較長的熱交換結構，能夠實現制冷劑與載冷劑充分換熱。

技術領域

本發明涉及換熱設備技術領域，更具體地說，是涉及一種內螺旋式換熱器。

背景技術

現有的換熱器是通過內管與主管形成的套管以盤繞的形式在空間布置，內管與主管之間的套管夾層空間中有制冷劑，內管內有載冷劑，實現制冷劑和載冷劑的熱量交換，內管壁作為內管內層空間與套管夾層空間之間的隔離材料，一般采用銅等熱傳導較好的金屬作為與熱傳導金屬。內管在主管內與主管平行盤繞，而且必須保持內管外壁與主管內壁間即夾層空間的間隙均勻，甚至，為提高傳熱效率，還可適當地在內管空間中和套管夾層空間中加上紊流結構。套管的端部接出部分，內管與主管需要有不同的接出管路路線，內管外壁從拓撲意義上必須穿過主管內壁所延伸包圍的空間。如果是直排的套管，套管在延伸一定長度后需要轉向180°，發生轉向時，在內管的內層空間與套管夾層空間的轉向都需要各自有接頭管路零件以實現對應的空間轉向，接頭管路零件的結構需要保證內管內空間與套管夾層空間的雙路轉向，這樣的雙路轉向在空間拓撲結構上產生了管路接頭零件制造的直接困難。接頭管路零件因此在大型熱交換器上相對容易實現，這時接頭管路零件做成兩部分，內管轉向管路零件與主管轉向管路零件，內管轉路連接零件的形狀可以是一段彎通，然后用焊接、法蘭、密封等方式在內管端部連接兩個內管；主管連接管路零件通過不同于內管端部連接的另外一路的一個管路轉接接通轉向了180°的兩段外管。

另一方面，當流體在管道中流動時，在管壁上容易形成層流現象，即流體質點始終汕頭與管平行的方向運動，質點之間互不混合，流體在管壁上甚至整管內就如一層層同心圓筒在平行地流動，顯然，這樣是不利于熱量交換的。為了破壞流體的層流現象，提高換熱器傳熱性能，CN200810231358.X 公開了一種螺旋肋片自支撐換熱器，它在每根換熱管上焊接有螺旋肋片，肋片既有支撐換熱管的作用， 又可擾流，迫使流體沿管子表面做螺旋流動，增大了對流體的擾動，可提高傳熱系數，流體在換熱器殼程總體呈縱向流動，但其肋片的螺距較大且肋片與管間距等高，肋片只可在管外壁上安裝，使整體性能受到條件限制，其結構和性能有待進一步完善和提高。

發明內容

本發明的目的就是提供一種具有內螺旋式換熱器，換熱器的兩端部和中間段連接，使該換熱器內形成迂回的、路線較長的熱交換結構，能夠實現制冷劑與載冷劑充分換熱，以克服現有技術之不足。

本發明是采用如下技術解決方案來實現上述目的：

一種內螺旋式換熱器，包括上蓋、底座，連接于上蓋與底座之間的中間段，其特征在于，所述中間段包括內管和外套管，所述上蓋、底座上設置開口于上蓋板面、底座板面的彎通，在上蓋板面、底座板面上環繞彎通的開口部設置有環槽，所述彎通的兩端開口連接相鄰中間段的內管，所述外套管和內管與環槽之間形成夾層，在上蓋和底座內設置連通腔使得靠近彎通的相鄰兩夾層連通，所述上蓋和底座由金屬注射成型，所述內管的內壁面上設置有第一螺紋肋，所述第一螺紋肋的螺紋間距L1滿足L1＜0.028Re×D1，其中雷諾數Re=，ν為內管內壁流體平均流速，D1為內管內壁直徑，μ為內管內壁流體當前的運動粘度系數。

所述內管的外壁面上設置有第二螺紋肋，所述第二螺紋肋的螺紋間距L2滿足L2＜0.028Re’×D2，其中雷諾數Re’=，ν’為所述夾層流體平均流速，D2為內管外壁直徑，μ’為所述夾層流體當前的運動粘度系數。