專利名稱：回管換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型的換熱器，尤其是制冷空調(diào)設(shè)備的冷凝器和蒸發(fā)器。
公知，當(dāng)前可用于液相或氣液兩相流體間作為熱交換裝置的換熱器只有板式換熱器、殼管式換熱器和套管式換熱器三種基本形式。殼管換熱器只適用于大熱流量的場(chǎng)合，適合中小熱流量的熱交換器僅有套管換熱器和板式換熱器。板式換熱器結(jié)構(gòu)緊湊效率高，但是價(jià)格昂貴故障多，而且一般只能立式安裝，不適合某些在對(duì)高度有特殊要求的場(chǎng)合下使用；套管換熱器雖然價(jià)格便宜，但是其外形尺寸大，有時(shí)候使用起來(lái)很不方便。尚沒(méi)有一種結(jié)構(gòu)緊湊體積小，價(jià)格便宜而且又是臥式安裝的小流量的換熱器形式。
本發(fā)明的目的在于提供一種高效緊湊的新型液相或氣液兩相流體之間的小流量熱交換裝置。特別適用于作為中小型水環(huán)空調(diào)機(jī)作為冷凝器和蒸發(fā)器使用。可以提高空調(diào)機(jī)性能，縮小機(jī)器體積，降低機(jī)器成本。
本發(fā)明的技術(shù)方案是由一個(gè)兩頭封閉的金屬長(zhǎng)筒構(gòu)成本發(fā)明的外殼，將傳熱部件——回管簇置于其內(nèi)部。經(jīng)過(guò)焊接封閉接縫后，即構(gòu)成了一個(gè)回管換熱器?；毓艿墓艿纼?nèi)部空間為一路傳熱介質(zhì)的流道，而回管與換熱器外殼內(nèi)壁之間的空隙為另一路傳熱介質(zhì)的流道。兩路流體通過(guò)回管管壁交換熱量。
所謂回管簇由若干根回管組成，而回管用導(dǎo)熱性能良好的金屬管來(lái)回繞成腰圓型圈形成，類似回文針的形狀，圈數(shù)視需要而定，各圈之間可以平行或成一定夾角?？偠灾鋮^(qū)別于其他以銅管作為換熱部件的類似換熱器的根本特征就是管子在筒內(nèi)不是單程流向的，而是有一圈或一圈以上的來(lái)回，故取名為回管，亦有來(lái)回盤繞的意思。若干根回管緊密排列成近似換熱器外殼內(nèi)截面的形狀組成回管簇。為了加強(qiáng)殼程(筒內(nèi))流體的擾動(dòng)，便于在低流速下形成紊流，還可以以回管簇之中心軸線為軸將回管簇扭曲成螺旋狀，這樣可以得到螺旋回管。相對(duì)于此，沒(méi)有扭曲的，回管呈直線狀，稱為直線回管。需要說(shuō)明的是，一根加工好的回管可以是由一根完整的金屬管來(lái)回彎曲而成，還可以是由直管和U型彎頭經(jīng)焊接連接而成。
將做好的回管簇，放置于筒型外殼內(nèi)，回管之首尾端從換熱器外殼的兩端或一端伸出，為一路傳熱流體流經(jīng)換熱器之進(jìn)出口。外殼的兩頭各有一個(gè)從外殼內(nèi)部與外界相通的孔或者短接管，為另一路流體流經(jīng)換熱器之進(jìn)出口。
根據(jù)不同用途的需要，回管簇所包含的回管數(shù)量可以選擇從1至8根不等；根據(jù)不同用途的需要，每根回管所包含的回形環(huán)繞圈數(shù)可以選擇從1至20圈不等，可以是整數(shù)圈，如3圈或4圈等，也可以是非整數(shù)圈，如3圈半或4圈半等；根據(jù)不同用途的需要，螺旋回管簇的螺旋扭轉(zhuǎn)角可以是0～1440度之間任意一個(gè)角度。
根據(jù)不同用途的需要，為了擴(kuò)大換熱器容量和改變換熱器外型，可以若干個(gè)回管換熱器組合使用。
本發(fā)明的有益效果是，可以得到一種體積很小的高效換熱器，與具有相同應(yīng)用范圍的板式換熱器和套管換熱器相比，都有其非常突出的優(yōu)點(diǎn)。比之板式換熱器，價(jià)格便宜，故障少，耐臟堵，耐冰凍，而且是臥式放置；比之套管式換熱器，同樣工藝簡(jiǎn)單價(jià)格便宜，但是所占空間小很多，殼程的流動(dòng)阻力也小很多。
下面結(jié)合附圖和3個(gè)實(shí)施例——一個(gè)3組3圈(螺旋回管組件由3根螺旋回管組成，每一根螺旋回管自繞3圈)的螺旋回管換熱器，一個(gè)2組3圈的直線回管換熱器和一個(gè)由2個(gè)直線回管組合的而成的雙直線回管換熱器對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是板式換熱器，與本發(fā)明的結(jié)構(gòu)完全不同，從略；圖2是殼管式換熱器，由端蓋(1)、端板(2)、肋板(3)、換熱管(4)、殼體(5)、殼程進(jìn)出口(6)、端蓋螺栓(7)和管程進(jìn)出口(8)構(gòu)成。
圖3是盤形套管換熱器，由套管(9)、封頭(10)、進(jìn)出口接管(11)、換熱管(12)和分液器(13)構(gòu)成。
圖4是蛇形套管換熱器，由換熱管(14)、小封頭(15)、進(jìn)出口接管(16)、大封頭(17)和彎頭(18)構(gòu)成。
圖5是一個(gè)三組三圈的螺旋回管換熱器，由外殼(19)進(jìn)出口接管(20)、筒體(21)和螺旋回管組件(22)構(gòu)成；圖6是單根的回管，為扭轉(zhuǎn)前的初始形態(tài)，由一根長(zhǎng)金屬管自繞三圈而成，因?yàn)槠湫螤钊缤匚尼?，故稱其為回管。
圖7，為三根回管相隔120度圓周排列組成一個(gè)回管組；圖8，將回管組以其中心軸線為旋轉(zhuǎn)軸扭轉(zhuǎn)120度，成為螺旋回管組件。
將螺旋回管組件放入外殼內(nèi)，將螺旋回管的兩頭從外殼端板鉆好的孔中伸出，焊接好所有相接部件間的接縫，即完成一個(gè)基本的螺旋回管換熱器，如圖5。
圖9是一個(gè)2組三圈直線回管換熱器的正視圖?；毓艽貫?23)，外殼為(24)。
圖10是圖9的俯視圖?；毓艽貫?23)，外殼為(24)。
圖11是一個(gè)雙直線回管組合換熱器的正視圖，回管簇為(25)，外殼為(26)，2個(gè)回管換熱器串聯(lián)，管程連接管為(27)，殼程內(nèi)部串聯(lián)，共一套進(jìn)出口連接管(28)。
圖12是圖11的俯視圖。
回管換熱器的工作過(guò)程一路換熱介質(zhì)從外殼端頭的進(jìn)口進(jìn)入換熱器，在回管與外殼之間的空隙中流動(dòng)，另一路換熱介質(zhì)從回管的入口端進(jìn)入，在回管內(nèi)流動(dòng)。兩路流體通過(guò)回管的管壁進(jìn)行熱交換，熱交換完成后，兩路流體從各自的出口流出結(jié)束整個(gè)換熱過(guò)程。對(duì)于由2個(gè)或2個(gè)以上回管構(gòu)成的回管簇實(shí)際應(yīng)用時(shí)，根據(jù)需要可在回管簇的進(jìn)口端加裝分液器，出口端加裝集液器。
為了增加換熱功率，可以多個(gè)串聯(lián)或并聯(lián)甚至混聯(lián)使用。
從上面的圖示和文字說(shuō)明可以看出，回管換熱器是一種不同于殼管式和套管式換熱器的新型換熱器，其與殼管式換熱器的區(qū)別在于，一、其內(nèi)部的換熱管為多圈回管而不是普通的直管或半彎管；二、回管換熱器內(nèi)部沒(méi)有諸如端板和肋板等固定換熱管的輔助部件。其與套管換熱器的區(qū)別在于一、回管換熱器的外形為直筒形，而套管換熱器為盤形或蛇形，二、回管換熱器內(nèi)部的換熱管為多圈回管，套管內(nèi)部的換熱管是與外殼套管平行的單程管；回管換熱器與板式換熱器則無(wú)論內(nèi)部結(jié)構(gòu)還是外形都是截然不同。
權(quán)利要求
1.一種換熱器，由一個(gè)長(zhǎng)筒型外殼和置于其內(nèi)部的回管簇構(gòu)成，回管外壁與外殼內(nèi)壁間之空隙為一路傳熱介質(zhì)的流道，而回管的內(nèi)部空間為另一路傳熱介質(zhì)的流道，兩路流體通過(guò)回管的管壁進(jìn)行熱交換。其特征是在長(zhǎng)筒型換熱器外殼里內(nèi)置的換熱部件是由若干根回管組成的回管簇。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器，其特征是長(zhǎng)筒型換熱器外殼的兩頭各有一個(gè)連通外殼內(nèi)部與外界的孔或者短接管，為一路(殼程)流體進(jìn)出換熱器之進(jìn)出口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器，其特征是回管簇由N根回管組成，N＝1，2，3，4，5，6，7，8。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的換熱器，其特征是回管由金屬管來(lái)回繞M圈成類似回文針形狀，M＝1，1.5，2，2.5，3，3.5，……20，整數(shù)表示整圈，小數(shù)表示半圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的換熱器，其特征是組成回管簇的若干回管緊密排列成近似外殼內(nèi)截面的形狀，并以回管簇之中心軸線為軸扭轉(zhuǎn)成螺旋狀，其扭轉(zhuǎn)角取值范圍是0度——1440度中任一角度。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的換熱器，其特征是回管之U型彎，可以是由一根完整的金屬管彎曲而成，或是由直管和U型彎頭經(jīng)焊接或粘接連接而成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器，其特征是內(nèi)置回管簇之首尾端從筒狀外殼的兩端或一端伸出，為其中另一路流體進(jìn)出換熱器之進(jìn)出口。
全文摘要
一種新型換熱器，應(yīng)用于液相或氣液兩相流體間做熱交換裝置。由一個(gè)金屬長(zhǎng)筒構(gòu)成本發(fā)明的外殼，內(nèi)置回管簇作為傳熱部件?；毓艽氐墓艿纼?nèi)部空間為一路傳熱介質(zhì)的流道，而回管簇與換熱器外殼內(nèi)壁之間的空隙為另一路傳熱介質(zhì)的流道。該新型換熱器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單體積小，耐臟堵，耐冰凍，成本低，傳熱效率高，殼程流動(dòng)阻力小等諸多優(yōu)點(diǎn)。特別適用于與做小型制冷空調(diào)設(shè)備的冷凝器和蒸發(fā)器。
文檔編號(hào)F28D1/047GK1804529SQ200510031130
公開(kāi)日2006年7月19日 申請(qǐng)日期2005年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月11日
發(fā)明者彭建華 申請(qǐng)人:彭建華