專利名稱：螺旋盤管式換熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種不同溫度介質(zhì)間進(jìn)行熱交換的裝置，具體地說(shuō)是一種螺旋盤管式 換熱裝置。
背景技術(shù)：
在能源、石油、化工等行業(yè)及居民日常生活中都會(huì)用到熱交換裝置，現(xiàn)有熱交換裝 置包括管殼式、套管式、螺旋板式等，換熱器按其冷熱流體相互間的流動(dòng)方式來(lái)分，包括順 流、逆流、交叉流等方式；按冷熱流體各自的流動(dòng)方式可分為管內(nèi)直流、波流、旋流，管外繞 流、折流、旋流等。其中，冷熱流體相互逆流且各自旋流為換熱效果較理想的一種方式，螺旋 板式換熱器就屬于此類，如中國(guó)發(fā)明專利ZL992082013公開了一種“螺旋板換熱器”，由冷、 熱媒進(jìn)出口與螺旋式卷曲的換熱板構(gòu)成，在其結(jié)構(gòu)中有冷媒、熱媒兩個(gè)螺旋通道，冷熱媒間 可逆流換熱，但螺旋板式換熱器存在如下弊?、賹?duì)換熱板的強(qiáng)度要求較高，厚度要求是一般碳鋼板為4mm，不銹鋼板為3mm，承 壓能力有限，另因體大量重，耗材嚴(yán)重，且影響換熱效率，導(dǎo)致能源浪費(fèi)；②兩通道內(nèi)存在壓差時(shí)，壓力小的一側(cè)的螺旋板在強(qiáng)度上也需按照壓力大的一側(cè) 進(jìn)行設(shè)計(jì)，這種情況導(dǎo)致壓差過大時(shí)，存在材料浪費(fèi)現(xiàn)象。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，是提供一種螺旋盤管式換熱裝置，螺旋盤管內(nèi)為一介 質(zhì)通道，管外壁與殼體間形成另一螺旋介質(zhì)通道，要進(jìn)行熱交換的兩介質(zhì)相互逆向、旋流換 熱。該換熱裝置較之螺旋板換熱器在不增加管道長(zhǎng)度的前提下，換熱面積大大增加，換熱效 率、能源利用度提高，管壁厚度減小，結(jié)構(gòu)緊湊、體小質(zhì)輕，承壓能力高，密封效果好，不發(fā)生 串流現(xiàn)象。本發(fā)明要解決上述的技術(shù)問題，是通過以下的技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的—種螺旋盤管式換熱裝置，包括帶有一次介質(zhì)進(jìn)、出口與二次介質(zhì)進(jìn)、出口的筒 體，筒體內(nèi)設(shè)有中心管、以中心管為軸心呈螺旋漸開狀的螺旋盤管，螺旋盤管于軸心一端與 中心管相連通，所述螺旋盤管有至少兩根，管間并排無(wú)隙設(shè)置成螺旋盤管組，位于螺旋盤管 組邊緣處的兩根外端螺旋盤管分別于垂直于中心管的外側(cè)壁處與筒體相應(yīng)處的內(nèi)壁間無(wú) 隙固定聯(lián)接；螺旋盤管組的外壁與筒體內(nèi)壁間為一螺旋漸開狀管外通道；由螺旋盤管組與 中心管組成螺旋漸開狀管內(nèi)通道；管內(nèi)通道與管外通道其中之一接于一次介質(zhì)的進(jìn)、出間 口間，相應(yīng)地另一通道接于二次介質(zhì)的進(jìn)、出間口間。作為本發(fā)明的優(yōu)化，所述相鄰螺旋盤管間于它們的螺旋漸開線的相應(yīng)螺旋圈處焊 接固定。所述螺旋盤管組的螺旋盤管相互錯(cuò)置地與中心管相接通。位于螺旋盤管組邊緣處的兩根外端螺旋盤管各自的螺旋漸開線的圈間固定聯(lián)接 有圓鋼，即該兩根外端螺旋盤管各自的螺旋漸開線的圈間縫隙處設(shè)有一螺旋漸開狀的圓鋼，該兩根外端螺旋盤管分別與相應(yīng)圓鋼固聯(lián)為一無(wú)隙環(huán)形盤面。所述圓鋼與外端螺旋盤管間焊接固定。本發(fā)明的工作過程進(jìn)行換熱的兩種溫度不同的介質(zhì)分別于入口處通入，并于各 自的旋流通道中進(jìn)行逆流熱交換，并經(jīng)介質(zhì)出口流出。管內(nèi)宜通高溫、高壓流體，相應(yīng)地管 外宜通低壓、低溫的流體。該換熱裝置可用氣_氣、液_液、氣_液間的熱交換。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是①管內(nèi)通道與管外通道均為螺旋漸開狀流體通道，可實(shí)現(xiàn)一次介質(zhì)與二次介質(zhì)均 可逆向、旋流前進(jìn)，進(jìn)行熱交換。該換熱裝置較之螺旋板換熱器在不增加管道長(zhǎng)度的前提 下，因換熱面積大大增加，且因?yàn)槭悄媪鳠峤粨Q，故換熱效率、能源利用度提高；管壁厚度減 小，結(jié)構(gòu)緊湊、體小質(zhì)輕，承壓能力高。②相鄰螺旋盤管間焊接固定，密封效果好，不發(fā)生串流現(xiàn)象。③螺旋盤管相互錯(cuò)置地與中心管相接通，可保證中心管的受力均勻，不易出現(xiàn)漏 點(diǎn)，從而不發(fā)生串流現(xiàn)象。強(qiáng)度不受影響，④外端螺旋盤管螺旋漸開線的圈間固聯(lián)圓鋼，圓鋼的直徑為圓間間距，用于保證 管外通道的徑向尺寸。環(huán)形盤面的內(nèi)環(huán)為中心管的外徑處。⑤圓鋼與外端螺旋盤管間焊接固定，可進(jìn)一步保證密封效果與整個(gè)螺旋體的強(qiáng) 度、承壓能力，不易變形，延長(zhǎng)使用壽命。⑥適用于兩通道壓差大的情況，由于螺旋盤管承壓能力高，所以管內(nèi)通高壓介質(zhì)， 管外通低壓介質(zhì)。綜上，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比其所取得的技術(shù)進(jìn)步在于兩介質(zhì)于各自的螺旋狀 通道內(nèi)逆流行進(jìn)實(shí)現(xiàn)換熱，較之螺旋板換熱器在不增加管道長(zhǎng)度的前提下，換熱面積大大 增加，換熱效率、能源利用度提高，管壁厚度減小，結(jié)構(gòu)緊湊、體小質(zhì)輕，承壓能力高，密封效 果好，不發(fā)生串流現(xiàn)象。本發(fā)明適用于能源、石油、化工、日常生活等領(lǐng)域，可作為鍋爐、熱水器、冷卻塔等 器件的熱交換裝置，也可單獨(dú)使用，用來(lái)使不同溫度的兩流體間的熱交換。本發(fā)明下面將結(jié)合說(shuō)明書附圖及具體實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的主視圖；圖2為圖1的左視圖；圖3是圖2的I-I視圖的放大圖；圖4是圖2的局部放大圖；圖5為圖4的側(cè)視圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例二的主視圖；圖7為圖6的俯視圖；圖8為圖7中中心隔板的右視圖。圖中1—鞍座，2-接管，3-堵板，4-接管，5-法蘭，6—筒體，7-接管，8-半管， 9_角鋼，10-銘牌座，11-連接板，12、121、122-圓鋼，13、131、132—螺旋盤管，14-螺旋盤管 組，15-中心管，16-中心隔板；A為一次介質(zhì)入口，B為一次介質(zhì)出口，C為二次介質(zhì)入口，D為二次介質(zhì)出口 ；A-D標(biāo)注旁箭頭表示流體流動(dòng)方向。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一圖1一圖5所示為一種臥式螺旋盤管式換熱裝置，金屬質(zhì)。該換熱裝置包括帶有一次介質(zhì)入口 A與出口 B、二次介質(zhì)入口 C與出口 D的筒體 6，如圖1所示。參考圖2，筒體6內(nèi)設(shè)有中心管15為軸心呈螺旋漸開狀的螺旋盤管13，螺 旋盤管13于軸心一端與中心管相連通。參考圖3，螺旋盤管13有多根，它們并排無(wú)隙設(shè)置成螺旋盤管組14，螺旋盤管13 于外壁上中心管15上相互錯(cuò)設(shè)置(參考圖2、圖4、圖5)。相鄰螺旋盤管13間于它們的螺 旋漸開線的相應(yīng)螺旋圈處焊接固定。位于螺旋盤管組14邊緣處的兩根外端螺旋盤管131、132各自的螺旋漸開線的圈 間固定焊接有圓鋼121、122 即該兩根外端螺旋盤管131、132各自的螺旋漸開線的圈間縫 隙處焊有一螺旋漸開狀的圓鋼121、122。該兩根外端螺旋盤管131、132分別與相應(yīng)圓鋼 121、122焊接固聯(lián)后成一無(wú)隙環(huán)形盤面，其內(nèi)環(huán)處為中心管外緣。環(huán)形盤面于外側(cè)處與筒體 6相應(yīng)處的內(nèi)壁間焊接固定。螺旋盤管組14的外壁與筒體6內(nèi)壁間為一螺旋漸開狀管外通道；由螺旋盤管組 14與中心管15組成螺旋漸開狀管內(nèi)通道。管內(nèi)通道通過角鋼9、半管8等接于二次介質(zhì)的 入口 C與出口 D間，管外通道通過接管2、堵板3、接管4和法蘭5等接于一次介質(zhì)的入口 A 與出口 B間。管內(nèi)通道的外圈與筒體6內(nèi)壁間還焊接有平行軸向設(shè)置的連接板11，用于加 固定型。該換熱裝置的下部為鞍座1，用于支撐筒體6。筒體6上設(shè)有銘牌座10，記載有產(chǎn)品的相關(guān)信息。實(shí)施例二圖6—圖8所示為一種立式螺旋盤管式換熱裝置，金屬質(zhì)。該換熱裝置包括帶有一次入口 A與出口 B、二次介質(zhì)入口 C與出口 D的筒體6，如 圖6所示。參考圖7、圖8，筒體6內(nèi)設(shè)有中心管15、以中心管15為軸心呈螺旋漸開狀的螺 旋盤管13，螺旋盤管13于軸心一端與中心管相連通。參考圖7、圖8，螺旋盤管13有多根，它們并排無(wú)隙設(shè)置成螺旋盤管組14，螺旋盤管 13于中心管15內(nèi)設(shè)置的中心隔板16上相互錯(cuò)置地與中心管6接通。相鄰螺旋盤管13間 于它們的螺旋漸開線的相應(yīng)螺旋圈處焊接固定。位于螺旋盤管組14邊緣處的兩根外端螺旋盤管131、132各自的螺旋漸開線的圈 間固定焊接有圓鋼121、122 即該兩根外端螺旋盤管131、132各自的螺旋漸開線的圈間縫 隙處焊有一螺旋漸開狀的圓鋼121、122。該兩根外端螺旋盤管131、132分別與相應(yīng)圓鋼 121、122焊接固聯(lián)后成一無(wú)隙環(huán)形盤面，其內(nèi)環(huán)處為中心管外緣。環(huán)形盤面于外側(cè)處與筒體 6相應(yīng)處的內(nèi)壁間焊接固定。螺旋盤管組14的外壁與筒體6內(nèi)壁間為一螺旋漸開狀管外通道；由螺旋盤管組 14與中心管15組成螺旋漸開狀管內(nèi)通道；管內(nèi)通道接于二次介質(zhì)的入口 C與出口 D間，管 外通道接于一次介質(zhì)的入口 A與出口 B間。
5[0046] 當(dāng)然，本發(fā)明的具體實(shí)施方式
不限于上述的具體實(shí)施例，其各種特征可以有多種 形式的組合與變換，如介質(zhì)出口與介質(zhì)入口可以同時(shí)進(jìn)行對(duì)換，另外還可設(shè)于其它位置， 當(dāng)換熱過程中介質(zhì)存在氣-液或液-氣相變現(xiàn)象時(shí)，氣體口要高于液體口 ；螺旋盤管的具體 數(shù)量與螺旋圈的圈距可根據(jù)需要確定；產(chǎn)品可為立式、臥式，也可任意方向設(shè)置等。但凡是 依據(jù)本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的技術(shù)特征所實(shí)現(xiàn)的螺旋盤管式換熱裝置，即通過多根螺旋 盤管組無(wú)隙排列后，卷曲成螺旋漸開狀從而形成螺旋狀的管內(nèi)通道與螺旋狀的管外通道， 以實(shí)現(xiàn)兩流體的逆向旋流換熱的換熱裝置，都認(rèn)為不脫離本發(fā)明的精髓，落入本發(fā)明的保 護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種螺旋盤管式換熱裝置，包括帶有一次介質(zhì)進(jìn)、出口與二次介質(zhì)進(jìn)、出口的筒體，筒體內(nèi)設(shè)有中心管、以中心管為軸心呈螺旋漸開狀的螺旋盤管，螺旋盤管于軸心一端與中心管相連通，其特征在于所述螺旋盤管有至少兩根，管間并排無(wú)隙設(shè)置成螺旋盤管組，位于螺旋盤管組邊緣處的兩根外端螺旋盤管分別于垂直于中心管的外側(cè)壁處與筒體相應(yīng)處的內(nèi)壁間無(wú)隙固定聯(lián)接；螺旋盤管組的外壁與筒體內(nèi)壁間為一螺旋漸開狀管外通道；由螺旋盤管組與中心管組成螺旋漸開狀管內(nèi)通道；管內(nèi)通道與管外通道其中之一接于一次介質(zhì)的進(jìn)、出間口間，相應(yīng)地另一通道接于二次介質(zhì)的進(jìn)、出間口間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋盤管式換熱裝置，其特征在于所述相鄰螺旋盤管間于 它們的螺旋漸開線的相應(yīng)螺旋圈處焊接固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的螺旋盤管式換熱裝置，其特征在于所述螺旋盤管組的 螺旋盤管相互錯(cuò)置地與中心管相接通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的螺旋盤管式換熱裝置，其特征在于位于螺旋盤管組邊 緣處的兩根外端螺旋盤管各自的螺旋漸開線的圈間固定聯(lián)接有圓鋼，即該兩根外端螺旋盤 管各自的螺旋漸開線的圈間縫隙處設(shè)有一螺旋漸開狀的圓鋼，該兩根外端螺旋盤管分別與 相應(yīng)圓鋼固聯(lián)為一無(wú)隙環(huán)形盤面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的螺旋盤管式換熱裝置，其特征在于所述圓鋼與外端螺旋盤 管間焊接固定。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種螺旋盤管式換熱裝置，它包括帶有介質(zhì)進(jìn)出口及中心管的筒體，筒體內(nèi)多根螺旋盤管并排無(wú)隙設(shè)置后以中心管為軸心呈螺旋漸開狀；螺旋盤管組的外壁與筒體內(nèi)壁間為一螺旋漸開狀管外通道；由螺旋盤管組與中心管組成螺旋漸開狀管內(nèi)通道，兩介質(zhì)分別于兩相互獨(dú)立的螺旋漸開狀通道內(nèi)進(jìn)行逆向流換熱。該裝置在不增加管道長(zhǎng)度的前提下，換熱面積大大增加，換熱效率、能源利用度提高，管壁厚度減小，結(jié)構(gòu)緊湊、體小質(zhì)輕，承壓能力高，密封效果好，不發(fā)生串流現(xiàn)象。本實(shí)用新型適用于能源、石油、化工、日常生活等領(lǐng)域，可作為鍋爐、熱水器、冷卻塔等器件的熱交換裝置，也可單獨(dú)使用，在不同溫度的氣-氣、液-液或氣-液兩流體間進(jìn)行熱交換。
文檔編號(hào)F28D7/02GK201607144SQ20102012547
公開日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月9日
發(fā)明者馮青秀, 張秋寧, 楊澤林, 白健康, 謝建斌, 霍現(xiàn)霞 申請(qǐng)人:石家莊市石換換熱環(huán)保有限公司