熱交換器的制造方法
【專利摘要】一種熱交換器（100），其包括第一細(xì)長(zhǎng)管件（1）、設(shè)置在第一細(xì)長(zhǎng)管件（1）內(nèi)的第二細(xì)長(zhǎng)管件（2），由此，在第二細(xì)長(zhǎng)管件（2）的外表面（8）和第一細(xì)長(zhǎng)管件（1）的內(nèi)表面（7）之間形成第一流動(dòng)路徑（F1）。第三細(xì)長(zhǎng)管件（3）設(shè)置在第二細(xì)長(zhǎng)管件內(nèi)（2），由此，在第三細(xì)長(zhǎng)管件（3）的外表面（10）和第二細(xì)長(zhǎng)管件（2）的內(nèi)表面（9）之間形成第二流動(dòng)路徑（F2）。細(xì)長(zhǎng)管件（1、2、3）的各壁（5）設(shè)置有至少一個(gè)螺旋形的波紋部（4），以在流動(dòng)路徑（F1、F2、F3）中的流體內(nèi)形成湍流。波紋部（4）提高熱交換并減少水垢的形成。
【專利說明】熱交換器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及傳熱到流體或在流體之間傳熱的裝置，具體地但不排外地來說，涉及適用于制冷或空調(diào)裝置中蒸發(fā)器、冷凝器、過熱蒸氣減溫器或再冷卻器的熱交換器。
【背景技術(shù)】
[0002]許多工藝過程需要有效地將熱量傳遞到流體或在流體之間傳熱。一種公知的在流體之間進(jìn)行熱交換的方法是“管-中-管”熱交換器。該類型熱交換器具有位于第二管件內(nèi)的第一管件。處于一種溫度下的流體流過內(nèi)管件，同時(shí)處于第二種溫度下的流體在內(nèi)管外壁和外管內(nèi)壁之間的環(huán)形中移動(dòng)。熱量通過內(nèi)管的壁在流體之間傳熱。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)主要方面，提供一種熱交換器，其包括第一細(xì)長(zhǎng)管件、第二細(xì)長(zhǎng)管件和第三細(xì)長(zhǎng)管件，第二細(xì)長(zhǎng)管件設(shè)置在第一細(xì)長(zhǎng)管件內(nèi)，由此，在第二細(xì)長(zhǎng)管件的外表面和第一細(xì)長(zhǎng)管件的內(nèi)表面之間形成第一流動(dòng)路徑，而第三細(xì)長(zhǎng)管件設(shè)置在第二細(xì)長(zhǎng)管件內(nèi)，由此，在第三細(xì)長(zhǎng)管件的外表面和第二細(xì)長(zhǎng)管件的內(nèi)表面之間形成第二流動(dòng)路徑。細(xì)長(zhǎng)管件的每個(gè)壁設(shè)置有至少一個(gè)螺旋形的波紋部，以在流動(dòng)路徑內(nèi)形成流體的湍流。波紋部較佳地沿著管件的整個(gè)長(zhǎng)度延伸。每個(gè)波紋部較佳地具有非對(duì)稱的輪廓，尤其是，倒圓的鋸齒形輪廓。第三細(xì)長(zhǎng)管件的內(nèi)表面可形成第三流動(dòng)路徑，或它可含有加熱元件。
[0004]本實(shí)用新型優(yōu)選的實(shí)施例提供熱交換器，其允許在兩個(gè)以上流體之間熱交換，和/或其中一個(gè)在流體中形成湍流，以改進(jìn)熱交換效率和提供自凈效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0005]圖1是本實(shí)用新型熱交換器的示意側(cè)視圖，為清楚起見，外部波紋部未予示出。
[0006]圖2是通過A-A橫截面的圖1中部分B的放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0007]首先參照?qǐng)D1和2，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的熱交換器總的用箭頭100表示。熱交換器可采用任何合適的流體或流體的組合。這里所用的術(shù)語(yǔ)“流體”包括液體、氣體和蒸氣態(tài)。熱交換器100可用于目標(biāo)f流體的加熱或冷卻。
[0008]熱交換器100包括第一細(xì)長(zhǎng)管件1、設(shè)置在第一細(xì)長(zhǎng)管件內(nèi)的第二細(xì)長(zhǎng)管件2，以及設(shè)置在第二細(xì)長(zhǎng)管件2內(nèi)的第三細(xì)長(zhǎng)管件3。管件1、2、3最好為同軸，但中心軸線稍許的偏移也是允許的。
[0009]每個(gè)管件1、2、3具有至少一個(gè)形成在管件的壁5內(nèi)的螺旋形波紋部4。該波紋部較佳地沿著管件1、2、3的大部分長(zhǎng)度延伸，最佳地沿著它們?nèi)L(zhǎng)延伸，但在其任一端可設(shè)置有短的無(wú)波紋部的引入和/或引出部分。每個(gè)管可設(shè)置有單頭起始的波紋部或多頭起始的波紋部。[0010]在優(yōu)選的實(shí)施例中，每個(gè)管件1、2、3中的波紋部形成為相同的角度。然而，由于管子的直徑不同，各個(gè)管上的波紋部可相對(duì)于其它管上的波紋部交錯(cuò)。
[0011]如圖2所示，在優(yōu)選的實(shí)施例中，波紋部4具有非對(duì)稱的外形，最好是倒圓的鋸齒形輪廓6。波紋部4可用任何合適的方法形成，但最好使用冷成型輪冷加工形成，就如公開的PCT說明書W09407071中所描述的，其題為“螺旋形波紋部管的制造”，本文以參見方式引入其全部?jī)?nèi)容。在優(yōu)選的實(shí)施例中，每個(gè)所述管件由銅形成，但也可采用其它合適的材料，它們?yōu)楸尽炯夹g(shù)領(lǐng)域】?jī)?nèi)技術(shù)人員所熟悉。
[0012]如圖2所示，在一優(yōu)選的實(shí)施例中，第一和第三管子1、3布置成使波紋部4A、4C具有第一定向，而第二管件2布置成使波紋部4B具有相反的第二定向。
[0013]管件1、2、3的直徑選定為使得第一流動(dòng)路徑Fl形成在第一管件I的內(nèi)表面7和第二管件2的外表面8之間，而第二流動(dòng)路徑F2形成在第二管件2的內(nèi)表面9和第三管件3的外表面10之間。在一優(yōu)選的實(shí)施例中，第三管件3的內(nèi)表面11形成第三流動(dòng)路徑F3。然而，在其它的實(shí)施例中，第三管件3的內(nèi)部可包含電加熱元件或類似的元件。當(dāng)熱交換器100用作制冷或空調(diào)裝置的蒸發(fā)器或過熱蒸氣減溫器時(shí)，這可特別用來防止第二流動(dòng)路徑中加熱流體結(jié)凍的可能性。
[0014]波紋部4的效應(yīng)是在任何的流動(dòng)路徑中在流體流動(dòng)中引起湍流或紊流。該湍流或紊流提高流體和壁5之間的傳熱。由于管件的壁5的內(nèi)外表面是波紋部的，波紋部4在管件1、2、3的內(nèi)表面7、9、11上流動(dòng)的流體以及在外表面8、10上流動(dòng)的流體中造成湍流。
[0015]螺旋形波紋部4趨于在管件1、2、3的壁附近對(duì)流體施加轉(zhuǎn)動(dòng)的或漩渦的運(yùn)動(dòng)，以及形成湍流。這有助于在流體內(nèi)混合多個(gè)熱分層，并使通過管件壁5的傳熱為最大，還有助于阻止水垢和沉淀物附著在壁5上。
[0016]在優(yōu)選的實(shí)施例中，流動(dòng)路徑F1、F2、F3具有各自的入口 20、21、22和出口 23、24、25，它們布置成使第一和第三流動(dòng)路徑F1、F3內(nèi)的流體沿第一方向流動(dòng)，而第二流動(dòng)路徑F2內(nèi)的流體沿相反的第二方向流動(dòng)，由此，熱交換器在“對(duì)流”構(gòu)造中運(yùn)行，這為本【技術(shù)領(lǐng)域】?jī)?nèi)技術(shù)人員所熟知。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)流動(dòng)路徑可包含不同的流體和/或不同溫度的流體。然而，在其它的實(shí)施例中，第一和第三流動(dòng)路徑F1、F3可包含相同的流體和/或基本上相同溫度的流體。在某些實(shí)施例中，通向第一和第三流動(dòng)路徑F1、F3的入口可連接到公共流體源。
[0017]在具有鋸齒形輪廓波紋部的實(shí)施例中，入口 20、21、22和出口 23、24、25布置成使其各自的流體朝向鋸齒形構(gòu)造的較長(zhǎng)面的方向流動(dòng)(不是朝向相對(duì)垂直的面)，以減小波紋部造成的壓降。
[0018]在一個(gè)實(shí)施例中，本實(shí)用新型構(gòu)造成額定功率為30kW的蒸發(fā)器，并有30kW的制冷冷卻器。 申請(qǐng)人:的試驗(yàn)顯示傳熱系數(shù)為41Kw/m2。對(duì)比之下，額定功率也為30kW的傳統(tǒng)的增加表面的管-內(nèi)-管熱交換器，在用于相同裝置時(shí)提供的傳熱系數(shù)僅為23Kw/m2。本實(shí)用新型以較低的傳熱表面面積達(dá)到較大的傳熱系數(shù)，這表明本實(shí)用新型在流體內(nèi)產(chǎn)生了增加的瑞流。
[0019]本實(shí)用新型的熱交換器100還可應(yīng)用于諸如消防消聲器、車輛消音器和空氣壓縮機(jī)出口的減音的應(yīng)用中。
[0020]除非文中另有明白地要求，否則，在全部的描述和權(quán)利要求書中，詞語(yǔ)“包括”、“包含”等應(yīng)看作包含在內(nèi)的含義，而不是排外的或詳盡無(wú)遺留的含義，這就是說，表示“包括但不限于”的含義。
【權(quán)利要求】
1.一種熱交換器，所述熱交換器包括第一細(xì)長(zhǎng)管件、設(shè)置在第一細(xì)長(zhǎng)管件內(nèi)的第二細(xì)長(zhǎng)管件，由此，在第二細(xì)長(zhǎng)管件的外表面和第一細(xì)長(zhǎng)管件的內(nèi)表面之間形成第一流動(dòng)路徑，其特征在于， 熱交換器還包括設(shè)置在第二細(xì)長(zhǎng)管件內(nèi)的第三細(xì)長(zhǎng)管件，由此，在第三細(xì)長(zhǎng)管件的外表面和第二細(xì)長(zhǎng)管件的內(nèi)表面之間形成第二流動(dòng)路徑，其中，各個(gè)所述細(xì)長(zhǎng)管件的壁設(shè)置有至少一個(gè)螺旋形的波紋部。
2.如權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征在于，每個(gè)所述波紋部基本上沿著各自管件的整個(gè)長(zhǎng)度延伸。
3.如權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征在于，每個(gè)螺旋形的所述波紋部具有非對(duì)稱的外形。
4.如權(quán)利要求3所述的熱交換器，其特征在于，所述螺旋形波紋部具有倒圓的鋸齒形輪廓。
5.如權(quán)利要求4所述的熱交換器，其特征在于，所述第一和第三細(xì)長(zhǎng)管件的波紋部沿第一方向定向，所述第二細(xì)長(zhǎng)管件的波紋部沿與第一方向相反的第二方向定向。
6.如權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征在于，所述波紋部適于在使用中在各個(gè)所述流動(dòng)路徑內(nèi)的流體流中產(chǎn)生湍流。
7.如權(quán)利要求2、3、4、5或6所述的熱交換器，其特征在于，所述第三細(xì)長(zhǎng)管件的內(nèi)表面形成第三流動(dòng)路徑。
8.如權(quán)利要求7所述的熱交換器，其特征在于，每個(gè)所述細(xì)長(zhǎng)管件具有各自的入口和出口，所述入口和出口設(shè)置成使用中通過所述第二流動(dòng)路徑的流體流沿與在所述第一流動(dòng)路徑和所述第三流動(dòng)路徑內(nèi)的流體流相反的方向中流動(dòng)。
9.如權(quán)利要求8所述的熱交換器，其特征在于，所述第一流動(dòng)路徑和所述第三流動(dòng)路徑的入口連接到公共流體源。
10.如權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征在于，所述第三細(xì)長(zhǎng)管件包括電加熱元件。
【文檔編號(hào)】F25B39/04GK203489539SQ201320548393
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月4日
【發(fā)明者】R·M·英尼斯, M·J·凱特 申請(qǐng)人:節(jié)能概念有限公司