CN101162135A - 多头螺纹套管热交换器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热交换器，尤其是涉及一种多头螺纹套管热交换器。其主要是解决现有技术所存在的换能器的翅片只有单道，导热面积较小，接触热阻与流体阻力较大；并且螺旋型翅片的间隔高度较高，接触交换能力不高的问题；本发明还解决了换能管内部为直管型，冷媒流动时接触面积较小，紊流差，换热效率较低等的技术问题。本发明包括保温管(1)，保温管(1)内套接有外套管(2)，外套管(2)两端连接有双导头(5)，外套管(2)内设有芯管(3)，外套管(2)与芯管(3)之间设有螺纹翅片(4)，翅片固定在芯管(3)的外表面，其特征在于所述的螺纹翅片(4)为均匀分布的2～6道。

Description

多头螺纹套管热交换器

技术领域

本发明涉及一种热交换器，尤其是涉及一种对多头螺纹套管热交换器等结构的改良。

背景技术

套管式热交换器是由两种直径的管子套在一起组成。传统的套管式热交换器的结构形式是：一支金属外管一支金属芯管，通过焊接形成。它的弊端是：以水为交换载体，只能用于高温交换，低温下水冻结会破坏热交换器；热交换面积小，热传导率低；它应用于制冷设备，尤其是空调机组只能作为冷凝器。中国专利公开了一种套管式防冻换能器(授权公开号：CN 2847202Y)，它主要包括有水分配器，高齿螺旋换能管，水套管，压合套，锁紧螺母和密封圈，水分配器中央螺纹连接的水套管由压合套固定连接，水分配器内腔套接高齿螺旋换能管，两头由密封圈和锁紧螺母连接。但这种换能器的翅片只有单道，导热面积较小，接触热阻与流体阻力较大；并且螺旋型翅片的间隔高度较高，接触交换能力不高。另外换能管内部为直管型，冷媒流动时接触面积较小，紊流差，换热效率较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种多头螺纹套管热交换器，其主要是解决现有技术所存在的换能器的翅片只有单道，导热面积较小，接触热阻与流体阻力较大；并且螺旋型翅片的间隔高度较高，接触交换能力不高的问题；本发明还解决了换能管内部为直管型，冷媒流动时接触面积较小，紊流差，换热效率较低等的技术问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本发明的多头螺纹套管热交换器，包括保温管，保温管内套接有外套管，外套管两端连接有双导头，外套管内设有芯管，外套管与芯管之间设有螺纹翅片，翅片固定在芯管的外表面，其特征在于所述的螺纹翅片为均匀分布的2～6道，每道螺纹翅片的头部间隔60°～180°。双导头的两端为制冷剂管的进出孔，进出口，中间端为水的进出口。作为载体介质水与冷媒在交换器内，以包容和管道表面交换方式形成，其进出口互为相反的方向。芯管的外壁加工多头螺纹翅片，多头螺纹翅片增大导热面积、减少接触热阻与流体阻力；流体阻力减少可相应降低翅片高度；翅片高度降低交换更加贴近芯管，增强接触交换能力；同时可以将套管交换器直径做小，节省材料、降低造型难度、减少变形。

作为优选，所述的芯管内部设有内螺纹，可以增大冷媒与管壁接触的面积，同时使冷媒产生紊流，加快与管外介质水的热交换。

作为优选，所述的外套管的外表面设有凸棱，外套管的两端与双导头之间卡接有抱压套。凸棱起到加强作用。双导头内端的退拔口压入外套管内径，用机械压紧方式通过抱压套压合固定，将外套管的内径与双导头上的退拔口密封压合。

作为优选，所述的双导头一端的芯管孔连接有固定螺母，芯管孔内部与芯管之间设有密封圈。有密封圈和固定螺母的双导头，装配为有伸缩能力的柔性密封形式，用以消除水结冰膨胀轴向张力的破坏作用。

作为优选，所述的芯管孔与芯管的外径共轴心滑动连接，便于安装。

作为优选，所述的螺纹翅片为2道，每道螺纹翅片的头部间隔180°。两道螺纹翅片间隔设置，增大交换面积。

作为优选，所述的多头螺纹套管热交换器的形状为“U”型或“O”型或“S”型。本实用新型可根据需要设计成不同直径和长度，其可安装为串联或并联的形式。

作为优选，所述的外套管的为塑性材料外套管，芯管为金属芯管。外套管采用塑性材料管消除水结冰体积膨胀的径向张力；轴向上采用柔性密封形式以消除水结冰膨胀的轴向张力，完全克服了水结冰体积膨胀的破坏力。实现套管式交换器的防冻功能。

因此，本发明具有将芯管的外壁逆向加工多头螺纹翅片，多头螺纹翅片增大导热面积、减少接触热阻与流体阻力，降低翅片高度使得交换更加贴近芯管，增强接触交换能力的特点；本发明还具有芯管为内螺纹管，冷媒流动时接触面积较大，紊流好，换热效率较高，结构简单、合理等特点。

附图说明

附图1是本发明的一种结构示意图；

附图2是图的A-A剖面结构示意图；

附图3是图2的B部放大结构示意图；

附图4是本发明芯管的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本例的多头螺纹套管热交换器，如图1、图2，有一个保温管1，保温管内套接有塑性材料制成的外套管2。外套管2的外表面设有凸棱2-1，外套管两端连接有“T”型的三通双导头5，如图3，外套管的两端与双导头5之间卡接有抱压套6。外套管2内设有芯管3，芯管为金属制成的内螺纹管，外套管2与芯管3之间设有螺纹翅片4，如图4，螺纹翅片4为间隔设置的2道，每道螺纹翅片的头部间隔180°，翅片固定在芯管3的外表面。双导头5一端的芯管孔5-1连接有固定螺母7，芯管孔5-1内部与芯管3之间设有密封圈8，芯管孔5-1与芯管3的外径为共轴心滑动连接。两个双导头5的中间端分别设有进水口9与出水口10，芯管3的两端分别有制冷剂进口11与制冷剂出口12，进水口9与制冷剂出口12同处一端，出水口10与制冷剂进口11同处一端。

多头螺纹套管热交换器完成组装后为相对密闭容器，既阻止水泄漏，又可以在破坏张力下伸缩。芯管3外加工多头螺纹翅片4，螺纹翅片外套塑性加强外套管2；将抱压套6套入外套管2后装上双导头5；双导头5一端的芯管孔5-1与芯管3的外径共轴心滑动配合；双导头5另一端的退拔口5-2压入外套管2内径；用机械压紧方式通过抱压套6压合固定，将外套管的内径与双导头5上的退拔口5-2密封压合。密封圈8共轴通过芯管3外径装入双导头5一端芯管孔5-1的凹槽内，由固定螺母7内平面通过密封圈将芯管3的外径与双导头5柔性密封，完成一头安装后从另一端套入保温管1。交换器另一端同方案装配完成。

水流向工作原理：由进水口9进入的水，在外套管2内壁与多头螺纹翅片4外表面绕多头翅片旋转流动推进，最后从出水口10排出。

制冷剂流向工作原理：由制冷剂进口11进入的制冷剂，在芯管3内壁通过内螺纹旋转流动，最后从制冷剂出口12流出。

水始终包容制冷剂，沿多头螺纹旋转流动，制冷剂为沿芯管内壁旋转流动，由此完成全部的逆向旋转交换运动。使整个流程在每一单位截面上，始终保持有利交换的温差，完成高效能量转换。

Claims (9)

1.一种多头螺纹套管热交换器，包括保温管(1)，保温管(1)内套接有外套管(2)，外套管(2)两端连接有双导头(5)，外套管(2)内设有芯管(3)，外套管(2)与芯管(3)之间设有螺纹翅片(4)，翅片固定在芯管(3)的外表面，其特征在于所述的螺纹翅片(4)为均匀分布的2～6道。

2.根据权利要求1所述的多头螺纹套管热交换器，其特征在于所述的芯管(3)内部设有内螺纹。

3.根据权利要求1或2所述的多头螺纹套管热交换器，其特征在于所述的外套管(2)的外表面设有凸棱(2-1)，外套管的两端与双导头(5)之间卡接有抱压套(6)。

4.根据权利要求1或2所述的多头螺纹套管热交换器，其特征在于所述的双导头(5)一端的芯管孔(5-1)连接有固定螺母(7)，芯管孔(5-1)内部与芯管(3)之间设有密封圈(8)。

5.根据权利要求3所述的多头螺纹套管热交换器，其特征在于所述的双导头(5)一端的芯管孔(5-1)连接有固定螺母(7)，芯管孔(5-1)内部与芯管(3)之间设有密封圈(8)。

6.根据权利要求5所述的多头螺纹套管热交换器，其特征在于所述的芯管孔(5-1)与芯管(3)的外径共轴心滑动连接。

7.根据权利要求1所述的多头螺纹套管热交换器，其特征在于所述的螺纹翅片(4)为2道，每道螺纹翅片的头部间隔180°。

8.根据权利要求1所述的多头螺纹套管热交换器，其特征在于所述的多头螺纹套管热交换器的形状为“U”型或“O”型或“S”型。

9.根据权利要求1所述的多头螺纹套管热交换器，其特征在于所述的外套管(2)的为塑性材料外套管，芯管(3)为金属芯管。

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