CN102564172A - 多孔管式换热器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多孔管式换热器，包括换热管(13)，其特征在于：所述换热管(13)内部同轴设置换热介质流动用内管腔(14)和外管腔(15)，所述外管腔(15)沿换热管(13)径向方向设置多条分隔壁(16)将外管腔分隔成一个多孔管腔，所述分隔壁(16)凸伸至内管腔(14)内。本发明使两种换热介质在各自的流道中逆向流动，通过公有的流道壁面进行热量交换，由于外管腔被分隔壁分隔成一个多孔管腔，并且分隔壁被凸伸至内管腔，使得两个流道内的介质还可以通过分隔壁进行热量交换，从而大大提高换热效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种热量交换装置，特别是涉及热交换介质通过多孔管的管腔壁进行热量交换的管型热交换装置。
背景技术
换热器是广泛应用于化工、动力、医药、冶金、制冷、轻工等行业的一种通用设备。换热器的种类繁多，按其传热面的形状和结构进行分类可分为管型，板型和其它型式换热器。其中管型换热器是使用最为广泛的一种换热设备类型。现有的管型换热器又可分为蛇管式换热器、套管式换热器、壳管式换热器。而在中、小型制冷设备中，套管式换热器是使用最为广泛的一种换热设备类型。
现有的套管式换热器按结构形式大致可分为同轴式和多束管式两种。
同轴式套管换热器的结构如附图1及图4所示，两根粗细不同的管子按同轴方式装配，同轴套管3在外，同轴螺旋传热管1在内，同轴螺旋传热管内腔形成一个流动通道，同轴套管3内壁面、同轴螺旋传热管1外壁面及同轴套管封头2、以及同轴套管进/出口接管4组成另一个流动通道。同轴螺旋传热管壁面为公共换热壁面，为增加换热面积，同轴螺旋传热管表面一般加工成复杂形状，所以管壁较厚、热阻较大、成本较高；轴套管3由于管径较大，管壁也较厚。所以换热器整体成本较高，换热效率较低。当换热器需要弯成复杂形状时，在弯曲处很难保证两根管同轴，对管内换热介质的流态有一定影响。
多束管式套管换热器的结构如附图2及图5所示，由多根较细的传热管组成一个多束管9穿在一根较粗的多束管套管8内，多束管9的外壁面与多束管套管8的内壁面及多束管套管封头6、多束管套管进/出口接管7形成一个流道，多束管9通过并联与多束管进/出口接管5形成另一个通道，两种换热介质通过细管束壁面进行换热。由于每根细管的管径较小，管壁可以很薄，所以成本较低，但这种结构也有不利的一面：一、两种介质之间的管壁很薄，当弯成复杂形状时容易扁瘪、泄漏，当用水作介质时，低温时防冻性能不好。二、多束管并联时，焊点多，检漏、检修复杂，加工过程中的报废率较高；焊点与两种传热介质都有接触，容易被腐蚀，影响使用寿命。
发明内容
本发明是为了解决现有技术存在的不足之处，提供了一种制造工艺简单，可一次挤压成型的换热效率高的管式换热器。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
一种多孔管式换热器，包括换热管，其结构特点在于：所述换热管内部同轴设置换热介质流动用内管腔和位于内管腔外的外管腔，所述外管腔沿换热管径向方向设置多条分隔壁将外管腔分隔成一个多孔管腔，所述分隔壁凸伸至内管腔内；所述内管腔与其两端连接的进/出接管一形成换热介质流道一，所述外管腔与多孔管封头以及进/出接管二形成换热介质流道二；所述内管腔壁以及分隔壁为换热介质流道一和换热介质流道二的公共换热面。
本发明结构特点还在于：
所述内管腔壁厚度为0.5～1.2mm。
所述内管腔的管腔壁截面为波纹线状或轮辐线状或齿轮线状或螺旋线状。
所述换热管为易挤压成型的金属或塑料导热材料制成。
与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
1、本发明换热管内部由两个管腔形成成两个流体通道，两种换热介质在各自的流道中逆向流动，通过公有的流道壁面(即内管腔壁)进行热量交换，由于外管腔被分隔壁分隔成一个多孔管，并且分隔壁被凸伸至内管腔，使得介质的换热面不仅仅局限在内管腔壁上，两个流道内的介质还可以通过分隔壁进行热量交换，从而大大提高换热效率。
2、本发明结构简单，整个换热器只有一根传热管组成，其制造工艺简单，通过挤压等加工手段即可一次成型，内管腔流道截面可以设计成任意形状以增大换热面积、强化传热、提高结构强度。本发明内腔结构，即使内管腔壁设计的很薄，也不会在管道弯曲处出现扁瘪、变形等现象(因为复杂的内腔结构在管道弯曲时起到类似弯管芯棒的作用，支撑簿管壁不扁瘪、变形)。
3、本发明整个换热器只有一根传热管组成，并通过挤压等加工手段即可一次成型，因此换热器焊点少，方便检漏、检修。
4、本发明取材方便，可为廉价的金属如铝，或普通塑料如PE，成本低。
附图说明
图1为现有同轴式换热器结构示意图。
图2为现有多束管换热器结构示意图。
图3为本发明结构示意图。
图4为图1的A-A剖面图。
图5为图2的B-B剖面图。
图6为图3的C-C剖面图。
图7为实施例2示意图。
图中标号：1同轴螺旋传热管、2同轴套管封头、3同轴套管、4同轴套管进/出口接管、5多束管进/出口接管、6多束管套管封头、7多束管套管进/出口接管、8多束管套管、9多束管、10内管腔进/出接管、11多孔管封头、12外管腔进/出接管、13多孔换热管、14内管腔、15外管腔、16分隔壁、17风侧换热器、18风机、19压缩机、20多孔管式换热器、21膨胀阀。
具体实施方式
以下通过具体实施方式，并结合附图对本发明作进一步说明。
非限定实施例如下所述：
实施例1
如图3及图6所示，多孔管式换热器，包括换热管13，换热管13内部同轴设置换热介质流动用内管腔14和位于内管腔外的外管腔15，外管腔15沿换热管13径向方向设置多条分隔壁16将外管腔分隔成一个多孔管腔，分隔壁16凸伸至内管腔14内并留有一定长度(其长度以不影响内管腔介质流通、不分割内管腔及方便加工为准)，内管腔14与其两端连接的进/出接管一10形成换热介质流道一，外管腔15与多孔管封头11以及进/出接管二12形成换热介质流道二；内管腔壁以及分隔壁为换热介质流道一和换热介质流道二的公共换热面。
本实施例中的内管腔壁厚度为0.5～1.2mm。内管腔的管腔壁截面可设计为波纹线状或轮辐线状或齿轮线状或螺旋线状等以增大换热面积。
本实施例换热管内部由两个管腔形成两个流体通道，两种换热介质在各自的流道中逆向流动，通过公有的流道壁面(即内管腔壁)进行热量交换，由于外管腔被分隔壁分隔成一个多孔管，并且分隔壁被凸伸至内管腔，使得介质的换热面不仅仅局限在内管腔壁上，两个流道内的介质还可以通过分隔壁进行热量交换，从而大大提高换热效率。
本实施例换热管由易挤压成型的金属或塑料导热材料制成。整个换热管采用挤压成形的加工方法对棒材或管材进行加工。内管腔的形状由悬浮式芯棒的表面形状确定，换热管外表面形状由外模内表面形状确定。中心孔孔径较大内管腔形成一种流体通道，并被分隔壁分隔成数个中心流道；周边数个孔径较小的外管腔通过管封头组成并联孔腔，形成另一种流体通道，最后根据需要弯制成各种形状。
实施例2、
如图7所示，本实施例为实施例1的具体应用，其为一水冷冷风机组，主要由一风侧换热器17、风机18、压缩机19、膨胀阀21以及实施例1中的多孔管式换热器20等主要零部件构成一个封闭的制冷循环系统。工作时，高温、高压的氟里昂制冷剂蒸气由压缩机19排出，在多孔管式换热器20中的管腔流道一(即内管腔14)内，冷凝放热变成液体，经过膨胀阀21降压后到风侧换热器17中蒸发，吸收风机18吹出的空气中热量，返回压缩机19再压缩，形成一个循环；冷却水进入多孔管式换热器20中的管腔流道二(即外管腔15)，吸收氟里昂放出的热量后流出。
Claims (4)
1.一种多孔管式换热器，包括换热管(13)，其特征在于：所述换热管(13)内部同轴设置换热介质流动用内管腔(14)和位于内管腔外的外管腔(15)，所述外管腔(15)沿换热管(13)径向方向设置多条分隔壁(16)将外管腔分隔成一个多孔管腔，所述分隔壁(16)凸伸至内管腔(14)内；所述内管腔(14)与其两端连接的进/出接管一(10)形成换热介质流道一，所述外管腔(15)与多孔管封头(11)以及进/出接管二(12)形成换热介质流道二；所述内管腔壁以及分隔壁为换热介质流道一和换热介质流道二的公共换热面。
2.根据权利要求1所述的一种多孔管式换热器，其特征在于：所述内管腔壁厚度为0.5～1.2mm。
3.根据权利要求1所述的一种多孔管式换热器，其特征在于：所述内管腔的管腔壁截面为波纹线状或轮辐线状或齿轮线状或螺旋线状。
4.根据上述任意一项权利要求所述的一种多孔管式换热器，其特征在于，所述换热管由易挤压成型的金属或塑料导热材料制成。
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