CN104315760A - 螺旋式冷凝器及其制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及螺旋式冷凝器，包括散热管和翅片，所述散热管通过弯曲绕制形成一个由多层迂回状的散热管单元构成的长方体结构，散热管单元之间的相互平行，且散热管单元之间的间距设置为10mm-30mm，翅片螺旋式的绕设在散热管的外表面上，所述翅片设置为直片式结构，相邻翅片叶之间的间距设置为4mm-10mm，还包括用于支撑和固定多层迂回状的散热管单元构成的长方体结构的支架组件。本发明具有成本低，制作简单，散热效果好，制冷快等特点。

Description

螺旋式冷凝器及其制作工艺

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，特别涉及一种螺旋式冷凝器及其制作工艺。

背景技术

现有的冷凝器一般采用水冷凝器、纵向混合管束冷凝器、丝管式冷凝器等，现有冷凝器为了将冷却效果发挥的更好，一般都具有散热面积大的特点，这样就产生了一个缺陷，就是体积大，造成成本高，应用受到的很大的限制；而一旦采用体积小的冷凝器，就会存在散热性能差的缺陷；而在冷凝器的制作上，现有技术现有的冷凝器的制作工艺多而复杂，制作比较难，一般都采用三向焊接的方式将管子和翅片连接，这样就存在破坏管子的隐患，造成管路泄漏，拾取制冷效果，在成本方面损失也很大。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种成本低，制作简单，散热快，制冷好的螺旋式冷凝器及其制作工艺。

实现本发明的技术方案如下：

螺旋式冷凝器，包括散热管和翅片，所述散热管通过弯曲绕制形成一个由多层迂回状的散热管单元构成的长方体结构，散热管单元之间的相互平行，且散热管单元之间的间距设置为10mm-30mm，翅片螺旋式的绕设在散热管的外表面上，所述翅片设置为直片式结构，相邻翅片之间的间距设置为4mm-10mm；还包括用于支撑和固定多层迂回状的散热管单元构成的长方体结构的支架组件。

所述翅片内侧与散热管的连接处设为波浪式结构，翅片外侧设为平面式结构，优点是采用波浪式结构连接一方面连接牢固，不易滑动，在装配的过程中能够分散来自外界的作用力，不易损坏，另一方面是用于能够对热量进行导向、对热气流进行导流，快速散热；外侧的平面式结构能够将热量和热气流进行快速分散，接触面积变大时，散热空间变大，散热效果加强。

所述支架组件包括固定支架、侧支架和底座支架，每层迂回状散热管单元由一固定支架进行夹持，固定支架两端通过侧支架连接固定，侧支架与设置在散热管的底面的底座支架垂直连接，底座支架与固定支架相互平行，优点是一方面便于将散热管和翅片连接固定，固定支架通过侧支架连接使得整个结构变得牢固，另一方面便于通过支架组件连接其他部件。

所述固定支架上设有多个用于夹持散热管或翅片的第一固定夹，第一固定夹有两个相对称的第一弧形夹持片构成，所述两个第一弧形夹持片对散热管或翅片形成包围夹持状，所述固定支架上设有第一孔口，第一孔口位于相邻第一固定夹之间，优点是第一孔口便于散热，气流外散，固定支架通过固定夹与散热管连接，固定夹用于夹持翅片和散热管，以保证整个结构的牢固性和稳定性。

所述底座支架设有用于夹持散热管或翅片的第二固定夹，第二固定夹有两个相对称的第二弧形夹持片构成，所述两个第二弧形夹持片对散热管或翅片形成包围夹持状，所述底座支架上设有第二孔口，第二孔口位于相邻第二固定夹之间，优点是第二孔口便于散热，气流外散，底座支架通过固定夹与散热管连接，底座支架用于支撑散热管结构。

另外在没有翅片的散热管上设有减震块7和支撑泡沫块6，方便与其他部件连接工作是减少震动，以防损坏；底座支架设有用于装配的安装孔，安装孔内设有减震垫，减震垫用于减少在使用过程中产生的振动，防止意外损坏。

螺旋式冷凝器的制作工艺，包括以下步骤：

第一步：选用金属材料的管件作为散热管，将散热管做成直管状，选用条形金属带作为翅片，将条形金属带绕设在散热管上并呈螺旋状设置，优点是螺旋状设置便于条形金属带缠绕，不容易拉断，而且能够形成螺旋通道，使热量能迅速扩散，制作时匀速拉动并转动散热管，条形金属带绕制在散热管上后其间距一致得到保证，外形也保持一致,散热管上的翅片间距一致，翅片间距为4-10mm,带来的效果为：1.传热效能好。弯曲的螺旋通道和散热管,有利于增强流体的湍流状态通道内流体阻力小，可提高设计流速，有助于提高传热系数。对于水-水换热,传热系数可达1.8～3.5〔kW/(m(·℃)〕。2.有自清洗作用。单通道内的流体通过通道内杂质沉积处时，流速会相对提高，容易把杂质冲掉。3.该结构的密封性能好，适用于多种流体的换热。4.由于螺旋通道本身的弹性自由膨胀，温差应力小。5.价格低廉；

第二步：在散热管上取多个弯曲点，然后将散热管弯曲成迂回的平面结构，弯曲后相邻的散热管之间的长度一致,优点是在散热管长度不变的前提下，大大减小了散热管的占用空间，减小了体积但散热面积达到最大，效果达到最优；然后对弯曲后的散热管进行夹紧整形，以保持相邻的散热管之间相互平行，并使得间距保持一致，优点是相互平行的散热管内的流体能够相对匀速流动，散热管之间的热量能够匀速扩散，温差相对平均，防止造成局部热量过多致使制冷效果不明显；

第三步：在整形后的散热管上安装一个底座支架和多个固定支架，通过底座支架上的固定夹来夹住散热管或翅片，从而使散热管和底座支架连接固定，通过固定支架上的固定夹来夹住散热管或翅片，从而使散热管和固定支架连接固定，从而保证散热管单元之间的平行度和间距，底座支架安装在散热管的一侧；继而再次进行弯曲成形，形成冷凝器半成品，呈长方体结构，侧面为“回”字形，然后对散热管两端进行扩口；优点是结构较紧凑单位设备体积内的传热面积可达最大，相邻通道内的流体呈纯逆流方式流动，可得到最大的对数平均温差，有利于小温差传热，适用于回收低温位热能；

第四步：安装侧支架，在固定支架的两端上安装侧支架，侧支架与多个固定支架固定连接形成整体，然后在对扩口后的散热管两端分别焊接上接头管；

第五步：对冷凝器半成品的散热管进行检漏，在散热管内通入氮气，压力值为20-25kg，保压时间≥5s，氮气性质稳定，不会引发副反应及爆炸危险，检漏完成后对冷凝器进行整体整形，将固定支架、底座支架和侧支架与冷凝器半成品之间进行人工压紧，以保证结构紧凑牢固；

第六步：对冷凝器半成品进行喷涂保护层；

第七步：冷凝器半成品尾部的散热管上套烫热缩管，形成保护套，完成螺旋式冷凝器的制作。

喷涂保护层采用电泳方式，即喷涂电泳漆，电泳漆的厚度设置为15μm-25μm,优点是电泳漆可以适当减轻冷凝器的劳动强度，电泳漆还有很好的保护性，本身就有很好的防腐蚀能力，其本身又是极其环保的，在安全性也高，大大加强了冷凝器的使用寿命和安全性。

所述氮气为干燥氮气，优点是防止腐蚀散热管。

所述焊接采用银焊方式进行焊接。

所述条形刚带在缠绕在散热管上之前先通过整形装置将其一侧压制成波纹状结构，然后在缠绕时，使具有波纹结构一侧的条形刚带与散热管连接，优点是采用波浪式结构连接一方面连接牢固，不易滑动，在装配的过程中能够分散来自外界的作用力，不易损坏，另一方面是用于能够对热量进行导向、对热气流进行导流，快速散热；外侧的平面式结构能够将热量和热气流进行快速分散，接触面积变大时，散热空间变大，散热效果加强。

所述套烫热缩管采用在常温状态下将热缩管套设在散热管上，然后在对热缩管进行加热，使热缩管软化粘附于散热管上，从而形成保护套。

采用了上述的方案,通过有一个散热管弯曲成形，使得结构的体积大大减小，成本降低，散热管彼此之间形成的间距均匀相同，翅片之间形成的间距也均匀相同，这样就不仅可以形成通风的结构，保证通风量足够，使得热量在散热管之间能够快速散去，制冷效果明显提高；翅片内侧设置为波浪结构使得其与散热管连接，不易滑动，而且无焊点，减小管路泄漏的几率，翅片外侧设置为直片式的使得其散热效果提高，与空气接触面积更大，质量减轻，成本减少，制作难度大大降低；本发明的制作工艺具有使产品结构紧凑，工艺简单，成本低，制冷效果好等特点。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为图1的左视图；

图3为本发明中固定支架的结构示意图；

图4为本发明中底座支架的结构示意图；

图5为本发明中散热管弯曲成迂回的平面结构的示意图；

图6为本发明中底座支架和多个固定支架安装在散热管上的结构示意图；

图7为本发明中条形刚带整形的结构示意图；

图8为本发明中条形刚带缠绕在散热管上的示意图；

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。

如图1至图8,螺旋式冷凝器，包括散热管1和翅片2，所述散热管1通过弯曲绕制形成一个由多层迂回状的散热管单元构成的长方体结构，散热管单元之间的相互平行，散热管单元之间的间距相同并且设置为10mm-30mm，一般设置为10mm、15mm、20mm、25mm，翅片2螺旋式的绕设在散热管1的外表面上，所述翅片设置为直片式结构，相邻翅片2之间的间距设置为4mm-10mm，一般设置为5mm、6mm、7mm、8mm；还包括用于支撑和固定多层迂回状的散热管单元构成的长方体结构的支架组件。

所述翅片2内侧与散热管1的连接处设为波浪式结构21，翅片2外侧设为平面式结构22，优点是采用波浪式结构连接一方面连接牢固，不易滑动，在装配的过程中能够分散来自外界的作用力，不易损坏，另一方面是用于能够对热量进行导向、对热气流进行导流，快速散热；外侧的平面式结构能够将热量和热气流进行快速分散，接触面积变大时，散热空间变大，散热效果加强。

所述支架组件包括固定支架3、侧支架5和底座支架4，每层迂回状散热管单元由一固定支架3进行夹持，固定支架3两端通过侧支架5连接固定，侧支架5与设置在散热管1的底面的底座支架4垂直连接，底座支架4与固定支架3相互平行，优点是一方面便于将散热管和翅片连接固定，固定支架通过侧支架连接使得整个结构变得牢固，另一方面便于通过支架组件连接其他部件。

所述固定支架3上设有多个用于夹持散热管1或翅片2的第一固定夹32，第一固定夹32有两个相对称的第一弧形夹持片321构成，所述两个第一弧形夹持片321对散热管1或翅片2形成包围夹持状，所述固定支架3上设有第一孔口31，第一孔口31位于相邻第一固定夹32之间，优点是第一孔口便于散热，气流外散，固定支架通过固定夹与散热管连接，固定夹用于夹持翅片和散热管，以保证整个结构的牢固性和稳定性。

所述底座支架4设有用于夹持散热管1或翅片2的第二固定夹43，第二固定夹43有两个相对称的第二弧形夹持片431构成，所述两个第二弧形夹持片431对散热管1或翅片2形成包围夹持状，所述底座支架4上设有第二孔口41，第二孔口41位于相邻第二固定夹43之间，优点是第二孔口便于散热，气流外散，底座支架通过固定夹与散热管连接，底座支架用于支撑散热管结构。

另外在没有翅片的散热管上设有减震块7和支撑泡沫块6，方便与其他部件连接工作是减少震动，以防损坏；底座支架4设有用于装配的安装孔42，安装孔42内设有减震垫44，减震垫用于减少在使用过程中产生的振动，防止意外损坏。

螺旋式冷凝器的制作工艺，包括以下步骤：

第一步：选用金属材料的管件作为散热管，将散热管做成直管状，选用条形金属带作为翅片，将条形金属带绕设在散热管上并呈螺旋状设置，优点是螺旋状设置便于条形金属带缠绕，不容易拉断，而且能够形成螺旋通道，使热量能迅速扩散，制作时匀速拉动并转动散热管，条形金属带绕制在散热管上后其间距一致得到保证，外形也保持一致(图8)，散热管选用铁或铝制成，条形金属带选用铁或铝制成，一般来说，1m散热管与70-80g的条形金属带相配合连接，散热管上的翅片间距一致，翅片间距为4-10mm，一般设置为5mm、6mm、7mm、8mm，带来的效果为：1.传热效能好。弯曲的螺旋通道和散热管,有利于增强流体的湍流状态通道内流体阻力小，可提高设计流速，有助于提高传热系数。对于水-水换热,传热系数可达1.8～3.5〔kW/(m(·℃)〕。2.有自清洗作用。单通道内的流体通过通道内杂质沉积处时，流速会相对提高，容易把杂质冲掉。3.该结构的密封性能好，适用于多种流体的换热。4.由于螺旋通道本身的弹性自由膨胀，温差应力小。5.价格低廉；

第二步：在散热管上取多个弯曲点，然后将散热管弯曲成迂回的平面结构(图5)，弯曲后相邻的散热管之间的长度一致，优点是在散热管长度不变的前提下，大大减小了散热管的占用空间，减小了体积但散热面积达到最大，效果达到最优；然后对弯曲后的散热管进行夹紧整形，以保持相邻的散热管之间相互平行，并使得间距保持一致，间距设置为10-30mm，一般设置为10mm、15mm、20mm、25mm，优点是相互平行的散热管内的流体能够相对匀速流动，散热管之间的热量能够匀速扩散，温差相对平均，防止造成局部热量过多致使制冷效果不明显；

第三步：在整形后的散热管上安装一个底座支架和多个固定支架(图6)，通过底座支架上的固定夹来夹住散热管或翅片，从而使散热管和底座支架连接固定，通过固定支架上的固定夹来夹住散热管或翅片，从而使散热管和固定支架连接固定，从而保证散热管单元之间的平行度和间距，防止变形，底座支架和固定支架采用铁或铝制成，底座支架安装在散热管的一侧；继而再次进行弯曲成形，形成冷凝器半成品，呈长方体结构，侧面为“回”字形，然后对散热管两端进行扩口；优点是结构较紧凑单位设备体积内的传热面积可达最大，相邻通道内的流体呈纯逆流方式流动，可得到最大的对数平均温差，有利于小温差传热，适用于回收低温位热能；

第四步：安装侧支架，侧支架采用铁或铝制成，在固定支架的两端上安装侧支架，侧支架与多个固定支架固定连接，以保证结构的稳固性，然后在对扩口后的散热管两端分别焊接上接头管；

第五步：对冷凝器半成品的散热管进行检漏，在散热管内通入干燥氮气，，压力值为20-25kg，时间≥5s，氮气性质稳定，不会引发副反应及爆炸危险，检漏完成后对冷凝器进行整体整形，将固定支架、底座支架和侧支架与冷凝器半成品之间进行人工压紧，以保证结构紧凑牢固，对于冷凝器半成品形状上的缺陷进行校正；

第六步：对冷凝器半成品喷涂电泳漆保护层，电泳漆的厚度设置为15μm-25μm；优点是电泳漆可以适当减轻冷凝器的劳动强度，电泳漆还有很好的保护性，本身就有很好的防腐蚀能力，其本身又是极其环保的，在安全性也高，大大加强了冷凝器的使用寿命和安全性；

第七步：冷凝器半成品尾部的散热管上套烫热缩管，形成保护套，起到防腐蚀的作用，延长其使用寿命，完成螺旋式冷凝器的制作。

如图7和图8，所述条形刚带(翅片2)在缠绕在散热管1上之前先通过整形装置8将其一侧压制成波纹状结构21，然后在缠绕时，使具有波纹结构21一侧的条形刚带与散热管1连接，优点是采用波浪式结构连接一方面连接牢固，不易滑动，在装配的过程中能够分散来自外界的作用力，不易损坏，另一方面是用于能够对热量进行导向、对热气流进行导流，快速散热；外侧的平面式结构能够将热量和热气流进行快速分散，接触面积变大时，散热空间变大，散热效果加强。

所述套烫热缩管采用在常温状态下将热缩管套设在散热管上，然后在对热缩管进行加热，使热缩管软化粘附于散热管上，从而形成保护套。

Claims (9)

1.螺旋式冷凝器，包括散热管和翅片，其特征在于：所述散热管通过弯曲绕制形成一个由多层迂回状的散热管单元构成的长方体结构，散热管单元之间的相互平行，且散热管单元之间的间距设置为10mm-30mm，翅片螺旋式的绕设在散热管的外表面上，所述翅片设置为直片式结构，相邻翅片之间的间距设置为4mm-10mm；还包括用于支撑和固定多层迂回状的散热管单元构成的长方体结构的支架组件。

2.根据权利要求1所述的螺旋式冷凝器，其特征在于：所述翅片内侧与散热管的连接处设为波浪式结构，翅片外侧设为平面式结构。

3.根据权利要求1所述的螺旋式冷凝器，其特征在于：所述支架组件包括固定支架、侧支架和底座支架，每层迂回状散热管单元由一固定支架进行夹持，固定支架两端通过侧支架连接固定，侧支架与设置在散热管的底面的底座支架垂直连接，底座支架与固定支架相互平行。

4.根据权利要求3所述的螺旋式冷凝器，其特征在于：所述固定支架上设有多个用于夹持散热管或翅片的第一固定夹，第一固定夹有两个相对称的第一弧形夹持片构成，所述两个第一弧形夹持片对散热管或翅片形成包围夹持状。

5.根据权利要求4所述的螺旋式冷凝器，其特征在于：所述固定支架上设有第一孔口，第一孔口位于相邻第一固定夹之间。

6.根据权利要求3所述的螺旋式冷凝器，其特征在于：所述底座支架设有用于夹持散热管或翅片的第二固定夹，第二固定夹有两个相对称的第二弧形夹持片构成，所述两个第二弧形夹持片对散热管或翅片形成包围夹持状。

7.根据权利要求6所述的螺旋式冷凝器，其特征在于：所述底座支架上设有第二孔口，第二孔口位于相邻第二固定夹之间。

8.螺旋式冷凝器的制作工艺，包括以下步骤：

第一步：选用金属材料的管件作为散热管，将散热管做成直管状，选用条形金属带作为翅片，将条形金属带绕设在散热管上并呈螺旋状设置，散热管上相邻翅片之间的间距一致；

第二步：在散热管上取多个弯曲点，然后将散热管弯曲成迂回的平面结构，弯曲后相邻的散热管之间的长度一致；然后对弯曲后的散热管进行夹紧整形，以保持相邻的散热管之间相互平行，并使得间距保持一致；

第三步：在整形后的散热管上安装一个底座支架和多个固定支架，通过底座支架上的固定夹来夹住散热管或翅片，从而使散热管和底座支架连接固定，通过固定支架上的固定夹来夹住散热管或翅片，从而使散热管和固定支架连接固定，从而保证散热管单元之间的平行度和间距，底座支架安装在散热管的一侧；继而再次进行弯曲成形，形成冷凝器半成品，呈长方体结构，侧面为“回”字形，然后对散热管两端进行扩口；

第四步：安装侧支架，在固定支架的两端上安装侧支架，侧支架与多个固定支架固定连接形成整体，然后在对扩口后的散热管两端分别焊接上接头；

第五步：对冷凝器半成品的散热管进行检漏，在散热管内通入氮气，压力值为20-25kg，保压时间≥5s，检漏完成后对冷凝器进行整体整形，将固定支架、底座支架和侧支架与冷凝器半成品之间进行人工压紧，以保证结构紧凑牢固；

第六步：对冷凝器半成品进行喷涂保护层；

第七步：冷凝器半成品尾部的散热管上套烫热缩管，形成保护套，完成螺旋式冷凝器的制作。

9.根据权利要求8所述的螺旋式冷凝器的制作工艺，其特征在于：喷涂保护层采用电泳方式，即喷涂电泳漆，电泳漆的厚度设置为15μm-25μm。