CN104329971B - 一种渐变通道螺旋板式换热器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种渐变通道螺旋板式换热器，包括热侧接管a、热侧接管b、冷侧接管a、冷侧接管b、焊接密封条、中心隔板、螺旋板。热侧接管a、热侧接管b、冷侧接管a、冷侧接管b、焊接密封条、中心隔板均与螺旋板之间焊接连接，形成相互隔离的两个通道。热侧接管a与热侧接管b由焊接密封条、中心隔板和螺旋板组成的通道连接；冷侧接管a与冷侧接管b由焊接密封条、中心隔板和螺旋板组成的另一侧通道连接。焊接密封条、中心隔板和螺旋板组成的通道截面沿着介质流动方向逐渐增大或变小。本发明适用于热侧流体或冷侧流体在换热过程中由于温度变化引起动力粘性系数变化较大的应用场合，具有原理简单、使用方便、可靠性高、节能等特点。
Description
技术领域
本发明涉及换热器领域，具体是一种渐变通道螺旋板式换热器。
背景技术
螺旋板换热器具有体积紧凑、传热效率高、制造简单、成本低、能实现低温差热交换等特点，在各个行业的应用范围越来越广泛。
螺旋板换热器主要应用于工业中废液或废气的能量回收，用以加热或冷却果汁、糖汁、麦芽浆汁、酸类物质、化工溶液等。
传统的螺旋板换热器由两块平行的钢板在专用卷床上加工制成，两块钢板被绕成螺旋形状，形成相互隔离的两个较长的同心螺旋通道，通道的截面为长方形，进出口接管装在两个通道的边缘端，介质在通道中可以进行均匀的加热和冷却。
在工程实际中，存在一定的应用场合，一侧介质在换热器通道内换热过程中随着温度下降其动力粘性系数明显增加，容易附着滞留在通道内壁面并形成固态膜状层，由于介质的热阻通常远大于金属，固态膜状层将大大削弱整体传热系数，使换热效果下降，此外还会减小流动通道，导致流动阻力增大，输送功耗随之增加，甚至堵塞换热通道，影响设备正常工作。例如在麦芽浆汁的生产工艺中，可能需要定期清洗换热器才能保证正常的生产工作，存在诸多不便。
根据上述技术特点，需要一种螺旋板换热器，针对介质在换热过程中由于温度变化引起动力粘性系数变化较大的应用场合，能有效缓解通道内壁面固态膜状层的形成，从而增加换热器正常工作周期。
发明内容 本发明的目的是提供一种渐变通道螺旋板式换热器，以实现介质在流动换热过程中变流速运动的目的。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种渐变通道螺旋板式换热器，其特征在于：包括有呈渐开线型螺旋状的竖向设置的螺旋板，螺旋板顶端、底端分别焊接有焊接密封条，螺旋板中心螺旋内腔中竖向设置有中心隔板，且中心隔板与中心螺旋内腔内壁焊接连接，由中心隔板分别与两侧的螺旋板、焊接密封条形成两个相互隔离的通道，位于中心隔板两侧通道的中心螺旋内腔中还分别竖向设置有热侧接管a、冷侧接管b，热侧接管a与冷侧接管b管口方向相反，且热侧接管a、冷侧接管b分别与螺旋板焊接，热侧接管a所在的通道对应的螺旋板最外层螺旋面上沿水平切线方向连接有热侧接管b，热侧接管a通过所在的通道与热侧接管b连接，冷侧接管b所在的通道对应的螺旋板最外层螺旋面上沿水平切线方向连接冷侧接管a，冷侧接管b通过所在的通道与冷侧接管a连接，热侧接管b与冷侧接管a位置对称且管口方向相反。
所述的一种渐变通道螺旋板式换热器，其特征在于：所述的焊接密封条、中心隔板和螺旋板组成的通道截面沿着介质流动方向逐渐增大或变小。
本发明采用采用渐开线型螺旋板结构，在换热器内部形成了渐变通道，可实现介质在流动换热过程中变流速运动。换热器工作时，在靠近较高温度侧通道截面较小，流速较高；在靠近较低温度侧通道截面较大，流速较小。
本发明的有益效果体现在：
1、本发明通过换热器内部渐变通道的设计，可实现在换热器工作时，介质沿着流动方向伴随着温度的降低，流经的通道横截面也逐渐增大。在介质温度相对较高的一侧对应较小通道，在介质温度相对较低的一侧对应较大通道，即在靠近容易形成固态膜状层的侧对应大通道。如此一来，即使靠近大通道侧形成了少量的固态膜状层，对靠近小通道侧介质流速等参数的影响相对减弱，相对提升了整个换热器的换热效果，提升了换热器回收能量的能力，增加了经济效益。
2、本发明在传统螺旋板换热器的基础上，将换热器内部通道由等截面变成渐变截面，在换热器工作过程中，能使介质的固态膜状层更加集中在较大通道侧，即将对换热不利的固态膜状层集中在整个通道的后段较小区域，削弱了整个通道其他区域固态膜状层的形成，延长了换热器的清洗维护周期，降低了生产成本。
附图说明
图1为本发明结构侧剖视图。
图2为本发明结构俯视图。
具体实施方式
参见图1、图2所示，一种渐变通道螺旋板式换热器，包括有呈渐开线型螺旋状的竖向设置的螺旋板3，螺旋板3顶端、底端分别焊接有焊接密封条2，螺旋板3中心螺旋内腔中竖向设置有中心隔板4，且中心隔板4与中心螺旋内腔内壁焊接连接，由中心隔板4分别与两侧的螺旋板3、焊接密封条2形成两个相互隔离的通道，位于中心隔板4两侧通道的中心螺旋内腔中还分别竖向设置有热侧接管a1、冷侧接管b7，热侧接管a1与冷侧接管b7管口方向相反，且热侧接管a1、冷侧接管b7分别与螺旋板3焊接，热侧接管a1所在的通道对应的螺旋板最外层螺旋面上沿水平切线方向连接有热侧接管b6，热侧接管a1通过所在的通道与热侧接管b6连接，冷侧接管b7所在的通道对应的螺旋板最外层螺旋面上沿水平切线方向连接冷侧接管a5，冷侧接管b7通过所在的通道与冷侧接管a5连接，热侧接管b6与冷侧接管a5位置对称且管口方向相反。焊接密封条2、中心隔板4和螺旋板3组成的通道截面沿着介质流动方向逐渐增大或变小。
Claims (2)
1.一种渐变通道螺旋板式换热器，其特征在于：包括有呈渐开线型螺旋状的竖向设置的螺旋板，螺旋板顶端、底端分别焊接有焊接密封条，螺旋板中心螺旋内腔中竖向设置有中心隔板，且中心隔板与中心螺旋内腔内壁焊接连接，由中心隔板分别与两侧的螺旋板、焊接密封条形成两个相互隔离的通道，位于中心隔板两侧通道的中心螺旋内腔中还分别竖向设置有热侧接管a、冷侧接管b，热侧接管a与冷侧接管b管口方向相反，且热侧接管a、冷侧接管b分别与螺旋板焊接，热侧接管a所在的通道对应的螺旋板最外层螺旋面上沿水平切线方向连接有热侧接管b，热侧接管a通过所在的通道与热侧接管b连接，冷侧接管b所在的通道对应的螺旋板最外层螺旋面上沿水平切线方向连接冷侧接管a，冷侧接管b通过所在的通道与冷侧接管a连接，热侧接管b与冷侧接管a位置对称且管口方向相反。
2.根据权利要求1所述的一种渐变通道螺旋板式换热器，其特征在于：所述的焊接密封条、中心隔板和螺旋板组成的通道截面沿着介质流动方向逐渐增大或变小。
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