CN104697382A - 一种全塑型热交换器 - Google Patents

Abstract

本发明的全塑型热交换器，包括内部均为存储空腔的上腔室和下腔室，上腔室上设置有便于加热或制冷的液体媒介进入的媒介进口，下腔室上设置有工作完毕的液体媒介流出的媒介出口；其特别之处在于：所述上腔室与下腔室通过若干个均匀分布的热交换管相连通，流经热交换管的液体媒介实现热交换。本发明的热交换器，上腔室、下腔室和热交换管等部件均采用塑料材质，相对于现有的金属材质的热交换器而言，其具有抑制水垢形成、无重金属离子形成、耐腐、不污染水体的优点，而且生产过程消耗的能量小、对环境污染少，生产成本低廉，有益效果显著，便于应用推广。

Description

一种全塑型热交换器

技术领域

本发明涉及一种全塑型热交换器，更具体的说，尤其涉及一种不易结晶水垢、耐腐蚀且无重金属污染垢的全塑型热交换器。

背景技术

环境问题越来越受到人们的重视，机械设备，液压设备，化工设备等各个领域里面经常需要对设备运转产生的热能进行降温。有空气能散热和热交换器散热等方式，目前的使用的散热器都是铸铁和铜等有色金属制作。不仅在其制造和生产过程中不断造成环境污染，而且在使用过程中容易导致水体中含有重金属，在水的循环利用中，重金属会进入人体和土地，对人体和环境造成伤害。塑料制品已成为世界第四大物质，在很多领域都代替了金属部件，这是技术领域不断完善的结果。有色金属比重大，价格高，制造工艺复杂，且最致命问题是长期使用会产生水垢堵塞管路，造成热能降低，随着使用年限的增加，逐步失去效能造成浪费。一些特殊行业如化工等腐蚀性强的行业热交换器有的只能做成不锈钢或是经常更换。金属的耐腐性能差且金属制品价格高，会给消费者带来经济负担和推广环保能源的困难。

    塑料产品的特性不同于金属，如果换热器全部采用塑料材质，为了保证换热器的结构牢固性，延长使用寿命，势必要求全塑型换能换热器与现有金属型换热器的结构不相同。

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种全塑型热交换器。

本发明的全塑型热交换器，包括内部均为存储空腔的上腔室和下腔室，上腔室上设置有便于加热或制冷的液体媒介进入的媒介进口，下腔室上设置有工作完毕的液体媒介流出的媒介出口；其特征在于：所述上腔室与下腔室通过若干个均匀分布的热交换管相连通，流经热交换管的液体媒介实现热交换。

本发明的全塑型热交换器，所述上腔室和下腔室均由多个拼接单元连接而成，所述拼接单元的两端分别为插接母口和插接公口，每个拼接单元上均设置有与热交换管相配合的凸起插口，凸起插口的内部设置有多个与上腔室或下腔室相连通的通孔。

本发明的全塑型热交换器，所述拼接单元内设置有将其内部空腔一分为二的第一隔板，所示热交换管内设置有将其内部空腔一分为二的第二隔板；凸起插口上开设有与第二隔板相配合的缺口。

本发明的全塑型热交换器，所述热交换管的外围设置有成密封状态的热交换室，热交换室的内部为热交换腔，热交换室的外壁上设置有与热交换腔相通的热源进口和热源出口。

本发明的全塑型热交换器，所述热交换管为圆柱杆形状，热交换管的两端分别固定于两固定板上，固定板上均匀开设有与热交换管相配合的固定孔，一端的固定板位于上腔室与热交换室之间，另一端的固定板位于下腔室与热交换室之间。

本发明的全塑型热交换器，所述热交换管的两端设置有对固定板进行定位的限位凸台，热交换管的端部设置有将其固定于固定板上的固定螺母。

本发明的全塑型热交换器，所述上腔室内设置有对通过媒介进口进入的液体媒介进行均匀分流的分流板，分流板上均匀开设有若干通孔。

本发明的有益效果是：本发明的热交换器，上腔室、下腔室和热交换管等部件均采用塑料材质，相对于现有的金属材质的热交换器而言，其具有抑制水垢形成、无重金属离子形成、耐腐、不污染水体的优点，而且生产过程消耗的能量小、对环境污染少，生产成本低廉，有益效果显著，便于应用推广。

本发明的热交换器，如果热交换管直接与外界空气相接触，则就形成了散热器，如常用的暖气片等。如果在热交换管的外围设置热交换室，则经上、下腔室流经热交换管的液体媒介即可对热交换室中的热源进行热交换，形成了换热器，如对热源进行降温的换热器，也可为过水热交换器。

附图说明

图1为本发明的第一种实施例的立体图；

图2、图3和图4分别为本发明的第一种实施例的主视图、左视图和俯视图；

图5、图6和图7分别为图2中A-A、B-B和C-C截面的剖视图；

图8为本发明的第一种实施例中上腔室或下腔室的立体图；

图9为本发明的第一种实施例中热交换管的立体图；

图10为本发明的第一种实施例中拼接单元的立体图

图11为本发明的第一种实施例中媒介出口或媒介进口的结构示意图；

图12为本发明的第一种实施例中媒介出口或媒介进口的组装图。

图13为本发明的第二种实施例的立体图；

图14、图15分别为本发明的第二种实施例的主视图、俯视图；

图16为图15中D-D截面的剖视图；

图17为第二种实施例中移除上腔室和下腔室的结构示意图；

图18为热交换管与固定板相配合的结构示意图；

图19为本发明中第三种实施例的立体图；

图20为第三种实施例中移除上腔室和下腔室的结构示意图；

图21为第三种实施例中移除上腔室、下腔室和热交换室的结构示意图；

图22为本发明中第四种实施例的立体图；

图23为第四种实施例中移除上腔室和下腔室的结构示意图；

图24为第四种实施例中移除上腔室、下腔室和热交换室的结构示意图。

图中：1上腔室，2下腔室，3热交换管，4媒介进口，5媒介出口，6拼接单元，7凸起插口，8通孔，9第一隔板，10第二隔板，11缺口，12插接母口，13插接公口；14热交换室，15热源出口，16热源进口，17固定板，18连接螺栓，19分流板，20固定孔，21限位凸台，22密封垫，23固定螺母。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1至图4所示，给出了本发明的第一种实施例的立体图、主视图、左视图和俯视图，所示的热交换器包括上腔室1、下腔室2、热交换器管3、媒介进口4以及媒介出口5，所示的上腔室1和下腔室2位于两端，上腔室2与下腔室2通过多个均匀分布的热交换管3相连通，媒介进口4与上腔室1相连通，媒介出口5与下腔室2相连通。所示的热交换管3暴露于外界空气中，以实现与外界环境的热交换。

如图6至图7所示，分别给出了图2中A-A、B-B、C-C截面的剖视图，图8给出了上腔室1或下腔室的立体图，所示的上腔室1或下腔室2由多个依次首尾相连接的拼接单元6组成，每个拼接单元6的两端分别设置有插接母口12和插接公口13。每个拼接单元6上均设置有凸起插口7，凸起插口7的内部开设有多个与其内部空腔相通的通孔8。如图10所示，给出了拼接单元6的结构示意图，所示拼接单元6的内部设置有隔板，以形成上腔室1和下腔室2中的第一隔板9，使得液体媒介分别通过两个凸起插口7内的通孔流出。

如图9所示，给出了本发明中热交换管3的结构示意图，所示的热交换管3内部设置有第二隔板10，以分别对经凸起插口7中流出的液体媒介进行分流。如图11所示，给出了媒介进口4或媒介出口5的结构示意图，图12给出了媒介进口4或媒介出口5与上腔室1或下腔室2组合后的结构示意图。

本实施例的热交换器，外界的流体媒介经媒介进口4流入上腔室1中，在上腔室1中进行均匀分流后，经通孔8流入热交换管3中，在热交换管3中与外界空气进行热交换，常见形式为暖气片，液体媒介则为加热水，实现对外界环境的加热作用。之后，热交换管3中的热加水经通孔8流入下腔室2中，再经媒介出口5流出。

如图13至图15所示，给出了本发明中第二种实施例的主视图、主视图和俯视图，与实施例1中的热交换器相比较，其不仅由上腔室1、下腔室2、热交换器3、媒介进口4、媒介出口5组成，而且在热交换管3的外围设置有热交换室14，热交换室14的内部为热交换腔。热交换室14的外壁上开设有与热交换腔相通的热源进口16和热源出口15。

如图16所示，给出了图15中D-D截面的剖视图，图17给出了移除上腔室1和下腔室2的结构示意图，所示的热交换管3为圆柱杆形状，热交换管3均匀连通于上腔室1与下腔室2。所示热交换管3的两端分别固定于两个固定板17上，固定板17上均匀开设有与热交换管3相配合的固定孔20，热交换管的两端设置有对固定板17限位的限位凸台21。热交换管3的末端为螺纹部，热交换管3的两端穿过固定板17上的固定孔20之后，再通过固定螺母23与螺纹部的配合，即实现了热交换管3与固定板17的固定连接。同时，由于两端固定板17的隔离作用，保证了上腔室1和下腔室2与中部的热交换室14均不相通。为了保证经媒介进口4流出的液体均匀进入每个热交换管3中，所示的上腔室1中设置有分流板19，分流板19上均匀开设有便于液体流过的通孔。

在使用的过程中，液体媒介经媒介进口4进入上腔室1中，在流入上腔室1的过程中，通过分流板19的分流作用，使得液体媒介均匀进入每个热交换管3中。待冷却的热源经热源进口16进入热交换室14中，经热交换管3的热传导作用，待冷却热源的热量传递给热交换管3中的冷却液，实现热交换作用。热源被冷却后经热源出口15流出，液体媒介经媒介出口5流出。

如图19至图21所示，给出了本发明的第三种实施例的相应结构示意图，其除了整个热交换器的形状为圆柱形外，其余的结构和组成与实施例2中的相同。如图22至图24所示，给出了本发明的第四种实施例中相应结果示意图，其除了整个热交换器的形状为长方体形状以外，企业的结构和组成也均与实施例2中的相同。

本发明的全塑型热交换器，为了保证热交换性能，上腔室、下腔室和热交换管中均添加有导电炭黑层。导电炭黑的大量加入不仅对吸热能的导入有了很大提高，同时也对树脂的降解产生了抗体，并具有消除静电的产生。从而使产品达到10～15年的标准，符合国家对该类产品的要求。

其制作方法通过以下步骤来实现：1).腔室的注塑制造，利用上腔室和下腔室的模具，采用注塑机注塑制造出上腔室、下腔室；2).热交换管通过挤出成型制造，采用挤出成型工艺加工制造热交换管；3).端口部（包括媒介进口、媒介出口、热源进口和热源出口）采用注塑成型制造，热交换管做嵌件，利用端口部的模具注塑制造出带有热交换管的端口部；4).多个端口部分别组装在腔室固定板上，利用螺纹旋紧固定密封在固定板上，有O型密封圈密封连接为一体，形成密闭的隔水封闭空间。形成换热器的最终结构。

本发明的全塑换热器的制作方法，中部的热交换室为小型的一体制造，有腔室模具注塑一体成型。有模具保证其精度，大型的利用焊接成型，组合焊接成型。先用模具注塑成型成一段，然后焊接成连接体形成一个大型的换热器、散热器或者过水热器。

本发明的全塑型换热器，由于换热器的各个部分全部采用塑料材质，使其具有很强的抑制水垢结晶（塑料表面张力小，水垢无法附着）的特点，目前其它类似的金属产品在使用中产生的水垢是一个无法解决的问题，随着时间的延长水垢不断增加，交换效率不断降低，管路堵塞丧失性能造成设备的损坏。而只有塑料制品才有抑制水垢结晶的特性。本发明的全塑型换热器，具有耐酸抗腐的特殊性能，pp塑料制品为耐腐之最。可见其稳定性。这也是一些特殊环境金属换热器不易解决的问题。而对于塑料产品耐腐却是最基本的性能、外观的平整光滑也是塑料制品的特性，可以做到镜面的程度，这也是一个提高产品形象的要点，并且可以是多种颜色订制，（非喷漆涂装）因此可抑制水垢形成、无重金属离子形成，耐腐，不污染水体，和生产成本低的优点，便于应用推广。

Claims (7)

1.一种全塑型热交换器，包括内部均为存储空腔的上腔室（1）和下腔室（2），上腔室上设置有便于加热或制冷的液体媒介进入的媒介进口（4），下腔室上设置有工作完毕的液体媒介流出的媒介出口（5）；其特征在于：所述上腔室与下腔室通过若干个均匀分布的热交换管（3）相连通，流经热交换管的液体媒介实现热交换。

2.根据权利要求1所述的全塑型热交换器，其特征在于：所述上腔室（1）和下腔室（2）均由多个拼接单元（6）连接而成，所述拼接单元的两端分别为插接母口（12）和插接公口（13），每个拼接单元（6）上均设置有与热交换管（3）相配合的凸起插口（7），凸起插口（7）的内部设置有多个与上腔室或下腔室相连通的通孔（8）。

3.根据权利要求2所述的全塑型热交换器，其特征在于：所述拼接单元（6）内设置有将其内部空腔一分为二的第一隔板（9），所示热交换管（3）内设置有将其内部空腔一分为二的第二隔板（10）；凸起插口（7）上开设有与第二隔板相配合的缺口（11）。

4.根据权利要求1所述的全塑型热交换器，其特征在于：所述热交换管（3）的外围设置有成密封状态的热交换室（14），热交换室的内部为热交换腔，热交换室的外壁上设置有与热交换腔相通的热源进口（16）和热源出口（15）。

5.根据权利要求4所述的全塑型热交换器，其特征在于：所述热交换管（3）为圆柱杆形状，热交换管的两端分别固定于两固定板（17）上，固定板上均匀开设有与热交换管相配合的固定孔（20），一端的固定板位于上腔室（1）与热交换室（14）之间，另一端的固定板位于下腔室（2）与热交换室之间。

6.根据权利要求5所述的全塑型热交换器，其特征在于：所述热交换管（3）的两端设置有对固定板（17）进行定位的限位凸台（21），热交换管的端部设置有将其固定于固定板上的固定螺母（23）。

7.根据权利要求4所述的全塑型热交换器，其特征在于：所述上腔室（1）内设置有对通过媒介进口（4）进入的液体媒介进行均匀分流的分流板（19），分流板上均匀开设有若干通孔。