CN112902713A - 一种螺旋板换热器 - Google Patents

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王尚嵩
周家泉
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    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/04—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being formed by spirally-wound plates or laminae
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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Abstract

本发明提供的螺旋板换热器，包括：两侧边分别焊接有向外圈螺旋交替延伸的第一、二螺旋板的中心隔板、位于第一螺旋板和中心隔板之间并与中心隔板焊接连接的第一半管、位于第二螺旋板和中心隔板之间并与中心隔板焊接连接的第二半管，上述半管与中心隔板之间构成与进、出料口相连通的第一、第二腔体，上述半管与第一、第二螺旋板之间分别构成第一、第二流道，上述半管上开设有用于连通第一腔体和第一流道、第二腔体和第二流道的通孔，通过使第一、第二半管对称分布于中心隔板的两侧，能够在该螺旋板换热器的中心形成完整的管状支撑，支撑效果好，无需额外设置支撑环，结构简单，且中心处不易积料，螺旋板也可以选用较薄的材料制作，换热效率高。

Description

一种螺旋板换热器
技术领域
本发明涉及换热设备领域，具体涉及一种螺旋板换热器。
背景技术
螺旋板换热器是由两张平行的金属板卷制成两个螺旋形通道，冷热流体之间通过螺旋板壁进行换热的换热器。
为了增强换热效率，螺旋板的壁厚要求尽可能薄，但这样一来会降低螺旋板的强度，影响螺旋板换热器，特别是螺旋板换热器中心处的支撑效果，为了解决这一问题，现有技术大多通过在中心处增设支撑环加强支撑，但这样设置会使支撑环位于中心处的物料流道内，使用时会在螺旋板换热器中心处引起严重的积料，影响换热后的物料品质。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的缺点，提供一种换热效率高、支撑效果好、中心处不易积料的螺旋板换热器。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是，螺旋板换热器，包括：
中心隔板，所述中心隔板的两侧边分别焊接连接第一螺旋板和第二螺旋板，所述第一螺旋板和所述第二螺旋板向外圈螺旋交替延伸；
第一半管，所述第一半管位于所述第一螺旋板和所述中心隔板之间，所述第一半管的两侧边与所述中心隔板焊接连接，所述第一半管的内壁与所述中心隔板之间构成第一腔体，所述第一半管的外壁与所述第一螺旋板的最内侧板的内壁之间构成第一流道；
第二半管，所述第二半管位于所述第二螺旋板和所述中心隔板之间，所述第二半管的两侧边与所述中心隔板焊接连接，所述第二半管的内壁与所述中心隔板之间构成与所述螺旋板换热器的出料口相连通的第二腔体，所述第二半管的外壁与所述第二螺旋板的最内侧板的内壁之间构成第二流道；
所述第一半管和所述第二半管对称分布于所述中心隔板的两侧；
所述第一腔体与所述螺旋板换热器的进料口相连通，所述第二腔体与所述螺旋板换热器的出料口相连通；
所述第一半管上开设有多个用于连通所述第一腔体和所述第一流道的第一通孔，所述第二半管上开设有多个用于连通所述第二腔体和所述第二流道的第二通孔。
优选地，所述第一流道内设置有多个第一支撑柱，所述第一支撑柱的两端部分别焊接连接在所述第一半管外壁和所述第一螺旋板最内侧板的内壁上，所述第二流道内设置有多个第二支撑柱，所述第二支撑柱的两端部分别焊接连接在所述第二半管外壁和所述第二螺旋板最内侧板的内壁上。
进一步优选地，相邻的所述第一支撑柱之间的间距互不相同，相邻的所述第二支撑柱之间的间距互不相同。
进一步优选地，所述第一支撑柱的长度随所述第一螺旋板的延伸方向逐渐变长，所述第二支撑柱的长度随所述第二螺旋板的延伸方向逐渐变长。
进一步优选地，所述第一支撑柱与所述第一通孔交错设置，所述第二支撑柱与所述第二通孔交错设置。
优选地，相邻地所述第一螺旋板和所述第二螺旋板之间设置有多个第三支撑柱，所述第三支撑柱的两端部分别焊接连接在所述第一/第二螺旋板的内壁和所述第二/第一螺旋板的外壁上。
进一步优选地，所述多个第三支撑柱的长度相等，相邻的所述第三支撑柱之间的间距相等。
优选地，所述第一半管和所述第二半管的壁厚相等，所述第一螺旋板和所述第二螺旋板的壁厚相等，所述第一半管的壁厚是所述第一螺旋板壁厚的3-5倍。
优选地，所述中心隔板的壁厚为所述第一半管壁厚的1.1-1.3倍。
进一步优选地，所述进料口位于所述第一腔体的上/下方，所述出料口位于所述第二腔体的下/上方。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明提供的螺旋板换热器，包括：两侧边分别焊接有向外圈螺旋交替延伸的第一、二螺旋板的中心隔板、位于第一螺旋板和中心隔板之间并与中心隔板焊接连接的第一半管、位于第二螺旋板和中心隔板之间并与中心隔板焊接连接的第二半管，上述半管与中心隔板之间构成与进、出料口相连通的第一、第二腔体，上述半管与第一、第二螺旋板之间分别构成第一、第二流道，上述半管上开设有用于连通第一腔体和第一流道、第二腔体和第二流道的通孔，通过使第一、第二半管对称分布于中心隔板的两侧，能够在该螺旋板换热器的中心形成完整的管状支撑，支撑效果好，无需额外设置支撑环，结构简单，且中心处不易积料，螺旋板也可以选用较薄的材料制作，换热效率高。
附图说明
图1是本发明优选实施例的剖视示意图。
图2是图1中A-A方向的剖视示意图。
其中：
10.中心隔板；11.第一螺旋板；12.第二螺旋板；13.第三支撑柱；20.第一半管；21.第一腔体；22.第一流道；221.第一支撑柱；23.第一通孔；30.第二半管；31.第二腔体；32.第二流道；321.第二支撑柱；33.第二通孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
本发明中描述的上下方向是指图2中的上下方向。
如图1-2所示，本发明提供的螺旋板换热器，包括：中心隔板10、第一半管20和第二半管30，其中，中心隔板10的两侧边分别焊接连接第一螺旋板11和第二螺旋板12，第一螺旋板11和第二螺旋板12向外圈螺旋交替延伸；第一半管20位于第一螺旋板11和中心隔板10之间，第一半管20的两侧边与中心隔板10焊接连接，第一半管20的内壁与中心隔板10之间构成第一腔体21，第一腔体21与螺旋板换热器的进料口相连通，第一半管20的外壁与第一螺旋板11的最内侧板的内壁之间构成第一流道22，第一半管20上开设有多个用于连通第一腔体21和第一流道22的第一通孔23；第二半管30位于第二螺旋板12和中心隔板10之间，第二半管30的两侧边与中心隔板10焊接连接，第二半管30的内壁与中心隔板10之间构成与螺旋板换热器的出料口相连通的第二腔体31，第二腔体31与螺旋板换热器的出料口相连通，第二半管30的外壁与第二螺旋板12的最内侧板的内壁之间构成第二流道32，第二半管30上开设有多个用于连通第二腔体31和第二流道32的第二通孔33。
在本实施例中，第一半管20和第二半管30对称分布于中心隔板10的两侧，这样设置的好处在于，能够在该螺旋板换热器的中心处形成完整的管状支撑，抗压效果强，支撑效果好，无需额外设置支撑环，结构简单，且中心处不易积料，第一螺旋板11、第二螺旋板12也可以选用较薄的材料制作，换热效率高。
在本实施例中，第一流道22内设置有多个第一支撑柱221，第一支撑柱221的两端部分别焊接连接在第一半管20外壁和第一螺旋板11最内侧板的内壁上，第一支撑柱221与第一通孔23交错设置，相邻的第一支撑柱221之间的间距互不相同，第一支撑柱221的长度随第一螺旋板11的延伸方向逐渐变长，这样设置的好处在于，既能够增加强度，又能使第一流道22的截面积沿第一螺旋板11的延伸方向逐渐增大，在流体从第一腔体21进入第一流道22后，流体的流速会减慢，从而延长换热时间；第二流道32内设置有多个第二支撑柱321，第二支撑柱321的两端部分别焊接连接在第二半管30外壁和第二螺旋板12最内侧板的内壁上，第二支撑柱321与第二通孔33交错设置，相邻的第二支撑柱321之间的间距互不相同，第二支撑柱321的长度随第二螺旋板12的延伸方向逐渐变长，这样设置的好处在于，既能够增加强度，又能使第二流道32的截面积沿第二螺旋板21的延伸方向逐渐增大，在流体从第二流道32进入第二腔体31时，流体的流速会加快，从而避免积料现象。
在本实施例中，相邻地第一螺旋板11和第二螺旋板12之间设置有多个第三支撑柱13，第三支撑柱13的两端部分别焊接连接在第一螺旋板11的内壁和第二螺旋板12的外壁上、或者分别焊接连接在第一螺旋板11的外壁和第二螺旋板12的内壁上，这些第三支撑柱13的长度相等，相邻的第三支撑柱13之间的间距相等。
为便于加工制造，第一半管20和第二半管30的壁厚相等，第一螺旋板11和第二螺旋板12的壁厚相等。
为确保中心处的强度并最大限度的提高换热效率，第一半管20的壁厚是第一螺旋板11壁厚的3-5倍，中心隔板10的壁厚为第一半管20壁厚的1.1-1.3倍，具体地，第一螺旋板11、第二螺旋板12的壁厚为3mm，第一半管20、第二半管30的壁厚为10mm，中心隔板10的壁厚为12mm。
在本实施例中，进料口和出料口分别位于该螺旋板换热器的上部和下部，具体地，进料口位于第一腔体的上方，出料口位于第二腔体的下方。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种螺旋板换热器，包括：
中心隔板，所述中心隔板的两侧边分别焊接连接第一螺旋板和第二螺旋板，所述第一螺旋板和所述第二螺旋板向外圈螺旋交替延伸；
第一半管，所述第一半管位于所述第一螺旋板和所述中心隔板之间，所述第一半管的两侧边与所述中心隔板焊接连接，所述第一半管的内壁与所述中心隔板之间构成第一腔体，所述第一半管的外壁与所述第一螺旋板的最内侧板的内壁之间构成第一流道；
第二半管，所述第二半管位于所述第二螺旋板和所述中心隔板之间，所述第二半管的两侧边与所述中心隔板焊接连接，所述第二半管的内壁与所述中心隔板之间构成与所述螺旋板换热器的出料口相连通的第二腔体，所述第二半管的外壁与所述第二螺旋板的最内侧板的内壁之间构成第二流道；
其特征在于：
所述第一半管和所述第二半管对称分布于所述中心隔板的两侧；
所述第一腔体与所述螺旋板换热器的进料口相连通，所述第二腔体与所述螺旋板换热器的出料口相连通；
所述第一半管上开设有多个用于连通所述第一腔体和所述第一流道的第一通孔，所述第二半管上开设有多个用于连通所述第二腔体和所述第二流道的第二通孔。
2.根据权利要求1所述的螺旋板换热器，其特征在于：所述第一流道内设置有多个第一支撑柱，所述第一支撑柱的两端部分别焊接连接在所述第一半管外壁和所述第一螺旋板最内侧板的内壁上，所述第二流道内设置有多个第二支撑柱，所述第二支撑柱的两端部分别焊接连接在所述第二半管外壁和所述第二螺旋板最内侧板的内壁上。
3.根据权利要求2所述的螺旋板换热器，其特征在于：相邻的所述第一支撑柱之间的间距互不相同，相邻的所述第二支撑柱之间的间距互不相同。
4.根据权利要求2所述的螺旋板换热器，其特征在于：所述第一支撑柱的长度随所述第一螺旋板的延伸方向逐渐变长，所述第二支撑柱的长度随所述第二螺旋板的延伸方向逐渐变长。
5.根据权利要求2所述的螺旋板换热器，其特征在于：所述第一支撑柱与所述第一通孔交错设置，所述第二支撑柱与所述第二通孔交错设置。
6.根据权利要求1所述的螺旋板换热器，其特征在于：相邻地所述第一螺旋板和所述第二螺旋板之间设置有多个第三支撑柱，所述第三支撑柱的两端部分别焊接连接在所述第一/第二螺旋板的内壁和所述第二/第一螺旋板的外壁上。
7.根据权利要求6所述的螺旋板换热器，其特征在于：所述多个第三支撑柱的长度相等，相邻的所述第三支撑柱之间的间距相等。
8.根据权利要求1所述的螺旋板换热器，其特征在于：所述第一半管和所述第二半管的壁厚相等，所述第一螺旋板和所述第二螺旋板的壁厚相等，所述第一半管的壁厚是所述第一螺旋板壁厚的3-5倍。
9.根据权利要求1所述的螺旋板换热器，其特征在于：所述中心隔板的壁厚为所述第一半管壁厚的1.1-1.3倍。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的螺旋板换热器，其特征在于：所述进料口位于所述第一腔体的上/下方，所述出料口位于所述第二腔体的下/上方。
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