CN114485218A - 一种下密上疏双螺旋翅片换热器 - Google Patents

Abstract

本发明属于换热器技术领域，尤其是涉及一种下密上疏双螺旋翅片换热器，包括多根轴心管，多根轴心管之间相互连接，轴心管上绕设有毛细管路，毛细管路中流动有冷流体，毛细管路上均匀设有散热翅片，毛细管路绕设在轴心管上，且下端螺旋圈数密集，下端螺旋圈数稀疏，轴心管外包裹有罩壳，罩壳内填充有流动液体，多个罩壳之间通过首尾连接的方式连接有第一通管。优点在于：本发明的宗旨在于更好的提升能量的换热效能，同时解决部分热量过度聚集的问题，从而更好的提升了换热器的工作效能。

Description

一种下密上疏双螺旋翅片换热器

技术领域

本发明属于换热器技术领域，尤其是涉及一种下密上疏双螺旋翅片换热器。

背景技术

换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，即在一个大的密闭容器内装上水或其他介质，而在容器内有管道穿过，让热水从管道内流过，由于管道内热水和容器内冷热水的温度差，会形成热交换，也就是初中物理的热平衡，高温物体的热量总是向低温物体传递，这样就把管道里水的热量交换给了容器内的冷水。

利用能量的交互来达到传递和改变物体的熵值，从而进行交互和达到换热的目的，在传统的换热器中采用的翅片具有较好的换热功效，但其在作业时不能很好的长效作业，因此采用了下密上疏的布局方式，而这种方式也存在弊端，第一是换热效能存在不足，第二在于部分过密的布局容易使得局部的热量聚集不能散失，从而使得不能更好的进行换热作业。

为此，我们提出一种下密上疏双螺旋翅片换热器来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种可提升了换热器的工作效能的下密上疏双螺旋翅片换热器。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种下密上疏双螺旋翅片换热器，包括多根轴心管，多根所述轴心管之间相互连接，所述轴心管上绕设有毛细管路，所述毛细管路中流动有冷流体，所述毛细管路上均匀设有散热翅片，所述毛细管路绕设在轴心管上，且下端螺旋圈数密集，下端螺旋圈数稀疏，所述轴心管外包裹有罩壳，所述罩壳内填充有流动液体，多个所述罩壳之间通过首尾连接的方式连接有第一通管。

在上述的下密上疏双螺旋翅片换热器中，所述轴心管的内壁上固定连接有多片接触面板，所述接触面板均匀分布于轴心管的内壁，且呈楔形形状。

在上述的下密上疏双螺旋翅片换热器中，所述毛细管路与轴心管的外壁通过直接焊接的方式连接，相互粘接的面积在15%-50%之间。

在上述的下密上疏双螺旋翅片换热器中，所述散热翅片呈喇叭状，且多个散热翅片的设置于根部均匀连接于毛细管路上，喇叭状扩散部分相互堆叠在一起，所述散热翅片的喇叭扩散部分的外壁在毛细管路与轴心管的连接处断开，且散热翅片与轴心管的外壁相互不接触。

在上述的下密上疏双螺旋翅片换热器中，所述散热翅片的喇叭状扩散部分上开设有多个贯穿的引流孔。

在上述的下密上疏双螺旋翅片换热器中，所述轴心管上设有断口，所述断口中设有传递机构，所述传递机构包括转动环、内叶片和外叶片，所述内叶片设置于转动环的内壁上，外叶片固定连接于转动环的外壁上。

在上述的下密上疏双螺旋翅片换热器中，所述散热翅片的整体呈中空状设置，多个所述散热翅片之间通过桥接通道相互连通，多个所述罩壳之间设有第二通管用于连接多个罩壳之间的散热翅片并连通设置。

在上述的下密上疏双螺旋翅片换热器中，所述桥接通道的一端与其中一片散热翅片的根部连接，桥接通道的另一端与另一片的散热翅片的顶部连接。

在上述的下密上疏双螺旋翅片换热器中，所述罩壳的内壁上均匀设有多个内凹的凹坑。

在上述的下密上疏双螺旋翅片换热器中，所述凹坑内固定连接有多片鳍片，所述鳍片的端部不超过凹坑的深度。

与现有的技术相比，本下密上疏双螺旋翅片换热器的优点在于：

1、本发明通过设置的毛细管路和散热翅片和轴心管的配合，以达到利用喇叭状的散热翅片来代替传统的螺旋式换热翅片，因此在单位空间能获得了更多有效的换热作业面，从而使得获得更大的换热面积的同时，有效的提升了换热效能，相比于传统的螺旋式换热翅片来说，更加的高效。

2、本发明通过设置的第一通管、第二通管和罩壳的配合，以达到利用罩壳内的自流动的液体来充分的进入至多个散热翅片之间，实现直接能量的接触和转换的效果，有效的解决了由于结构设计而带来的部分热量过度聚集的问题，另外由于应用了联动的设置，因此无需通过外部动力进行驱动，从而使得内部的液体能够更好的进行能量的交互和传递。

附图说明

图1是本发明提供的一种下密上疏双螺旋翅片换热器的外部结构示意图；

图2是图1中接触面板的结构示意图；

图3是图1中轴心管与毛细管路的连接示意图；

图4是图3中散热翅片的组合示意图；

图5是图4中散热翅片的透视图；

图6是图3散热翅片的单片结构示意图；

图7是图2中传递机构的结构示意图；

图8是图1中凹坑的侧面剖视图；

图9是本发明提供的一种下密上疏双螺旋翅片换热器的热流聚集对照示意图。

图中，1轴心管、2毛细管路、3散热翅片、4罩壳、5第一通管、6接触面板、7引流孔、8传递机构、9转动环、10内叶片、11外叶片、12桥接通道、13第二通管、14凹坑、15鳍片。

具体实施方式

以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。

实施例

如图1-2所示，一种下密上疏双螺旋翅片换热器，包括多根轴心管1，轴心管1用于连接外部焕能设备，在对接的端口采用传统的密封圈加螺帽紧固的方式，从而方便于进行常规的拆卸对接，本方案中只截取了部分的轴心管1示意图，未示出最终的端口部分，多根轴心管1之间相互连接，连接呈弯转的弧形形状，轴心管1的内壁上固定连接有多片接触面板6，触面板6与轴心管1的材质相同，其根部与轴心管1的内壁固定连接，接触面板6均匀分布于轴心管1的内壁，接触面板6垂直设置，从而最大限度的防止影响内部液体的流动，且呈楔形形状，用于进行进一步的加固，需要说明的是，接触面板6的目的在于增大轴心管1的内壁面积，使其与内部的流体进一步的进行对接，更加充分的接触进行换能作用，因此其长度和尺寸可以根据要求进行定制，本方案中不对其进行确切的限定，另外接触面板6的整体是不连续的，中部可以任意的断开或者部分连接皆可。

如图3-4所示，轴心管1上绕设有毛细管路2，毛细管路2采用螺旋绕设的方式来与轴心管1进行设置，毛细管路2绕设在轴心管1上，且下端螺旋圈数密集，下端螺旋圈数稀疏，毛细管路2采用的螺旋间距为等效距离：长度为1.2:1，需要说明的是，螺旋的间距不一定需要按照线性的比例来进行对应设置，采用非线性螺旋设计均可达到上述的效果，给出的对应比例为最佳的实验比例，并非唯一的线性比例，其上端最大程度的进行科学的密疏分布，毛细管路2中流动有冷流体或者对应轴心管1内的流体，用于直接与轴心管1接触后进行换能作业，毛细管路2与轴心管1的外壁通过直接焊接的方式连接，焊接相比于传统的绕设方式来说，具有牢固性好，接触点牢靠面积大的优势，从而更好的进行换热作业，相互粘接的面积在15%-50%之间，得以充分的保证了换热的直接接触面积。

毛细管路2上均匀设有散热翅片3，散热翅片3呈喇叭状或者类喇叭状，主要呈现朝固定方向的外扩状，其底部收敛，端部外扩，中部收腰，且多个散热翅片3的设置于根部均匀连接于毛细管路2上，外扩端的长度比例和多个散热翅片3连接距离的比值为4:1，散热翅片3的根部是包裹在前一个或多个散热翅片3的外扩端内部的，喇叭状扩散部分相互堆叠在一起呈开花状，相比于传统的鳍片来说，这种方式有效的增大了换热的面积。

如图6所示，散热翅片3的喇叭扩散部分的外壁在毛细管路2与轴心管1的连接处断开，且散热翅片3与轴心管1的外壁相互不接触，断开的部位在侧部，使得喇叭状的外扩部位不能闭合在一起，该部位用于容纳毛细管路2与轴心管1进行接触。

如图9所示，通过图示可知，在针对于温度的换能方面，换能的极限和持续时间具有明显的不同，由于片状鳍片的作用，其一般只能够达到平常的效能，极限包线较低，而对于上密下疏的螺旋状设置方式则具有明显的优势，在于极限进一步的下探，但依然存在瓶颈，瓶颈在于局部过密而导致换能不能持续，因此未达到最佳的效果，而本实施例的方案中可知，相比于前两种来说具有更好的极限，同时效能方面也有较好的提高且能持续。

如图5-6所示，散热翅片3的喇叭状扩散部分上开设有多个贯穿的引流孔7，引流孔7的作用在于进一步的消除热聚集效应，在图9中，需要利用到罩壳4内的回流液体，利用回流液体填充接触散热翅片3的密集的根部聚集区，而引流孔7的作用在于进一步的扩散回流液体到内部，散热翅片3的整体呈中空状设置，而中空状的设置用于对内部的热能进行进一步的换能，多个散热翅片3之间通过桥接通道12相互连通用于多通道之间的连通，桥接通道12的一端与其中一片散热翅片3的根部连接，桥接通道12的另一端与另一片的散热翅片3的顶部连接从而形成连贯的空腔体。

如图7所示，多个罩壳4之间设有第二通管13用于连接多个罩壳4之间的散热翅片3并连通设置，轴心管1上设有断口，断口中设有传递机构8，传递机构8应用于轴心管1上和第二通管13上，作用相同，均通过流体的带动力来带动对应部件内的流体/气体推进，采用多重换能的方式，大大的加速了换能的效果，节约了占用的空间，传递机构8包括转动环9、内叶片10和外叶片11，内叶片10设置于转动环9的内壁上，外叶片11固定连接于转动环9的外壁上，内叶片10受力推动转动环9运动，继而推动外叶片11，从而带动罩壳4内的流体运动，随后再通过这部分的话流体运动，从而带动第二通管13内的气流运动实现换能效果，轴心管1外包裹有罩壳4，罩壳4内填充有流动液体，多个罩壳4之间通过首尾连接的方式连接有第一通管5。

如图8所示，罩壳4的内壁上均匀设有多个内凹的凹坑14，凹坑14内固定连接有多片鳍片15，鳍片15的端部不超过凹坑14的深度，罩壳4上的凹坑14在于扩大了其表面积，因此在鳍片15的配合下有效的增大了罩壳4的表面积，进一步的提高了换能的效率。

尽管本文较多地使用了轴心管1、毛细管路2、散热翅片3、罩壳4、第一通管5、接触面板6、引流孔7、传递机构8、转动环9、内叶片10、外叶片11、桥接通道12、第二通管13、凹坑14、鳍片15等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种下密上疏双螺旋翅片换热器，包括多根轴心管（1），多根所述轴心管（1）之间相互连接，其特征在于，所述轴心管（1）上绕设有毛细管路（2），所述毛细管路（2）中流动有冷流体，所述毛细管路（2）上均匀设有散热翅片（3），所述毛细管路（2）绕设在轴心管（1）上，且下端螺旋圈数密集，下端螺旋圈数稀疏，所述轴心管（1）外包裹有罩壳（4），所述罩壳（4）内填充有流动液体，多个所述罩壳（4）之间通过首尾连接的方式连接有第一通管（5）。

2.根据权利要求1所述的下密上疏双螺旋翅片换热器，其特征在于，所述轴心管（1）的内壁上固定连接有多片接触面板（6），所述接触面板（6）均匀分布于轴心管（1）的内壁，且呈楔形形状。

3.根据权利要求1所述的下密上疏双螺旋翅片换热器，其特征在于，所述毛细管路（2）与轴心管（1）的外壁通过直接焊接的方式连接，相互粘接的面积在15%-50%之间。

4.根据权利要求2所述的下密上疏双螺旋翅片换热器，其特征在于，所述散热翅片（3）呈喇叭状，且多个散热翅片（3）的设置于根部均匀连接于毛细管路（2）上，喇叭状扩散部分相互堆叠在一起，所述散热翅片（3）的喇叭扩散部分的外壁在毛细管路（2）与轴心管（1）的连接处断开，且散热翅片（3）与轴心管（1）的外壁相互不接触。

5.根据权利要求4所述的下密上疏双螺旋翅片换热器，其特征在于，所述散热翅片（3）的喇叭状扩散部分上开设有多个贯穿的引流孔（7）。

6.根据权利要求4所述的下密上疏双螺旋翅片换热器，其特征在于，所述轴心管（1）上设有断口，所述断口中设有传递机构（8），所述传递机构（8）包括转动环（9）、内叶片（10）和外叶片（11），所述内叶片（10）设置于转动环（9）的内壁上，外叶片（11）固定连接于转动环（9）的外壁上。

7.根据权利要求6所述的下密上疏双螺旋翅片换热器，其特征在于，所述散热翅片（3）的整体呈中空状设置，多个所述散热翅片（3）之间通过桥接通道（12）相互连通，多个所述罩壳（4）之间设有第二通管（13）用于连接多个罩壳（4）之间的散热翅片（3）并连通设置。

8.根据权利要求7所述的下密上疏双螺旋翅片换热器，其特征在于，所述桥接通道（12）的一端与其中一片散热翅片（3）的根部连接，桥接通道（12）的另一端与另一片的散热翅片（3）的顶部连接。

9.根据权利要求1所述的下密上疏双螺旋翅片换热器，其特征在于，所述罩壳（4）的内壁上均匀设有多个内凹的凹坑（14）。

10.根据权利要求9所述的下密上疏双螺旋翅片换热器，其特征在于，所述凹坑（14）内固定连接有多片鳍片（15），所述鳍片（15）的端部不超过凹坑（14）的深度。

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