CN114857959A - 一种波纹面螺旋板式换热器的换热装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及换热器技术领域，更具体地说，涉及一种波纹面螺旋板式换热器的换热装置，包括换热器外壳和装设在换热器外壳内的换热元件，所述换热元件包括：波纹面螺旋板、光面螺旋板、定距柱和隔板，所述波纹面螺旋板和光面螺旋板呈螺旋状相互卷绕设置在换热器外壳内部；波纹面螺旋板、光面螺旋板和换热器外壳之间形成第一介质通道和第二介质通道；相邻所述波纹面螺旋板和光面螺旋板之间通过多根均匀环绕设置的定距柱连接；本发明内部两块螺旋板中，一块为设有波纹结构的波纹面螺旋板，波纹面螺旋板与具有光滑面的光面螺旋板配合使用，可以有效增大换热面积，并且波纹结构能够较大程度地改善应力分布状态，增加换热器的使用寿命。

Description

一种波纹面螺旋板式换热器的换热装置

技术领域

本发明涉及换热器技术领域，更具体地说，涉及一种波纹面螺旋板式换热器的换热装置。

背景技术

现有的螺旋板式换热器是由两张平行的金属板卷制而成，形成两个独立的螺旋形通道，两种温度不同的流体通过金属壁进行热交换。现有技术中的螺旋板式换热器在使用时，换热面积小，换热效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种波纹面螺旋板式换热器的换热装置，其结构紧凑、产热效率高、易加工制造，可以有效解决现有技术中的问题。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种波纹面螺旋板式换热器的换热装置，包括换热器外壳和装设在换热器外壳内的换热元件，所述换热元件包括：波纹面螺旋板、光面螺旋板、定距柱和隔板，所述波纹面螺旋板和光面螺旋板呈螺旋状相互卷绕设置在换热器外壳内部；波纹面螺旋板、光面螺旋板和换热器外壳之间形成第一介质通道和第二介质通道；相邻所述波纹面螺旋板和光面螺旋板之间通过多根均匀环绕设置的定距柱连接；所述隔板的上下两端与换热器外壳的上下两端密封连接，隔板的前后两端分别与波纹面螺旋板内端面和光面螺旋板内端面密封连接，以将第一介质通道的入口和第二介质通道的入口隔开。

优选的，所述换热器外壳包括筒体、上端盖和下端盖；所述上端盖和下端盖分别密封固定在筒体的上下两端；所述上端盖上设有第一介质输入管和第二介质输入管，第一介质输入管与第一介质通道的入口连通；第二介质输入管与第二介质通道的入口连通；所述筒体两侧分别设有一个直边部，波纹面螺旋板的外端和光面螺旋板的外端部边分别设于两侧的所述直边部处；一个所述直边部外端设有与第一介质通道连通的第一介质输出管，另一个所述直边部外端设有与第二介质通道连通的第二介质输出管。

优选的，所述第一介质通道和第二介质通道的通道宽度相同；所述定距柱的长度与第一介质通道和第二介质通道的通道宽度相等。

优选的，所述定距柱的轴线与筒体的轴线垂直。

优选的，所述波纹面螺旋板的板面上由内至外等距设置多个波纹凹槽。

优选的，所述波纹凹槽为圆弧状的波纹结构，即圆弧式凹槽，波纹凹槽与波纹面螺旋板板面的连接处设有过渡圆角。

优选的，所述定距柱位于相邻两个波纹凹槽的中间。

所述的一种波纹面螺旋板式换热器的换热装置，还包括可拆卸连接在在下端盖底面的活动扰流机构；

所述活动扰流机构包括：

圆盘座，圆盘座通过多根螺栓连接在下端盖的底面上；

圆柱形过滤筒，圆柱形过滤筒设有两个，两个圆柱形过滤筒下端固定在圆盘座的安装通孔内，两个圆柱形过滤筒中部分别插入至第一介质通道的入口和第二介质通道的入口内；两个圆柱形过滤筒位于筒体内部的筒面上均匀设置多个过滤孔；两个圆柱形过滤筒的开口端分别与第一介质输入管和第二介质输入管一一插接配合；两个圆柱形过滤筒的另一端为螺纹配合筒盖的封闭端；

扰流杆单元，扰流杆单元设有两个，两个扰流杆单元下端相对固定在圆盘座两侧，两个扰流杆单元中部密封滑动配合在下端盖底面的纵向通孔内，一个扰流杆单元的上端插入至第一介质通道内，另一个扰流杆单元的上端插入至第二介质通道内；

联动架，联动架的两端与两个扰流杆单元一一固定连接。

驱动单元，驱动单元固定在圆盘座上，驱动单元传动连接联动架，以通过联动架驱动两个扰流杆单元在下端盖底面的纵向通孔内进行滑动运动。

所述驱动单元包括：

动力电机，动力电机通过电机座固定在圆盘座上；

驱动轴，驱动轴的一端通过联轴器与动力电机输出轴连接，驱动轴另一端通过轴承座转动在支座上，支座固定在圆盘座上；

锥形传动轮，锥形传动轮的轮面与位于其下方的联动架的横轴贴合，锥形传动轮的偏心位置设有偏心滑道，锥形传动轮通过偏心滑道滑动配合在驱动轴上；

调控螺杆，调控螺杆一端转动连接在锥形传动轮一端端面上，调控螺杆中部螺纹配合在固定块上，固定块固定在驱动轴上；

张紧弹簧，张紧弹簧套设在调控螺杆上，且位于固定块和锥形传动轮一端端面之间。

所述扰流杆单元包括：

导向竖轴，导向竖轴设有两根，两根导向竖轴上端固定在圆盘座底面上，两根导向竖轴下端固定限位挡板；

滑槽架，滑槽架内端滑动配合在两根导向竖轴的中部，两根导向竖轴上分别套设一根复位压簧，复位压簧位于限位挡板和滑槽架之间；联动架的两端与两个扰流杆单元的滑槽架一一固定连接；

扰流竖杆，扰流竖杆中部密封滑动配合在下端盖底面的纵向通孔内，扰流竖杆上端插入至第一介质通道或第二介质通道内；扰流竖杆下端固定连接位移滑座，位移滑座的横向通孔内转动连接水平转管；位移滑座滑动配合在滑槽架的内外滑道内；滑槽架的内外滑道内固定连接横向螺杆；水平转管螺纹配合在横向螺杆上，位移滑座上螺纹配合锁定螺栓，锁定螺栓的内侧顶压在水平转管上。

本发明的有益效果：本发明内部两块螺旋板中，一块为设有波纹结构的波纹面螺旋板，波纹面螺旋板与具有光滑面的光面螺旋板配合使用，可以有效增大换热面积，并且波纹结构能够较大程度地改善应力分布状态，增加换热器的使用寿命；本发明内部波纹面螺旋板与光面螺旋板之间通过多根定距柱进行连接，多根定距柱可以起到扰动流体运动状态的作用，从而提高换热效率。

本发明的优点在于：

1.本发明内部采用一块为设有波纹结构的波纹面螺旋板和一块具有光滑面的光面螺旋板配合，通过波纹面螺旋板的波纹凹槽的设置，可以使换热介质的流动混合更加充分，有利于加强换热物质之间的热量交换，并且可以在相同的体积下，增加有效换热面积，结构紧凑，得到更高的换热效率；

2.本发明内部采用多根定距柱对波纹面螺旋板与光面螺旋板进行定位支撑，定距柱不仅可以起到定位的作用，还具有扰动流体运动的作用，提高提高换热能力；

3.本发明内部采用在波纹凹槽和换热板的连接段采用的是圆角过渡，波纹凹槽是圆弧状的波纹结构，可以在提高传热能力同时，改善应力分布。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或相关技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的壳体示意图；

图3为本发明的俯视示意图；

图4为本发明的换热元件示意图；

图5为本发明的波纹型螺旋板的示意图；

图6为本发明的光面螺旋板的示意图；

图7为本发明的活动扰流机构的示意图一；

图8为本发明的活动扰流机构的示意图二；

图9为本发明的扰流杆单元的示意图；

图10为本发明的联动架的示意图；

图11为本发明的驱动单元的示意图。

图标：第一介质输入管1；第二介质输入管2；第一介质输出管3；第二介质输出管4；波纹凹槽5；过渡圆角6；定距柱7；波纹面螺旋板8；光面螺旋板9；隔板10；筒体11、上端盖12；下端盖13；第一介质通道14；第二介质通道15；第一直边部16；第二直边部17；活动扰流机构18；圆盘座19；圆柱形过滤筒20；扰流杆单元21；导向竖轴211；限位挡板212；滑槽架213；复位压簧214；扰流竖杆215；位移滑座216；水平转管217；横向螺杆218；联动架22；驱动单元23；动力电机231；驱动轴232；锥形传动轮233；调控螺杆234；张紧弹簧235。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本申请可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本申请可实施的范畴。

下面结合附图1-11对本发明作进一步详细说明。

实施例一

如图1-6所示，为了解决现有技术中的螺旋板式换热器在使用时，换热面积小，换热效率低的问题；本发明提供了一种波纹面螺旋板式换热器的换热装置，包括换热器外壳和装设在换热器外壳内的换热元件，所述换热元件包括：波纹面螺旋板8、光面螺旋板9、定距柱7和隔板10，所述波纹面螺旋板8和光面螺旋板9呈螺旋状相互卷绕设置在换热器外壳内部；波纹面螺旋板8、光面螺旋板9和换热器外壳之间形成第一介质通道14和第二介质通道15；相邻所述波纹面螺旋板8和光面螺旋板9之间通过多根均匀环绕设置的定距柱7连接；所述隔板10的上下两端与换热器外壳的上下两端密封连接，隔板10的前后两端分别与波纹面螺旋板8内端面和光面螺旋板9内端面密封连接，以将第一介质通道14的入口和第二介质通道15的入口隔开。

本发明提供了一种波纹面螺旋板式换热器的换热装置，其内部波纹面螺旋板8和光面螺旋板9呈螺旋状相互卷绕设置在换热器外壳内部，波纹面螺旋板8、光面螺旋板9和换热器外壳之间形成第一介质通道14和第二介质通道15，通过第一介质通道14和第二介质通道15对不同的介质进行输送，从而对不同的换热介质进行热量交换，本发明内部波纹面螺旋板与具有光滑面的光面螺旋板配合使用，当换热介质通过波纹面螺旋板8的波纹凹槽时，换热介质速度会迅速降低，在波纹面螺旋板8的板面形成涡旋；当换热介质通过波纹面螺旋板8的平行段时，截面变小，速度增加，因为波纹凹槽的存在，换热介质流动方向和波纹面螺旋板8形成一定的夹角，形成混合流，对波纹面螺旋板8的壁面产生冲刷，减薄换热边界层，达到强化换热的效果；波纹面螺旋板8的设置，可以有效增大换热面积，并且波纹结构能够较大程度地改善应力分布状态，增加本发明的使用寿命；本发明内部波纹面螺旋板8与光面螺旋板9之间通过多根定距柱7进行连接，多根定距柱7可以起到扰动流体运动状态的作用，从而提高换热效率。

实施例二

如图1-6所示，为了解决现有技术中的换热器外壳不易拆卸、不易对其内部进行清理的问题；本发明提供的一种波纹面螺旋板式换热器的换热装置中，所述换热器外壳包括筒体11、上端盖12和下端盖13；所述上端盖12和下端盖13分别密封固定在筒体11的上下两端；所述上端盖12上设有第一介质输入管1和第二介质输入管2，第一介质输入管1与第一介质通道14的入口连通；第二介质输入管2与第二介质通道15的入口连通；所述筒体11两侧分别设有一个直边部，波纹面螺旋板8的外端和光面螺旋板9的外端部边分别设于两侧的所述直边部处；所述直边部包括第一直边部16和第二直边部17；第一直边部16外端设有与第一介质通道14连通的第一介质输出管3，第二直边部17外端设有与第二介质通道15连通的第二介质输出管4。

筒体11和上端盖12和下端盖13之间均可采用螺纹密封连接的方式进行连接，从而便于换热器外壳整体的拆卸或组装；波纹面螺旋板8和光面螺旋板9的上下两端分别与上端盖12和下端盖13密封固定连接，以实现本发明整体的密封性，便于不同换热介质的流通换热。所述上端盖12上设有第一介质输入管1和第二介质输入管2，第一介质输入管1与第一介质通道14的入口连通；第二介质输入管2与第二介质通道15的入口连通；在不同的换热介质进行换热时，将第一种换热的介质通过第一介质输入管1输送至第一介质通道14的入口内，并通过第一介质通道14的入口进入至第一介质通道14，将第二种换热的介质通过第二介质输入管2输送至第二介质通道15的入口内，并通过第二介质通道15的入口输送至第二介质通道15内，使得在第一介质通道14内流通的第一种换热的介质与第二介质通道15内流通的第二种换热的介质进行热交换处理，从而实现换热处理。

所述第一介质通道14和第二介质通道15的通道宽度相同；所述定距柱7的长度与第一介质通道14和第二介质通道15的通道宽度相等。

所述定距柱7的轴线与筒体11的轴线垂直，可以保证波纹面螺旋板8和光面螺旋板相互卷绕状态的稳定性，从而保证第一介质通道14和第二介质通道15进行换热使用时的稳定性。

所述波纹面螺旋板8的板面上由内至外等距设置多个波纹凹槽5。波纹面螺旋板8的表面形成波纹凹槽5，且波纹凹槽5均匀分布于波纹面螺旋板8，当换热介质通过波纹面螺旋板8的波纹凹槽5时，换热介质速度会迅速降低，在波纹面螺旋板8的板面形成涡旋；当换热介质通过波纹面螺旋板8的平行段时，截面变小，速度增加，因为波纹凹槽5的存在，换热介质流动时和波纹面螺旋板8形成一定的夹角，形成混合流，对波纹面螺旋板8的壁面产生冲刷，达到强化换热的效果。

所述波纹凹槽5为圆弧状的波纹结构，波纹凹槽5与波纹面螺旋板8板面的连接处设有过渡圆角6。波纹凹槽5与换热板连接位置采用过渡圆角6，可以有效改善应力分布。

所述定距柱7位于相邻两个波纹凹槽5的中间。波纹面螺旋板8和光面螺旋板9两个换热元件之间点焊有定距柱7，保持第一介质通道14和第二介质通道15的间距，在起到支撑作用，同时起到扰流的作用；波纹凹槽5的分布取决于定距柱7的分布，波纹凹槽5均匀分布于两个或若干个定距柱7之间；定距柱7和波纹凹槽5间隔交错设置，可以防止定距柱7对波纹凹槽5的涡旋旋流效果造成影响，也可以防止波纹凹槽5对定距柱7的扰流效果造成影响。

实施例三

如图1-11所示，为了解决现有技术中换热器的定距柱仅可固定在一个位置进行扰流，导流效果一般的问题；本发明提供的一种波纹面螺旋板式换热器的换热装置，还包括可拆卸连接在在下端盖13底面的活动扰流机构18，以对第一介质通道和第二介质通道内部介质进行扰流处理；

所述活动扰流机构18包括：

圆盘座19，圆盘座19通过多根螺栓连接在下端盖13的底面上；

圆柱形过滤筒20，圆柱形过滤筒20设有两个，两个圆柱形过滤筒20下端固定在圆盘座19的安装通孔内，两个圆柱形过滤筒20中部分别插入至第一介质通道14的入口和第二介质通道15的入口内；两个圆柱形过滤筒20位于筒体11内部的筒面上均匀设置多个过滤孔；两个圆柱形过滤筒20的开口端分别与第一介质输入管1和第二介质输入管2一一插接配合；两个圆柱形过滤筒20的另一端为螺纹配合筒盖的封闭端；

扰流杆单元21，扰流杆单元21设有两个，两个扰流杆单元21下端相对固定在圆盘座19两侧，两个扰流杆单元21中部密封滑动配合在下端盖13底面的纵向通孔内，一个扰流杆单元21的上端插入至第一介质通道14内，另一个扰流杆单元21的上端插入至第二介质通道15内；

联动架22，联动架22的两端与两个扰流杆单元21一一固定连接；

驱动单元23，驱动单元23固定在圆盘座19上，驱动单元23传动连接联动架22，以通过联动架22驱动两个扰流杆单元21在下端盖13底面的纵向通孔内进行滑动运动。

活动扰流机构18内部的驱动单元23接电启动后，可以传动带动联动架22进行上下方向的往复式位移运动，联动架22上下位移运动时可以带动两个扰流杆单元21在下端盖13底面的纵向通孔内进行上下方向的位移滑动，从而使得两个扰流杆单元21的上端分别在第一介质通道14和第二介质通道15内进行运动扰流，有利于提高其扰流效果；圆柱形过滤筒20的设置，用于对进入至第一介质通道14和第二介质通道15内的介质进行过滤，降低介质中杂质进入至第一介质通道14和第二介质通道15内的数量，有利于延长第一介质通道14和第二介质通道15的使用寿命，保证换热效果。

所述驱动单元23包括：

动力电机231，动力电机231通过电机座固定在圆盘座19上；

驱动轴232，驱动轴232的一端通过联轴器与动力电机231输出轴连接，驱动轴232另一端通过轴承座转动在支座上，支座固定在圆盘座19上；

锥形传动轮233，锥形传动轮233的轮面与位于其下方的联动架22的横轴贴合，锥形传动轮233的偏心位置设有偏心滑道，锥形传动轮233通过偏心滑道滑动配合在驱动轴232上；

调控螺杆234，调控螺杆234一端转动连接在锥形传动轮233一端端面上，调控螺杆234中部螺纹配合在固定块上，固定块固定在驱动轴232上；

张紧弹簧235，张紧弹簧235套设在调控螺杆234上，且位于固定块和锥形传动轮233一端端面之间。

动力电机231启动后可以带动驱动轴232转动，驱动轴232转动时可以带动锥形传动轮233以驱动轴232的轴线为中心进行旋转环绕运动，由于驱动轴232滑动配合在锥形传动轮233偏心位置的偏心滑道内，从而使得锥形传动轮233转动至其与驱动轴232轴线较远一侧轮面和联动架22的横轴接触时，可以带动联动架22的横轴向下滑动一定的距离，从而带动两个扰流杆单元21向下滑动一定的距离，并对扰流杆单元21内部复位压簧214进行压缩；而当锥形传动轮233转动至其与驱动轴232轴线较近一侧轮面和联动架22的横轴接触时，联动架22的横轴可以在扰流杆单元21内部复位压簧214的弹力作用下复位，从而实现其带动扰流杆单元21的往复式上下位移运动。

所述锥形传动轮233通过偏心滑道滑动配合在驱动轴232上，锥形传动轮233与驱动轴232的相对位置可以进行适当调节，调节时转动调控螺杆234改变调控螺杆234与固定块的接触位置，从而带动锥形传动轮233在驱动轴232上滑动，进而改变锥形传动轮233与驱动轴232的相对位置，最终改变锥形传动轮233与联动架22的横轴接触位置，由于锥形传动轮233为锥形结构，其直径一端大、一端小，因此改变锥形传动轮233轮面与联动架22横轴的接触位置，可以改变其传动带动扰流杆单元21进行上下运动的范围，便于满足不同的换热情况使用。

所述扰流杆单元21包括：

导向竖轴211，导向竖轴211设有两根，两根导向竖轴211上端固定在圆盘座19底面上，两根导向竖轴211下端固定限位挡板212；

滑槽架213，滑槽架213内端滑动配合在两根导向竖轴211的中部，两根导向竖轴211上分别套设一根复位压簧214，复位压簧214位于限位挡板212和滑槽架213之间；联动架22的两端与两个扰流杆单元21的滑槽架213一一固定连接；

扰流竖杆215，扰流竖杆215中部密封滑动配合在下端盖13底面的纵向通孔内，扰流竖杆215上端插入至第一介质通道14或第二介质通道15内；扰流竖杆215下端固定连接位移滑座216，位移滑座216的横向通孔内转动连接水平转管217；位移滑座216滑动配合在滑槽架213的内外滑道内；滑槽架213的内外滑道内固定连接横向螺杆218；水平转管217螺纹配合在横向螺杆218上，位移滑座216上螺纹配合锁定螺栓，锁定螺栓的内侧顶压在水平转管217上。

当锥形传动轮233转动至其与驱动轴232轴线较远一侧轮面和联动架22的横轴接触时，可以带动联动架22的横轴向下滑动一定的距离，联动架22带动滑槽架213在两根导向竖轴211上向下滑动一定的距离，并对复位压簧214进行压缩，滑槽架213带动位移滑座216、水平转管217、横向螺杆218和扰流竖杆215进行上下方向的位移运动，从而带动扰流竖杆215在下端盖13底面的纵向通孔内滑动，对第一介质通道14或第二介质通道15内的介质进行运动扰流，配合处于固定状态的定距柱7的扰流运动使用，提高扰流效果，增强换热性能；所述扰流竖杆215的水平位置可以通过转动水平转管217进行调节，转动水平转管217可以改变其与横向螺杆218的接触位置，从而带动位移滑座216在滑槽架213的内外滑道内滑动，从而改变扰流竖杆215的水平位置，便于适用于不同尺寸的第一介质通道14或第二介质通道15时使用，当然，此时需要更换下端盖13。

所述的一种波纹面螺旋板式换热器的换热装置中，在所述第一介质输入管1内部装设第一进口温度传感器，在第二介质输入管2内部装设第二进口温度传感器；在第一介质输出管3内部装设第一出口温度传感器，第二介质输出管4内部装设第二出口温度传感器。

所述的一种波纹面螺旋板式换热器的换热装置中，通过以下公式对本发明的综合换热性能系数X进行计算，公式如下：

公式中：

X为本发明换热装置的换热综合性能系数；

L为通过本发明换热的波纹面螺旋板8和光面螺旋板9上的换热量；

m为本发明内部波纹面螺旋板8和光面螺旋板9的总有效传热面积；

w为本发明中第一介质和第二介质传热的对数平均温差；

s_a为第一介质的压降；

La为第一介质的质量流量；

g_a为第一介质的密度；

Q_a为用于第一介质输送的流体泵的效率；

s_b为第二介质的压降；

L_b为第二介质的质量流量；

g_b为第二介质的密度；

Q_b为第二介质输送的流体泵的效率。

所述的一种波纹面螺旋板式换热器的换热装置在用于高黏性的介质进行换热使用时，不仅要考虑传热系数，还要考虑到阻力损耗，通过传热系数和阻力损耗可以计算出本发明的综合换热性能，可以通过本发明的综合换热性能系数与其他换热器的综合换热性能系数进行对比，综合换热性能系数越高，性能越高。

w＝(C₁-C₂)÷ln(C₁÷C₂)

公式中：C₁为第一介质和第二介质在第一介质通道14和第二介质通道15某一端的最大温差；

C₂为第一介质和第二介质在第一介质通道14和第二介质通道15某一端的最小温差；

C₁＝U₁-U₄

C₂＝U₂-U₃

公式中：

U₁为第一进口温度传感器在第一介质输入管1内检测到的第一介质的温度；

U₂为第一出口温度传感器在第一介质输出管3内检测到的第一介质的温度；

U₃为第二进口温度传感器在第二介质输入管2内检测到的第二介质的温度；

U₄为第二出口温度传感器在第二介质输出管4内检测到的第二介质的温度。

原理：本发明提供了一种波纹面螺旋板式换热器的换热装置，其内部波纹面螺旋板8和光面螺旋板9呈螺旋状相互卷绕设置在换热器外壳内部，波纹面螺旋板8、光面螺旋板9和换热器外壳之间形成第一介质通道14和第二介质通道15，通过第一介质通道14和第二介质通道15对不同的介质进行输送，从而对不同的换热介质进行热量交换，本发明内部波纹面螺旋板与具有光滑面的光面螺旋板配合使用，当换热介质通过波纹面螺旋板8的波纹凹槽时，换热介质速度会迅速降低，在波纹面螺旋板8的板面形成涡旋；当换热介质通过波纹面螺旋板8的平行段时，截面变小，速度增加，因为波纹凹槽的存在，换热介质流动方向和波纹面螺旋板8形成一定的夹角，形成混合流，对波纹面螺旋板8的壁面产生冲刷，减薄换热边界层，达到强化换热的效果；波纹面螺旋板8的设置，可以有效增大换热面积，并且波纹结构能够较大程度地改善应力分布状态，增加本发明的使用寿命；本发明内部波纹面螺旋板8与光面螺旋板9之间通过多根定距柱7进行连接，多根定距柱7可以起到扰动流体运动状态的作用，从而提高换热效率。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种波纹面螺旋板式换热器的换热装置，包括换热器外壳和装设在换热器外壳内的换热元件，其特征在于，所述换热元件包括：波纹面螺旋板(8)、光面螺旋板(9)、定距柱(7)和隔板(10)，所述波纹面螺旋板(8)和光面螺旋板(9)呈螺旋状相互卷绕设置在换热器外壳内部；波纹面螺旋板(8)、光面螺旋板(9)和换热器外壳之间形成第一介质通道(14)和第二介质通道(15)；相邻所述波纹面螺旋板(8)和光面螺旋板(9)之间通过多根均匀环绕设置的定距柱(7)连接；所述隔板(10)的上下两端与换热器外壳的上下两端密封连接，隔板(10)的前后两端分别与波纹面螺旋板(8)内端面和光面螺旋板(9)内端面密封连接，以将第一介质通道(14)的入口和第二介质通道(15)的入口隔开。

2.根据权利要求1所述的一种波纹面螺旋板式换热器的换热装置，其特征在于，所述换热器外壳包括筒体(11)、上端盖(12)和下端盖(13)；所述上端盖(12)和下端盖(13)分别密封固定在筒体(11)的上下两端；所述上端盖(12)上设有第一介质输入管(1)和第二介质输入管(2)，第一介质输入管(1)与第一介质通道(14)的入口连通；第二介质输入管(2)与第二介质通道(15)的入口连通；所述筒体(11)两侧分别设有一个直边部，波纹面螺旋板(8)的外端和光面螺旋板(9)的外端部边分别设于两侧的所述直边部处；一个所述直边部外端设有与第一介质通道(14)连通的第一介质输出管(3)，另一个所述直边部外端设有与第二介质通道(15)连通的第二介质输出管(4)。

3.根据权利要求2所述的一种波纹面螺旋板式换热器的换热装置，其特征在于，所述第一介质通道(14)和第二介质通道(15)的通道宽度相同；所述定距柱(7)的长度与第一介质通道(14)和第二介质通道(15)的通道宽度相等。

4.根据权利要求2或3所述的一种波纹面螺旋板式换热器的换热装置，其特征在于，所述定距柱(7)的轴线与筒体(11)的轴线垂直。

5.根据权利要求4所述的一种波纹面螺旋板式换热器的换热装置，其特征在于，所述波纹面螺旋板(8)的板面上由内至外等距设置多个波纹凹槽(5)。

6.根据权利要求5所述的一种波纹面螺旋板式换热器的换热装置，其特征在于，所述波纹凹槽(5)为圆弧状的波纹结构，波纹凹槽(5)与波纹面螺旋板(8)板面的连接处设有过渡圆角(6)。

7.根据权利要求5所述的一种波纹面螺旋板式换热器的换热装置，其特征在于，所述定距柱(7)位于相邻两个波纹凹槽(5)的中间。

8.根据权利要求2所述的一种波纹面螺旋板式换热器的换热装置，其特征在于，还包括可拆卸连接在在下端盖(13)底面的活动扰流机构(18)，以对第一介质通道(14)和第二介质通道(15)内部介质进行扰流处理；

所述活动扰流机构(18)包括：

圆盘座(19)，圆盘座(19)通过多根螺栓连接在下端盖(13)的底面上；

圆柱形过滤筒(20)，圆柱形过滤筒(20)设有两个，两个圆柱形过滤筒(20)下端固定在圆盘座(19)的安装通孔内，两个圆柱形过滤筒(20)中部分别插入至第一介质通道(14)的入口和第二介质通道(15)的入口内；两个圆柱形过滤筒(20)位于筒体(11)内部的筒面上均匀设置多个过滤孔；两个圆柱形过滤筒(20)的开口端分别与第一介质输入管(1)和第二介质输入管(2)一一插接配合；两个圆柱形过滤筒(20)的另一端为螺纹配合筒盖的封闭端；

扰流杆单元(21)，扰流杆单元(21)设有两个，两个扰流杆单元(21)下端相对固定在圆盘座(19)两侧，两个扰流杆单元(21)中部密封滑动配合在下端盖(13)底面的纵向通孔内，一个扰流杆单元(21)的上端插入至第一介质通道(14)内，另一个扰流杆单元(21)的上端插入至第二介质通道(15)内；

联动架(22)，联动架(22)的两端与两个扰流杆单元(21)一一固定连接；

驱动单元(23)，驱动单元(23)固定在圆盘座(19)上，驱动单元(23)传动连接联动架(22)，以通过联动架(22)驱动两个扰流杆单元(21)在下端盖(13)底面的纵向通孔内进行滑动运动。

9.根据权利要求8所述的一种波纹面螺旋板式换热器的换热装置，其特征在于，所述驱动单元(23)包括：

动力电机(231)，动力电机(231)通过电机座固定在圆盘座(19)上；

驱动轴(232)，驱动轴(232)的一端通过联轴器与动力电机(231)输出轴连接，驱动轴(232)另一端通过轴承座转动在支座上，支座固定在圆盘座(19)上；

锥形传动轮(233)，锥形传动轮(233)的轮面与位于其下方的联动架(22)的横轴贴合，锥形传动轮(233)的偏心位置设有偏心滑道，锥形传动轮(233)通过偏心滑道滑动配合在驱动轴(232)上；

调控螺杆(234)，调控螺杆(234)一端转动连接在锥形传动轮(233)一端端面上，调控螺杆(234)中部螺纹配合在固定块上，固定块固定在驱动轴(232)上；

张紧弹簧(235)，张紧弹簧(235)套设在调控螺杆(234)上，且位于固定块和锥形传动轮(233)一端端面之间。

10.根据权利要求9所述的一种波纹面螺旋板式换热器的换热装置，其特征在于，所述扰流杆单元(21)包括：

导向竖轴(211)，导向竖轴(211)设有两根，两根导向竖轴(211)上端固定在圆盘座(19)底面上，两根导向竖轴(211)下端固定限位挡板(212)；

滑槽架(213)，滑槽架(213)内端滑动配合在两根导向竖轴(211)的中部，两根导向竖轴(211)上分别套设一根复位压簧(214)，复位压簧(214)位于限位挡板(212)和滑槽架(213)之间；联动架(22)的两端与两个扰流杆单元(21)的滑槽架(213)一一固定连接；

扰流竖杆(215)，扰流竖杆(215)中部密封滑动配合在下端盖(13)底面的纵向通孔内，扰流竖杆(215)上端插入至第一介质通道(14)或第二介质通道(15)内；扰流竖杆(215)下端固定连接位移滑座(216)，位移滑座(216)的横向通孔内转动连接水平转管(217)；位移滑座(216)滑动配合在滑槽架(213)的内外滑道内；滑槽架(213)的内外滑道内固定连接横向螺杆(218)；水平转管(217)螺纹配合在横向螺杆(218)上，位移滑座(216)上螺纹配合锁定螺栓，锁定螺栓的内侧顶压在水平转管(217)上。

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