CN1258065C - 线圈型螺旋翅片冷凝器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种螺旋翅片冷凝器。该冷凝器使用螺旋翅片管，螺旋翅片以螺旋的形状紧紧地缠绕在流过制冷剂的管的外表面上。所述冷凝器包括：线圈型螺旋翅片管(10)，它缠绕成螺旋的形状并被围绕线圈型螺旋翅片管的外圆周表面的内支架(20)和外支架(30)固定；电机(40)，它装在线圈型螺旋翅片管(10)形成的内部空间内；鼓风风扇(50)，它在被电机(40)驱动后，将周围空气吸入线圈型螺旋翅片管(10)内；以及螺旋状缠绕着管(11)的管壁(80)，它在线圈型螺旋翅片管(10)的后侧伸出内支架(20)和外支架(30)。螺旋翅片冷凝器容易制造，并使更多量的空气接触螺旋翅片，从而增强热交换效率。

Description

线圈型螺旋翅片冷凝器
技术领域
本发明涉及螺旋翅片冷凝器，更具体地，涉及线圈型螺旋翅片冷凝器，这种冷凝器容易制造，并包括一种可使较多空气接触螺旋翅片的结构，从而提高了热交换效率。
背景技术
一般地，空调的冷凝器用于将从压缩机中排出的高温、高压的气相制冷剂中的热量散失出去，然后利用高压使气相制冷剂液化。近几年，所有主要的工业化国家已经加强了能量效率方面的规定。结果，作为冰箱、冷冻器和空调领域中的一种能明显提高制冷效率和减少能量消耗的方法，主要采用使用螺旋翅片的冷凝器来替代具有电线管形状的热交换器。
如图1所示，传统的螺旋翅片管1包括管1a和翅片1b，制冷剂在管1a中流动，翅片1b固定在管1a的外圆周表面上用于促进管1中流动的制冷剂与周围空气之间的热交换。螺旋翅片1b以螺旋的形状缠绕在管1a的外圆周表面上，以增大与周围空气的接触面积。为了达到这一目的，螺旋翅片1b折叠适当的宽度并以螺旋形状紧紧地缠绕在管1a的外圆周表面上。
当螺旋翅片1b如上所述紧紧地缠绕在管1a上时，如果需要，螺旋翅片1b可采用铜焊方法而非常紧地附着在管1a上，以增强传热效率。
图2和3表示使用普通螺旋翅片管1的弯曲型冷凝器，其中螺旋翅片管1初次弯曲成Z字形，再将初次弯曲的螺旋翅片管二次弯曲，使管上下自身相互重叠。
螺旋翅片管1被上、下支架2a和2b固定，并且在其后侧具有电机4。电机4与鼓风风扇5连接，用于将周围空气吸入螺旋翅片管1的外表面之间。
在螺旋翅片管1前侧，螺旋翅片管1连接到防护罩6。防护罩6遮盖了螺旋翅片管1的后侧，从而增大了鼓风的压力。这样，周围空气以大的压力从螺旋翅片管1的侧面之间吸入，并且在流过冷凝器内部之后，从装有鼓风风扇5的后侧流出。
但是，其中的问题在于，由于弯曲型冷凝器在制造时弯曲螺旋翅片管1两次，完成初次弯曲和二次弯曲，因此制造过程复杂，并且由于使空气流过螺旋翅片管1之间的电机4和鼓风风扇5向外突出，因而需要大的安装空间。
并且，当被鼓风风扇5吸入的周围空气流过螺旋翅片管1的外表面时，由于螺旋翅片管1向前和向后以及向上和向下弯曲，空气与螺旋翅片1b具有大的接触面积，但是由于具有很多折叠的重叠结构产生的空气阻力，与螺旋翅片1b接触的周围空气数量减少，从而减小了热交换效率。
发明内容
为了解决上述问题提出本发明，本发明的一个目的是提供一种线圈型螺旋翅片冷凝器，它具有大的安装空间，使更多的周围空气与螺旋翅片接触，从而提高热交换效率。
根据本发明的一个方面，上述和其它目的是通过提供一种使用螺旋翅片管的螺旋翅片冷凝器来实现的，螺旋翅片管以螺旋的形状紧紧地缠绕在用于流通制冷剂的管的外表面上，该冷凝器包括：线圈型螺旋翅片管，它以螺旋的形状缠绕并被围绕在线圈型螺旋翅片管外圆周表面上的内、外支架固定；电机，它装在由线圈型螺旋翅片管形成的内部空间内；鼓风风扇，它用于将周围空气吸入线圈型螺旋翅片管内，鼓风风扇被电机驱动；以及螺旋状缠绕着管的管壁，它在线圈型螺旋翅片管的后侧伸出内、外支架。
优选地，管壁的相对两端固定在内支架上，并支撑在具有多个夹片的固定支架上，用于将管固定在管壁的一侧。
优选地，内支架具有多个沿一个方向突出的固定插片，每个固定插片具有T形末端，外支架具有对应于固定插片的多个固定孔，从而通过将每个固定插片的末端扭转穿过每个固定孔，将内支架和外支架彼此固定。
外支架可以在其一个末端具有凸缘，以将外支架固定到框架上。
螺旋翅片冷凝器还可以包括：水平支架，它具有固定孔，用于在水平支架的上部固定到外支架上，并且具有支撑在水平支架下部一侧的凸缘，以便水平地固定螺旋翅片冷凝器。
优选地，线圈型螺旋翅片管包括外线圈和内线圈，外线圈相邻外表面之间形成间隙，使周围空气从间隙中流过，内线圈形成在外线圈内部并与外线圈分开，内线圈相邻外表面之间形成间隙，使周围空气从间隙中流过。
螺旋翅片可以缠绕在管上，间距为4mm～6mm。
附图说明
结合附图，从下面的详细描述中能更清楚地理解本发明的上述和其它目的和特征。在附图中：
图1是传统螺旋翅片管的示意图；
图2是使用图1所示的螺旋翅片管的弯曲型冷凝器的侧视图；
图3是沿图2中线III-III的平面图；
图4表示本发明的线圈型螺旋翅片冷凝器的外观；
图5是沿图4中线V-V的平面图；
图6是本发明的线圈型螺旋翅片冷凝器的侧视图；
图7是本发明的内、外支架的另一个实施例的结合状态的分解透视图；
图8a、8b分别是图7中内、外支架的结合状态的局部放大图；以及
图9是本发明另一个实施例的、多线圈型螺旋翅片冷凝器的结构的侧剖视图。
具体实施方式
下面参考附图详细描述本发明的优选实施例，其中相似的零件将用相似的参考数字表示。
<实施例1>
参看图4和5，本发明的线圈型螺旋翅片冷凝器具有圆线圈形状的螺旋翅片管10(下面也称为“螺旋翅片管线圈”)，在流过制冷剂的管11周围缠绕，螺旋翅片12以螺旋形状紧紧地缠绕在管11的外表面上。在螺旋翅片管线圈的内和外表面上，螺旋翅片管10分别具有内支架20和外支架30，二者都是带状。内支架20和外支架30分别重复地形成圆弧状的槽，用于容纳螺旋翅片12。
在螺旋翅片管线圈10形成的内部空间中，线圈型螺旋翅片冷凝器装有将周围空气吸入螺旋翅片管线圈内部的鼓风风扇50，以及驱动鼓风风扇50的电机40。电机40装在线圈的内部空间中，与向线圈内部弯曲的支撑板60连接。电机40装有被电机40驱动的鼓风风扇50，将周围空气通过线圈外表面吸入线圈内。支撑板60在内支架20的一侧固定在内支架20上。在此实施例中，图示的是电机40装在螺旋翅片管线圈前侧的一个例子。
由于内支架20和外支架30以带状分别在螺旋翅片管线圈10的一侧与螺旋翅片管10接触，因此周围空气可以通过线圈外表面之间的间隙吸入线圈中，这些间隙没有被内支架20和外支架30遮挡。
如图6所示，在螺旋翅片管线圈10的后侧具有螺旋状缠绕的管壁80，使周围空气与伸出内支架20和外支架30的管11的接触面积最大化。管壁80可以具有Z字形。管壁80优选通过固定支架70支撑，该固定支架70的相反末端连接到内支架20的一侧。
固定支架70装在螺旋翅片管10的后侧，横穿过其两侧，并且具有多个夹片71，用于固定构成管壁80的管11的各个部分。夹片71通过防止由周围空气向螺旋翅片管10后侧快速排出造成的管壁80的运动，使制冷剂在管11中平稳地流动。
根据本发明，鼓风风扇50和电机40位于螺旋翅片管10的线圈内形成的空间的前侧，从而可以减小整个冷凝器的安装空间。
并且，由于通过线圈型螺旋翅片冷凝器内单层螺旋翅片管线圈的外表面之间的间隙，可以容易地吸入周围空气，因此不但流过线圈之间间隙的周围空气均匀地接触螺旋翅片管10，而且比传统弯曲型螺旋翅片冷凝器受到的空气阻力更低。这样，可以有效地实现管中流动的制冷剂与周围空气之间的热交换。
特别是，由于空气流过后侧的管壁80时再次与吸入螺旋翅片管10的周围空气进行热交换，从而可以进一步增强热交换效率。
同时，作为使内和外支架容易固定的另一个内和外支架的实施例，如图7所示，内支架20具有多个固定插片21，每个插片21的末端是T形的，按预定的间距朝外支架30伸出，外支架30在其弧形槽上具有固定孔32，按预定的间距对应于固定插片21。
当安装上述结构的内支架20和外支架30时，在将内支架20的每个固定插片21插入外支架30的每个固定孔32后，通过扭转每个固定插片的末端21a，非常容易地将内支架20和外支架30彼此连接在一起。
特别是，如图8a所示，内支架20和外支架30分别位于冷凝器的内表面和外表面，从而内支架20的每个固定插片21的末端21a通过螺旋翅片管10的外表面之间，插入外支架30的每个固定孔32中。接着，通过分别扭转或转动插入固定孔32内的固定插片21的末端21a，将螺旋翅片管固定在内支架20和外支架30之间。
在初始状态，由于螺旋翅片管10的相邻外表面之间形成的弧形槽，内支架20和外支架30不是紧密地互相接触。但是，如图8b所示，当扭转固定插片21的末端21a时，每个固定插片21的上部相对于末端向下推动外支架30的倾斜表面，从而使内支架20和外支架30实际上紧密互相接触。
同时，在外支架30的一个末端，具有向外弯曲的一个凸缘(未图示)，用于将包括螺旋翅片管10和鼓风风扇50的螺旋翅片冷凝器固定在框架(未图示)上。
并且，螺旋翅片冷凝器可以进一步包括水平支架90，它具有联接孔，用于将冷凝器在水平支架的上部水平地固定在外支架30上，并且在其下部具有支撑在一侧的凸缘91。
并且，外支架30和内支架20在其相对的末端分别具有联接孔，可以通过螺栓或螺丝彼此联接在一起。
<实施例2>
参看图9，根据本发明的线圈型螺旋翅片冷凝器具有多个线圈，包括内线圈15和外线圈16，以便增强冷凝器的热交换效率。
每个内线圈15和外线圈16由螺旋翅片管10形成，围绕其中流动热交换介质的管11缠绕，螺旋翅片12以螺旋形状紧紧地缠绕在管11的外表面上。
除了内线圈15和外线圈16以外，实施例2具有与实施例1相同的零件。因此，下面省略相同零件的详细描述。
外线圈16的相邻线圈外表面之间具有间隙，周围空气可以流过其相邻外表面，内线圈15位于外线圈16内侧，与外线圈16之间分开预定的距离。内线圈15的相邻线圈外表面之间也具有间隙，周围空气可以流过其相邻外表面。
这样，通过分别被支架20a和20b、30a和30b固定的外线圈16和内线圈16之间的间隙，可以将周围空气吸入线圈内。即，由于支架20a和20b、30a和30b形成带状，周围空气可以通过支架20a和20b、30a和30b未遮挡的线圈15和16之间的间隙吸入线圈中。
尽管使用双线圈型螺旋翅片冷凝器的例子描述了本发明，螺旋翅片管线圈可以制造成其它的多线圈类型，而不限制于双线圈型。
使用具有上述结构的多线圈型螺旋翅片冷凝器，在相同的安装空间内，在增大了的螺旋翅片管线圈截面积内实现了热交换，从而增强了热交换效率，同时可以制造大容量的冷凝器。
同时，下面的表1给出了确定螺旋翅片管10散热量实验的结果，其中每个螺旋翅片管10具有不同间距的螺旋翅片用于相同线圈类型的螺旋翅片冷凝器。如结果中可以看出，本发明的螺旋翅片12优选的间距是4mm～6mm。
特别是，螺旋翅片的间距为6mm或大于6mm时，缠绕在管11上的螺旋翅片数量不足，从而减小散热效率，而螺旋翅片间距为4mm或小于4mm时，螺旋翅片12形成的间隙太窄，从而用于散热的空气不能平稳地从冷凝器中排出，因此减小了散热效率。
在实验中，流过螺旋翅片12的空气保持为恒定的流速、湿度、温度等等，通过分别在管的入口部分和出口部分测量在管11中流动的水的温度计算使用螺旋翅片的散热量。
表1
    项目 实验1   实验2   实验3   实验4   实验5
    体积 215×230   215×230   215×230   215×230   215×230
  管   D(mm) 4.76   4.76   4.76   4.76   4.76
  L(mm) 7200   7200   7200   7200   7200
  材料 钢   钢   钢   钢   钢
  翅片   尺寸(φ×mm) 8×64   8×64   8×64   8×64   8×64
  间距(mm) 7.0   6.0   5.0   4.0   3.0
  材料 钢   钢   钢   钢   钢
    散热量(kcal/h) 230   264   279   288   255
从实施例1和2的描述可以清楚看出，根据本发明，通过将鼓风风扇和电机安装在螺旋翅片管线圈形成的空间内，保证减小了安装空间，从而提供了小尺寸的热交换器。
特别是，代替传统弯曲型螺旋翅片管中使用的防护罩，形成了使热交换面积最大化的螺旋形管壁，从而提高了热交换效率。
并且，通过扭转插入外支架的固定孔中的内支架固定插片的末端，外支架与内支架彼此连接，从而容易地将外支架与内支架结合在一起，并具有增强的固定力。
并且，利用螺旋翅片管的内线圈和外线圈的多个线圈，可以提供增强的热交换效率，同时形成大容量的冷凝器。
应该理解的是，上述的实施例和附图，是为了说明的目的而进行描述，本发明仅受到权利要求的限制。并且，本领域的一般技术人员应该意识到，在不偏离权利要求中涉及的本发明范围和精神的条件下，不同的修改、增添和替代是允许的。

Claims (7)

1.一种螺旋翅片冷凝器，冷凝器使用螺旋翅片管，螺旋翅片以螺旋的形状紧紧地缠绕在流过制冷剂的管(11)的外表面上，冷凝器包括：
线圈型螺旋翅片管(10)，它缠绕成螺旋的形状并被围绕线圈型螺旋翅片管的外圆表面的内支架(20)和外支架(30)固定；
电机(40)，它装在线圈型螺旋翅片管(10)形成的内部空间内；
鼓风风扇(50)，它在被电机(40)驱动后，将周围空气吸入线圈型螺旋翅片管(10)内；以及
螺旋状缠绕着管(11)的管壁(80)，它在线圈型螺旋翅片管(10)的后侧伸出内支架(20)和外支架(30)。
2.如权利要求1所述的螺旋翅片冷凝器，其中管壁(80)在管壁的相对两端固定在内支架(20)上，并支撑在具有多个夹片(71)的固定支架(70)上，用于将管(11)固定在管壁的一侧。
3.如权利要求2所述的螺旋翅片冷凝器，其中内支架(20)具有多个沿一个方向突出的固定插片(21)，每个固定插片具有T形末端(21a)，外支架(30)具有分别对应于固定插片(21)的多个固定孔(32)，从而通过扭转穿过每个固定孔(32)的每个固定插片(21)的末端(21a)，将内支架(20)和外支架(30)相互固定。
4.如权利要求1所述的螺旋翅片冷凝器，其中外支架(30)在其一个末端具有凸缘，将外支架(30)固定到框架上。
5.如权利要求1所述的螺旋翅片冷凝器，其中冷凝器还包括：
水平支架(90)，它具有固定孔，用于在水平支架的上部固定到外支架(30)上，并且具有凸缘(91)，支撑在水平支架下部的一侧，以便水平地固定螺旋翅片冷凝器。
6.如权利要求1所述的螺旋翅片冷凝器，其中线圈型螺旋翅片管(10)包括外线圈(16)和内线圈(15)，外线圈相邻外表面之间形成间隙，使周围空气从间隙中流过，内线圈(15)形成在外线圈(16)内部并与外线圈(16)分开，内线圈相邻外表面之间形成间隙，使周围空气从间隙中流过。
7.如权利要求1所述的螺旋翅片冷凝器，其中螺旋翅片(12)缠绕在管(11)上，间距为4mm～6mm。
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