CN1302248C

CN1302248C - 螺旋式热交换装置

Info

Publication number: CN1302248C
Application number: CNB031264581A
Authority: CN
Inventors: 李永吉
Original assignee: VINIY MANTOH CO Ltd
Current assignee: VINIY MANTOH CO Ltd
Priority date: 2002-10-10
Filing date: 2003-09-28
Publication date: 2007-02-28
Anticipated expiration: 2023-09-28
Also published as: CN1497234A; US6926073B2; US20040069465A1

Abstract

一种能够提高冷却效率的螺旋式热交换装置，其多根螺旋管连接到进口以引入冷却液，在朝向风扇的方向螺旋盘曲并逐渐增加直径，冷却液通过排液管排出，所以风扇吹出的风均匀的接触螺旋管。

Description

螺旋式热交换装置

技术领域

本发明涉及加热/冷却系统的热交换装置，尤其是能够提高冷却效率的螺旋式热交换装置，其多根螺旋管连接到进口以引入冷却液，在朝向风扇的方向螺旋盘曲并逐渐增加直径，冷却液通过排液管排出，风扇吹出的风经过螺旋管。

背景技术

冷却装置液化冷却液的方法一般是：使用马达驱动的外部热交换器来高压压缩冷却液，高压冷却液体进入内部热交换器的较小直径的管子时，冷却液会马上汽化，然后通过降低温度会产生冷气，然后在内部排出冷气。

通过内部热交换器进行热吸收汽化的冷却液从压缩机移动到外部的热交换器来散热冷却和液化，冷却装置通过上述的过程可以连续进行冷却。

另一方面，冷却装置最近被用于同时冷却和加热。这些冷却/加热装置通过两种途径运行。这些冷却/加热装置吸收外部的热量后在内部通过加热操作进行释放，吸收内部的热量在外部通过冷却操作进行释放。这种冷却装置可以用于空调、冰箱。

图1显示了一种常规的冷却/加热系统，图2是常规的外部热交换器的构造透视图，图3显示了常规的外部热交换器的使用状态，图4显示了用于Kimchi冰箱的常规外部热交换器。

关于图1所示的冷却/加热系统的构造，该冷却/加热系统包括用于压缩冷却液使其在管道内高压流动的压缩机14、冷却压缩机14所压缩的冷却液并在外部排放热气的外部热交换器(或冷却器)15、用于瞬间膨胀在外部热交换器15冷却下来的冷却液的膨胀阀4、用于汽化通过膨胀阀4的冷却液以蒸发外部热量和降低温度的内部热交换器(或蒸发器)2。

如图2所示，常规的外部热交换器15具有用于交换热风的冷却液传递管8，用于引入冷却液的进液管5通过它与排放冷却液的排液管6相联，它们堆积成多层以形成六面体的形状。在冷却液传递管8的各层之间，精密焊接的水平接头7用于帮助冷却液传递管8，并水平支持冷却液传递管8。

另外，固定的垂直接头9用于垂直连接水平接头7。

另一方面，如图3所示的常规的外部热交换器15的使用状态，从进液管5进入的冷却液沿着堆积成多层的冷却管8流动。

同时，使用支持柱18安装到底板13上的风扇16由驱动马达19带动旋转，以向冷却管8供给冷气。这样，在冷却管8中流动的冷却液热风被排出后冷凝。

另一方面，如图4显示的用于Kimchi冰箱的常规外部热交换器，门11使用铰链可枢转的安装于Kimchi冰箱的上部。这样，当用户要放入或取出食物时可以打开或关上门11。另外，用于输入不同选择比如Kimchi食品的成熟时间的控制面板安装在Kimchi冰箱10的顶部前方。在Kimchi冰箱的下部，机柜12用于安装冷却装置的不同机械部件。

同时，在机柜12的底板13上，是用于冷却和冷凝高温高压的压缩冷却液的外部热交换器15，包括压缩冷却液的压缩机14。

另外，用于强制形成循环风的由驱动马达19带动的风扇16安装在外部热交换器15的前面，以传播外部热交换器15的热量。

这样，通过冷却液管17，在压缩机14中压缩的冷却液被送到外部热交换器15，被风扇16冷却的冷却液也通过冷却液管17供给围绕在上部储藏室周围的蒸发器(图中未显示)，以保持冰箱中食物的新鲜。

但是，如上所述，常规的外部热交换器配备了冷却液传递管来把冷却液从进液管移动到出口管，这会占用相当大的空间，冷却液传递管的水平位置是用水平接头连接和固定的，然后再用垂直接头来连接水平接头。这样，由于它复杂的结构，常规的外部热交换器就存在制造成本高、制造效率低等问题。

另外，由于常规外部热交换器的构造，风扇吹出的风不会均匀的供给到整个冷却液管道，所以会明显的降低冷却效率。这样，为了达到满意的冷却效率，需要增加外部热交换器的总体面积或扩大风扇的能力。

发明内容

本发明是为了解决本领域的前述问题，所以本发明的一个目的是提供一种能够提高冷却效率的螺旋式热交换装置，其多根螺旋管连接到进口以引入冷却液，在朝向风扇的方向螺旋盘曲并逐渐增加直径，冷却液通过排液管排出，所以风扇吹出的风均匀的接触螺旋管。

根据本发明的一个方面，提供了一种螺旋式热交换装置，它具有一个进液管来引入冷却液、一个排液管以冷却和排出从进液管进入的冷却液，它包括一个盘成螺旋状的内部螺旋管，其螺旋直径从进液管开始逐渐减小；以及一个从外部连接到内部螺旋管的外部螺旋管，在连接位置，内部螺旋管具有最小的直径，且外部螺旋管相对于内部螺旋管而以一预定间距盘成螺旋形状，然后连接到排液管，且从大直径到小直径方向，内部螺旋管和外部螺旋管之间的间距逐渐缩小。

根据本发明的另外一个方面，还提供了一种螺旋式热交换装置，它具有一个进液管来引入冷却液、一个排液管以冷却和排出从进液管进入的冷却液，它包括一个盘成螺旋状的内部螺旋管，其螺旋直径从进液管开始逐渐减小；一个从外部连接到内部螺旋管的外部螺旋管，在连接位置，内部螺旋管具有最小的直径，且外部螺旋管相对于内部螺旋管而以一预定间距盘成螺旋形状，然后连接到排液管，且从大直径到小直径方向，内部螺旋管和外部螺旋管之间的间距逐渐缩小；以及一个支持单元来支持内部螺旋管和外部螺旋管并使之相互固定。

根据本发明的另外一个方面，还提供了一种螺旋式热交换装置，它具有一个进液管来引入冷却液、一个排液管以冷却和排出从进液管进入的冷却液，它包括一个盘成螺旋状的内部螺旋管，其螺旋直径从进液管开始逐渐减小；一个从外部连接到内部螺旋管的外部螺旋管，在连接位置，内部螺旋管具有最小的直径，且外部螺旋管相对于内部螺旋管而以一预定间距盘成螺旋形状，然后连接到排液管，且从大直径到小直径方向，内部螺旋管和外部螺旋管之间的间距逐渐缩小；一个支持单元来支持内部螺旋管和外部螺旋管并使之相互固定；以及一个安装于内部螺旋管和外部螺旋管的风扇单元，在该位置内部螺旋管和外部螺旋管都具有最大的直径，以便吹出的风能够吹到管子的中心部分来冷却。

根据本发明的另外一个方面，还提供了一种在较低的位置具有一个机柜的Kimchi冰箱，该机柜具有：在底板上有，一个压缩冷却液的压缩机，一个外部热交换器来冷却压缩的冷却液，一个冷却扇来向外部热交换器吹风以带走热量，其中的外部热交换器包括：一个连接到其中有压缩的冷却液在流动的管子的进液管，一个末端连接到进液管的一端的螺旋管，该螺旋管盘成多层的螺旋状，其直径逐渐沿一个方向逐渐增加；一个排液管，其一端连接到螺旋管的一端，另外一端则连接到流向蒸发器的冷却液管。

附图说明

图1显示了一种常规的冷却/加热系统；

图2是常规的外部热交换器的构造透视图；

图3显示了常规的外部热交换器的使用状态；

图4显示了用于Kimchi冰箱的常规外部热交换器；

图5是本发明的实施例1的螺旋式热交换装置的透视图；

图6是本发明的实施例2的螺旋式热交换装置的透视图；

图7显示了本发明的实施例2的螺旋式热交换装置的安装状态；

图8显示了本发明的实施例2的螺旋式热交换装置的使用状态；

图9显示了本发明的实施例1的螺旋式热交换装置的用于Kimchi冰箱时的使用状态。

具体实施方式

下面，根据附图来详细说明本发明的优选实施例。

另外，下面的实施例仅仅是用来说明、而不限定本发明，本领域的常规构件使用同样的标准和名称。

图5是本发明的实施例1的螺旋式热交换装置的透视图，图6是本发明的实施例2的螺旋式热交换装置的透视图，图7显示了本发明的实施例2的螺旋式热交换装置的安装状态，图8显示了本发明的实施例2的螺旋式热交换装置的使用状态，图9显示了本发明的实施例1的螺旋式热交换装置用于Kimchi冰箱时的使用状态。

本发明的实施例1的螺旋式热交换装置21包括一个用于引入冷却液的进液管22和一个用于冷却并排出从进液管22进入的冷却液的排液管24。该螺旋式热交换装置21还包括一个盘成螺旋状的螺旋管23，其直径从进液管22到排液管24逐渐增加以形成螺旋状。

另外，该螺旋管优选的排成奇数层，以使进液管22和排液管24相对。

或者，该螺旋管排成偶数层，以使进液管22和排液管24在相同的位置。

本发明的实施例2的螺旋式热交换装置40包括一个进液管42来引入冷却液、一个排液管48以冷却和排出从进液管42进入的冷却液。该螺旋式热交换装置40还包括一个盘成螺旋状的内部螺旋管46，其直径从进液管42开始逐渐减小，以及一个从外部连接到内部螺旋管46的外部螺旋管44，在连接位置，内部螺旋管46具有最小的直径，且外部螺旋管44相对于内部螺旋管46而以一预定间距盘成螺旋形状，然后连接到排液管48。

另外，从大直径到小直径方向，内部螺旋管46和外部螺旋管44之间的间距逐渐缩小。

本发明的该螺旋式热交换装置40具有一个进液管42来引入冷却液、一个排液管48以冷却和排出从进液管42进入的冷却液，还可以包括一个盘成螺旋状的内部螺旋管46，其直径从进液管42开始逐渐减小；一个从外部连接到内部螺旋管46的外部螺旋管44，在连接位置，内部螺旋管46具有最小的直径，且外部螺旋管44相对于内部螺旋管46而以一预定间距盘成螺旋形状，然后连接到排液管48；以及一个支持单元50来支持内部螺旋管46和外部螺旋管44并使之相互固定。

该支持单元50可以包括几个分别固定到内部螺旋管46和外部螺旋管44的内、外侧常规空间的固定板52，一个固定到固定板52的一侧并向下延伸以支持内部螺旋管46和外部螺旋管44的支持柱54，一个从支持柱54的一端水平弯曲的弯曲部件56，以及将完全部件56和地盘60连接起来的连接部件58。

同时，该连接部件58优选的是螺丝。

另外，本发明的螺旋式热交换装置具有一个进液管42来引入冷却液、一个排液管48以冷却和排出从进液管42进入的冷却液，还可以包括一个盘成螺旋状的内部螺旋管46，其直径从进液管42开始逐渐减小；一个从外部连接到内部螺旋管46的外部螺旋管44，在连接位置，内部螺旋管46具有最小的直径，且外部螺旋管44相对于内部螺旋管46而以一预定间距盘成螺旋形状，然后连接到排液管48；一个支持单元50来支持内部螺旋管46和外部螺旋管44并使之相互固定；以及一个安装于内部螺旋管46和外部螺旋管44的风扇单元70，在该位置内部螺旋管46和外部螺旋管44都具有最大的直径，以便吹出的风能够吹到管子的中心部分来冷却。

风扇单元优选的包括一个安装到底盘60上的风扇支柱74，一个由支柱74支持的产生动力的驱动马达76，一个连接到驱动马达76旋转轴上的风扇72，该风扇可以向内部螺旋管46和外部螺旋管44吹风。

根据本发明的实施例1的螺旋式热交换装置可以用于Kimchi冰箱10。在本实施例中，该Kimchi冰箱10在较低的位置具有一个机柜12，该机柜12具有：在底板13上有，一个压缩冷却液的压缩机14，一个外部热交换器21来冷却压缩的冷却液，一个冷却扇16来向外部热交换器21吹风以带走热量。其中的外部热交换器21包括：一个连接到其中有压缩的冷却液在流动的管子17的进液管22，一个末端连接到进液管22的一端的螺旋管23，该螺旋管23盘成多层的螺旋状，其直径逐渐沿一个方向逐渐增加；一个排液管24，其一端连接到螺旋管23的一端，另外一端则连接到流向蒸发器(未显示)的冷却液管17。

另外，该外部热交换器21在上部具有一个安装突出32，螺旋管23可以连接到这里，该外部热交换器21的下部通过固定支架31固定到底盘13上。

下面，结合附图来说明本发明的运行和效果。

在本发明的实施例1中，如图5所示，从进液管22进入的冷却液流经直径逐渐增加的的螺旋管23并冷却，然后从排液管24排出。

如图9所示本发明的实施例1的螺旋式热交换装置用于Kimchi冰箱时的使用状态。

该外部热交换器21的螺旋管23的底部固定在固定支架31的安装突出32中，以稳定的安装到机柜12中。

冷却液然后通过进液管22和弯曲的螺旋管23，然后从连接到冷却液管17上的排液管24排出。同时，冷却扇16为该外部热交换器21提供空气。由于该外部热交换器21的形状，该空气均匀分布，从而产生冷却效果。

另外，由于该外部热交换器21的形状改进了冷却效果，就可以缩小该外部热交换器21的总面积，也就缩小了其尺寸，从而也就缩小了机柜12的尺寸。这样，也就可以缩小Kimchi冰箱的总体尺寸，或者扩大其储藏容量。

下面，将结合图6-8来说明本发明的实施例2的螺旋式热交换装置的运行和效果。

首先，为了制备本发明的实施例2的螺旋式热交换装置40，连接到进液管42的内部螺旋管46螺旋状盘曲特定的圈数，以具有逐渐缩小的直径。

另外，内部螺旋管46也可以在末端向外盘曲，它在末端具有最小的直径，内部螺旋管46然后以特定的间距螺旋盘曲，以形成外部螺旋管44，它然后连接到排液管48。

同时，虽然内部螺旋管46和外部螺旋管44看起来是分别盘曲在一层中，但是内部螺旋管46和外部螺旋管44可以盘曲多层以增加热交换面积。

如果内部螺旋管46和外部螺旋管44盘曲奇数次，进液管42和排液管48位于相对的方向。相反的，如果内部螺旋管46和外部螺旋管44盘曲偶数次，进液管42和排液管48位于相同的方向。

另外，内部螺旋管46和外部螺旋管44的间距优选的从大直径部分向小直径部分逐渐缩小。这有利于冷却液的有效流动。

另一方面，一些作为支持单元50的固定板52焊接固定到螺旋式热交换装置40的内部螺旋管46和外部螺旋管44的内、外侧。

在本发明的该实施例中，显示的是使用3个固定板52。

另外，支持柱54通过焊接或者其他的连接单元固定到两个固定板52的两侧。在支持柱54的末端，弯曲部件56通过连接部件58比如螺丝或螺钉连接到底盘60上。

然后，在螺旋式热交换装置40的内部螺旋管46和外部螺旋管44的大直径区域，风扇单元70的支柱74连接到底盘60上。

驱动马达76固定到风扇支柱74上，而风扇72固定到驱动马达76的旋转轴。

在上述的安装状态，如果冷却液进入进液管42，冷却液沿着内部螺旋管46从大直径区域流动到小直径区域，然后沿着外部螺旋管44从小直径区域流动到大直径区域，再从排液管48排出。

另一方面，如图8所示，当冷却液流过内部螺旋管46和外部螺旋管44时，驱动马达76启动来带动风扇72。旋转的风扇72产生的风有助于冷却冷却液，当它经过内部螺旋管46和外部螺旋管44的中心区域时。

从风扇72来看，内部螺旋管46和外部螺旋管44安装得暴露于风中。这样，相对于常规装置而言，螺旋式热交换装置可以显著提高冷却效率。

另外，本发明的螺旋式热交换装置还可以用于冷却/加热系统的所有类型的热交换器，比如空调、冰箱等，而不限于Kimchi冰箱。

如上所述，当使用本发明的螺旋式热交换装置时，冷却液流过连接到进液管、并盘成在向风扇的方向逐渐增大直径的螺旋状的螺旋管，然后从排液管排出。这样，风扇产生的风可以均匀的分布于整个螺旋管，从而提供冷却效率。

另外，由于螺旋式热交换装置的螺旋管是盘成圈状，可以减小管子的长度，因而容易制造和降低生产成本。

Claims

1.一种热交换装置，它具有一个进液管来引入冷却液、一个排液管以排出从进液管进入的冷却液，该热交换装置含有：

一个盘成螺旋状的内部螺旋管，其螺旋直径从进液管逐渐缩小；以及

一个从外部连接到内部螺旋管的外部螺旋管，在连接位置，内部螺旋管具有最小的直径，且外部螺旋管相对于内部螺旋管而以一预定间距盘成螺旋形状，然后连接到排液管，且从大直径到小直径方向，内部螺旋管和外部螺旋管之间的间距逐渐缩小。

2.一种热交换装置，它具有一个进液管来引入冷却液、一个排液管以排出从进液管进入的冷却液，该热交换装置含有：

一个盘成螺旋状的内部螺旋管，其螺旋直径从进液管开始逐渐减小；

一个从外部连接到内部螺旋管的外部螺旋管，在连接位置，内部螺旋管具有最小的直径，且外部螺旋管相对于内部螺旋管而以一预定间距盘成螺旋形状，然后连接到排液管，且从大直径到小直径方向，内部螺旋管和外部螺旋管之间的间距逐渐缩小；以及

一个支持单元来支持内部螺旋管和外部螺旋管并使之相互固定。

3.如权利要求2的热交换装置，其特征在于，所述的支持单元含有：

一些固定板以维持内部螺旋管和外部螺旋管之间的固定空间；

一个固定到固定板的一侧并向下延伸以支持内部螺旋管和外部螺旋管的支持柱；

一个从支持柱的一端水平弯曲的弯曲部件；和

一个将弯曲部件连接到底盘的连接部件。

4.如权利要求3的热交换装置，其特征在于，所述的连接部件是螺丝。

5.一种热交换装置，它具有一个进液管来引入冷却液、一个排液管以冷却和排出从进液管进入的冷却液，其特征在于，该热交换装置含有：

一个盘成螺旋状的内部螺旋管，其螺旋直径从进液管开始逐渐缩小；

一个从外部连接到内部螺旋管的外部螺旋管，在连接位置，内部螺旋管具有最小的直径，且外部螺旋管相对于内部螺旋管而以一预定间距盘成螺旋形状，然后连接到排液管，且从大直径到小直径方向，内部螺旋管和外部螺旋管之间的间距逐渐缩小；

一个支持单元来支持内部螺旋管和外部螺旋管并使之相互固定；和

一个安装于内部螺旋管和外部螺旋管的风扇单元，在该位置内部螺旋管和外部螺旋管都具有最大的直径，以便吹出的风能够吹到管子的中心部分来冷却。

6.如权利要求5的热交换装置，其特征在于，该风扇单元含有：

一个安装到底盘上的风扇支柱；

一个由支柱支持的产生动力的驱动马达；以及

一个连接到驱动马达的旋转轴上的风扇，该风扇可以向内部螺旋管和外部螺旋管吹风。