CN201724582U - 螺旋热交换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种螺旋热交换器，包括：一个第一罩体、一个第二罩体、一个螺旋槽组及一个驱动单元，该第一罩体及第二罩体分别具有至少一个第一、二进口及至少一个第一、二出口，并共同界定有一个腔室，而螺旋槽组设置于该腔室内，并具有相邻的第一、二螺旋槽，其第一、二螺旋槽分别从第一、二进口朝相对该第一、二进口外侧径向环绕至所述第一、二出口位置处，该驱动单元经由一个连接件带动该第一、二罩体转动，藉由旋转产生的离心力，将螺旋槽组内的冷、热流体自旋转中心沿螺旋槽组向外甩，遂建立螺旋槽冷、热槽组中的流场，以使冷、热气流于螺旋槽组内进行热交换，藉此，以提高本实用新型螺旋热交换的热传递能力及加长热交换流道，因此不需使用传统的风扇以及散热鳍片模组，即可进行冷、热流体的热交换，且可大幅度提升热交换效率，完全排除风扇运转的噪音，并避免传统散热鳍组经长期使用出现脏污需要清洗的问题。

Description

螺旋热交换器

技术领域

本实用新型涉及一种热交换器。尤其涉及一种经由螺旋槽组间产生热交换的螺旋热交换器。

背景技术

随着电子资讯科技的日益进步，使得电子设备(如电脑、笔记本电脑、通讯机箱、生活家电、工业电子设备…等)的使用日趋普及且应用更为广泛；然而，电子设备在高速运作时其内的电子元件会产生废热，倘若无法及时将所述废热排出电子设备外，极容易使这些废热囤积在电子设备内，使电子设备内部及内部的电子元件的温度不断攀升，进而导致电子元件因过热而发生故障、损坏或运作效率降低等情况，因此，便使用散热器与热交换器进行散热与排热。

热交换器是一种能够将某一空间的热能量传递到另一空间的装置。热传递过程一般分为三种方式，即传导、对流和辐射，一般热交换器的热传递经常是三种方式同时存在，但根据不同场合，往往是以其中一种方式为主导，在工业中使用的热交换器传热主要是从散热片区域通过传导方式或导热管传递热能到冷散热片区域，既有热对流传热又有热传导传热，此即为热交换器传热的基本理论。

而热交换器基本上是将高温的液体或气体热量经介质带走，又因最容易取得的传递为水与空气，所以大部分多是利用这两个介质，使用空气当传递介质的就是空气冷却式的冷热交换器，而一般板式热交换器，如图1所示，其主要是在该热交换器1设有一个入口11及一个出口12，该交热换器1内设有多层隔板13，且两两隔板13间设有流道14，以供流质(如：冷煤、水、空气等)经由入口11进入，经由流道14使流质可分布于热交换器1内，并经由出口12流出，进而达到温度分布与温度交换的效能。

然而，该热交换器1虽可使流质扩散于流道14内，但当其流质扩散分布时，容易因流道14分散压力，导致流质分布不均，又且该热交换器1进行热交换的面积有限，仅以复数单向流道14设立，进而导致整体的热交换效率及热传导效果明显不佳，相对的其散热效果更不尽理想。另一形式的传统空气热交换器，则使用风扇与散热鳍片模组，藉由鳍片模组增加传热面积，将自鳍片模组经由传导的热通量，由风扇提供的对流场，进行热交换；因此无法避免风扇叶片旋转所产生的噪音以及鳍片模组经长期使用后产生的脏污问题。

以上所述现有技术具有下列缺陷：

1.热交换的流道长度有限致使热传效果不佳；

2.分布不均致热传效果不佳；

3.热交换效率不佳；

4.散热效果不佳；

5.风扇叶片旋转产生噪音；

6.鳍片模组经长期使用后脏污。

综合上述现有技术的缺陷，本实用新型的创作人竭其心智，以从事该行业多年的经验，潜心研究加以创新改良，终于成功研发完成螺旋热交换器，具有较佳的实施效果。

实用新型内容

为解决上述现有技术问题的缺陷，本实用新型的主要目的是提供一种藉由螺旋槽组以提高热量传递能力及加长热交换流道的螺旋热交换器，利用旋转离心力导引出冷、热流体于热交换器的流场，可藉以排除传统风扇鳍片散热模组因使用风扇与鳍片所产生的风扇噪音及散热鳍片脏污的问题。

本实用新型的次要目的在于提供一种利用驱动单元带动旋转，在离心力作用下使冷热两种气体各自沿着设置各种形式热传强化表面(如表面肋(surface ribs)、窝凹(dimples)、柱鳍(pin-fins)、螺旋线(Helical wire)、扭旋片(Twisted tape)等)的螺旋槽组，由内向外流动，以有效利用冷热气体进行热交换的热传强化螺旋热交换器。

本实用新型的次要目的在于提供一种冷热气体通过螺旋槽组并经由螺旋槽组产生热交换的螺旋热交换器。

本实用新型的次要目的在于提供一种利用第一扰流单元与第二扰流单元使冷热气体产生涡流，以有效提升其冷热气体在螺旋槽组内的热交换效率的螺旋热交换器。

本实用新型的次要目的在于提供一种利用第一扰流单元与第二扰流单元隔离冷热气体所带来的灰尘的螺旋热交换器。

为达上述目的，本实用新型提出一种螺旋热交换器，该螺旋交换器主要包括有一个第一罩体、一个第二罩体、一个螺旋槽组及一个驱动单元，该第一罩体具有至少一个第一进口、至少一个第一出口及至少一个第一扰流单元，该第一进口穿设于所述第一罩体的中心位置处，而第一出口透设于所述第一罩体的外侧位置处；而该第二罩体相对结合所述第一罩体，并与所述第一罩体间界定有一个腔室，且该第二罩体具有至少一个第二进口、至少一个第二出口及至少一个第二扰流单元，该第二进口穿设于该第二罩体的中心位置处，而第二出口透设于所述第二罩体的外侧位置处；而螺旋槽组设置于所述腔室内，且该螺旋槽组由两个相邻的第一螺旋槽及一个第二螺旋槽所组成，所述第一螺旋槽从该第一进口朝相对该第一进口外侧径向环绕延伸至所述第一出口位置处，而所述第二螺旋槽从该第二进口朝相对该第二进口外侧径向环绕延伸至所述第二出口位置处；而驱动单元具有一个轴杆，该轴杆连接有一个连接件，且该驱动单元可经由该连接件组接于该第一罩体及第二罩体其中任意一个，以带动该第一罩体及一个第二罩体一起转动，而在螺旋热交换器周边的第一气流与第二气流可经由转动的同时进入第一螺旋槽与第二螺旋槽内，并同时在该螺旋热交换器内进行热交换，且其第一气流与第二气流可经由其第一扰流单元及第二扰流单元产生涡流，藉此可以大幅度提高该螺旋热交换的热传递能力及加长热交换流道，且同时可有效提升热交换效率。

附图说明

图1为现有技术的热交换器示意图；

图2为本实用新型实施例1的立体分解示意图；

图3为本实用新型实施例1的立体分解示意图；

图4为本实用新型实施例1的立体示意图；

图5为本实用新型实施例1的剖视示意图；

图6A为本实用新型实施例1的第一气流流向示意图；

图6B为本实用新型实施例1的第二气流流向示意图；

图7为本实用新型实施例2的立体分解示意图；

图8为本实用新型实施例2的剖视实施示意图；

图9为本实用新型实施例2的气流流向示意图；

图10为本实用新型实施例2的实施示意图。图中：

螺旋热交换器2          第二扰流单元431

第一罩体3              固定孔44

第一进口31             螺旋槽组5

第一出口32             第一螺旋槽51

第一内面33             第二螺旋槽52

第一扰流单元331        驱动单元6

腔室34                 轴杆61

固定孔35               连接件62

第二罩体4              穿孔621

第二进口41             第一气流71

第二出口42             第二气流72

第二内面43             固定件8

具体实施方式

本实用新型的上述目的及其结构与功能上的特性，将依据附图及较佳实施例予以说明。

如图2、图3、图4、图5所示，本实用新型是一种螺旋热交换器2，在本实用新型的一个较佳实施例1中，包括一个第一罩体3、一个第二罩体4、一个螺旋槽组5及一个驱动单元6；其中，该第一罩体3具有至少一个第一进口31、至少一个第一出口32及一个第一内面33，该第一进口31透设于该第一罩体3中心位置处，其第一出口32透设于该第一罩体3外侧位置处，而该第二罩体4结合所述第一罩体3，并与该第一罩体3间界定有一个腔室34，且该第二罩体4具有至少一个第二进口41、至少一个第二出口42及一个第二内面43，该第二进口41透设于该第二罩体4中心位置处，其第二出口42透设于该第二罩体4外侧位置处，该第一罩体3的第一内面33对应该第二罩体4，而第二罩体4的第二内面43对应该第一罩体3；

所述螺旋槽组5设置于所述腔室34内，其螺旋槽组5可与第一罩体3及第二罩体4分离设置，也可一起延伸于该第一罩体3或第二罩体4其中的一个，在本实施例中以相互分离设置为实施方式，且其螺旋槽组5由两相邻的一个第一螺旋槽51及一个第二螺旋槽52，该第一螺旋槽51从该第一进口31朝相对该第一进口31外侧径向环绕延伸至第一出口32位置处，而第二螺旋槽52从该第二进口41朝相对该第二进口41外侧径向环绕延伸至第二出口42位置处；所述驱动单元6具有一轴杆61，该轴杆61的一端连接有一个连接件62，并经由该连接件62组接于所述第一罩体3及第二罩体4其中任意一个，且该连接件62具有至少一个穿孔621连通该第一进口31及第二进口41其中任一个(视连接件62组接第一罩体3或第二罩体4)。

参照图2、图6A及图6B所示，在本实施例中该驱动单元6的轴杆61经由该连接件62组接至该第一罩体3，且该连接件62的复数穿孔621连通该第一进口31，在该驱动单元6进行运转时，其驱动单元6带动该轴杆61与连接件62转动，其轴杆61与连接件62转动时，同时带动其组接的第一罩体3及第一罩体3所结合的第二罩体4转动，此时，经由离心力的作用下，该螺旋热交换器2周边第一环境的第一气流71会经由连接件62的穿孔621进入且同时经由第一罩体3的第一进口31进入至第一螺旋槽51内，而周边第二环境的第二气流72会经由第二罩体4的第二进口41进入至第二螺旋槽52内，而其第一环境与第二环境在本实施例中分别为冷环境与热环境，因此，其第一气流71与第二气流72分别为冷气流与热气流；

驱动单元6持续运转时，经由离心力的作用下，其第一气流71与第二气流72持续进入第一螺旋槽51与第二螺旋槽52，且其第一气流71与第二气流72分别沿着第一螺旋槽51与第二螺旋槽52内由中心向外流动，并在流动的过程中，其第一气流71与第二气流72的温度同时经由其第一螺旋槽51与第二螺旋槽52的壁面进行热交换，且其热交换后的第一气流71与第二气流72便分别经由第一罩体3的第一出口32与第二罩体4的第二出口42流出，因此，经由其第一螺旋槽51与第二螺旋槽52的螺旋路径的设计进而可加长热交换流道以达到有效增加其热交换面积与提高热传递能力的功效。

如图7、图8、图9、图10所示，是本实用新型的另一较佳实施例2，该较佳实施例大致与实施例1相同，在此不再另外赘述，其两者不同处为：前述第一罩体3的第一内面33对应该第二罩体4与该螺旋槽组5，且该第一内面33对应该第一螺旋槽51及该第二螺旋槽52处具有复数第一扰流单元331，而第二罩体4的第二内面43对应该第一罩体3与该螺旋槽组5，且该第二内面43对应该第一螺旋槽51及该第二螺旋槽52处具有复数第二扰流单元431，而其第一气流71与第二气流72分别经由第一进口31与第二进口41进入第一螺旋槽51与第二螺旋槽52，且分别沿着第一螺旋槽51与第二螺旋槽52内由中心向外流动至第一出口32与第二出口42时，其第一气流71与第二气流72会分别流过第一扰流单元331与第二扰流单元431，并经由第一扰流单元331与第二扰流单元431产生与绕转方向相反的涡流，因此，其第一气流71与第二气流72受到涡流的影响而增强气流的混合，以有效提升其第一气流71与第二气流72在第一螺旋槽51与第二螺旋槽52内的热交换效率，进而提高热传导能力，且同时可经由其第一扰流单元331与第二扰流单元431隔离第一气流71与第二气流72在第一螺旋槽51与第二螺旋槽52内所夹带的灰尘；参考图9所示，其中该第一罩体3与第二罩体4分别具有相对应的复数固定孔35、44，该相对应的固定孔35、44分别被一个固定件8贯穿，将该第一罩体3与第二罩体4结合在一起，使其螺旋热交换器2(如图2所示)在运转时，可有效稳固其第一罩体3、第二罩体4及螺旋槽组5相对设置位置。

综上所述，本实用新型一种螺旋热交换器，其具有以下优点：

1.加长热交换流道以有效增加热交换面积；

2.气流均匀分布以增加热交换效果；

3.经由涡流的产生以提升热交换效率；

4.有效隔离灰尘；

5.不需使用风扇避免风扇叶片旋转产生的噪音；

6.不需使用散热鳍片组避免鳍片组产生脏污的问题；

7.旋转螺旋槽组中的涡流场具有自我清洁的能力。

以上所述，仅为本实用新型的一个最佳具体实施例，本实用新型的特征并不局限于此，任何熟悉该项技艺者在本实用新型领域内，可轻易思及的变化或修饰，皆应涵盖在本实用新型的申请保护范围中。

Claims (13)

1.一种螺旋热交换器，包括：

一个第一罩体，具有至少一个第一进口及至少一个第一出口，所述第一进口透设在所述第一罩体中心位置处，而所述第一出口透设在所述第一罩体外侧位置处；

一个第二罩体，相对结合所述第一罩体并界定一个腔室在所述第一罩体与第二罩体之间，且所述第二罩体具有至少一个第二进口及至少一个第二出口，所述第二进口透设在所述第二罩体中心位置处，而该第二出口透设在所述第二罩体外侧位置处；

一个螺旋槽组，设置在所述腔室内，所述螺旋槽组由相邻的一个第一螺旋槽及一个第二螺旋槽所构成，所述第一螺旋槽从所述第一进口朝相对所述第一进口外侧径向环绕延伸至第一出口位置处，而所述第二螺旋槽从所述第二进口朝相对所述第二进口外侧径向环绕延伸至第二出口位置处；

一个驱动单元，具有一个轴杆，所述轴杆连接有一个连接件，并经由所述连接件组接在所述第一罩体及第二罩体其中任一个，以带动所述第一罩体及一个第二罩体一起转动。

2.如权利要求1所述的螺旋热交换器，其中所述第一罩体具有一个第一内面对应所述第二罩体。

3.如权利要求2所述的螺旋热交换器，其中所述第一内面对应所述第一螺旋槽及所述第二螺旋槽处具有复数第一扰流单元。

4.如权利要求1或3所述的螺旋热交换器，其中所述第二罩体具有一个第二内面对应所述第一罩体。

5.如权利要求4所述的螺旋热交换器，其中所述第二内面对应第一螺旋槽及所述第二螺旋槽处具有复数第二扰流单元。

6.如权利要求1所述的螺旋热交换器，其中所述连接件具有至少一个穿孔连通所述第一进口及第二进口其中任一个。

7.如权利要求1所述的螺旋热交换器，其中所述第一罩体的一个体延伸有所述螺旋槽组。 

8.如权利要求1所述的螺旋热交换器，其中所述第二罩体的一个体延伸有所述螺旋槽组。

9.如权利要求1所述的螺旋热交换器，其中所述第一罩体与第二罩体分别具有相对应的复数固定孔。

10.如权利要求9所述的螺旋热交换器，其中所述相对应的固定孔分别被一个固定件贯穿，以将所述第一罩体与第二罩体结合在一起。

11.如权利要求5所述的螺旋热交换器，其中所述第一螺旋导引槽内具有一个第一气流，所述第二螺旋导引槽内具有一个第二气流。

12.如权利要求11所述的螺旋热交换器，其中所述第一气流为冷气流及热气流其中任一个，所述第二气流为热气流及冷气流的其中另一个。

13.如权利要求5所述的螺旋热交换器，其中第一螺旋导引槽与第二螺旋导引槽内装设有表面肋、窝凹、柱鳍、螺旋线、扭旋片各种型式的热传强化装置。 

Images