CN203274557U - 一种波片式导流栅型螺旋换热器 - Google Patents

一种波片式导流栅型螺旋换热器 Download PDF

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王雪峰
邱旭初
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南京金典制冷实业有限公司
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本实用新型公开了一种波片式导流栅型螺旋换热器,导流栅由环状的导流圈和固定在导流圈中一组平行布置的波状导流片构成,波状导流片和导流圈所在平面呈20°~70°,一组导流栅等距间隔的固定在壳体内部的截面上,换热管穿过每个导流栅上下两排波状导流片的下凹面和上凹面之间的空缺,对应连接第一管板和第二管板上的管孔;本实用新型通过导流栅的结构和换热管的布管方式来改变壳程流体的流动状态,由于导流栅上的波状导流片呈倾斜角度设置,且导流栅依次旋转一定角度设置,进而使壳程流体在壳体内轴向上及换热管的外壁总体呈螺旋流动状态,消除了流动和换热死区,换热面积得到了充分的利用,提高传热效率,传热性能增强。

Description

一种波片式导流栅型螺旋换热器
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种换热器,具体涉及一种波片式导流栅型螺旋换热器。
背景技术
[0002]目前,制冷、空调机组在用我国用电负荷中占有较高比例,因此对制冷、空调产品能效的提升显得尤为重要。提升制冷、空调产品的换热器的换热效率是提升产品能效的重要途径之一,在制冷、空调领域普遍应用带折流装置的壳管式换热器,折流装置主要有弓形折流板、螺旋折流板和折流杆等形式,折流装置起到导流和支撑管束的作用,其中弓形折流板使流体在壳体内沿弓形缺口反复曲折通道前行,流体以横掠的方式冲刷管束外表面,由于其结构简单、制作安装方便等特点得到普遍应用,但由于弓型折流的结构特点使换热器的壳程存在较大的流动和传热死区,换热器面积无法得到充分的利用,而且当流体流速较小时,死区面积会扩大,换热效率会急剧下降;当流体流速较大时,壳程的流动阻力大、管束的振动大,所以会增加输送流体的泵的功耗,且振动会缩短管束的使用寿命,降低换热器使用的安全性。其次还有采用螺旋折流板的换热器,螺旋折流板使壳程流体流速变化比较平缓,呈螺旋流动状态,即使流速较大也不会产生较大的阻力损失,并可有效避免流动和传热死区,明显提高有效传热面积,提升换热效率,但由于螺旋折流板的三维曲面结构,使其制造和安装难度大,故未能得到广泛应用。另外还有采用折流杆的换热器,折流杆实现了壳程流体的纵向流动,增强了流体的流动、传热、抗振和抗垢性能,但其在流体流速较小时传热效率低下,从而也限制了其广泛应用。
实用新型内容
[0003] 实用新型目的:本实用新型的目的在于针对现有技术的不足,提供一种波片式导流栅型螺旋换热器,使壳程流体呈螺旋流动状态,消除了流动和换热死区,流体阻力明显减小,能有效提高传热效率且加工制造简 单。
[0004] 技术方案:本实用新型提供了一种波片式导流栅型螺旋换热器,包括第一管板、第二管板、壳体、导流栅、拉杆和换热管,所述第一管板和所述第二管板分别靠接在所述壳体的两个端面,所述导流栅由环状的导流圈和固定在所述导流圈中一组平行布置的波状导流片构成,所述波状导流片和所述导流圈所在平面呈20°〜70°,每个所述波状导流片有交替设置的上凹面和下凹面,一组所述导流栅等距间隔的固定在壳体内部的截面上,所述换热管穿过每个所述导流栅上下两排所述波状导流片的下凹面和上凹面之间的空缺,对应连接所述第一管板和所述第二管板上的管孔,由于波状导流片与导流圈之间的角度,流入壳体内的流体在换热管外部的流动轨迹在导流栅的弓I导下呈变化的角度。
[0005]为了使壳程内的流体在壳体轴向上呈螺旋流动状态,从第一个所述导流栅开始每个所述导流栅依次旋转60°布置,故以第一个导流栅为基准,导流栅分别向同一方向旋转了 60°、120°、180°、240°…,使壳程内的流体绕着每个换热管的外壁周围呈螺旋状向前流动,进行换热,增大了换热面积,提闻换热效率。[0006] 优选地,上下两排所述波状导流片的下凹面和上凹面之间构成圆形空缺,该圆形空缺为换热管穿置的空间,圆形空缺的直径比所述换热管的外直径大0.3^0.5mm,以便换热
管穿过。
[0007] 优选地,所述第一管板和所述第二管板上的管孔一一对应,所述管孔在所述第一管板和所述第二管板上的正六边形区域内均匀分布,故,连接管孔的换热管的位置分布均匀,保证每一个换热管内的管程和壳体内的壳程换热均匀。
[0008] 进一步,所述第一管板和所述第二管板的外端分别连接环形的第一管箱和第二管箱的一个端面,所述第一管箱和所述第二管箱的另一端面分别靠接第一端盖和第二端盖,所述第二管箱内设有隔筋将所述第二管箱分为上部空间和下部空间,作为换热管内管程的流程分割;更进一步,所述第二端盖的上部接有制冷剂气体接口与所述第二管箱的上部空间连通,所述第二端盖的下部接有制冷剂液体接口与所述第二管箱的下部空间连通,从制冷剂液体接口通入制冷剂液体,制冷剂液体通过第二管箱的下部空间穿过第二管板下半部分的管孔进入换热管内,在管程内进行换热,蒸发成制冷剂气体从第二管板上半部分的管孔流出通过第二管箱的上部空间从制冷剂气体接口流出。
[0009]为了提高密封性能,所述第一管箱与所述第一管板、所述第一端盖的接触面皆设有密封垫,所述第二管箱与所述第二管板、所述第二端盖的接触面皆设有密封垫,用于防止泄露。
[0010] 为了向壳体内通入载冷剂,所述壳体的侧面连接有载冷剂进口和载冷剂出口,用于在壳程内传递交换的热量。
[0011]为了排尽壳体内部空间的水和蒸发出的水蒸气,所述壳体的上端连接有排气阀座,下端连接有排水阀座。
[0012] 有益效果:本实用新 型通过导流栅的结构和换热管的布管方式来改变壳程流体的流动状态,由于导流栅上的波状导流片呈倾斜角度设置,且导流栅依次旋转一定角度设置,进而使壳程流体在壳体内轴向上及换热管的外壁总体呈螺旋流动状态,消除了流动和换热死区,换热面积得到了充分的利用,提高传热效率,传热性能增强,较弓形折流板换热器流体的阻力损失也明显减小,且结构简单,易于加工制造,可广泛用于以水作为载冷剂的制冷机组的蒸发器使用,也可作为热泵机组的冷凝器使用。
附图说明
[0013] 图1为本实用新型的立体结构示意图;
[0014] 图2为本实用新型的侧面结构示意图;
[0015] 图3为本实用新型第二管箱的截面示意图;
[0016] 图4为本实用新型导流栅的局部放大图;
[0017] 图5为本实用新型一组导流栅的侧面布置示意图。
具体实施方式
[0018] 下面对本实用新型技术方案进行详细说明,但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。
[0019] 实施例:本实用新型一种波片式导流栅型螺旋换热器,如图1、图2所示,包括第一端盖1、第一管箱2、第一管板3、载冷剂进口 4、壳体5、排气阀座6、载冷剂出口 7、第二管板
8、第二管箱9、第二端盖10、制冷剂气体接口 11、排水阀座12、制冷剂液体出口 13、拉杆17、导流栅18、换热管19和定距管20,第一管板3和第二管板8分别靠接在壳体5的两个端面,第一管板3和第二管板8的外周圆上开有螺栓孔16,第一管板3的外侧端面通过螺栓固定第一管箱2和第一端盖I,第一管箱2为环状圈体,两个端面分别通过密封垫与第一管板3和第一端盖I连接,增强密封性,第二管板8、第二管箱9和第二端盖10的位置关系与上述第一端盖1、第一管箱2和第一管板3相同;其中,如图3所示,第二管箱9内设有隔筋15将第二管箱9分为上部空间和下部空间,作为换热管19内管程的流程分割,第二端盖10的上部接有制冷剂气体接口 11与第二管箱9的上部空间连通,第二端盖10的下部接有制冷剂液体接口 13与第二管箱9的下部空间连通,壳体5的侧面连接有载冷剂进口 4和载冷剂出口 7,壳体5的上端连接有排气阀座6,下端连接有排水阀座12。
[0020] 如图4所示,导流栅18由环状的导流圈18a和固定在导流圈18a中一组平行布置的波状导流片18b构成,波状导流片18b和导流圈18a所在平面的倾斜角度呈45°,每个波状导流片18b有交替设置的上凹面和下凹面,上排波状导流片18b的下凹面和下排波状导流片18b的上凹面之间构成圆形空缺,该圆形空缺为换热管19穿置的空间,圆形空缺的直径比换热管19的外直径大0.4mm, 6个导流栅18之间通过定距管20保证等距间隔的固定在壳体5内部的截面上,导流栅18外圈上均勻的开有拉杆定位孔18c,轴向的拉杆17穿过拉杆定位孔18c两端分别固定在第一管板3和第二管板8上,第一管板3和第二管板8的内侧分别设有固定拉杆17的内螺纹孔,拉杆17两端设有外螺纹,通过螺纹固定,如图5所示,从第一个导流栅18开始每个导流栅18依次旋转60°布置,故以第一个导流栅18为基准,第二个导流栅18、第三个导流栅18、第四个导流栅18、第五个导流栅18和第六个导流栅18分别向顺时针方向旋转了 60°、120。、180。、240。和300。,在壳体5内部,换热管19穿过每个导流栅18上排波状导流片18b的下凹面和下排波状导流片18b的上凹面之间的圆形空缺,采用胀接的方式对应连接第一管板3和第二管板8上的管孔14,第一管板3和第二管板8上的管孔14 一一对应,管孔14在第一管板3和第二管板8上的正六边形区域内均匀分布,故,连接管孔14的换热管19的位置分布均匀,保证每一个换热管19内的管程和壳体5内的壳程换热均匀。
[0021] 从制冷剂液体接口 13通入制冷剂液体,制冷剂液体通过第二管箱9的下部空间穿过第二管板8下半部分的管孔14进入换热管19内,在管程内进行换热,蒸发成制冷剂气体从第二管板8上半部分的管孔14流出通过第二管箱9的上部空间从制冷剂气体接口 11流出,载冷剂从载冷剂进口 4进入壳体5,在壳程内传递与换热管19交换的热量,从载冷剂出口 7排出。
[0022] 由于波状导流片18b与导流圈18a之间的角度,以及导流栅18依次旋转的角度,流入壳体5内的流体在换热管19外部的流动通道在导流栅18的引导下呈变化的角度,在壳体5的轴向方向上绕着换热管19呈螺旋流动状态,换热面积增大,换热效率提高,结构也较为简单。
[0023] 根据壳体5轴向长度的增加,可增加导流栅18的个数,第七个导流栅18的角度与第一个导流栅18相同,如有更多导流栅18则按上述规律依次旋转60°排列,导流栅18的数量根据壳体5轴向长度的不同进行增减。[0024] 如上所述,尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型,但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下,可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (9)

1.一种波片式导流栅型螺旋换热器,包括第一管板(3)、第二管板(8)、壳体(5)、导流栅(18)和换热管(19),所述第一管板(3)和所述第二管板(8)分别靠接在所述壳体(5)的两个端面,其特征在于:所述导流栅(18)由环状的导流圈(18a)和固定在所述导流圈(18a)中一组平行布置的波状导流片(18b)构成,所述波状导流片(18b)和所述导流圈(18a)所在平面呈20°〜70°,每个所述波状导流片(18b)有交替设置的上凹面和下凹面,一组所述导流栅(18)等距间隔的固定在壳体(5)内部的截面上,所述换热管(19)穿过每个所述导流栅(18)上下两排所述波状导流片(18b)的下凹面和上凹面之间的空缺,对应连接所述第一管板(3)和所述第二管板(8)上的管孔(14)。
2.根据权利要求1所述的波片式导流栅型螺旋换热器,其特征在于:从第一个所述导流栅(18)开始每个所述导流栅(18)依次旋转60°布置。
3.根据权利要求1所述的波片式导流栅型螺旋换热器,其特征在于:上下两排所述波状导流片(18b)的下凹面和上凹面之间构成圆形空缺,且圆形空缺的直径比所述换热管(19)的外直径大0.3^0.5mm。
4.根据权利要求1所述的波片式导流栅型螺旋换热器,其特征在于:所述第一管板(3)和所述第二管板(8)上的管孔(14) 一一对应,所述管孔(14)在所述第一管板(3)和所述第二管板(8)上的正六边形区域内均匀分布。
5.根据权利要求1所述的波片式导流栅型螺旋换热器,其特征在于:所述第一管板(3)和所述第二管板(8)的外端分别连接环形的第一管箱(2)和第二管箱(9)的一个端面,所述第一管箱(2)和所述第二管箱(9)的另一端面分别靠接第一端盖(I)和第二端盖(10),所述第二管箱(9)内设有隔筋(15)将所述第二管箱(9)分为上部空间和下部空间。
6.根据权利要求5所`述的波片式导流栅型螺旋换热器,其特征在于:所述第二端盖(10)的上部接有制冷剂气体接口( 11)与所述第二管箱(9)的上部空间连通,所述第二端盖(10)的下部接有制冷剂液体接口(13)与所述第二管箱(9)的下部空间连通。
7.根据权利要求5所述的波片式导流栅型螺旋换热器,其特征在于:所述第一管箱(2)与所述第一管板(3)、所述第一端盖(I)的接触面皆设有密封垫,所述第二管箱(9)与所述第二管板(8)、所述第二端盖(10)的接触面皆设有密封垫。
8.根据权利要求1所述的波片式导流栅型螺旋换热器,其特征在于:所述壳体(5)的侧面连接有载冷剂进口(4)和载冷剂出口(7)。
9.根据权利要求1所述的波片式导流栅型螺旋换热器,其特征在于:所述的壳体(5)的上端连接有排气阀座(6 ),下端连接有排水阀座(12 )。
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Denomination of utility model: Wave-sheet diversion grid type spiral heat exchanger

Effective date of registration: 20180817

Granted publication date: 20131106

Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd Lishui branch

Pledgor: Nanjing Jindian Refrigerant Industry Co., Ltd.

Registration number: 2018320000142

Denomination of utility model: Wave-sheet diversion grid type spiral heat exchanger

Effective date of registration: 20180817

Granted publication date: 20131106

Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd Lishui branch

Pledgor: Nanjing Jindian Refrigerant Industry Co., Ltd.

Registration number: 2018320000142

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Date of cancellation: 20190814

Granted publication date: 20131106

Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd Lishui branch

Pledgor: Nanjing Jindian Refrigerant Industry Co., Ltd.

Registration number: 2018320000142

Date of cancellation: 20190814

Granted publication date: 20131106

Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd Lishui branch

Pledgor: Nanjing Jindian Refrigerant Industry Co., Ltd.

Registration number: 2018320000142

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Denomination of utility model: Wave-sheet diversion grid type spiral heat exchanger

Effective date of registration: 20190815

Granted publication date: 20131106

Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd Lishui branch

Pledgor: Nanjing Jindian Refrigerant Industry Co., Ltd.

Registration number: Y2019320000043

Denomination of utility model: Wave-sheet diversion grid type spiral heat exchanger

Effective date of registration: 20190815

Granted publication date: 20131106

Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd Lishui branch

Pledgor: Nanjing Jindian Refrigerant Industry Co., Ltd.

Registration number: Y2019320000043

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Date of cancellation: 20200907

Granted publication date: 20131106

Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Lishui branch

Pledgor: NANJING JINDIAN REFRIGERANT INDUSTRY Co.,Ltd.

Registration number: Y2019320000043

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Denomination of utility model: A spiral heat exchanger with corrugated plate guide grid

Effective date of registration: 20200908

Granted publication date: 20131106

Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Lishui branch

Pledgor: NANJING JINDIAN REFRIGERANT INDUSTRY Co.,Ltd.

Registration number: Y2020980005811

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