CN214199794U - 一种螺旋换热器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种螺旋换热器，包括：轴线左右延伸的芯轴，呈螺旋状卷绕于芯轴外围至少3圈的导热薄带；任一相邻两个圈层的导热薄带隔开一定距离，任一相邻两个圈层的导热薄带之间均支撑设置左右延伸的隔挡筋，各条隔挡筋沿着芯轴的一个径向方向依次布置，从而形成沿着芯轴的径向方向交替布置的多条热流体流道和多条冷流体流道，每个冷流体进口处均设有将其部分封堵的第六挡条，每个热流体进口处均设有将其部分封堵的第七挡条，各个第六挡条沿着第六径向方向依次布置，各个第七挡条沿着第七径向方向依次布置。该换热器结构紧凑巧妙、流阻小、具有大换热面积和高换热效率，非常适用于气‑气热交换和气‑液热交换。

Description

一种螺旋换热器

技术领域

本申请涉及换热领域，具体涉及一种螺旋换热器。

背景技术

换热器是指将热流体的热量传递给冷流体的设备，换热器在生活和工业生产中有着重要应用，由于追求更大的换热面积，传统的换热器一般占地面积较大，因此有着对安装空间要求较高、维护不方便等缺点。因此在保证有充足换热面积的前提下，如何减小换热器的体积是行业内急需解决的问题。

专利号为CN201520085162.X的中国实用新型专利公开了一种新型螺旋板式反应换热器，包括第一薄板、第二薄板、中间隔板和外筒体，其中第一薄板和第二薄板间隔缠绕组成双螺旋形筒体，中间隔板分别与第一薄板和第二薄板靠近螺旋中心处的端部连接，并将双螺旋筒体隔成互不干扰的两个空间，其中一个空间为运行热流体的热流体通道(热介质进入室)，另一个空间为运行冷流体的冷流体通道(冷介质进入室)，热流体通道和冷流体通道间隔分布，热流体通道和冷流体通道靠近螺旋中心处的位置分别设置有热流体进口和冷流体出口，热流体通道和冷流体通道在最外围的位置分别设置有热流体出口和冷流体进口，当进行换热时，第一薄板和第二薄板的表面积均为冷热流体的换热面积，保证了换热面积的充足，同时双螺旋形筒体的设置，可以有效减小换热器的体积。但是，该专利文件中的螺旋板式反应换热器存在以下缺点：

1、流动阻力较大。热流体和冷流体分别在热流体流道和冷流体流道内沿螺旋卷曲方向运动，运动过程中，流体的运动方向时刻在发生变化，薄板与换热流体之间会产生较大的相互作用力，因而使得流体在流道内的流动阻力较大，不适于对气态流体换热。

2、维护频率高。虽然热流体的流道呈螺旋卷曲形状，但其实质仍然为一个空间，也即热流体在单一流道内输送，冷流体流道和冷流体输送同理。以热流体流道举例，单一流道存在的问题在于，若热流体流道某一位置出现堵塞，会影响热流体在整个热流体流道内的输送，严重的会直接造成热流体不能输送，使换热器无法正常工作，也即热流体流道只要有一处位置发生堵塞，工作人员便需对换热器进行维护，维护频率高。

本申请由此而来。

发明内容

本申请要解决的技术问题是：针对上述问题，提出一种结构紧凑巧妙、流阻小、具有大换热面积和高换热效率的螺旋换热器，非常适用于气-气热交换和气- 液热交换。

本申请的技术方案是：

一种螺旋换热器，包括：

其轴线左右延伸的芯轴，以及

呈螺旋状卷绕于所述芯轴外围至少3圈的导热薄带；

任一相邻两个圈层的导热薄带隔开一定距离，而且任一相邻两个圈层的导热薄带之间均支撑设置左右延伸的隔挡筋，各条所述隔挡筋沿着所述芯轴的一个径向方向依次布置，从而形成沿着所述芯轴的径向方向交替布置的多条热流体流道和多条冷流体流道，每条热流体流道均具有位于左端的热流体进口和位于右端的热流体出口，每条冷流体流道均具有位于左端的冷流体出口和位于右端的冷流体进口；

每个冷流体进口处均设有将其部分封堵的第六挡条，每个热流体进口处均设有将其部分封堵的第七挡条，各个第六挡条沿着所述芯轴的第六径向方向依次布置，各个第七挡条沿着所述芯轴的第七径向方向依次布置。

本申请在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：

每个冷流体进口处均设有将其部分封堵的第八挡条，每个热流体进口处均设有将其部分封堵的第九挡条，各个第八挡条沿着所述芯轴的第八径向方向依次布置，各个第九挡条沿着所述芯轴的第九径向方向依次布置，所述第八径向方向与所述第六径向方向呈非零夹角布置，所述第九径向方向与所述第七径向方向呈非零夹角布置。

所述第六挡条和所述第七挡条均为弧形挡条；

在所述芯轴的自内而外的径向方向上，各个第六挡条的长度依次递增，各个第七挡条的长度依次递增，并使得各个第六挡条呈扇形分布，各个第七挡条呈扇形分布。

每个第六挡条的弧度≥180°，每个第七挡条的弧度≥180°。

所述第六挡条、所述第七挡条以及所述隔挡筋均是与所述导热薄带粘接固定的胶黏剂。

所述第八挡条，和所述第九挡条均是与所述导热薄带粘接固定的胶黏剂。

任一相邻两个圈层的导热薄带之间均支撑设置多个间隔布置的撑台。

所述导热薄带为金属薄带，所述撑台是在所述金属薄带上冲压形成的冲压凸起。

每个冲压凸起均形成于所述导热薄带的外侧面。

一部分冲压凸起形成于所述导热薄带的外侧面，另一部分冲压凸起形成于所述导热薄带的内侧面。

所述导热薄带为铝箔。

所述热流体流道和所述冷流体流道在所述芯轴向方向的厚度为2～10mm。

所述芯轴上套设抵靠布置在所述导热薄带左侧的左端盖以及抵靠布置在所述导热薄带右侧的右端盖，所述右端盖上制有位于各个第六挡条处的热流体集中引出孔。

所述右端盖上还开设有位于各个第八挡条处的另一个热流体集中引出孔。

所述左端盖包括：

自该左端盖的右端面向左凹陷、且位于所述第七挡条处的冷流体汇流槽，以及

与所述冷流体汇流槽相通的冷流体引出接头；

所述右端盖包括：

自该右端盖的左端面向右凹陷、且位于所述第二挡条处的冷流体缓冲槽，以及

与所述冷流体缓冲槽相通的冷流体引入接头。

所述芯轴为空心管或实心杆。

本申请的有益效果：

1、本申请这种螺旋换热器的各条热流体流道和冷流体流道轴向延伸而非螺旋延伸，工作时，冷、热流体分别在冷、热流道中沿着换热器的轴向方向对流流动，非常适用于气-气交换和气-液交换。

2、本申请通过将单层的导热薄带螺旋盘绕在芯轴外围，并于相邻圈层的导热薄带之间设置隔挡筋，还于导热薄带宽度两侧相应位置设置挡条，从而形成多条交错排布的热流体流道和冷流体流道，各条热流体流道和冷流体流道的出口分别集中分布在换热器的不同位置，大大方便了冷、热流体从该换热器各条流道分别集中导出。

3、维护频率低。本申请中的螺旋换热器是通过单层导热薄带呈螺旋状卷绕于芯轴上制成的，任一相邻两个圈层的导热薄带之间均支撑设置的左右延伸的隔挡筋，多个隔挡筋将相邻两个圈层之间形成的空间分隔成相互独立的多个热流体流道和冷流体流道，相互独立的每个热流体流道都有各自的热流体进口和热流体出口，相互独立的每个冷流体流道都有各自的冷流体进口和冷流体出口，当其中某个热流体流道或冷流体流道堵塞时，只是该流体通道无法输送，不影响其他流体通道中流体进行热交换，只有当出现多个流体通道同时出现堵塞情况时，才需进行维护，从而降低了对换热器的维护频率。

4、第一径向方向、第六径向方向、第三径向方向、第八径向方向、第五径向方向两两之间呈非零夹角布置，第二径向方向、第七径向方向、第四径向方向、第九径向方向、第十径向方向两两之间呈非零夹角布置，提升了冷、热流体在该换热器中的流动行程，进而提升换热效率。

5、由于导热薄带呈螺旋状卷绕于芯轴外围，卷绕或使用过程中，相邻圈层的导热薄带可能会产生贴靠情况的发生，冲压凸起的作用在于隔开相邻导热薄带，确定相邻导热薄带之间的距离，进而形成用于形成流体流道的间隙。

6、热流体在热流体流道内流动时，在芯轴径向上，与导热薄带接触位置处的热流体相较于不与导热薄带接触处的热流体温度要低，未与导热薄带接触处的热流体热量不能得到有效释放；冲压凸起位于热流体流动时的路径上，热流体(和冷流体)在冲压凸起的位置会产生湍流，使得热流道中热流体在流动过程中于径向方向相互混合，进而使得与导热薄带接触位置处的热流体温度升高，增大其与导热薄带另一侧冷流体的温度差，加快热交换，进而提升了热交换速率。

同时，冲压凸起增加了导热薄带与流体之间的接触面积，使得导热薄带两侧的热流体和冷流体更好的进行热量交换，进而提升了热交换速率。

7、导热薄带采用金属薄带，金属的导热系数大，作为优良的导热导体对两侧的热流体和冷流体进行热量交换，导热效率高。

8、铝箔有着良好的导热性、结构强度和延展性，在保证一定结构强度的基础上，可以做的非常薄，导热薄带越薄，导热效率越高，同时由于其延展性良好，有利于冲压凸起的制作。

9、制作工艺简单。背景技术中第一薄板和第二薄板间隔缠绕组成双螺旋形筒体，螺旋缠绕时要分别控制第一薄板和第二薄板的相对位置，本申请中单层导热薄带螺旋状卷绕于芯轴，只需控制导热薄带的位置即可。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本申请的一些实施例，而非对本申请的限制。

图1是本申请实施例中第一种螺旋换热器的整体示意图；

图2是本申请实施例中第一种螺旋换热器在另一视角的整体示意图；

图3是本申请实施例中第一种螺旋换热器的内部结构示意图，其中芯轴被移除，且冲压凸起被隐去；

图4是本申请实施例中第一种螺旋换热器在另一视角的内部结构示意图，其中芯轴被移除，且冲压凸起被隐去；

图5是本申请实施例中第一种螺旋换热器的内部截面结构示意图，其中芯轴被移除，且冲压凸起和挡条被隐去；

图6是本申请实施例中第二种螺旋换热器的内部结构轴视图，其中芯轴被移除；

图7是本申请实施例中第二种螺旋换热器在另一视角的内部结构轴视图，其中芯轴被移除；

图8是本申请实施例中第三种螺旋换热器的内部结构轴视图，其中芯轴被移除；

图9是本申请实施例中第三种螺旋换热器在另一视角的内部结构轴视图，其中芯轴被移除；

图10是本申请实施例中第一种螺旋换热器的导热薄带展开后的结构示意图。

图11是图10的局部结构立体图。

图12是本申请实施例中第一种螺旋换热器的导热薄带的局部结构示意图。

图13是本申请实施例中第一种螺旋换热器的轴向剖面示意图。

图14是本申请实施例中第一种螺旋换热器中左端盖的立体示意图。

图15是本申请实施例中第一种螺旋换热器中右端盖的立体示意图。

图16是本申请实施例中第一种螺旋换热器中左端盖的立体剖视示意图。

图17是本申请实施例中第一种螺旋换热器中右端盖的立体剖视示意图。

其中：

1-芯轴，2-导入薄带，3-隔挡筋，4-热流体流道，5-冷流体流道，6-第一挡条， 7-第二挡条，8-第三挡条，9-第四挡条，10-第五挡条，11-第六挡条，12-第七挡条，13-第八挡条，14-第九挡条，15-第十挡条，16-左端盖，17-右端盖，18-外壳；

R1-第一径向方向，R2-第二径向方向，R3-第三径向方向，R4-第四径向方向， R5-第五径向方向，R6-第六径向方向，R7-第七径向方向，R8-第八径向方向，R9- 第九径向方向，R10-第十径向方向；

2a-撑台，4a-热流体进口，4b-热流体出口，5a-冷流体进口，5b-冷流体出口， 16a-热流体集中引入孔，16b-冷流体汇流槽，16c-冷流体引出接头，17a-热流体集中引出孔，17b-冷流体缓冲槽，17c-冷流体引入接头。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例的附图，对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请专利申请说明书以及权利要求书中使用的“一个”或者“一”等类似词语，不表示数量限制，而是表示存在至少一个。

本申请说明书和权利要求书中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。且本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。申请所说“多个”表示不少于两个。

在本申请说明书和权利要求书的描述中，术语“上”、“下”、“水平”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单元必须具有特定的方向、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。

现在，参照附图描述本申请的具体实施例。

本实施例的螺旋换热器主要由芯轴1和导热薄带2构成，其中导热薄带2呈螺旋状卷绕于芯轴1外围，导热薄带2的卷绕圈数为10圈。为了能够更方便地描述该螺旋换热器的具体结构，现将芯轴1长度方向定义为左右方向，也即芯轴 1的轴线左右延伸(自左向右延伸)。

在本实施例中，任一相邻两个圈层的导热薄带2隔开一定距离，从而形成螺旋形的空隙。并且，任一相邻两个圈层的导热薄带之间均支撑设置左右延伸的隔挡筋3，从而借助这些隔挡筋3将大的前述螺旋形空隙分隔成9个相互隔开的小的类圆形空隙。进一步地，前述各条隔挡筋3沿着芯轴1的一个径向方向依次布置，从而使得前述9个类圆形空隙沿着芯轴1的径向方向依次排布。在本实施例中，于芯轴1自内而外的径向方向上，奇数层也即第一、第三、第五、第七和第九层的类圆形空隙是用于走热流体的热流体流道4，偶数层也即第二、第四、第六和第八层的类圆形空隙是用于走冷流体的冷流体流道5。热流体流道4和冷流体流道5沿着芯轴1的径向方向依次交替布置。每条热流体流道4均具有位于左端的热流体进口4a和位于右端的热流体出口4b，每条冷流体流道5均具有位于左端的冷流体出口5b和位于右端的冷流体进口5a。实际应用时，热流体在各条热流体流道4中自左向右流动，冷流体在各条冷流体流道5中自右向左流动，二者对流换热。

因为各条热流体流道4的热流体进口4a与各条冷流体流道5的冷流体出口 5b处于该换热器的同一侧(左侧)，且彼此交替地紧密排布，各条冷流体流道5 的冷流体进口5a与各条热流体流道4的热流体出口4b处于该换热器的同一侧(右侧)，且彼此交替地紧密排布。如果直接将热流体和冷流体分别从左侧和右侧送入该换热器，将出现部分热流体进入冷流体流道5、部分冷流体进入热流体流道 4的问题。基于此，本实施例采用了下述优化设计，以更加方便地将热流体和冷流体分别引入各条热流体流道4和各条冷流体流道5，避免冷热流体相互串流：

参照图3、图4、图6～图9所示，每个冷流体出口5b处均设有将该热流体进口部分封堵(即第一挡条未将冷流体出口全部封堵，仅封堵住冷流体出口的一部分)的第一挡条6。每个热流体出口4b处均设有将该热流体出口部分封堵的第二挡条7。并且，各个第一挡条6沿着芯轴1的第一径向方向R1依次布置，各个第二挡条7沿着芯轴1的第二径向方向R2依次布置。

不难看出，采用上述设计后，各条热流体流道4的热流体进口4a的至少一部分在上述第一径向方向R1上集中排布——为方便描述，将该集中排布区域成为第一区域。并且，在前述第一区域位置，每条冷流体流道5的冷流体出口5b 被第一挡条6封堵住。所以在实际应用时，只需将热流体送向前述第一区域，便可使得其流入每条热流体流道4，而不会串入冷流体流道5。

各条冷流体流道5的冷流体进口5a的至少一部分在上述第二径向方向R2的第二区域集中排布。并且，在前述第二区域位置，每条热流体流道4的热流体出口4b被第二挡条7封堵住。所以在实际应用时，只需将冷流体送向前述第二区域，便可使得其流入每条冷流体流道5，而不会串入冷流体流道5。

如果在实际应用中，所有的热流体和冷流体仅仅分别从上述第一区域和第二区域送入该换热器，那么最好提升第一区域和第二区域的面积，否则冷、热流体的入流面积很小，不利于换热效率的提升。然而，受各种因素的影响，前述第一区域和第二区域的面积通常无法设置的很大，在这种情况下，可以采用图6和图 7所示的通过增加冷、热流体的集入区域的数量的方式，来提升冷、热流体的入流面积，进而提升换热效率：

在图6和图7中，上述每个冷流体出口5b处还设有将该冷流体出口部分封堵的第三挡条8，各个第三挡条8沿着芯轴1的第三径向方向R3依次布置，并且第三径向方向R3与第一径向方向R1呈非零夹角布置。每个热流体出口4b处均设有将该热流体出口4b部分封堵的第四挡条9，各个第四挡条9沿着芯轴1 的第四径向方向R4依次布置，并且第四径向方向R4与第二径向方向R2呈非零夹角布置。

不难理解，采用图6和图7的方案后，该换热器至少具有位于其左侧的两个热流体集入区域和位于其右侧的两个冷流体集入区域，其通过增加冷、热流体集入区域的数量，来提升冷、热流体的入流面积，进而提升换热效率。

当然，我们还可以设置更多数量的冷、热流体集入区域，如图3和图4这种方式：每个冷流体出口5b处还设有将其部分封堵的第五挡条10，各个第五挡条 10沿着芯轴1的第五径向方向R5依次布置，并且第五径向方向R5分别与前述第一径向方向R1、第三径向方向R3呈非零夹角布置。如此，在该换热器的左侧一共形成三个相互错开的热流体集入区域，在该换热器的右侧一共形成两个相互错开的冷流体集入区域。

上述方案解决了如何将冷、热流体非常方便地送入该换热器，而没有考虑如何更加方便地将换热器中的冷、热流体相互独立地向外引出，这并不影响该换热器在一些特定环境下的使用。不过，在另一些使用环境下，我们既希望从该换热器引出的冷流体不要掺有热流体，又希望从该换热器引出的热流体不要掺有冷流体，对此，我们可对换热器做了下述的进一步优化：

在图3和图4所示的第一种实施方式、图6和图7所示的第二种实施方式、图8和图9所示的第三种实施例方式中，每个冷流体进口5a处均设有将该冷流体进口部分封堵的第六挡条11，每个热流体进口4a处均设有将该热流体进口部分封堵的第七挡条12。各个第六挡条11沿着芯轴1的第六径向方向R6依次布置，各个第七挡条12沿着芯轴1的第七径向方向R7依次布置。并且，第六径向方向R6分别与前述第二径向方向R2、第四径向方向4呈非零夹角布置，第七径向方向R7分别与第三径向方向R3、第一径向方向R1、第五径向方向R5呈非零夹角布置。

采用上述设计后，各条热流体流道4的热流体出口4b的至少一部分在上述第六径向方向R6上集中排布——为方便描述，将该集中排布区域成为第六区域。并且，在前述第六区域位置，每条冷流体流道5的冷流体进口5a被第六挡条11 封堵住。所以在实际应用时，可在前述第六区域设置一个大的热流体引出孔，以将热交换后的热流体从该处集中引出，且不会掺有冷流体。

各条冷流体流道5的冷流体出口5b的至少一部分在上述第七径向方向R7上集中排布——为方便描述，将该集中排布区域成为第七区域。并且，在前述第七区域位置，每条热流体流道4的热流体进口4a被第七挡条12封堵住。所以在实际应用时，可在前述第七区域设置一个大的冷流体引出孔，以将热交换后的冷流体从该处集中引出，且不会掺有热流体。

同理，如果在实际应用中，所有的热流体和冷流体仅仅分别从上述第六区域和第七区域引出，那么最好提升第六区域和第七区域的面积，否则冷、热流体的出流面积很小，也不利于换热效率的提升。然而，受各种因素的影响，前述第六区域和第七区域的面积通常无法设置的很大，在这种情况下，可以采用图6和图 7所示的通过增加冷、热流体的集出区域的数量的方式，来提升冷、热流体的出流面积，进而提升换热效率：

在图6和图7中，上述每个冷流体进口5a处还设有将该冷流体进口部分封堵的第八挡条13，各个第八挡条13沿着芯轴1的第八径向方向R8依次布置，并且第八径向方向R8分别与前述第六径向方向R6、第二径向方向R2、第四径向方向R4呈非零夹角布置。每个热流体进口4a还设有处均设有将该热流体进口部分封堵的第九挡条14，各个第九挡条14沿着芯轴1的第九径向方向R9依次布置，并且第九径向方向R9分别与前述第七径向方向R7、第三径向方向R3、第一径向方向R1、第五径向方向R5呈非零夹角布置。

不难理解，采用图6和图7的方案后，该换热器至少具有位于其左侧的两个冷流体集出区域和位于其右侧的两个热流体集出区域，其通过增加冷、热流体集出区域的数量，来提升冷、热流体的出流面积，进而提升换热效率。

当然，我们还可以采用图3和图4所示的设置更多数量的冷、热流体集出区域的方案：在图3和图4所示的第一种实施方式中，每个冷流体进口5a处还设有将其部分封堵的第十挡条15，各个第十挡条15沿着芯轴1的第十径向方向R10 依次布置，并且第十径向方向R10分别与前述第八径向方向R8、第六径向方向 R6、第四径向方向R4、第二径向方向R2呈非零夹角布置。如此，在该换热器的右侧一共形成三个相互错开的热流体集出区域，在该换热器的左侧一共形成两个相互错开的冷流体集出区域。

在图3和图4所示的第一种实施方式中，第一径向方向R1、第六径向方向 R6、第三径向方向R3、第八径向方向R8、第五径向方向R5两两之间呈非零夹角布置，第二径向方向R2、第七径向方向R7、第四径向方向R4、第九径向方向 R9、第十径向方向R10两两之间呈非零夹角布置，如此可提升冷、热流体在该换热器中的流动行程，进而提升换热效率。

如前所述，除了可以通过上述增加冷、热流体集入和集出区域的数量来提升冷、热流体的流入和流出面积，进而提升换热效率之外，还可以通过增大上述第一区域、第二区域、第六区域和第七区域的面积，来增加该换热器的换热效率，比如图8和图9所示的这种实施方式：

在图8和图9中，每个冷流体出口5b的在第七径向方向R7以外的区域全部被第一挡条6封堵，以获得足够大的热流体集入区域。每个热流体出口4b的在第六径向方向R6以外的区域全部被第二挡条7封堵，以获得足够大的冷流体集入区域。每个冷流体进口5a的在第二径向方向R2以外的区域全部被第六挡条 11封堵，以获得足够大的热流体集出区域。每个热流体进口4a的在第一径向方向R1以外的区域全部被第七挡条12封堵，以获得足够大的冷流体集出区域。第一挡条6、第二挡条7、第六挡条11和第七挡条12的弧度均略大于180°。

在图3和图4所示的第一种实施例方式中，上述各个挡条，也即第一挡条6、第二挡条7、第三挡条8、第四挡条9、第五挡条10、第六挡条11、第七挡条12、第八挡条13、第九挡条14和第十挡条17均为弧形挡条。而且，在芯轴1的自内而外的径向方向上，各个第一挡条6的长度依次递增，各个第二挡条7的长度依次递增，各个第三挡条8的长度依次递增，各个第四挡条8的长度依次递增。进而使得各个第一挡条6呈扇形分布，各个第二挡条7呈扇形分布，各个第三挡条 8呈扇形分布，各个第四挡条9呈扇形分布，各个第五挡条10呈扇形分布，各个第六挡条11呈扇形分布，各个第七挡条12呈扇形分布，各个第八挡条13呈扇形分布，各个第九挡条16呈扇形分布，各个第十挡条17呈扇形分布。呈扇形分布的各个挡条使得各个冷、热流体流道的进、出口对应地排布在相应的多个扇型区域，有利于冷、热流体的集中引入和引出。

在图3和图4所示的第一种实施例方式中，上述的隔挡筋3以及各个挡条——第一挡条6、第二挡条7、第三挡条8、第四挡条9、第五挡条10、第六挡条 11、第七挡条12、第八挡条13、第九挡条14、第十挡条17都是与导热薄带2 粘接固定的胶黏剂。制作时，以芯轴1为支撑中心，将导热薄带2呈螺旋状缠绕于芯轴1外围，并在缠绕导热薄带2的过程中，于导热薄带2的左侧边和右侧边每隔一段距离涂布对应长度的、用于形成挡条的胶黏剂，同时在导热薄带2表面每隔一段距离涂布用于形成隔挡筋3的胶黏剂。当日，也可以在导热薄带2的左、右侧边满涂胶黏剂，待卷绕完成后，剔除部分胶黏剂以形成冷、热流体的进出口。

不难理解，上述各个挡条不仅能够封堵流道进出口，以让各条冷流体流道和热流体流道的进、出口分别集中在不同的位置，而且还能够支撑不同圈层的导热薄带2，从而使得各个圈层的导热薄带2隔开一定距离形成流道。

因为仅在导热薄带2宽度方向的左、右两侧设置有挡条结构，挡条对不同圈层导热薄带2的支撑强度有限，如果导热薄带2宽度较大，则容易出现相邻圈层的导热薄带2相互贴近，导致流道堵塞。基于此，本实施例在任一相邻两个圈层的导热薄带2之间均支撑设置多个间隔布置的撑台2a，利用密布的撑台2a支撑相邻圈层的导热薄带2，从而保证各条冷、热流体流道的结构稳定。

在图3和图4所示的第一种实施例方式中，上述导热薄带2为金属薄带，撑台2a是在金属薄带上冲压形成的冲压凸起。制作时，可以预先在导热薄带2上冲制作为撑台2a的冲压凸起，然后将带有冲压凸起的导热薄带2缠绕在芯轴1 外。也可以在缠绕导热薄带2的过程中，于导热薄带2的待卷绕段上冲制出多个间隔布置的冲压凸起，即一边冲制冲压凸起，一边缠绕导热薄带2。

在图3和图4所示的第一种实施例方式中，每个冲压凸起均形成于导热薄带 2的外侧面——即背离芯轴1的那一面。

当然，也可以在导热薄带2的内侧面和外侧面都设置冲压凸起。

在图3和图4所示的第一种实施例方式中，上述导热薄带2为采用厚度不足一毫米的铝箔。相邻圈层导热薄带2间的距离为2～10mm，也即热流体流道4和冷流体流道5在芯轴1径向方向的厚度为2～10mm。薄的导热薄带和薄的流体流道提升了冷热流体的换热面积和换热效率。

在图3和图4所示的第一种实施例方式中，在芯轴1上套设有一个左端盖16 和一个右端盖17。左端盖16和右端盖17均与芯轴1螺栓固定，并且左端盖16 抵靠布置在导热薄带2的左侧，右端盖17抵靠布置在导热薄带2的右侧。左端盖16上开设有两个热流体集中引入孔16a，右端盖17上开设有两个热流体集中引出孔17a。

因为本实施例中各个第一挡条6与各个第五挡条10近距离布置，二者之间仅仅隔着很窄的隔挡条3，所以前述两个热流体集中引入孔16a中的第一个同时布置在各个第一挡条和各个第五挡条10的位置，从该第一个热流体集中引入孔 16a送入的热流体可同时流向第一径向方向R1和第五径向方向R5处的各个热流体进口4a。第二个热流体集中引入孔16a仅布置在第三挡条8的位置，从该第二个热流体集中引入孔16a送入的热流体仅仅流向第三径向方向R3处的各个热流体进口4a。

同样，因为本实施例中各个第六挡条11与各个第十挡条15近距离布置，二者之间仅仅隔着很窄的隔挡条3，所以前述两个热流体集中引出孔17a中的第一个同时布置在各个第六挡条和各个第十挡条15的位置，从第六径向方向R6和第十径向方向R10位置的各个热流体出口4b出来的热流体均能够从该第一个热流体集中引出孔17a导出。第二个热流体集中引出孔17a仅布置在第八挡条13的位置，从第八径向方向R6位置的各个热流体出口4b出来的热流体全部从该第二个热流体集中引出孔17a导出。

当然，我们也可以在左端盖和右端盖上分别开设位于各个第七挡条12位置的冷流体集中引出孔和位于各个第二挡条2位置的冷流体集中引入孔，以让冷流体沿着芯杆1的轴线方向自右向左引入和引出，不过本实施例并没有采用这一设计。如图16和图17所示，本实施例的左端盖16包括：自该左端盖的右端面向左凹陷、且分别位于第七挡条12和第九挡条14处的两个冷流体汇流槽16b，与前述两个冷流体汇流槽16b相通的冷流体引出接头16c。本实施例的右端盖17 包括：自该右端盖的左端面向右凹陷、且分别位于第二挡条6和第四挡条8处的两个冷流体缓冲槽17b，与前述两个冷流体缓冲槽17b相通的冷流体引入接头 17c。其中一个冷流体缓冲槽17b同时还位于第十挡条15处。

实际应用时，可将冷流体引入接头17c和冷流体引出接头16c分别与外部冷流体循环单元(通常为循环水)的供流端和回流端连接，于螺旋状导热薄带2的轴向一侧设置与左端盖或右端盖固定、促使空气(热流体)在各条热流体流道中流动的风机。冷流体从冷流体引入接头17c流入冷流体汇流槽16b，再从冷流体汇流槽16b流入各条冷流体流道5的冷流体入口5a，在冷流体流道5中与热流体流道中反向流动的热流体(空气)进行热交换后，从各个冷流体出口5b流入冷流体汇流槽16b，再从冷流体汇流槽16b流向冷流体引出接头16c，回流至外部冷流体循环单元。

本实施例的芯轴1为空心管，使用时，可向其中心通孔通入冷流体或热流体，以增强该换热器的换热能力。

为了便于说明，本实施例中螺旋缠绕截面设置为近似圆形，但实际操作中，呈椭圆形或者带有圆角的长方形等多种形状截面的导热薄带也包含在保护范围内。

为了充分冷流体和热流体充分换热，可以通过多组换热器串联或者并联的方式，来增加轴向长度，从而增加换热时间，使得冷流体和热流体之间换热更充分。

Claims (16)

1.一种螺旋换热器，其特征在于，包括：

轴线左右延伸的芯轴(1)，以及

呈螺旋状卷绕于所述芯轴外围至少3圈的导热薄带(2)；

任一相邻两个圈层的导热薄带(2)隔开一定距离，而且任一相邻两个圈层的导热薄带之间均支撑设置左右延伸的隔挡筋(3)，各条所述隔挡筋(3)沿着所述芯轴(1)的一个径向方向依次布置，从而形成沿着所述芯轴(1)的径向方向交替布置的多条热流体流道(4)和多条冷流体流道(5)，每条热流体流道(4)均具有位于左端的热流体进口(4a)和位于右端的热流体出口(4b)，每条冷流体流道(5)均具有位于左端的冷流体出口(5b)和位于右端的冷流体进口(5a)；

每个冷流体进口(5a)处均设有将其部分封堵的第六挡条(11)，每个热流体进口(4a)处均设有将其部分封堵的第七挡条(12)，各个第六挡条(11)沿着所述芯轴(1)的第六径向方向(R6)依次布置，各个第七挡条(12)沿着所述芯轴(1)的第七径向方向(R7)依次布置。

2.根据权利要求1所述的螺旋换热器，其特征在于，每个冷流体进口(5a)处均设有将其部分封堵的第八挡条(13)，每个热流体进口(4a)处均设有将其部分封堵的第九挡条(14)，各个第八挡条(13)沿着所述芯轴(1)的第八径向方向(R8)依次布置，各个第九挡条(14)沿着所述芯轴(1)的第九径向方向(R9)依次布置，所述第八径向方向(R8)与所述第六径向方向(R6)呈非零夹角布置，所述第九径向方向(R9)与所述第七径向方向(R7)呈非零夹角布置。

3.根据权利要求1所述的螺旋换热器，其特征在于，所述第六挡条(11)和所述第七挡条(12)均为弧形挡条；

在所述芯轴(1)的自内而外的径向方向上，各个第六挡条(11)的长度依次递增，各个第七挡条(12)的长度依次递增，并使得各个第六挡条(11)呈扇形分布，各个第七挡条(12)呈扇形分布。

4.根据权利要求3所述的螺旋换热器，其特征在于，每个第六挡条(11)的弧度≥180°，每个第七挡条(12)的弧度≥180°。

5.根据权利要求1所述的螺旋换热器，其特征在于，所述第六挡条(11)、所述第七挡条(12)以及所述隔挡筋(3)均是与所述导热薄带(2)粘接固定的胶黏剂。

6.根据权利要求2所述的螺旋换热器，其特征在于，所述第八挡条(13)，和所述第九挡条(14)均是与所述导热薄带(2)粘接固定的胶黏剂。

7.根据权利要求1所述的螺旋换热器，其特征在于，任一相邻两个圈层的导热薄带(2)之间均支撑设置多个间隔布置的撑台(2a)。

8.根据权利要求7所述的螺旋换热器，其特征在于，所述导热薄带(2)为金属薄带，所述撑台(2a)是在所述金属薄带上冲压形成的冲压凸起。

9.根据权利要求8所述的螺旋换热器，其特征在于，每个冲压凸起均形成于所述导热薄带(2)的外侧面。

10.根据权利要求8所述的螺旋换热器，其特征在于，一部分冲压凸起形成于所述导热薄带(2)的外侧面，另一部分冲压凸起形成于所述导热薄带(2)的内侧面。

11.根据权利要求8所述的螺旋换热器，其特征在于，所述导热薄带(2)为铝箔。

12.根据权利要求1所述的螺旋换热器，其特征在于，所述热流体流道(4)和所述冷流体流道(5)在所述芯轴(1)径向方向的厚度为2～10mm。

13.根据权利要求1至12任一所述的螺旋换热器，其特征在于，所述芯轴(1)上套设抵靠布置在所述导热薄带(2)左侧的左端盖(16)以及抵靠布置在所述导热薄带(2)右侧的右端盖(17)，所述右端盖(17)上制有位于各个第六挡条(11)处的热流体集中引出孔(17a)。

14.根据权利要求13所述的螺旋换热器，其特征在于，当权利要求13引用权利要求2时，所述右端盖(17)上还开设有位于各个第八挡条(13)处的另一个热流体集中引出孔(17a)。

15.根据权利要求13所述的螺旋换热器，其特征在于，

所述左端盖(16)包括：

自该左端盖的右端面向左凹陷、且位于所述第七挡条(12)处的冷流体汇流槽(16b)，以及

与所述冷流体汇流槽(16b)相通的冷流体引出接头(16c)；

所述右端盖(17)包括：

自该右端盖的左端面向右凹陷、且位于第二挡条(7)处的冷流体缓冲槽(17b)，以及

与所述冷流体缓冲槽(17b)相通的冷流体引入接头(17c)。

16.根据权利要求1所述的螺旋换热器，其特征在于，所述芯轴(1)为空心管或实心杆。

Images