CN216770298U - 低流阻的螺旋换热器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种低流阻的螺旋换热器，包括：内支撑环，一左右延伸的虚拟轴线对穿所述内支撑环；走液卷带，所述走液卷带呈螺旋状围绕于所述内支撑环外围，且所述走液卷带的内部带有走液空间；任意相邻两个圈层的走液卷带隔开一定距离，从而形成左右贯通的走气流道；所述内支撑环的外周面包括在围绕所述虚拟轴线的方向上与所述虚拟轴线的距离逐渐增大的第一螺旋面，所述走液卷带的最内圈与所述第一螺旋面贴合设置。

Description

低流阻的螺旋换热器

技术领域

本申请涉及换热器领域，具体涉及一种低流阻的螺旋换热器。

背景技术

公开号为CN112179182B的中国发明专利(以下称该专利)公开了螺旋换热器，其包括内部带有走液空间的螺旋状走液卷带以及形成于相邻卷带圈层之间的走气流道，走液卷带卷绕于芯轴外围，芯轴可支撑走液卷带的最内圈，以防止走液卷带溃塌变形。不过，该专利并没有介绍芯轴的具体形状和结构，若其芯轴的周面为标准的圆周面，则在芯轴上绕制走液卷带时，相邻圈层的走液卷带之间很容易出现明显的弯折变形，从而影响卷带内液流的通畅性。

发明内容

本申请解决的问题是：提出一种低流阻的螺旋换热器，该换热器的走液卷带能够沿螺旋方向平缓地向外绕出而不易发生明显地弯折变形，有利于减小换热器内液体的流阻。

本申请的技术方案是：

第一方面，本申请提出一种低流阻的螺旋换热器，包括：

内支撑环，一左右延伸的虚拟轴线对穿所述内支撑环；以及

走液卷带，所述走液卷带呈螺旋状围绕于所述内支撑环外围，且所述走液卷带的内部带有走液空间；

任意相邻两个圈层的走液卷带隔开一定距离，从而形成左右贯通的走气流道；

所述内支撑环的外周面包括在围绕所述虚拟轴线的方向上与所述虚拟轴线的距离逐渐增大的第一螺旋面，所述走液卷带的最内圈与所述第一螺旋面贴合设置。

一种可选的设计中，所述螺旋换热器还包括套设在所述走液卷带外围的外支撑环，所述外支撑环的内周面包括在围绕所述虚拟轴线的方向上与所述虚拟轴线的距离逐渐增大的第二螺旋面，所述走液卷带的最外圈与所述第二螺旋面贴合设置。

一种可选的设计中，所述走液卷带的最外圈与所述第二螺旋面粘接固定。

一种可选的设计中，所述外支撑环包括第二封闭环和第二开口环，所述第二封闭环贴合套设在所述第二开口环的外围，所述第二螺旋面的至少一部分形成于所述第二开口环的内周面。

一种可选的设计中，所述走液卷带的最内圈与所述第一螺旋面粘接固定，所述走气流道中设置有支撑在相邻卷层的走液卷带之间的气道支撑件。

一种可选的设计中，所述内支撑环包括第一封闭环和第一开口环，所述第一开口环贴合套设在所述第一封闭环的外围，所述第一螺旋面的至少一部分形成于所述第一开口环的外周面。

一种可选的设计中，所述第一封闭环的外周面制有向内凹陷的装配槽，所述第一开口环的开口部与所述装配槽对应，所述内支撑环还包括可拆卸地安装于所述装配槽中的转换头，所述转换头与所述第一开口环的开口部抵接，所述转换头上贯通设置有与所述走液空间相连通的进出液孔。

一种可选的设计中，所述第一螺旋面的一部分形成于所述转换头上。

一种可选的设计中，所述第一封闭环的轴心线与所述虚拟轴线重合。

一种可选的设计中，所述内支撑环具有风机安装腔，所述风机安装腔中安装有风机。

本申请至少具有如下有益效果：

1.本申请在内支撑环上设置了螺旋面，并将走液卷带的最内圈与该螺旋面贴合设置，从而更好地支撑走液卷带，并使得走液卷带能够平缓地向外绕出而不易发生明显地弯折变形，这有利于减小换热器内液体的流阻。

2.内支撑环具有一风机安装腔，该风机安装腔可用于安装风机，以驱动气体在走气流道中流动。在实际应用时，通入内支撑环的用于吸收气体热量的冷却液还可为风机安装腔中的风机降温，防止风机过热。

3.将外支撑环的内周面设置为与走液卷带最外圈贴合适配的螺旋面，可更好地保护该螺旋换热器的外圈。

4.内支撑环和外支撑环作为该螺旋换热器尤其是走水卷带和气道支撑件的防护体，降低了外界物体对该换热器结构的破坏风险，并且提升了该螺旋换热器的结构强度。

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是本申请实施例中螺旋换热器的立体示意图，其中气道支撑件被移出。

图2是从另一角度观察图1的立体示意图。

图3是本申请实施例中螺旋换热器的左视示意图。

图4是图3中内支撑环的侧视示意图。

图5是图3中外支撑环的侧视示意图。

图6是本申请实施例中螺旋换热器的右视示意图。

图7是本申请实施例中瓦楞卷带的侧视示意图。

图8是本申请实施例中瓦楞卷带展开后的立体示意图。

图9是图8中X部的放大示意图。

图10是本申请实施例中走液卷带的截面示意图。

图11是本申请实施例中内支撑环和外支撑环的示意图。

图12是图11的分解图。

图13是本申请实施例中内支撑环的分解示意图。

图14是本申请实施例中转换头的结构示意图。

附图标记说明：

L-虚拟轴线；

1-走液卷带，2-走气流道，3-气道支撑件，4-内支撑环，5-外支撑环；

1a-走液空间，101--内带体，102-外带体，103-封液条；

301-波峰，302-波谷；

4a-第一封闭环，4b-第一开口环，4c-转换头，4aa-装配槽，401-进出液孔，402-第一螺旋面，403-风机安装腔；

5a-第二封闭环，5b-第二开口环，501-第二螺旋面。

具体实施方式

为使本申请的目的、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。可以理解，在不冲突的情况下，本文所描述的各个实施例的一些技术手段可相互替换或结合。

在本申请说明书和权利要求书的描述中，若存在术语“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。由此，限定有“第一”、“第二”等的对象可以明示或者隐含地包括一个或者多个该对象。并且，“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，“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，若存在术语“连接”、“安装”、“固定”、“收容”等，如无特别说明，均应做广义理解。例如，“连接”可以是分体连接，也可以是一体地连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连；可以是不可拆卸地连接，也可以是可拆地连接。又例如，“收容”并不一定表示整体完全收容，该概念还包括一部分突出于外部的部分收容情况。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解前述术语在本申请中的具体含义。

在本申请说明书和权利要求书的描述中，若存在术语“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，仅是为了便于清楚且简化地描述本申请，而不是指示或暗示所指的元件必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，这些方向性术语是相对的概念，用于相对于的描述和澄清，可以根据附图中部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。例如，若图中装置被翻转，被描述为在其他元件“下方”的元件将被定位在其他元件的“上方”。

现在，参照附图描述本申请的实施例。

图1至图14示出了本申请螺旋换热器的一个具体实施例，其包括内支撑环4，一左右延伸的虚拟轴线L对穿该内支撑环4，内部带有走液空间1a的走液卷带1呈螺旋状围绕于内支撑环4的外围。内支撑环4用于支撑螺旋状的走液卷带1，防止走液卷带1的最内圈因为没有径向的支撑体而溃塌变形。任意相邻两个圈层的走液卷带1隔开一定距离，从而形成左右贯通的走气流道2。为防止相邻圈层的走液卷带1相互贴靠而导致走气流道2被堵塞，在走气流道2内设置了支撑在相邻圈层的走液卷带1之间的气道支撑件3。

在一种应用场景下，向走液卷带1内的走液空间1a通入高温或低温的液体(如水)，液体在走液卷带1内沿螺旋方向流动，向走气流道2通入与前述液体具有温差的需要升温或降温的气体(如空气)，气体在向走气流道2自右而左流动。走气流道2中流动的气体与走液卷带1内流动的液体因存在温差而发生热交换，从而获得所需温度的气体或液体。

请再参照3并结合图1、图2、图6和图11，为了更好地支撑走液卷带1，并使得走液卷带1能够平缓地向外绕出而不易发生明显地弯折变形，在本实施例中，内支撑环4的外周面包括螺旋面(即内支撑环4外周面的至少一部分为螺旋面)，走液卷带1的最内圈与该螺旋面贴合设置。螺旋面是呈螺旋状延伸的面，具体而言，在图1中，该螺旋面在顺时针围绕前述虚拟轴线L的方向上与虚拟轴线L的距离逐渐增大。为了便于与下述外支撑环5上的螺旋面进行区别，在此将内支撑环4上的前述螺旋面称为第一螺旋面402。

为便于内支撑环4的制作，请参照图11至图13，本实施例的内支撑环4包括第一封闭环4a和第一开口环4b。第一开口环4b贴合套设于第一封闭环4a的外围，前述第一螺旋面402的大部分都形成于第一开口环4b的外周面。在本实施例中，第一开口环4b的所有外周面都是第一螺旋面402的组成部分。

此外，第一封闭环4a的外周面制有向内凹陷的装配槽4aa，第一开口环4b的开口部与装配槽4aa对应。内支撑环4还包括可拆卸地安装于装配槽4aa中的转换头4c，转换头4c与第一开口环4b的开口部抵接，转换头4c上贯通设置有与走液卷带1内的走液空间1a相连通的两个进出液孔401。在实际应用时，可借助这两个进出液孔401将换热用的液体通入和导出。所谓“进出液孔401”，是指该孔可以作为进液孔或出液孔使用。

内支撑环4的第一螺旋面402可划分为两部分，一部分形成于第一开口环4b的外周面，另一部分形成于前述转换头4c上。

转换头4c与第一开口环4b的开口部抵接，如此可利用转换头4c固定第一开口环4b的位置，防止第一开口环4b绕第一封闭环4a周向转动。

在本实施例中，前述虚拟轴线L与第一封闭环4a的轴心线重合。

内支撑环4具有一风机安装腔403，该风机安装腔403可用于安装风机，以驱动气体在走气流道2中流动。在实际应用时，通入内支撑环4的用于吸收气体热量的冷却液还可为风机安装腔403中的风机降温，防止风机过热。

请参照图3并结合图1、图3和图6，为了更好地保护该螺旋换热器的外圈，本实施例还配置了一个外支撑环5，外支撑环5套在螺旋卷带的外围。外支撑环5的内周面是螺旋状的第二螺旋面501，具体而言，在图1中，第二螺旋面501在顺时针围绕前述虚拟轴线L的方向上与虚拟轴线L的距离逐渐增大(逐渐远离虚拟轴线L)。走液卷带1的最外圈与该第二螺旋面501贴合设置。在另一个实施例中，外支撑环5的内周面的一部分是螺旋面，另一部分不是螺旋面。

内支撑环4和外支撑环5作为该螺旋换热器尤其是走水卷带和气道支撑件3的防护体，降低了外界物体对该换热器结构的破坏风险，并且提升了该螺旋换热器的结构强度。为防止内支撑环4和外支撑环5从走水卷带上脱离，本实施例将走液卷带1的最内圈与内支撑环4 的第一螺旋面402粘接固定，将走液卷带1的最外圈与外支撑环5的第二螺旋面501粘接固定。

在本实施例中，上述气道支撑件3是螺旋状的瓦楞卷带。瓦楞卷带包括沿着螺旋方向交替排列的多个波峰301和多个波谷302。波峰301和波谷302上均设置有图8和图9中示出但未标注的焊料槽，二者通过固结于焊料槽中的焊料与相邻两个圈层的走液卷带1焊接。

我们知道，瓦楞件在其波峰301和波谷302的排布方向上很容易弯折，而在波峰301或波谷302的长度延伸方向上具有很强的抗弯性能。本实施例巧妙地利用瓦楞件的前述结构特性，将其波峰301和波谷302沿着走气流道2的螺旋方向依次交替排布，不仅使得瓦楞件能够顺着螺旋方向弯折排布，方便了该换热器的加工制作，又提升了该换热器主体部分的抗弯强度。

请参照图10并结合图1至图3、图6，在本实施例中，走液卷带1包括：呈螺旋状延伸的内带体101，呈螺旋状延伸且与内带体101平行隔开的外带体102，密封连接于内带体101的侧边和外带体102的侧边之间的封液条103。走液卷带1内的走液空间1a形成于内带体101、外带体102和封液条103之间。

进一步地，上述封液条103和分隔条均以焊接方式固定连接于内带体101和外带体102 之间，为便于实施，本实施例在封液条103设置有向内凹陷的图10中示出但未标注的焊料槽，封液条103通过固结于焊料槽中的焊料与内带体101和外带体102焊接固定。在实施时，可于封液条103的焊料槽中布置钎焊料，利用钎焊炉中将封液条103、内带体101和外带体102 焊接固定。

以上仅是本申请的示范性实施方式，而非用于限制本申请的保护范围，本申请的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (10)

1.一种低流阻的螺旋换热器，包括：

内支撑环，一左右延伸的虚拟轴线对穿所述内支撑环；以及

走液卷带，所述走液卷带呈螺旋状围绕于所述内支撑环外围，且所述走液卷带的内部带有走液空间；

任意相邻两个圈层的走液卷带隔开一定距离，从而形成左右贯通的走气流道；

其特征在于，所述内支撑环的外周面包括在围绕所述虚拟轴线的方向上与所述虚拟轴线的距离逐渐增大的第一螺旋面，所述走液卷带的最内圈与所述第一螺旋面贴合设置。

2.根据权利要求1所述的低流阻的螺旋换热器，其特征在于，所述螺旋换热器还包括套设在所述走液卷带外围的外支撑环，所述外支撑环的内周面包括在围绕所述虚拟轴线的方向上与所述虚拟轴线的距离逐渐增大的第二螺旋面，所述走液卷带的最外圈与所述第二螺旋面贴合设置。

3.根据权利要求2所述的低流阻的螺旋换热器，其特征在于，所述走液卷带的最外圈与所述第二螺旋面粘接固定。

4.根据权利要求2所述的低流阻的螺旋换热器，其特征在于，所述外支撑环包括第二封闭环和第二开口环，所述第二封闭环贴合套设在所述第二开口环的外围，所述第二螺旋面的至少一部分形成于所述第二开口环的内周面。

5.根据权利要求1所述的低流阻的螺旋换热器，其特征在于，所述走液卷带的最内圈与所述第一螺旋面粘接固定，所述走气流道中设置有支撑在相邻卷层的走液卷带之间的气道支撑件。

6.根据权利要求1所述的低流阻的螺旋换热器，其特征在于，所述内支撑环包括第一封闭环和第一开口环，所述第一开口环贴合套设在所述第一封闭环的外围，所述第一螺旋面的至少一部分形成于所述第一开口环的外周面。

7.根据权利要求6所述的低流阻的螺旋换热器，其特征在于，所述第一封闭环的外周面制有向内凹陷的装配槽，所述第一开口环的开口部与所述装配槽对应，所述内支撑环还包括可拆卸地安装于所述装配槽中的转换头，所述转换头与所述第一开口环的开口部抵接，所述转换头上贯通设置有与所述走液空间相连通的进出液孔。

8.根据权利要求7所述的低流阻的螺旋换热器，其特征在于，所述第一螺旋面的一部分形成于所述转换头上。

9.根据权利要求6所述的低流阻的螺旋换热器，其特征在于，所述第一封闭环的轴心线与所述虚拟轴线重合。

10.根据权利要求1所述的低流阻的螺旋换热器，其特征在于，所述内支撑环具有风机安装腔，所述风机安装腔中安装有风机。

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