CN2221198Y - 一种螺旋板式换热器 - Google Patents
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Abstract
一种螺旋板式换热器，由两条金属板卷制成螺旋板式换热主体，其中心呈现太极S形组合，两道金属板构成的通道，其间距是一种非均匀间距，该间距由中心向外圈，随着各圈半径的增大而缩小，如此构成的螺旋板式换热器可以降低阻力50％左右，流体流速增加45％，热交换效率可提高25-30％，本装置可在工业生产装置中广泛应用。
Description
本实用新型与热交换传热设备有关，是关于一种间壁传热热设备的改进技术。
热交换器在工业领域或日常生活中都广泛应用，如空调、冰箱等家用电器及工业上使用的冷却予热装置均使用换热设备，其中的交换介质有液/液交换的，也有气/液交换的，通过这种交换装置达到利用热能或降低系统温度之目的，如应用最广、最成熟的列管式换热器。
还有一种螺旋板式换热器，是用一块厚度约2-8毫米的金属整板一折为二，由中心向外卷制而成中心呈两个对合的e字形，两侧板的间距相等。其传热效果比列管换热器好，用于液/液换热，其传热系数可比列管换热器高1-2倍。这种螺旋板式换热器，由于中心呈e字形，中心直板使流体形成涡流造成阻力。另外这种换热器，从中心到外圈，两侧板的间距均等，半径越小，曲率越大，流体的阻力也越大，阻碍了流体的运动，导致换热效率不能充分发挥。
本实用新型的目的在于提供一种阻力小，换热效率更好的螺旋板式换热器。
本实用新型的目的可以通过以下改进而达到。这种螺旋板式换热器的主体部分，是用一块整体的金属板一折为二，由中心向外卷制而成一个螺旋板式换热体。本实用新型的一个重要改进是在卷制这两条金属板时，在其中心两条金属板呈现太极S形组合，消除了现有螺旋板式换热器中的中心直板，这样流体从中心孔进入之后不会产生涡流现象，流体可以很顺敞地流向螺旋通道。
流体在螺旋通道中运动，其阻力与通道的曲率有关，如附图2所示，一种均匀间距的螺旋板式换热器其通道直径越小，曲率越大，阻力也越大。通道半径与曲率的关系为：
曲率＝1/半径。以通道曲率为纵座标，对通道半径作图，两者之间的变化关系如附图4所示。本实用新型的另一个重要改进是卷制成的螺旋板式换热体中两道金属板构成的通道，其间距是一种非均匀间距，该间距由中心向外圈，随着各圈半径的增大而缩小。本实用新型设计的非均匀间距螺旋板式换热器，则根据均匀螺旋通道这种曲率变化规律选择通道的间距变化。内圈曲率越大，选用的通道间距越大，通道间距随通道半径增大而减小，通过改变通道的间距，降低各圈通道的曲率(相对于同一圈均匀通道而言)，使得这种换热器中内外圈通道之间的曲率变化趋于均衡。如此构成的螺旋板式换热器，其通道内宽外窄，使内外圈阻力趋于平衡，整个通道中流体的流速更加均一，从而使这种换热器的换热效率得以充分地发挥。
本实用新型所述螺旋通道间距的变化规律，可用间距递减系数表示，该系数值可以从曲率变化曲线中求出(见表1)，由上述的递减系数则可算出各圈通道所需的间距值。
表1间距递减系数
| 通道圈数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 递减系数 | 1 | 0.87 | 0.78 | 0.72 | 0.66 | 0.62 | 0.59 | 0.57 | 0.53 |
| 通道圈数 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | |
| 递减系数 | 0.51 | 0.49 | 0.48 | 0.46 | 0.45 | 0.44 | 0.43 | 0.41 |
为保持各圈通道有一定的间距，在制作过程中，常常在两道金属板之间加一圆钢柱作为支撑。当这种换热器用作气液热交换时，由于气液流速差异较大，为提高换热器的换热效果本实用新型还有一项改进是在螺旋板式换热器的气体通道上用一些带孔的钢板作为支撑，钢板的面积与通道横断面相等，钢板内的孔径面积为钢板总面积的二分之一左右，这样可以大大提高换热器的热交换效率。
综上所述，由于本实用新型采用了太极S形曲线中心结构和根据各圈曲率的变化差异在交换器中采用非均匀通道间距，使通道内外圈阻力趋于平衡。通过以上改进，可以降低阻力50％左右，流体流速增加45％，热交换率可提高25-30％。
下面再结合附图，用一个实例对本实用新型作进一步描述。
图1为本实用新型的剖面结构示意图；
图2为现有螺旋板式换热器剖面结构示意图；
图3为多孔钢板支撑结构示意图；
图4为通道曲率变化曲线。
如附图1所示，中心为流体的出人口3、4，一条厚度为4毫米的金属板，由中心向外卷制成螺旋板式换热器主体部分1，其中心两条金属板呈现太极S形2组合，太极图的中心分别与流体中心出入口3、4相连。被卷制成的太极螺旋换热器中两道金属板构成的通道，其间距7为非均匀间距，由中心向外圈呈递减式变化。通道的未端分别与两个流体出入口5、6相连。如此构成一只非均匀间距的太极螺旋板式换热器，换热面积为30平方米。一股流体从中心入口3流入，顺螺道流动，自出口5流出。另一股流体则从入口6流入，以轴向流动，从中心口4流出，两股流体在所述的太极螺旋板式换热器中实现热能交换。
当本实用新型作为一种气液热交换装置使用时，假设3为气体入口，则在该气体通道中可以安装一些带孔的钢板支撑8，以增加其受热交换面积，提高气液热交换效率。
本实用新型的优点是很明显的，由于采用了太极S形曲线中心结构，并根据通道曲率变化差异改变通道间距，采取非均匀通道间距设计，减少了流体运动阻力，提高了流速，节省了动力消耗，提高了热交换效率。本实用新型可以在工业生产装置中广泛应用。
Claims (2)
1、一种螺旋板式换热器，包括流体的进出口及由金属板卷制而成的螺旋板式换热主体等部分，所说的螺旋板式换热主体的特征在于卷制的两条金属板，其中心呈现太极S形(2)组合，两道金属板构成的通道，其间距(7)是一种非均匀间距，该间距由中心向外圈随着各圈半径的增大而缩小。
2、按照权利要求1所述的螺旋板式换热器，其特征在于在气体通道中还装有一些带孔的钢板(8)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 94241359 CN2221198Y (zh) | 1994-09-13 | 1994-09-13 | 一种螺旋板式换热器 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN 94241359 CN2221198Y (zh) | 1994-09-13 | 1994-09-13 | 一种螺旋板式换热器 |
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| CN2221198Y true CN2221198Y (zh) | 1996-02-28 |
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ID=33848147
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| CN 94241359 Expired - Fee Related CN2221198Y (zh) | 1994-09-13 | 1994-09-13 | 一种螺旋板式换热器 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN2221198Y (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1994
- 1994-09-13 CN CN 94241359 patent/CN2221198Y/zh not_active Expired - Fee Related
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