CN2632612Y - 螺旋管构件热交换器 - Google Patents
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Abstract
一种螺旋管构件热交换器，包括相互隔离的两个腔体，每个腔体有传热介质通过，一个为冷腔体，另一个为热腔体，还包括贯穿两个腔体的轴，该轴近两端表面有开孔，该轴在热腔体内的一段，其上有空心螺旋管构件，该构件的多匝螺旋管的一端与该段轴上开孔连通；所述轴在冷腔体内的一段，其上有空心螺旋管构件，该构件的多匝螺旋管的一端与该段轴上开孔连通；所述两构件的螺旋管的各另一端通过节流部件连通；所述两构件上螺旋管的管心与轴的内部通道形成封闭腔体，该腔体中有工质，当所述轴由外部驱动做旋转运动并且阀开启时，所述工质在该腔体内循环流动。本螺旋管构件热交换器，机械损耗小，经久耐用，结构简单，易于维护。
Description
技术领域
本实用新型涉及利用封闭管道里工质的物态相变换制冷和发热的热交换设备，特别是涉及其中工质冷凝和蒸发是依靠螺旋管旋转来实现的热交换设备。
背景技术
现有技术涉及的封闭管道里工质冷凝和蒸发的热交换设备，采用压缩机或压力泵等运动部件与工质直接作用，来达到工质由于压力变化而冷凝和蒸发的目的，使得热交换设备存在机械损耗较大、设备寿命不够长，整体结构复杂和不易维护的缺点；另有一种，例如热管散热器和扩散-吸收式制冷/发热装置，虽然没有运动部件，却又存在另外一些不足。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提出一种机械损耗很小、经久耐用、结构简单和易于维护的热交换设备。
本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案是，设计制造一种螺旋管构件热交换器，包括相互隔离的两个腔体，每个腔体有传热介质通过，一个为冷腔体，另一个为热腔体，还包括贯穿两个腔体的轴，该轴的近两端表面有开孔，所述轴在热腔体内的一段，其上有空心螺旋管构件，该构件的多匝螺旋管的一端与该段轴上开孔连通；所述轴在冷腔体内的一段，其上有空心螺旋管构件，该构件的多匝螺旋管的一端与该段轴上开孔连通；所述两构件的螺旋管的各另一端通过节流部件连通；所述两构件的螺旋管的管心与轴的内部通道构成封闭腔体，该腔体中有工质，当所述轴由外部驱动，并从端口4方向看是顺时针方向旋转，且节流部件开启时，所述工质在该腔体内循环流动，流动方向为：在螺旋管内是由部位a到部位d，在轴的内部通道是由部位d到部位a。
同现有技术相比较，本实用新型螺旋管构件热交换器，结构简单，易于维护，机械损耗小，经久耐用。
附图说明
图1为本实用新型螺旋管构件热交换器结构示意图。
图2是本实用新型所述螺旋管构件实施例一结构示意图。
图3是图2的d端视图。
图4是本实用新型所述螺旋管构件实施例二结构示意图。
图5是本实用新型所述螺旋管构件实施例三结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图所示之最佳实施例作进一步详述。
本实用新型螺旋管构件热交换器，如图1所示，包括相互隔离的两个腔体，每个腔体有传热介质通过，一个为冷腔体12，另一个为热腔体11，还包括贯穿两个腔体的轴1，该轴1近两端处a，d部位表面有开孔；所述轴1在热腔体11内的一段，其上有空心螺旋管构件2a，该构件的多匝螺旋管14的一端与该段轴上a处开孔连通；所述轴1在冷腔体内的一段，其上有空心螺旋管构件2b，该构件的多匝螺旋管14的一端与该段轴上d处开孔连通；所述构件2a、2b的螺旋管的各另一端b、c部位，通过节流部件3连通；所述构件2a、2b的螺旋管的管心与轴1的内部通道构成封闭腔体，该腔体中有工质，当所述轴1由外部驱动，并从端口4方向看是顺时针方向旋转，且节流部件3开启时，所述工质在该腔体内循环流动，方向为：在螺旋管内是由部位a到部位d，在轴的内部通道是由部位d到部位a。
所述热腔体11中传热介质，比如空气，从端口4引入，该腔体的另一端口5处，装有排气扇6，热气从端口5送出。
所述冷腔体12中传热介质，比如空气，从端口9引入，该端口处装有进气扇8，冷气从端口7送出。
所述空心螺旋管构件2a、2b，如图1所示，各匝可以是单圈结构，也可以是如图3所示的多圈渐开螺旋结构。
所述空心螺旋管构件2a、2b的结构，如图1所示，所述构件上还设有翅板13，用以填充空心螺旋管14与轴1间空隙。
所述空心螺旋管构件2a、2b的结构，如图2所示，匝与匝之间采用斜管15过渡。
所述空心螺旋管构件2a、2b的结构，如图2所示，各匝的缠绕直径沿轴1方向分布是相同的。
所述空心螺旋管构件2a、2b的结构，如图4所示，各匝的缠绕直径沿轴1方向分布可以是两端小、中间大。
所述空心螺旋管构件2a、2b的结构，如图5所示，各匝的缠绕直径沿轴1方向分布可以是从一端到另一端逐渐增大。
所述节流部件3可以是节流阀，也可以用一段变形节替换，所述变形节指用于转换截面形状的过渡段。
本实用新型螺旋管构件热交换器的工作原理是这样的：
当外部动力带动轴1如图1中所示方向旋转，封闭腔体内工质在构件2a的空心螺旋管内形成惯性作用力，该惯性作用力的方向与构件2a的空心螺旋管旋转方向相反，工质的惯性作用力大小与构件2a的空心螺旋管的缠绕直径和角速度有关，有：缠绕直径越大，作用力越大；角速度越大，作用力越大。由于构件2a的空心螺旋管由多匝组成，工质的惯性作用力在构件2a的空心螺旋管的每匝内形成叠加的关系，所以在构件2a的空心螺旋管内，由a端到b端工质的压力是逐步增大的。
同理，d端内工质的压力比c端大。由于a端是工质的低压端，所以当d端内工质的压力大于a端内工质的压力时，工质可以自动由d端流向a端，这样工质就具有固定的流向，即：从a端流经b端再流经c端，最后流到d端，再由d端经旋转轴1内部通道返回到a端，形成循环运动。
在b端和c端间安装一个流量控制阀3来控制由b端流向c端的工质流量大小，由于流量控制阀3的作用，构件2a的空心螺旋管内工质不能及时完全通过到c端，这样在构件2a的空心螺旋管内的工质造成过剩，形成正压力，正压力的大小与构件2a的空心螺旋管的缠绕直径、该空心螺旋管的角速度以及通过流量控制阀3的流量大小有关，有：缠绕直径越大，压力越大；角速度越大，压力越大；流量越大，压力越小。这个过程就实现了工质的冷凝过程。
经过流量控制阀3的工质到达构件2b的空心螺旋管，由于流量控制阀3的作用，流到构件2b的空心螺旋管内的工质不足以充满该空心螺旋管的内部空间，所以工质在该空心螺旋管内形成负压力，呈蒸发状态，负压力的大小与构件2b的空心螺旋管的缠绕直径、该空心螺旋管的角速度以及通过流量控制阀3的流量大小有关，有：缠绕直径越大，压力越小；角速度越大，压力越小；流量越大，压力越大。这个过程实现工质的蒸发过程。
连接空心螺旋管和轴1的翅板13，当轴1旋转时，两匝螺旋管间形成螺旋风槽，增加空气在空心螺旋管表面的热交换效率，同时也起到加固空心螺旋管的作用。
如果令轴1按图1所示相反方向旋转，工质流动方向将会相反，冷、热腔体的位置对调。冷、热腔体内的传热介质(空气)的流动方向也正好相反，排气、进气扇的安装位置也要对调。
本实用新型螺旋管构件热交换器所用工质，无特殊要求，既可采用传统的制冷剂，更可采用绿色环保型制冷剂，还可采用水等。
本实用新型螺旋管构件热交换器可应用在民用空调器、车船用空调器、中央空调器主机、民用制冷设备、商业用制冷设备、工业用制冷设备以及航空、军用空调器和制冷设备中。
本实用新型螺旋管构件热交换器可以根据需要，设计为不同功率大小的空调器，在制冷量同等的条件下，能耗比传统空调器低，具有一定的社会效益和生产效益，属于节能、环保型热交换器。
本实用新型螺旋管构件热交换器，仅旋转轴的两端与轴承连接，故具有机械损耗小、经久耐用，结构简单、生产成本低、易于维护等优点。
本实用新型螺旋管构件热交换器的实施，并不局限于以上披露的一种方式。任何基于本实用新型螺旋管构件热交换器的工作原理，对该实施方式所进行的简单改进与变化，都在本实用新型的实施范围之内。
Claims (10)
1.一种螺旋管构件热交换器，包括相互隔离的两个腔体，每个腔体有传热介质通过，一个为冷腔体(12)，另一个为热腔体(11)，其特征在于：
还包括：贯穿两个腔体的轴(1)，该轴(1)近两端处a，d部位表面有开孔；所述轴(1)在热腔体(11)内的一段，其上有空心螺旋管构件(2a)，该构件的多匝螺旋管(14)的一端与该段轴上a处开孔连通；所述轴(1)在冷腔体内的一段，其上有空心螺旋管构件(2b)，该构件的多匝螺旋管(14)的一端与该段轴上d处开孔连通；所述构件(2a)、(2b)的螺旋管的各另一端b、c部位，通过节流部件(3)连通；所述构件(2a)、(2b)的螺旋管的管心与轴(1)的内部通道构成封闭腔体，该腔体中有工质，当所述轴(1)由外部驱动，并从端口(4)方向看是顺时针方向旋转，且节流部件(3)开启时，所述工质在该腔体内流动，流动方向为：在螺旋管内是由部位a到部位d，在轴(1)的内部通道里是由部位d到部位a。
2.如权利要求1所述的螺旋管构件热交换器，其特征在于：所述空心螺旋管构件(2a)、(2b)上各匝是单圈结构或多圈渐开螺旋结构。
3.如权利要求1所述的螺旋管构件热交换器，其特征在于：所述空心螺旋管构件(2a)、(2b)上各匝的缠绕直径沿轴(1)方向分布是相同的，或是两端小、中间大，或是从一端到另一端逐渐增大，或是所述各种分布的混合。
4.如权利要求1所述的螺旋管构件热交换器，其特征在于：所述空心螺旋管构件(2a)、(2b)上，匝与匝之间采用斜管(15)过渡。
5.如权利要求1所述的螺旋管构件热交换器，其特征在于：所述节流部件(3)为节流阀。
6.如权利要求1所述的螺旋管构件热交换器，其特征在于：所述节流部件(3)为变形节。
7.如权利要求1至6任一项所述的螺旋管构件热交换器，其特征在于：所述空心螺旋管构件(2a)、(2b)上还设有翅板(13)，用以填充螺旋管与所述轴(1)间空隙。
8.如权利要求1所述的螺旋管构件热交换器，其特征在于：所述热腔体(11)中传热介质，从端口(4)引入，从另一端口(5)送出。
9.如权利要求1所述的螺旋管构件热交换器，其特征在于：所述冷腔体(12)中传热介质，从端口(9)引入，从另一端口(7)送出。
10.如权利要求8或9所述的螺旋管构件热交换器，其特征在于：所述传热介质为空气，并且在所述送出端口或引入端口处设有抽气装置。
Priority Applications (1)
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| WO2019080885A1 (zh) * | 2017-10-27 | 2019-05-02 | 中国石油化工股份有限公司 | 强化传热管以及包括其的裂解炉和常减压加热炉 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |