CN85104195A - 换热器 - Google Patents

Abstract

一种换热器，其组成包括一个壳体(10)，其上配有第一种换热介质(M1)的进流管(11)及出流管(12)；装在壳体(10)内的至少一条盘管(14)，具有数段基本平行的直管段(14′)，并具有用来与上述第一种介质(M1)进行热交换的第二种介质(M2)的进口(16)及出口(17)。壳体(10)内有数块开有喷孔(19)的分流板(18)，安装在每一直管段(14′)的前方，并与各直管中轴线保持不大于喷孔直径的10倍的距离。

Description

换热器

本发明所涉及的是一种换热器，其组成包括：一个外壳，上面设有第一种换热介质的进口和出口;至少有一条盘管，该管具有基本上相互平行的数段直管段，以及位于外壳的两个相对壁面附近的回弯管段，并设有与上述第一种介质进行热交换的第二种介质的进口与出口。

大多数形式的换热器，都存在着一个共同的问题，就是热量分配的不均匀。这种不均匀的热量分布可以看作是某种旁路作用，即换热表面没有得到很好地利用。本发明的目的，正是为了要给出一种新型的换热器，它消除了，或者无论如何也是可观地减少了这种热量分布不均匀的缺陷。此外，本发明的目的还在于，通过恰当地安排换热表面，来大幅度地提高换热器的热交换性能。

按照本发明，上述目的的实现，是由于采用了一种分流板，该板带有许多喷孔，板的大小与外壳的平行于盘管直管段的内腔横截面面积相当。其安装位置，按上述第一种介质的流向而言，在每一盘管直管段的前面。

适宜的做法，是将若干根盘管并联在一起，装入壳体内。直管段部分要彼此平行并靠近。盘管采用的是椭圆形截面管。放置时其横截面的长轴方向应与所述的第一种介质的流向平行。

下面将参照附图对本发明作详细描述。这些图示意地表示了本发明的几个实施方案的情况。图1是根据本发明设计的一种简单的换热器的侧向局部剖视图。图2是换热器外壳以及装在壳内的盘管等部分的局部剖视图。图3是本发明的另一经过修改的实施方案的俯视图，该方案采用了若干根并联在一起的加热盘管。图4是沿图3中Ⅳ-Ⅳ线纵向剖开的局部视图。图5是本发明的又一个实施方案。图6放大显示了介质流过换热器时的情况。

图1所示为本发明的一个实施方案，它包括一个长的箱状外壳，各面基本为平面，但二端壁上带有若干折皱。壳的截面形状呈矩形，壳上部由第一种介质M1的进流管11所封闭，而下部由该介质的出流管12所封闭。进流管11上装有吊板22，而出流管12上也装有相似的吊板23。利用这二块吊板，便可将换热器固定。例如，将其固定在墙上或其它的基础结构上。进流管11在其朝向壳体内部的一侧，开有若干较大直径的孔13。介质M1通过管11给入，由此经孔13进入外壳10，如箭头所示。在出流管12朝向外壳10内部的一面，也开有相应的孔。介质经出流管12离开换热器，亦如箭头所示，进流管11和出流管12的右端部，都收缩成了较细的管径。在这些细管的端部可以安装恒温调节器，或放气阀等装置。对于底部的管子，还可以在此安装泄水阀。

盘管14是与外壳10固连在一起的。该盘管由一条蛇形管组成。例如，可采用带肋片的铜管来制作。正如图中所示，盘管具有若干段直管段14″，各段直管间由回弯管14″连在一起。连接于同一回弯管的二直管段离开回弯管延伸时稍许有些倾斜，如图中所示。但也可以平行地伸展，例如图5中即是此种情况。上述的直管段也可以只在大体的方向上平行，而各自成正弦曲线状弯曲。回弯管段14″置于外壳的波纹状外壁上的凸出部分15内。为了形成前边提到的直管段的倾斜，这些凸出部分15应彼此相对有少许的偏移。第二种介质M2通过入流口16给入到盘管内，而经出流口17离开，如箭头所示。正如图上所画的，盘管的直径比起连接口16和17来，要小许多。因此，这二个接口处都带有一段渐缩管。这里所描述的换热器，是按照逆流式的工作原理运行的。

就介质M1流经外壳10的流向而言，盘管的每一段直管段的上游方向都装有一块分流板18。按照图1，这些板交替地固定于外壳的二相对的波纹壁面上。固定点位于各波谷的内侧。然后，整个板延伸穿过外壳10直达盘管的回弯处。在该处，板的端部都在设计时留出了一段空隙或是开了一个孔，以便让回弯管段从中穿过。分流板的尺寸大小可以基本上覆盖整个外壳的横截面积，如图3所示。该图中表示了一种方法，即将分流板上的若干个凸出缘20插入外壳壁上的开口内，以此将板固定于壳体之中。仍如图3所示，分流板上开有大量的喷孔19，其形状可以是图中所画的圆形，也可以是长的，或其它任何适宜的截面形状。这里，至关重要的是分流板与沿直管段中心轴线所作横截面之间的距离。该距离以不大于喷孔直径的10倍较为合适。

以上所描述的换热器，其工作方式如下：

欲在其间进行换热的二介质M1和M2，其流道分别连接于入流管11和出流管12，以及入流口16和出流口17。于是，介质M2流过管14而介质M1由管11通过开孔13流入壳体内部，被均匀分配于壳体的整个宽度上，如图1中所示。当介质M1流出孔13时，遇到了第一块分流板18，其上开有大量的喷孔19。该介质以下散射流的形式从喷孔19喷出。由于分流板到直管段的管中心轴线间距离不大于喷孔直径的10倍左右，所以喷出的介质便将该直管段“包围”了起来。这一点极为优越，它使换热过程达到最佳状态。喷孔19之间的孔距大小，恰好使得从孔中喷出的一股股介质射流在盘管直段的上边界表面上彼此交汇混合。当介质M1通过第1层直管段后，又会碰到下一块分流板18，其设计形式与安装方式与第一块完全相同，从而将介质流又分配于下邻的直管段上。其余依此类推。图1中，画出了12段带有分流板的直管段，每一段管14′的上方都开有一排喷孔19。

图1所示的换热器，只有一条盘管14，这在一般情况下已经足够了。但是，当需要较大换热能力时，也可以采用如图3和图4中所示的方法，将多条盘管并联在一起。安装时，这些管的直管段彼此平行并相互靠近，并如前述实施方案中那样，在分流板上开出排数与管子数目相应的喷孔19（见图3），并将这些喷孔对准各直管段。板18的长边上伸出直角凸缘20。该凸缘装入外壳10的平壁面上与之相配的孔中，以此将分流板固定于壳体10内。凸缘20可用任意一种方法封死在孔中，例如用软焊，粘接，或熔焊等。由于管上带有肋片，所以並联在一起的相邻管子之间将会留出足够的间隙让流动介质M1通过。介质M1流过带有数条平行盘管14的换热器时的情况，详细地描绘于图6中。

如前所述，在前边二个实施方案中，分流板18长边与外壳的平面侧紧连在一起，短边交替地伸展至二端壁中之一处。如图3所示，板一直延伸到距离盘管回弯处的内侧有某一间隙处。这种结构的设计思想是这样的：当管14受热后，回弯段14″的外侧将向外膨胀，伸过原来留出的空隙而紧紧顶在壳体折皱部分15的内侧。其结果，介质M1中原来沿部位15下流的那部分流体将在这一接触点受到阻碍而不能继续下流。于是该部分介质将被迫另找出路，绕过管子而穿过分流板18端部与回弯内侧之间的空隙流下。这一绕过回弯管段的流体通道，在许多情况下是可行的，甚至是所期望的。然而，有时也需要将各层的直管段14′用分流板18完全分开。在图5中，这一点是通过让盘管14在靠近回弯处穿出壳体10外，而将回弯14″置于壳体之外来实现的。采用这种办法时，分流板18可以将整个外周长都与壳体10的内壁连在一起，形成封闭的周边。壳体10之外当然还需要再装设一层外壳，尽管图5中并没有反映出这一点。

Claims (6)

1、换热器。由下述部分组成：壳体(10)。其上设有第一种换热介质(M1)的进流管(11)和出流管(12)；至少一条盘管(14)。具有基本上彼此平行的数段直管段(14′)和位于壳体两个相对壁面附近的回弯段(14″)，并且有用来同上述第一种介质(M1)进行热交换的第二种介质(M2)的进口(16)和出口(17)；此换热器的特点是：沿上述第一种介质(M1)的流向。在每一直管段(14″)的前方都装有一块分流板(18)，板上开有若干个喷孔(19)，板的尺寸与壳体(10)的内腔平行于上述直管段(14″)的横截面面积大小相当。

2、如权利要求1所述的换热器，其特点还包括：分流板（18）的安装位置是在每一直管段（14′）中轴线的前方，板到该中轴线的距离不大于板上喷孔直径的10倍。

3、如权利要求1和2中所述的换热器，其特点还包括：分流板（18）上各喷孔（19）间的距离是这样选择的，即使得从每一喷孔喷出的并向下边直管段（14′）方向扩散的介质射流，能够与相邻喷孔喷出的介质射流交汇，交汇处大致在直管段（14′）面对着喷孔的边界面所成的平面上。

4、如权利要求1、2或3中所述的换热器，其特点还包括：数条盘管（14）并联在一起，装在壳体内，各条盘管的直管段（14′）相互靠近，并保持平行。

5、如权利要求1、2、3或4中所述的换热器，其特点还包括：盘管（14）的回弯段（14″）可置于壳体壁面之外。

6、如上述任一项权利要求所述的换热器，其特点还包括：由带有肋片的椭圆截面管制成的盘管（14），在安装时其横截面椭圆的长轴方向与上述第一种介质（M1）的流动方向相平行。

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