JP2023551878A - コイル型熱交換器及びその製造方法 - Google Patents

コイル型熱交換器及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2023551878A
JP2023551878A JP2023533315A JP2023533315A JP2023551878A JP 2023551878 A JP2023551878 A JP 2023551878A JP 2023533315 A JP2023533315 A JP 2023533315A JP 2023533315 A JP2023533315 A JP 2023533315A JP 2023551878 A JP2023551878 A JP 2023551878A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
radial direction
stop bar
mandrel
heat exchanger
stop
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2023533315A
Other languages
English (en)
Inventor
峰 高
在祥 劉
艶鳳 陳
園豊 蔡
兵 王
争艶 牛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Xingye Material Technology Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Xingye Material Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Xingye Material Technology Co Ltd filed Critical Shanghai Xingye Material Technology Co Ltd
Publication of JP2023551878A publication Critical patent/JP2023551878A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • F28D7/1684Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation the conduits having a non-circular cross-section
    • F28D7/1692Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation the conduits having a non-circular cross-section with particular pattern of flow of the heat exchange media, e.g. change of flow direction
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/04Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being formed by spirally-wound plates or laminae
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00Making other particular articles
    • B21D53/02Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers
    • B21D53/04Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers of sheet metal
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/001Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/22Arrangements for directing heat-exchange media into successive compartments, e.g. arrangements of guide plates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D11/00Bending not restricted to forms of material mentioned in only one of groups B21D5/00, B21D7/00, B21D9/00; Bending not provided for in groups B21D5/00 - B21D9/00; Twisting
    • B21D11/06Bending into helical or spiral form; Forming a succession of return bends, e.g. serpentine form
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/22Arrangements for directing heat-exchange media into successive compartments, e.g. arrangements of guide plates
    • F28F2009/222Particular guide plates, baffles or deflectors, e.g. having particular orientation relative to an elongated casing or conduit
    • F28F2009/224Longitudinal partitions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/04Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element
    • F28F3/042Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element
    • F28F3/044Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element the deformations being pontual, e.g. dimples

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

コイル型熱交換器及びその製造方法である。コイル型熱交換器は、軸線が左右に延在するマンドレル(1)と、マンドレル(1)の外周にらせん状に少なくとも3周巻き付けられる熱伝導バー(2)と、を備え、いずれか1つの隣接する2つのターン層の熱伝導バー(2)が一定距離隔てられ、いずれか1つの隣接する2つのターン層の熱伝導バー(2)の間にはいずれも左右に延在する仕切リブ(3)が支持して設置され、各本の仕切リブ(3)がマンドレル(1)の1つの径方向に沿って順次配置され、それによりマンドレル(1)の径方向に沿って交互に配置される複数本の熱流体流路(4)及び複数本の冷流体流路(5)を形成し、各冷流体出口(5b)にはいずれもそれを部分的に塞ぐ第1ストップバー(6)が設けられ、各熱流体出口(4b)にはいずれもそれを部分的に塞ぐ第2ストップバー(7)が設けられ、各第1ストップバー(6)が第1径方向(R1)に沿って順次配置され、各第2ストップバー(7)が第2径方向(R2)に沿って順次配置される。該コイル型熱交換器は、構造がコンパクト且つ巧みで、流動抵抗が小さく、大きな熱交換面積及び高い熱交換効率を有し、気体-気体熱交換及び気体-液体熱交換に非常に適用される。

Description

本願は熱交換の分野に関し、具体的にコイル型熱交換器及びその製造方法に関する。
熱交換器とは熱流体の熱を冷流体に伝達する装置を指し、熱交換器は生活及び工業生産に広く応用されており、より大きな熱交換面積を追求するため、従来の熱交換器は一般的に占有面積がより大きく、このため、取付空間への要件がより高く、保守が不便であるといった欠点を有する。従って、十分な熱交換面積を有することが確保される上で、熱交換器の体積をどのように減少させるかは業界において早急な解決の待たれる問題である。
実用新案登録の出願番号CN201520085162.Xには新型渦巻板式反応熱交換器が開示されており、第1薄板、第2薄板、中間仕切板及び外筒体を備え、第1薄板と第2薄板が間隔を置いて巻回されて二重らせん状筒体を構成し、中間仕切板がそれぞれ第1薄板及び第2薄板のらせん中心に近接する端部に接続されて二重らせん筒体を互いに干渉しない2つの空間に仕切り、一方の空間が熱流体を動作させる熱流体通路(熱媒体進入室)であり、他方の空間が冷流体を動作させる冷流体通路(冷媒体進入室)であり、熱流体通路と冷流体通路が間隔を置いて配置され、熱流体通路及び冷流体通路のらせん中心に近接する位置にはそれぞれ熱流体入口及び冷流体出口が設置され、熱流体通路及び冷流体通路の最外周の位置にはそれぞれ熱流体出口及び冷流体入口が設置され、熱交換を行うとき、第1薄板及び第2薄板の表面積がいずれも冷熱流体の熱交換面積であり、熱交換面積が十分に確保されるとともに、二重らせん状筒体の設置によって熱交換器の体積を効果的に減少させることができる。しかしながら、該特許文献における渦巻板式反応熱交換器は以下の欠点を有する。
第1として、流動抵抗がより大きい。熱流体及び冷流体がそれぞれ熱流体流路及び冷流体流路内にらせん屈曲方向に沿って運動し、運動過程において、流体の運動方向が常に変化しており、薄板と熱交換流体との間に比較的大きな相互作用力が生じることにより、冷熱流体の流路内での流動抵抗をより大きくし、ガス状流体の熱交換に適しない。
第2として、保守頻度が高い。熱流体の流路がらせん屈曲形状を呈するが、本質的には依然として1つの空間であり、即ち熱流体が単一の流路内に輸送し、冷流体流路及び冷流体輸送が同様である。熱流体流路を例として、単一の流路の問題は、熱流体流路がある位置で塞がれると、熱流体の熱流体流路全体内での輸送に影響し、ひいては直接に熱流体が輸送不可能になって熱交換器が正常に動作できなくなることをもたらし、即ち熱流体流路の一箇所が塞がれると、作業者が熱交換器を保守する必要があり、保守頻度が高いことにある。
本願は以上に鑑みてなされたものである。
本願が解決しようとする技術的問題は、上記問題に対して、構造がコンパクト且つ巧みで、流動抵抗が小さく、大きな熱交換面積及び高い熱交換効率を有するコイル型熱交換器及びその製造方法を提供することであり、気体-気体熱交換及び気体-液体熱交換に非常に適用される。
本願の技術案は以下のとおりである。
第1態様では、本願はコイル型熱交換器を提供し、
軸線が左右に延在するマンドレルと、
前記マンドレルの外周にらせん状に少なくとも3周巻き付けられる熱伝導バーと、を備え、
隣接するいずれか2つのターン層の熱伝導バーが一定距離隔てられ、且つ隣接するいずれか2つのターン層の熱伝導バーの間にはいずれも左右に延在する仕切リブが支持して設置され、各本の前記仕切リブが前記マンドレルの1つの径方向に沿って順次配置され、それにより前記マンドレルの径方向に沿って交互に配置される複数本の熱流体流路及び複数本の冷流体流路を形成し、各本の前記熱流体流路がいずれも左端に位置する熱流体入口及び右端に位置する熱流体出口を有し、各本の冷流体流路がいずれも左端に位置する冷流体出口及び右端に位置する冷流体入口を有し、
各前記冷流体出口にはいずれもそれを部分的に塞ぐ第1ストップバーが設けられ、各前記熱流体出口にはいずれもそれを部分的に塞ぐ第2ストップバーが設けられ、各前記第1ストップバーが前記マンドレルの第1径方向に沿って順次配置され、各前記第2ストップバーが前記マンドレルの第2径方向に沿って順次配置される。
選択可能な設計では、各冷流体出口にはいずれもそれを部分的に塞ぐ第3ストップバーが設けられ、各第3ストップバーが前記マンドレルの第3径方向に沿って順次配置され、前記第3径方向が前記第1径方向と0°ではない夾角をなすように配置される。
選択可能な設計では、各熱流体出口にはいずれもそれを部分的に塞ぐ第4ストップバーが設けられ、各第4ストップバーが前記マンドレルの第4径方向に沿って順次配置され、前記第4径方向が前記第2径方向と0°ではない夾角をなすように配置される。
選択可能な設計では、各冷流体出口にはいずれもそれを部分的に塞ぐ第5ストップバーが設けられ、各第5ストップバーが前記マンドレルの第5径方向に沿って順次配置され、前記第5径方向がそれぞれ前記第1径方向、前記第3径方向と0°ではない夾角をなすように配置される。
選択可能な設計では、各冷流体入口にはいずれもそれを部分的に塞ぐ第6ストップバーが設けられ、各熱流体入口にはいずれもそれを部分的に塞ぐ第7ストップバーが設けられ、各第6ストップバーが前記マンドレルの第6径方向に沿って順次配置され、各第7ストップバーが前記マンドレルの第7径方向に沿って順次配置され、前記第6径方向がそれぞれ前記第2径方向、前記第4径方向と0°ではない夾角をなすように配置され、前記第7径方向がそれぞれ前記第3径方向、前記第1径方向、前記第5径方向と0°ではない夾角をなすように配置される。
選択可能な設計では、各冷流体入口にはいずれもそれを部分的に塞ぐ第8ストップバーが設けられ、各熱流体入口にはいずれもそれを部分的に塞ぐ第9ストップバーが設けられ、各第8ストップバーが前記マンドレルの第8径方向に沿って順次配置され、各第9ストップバーが前記マンドレルの第9径方向に沿って順次配置され、前記第8径方向がそれぞれ前記第6径方向、前記第2径方向、前記第4径方向と0°ではない夾角をなすように配置され、前記第9径方向がそれぞれ前記第7径方向、前記第3径方向、前記第1径方向、前記第5径方向と0°ではない夾角をなすように配置される。
選択可能な設計では、各熱流体出口にはいずれもそれを部分的に塞ぐ第10ストップバーが設けられ、各第10ストップバーが前記マンドレルの第10径方向に沿って順次配置され、前記第10径方向が前記第8径方向、前記第6径方向、前記第4径方向、前記第2径方向と0°ではない夾角をなすように配置される。
選択可能な設計では、前記第6径方向が前記第1径方向と0°ではない夾角をなすように配置され、前記第7径方向が前記第2径方向と0°ではない夾角をなすように配置され、
各冷流体出口の前記第7径方向以外の領域がすべて前記第1ストップバーで塞がれており、各熱流体出口の前記第6径方向以外の領域がすべて前記第2ストップバーで塞がれており、
各冷流体入口の前記第2径方向以外の領域がすべて前記第6ストップバーで塞がれており、各熱流体入口の前記第1径方向以外の領域がすべて前記第7ストップバーで塞がれている。
選択可能な設計では、前記第1ストップバーと前記第2ストップバーがいずれも円弧状ストップバーであり、
前記マンドレルの内から外までの径方向において、各第1ストップバーの長さが順次逓増し、各第2ストップバーの長さが順次逓増し、且つ各第1ストップバーを扇形に配置させ、各第2ストップバーを扇形に配置させる。
前記第6ストップバーと前記第7ストップバーがいずれも円弧状ストップバーであり、
前記マンドレルの内から外までの径方向において、各第6ストップバーの長さが順次逓増し、各第7ストップバーの長さが順次逓増し、且つ各第6ストップバーを扇形に配置させ、各第7ストップバーを扇形に配置させる。
第2態様では、本願は第1態様に記載のコイル型熱交換器の製造方法を提供し、
熱伝導バーをマンドレルの外周にらせん状に巻回し、且つ熱伝導バーの巻回過程において熱伝導バーの左側縁及び右側縁には所定距離おきに前記第1ストップバー及び前記第2ストップバーを形成するための対応長さの接着剤を塗布するとともに、更に熱伝導バーの表面には所定距離おきに前記仕切リブを形成するための接着剤を塗布する。
第3態様では、本願はコイル型熱交換器を提供し、
軸線が左右に延在するマンドレルと、
前記マンドレルの外周にらせん状に少なくとも3周巻き付けられる熱伝導バーと、を備え、
隣接するいずれか2つのターン層の熱伝導バーが一定距離隔てられ、且つ隣接するいずれか2つのターン層の熱伝導バーの間にはいずれも左右に延在する仕切リブが支持して設置され、各本の前記仕切リブが前記マンドレルの1つの径方向に沿って順次配置され、それにより前記マンドレルの径方向に沿って交互に配置される複数本の熱流体流路及び複数本の冷流体流路を形成し、各本の熱流体流路がいずれも左端に位置する熱流体入口及び右端に位置する熱流体出口を有し、各本の冷流体流路がいずれも左端に位置する冷流体出口及び右端に位置する冷流体入口を有し、
各冷流体入口にはいずれもそれを部分的に塞ぐ第6ストップバーが設けられ、各熱流体入口にはいずれもそれを部分的に塞ぐ第7ストップバーが設けられ、各第6ストップバーが前記マンドレルの第6径方向に沿って順次配置され、各第7ストップバーが前記マンドレルの第7径方向に沿って順次配置される。
選択可能な設計では、各冷流体入口にはいずれもそれを部分的に塞ぐ第8ストップバーが設けられ、各熱流体入口にはいずれもそれを部分的に塞ぐ第9ストップバーが設けられ、各第8ストップバーが前記マンドレルの第8径方向に沿って順次配置され、各第9ストップバーが前記マンドレルの第9径方向に沿って順次配置され、前記第8径方向が前記第6径方向と0°ではない夾角をなすように配置され、前記第9径方向が前記第7径方向と0°ではない夾角をなすように配置される。
選択可能な設計では、前記第6ストップバーと前記第7ストップバーがいずれも円弧状ストップバーであり、
前記マンドレルの内から外までの径方向において、各第6ストップバーの長さが順次逓増し、各第7ストップバーの長さが順次逓増し、且つ各第6ストップバーを扇形に配置させ、各第7ストップバーを扇形に配置させる。
選択可能な設計では、各第6ストップバーの弧度≧180°であり、各第7ストップバーの弧度≧180°である。
本願の有益な効果は以下のとおりである。
第1として、本願の第1態様及び第3態様に係るコイル型熱交換器において、その各本の熱流体流路及び冷流体流路がらせん状に延在するのではなく軸方向に延在し、動作時に、冷熱流体がそれぞれ冷熱流路において熱交換器の軸方向に沿って対流して流れ、熱交換流体の流動抵抗が小さく、気体-気体交換及び気体-液体交換に非常に適用される。
第2として、本願の第1態様に係るコイル型熱交換器において、熱伝導バーをマンドレルの外周にらせん状に巻回し、且つ隣接するターン層の熱伝導バーの間に仕切リブを設置し、更に熱伝導バーの幅の両側の対応位置にストップバーを設置し、それにより交差して配列される複数本の熱流体流路及び冷流体流路を形成し、各本の熱流体流路及び冷流体流路の入口がそれぞれ熱交換器の異なる位置に集中して配置され、冷熱流体の該熱交換器の各本の流路への導入に大幅に寄与する。
第3として、本願の第3態様に係るコイル型熱交換器において、熱伝導バーをマンドレルの外周にらせん状に巻回し、且つ隣接するターン層の熱伝導バーの間に仕切リブを設置し、更に熱伝導バーの幅の両側の対応位置にストップバーを設置し、それにより交差して配列される複数本の熱流体流路及び冷流体流路を形成し、各本の熱流体流路及び冷流体流路の出口がそれぞれ熱交換器の異なる位置に集中して配置され、冷熱流体が該熱交換器の各本の流路からそれぞれ集中して導出することに大幅に寄与する。
第4として、本願の第1態様及び第3態様に係るコイル型熱交換器は、熱伝導バーをマンドレルにらせん状に巻き付けてなるものであり、隣接するいずれか2つのターン層の熱伝導バーの間にはいずれも左右に延在する仕切リブが支持して設置され、複数の仕切リブが隣接する2つのターン層の間に形成する空間を互いに独立した複数の熱流体流路及び冷流体流路に仕切り、互いに独立した各熱流体流路がいずれもそれぞれの熱流体入口及び熱流体出口を有し、互いに独立した各冷流体流路がいずれもそれぞれの冷流体入口及び冷流体出口を有し、ある熱流体流路又は冷流体流路が塞がれる場合、該流体通路のみが輸送不可能になり、他の流体通路中の流体の熱交換に影響せず、複数の流体通路が同時に塞がれる場合のみ、保守する必要があり、これにより、熱交換器の保守頻度を低減する。
第5として、第1径方向、第6径方向、第3径方向、第8径方向、第5径方向は2つごとに0°ではない夾角をなすように配置され、第2径方向、第7径方向、第4径方向、第9径方向、第10径方向は2つごとに0°ではない夾角をなすように配置され、これにより、冷熱流体が該熱交換器を流れるプロセスを向上させ、更に熱交換効率を向上させる。
本願の実施例の技術案をより明確に説明するために、以下に実施例の図面を簡単に説明するが、明らかに、以下に記載する図面は単に本願の実施例の一部に関わるものであり、本願を制限するものではない。
本願の実施例に係る第1種類のコイル型熱交換器の全体模式図である。 本願の実施例に係る第1種類のコイル型熱交換器の他の視角からの全体模式図である。 本願の実施例に係る第1種類のコイル型熱交換器の内部構造模式図であり、マンドレルが取り外され、且つ型押し突起が隠される。 本願の実施例に係る第1種類のコイル型熱交換器の他の視角からの内部構造模式図であり、マンドレルが取り外され、且つ型押し突起が隠される。 本願の実施例に係る第1種類のコイル型熱交換器の内部断面の構造模式図であり、マンドレルが取り外され、且つ型押し突起及びストップバーが隠される。 本願の実施例に係る第2種類のコイル型熱交換器の内部構造を軸方向から見た図であり、マンドレルが取り外される。 本願の実施例に係る第2種類のコイル型熱交換器の他の視角からの内部構造を軸方向から見た図であり、マンドレルが取り外される。 本願の実施例に係る第3種類のコイル型熱交換器の内部構造を軸方向から見た図であり、マンドレルが取り外される。 本願の実施例に係る第3種類のコイル型熱交換器の他の視角からの内部構造を軸方向から見た図であり、マンドレルが取り外される。 本願の実施例に係る第1種類のコイル型熱交換器の熱伝導バーが広げられた後の構造模式図である。 図10の部分構造斜視図である。 本願の実施例に係る第1種類のコイル型熱交換器の熱伝導バーの部分構造模式図である。 本願の実施例に係る第1種類のコイル型熱交換器の軸方向断面模式図である。 本願の実施例に係る第1種類のコイル型熱交換器の左エンドカバーの斜視模式図である。 本願の実施例に係る第1種類のコイル型熱交換器の右エンドカバーの斜視模式図である。 本願の実施例に係る第1種類のコイル型熱交換器の左エンドカバーの斜視断面模式図である。 本願の実施例に係る第1種類のコイル型熱交換器の右エンドカバーの斜視断面模式図である。
本願の実施例の目的、技術案及び利点をより明確にするために、以下に本願の実施例の図面を参照しながら本願の実施例の技術案を明確且つ完全に説明する。明らかに、説明される実施例は本願の実施例の一部であり、実施例の全部ではない。説明される本願の実施例に基づいて、当業者が進歩性のある労働を必要とせずに取得する他の実施例は、いずれも本願の保護範囲に属する。
本願の明細書及び特許請求の範囲の説明において、用語「第1」、「第2」などは説明されるオブジェクトを区分するためのものであって、いかなる順序又は技術的意味も有しない。これにより、「第1」、「第2」などにより限定されるオブジェクトは1つ又は複数の該オブジェクトを明示的又は暗示的に含んでもよい。且つ、「1つ」又は「一」などの類似の用語は数を制限することを示すのではなく、少なくとも1つ存在することを示し、「複数」は2つ以上を示す。
本願の明細書及び特許請求の範囲の説明において、特に説明しない限り、用語「接続」、「取付」、「固定」、「収容」などは広義的に理解されるべきである。例えば、「接続」は分離接続、一体接続であってもよく、直接接続、中間素子による間接接続であってもよく、取り外し不可能な接続、取り外し可能な接続であってもよい。更に例えば、「収容」は必ず全体が完全に収容されることを示すとは限らず、該概念は一部が外部から突出する部分収容状況を更に含む。当業者であれば、具体的な状況に応じて上記用語の本願における具体的な意味を理解することができる。
本願の明細書及び特許請求の範囲の説明において、用語「上」、「下」、「水平」などで示される方位又は位置関係は図面に示される方位又は位置関係であり、本願を明確且つ簡単に説明するためのものに過ぎず、指す素子が必ず特定の方向を有し、特定の方位で構成及び操作しなければならないことを指示又は暗示するのではなく、これらの方向性用語は相対的な概念であり、相対的な説明及び明確化に使用され、図面における部材の置く方位の変化につれて変化してもよい。例えば、図中の装置が反転される場合、他の素子の「下方」に位置する素子が他の素子の「上方」に位置決めされる。
本願の明細書及び特許請求の範囲の説明において、用語「上」、「下」、「水平」などで示される方位又は位置関係は図面に示される方位又は位置関係であり、本願を説明しやすくし及び説明を簡素化するためのものに過ぎず、指す装置又はユニットが必ず特定の方向を有し、特定の方位で構成及び操作しなければならないことを指示又は暗示するのではなく、従って、本願を制限するものと理解されるべきではない。
現在、図面を参照しながら本願の具体的な実施例を説明する。
本実施例のコイル型熱交換器は主にマンドレル1及び熱伝導バー2を備え、熱伝導バー2がマンドレル1の外周にらせん状に巻き付けられ、熱伝導バー2の巻き付け周数が10周である。該コイル型熱交換器の具体的な構造をより容易に説明するために、以下にマンドレル1の長さ方向を左右方向として定義し、即ちマンドレル1の軸線が左右に延在する(左から右まで延在する)。
本実施例では、隣接するいずれか2つのターン層の熱伝導バー2が一定距離隔てられ、それによりらせん状の隙間を形成する。且つ、隣接するいずれか2つのターン層の熱伝導バーの間にはいずれも左右に延在する仕切リブ3が支持して設置され、それによりこれらの仕切リブ3により大きな上記らせん状の隙間を互いに隔てられる9つの小さな類円形隙間に仕切る。更に、上記各本の仕切リブ3がマンドレル1の1つの径方向に沿って順次配置され、それにより上記9つの類円形隙間をマンドレル1の径方向に沿って順次配列させる。本実施例では、マンドレル1の内から外までの径方向において、奇数層即ち第1、第3、第5、第7及び第9層の類円形隙間が熱流体を流れさせるための熱流体流路4であり、偶数層即ち第2、第4、第6及び第8層の類円形隙間が冷流体を流れさせるための冷流体流路5である。熱流体流路4と冷流体流路5がマンドレル1の径方向に沿って順に交互に配置される。各本の熱流体流路4がいずれも左端に位置する熱流体入口4a及び右端に位置する熱流体出口4bを有し、各本の冷流体流路5がいずれも左端に位置する冷流体出口5b及び右端に位置する冷流体入口5aを有する。実際に応用するとき、熱流体が各本の熱流体流路4を左から右へ流れ、冷流体が各本の冷流体流路5を右から左へ流れ、両方が対流して熱交換を行う。
各本の熱流体流路4の熱流体入口4aと各本の冷流体流路5の冷流体出口5bが該熱交換器の同一側(左側)に位置し、且つ互いに交互に緊密に配列されるため、各本の冷流体流路5の冷流体入口5aと各本の熱流体流路4の熱流体出口4bが該熱交換器の同一側(右側)に位置し、且つ互いに交互に緊密に配列される。直接に熱流体と冷流体をそれぞれ左側及び右側から該熱交換器に送ると、一部の熱流体が冷流体流路5に入り、一部の冷流体が熱流体流路4に入る問題が生じてしまう。これに基づいて、本実施例は熱流体と冷流体をそれぞれ各本の熱流体流路4と各本の冷流体流路5に導入して冷熱流体が互いに乱流化することを回避するように、下記最適化された設計を用いる。
図3、図4、図6~図9に示すように、各冷流体出口5bにはいずれも該熱流体入口を部分的に塞ぐ(即ち、第1ストップバーが冷流体出口を全体的に塞がず、冷流体出口の一部のみを塞ぐ)第1ストップバー6が設けられる。各熱流体出口4bにはいずれも該熱流体出口を部分的に塞ぐ第2ストップバー7が設けられる。且つ、各第1ストップバー6がマンドレル1の第1径方向R1に沿って順次配置され、各第2ストップバー7がマンドレル1の第2径方向R2に沿って順次配置される。
明らかに、上記設計を用いた後、各本の熱流体流路4の熱流体入口4aの少なくとも一部は上記第1径方向R1において集中して配列され、説明しやすくするために、該集中配列領域が第1領域と称される。且つ、上記第1領域の位置に、各本の冷流体流路5の冷流体出口5bが第1ストップバー6で塞がれる。従って、実際に応用するとき、熱流体を上記第1領域に送るだけで、冷流体流路5に入ることなくそれを各本の熱流体流路4に流れ込ませることができる。
各本の冷流体流路5の冷流体入口5aの少なくとも一部は上記第2径方向R2の第2領域に集中して配列される。且つ、上記第2領域の位置に、各本の熱流体流路4の熱流体出口4bが第2ストップバー7で塞がれる。従って、実際に応用するとき、冷流体を上記第2領域に送るだけで、冷流体流路5に入ることなくそれを各本の冷流体流路5に流れ込ませることができる。
実際の応用では、すべての熱流体及び冷流体が単にそれぞれ上記第1領域及び第2領域から該熱交換器に送られる場合、第1領域及び第2領域の面積を増加させることが最適であり、そうでない場合、冷熱流体の流入面積が小さく、熱交換効率の向上に不利になる。ところが、様々な要素により影響されて、上記第1領域及び第2領域の面積が一般的に大きく設置できず、このような場合、図6及び図7に示される冷熱流体の集中流入領域の数を増加させることで、冷熱流体の流入面積を増加させ、更に熱交換効率を向上させることができ、
図6及び図7では、上記各冷流体出口5bには該冷流体出口を部分的に塞ぐ第3ストップバー8が更に設けられ、各第3ストップバー8がマンドレル1の第3径方向R3に沿って順次配置され、且つ第3径方向R3が第1径方向R1と0°ではない夾角をなすように配置される。各熱流体出口4bにはいずれも該熱流体出口4bを部分的に塞ぐ第4ストップバー9が設けられ、各第4ストップバー9がマンドレル1の第4径方向R4に沿って順次配置され、且つ第4径方向R4が第2径方向R2と0°ではない夾角をなすように配置される。
理解されるように、図6及び図7の解決手段を用いた後、該熱交換器は少なくともその左側に位置する2つの熱流体集中流入領域及びその右側に位置する2つの冷流体集中流入領域を有し、冷熱流体集中流入領域の数を増加させることにより、冷熱流体の流入面積を増加させ、更に熱交換効率を向上させる。
当然ながら、更により多くの数の冷熱流体集中流入領域を設置してもよく、例えば、図3及び図4に示すように、各冷流体出口5bにはそれを部分的に塞ぐ第5ストップバー10が更に設けられ、各第5ストップバー10がマンドレル1の第5径方向R5に沿って順次配置され、且つ第5径方向R5がそれぞれ上記第1径方向R1、第3径方向R3と0°ではない夾角をなすように配置される。このように、該熱交換器の左側には合計して互いにずらす3つの熱流体集中流入領域が形成され、該熱交換器の右側には合計して互いにずらす2つの冷流体集中流入領域が形成される。
上記解決手段は冷熱流体をどのように該熱交換器に容易に送るかを解決したが、熱交換器中の冷熱流体をどのように互いに独立して外へ導出することをより容易にするかを考慮せず、これは該熱交換器のいくつかの特定の環境における使用に影響しない。ただし、他の使用環境において、該熱交換器から導出された冷流体に熱流体が混ぜられないように望んでいるだけでなく、該熱交換器から導出された熱流体にも冷流体が混ぜられないように望んでおり、これに対して、熱交換器に対して下記更なる最適化を行うことができる。
図3及び図4に示される第1実施形態、図6及び図7に示される第2実施形態、図8及び図9に示される第3実施形態において、各冷流体入口5aにはいずれも該冷流体入口を部分的に塞ぐ第6ストップバー11が設けられ、各熱流体入口4aにはいずれも該熱流体入口を部分的に塞ぐ第7ストップバー12が設けられる。各第6ストップバー11がマンドレル1の第6径方向R6に沿って順次配置され、各第7ストップバー12がマンドレル1の第7径方向R7に沿って順次配置される。且つ、第6径方向R6がそれぞれ上記第2径方向R2、第4径方向R4と0°ではない夾角をなすように配置され、第7径方向R7がそれぞれ第3径方向R3、第1径方向R1、第5径方向R5と0°ではない夾角をなすように配置される。
上記設計を用いた後、各本の熱流体流路4の熱流体出口4bの少なくとも一部は上記第6径方向R6において集中して配列され、説明しやすくするために、該集中配列領域が第6領域と称される。且つ、上記第6領域の位置に、各本の冷流体流路5の冷流体入口5aが第6ストップバー11で塞がれている。従って、実際に応用するとき、冷流体が混ぜられることなく熱交換後の熱流体を該箇所から集中して導出するように、上記第6領域には1つの大きな熱流体導出孔を設置してもよい。
各本の冷流体流路5の冷流体出口5bの少なくとも一部は上記第7径方向R7において集中して配列され、説明しやすくするために、該集中配列領域が第7領域と称される。且つ、上記第7領域の位置に、各本の熱流体流路4の熱流体入口4aが第7ストップバー12で塞がれている。従って、実際に応用するとき、熱流体が混ぜられることなく熱交換後の冷流体を該箇所から集中して導出するように、上記第7領域には1つの大きな冷流体導出孔を設置してもよい。
同様に、実際の応用では、すべての熱流体及び冷流体が単にそれぞれ上記第6領域及び第7領域から導出される場合、第6領域及び第7領域の面積を増加させることが最適であり、そうでない場合、冷熱流体の流出面積が小さく、熱交換効率の向上にも不利になる。ところが、様々な要素により影響されて、上記第6領域及び第7領域の面積が一般的に大きく設置できず、このような場合、図6及び図7に示される冷熱流体の集中流出領域の数を増加させることで、冷熱流体の流出面積を増加させ、更に熱交換効率を向上させることができ、
図6及び図7では、上記各冷流体入口5aには該冷流体入口を部分的に塞ぐ第8ストップバー13が更に設けられ、各第8ストップバー13がマンドレル1の第8径方向R8に沿って順次配置され、且つ第8径方向R8がそれぞれ上記第6径方向R6、第2径方向R2、第4径方向R4と0°ではない夾角をなすように配置される。各熱流体入口4aにはいずれも該熱流体入口を部分的に塞ぐ第9ストップバー14が更に設けられ、各第9ストップバー14がマンドレル1の第9径方向R9に沿って順次配置され、且つ第9径方向R9がそれぞれ上記第7径方向R7、第3径方向R3、第1径方向R1、第5径方向R5と0°ではない夾角をなすように配置される。
理解されるように、図6及び図7の解決手段を用いた後、該熱交換器は少なくともその左側に位置する2つの冷流体集中流出領域及びその右側に位置する2つの熱流体集中流出領域を有し、冷熱流体集中流出領域の数を増加させることで、冷熱流体の流出面積を増加させ、更に熱交換効率を向上させる。
当然ながら、図3及び図4に示されるより多くの数の冷熱流体集中流出領域を設置する解決手段を用いてもよく、図3及び図4に示される第1実施形態において、各冷流体入口5aにはそれを部分的に塞ぐ第10ストップバー15が更に設けられ、各第10ストップバー15がマンドレル1の第10径方向R10に沿って順次配置され、且つ第10径方向R10がそれぞれ上記第8径方向R8、第6径方向R6、第4径方向R4、第2径方向R2と0°ではない夾角をなすように配置される。このように、該熱交換器の右側には合計して互いにずらす3つの熱流体集中流出領域が形成され、該熱交換器の左側には合計して互いにずらす2つの冷流体集中流出領域が形成される。
図3及び図4に示される第1実施形態において、第1径方向R1、第6径方向R6、第3径方向R3、第8径方向R8、第5径方向R5は2つごとに0°ではない夾角をなすように配置され、第2径方向R2、第7径方向R7、第4径方向R4、第9径方向R9、第10径方向R10は2つごとに0°ではない夾角をなすように配置され、このように、冷熱流体が該熱交換器を流れるプロセスを向上させ、更に熱交換効率を向上させることができる。
以上のように、冷熱流体集中流入及び集中流出領域の数を増加させることで冷熱流体の流入及び流出面積を増加させて更に熱交換効率を向上させることができる以外に、更に上記第1領域、第2領域、第6領域及び第7領域の面積を増加させることで該熱交換器の熱交換効率を向上させることができ、例えば、図8及び図9に示される実施形態において、
図8及び図9では、各冷流体出口5bの第7径方向R7以外の領域がすべて第1ストップバー6で塞がれており、それにより十分に大きな熱流体集中流入領域を得る。各熱流体出口4bの第6径方向R6以外の領域がすべて第2ストップバー7で塞がれており、それにより十分に大きな冷流体集中流入領域を得る。各冷流体入口5aの第2径方向R2以外の領域がすべて第6ストップバー11で塞がれており、それにより十分に大きな熱流体集中流出領域を得る。各熱流体入口4aの第1径方向R1以外の領域がすべて第7ストップバー12で塞がれており、それにより十分に大きな冷流体集中流出領域を得る。
図3及び図4に示される第1実施形態において、上記各ストップバー即ち第1ストップバー6、第2ストップバー7、第3ストップバー8、第4ストップバー9、第5ストップバー10、第6ストップバー11、第7ストップバー12、第8ストップバー13、第9ストップバー14及び第10ストップバー17がいずれも円弧状ストップバーである。且つ、マンドレル1の内から外までの径方向において、各第1ストップバー6の長さが順次逓増し、各第2ストップバー7の長さが順次逓増し、各第3ストップバー8の長さが順次逓増し、各第4ストップバー8の長さが順次逓増する。更に各第1ストップバー6を扇形に配置させ、各第2ストップバー7を扇形に配置させ、各第3ストップバー8を扇形に配置させ、各第4ストップバー9を扇形に配置させ、各第5ストップバー10を扇形に配置させ、各第6ストップバー11を扇形に配置させ、各第7ストップバー12を扇形に配置させ、各第8ストップバー13を扇形に配置させ、各第9ストップバー16を扇形に配置させ、各第10ストップバー17を扇形に配置させる。扇形に配置される各ストップバーは各冷熱流体流路の入出口を対応する複数の扇形領域に対応して配列させ、冷熱流体の集中導入及び導出に寄与する。
図3及び図4に示される第1実施形態において、上記仕切リブ3、及び各ストップバー即ち第1ストップバー6、第2ストップバー7、第3ストップバー8、第4ストップバー9、第5ストップバー10、第6ストップバー11、第7ストップバー12、第8ストップバー13、第9ストップバー14、第10ストップバー17がいずれも熱伝導バー2に接着固定される接着剤である。製造時に、マンドレル1を支持中心とし、熱伝導バー2をマンドレル1の外周にらせん状に巻回し、且つ熱伝導バー2の巻回過程において熱伝導バー2の左側縁及び右側縁には所定距離おきにストップバーを形成するための対応長さの接着剤を塗布するとともに、熱伝導バー2の表面には所定距離おきに仕切リブ3を形成するための接着剤を塗布する。この日に、熱伝導バー2の左右側縁に接着剤をいっぱいに塗布してもよく、巻き付けが完了した後、冷熱流体の入出口を形成するように一部の接着剤を除去する。
理解されるように、上記各ストップバーは各本の冷流体流路及び熱流体流路の入出口をそれぞれ異なる位置に集中させるように流路の入出口を塞ぐことができるだけでなく、異なるターン層の熱伝導バー2を支持することもでき、これにより、各ターン層の熱伝導バー2が一定距離隔てて流路を形成するようにする。
熱伝導バー2の幅方向の左右両側のみにストップバー構造が設置されるため、ストップバーによる異なるターン層の熱伝導バー2の支持強度が限られ、熱伝導バー2の幅がより大きい場合、隣接するターン層の熱伝導バー2が互いに接近して流路が塞がれることが容易になる。これに基づいて、本実施例は隣接するいずれか2つのターン層の熱伝導バー2の間にはいずれも間隔を置いて配置される複数の支持台2aを支持して設置し、隙間なく配置される支持台2aにより隣接するターン層の熱伝導バー2を支持し、それにより各本の冷熱流体流路の構造の安定化を確保する。
図3及び図4に示される第1実施形態において、上記熱伝導バー2が金属バーであり、支持台2aが金属バーの上で型押しして形成した型押し突起である。製造時に、熱伝導バー2の上で支持台2aとしての型押し突起を予め型押しし、次に型押し突起付きの熱伝導バー2をマンドレル1の外に巻回してもよい。熱伝導バー2の巻回過程において、熱伝導バー2の巻き付け対象の部分には間隔を置いて配置される複数の型押し突起を型押ししてもよく、即ち型押し突起を型押ししながら熱伝導バー2を巻回する。
図3及び図4に示される第1実施形態において、各型押し突起がいずれも熱伝導バー2の外側面即ちマンドレル1から離れる面に形成される。
当然ながら、熱伝導バー2の内側面及び外側面にいずれも型押し突起を設置してもよい。
本願の他の実施例では、上記支持台2aは溶接するバンプであってもよい。型押し突起及びバンプの形状は半球状、柱状であってもよい。
図3及び図4に示される第1実施形態において、上記熱伝導バー2は厚さが1ミリメートル以下のアルミ箔を用いる。隣接するターン層の熱伝導バー2の間の距離が2~10mmであり、即ち熱流体流路4及び冷流体流路5のマンドレル1の径方向における厚さが2~10mmである。薄い熱伝導バー及び薄い流体流路によって冷熱流体の熱交換面積及び熱交換効率を向上させる。
熱流体が熱流体流路内を流れるとき、マンドレルの径方向において、熱伝導バーに接触する箇所での熱流体は熱伝導バーに接触しない箇所での熱流体の温度よりも低く、熱伝導バーに接触しない箇所での熱流体の熱が効果的に放出できず、型押し突起は熱流体が流れる経路に位置し、熱流体(及び冷流体)は型押し突起の箇所に乱流が生じて、熱流路中の熱流体を流動過程において径方向に互いに混合させて、更に熱伝導バーに接触する箇所での熱流体の温度を上昇させて、熱伝導バーの他側の冷流体との温度差を増加させて、熱交換を速くし、更に熱交換速度を向上させる。それと同時に、型押し突起によって熱伝導バーと流体との接触面積を増加させ、熱伝導バーの両側の熱流体及び冷流体をより良く熱交換させ、更に熱交換速度を向上させる。
本実施例では、熱伝導バー2がマンドレル1の外周に円形らせん状に巻き付けられ、即ち熱伝導バー2が円形らせん形状であり、このような形状の熱交換器はより容易に加工製造することができる。本願のいくつかの他の実施例では、熱伝導バー2が非円形のらせん形状であり、即ち熱伝導バー2がマンドレル1の外周に非円形らせん状に巻き付けられてもよい。一般的には、上記非円形らせんが楕円形らせんであることが好ましく、このような形状の熱交換器は外形が扁平で、より美しく、且つ扁平空間に配置されて扁平空間を十分に利用して熱交換器の熱交換性能を最大限に発揮することができる。
図3及び図4に示される第1実施形態において、マンドレル1に1つの左エンドカバー16及び1つの右エンドカバー17が套設される。左エンドカバー16及び右エンドカバー17がいずれもマンドレル1にボルト固定され、且つ左エンドカバー16が熱伝導バー2の左側に当接配置され、右エンドカバー17が熱伝導バー2の右側に当接配置される。左エンドカバー16に2つの熱流体集中導入孔16aが開設され、右エンドカバー17に2つの熱流体集中導出孔17aが開設される。
本実施例では、各第1ストップバー6と各第5ストップバー10が近距離で配置され、両方が狭いストップバー3により隔てられるため、上記2つの熱流体集中導入孔16aのうちの1番目が同時に各第1ストップバー6及び各第5ストップバー10の位置に配置され、該1番目の熱流体集中導入孔16aから送った熱流体が同時に第1径方向R1及び第5径方向R5における各熱流体入口4aに流れることができる。2番目の熱流体集中導入孔16aが第3ストップバー8の位置のみに配置され、該2番目の熱流体集中導入孔16aから送った熱流体が第3径方向R3における各熱流体入口4aのみに流れる。
上記2つの熱流体集中導出孔17aのうちの1番目が各第6ストップバー11の位置に配置され、第6径方向R6の位置での各熱流体出口4bから流れ出した熱流体がすべて該1番目の熱流体集中導出孔17aから導出される。2番目の熱流体集中導出孔17aが第8ストップバー13の位置に配置され、第8径方向R6における位置での各熱流体出口4bから流れ出した熱流体がすべて該2番目の熱流体集中導出孔17aから導出される。
当然ながら、冷流体をマンドレル1の軸線方向に沿って右から左まで導入及び導出させるように、左エンドカバー及び右エンドカバーにはそれぞれ各第7ストップバー12の位置での冷流体集中導出孔及び各第2ストップバー2の位置での冷流体集中導入孔を開設してもよく、ただし、本実施例はこの設計を用いない。図16及び図17に示すように、本実施例の左エンドカバー16は、該左エンドカバーの右端面より左へ凹んでそれぞれ第7ストップバー12及び第9ストップバー14に位置する2つの冷流体合流溝16bと、上記2つの冷流体合流溝16bに連通する冷流体導出コネクタ16cと、を備える。本実施例の右エンドカバー17は、該右エンドカバーの左端面より右へ凹む2つの冷流体サージタンク17bと、上記2つの冷流体サージタンク17bに連通する冷流体導入コネクタ17cと、を備える。その中の一方の冷流体サージタンク17bが同時に第2ストップバー7及び第10ストップバー15に位置し、他方が第4ストップバー9に位置する。
実際に応用するとき、冷流体導入コネクタ17c及び冷流体導出コネクタ16cをそれぞれ外部冷流体循環ユニット(一般的に循環水)の給流端及び逆流端に接続してもよく、らせん状熱伝導バー2の軸方向における片側には左エンドカバー又は右エンドカバーに固定されて空気(熱流体)に各本の熱流体流路を流れさせるファンを設置する。冷流体は冷流体導入コネクタ17cから冷流体合流溝16bに流れ込んで、更に冷流体合流溝16bから各本の冷流体流路5の冷流体入口5aに流れ込んで、冷流体流路5において熱流体流路を逆方向に流れる熱流体(空気)と熱交換した後、各冷流体出口5bから冷流体合流溝16bに流れ込んで、更に冷流体合流溝16bから冷流体導出コネクタ16cに流れて、外部冷流体循環ユニットに逆流する。
本実施例のマンドレル1は中空管であり、該熱交換器の熱交換能力を強化するように、使用時にその中心貫通孔に冷流体又は熱流体を通じてもよい。
説明しやすくするために、本実施例においてらせん状巻回断面が近似円形として設置されるが、実際に操作するとき、楕円形又はフィレット付きの長方形などの複数の形状の断面の熱伝導バーも保護範囲内に含まれる。
冷流体と熱流体を十分に熱交換させるために、複数組の熱交換器が直列接続又は並列接続されることにより軸方向の長さを増加させることができ、それにより熱交換時間を延長させ、冷流体と熱流体との熱交換をより十分にする。
1 マンドレル
2 導入バー
3 仕切リブ
4 熱流体流路
5 冷流体流路
6 第1ストップバー
7 第2ストップバー
8 第3ストップバー
9 第4ストップバー
10 第5ストップバー
11 第6ストップバー
12 第7ストップバー
13 第8ストップバー
14 第9ストップバー
15 第10ストップバー
16 左エンドカバー
17 右エンドカバー
18 シェル
R1 第1径方向
R2 第2径方向
R3 第3径方向
R4 第4径方向
R5 第5径方向
R6 第6径方向
R7 第7径方向
R8 第8径方向
R9 第9径方向
R10 第10径方向
2a 支持台
4a 熱流体入口
4b 熱流体出口
5a 冷流体入口
5b 冷流体出口
16a 熱流体集中導入孔
16b 冷流体合流溝
16c 冷流体導出コネクタ
17a 熱流体集中導出孔
17b 冷流体サージタンク
17c 冷流体導入コネクタ

Claims (15)

  1. コイル型熱交換器であって、
    軸線が左右に延在するマンドレル(1)と、
    前記マンドレルの外周にらせん状に少なくとも3周巻き付けられる熱伝導バー(2)と、を備え、
    隣接するいずれか2つのターン層の熱伝導バー(2)が一定距離隔てられ、且つ隣接するいずれか2つのターン層の熱伝導バーの間にはいずれも左右に延在する仕切リブ(3)が支持して設置され、各本の前記仕切リブ(3)が前記マンドレル(1)の1つの径方向に沿って順次配置され、それにより前記マンドレル(1)の径方向に沿って交互に配置される複数本の熱流体流路(4)及び複数本の冷流体流路(5)を形成し、各本の前記熱流体流路(4)がいずれも左端に位置する熱流体入口(4a)及び右端に位置する熱流体出口(4b)を有し、各本の冷流体流路(5)がいずれも左端に位置する冷流体出口(5b)及び右端に位置する冷流体入口(5a)を有し、
    各前記冷流体出口(5b)にはいずれもそれを部分的に塞ぐ第1ストップバー(6)が設けられ、各前記熱流体出口(4b)にはいずれもそれを部分的に塞ぐ第2ストップバー(7)が設けられ、各前記第1ストップバー(6)が前記マンドレル(1)の第1径方向(R1)に沿って順次配置され、各前記第2ストップバー(7)が前記マンドレル(1)の第2径方向(R2)に沿って順次配置されることを特徴とするコイル型熱交換器。
  2. 各冷流体出口(5b)にはいずれもそれを部分的に塞ぐ第3ストップバー(8)が設けられ、各第3ストップバー(8)が前記マンドレル(1)の第3径方向(R3)に沿って順次配置され、前記第3径方向(R3)が前記第1径方向(R1)と0°ではない夾角をなすように配置されることを特徴とする請求項1に記載のコイル型熱交換器。
  3. 各熱流体出口(4b)にはいずれもそれを部分的に塞ぐ第4ストップバー(9)が設けられ、各第4ストップバー(9)が前記マンドレル(1)の第4径方向(R4)に沿って順次配置され、前記第4径方向(R4)が前記第2径方向(R2)と0°ではない夾角をなすように配置されることを特徴とする請求項2に記載のコイル型熱交換器。
  4. 各冷流体出口(5b)にはいずれもそれを部分的に塞ぐ第5ストップバー(10)が設けられ、各第5ストップバー(10)が前記マンドレル(1)の第5径方向(R5)に沿って順次配置され、前記第5径方向(R5)がそれぞれ前記第1径方向(R1)、前記第3径方向(R3)と0°ではない夾角をなすように配置されることを特徴とする請求項3に記載のコイル型熱交換器。
  5. 各冷流体入口(5a)にはいずれもそれを部分的に塞ぐ第6ストップバー(11)が設けられ、各熱流体入口(4a)にはいずれもそれを部分的に塞ぐ第7ストップバー(12)が設けられ、各第6ストップバー(11)が前記マンドレル(1)の第6径方向(R6)に沿って順次配置され、各第7ストップバー(12)が前記マンドレル(1)の第7径方向(R7)に沿って順次配置され、前記第6径方向(R6)がそれぞれ前記第2径方向(R2)、前記第4径方向(4)と0°ではない夾角をなすように配置され、前記第7径方向(R7)がそれぞれ前記第3径方向(R3)、前記第1径方向(R1)、前記第5径方向(R5)と0°ではない夾角をなすように配置されることを特徴とする請求項4に記載のコイル型熱交換器。
  6. 各冷流体入口(5a)にはいずれもそれを部分的に塞ぐ第8ストップバー(13)が設けられ、各熱流体入口(4a)にはいずれもそれを部分的に塞ぐ第9ストップバー(14)が設けられ、各第8ストップバー(13)が前記マンドレル(1)の第8径方向(R8)に沿って順次配置され、各第9ストップバー(14)が前記マンドレル(1)の第9径方向(R9)に沿って順次配置され、前記第8径方向(R8)がそれぞれ前記第6径方向(R6)、前記第2径方向(R2)、前記第4径方向(4)と0°ではない夾角をなすように配置され、前記第9径方向(R9)がそれぞれ前記第7径方向(R7)、前記第3径方向(R3)、前記第1径方向(R1)、前記第5径方向(R5)と0°ではない夾角をなすように配置されることを特徴とする請求項5に記載のコイル型熱交換器。
  7. 各熱流体出口(4b)にはいずれもそれを部分的に塞ぐ第10ストップバー(15)が設けられ、各第10ストップバー(15)が前記マンドレル(1)の第10径方向(R10)に沿って順次配置され、前記第10径方向(R10)が前記第8径方向(R8)、前記第6径方向(R6)、前記第4径方向(R4)、前記第2径方向(R2)と0°ではない夾角をなすように配置されることを特徴とする請求項6に記載のコイル型熱交換器。
  8. 前記第6径方向(R6)が前記第1径方向(R1)と0°ではない夾角をなすように配置され、前記第7径方向(R7)が前記第2径方向(R2)と0°ではない夾角をなすように配置され、
    各冷流体出口(5b)の前記第7径方向(R7)以外の領域がすべて前記第1ストップバー(6)で塞がれており、各熱流体出口(4b)の前記第6径方向(R6)以外の領域がすべて前記第2ストップバー(7)で塞がれており、
    各冷流体入口(5a)の前記第2径方向(R2)以外の領域がすべて前記第6ストップバー(11)で塞がれており、各熱流体入口(4a)の前記第1径方向(R1)以外の領域がすべて前記第7ストップバー(12)で塞がれていることを特徴とする請求項5に記載のコイル型熱交換器。
  9. 前記第1ストップバー(6)と前記第2ストップバー(7)がいずれも円弧状ストップバーであり、
    前記マンドレル(1)の内から外までの径方向において、各第1ストップバー(6)の長さが順次逓増し、各第2ストップバー(7)の長さが順次逓増し、且つ各第1ストップバー(6)を扇形に配置させ、各第2ストップバー(7)を扇形に配置させることを特徴とする請求項1に記載のコイル型熱交換器。
  10. 前記第6ストップバー(11)と前記第7ストップバー(12)がいずれも円弧状ストップバーであり、
    前記マンドレル(1)の内から外までの径方向において、各第6ストップバー(11)の長さが順次逓増し、各第7ストップバー(12)の長さが順次逓増し、且つ各第6ストップバー(11)を扇形に配置させ、各第7ストップバー(12)を扇形に配置させることを特徴とする請求項5に記載のコイル型熱交換器。
  11. 請求項1~10のいずれか1項に記載のコイル型熱交換器の製造方法であって、
    熱伝導バー(2)をマンドレル(1)の外周にらせん状に巻回し、且つ熱伝導バー(2)の巻回過程において熱伝導バー(2)の左側縁及び右側縁には所定距離おきに前記第1ストップバー(6)及び前記第2ストップバー(7)を形成するための対応長さの接着剤を塗布するとともに、更に熱伝導バー(2)の表面には所定距離おきに前記仕切リブ(3)を形成するための接着剤を塗布することを特徴とする請求項1~10のいずれか1項に記載のコイル型熱交換器の製造方法。
  12. コイル型熱交換器であって、
    軸線が左右に延在するマンドレル(1)と、
    前記マンドレルの外周にらせん状に少なくとも3周巻き付けられる熱伝導バー(2)と、を備え、
    隣接するいずれか2つのターン層の熱伝導バー(2)が一定距離隔てられ、且つ隣接するいずれか2つのターン層の熱伝導バーの間にはいずれも左右に延在する仕切リブ(3)が支持して設置され、各本の前記仕切リブ(3)が前記マンドレル(1)の1つの径方向に沿って順次配置され、それにより前記マンドレル(1)の径方向に沿って交互に配置される複数本の熱流体流路(4)及び複数本の冷流体流路(5)を形成し、各本の熱流体流路(4)がいずれも左端に位置する熱流体入口(4a)及び右端に位置する熱流体出口(4b)を有し、各本の冷流体流路(5)がいずれも左端に位置する冷流体出口(5b)及び右端に位置する冷流体入口(5a)を有し、
    各冷流体入口(5a)にはいずれもそれを部分的に塞ぐ第6ストップバー(11)が設けられ、各熱流体入口(4a)にはいずれもそれを部分的に塞ぐ第7ストップバー(12)が設けられ、各第6ストップバー(11)が前記マンドレル(1)の第6径方向(R6)に沿って順次配置され、各第7ストップバー(12)が前記マンドレル(1)の第7径方向(R7)に沿って順次配置されることを特徴とするコイル型熱交換器。
  13. 各冷流体入口(5a)にはいずれもそれを部分的に塞ぐ第8ストップバー(13)が設けられ、各熱流体入口(4a)にはいずれもそれを部分的に塞ぐ第9ストップバー(14)が設けられ、各第8ストップバー(13)が前記マンドレル(1)の第8径方向(R8)に沿って順次配置され、各第9ストップバー(14)が前記マンドレル(1)の第9径方向(R9)に沿って順次配置され、前記第8径方向(R8)が前記第6径方向(R6)と0°ではない夾角をなすように配置され、前記第9径方向(R9)が前記第7径方向(R7)と0°ではない夾角をなすように配置されることを特徴とする請求項12に記載のコイル型熱交換器。
  14. 前記第6ストップバー(11)と前記第7ストップバー(12)がいずれも円弧状ストップバーであり、
    前記マンドレル(1)の内から外までの径方向において、各第6ストップバー(11)の長さが順次逓増し、各第7ストップバー(12)の長さが順次逓増し、且つ各第6ストップバー(11)を扇形に配置させ、各第7ストップバー(12)を扇形に配置させることを特徴とする請求項12に記載のコイル型熱交換器。
  15. 各第6ストップバー(11)の弧度≧180°であり、各第7ストップバー(12)の弧度≧180°であることを特徴とする請求項14に記載のコイル型熱交換器。
JP2023533315A 2020-12-02 2021-11-30 コイル型熱交換器及びその製造方法 Pending JP2023551878A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011384544.4 2020-12-02
CN202011384544.4A CN112179182B (zh) 2020-12-02 2020-12-02 螺旋换热器及其制法
PCT/CN2021/134289 WO2022116960A1 (zh) 2020-12-02 2021-11-30 螺旋换热器及其制法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023551878A true JP2023551878A (ja) 2023-12-13

Family

ID=73918334

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023533315A Pending JP2023551878A (ja) 2020-12-02 2021-11-30 コイル型熱交換器及びその製造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20240011713A1 (ja)
EP (1) EP4257906A1 (ja)
JP (1) JP2023551878A (ja)
KR (1) KR20230116867A (ja)
CN (1) CN112179182B (ja)
WO (1) WO2022116960A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112179182B (zh) * 2020-12-02 2021-03-02 上海兴邺材料科技有限公司 螺旋换热器及其制法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2313650A1 (fr) * 1975-06-05 1976-12-31 Bertin & Cie Echangeur de chaleur compact pour fluides
DE19810185C1 (de) * 1998-03-10 1999-10-21 Renzmann Und Gruenewald Gmbh Spiralwärmetauscher
US7022294B2 (en) * 2000-01-25 2006-04-04 Meggitt (Uk) Limited Compact reactor
DE60036732D1 (de) * 2000-08-10 2007-11-22 Kankyo Co Ltd Wärmetauscher, verfahren zur herstellung des wärmetauschers und entfeuchter mit einem solchen wärmetauscher
CN1320320C (zh) * 2005-07-12 2007-06-06 何京生 一种能量置换通风系统及螺旋式能量置换器
TWI400420B (zh) * 2010-01-20 2013-07-01 Asia Vital Components Co Ltd Spiral heat exchanger
WO2015108444A1 (ru) * 2014-01-16 2015-07-23 Владимир Дмитриевич ГРЕЧИШНИКОВ Пластинчатый теплообменник
CN204329686U (zh) * 2014-12-11 2015-05-13 华星(宿迁)化学有限公司 便于清洗的螺旋板式换热器
CN204329684U (zh) * 2014-12-19 2015-05-13 江苏丰远德节能科技有限公司 螺旋流道热管换热器
CN105318751A (zh) * 2015-11-04 2016-02-10 兰州兰洛炼化设备有限公司 混合流道螺旋板式换热器
CN105318752B (zh) * 2015-11-04 2017-04-12 兰州兰洛炼化设备有限公司 端面双密封螺旋板式高温烟气再沸器
CN208223256U (zh) * 2018-05-25 2018-12-11 南京科技职业学院 一种螺旋板换热器
CN214199794U (zh) * 2020-12-02 2021-09-14 上海兴邺材料科技有限公司 一种螺旋换热器
CN112179182B (zh) * 2020-12-02 2021-03-02 上海兴邺材料科技有限公司 螺旋换热器及其制法

Also Published As

Publication number Publication date
US20240011713A1 (en) 2024-01-11
KR20230116867A (ko) 2023-08-04
CN112179182A (zh) 2021-01-05
CN112179182B (zh) 2021-03-02
EP4257906A1 (en) 2023-10-11
WO2022116960A1 (zh) 2022-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101874192B (zh) 板层积式热交换器
JPWO2009013801A1 (ja) プレート積層型熱交換器
RU2348882C1 (ru) Теплообменник астановского радиально-спирального типа (варианты)
JP2013083436A (ja) 外部マニホルドを備えた内部熱交換器
JP2023551878A (ja) コイル型熱交換器及びその製造方法
CN115183609A (zh) 换热器芯体及包括其的印刷电路板式换热器
CN102620581A (zh) 一种换热器
JP2013122368A (ja) 車両用熱交換器
CN202254497U (zh) 一种换热器
WO2015020047A1 (ja) 熱交換器
CN214199794U (zh) 一种螺旋换热器
WO2015108444A1 (ru) Пластинчатый теплообменник
CN202599164U (zh) 一种换热器
JP4810242B2 (ja) プレート積層型熱交換器
KR100810557B1 (ko) 음료 냉각기
JP2010117102A (ja) 熱交換器
CN219736050U (zh) 换热器
EP4257905A1 (en) Spiral heat exchanger and heat exchange device
RU141420U1 (ru) Пластинчатый теплообменник
RU2774015C1 (ru) Теплообменник
CN216977616U (zh) 交变流动换热器及热功转换系统
WO2015020050A1 (ja) 熱交換器及び熱交換器の製造方法
RU202931U1 (ru) Улучшенный теплообменник
CN113804021B (zh) 一种直线引流板总弧度沿着长度变化的管壳式换热器
JP2003314975A (ja) 熱交換器

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230623