一種螺旋導(dǎo)流通道換熱器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種螺旋導(dǎo)流通道換熱器，包括外套筒、內(nèi)套筒、上端蓋、導(dǎo)流立管和螺旋上升導(dǎo)流條；所述外套筒的高度和直徑均大于內(nèi)套筒，在外套筒上端部側(cè)壁上設(shè)有出口管，所述上端蓋固定在內(nèi)套筒和外套筒的上端，內(nèi)套筒設(shè)有上層底端蓋，外套筒設(shè)有下層底端蓋，內(nèi)套筒套裝在外套筒內(nèi)，所述導(dǎo)流立管穿過(guò)上端蓋和上層底端蓋并與上端蓋和上層底端蓋密封連接，導(dǎo)流立管的下端口位于上層底端蓋和下層底端蓋之間，所述螺旋上升導(dǎo)流條固定在內(nèi)套筒立壁和外套筒立壁之間形成螺旋上升導(dǎo)流通道。本發(fā)明具有蓄熱換熱面積大、熱交換效率高，結(jié)構(gòu)緊湊合理的特點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種螺旋導(dǎo)流通道換熱器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及熱交換器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種螺旋導(dǎo)流通道換熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]儲(chǔ)存熱能是人類(lèi)節(jié)約能源的成功探索，特別是太陽(yáng)能利用方面，蓄熱儲(chǔ)能技術(shù)具有巨大的發(fā)展前景。蓄熱儲(chǔ)能技術(shù)通常利用物理化學(xué)等方法將太陽(yáng)能以及暫時(shí)不用的工業(yè)余熱儲(chǔ)存在蓄熱介質(zhì)中，在需要時(shí)將熱量重新釋放出來(lái)，從根本上解決了能量在時(shí)間和地點(diǎn)上不匹配的問(wèn)題，提高能源利用率。在眾多蓄熱技術(shù)中，潛熱相變蓄熱技術(shù)具有很多優(yōu)點(diǎn)，相變蓄熱就是利用石蠟、脂肪酸、熔融鹽等相變材料，在發(fā)生相變時(shí)吸收或放出熱量來(lái)達(dá)到儲(chǔ)存和釋放能量的過(guò)程。潛熱的能量密度高、放熱過(guò)程溫度波動(dòng)范圍小。現(xiàn)有技術(shù)中的蓄熱換熱器是應(yīng)用較為廣泛的相變換熱器，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、適用性廣等優(yōu)點(diǎn)，但是其換熱面積較小，整體換熱效率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種螺旋導(dǎo)流通道換熱器，使換熱流體通過(guò)螺旋導(dǎo)流通道加熱換熱器內(nèi)部的相變蓄熱介質(zhì)，具有蓄熱換熱面積大、熱交換效率高，結(jié)構(gòu)緊湊合理的特點(diǎn)。
[0004]本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:
[0005]—種螺旋導(dǎo)流通道換熱器，包括外套筒、內(nèi)套筒、上端蓋、導(dǎo)流立管和螺旋上升導(dǎo)流條;所述外套筒的高度和直徑均大于內(nèi)套筒，在外套筒上端部側(cè)壁上設(shè)有出口管，所述上端蓋固定在內(nèi)套筒和外套筒的上端，內(nèi)套筒設(shè)有上層底端蓋，外套筒設(shè)有下層底端蓋，內(nèi)套筒套裝在外套筒內(nèi)，所述導(dǎo)流立管穿過(guò)上端蓋和上層底端蓋并與上端蓋和上層底端蓋密封連接，導(dǎo)流立管的下端口位于上層底端蓋和下層底端蓋之間，所述螺旋上升導(dǎo)流條固定在內(nèi)套筒立壁和外套筒立壁之間形成螺旋上升導(dǎo)流通道，出口管與螺旋上升導(dǎo)流通道相連通。
[0006]上述螺旋導(dǎo)流通道換熱器，增設(shè)螺旋水平導(dǎo)流條，所述螺旋水平導(dǎo)流條固定在上層底端蓋和下層底端蓋之間形成螺旋水平通道，螺旋水平通道中部與導(dǎo)流立管下端口相連通，螺旋水平通道出口與螺旋上升導(dǎo)流通道相連通。
[0007]上述螺旋導(dǎo)流通道換熱器，增設(shè)散熱肋片，所述散熱肋片固定在上層底端蓋上面。
[0008]上述螺旋導(dǎo)流通道換熱器，增設(shè)圓錐形導(dǎo)流體，所述圓錐形導(dǎo)流體固定在下層底端蓋上并位于導(dǎo)流立管下端口下面。
[0009]上述螺旋導(dǎo)流通道換熱器，增設(shè)上部連通管，所述上部連通管固定在上端蓋上并與內(nèi)套筒的內(nèi)腔相連通，上部連通管設(shè)有密封端蓋。
[0010]本發(fā)明將螺旋上升導(dǎo)流條固定在內(nèi)套筒立壁和外套筒立壁之間形成螺旋上升導(dǎo)流通道，換熱流體在螺旋上升導(dǎo)流通道中做螺旋上升流動(dòng)，這樣的設(shè)置增加了換熱面積，強(qiáng)化附近區(qū)域的熱傳導(dǎo)，同時(shí)換熱流體在螺旋上升流動(dòng)過(guò)程中，對(duì)換熱流體的蓄熱材料起到更好的保溫作用，減少換熱器的散熱損失。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為圖1中的B-B剖視圖；
[0013]圖3為圖1中的A部放大圖；
[0014]圖4為圖3中的C-C斷面圖；
[0015]圖5為圖1中的螺旋上升導(dǎo)流條的軸測(cè)圖。
[0016]圖中各標(biāo)號(hào)表示為:上部連通管1、上端蓋2、導(dǎo)流立管3、螺旋上升導(dǎo)流通道4、外套筒5、內(nèi)套筒6、圓錐形導(dǎo)流體7、螺旋水平導(dǎo)流條8、上層底端蓋9、下層底端蓋10、螺旋水平通道11、散熱肋片12、內(nèi)套筒的內(nèi)腔13、螺旋上升導(dǎo)流條14、出口管15、下部連通管帽16。
【具體實(shí)施方式】
[0017]本發(fā)明的結(jié)構(gòu)為同心套管相變蓄熱換熱器，換熱流體可以采用太陽(yáng)能熱水，蓄熱相變材料可選擇石蠟、脂肪酸或熔融鹽，優(yōu)選的蓄熱相變材料為石蠟。
[0018]見(jiàn)圖5，螺旋上升導(dǎo)流條14為板式螺旋彈簧結(jié)構(gòu)，螺旋上升導(dǎo)流條14固定在內(nèi)套筒6立壁和外套筒5立壁之間形成螺旋上升導(dǎo)流通道4。螺旋水平導(dǎo)流條8為鐘表發(fā)條式結(jié)構(gòu)，在上層底端蓋9和下層底端蓋10之間固定螺旋水平導(dǎo)流條8形成螺旋水平通道11。導(dǎo)流立管3下端口與螺旋水平通道11中央連通，螺旋水平通道11側(cè)面的出口與螺旋上升導(dǎo)流通道4連通。
[0019]見(jiàn)圖1及其中的水流運(yùn)動(dòng)箭頭方向；可將石蠟儲(chǔ)存在內(nèi)套筒內(nèi)腔13內(nèi)，與太陽(yáng)能集熱器組合使用，白天時(shí)太陽(yáng)溫度高，使水流經(jīng)太陽(yáng)能集熱器，變成高溫水進(jìn)入導(dǎo)流立管3，經(jīng)螺旋水平通道11進(jìn)入螺旋上升導(dǎo)流通道4，從出口管15排出。首先太陽(yáng)能熱水經(jīng)過(guò)導(dǎo)流立管3，導(dǎo)流立管3位于內(nèi)套筒6內(nèi)部，既能把熱量傳導(dǎo)給內(nèi)套筒內(nèi)腔13里面的石蠟，又可防止熱量散失;其次太陽(yáng)能熱水從螺旋水平通道11中央以螺旋流動(dòng)方式進(jìn)入螺旋上升導(dǎo)流通道4，再次，太陽(yáng)能熱水從從出口管15排出，把剩余熱量充分傳導(dǎo)給內(nèi)套筒內(nèi)腔13內(nèi)的石蠟，從而利用太陽(yáng)熱量將石蠟融化。夜間使自來(lái)水流經(jīng)導(dǎo)流立管3，從出口管15排出，內(nèi)套筒內(nèi)腔13里的石蠟所儲(chǔ)存的潛熱加熱導(dǎo)流立管3內(nèi)的自來(lái)水，可提供生活熱水。與現(xiàn)有換熱器比較，增加了換熱面積，強(qiáng)化了換熱器底部的換熱效率;散熱肋片12固定在上層底端蓋9上面、間隔配置，其高度與相鄰散熱肋片之間的間距之比在4-10，可以強(qiáng)化換熱流體的傳熱過(guò)程，具有最佳的傳熱效果;在導(dǎo)流立管3下端口下面設(shè)置圓錐形導(dǎo)流體7，圓錐形導(dǎo)流體7固定在下層底端蓋10上，可使太陽(yáng)能熱水均勻分流并導(dǎo)流進(jìn)入螺旋水平通道11，可有效減輕太陽(yáng)能熱水的液擊現(xiàn)象;上部連通管I可以向內(nèi)套筒的內(nèi)腔13輸入蓄熱相變材料石蠟。
[0020]這種相變蓄熱換熱器的使用溫度較低，由于相變熱潛能量密度很大，所以換熱器體積不必太大即可滿足日常使用需求。
[0021]本發(fā)明還可以應(yīng)用于工業(yè)余熱回收和再利用。在工業(yè)生產(chǎn)中，常常會(huì)有許多工業(yè)余熱無(wú)法利用，例如煉鐵高爐的沖渣水、工業(yè)設(shè)備用冷卻水等，可用本發(fā)明將工業(yè)余熱回收，并將熱量暫時(shí)儲(chǔ)存于石蠟中，作為穩(wěn)定熱源輸出熱量。
[0022]本發(fā)明還可以與汽車(chē)組合為移動(dòng)熱源車(chē)，將工業(yè)余熱吸收儲(chǔ)存后，把熱量暫時(shí)儲(chǔ)存起來(lái)，利用移動(dòng)熱源車(chē)實(shí)現(xiàn)熱量的空間轉(zhuǎn)移，用作酒店、洗浴中心、居民住宅使用，移動(dòng)熱源車(chē)具有一定的靈活性和機(jī)動(dòng)性，提高熱能利用率。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種螺旋導(dǎo)流通道換熱器，其特征在于:包括外套筒(5)、內(nèi)套筒(6)、上端蓋(2)、導(dǎo)流立管(3)和螺旋上升導(dǎo)流條(14);所述外套筒(5)的高度和直徑均大于內(nèi)套筒(6)，在外套筒(5)上端部側(cè)壁上設(shè)有出口管(15)，所述上端蓋(2)固定在內(nèi)套筒(6)和外套筒(5)的上端，內(nèi)套筒(6)設(shè)有上層底端蓋(9)，外套筒(5)設(shè)有下層底端蓋(10)，內(nèi)套筒(6)套裝在外套筒(5)內(nèi)，所述導(dǎo)流立管(3)穿過(guò)上端蓋(2)和上層底端蓋(9)并與上端蓋(2)和上層底端蓋(9)密封連接，導(dǎo)流立管(3)的下端口位于上層底端蓋(9)和下層底端蓋(10)之間，所述螺旋上升導(dǎo)流條(14)固定在內(nèi)套筒(6)立壁和外套筒(5)立壁之間、形成螺旋上升導(dǎo)流通道(4)，出口管(15)與螺旋上升導(dǎo)流通道(4)相連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺旋導(dǎo)流通道換熱器，其特征在于:增設(shè)螺旋水平導(dǎo)流條(8)，所述螺旋水平導(dǎo)流條(8)固定在上層底端蓋(9)和下層底端蓋(10)之間形成螺旋水平通道(11)，螺旋水平通道(11)中部與導(dǎo)流立管(3)下端口相連通，螺旋水平通道(11)出口與螺旋上升導(dǎo)流通道(4)相連通。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種螺旋導(dǎo)流通道換熱器，其特征在于:增設(shè)散熱肋片(12)，所述散熱肋片(12)固定在上層底端蓋(9)上面。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種螺旋導(dǎo)流通道換熱器，其特征在于:增設(shè)圓錐形導(dǎo)流體(7)，所述圓錐形導(dǎo)流體(7)固定在下層底端蓋(10)上并位于導(dǎo)流立管(3)下端口下面。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種螺旋導(dǎo)流通道換熱器，其特征在于:增設(shè)上部連通管(I)，所述上部連通管(I)固定在上端蓋(2)上并與內(nèi)套筒的內(nèi)腔(13)相連通，上部連通管(I)設(shè)有密封端蓋。
【文檔編號(hào)】F28D20/02GK105928408SQ201610472224
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年6月25日
【發(fā)明人】程友良, 韓健, 王月坤
【申請(qǐng)人】華北電力大學(xué)（保定）