CN104949566A - 一种螺旋折流板及其管壳式换热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种螺旋折流板及其管壳式换热器，属于热交换或传热设备的零部件，解决了现有螺旋折流板制造工艺难、生产成本高的问题，本发明的螺旋折流板，包括至少两个螺旋折流板单元，螺旋折流板单元包括相连接的两个半圆柱状的芯管，至少一个芯管的圆弧面设有沿螺旋方向延伸的折流板。本发明实施例应用于换热设备，如管壳式换热器。

Description

一种螺旋折流板及其管壳式换热器

【技术领域】

本发明涉及管壳式换热器的螺旋折流板，属于热交换或传热设备的零部件。

【背景技术】

蒸发器是中央空调机组中的重要组成部份，它的换热性能和成本可直接影响整个制冷***的性能和制造成本，折流板是蒸发器的重要组成部件，传统换热器中最普遍应用的是弓形折流板，由于存在阻流与压降大、有流动滞死区、易结垢、传热的平均温差小、振动条件下易失效等缺陷，近年来逐渐被螺旋折流板所取代。

螺旋折流板换热器把折流板布置成螺旋面，使换热器壳侧流体呈螺旋状流动，以实现有效地降低壳侧的流动阻力及强化传热的目的。现有的螺旋折流板换热器有两类，一类是采用两块或者多块扇形、椭圆形平板组成近似螺旋曲面的非连续螺旋折流板换热器，另一类是采用连续螺旋曲面的连续螺旋折流板换热器。相对于非连续螺旋折流板而言，连续螺旋折流板使得流动更接近螺旋型，可进一步减少阻力和漏流。流体流动更接近纵向塞流，有效的减少流动死区，减小了管子的振动，减少了流动压降，提高了换热效率，目前已广泛应用在化工炼油等诸多场合。

在螺旋折流板换热器中，流体流动在接近壳体内表面位置处时，由于与理想的螺旋运动有偏差，并没有出现理想化的速度分布，此处流速相应较低，存在缓慢流动区，故传热效果不理想。故而，现有技术有提出双螺旋结构折流板，它在单螺旋结构的1/2处，平行布置一组同样的螺旋折流板，将原有的单螺旋通道分为平行的两股螺旋通道。在相同壳体内径和螺旋角下，双螺旋结构的螺距为单螺旋结构的1/2，因此能有效减小换热管的无支撑跨距，避免由振动导致的换热管失效。但双螺旋结构由于加工、装配等原因导致制造周期长、成本增加，使制造厂没有更多的投入使用。

【发明内容】

本发明所要解决的问题就是提供一种螺旋折流板及其管壳式换热器，可实现螺旋折流板单螺旋、双螺旋的自由组合，降低生产成本。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种螺旋折流板，包括至少两个螺旋折流板单元，所述螺旋折流板单元包括相连接的两个半圆柱状的芯管，至少一个芯管的圆弧面设有沿螺旋方向延伸的折流板。

进一步的，所述两个半圆柱状的芯管之间通过榫卯结构插接；或者所述两个半圆柱状的芯管之间通过卡扣结构卡接。

进一步的，所述两个半圆柱状芯管的其中一个芯管两端设有第一凸块和第一插槽，另一个芯管两端设有第二凸块和第二插槽，第一凸块与第二凸块形成插接凸块，第一插槽与第二插槽形成接插槽，相邻两个螺旋折流板单元通过插接凸块和接插槽的配合插接连接，并且相邻两个螺旋折流板单元的折流板相衔接。

进一步的，所述插接凸块为多边形，所述接插槽的形状与插接凸块形状相匹配。

进一步的，所述折流板上沿螺旋上升方向的上侧面与下侧面在垂直于芯管轴心的投影面上的夹角为90°、120°或者180°。

进一步的，所述折流板的外侧弧形边缘设有裙边。

本发明还提出一种管壳式换热器，包括壳体和位于所述壳体内的螺旋折流板，所述螺旋折流板为上述任一技术方案所述的螺旋折流板。

本发明的有益效果：

本发明螺旋折流板包括至少两个螺旋折流板单元，螺旋折流板单元包括两个半圆柱状的芯管，两个芯管的平面相互连接，至少一个芯管的圆弧面设有沿螺旋方向延伸的折流板，这样形成的螺旋折流板单元可以单螺旋或者双螺旋，由此可以组合形成单螺旋折流板或者双螺旋折流板，相比目前的螺旋折流板，尤其是双螺旋折流板，本发明技术方案的提出降低了螺旋折流板的制造难度，在同一模具制造的情况下，可以实现单螺旋、双螺旋折流板换热器流道变化的自由组合，而且由于只需要同一模具制造，降低了生产成本。

相邻两个螺旋折流板单元通过插接凸块和接插槽的配合插接连接，根据管壳式换热器结构可以组装成指定长度的螺旋折流板，而且，可以省去现有技术中用于固定折流板的定距管、拉杆结构等，无需焊接，易于组装，提高生产效率。

插接凸块为多边形，接插槽的形状与插接凸块形状相匹配，相邻两个螺旋折流板单元彼此插接后不会产生周向方向上的相对转动，螺旋折流板单元得到较好的周向定位效果，能够分担相邻两块折流板衔接处的受力，可以避免折流板承受周向作用力而产生形变，延长使用寿命。

本发明的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。

【附图说明】

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明实施例一中螺旋折流板单元的结构示意图；

图2为本发明实施例一中螺旋折流板单元的分解结构示意图；

图3为本发明实施例一中螺旋折流板的结构示意图；

图4为本发明实施例二中螺旋折流板单元的结构示意图；

图5为本发明实施例二中螺旋折流板的结构示意图。

【具体实施方式】

下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例一：

本实施例的螺旋折流板，包括至少两个螺旋折流板单元，螺旋折流板单元包括相连接的两个半圆柱状的芯管，至少一个芯管的圆弧面设有沿螺旋方向延伸的折流板。具体实施时，为方便解释说明，将其中一芯管设为第一芯管，另一芯管设为第二芯管，

参照图1-3，本实施例的螺旋折流板单元包括第一芯管2和第二芯管1，折流板3设置在第一芯管2的圆弧面上，并且折流板3在螺旋方向上的下侧面31和上侧面32在垂直于芯管轴心的投影面上的夹角为180°。

参照图2，在第一芯管2的平面侧设置榫槽21和榫头22，在第二芯管1的平面侧对应位置设置榫头12和榫槽11，第一芯管2和第二芯管1通过上述榫卯结构插接。当然，除了榫卯结构外，本实施例的第一芯管2和第二芯管1也可以卡扣结构卡接，或者直接利用黏胶粘结。

另外，折流板上通常分布有供换热管穿过的穿管孔，本实施例是在折流板3与第一芯管2成型时，直接在折流板3上成型出半孔或全孔的穿管孔，以缩短打孔周期；在折流板3的外侧弧形边缘设有裙边33，该裙边31可与换热器壳体形成过盈配合，使得二者之间的密封性更好，有效防止壳程流体从此间隙漏流，提高了换热器的换热性能。

由于本实施例螺旋折流板单元包括第一芯管2和第二芯管1，仅在第一芯管2上设有折流板，第一芯管2和第二芯管1本身的结构是相同的，故而降低了制造难度和成本，如注塑成型用的模具成本，且结构更为紧凑、生产工序简单、成本低廉且组装更为方便快捷。

参照图2，为了方便将上述螺旋折流板单元组装成螺旋折流板，本实施例在第一芯管2的一端设置第一凸块23，另一端设置第一插槽24，第二芯管1的一端设置第二凸块13，另一端设置第二插槽14，第一芯管2和第二芯管1组装后，第一凸块23与第二凸块13形成插接凸块，第一插槽24与第二插槽14形成接插槽，插接凸块***接插槽内，至少两个螺旋折流板单元首尾插接连接，相邻两个螺旋折流板单元的折流板相衔接，形成流畅的螺旋折流板。这里的两个螺旋折流板单元的折流板相衔接是指：任一螺旋折流板单元中折流板沿螺旋方向的上侧面和下侧面对应地与相邻螺旋折流板单元中折流板沿螺旋方向的下侧面和上侧面相接触。

较佳的：第一凸块23与第二凸块13形成四边形的插接凸块，第一插槽24与第二插槽14形成四边形的接插槽，插接凸块***接插槽后可以起到周向定位的作用，相邻两个螺旋折流板单元彼此插接后不会产生周向方向上的相对转动，能够分担相邻两块折流板衔接处的受力，可以避免折流板承受周向作用力而产生形变，延长使用寿命。相比现有技术，本实施例相邻的两个螺旋折流板单元插接连接，折流板设置在第一芯管上，组装时无需定距管、拉杆结构，无焊接，易于组装，降低了劳动强度，提高了生产效率。

本实施例的折流板沿螺旋方向上的上侧面和下侧面在垂直于第一芯管轴心的投影面上的夹角为180°，这样只要两个螺旋折流板单元连接就可以形成一个具有360°连续螺旋曲面的折流板，芯管长度为该螺旋螺距的一半；当然这个夹角也可以是设计成90°或者120°。

实施例二：

参照图4、5，本实施例的螺旋折流板单元包括第一芯管2和第二芯管1，第一芯管2上设有第一折流板25，第二芯管1上设有第二折流板15，第一折流板25在螺旋方向上的上侧面和下侧面在垂直于第一芯管轴心的投影面上的夹角为180°，第二折流板15在螺旋方向上的上侧面和下侧面在垂直于第二芯管轴心的投影面上的夹角为180°，第一折流板25与第二折流板15的螺旋方向一致，并且第一折流板25与第二折流板15相差1/2螺旋周期。

与实施例一不同的是：本实施例螺旋折流板单元的第一芯管2和第二芯管1上均设有折流板，可组装成双螺旋折流板，相比目前的双螺旋折流板生产工艺，采用本实施例的结构，由于带有折流板的第一芯管与第二芯管结构一致，可采用同一副模具，生产工序相对要简单，同时节省了模具成本。本实施例中螺旋折流板单元的连接方式可以参照实施例一，不再详述。

实施例三：

本实施例提供一种管壳式换热器，包括壳体和位于所述壳体内的螺旋折流板，螺旋折流板为上述实施例一或者实施例二所述的螺旋折流板。

由于采用上述螺旋折流板，本实施例在同一模具制造的情况下，可实现单螺旋、双螺旋折流板换热器流道变化的自由组合，使制造厂双螺旋螺旋折流板换热器的生产制造效率得到大幅提升，生产成本得到有效控制。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (7)

1.一种螺旋折流板，其特征在于：包括至少两个螺旋折流板单元，所述螺旋折流板单元包括相连接的两个半圆柱状的芯管，至少一个芯管的圆弧面设有沿螺旋方向延伸的折流板。

2.如权利要求1所述的一种螺旋折流板，其特征在于：所述两个半圆柱状的芯管之间通过榫卯结构插接；或者所述两个半圆柱状的芯管之间通过卡扣结构卡接。

3.如权利要求1或2所述的一种螺旋折流板，其特征在于：所述两个半圆柱状芯管的其中一个芯管两端设有第一凸块和第一插槽，另一个芯管两端设有第二凸块和第二插槽，第一凸块与第二凸块形成插接凸块，第一插槽与第二插槽形成接插槽，相邻两个螺旋折流板单元通过插接凸块和接插槽的配合插接连接，并且相邻两个螺旋折流板单元的折流板相衔接。

4.如权利要求3所述的一种螺旋折流板，其特征在于：所述插接凸块为多边形，所述接插槽的形状与插接凸块形状相匹配。

5.如权利要求1或2所述的一种螺旋折流板，其特征在于：所述折流板上沿螺旋上升方向的上侧面与下侧面在垂直于芯管轴心的投影面上的夹角为90°、120°或者180°。

6.如权利要求1或2所述的一种螺旋折流板，其特征在于：所述折流板的外侧弧形边缘设有裙边。

7.一种管壳式换热器，包括壳体和位于所述壳体内的螺旋折流板，其特征在于：所述螺旋折流板为权利要求1至6任一项所述的螺旋折流板。