CN203489539U

CN203489539U - 热交换器

Info

Publication number: CN203489539U
Application number: CN201320548393.0U
Authority: CN
Inventors: R·M·英尼斯; M·J·凯特
Original assignee: Energy Saving Concepts Ltd
Current assignee: Energy Saving Concepts Ltd
Priority date: 2013-09-04
Filing date: 2013-09-04
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2023-09-04

Abstract

一种热交换器（100），其包括第一细长管件（1）、设置在第一细长管件（1）内的第二细长管件（2），由此，在第二细长管件（2）的外表面（8）和第一细长管件（1）的内表面（7）之间形成第一流动路径（F1）。第三细长管件（3）设置在第二细长管件内（2），由此，在第三细长管件（3）的外表面（10）和第二细长管件（2）的内表面（9）之间形成第二流动路径（F2）。细长管件（1、2、3）的各壁（5）设置有至少一个螺旋形的波纹部（4），以在流动路径（F1、F2、F3）中的流体内形成湍流。波纹部（4）提高热交换并减少水垢的形成。

Description

热交换器

技术领域

本实用新型涉及传热到流体或在流体之间传热的装置，具体地但不排外地来说，涉及适用于制冷或空调装置中蒸发器、冷凝器、过热蒸气减温器或再冷却器的热交换器。

背景技术

许多工艺过程需要有效地将热量传递到流体或在流体之间传热。一种公知的在流体之间进行热交换的方法是“管-中-管”热交换器。该类型热交换器具有位于第二管件内的第一管件。处于一种温度下的流体流过内管件，同时处于第二种温度下的流体在内管外壁和外管内壁之间的环形中移动。热量通过内管的壁在流体之间传热。

实用新型内容

根据本实用新型的一个主要方面，提供一种热交换器，其包括第一细长管件、第二细长管件和第三细长管件，第二细长管件设置在第一细长管件内，由此，在第二细长管件的外表面和第一细长管件的内表面之间形成第一流动路径，而第三细长管件设置在第二细长管件内，由此，在第三细长管件的外表面和第二细长管件的内表面之间形成第二流动路径。细长管件的每个壁设置有至少一个螺旋形的波纹部，以在流动路径内形成流体的湍流。波纹部较佳地沿着管件的整个长度延伸。每个波纹部较佳地具有非对称的轮廓，尤其是，倒圆的锯齿形轮廓。第三细长管件的内表面可形成第三流动路径，或它可含有加热元件。

本实用新型优选的实施例提供热交换器，其允许在两个以上流体之间热交换，和/或其中一个在流体中形成湍流，以改进热交换效率和提供自净效果。

附图说明

图1是本实用新型热交换器的示意侧视图，为清楚起见，外部波纹部未予示出。

图2是通过A-A横截面的图1中部分B的放大图。

具体实施方式

首先参照图1和2，根据本实用新型实施例的热交换器总的用箭头100表示。热交换器可采用任何合适的流体或流体的组合。这里所用的术语“流体”包括液体、气体和蒸气态。热交换器100可用于目标f流体的加热或冷却。

热交换器100包括第一细长管件1、设置在第一细长管件内的第二细长管件2，以及设置在第二细长管件2内的第三细长管件3。管件1、2、3最好为同轴，但中心轴线稍许的偏移也是允许的。

每个管件1、2、3具有至少一个形成在管件的壁5内的螺旋形波纹部4。该波纹部较佳地沿着管件1、2、3的大部分长度延伸，最佳地沿着它们全长延伸，但在其任一端可设置有短的无波纹部的引入和/或引出部分。每个管可设置有单头起始的波纹部或多头起始的波纹部。

在优选的实施例中，每个管件1、2、3中的波纹部形成为相同的角度。然而，由于管子的直径不同，各个管上的波纹部可相对于其它管上的波纹部交错。

如图2所示，在优选的实施例中，波纹部4具有非对称的外形，最好是倒圆的锯齿形轮廓6。波纹部4可用任何合适的方法形成，但最好使用冷成型轮冷加工形成，就如公开的PCT说明书WO9407071中所描述的，其题为“螺旋形波纹部管的制造”，本文以参见方式引入其全部内容。在优选的实施例中，每个所述管件由铜形成，但也可采用其它合适的材料，它们为本技术领域内技术人员所熟悉。

如图2所示，在一优选的实施例中，第一和第三管子1、3布置成使波纹部4A、4C具有第一定向，而第二管件2布置成使波纹部4B具有相反的第二定向。

管件1、2、3的直径选定为使得第一流动路径F1形成在第一管件1的内表面7和第二管件2的外表面8之间，而第二流动路径F2形成在第二管件2的内表面9和第三管件3的外表面10之间。在一优选的实施例中，第三管件3的内表面11形成第三流动路径F3。然而，在其它的实施例中，第三管件3的内部可包含电加热元件或类似的元件。当热交换器100用作制冷或空调装置的蒸发器或过热蒸气减温器时，这可特别用来防止第二流动路径中加热流体结冻的可能性。

波纹部4的效应是在任何的流动路径中在流体流动中引起湍流或紊流。该湍流或紊流提高流体和壁5之间的传热。由于管件的壁5的内外表面是波纹部的，波纹部4在管件1、2、3的内表面7、9、11上流动的流体以及在外表面8、10上流动的流体中造成湍流。

螺旋形波纹部4趋于在管件1、2、3的壁附近对流体施加转动的或漩涡的运动，以及形成湍流。这有助于在流体内混合多个热分层，并使通过管件壁5的传热为最大，还有助于阻止水垢和沉淀物附着在壁5上。

在优选的实施例中，流动路径F1、F2、F3具有各自的入口20、21、22和出口23、24、25，它们布置成使第一和第三流动路径F1、F3内的流体沿第一方向流动，而第二流动路径F2内的流体沿相反的第二方向流动，由此，热交换器在“对流”构造中运行，这为本技术领域内技术人员所熟知。在一个实施例中，每个流动路径可包含不同的流体和/或不同温度的流体。然而，在其它的实施例中，第一和第三流动路径F1、F3可包含相同的流体和/或基本上相同温度的流体。在某些实施例中，通向第一和第三流动路径F1、F3的入口可连接到公共流体源。

在具有锯齿形轮廓波纹部的实施例中，入口20、21、22和出口23、24、25布置成使其各自的流体朝向锯齿形构造的较长面的方向流动（不是朝向相对垂直的面），以减小波纹部造成的压降。

在一个实施例中，本实用新型构造成额定功率为30kW的蒸发器，并有30kW的制冷冷却器。申请人的试验显示传热系数为41Kw/m²。对比之下，额定功率也为30kW的传统的增加表面的管-内-管热交换器，在用于相同装置时提供的传热系数仅为23Kw/m²。本实用新型以较低的传热表面面积达到较大的传热系数，这表明本实用新型在流体内产生了增加的湍流。

本实用新型的热交换器100还可应用于诸如消防***、车辆消音器和空气压缩机出口的减音的应用中。

除非文中另有明白地要求，否则，在全部的描述和权利要求书中，词语“包括”、“包含”等应看作包含在内的含义，而不是排外的或详尽无遗留的含义，这就是说，表示“包括但不限于”的含义。

Claims

1.一种热交换器，所述热交换器包括第一细长管件、设置在第一细长管件内的第二细长管件，由此，在第二细长管件的外表面和第一细长管件的内表面之间形成第一流动路径，其特征在于，

热交换器还包括设置在第二细长管件内的第三细长管件，由此，在第三细长管件的外表面和第二细长管件的内表面之间形成第二流动路径，其中，各个所述细长管件的壁设置有至少一个螺旋形的波纹部。

2.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，每个所述波纹部基本上沿着各自管件的整个长度延伸。

3.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，每个螺旋形的所述波纹部具有非对称的外形。

4.如权利要求3所述的热交换器，其特征在于，所述螺旋形波纹部具有倒圆的锯齿形轮廓。

5.如权利要求4所述的热交换器，其特征在于，所述第一和第三细长管件的波纹部沿第一方向定向，所述第二细长管件的波纹部沿与第一方向相反的第二方向定向。

6.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述波纹部适于在使用中在各个所述流动路径内的流体流中产生湍流。

7.如权利要求2、3、4、5或6所述的热交换器，其特征在于，所述第三细长管件的内表面形成第三流动路径。

8.如权利要求7所述的热交换器，其特征在于，每个所述细长管件具有各自的入口和出口，所述入口和出口设置成使用中通过所述第二流动路径的流体流沿与在所述第一流动路径和所述第三流动路径内的流体流相反的方向中流动。

9.如权利要求8所述的热交换器，其特征在于，所述第一流动路径和所述第三流动路径的入口连接到公共流体源。

10.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述第三细长管件包括电加热元件。