專利名稱：多螺旋通道螺旋板換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種螺旋板換熱器，特別是涉及一種螺旋通道數(shù)至少等于3的多螺旋通道螺旋板換熱器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中公知的螺旋板換熱器主要由外殼、螺旋體、密封及進(jìn)出口四個(gè)部分構(gòu)成，其具體結(jié)構(gòu)因型式不同而異，但是在各種型式的螺旋板換熱器中，作為傳熱元件的螺旋體均由兩張卷制而成的同心螺旋形金屬板片，也即螺旋板和中心隔板所構(gòu)成，兩張螺旋板的里端分別焊接在中心隔板的兩端，每塊螺旋板的一側(cè)表面上都設(shè)有多個(gè)間隔布置的定距柱或定距泡，以保證螺旋板間的通道間距，冷、熱流體在螺旋板的兩側(cè)流動(dòng)，通過螺旋板進(jìn)行換熱，其端面密封結(jié)構(gòu)有墊片密封與焊接密封兩種常用形式，墊片密封結(jié)構(gòu)是指采用以發(fā)蘭連接方式連接的頂蓋加密封墊的密封方式，而常用的焊接密封結(jié)構(gòu)有三種形式，第一種是用厚度與通道寬度相等的方金屬條墊入螺旋板端口中，焊接而成，第二種是用其外徑與通道寬度相等的園金屬條墊入螺旋板端口中，焊接而成，第三種是將位于螺旋通道一邊的螺旋板片壓成一個(gè)斜邊后與位于同一螺旋通道的另一邊的螺旋板片相焊接而成，外殼部分可以采用將最后一圈螺旋板加厚的方式，也可以采用將兩個(gè)半園環(huán)片組合焊接成圓筒的方式，進(jìn)出口部分由進(jìn)出口連接管和連接發(fā)蘭構(gòu)成，也可以不帶發(fā)蘭，位于中心的進(jìn)出口連接管一般安置成垂直于筒體的橫截面，螺旋通道的進(jìn)出口連接管可以沿最外圈螺旋板的切線方向布置在外殼的側(cè)面上，也可以沿最外圈螺旋板的法線方向布置在外殼的側(cè)面上。
對(duì)于公知的螺旋板換熱器，當(dāng)兩換熱流體均沿上下螺旋端口完全封閉的螺旋通道作螺旋流動(dòng)時(shí)，螺旋通道兩端面的密封可以采用全焊接的不可拆的焊接密封結(jié)構(gòu)，也可以采用以發(fā)蘭連接方式連接的頂蓋加密封墊的墊片密封結(jié)構(gòu)。
對(duì)于公知的螺旋板換熱器，當(dāng)一種換熱流體沿上下螺旋端口完全封閉的螺旋通道作螺旋流動(dòng)，另一種流體在上下螺旋端口完全敞開的相鄰螺旋通道中作軸向流動(dòng)時(shí)，完全封閉的螺旋通道的兩端面采用全焊接的焊接密封結(jié)構(gòu)，而兩端面敞開的相鄰螺旋通道采用以發(fā)蘭連接方式連接的頂蓋加密封墊的墊片密封結(jié)構(gòu)。
對(duì)于公知的螺旋板換熱器，當(dāng)一種換熱流體沿上下螺旋端口完全封閉的螺旋通道作螺旋流動(dòng)，另一種流體在螺旋中心部分上螺旋端口完全敞開，逐漸過渡到接近螺旋邊緣部分上螺旋端口完全封閉，且下螺旋端口完全封閉的相鄰螺旋通道中作先軸向、后螺旋流動(dòng)時(shí)，封閉螺旋通道的兩端面采用全焊接的焊接密封結(jié)構(gòu)，進(jìn)出口連接管設(shè)置在外殼的側(cè)面上，相鄰螺旋通道上端面的封閉部分采用焊接密封結(jié)構(gòu)，下端面的密封可以采用全焊接的焊接密封結(jié)構(gòu)，也可以采用以發(fā)蘭連接方式連接的頂蓋加密封墊的墊片密封結(jié)構(gòu)，而整個(gè)上端面的密封采用以發(fā)蘭連接方式連接的頂蓋加密封墊的墊片密封結(jié)構(gòu)。
作為壓力容器，由于公知的螺旋板換熱器采用一種流體使用一個(gè)通道的金屬板材卷制結(jié)構(gòu)，通道最內(nèi)圈和最外圈的流體壓力相差不大，由流體壓力所產(chǎn)生的周向應(yīng)力的最大值發(fā)生在螺旋板的最外端，這是因?yàn)橹芟驊?yīng)力與所在位置的直徑成正比，因此出于強(qiáng)度考慮，通常對(duì)螺旋板換熱器的設(shè)備外徑進(jìn)行限定，在螺旋體的幾何尺寸中，螺旋通道寬度與流體容量相關(guān)，螺旋板長(zhǎng)度則與換熱面積相關(guān)，增加螺旋通道的寬度可以加大流體流通截面，提高換熱流體的流量，進(jìn)而提高換熱器的流體容量和處理能力，而增加螺旋板的長(zhǎng)度則可以加大換熱器的傳熱面積，提高換熱器的換熱能力，在限定螺旋板換熱器設(shè)備外徑的情況下，螺旋通道寬度和螺旋板長(zhǎng)度是一對(duì)矛盾的兩個(gè)方面，加大螺旋通道寬度必將減小螺旋板的長(zhǎng)度，而增加螺旋板的長(zhǎng)度也必將減小螺旋通道的寬度，因此對(duì)于公知的2螺旋通道螺旋板換熱器，采用加大螺旋通道寬度來增大流體流量，提高單臺(tái)容量的方法受到了限制，換熱流體的流量不能大幅增加，換熱器的處理能力不能大幅提高，無法實(shí)現(xiàn)大流量下的運(yùn)行，并且，對(duì)于公知的2螺旋通道螺旋板換熱器，最多只能同時(shí)進(jìn)行兩種流體的換熱。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是設(shè)計(jì)一種增加單臺(tái)容量，并能進(jìn)行多種流體換熱的“多螺旋通道螺旋板換熱器”。
本發(fā)明所提供的螺旋板換熱器主要由外殼、螺旋體、密封及進(jìn)出口四個(gè)部分構(gòu)成，為了實(shí)現(xiàn)上述所要解決的技術(shù)問題，本發(fā)明所提供的一種與現(xiàn)有技術(shù)不同的技術(shù)方案是，螺旋體主要由卷制而成的多個(gè)同心螺旋形板片，也即多個(gè)螺旋板和星形中心隔板構(gòu)成，螺旋板的數(shù)量至少等于3，星形中心隔板位于螺旋體中心處，由板材焊接而成，或由位于中心的管材、型材或棒材與呈星形布置的多塊板材焊接而成，星形中心隔板的分叉端數(shù)等于或大于螺旋板的個(gè)數(shù)，每塊螺旋板的里端都一一對(duì)應(yīng)地焊接在星形中心隔板各個(gè)分叉的端部，由星形中心隔板和螺旋板構(gòu)成數(shù)量至少等于3的多個(gè)供換熱流體流過的螺旋形通道，每塊螺旋板的一側(cè)表面上都設(shè)有多個(gè)間隔布置的定距柱或定距泡，以保證螺旋板間螺旋通道8的寬度，定距柱的形狀不局限于柱形，也可以是其他形狀，如塊形、條形、流線形或翼形等。
與公知的螺旋板換熱器相比較，由于采用了多螺旋通道結(jié)構(gòu)，本發(fā)明就可以通過流道的并聯(lián)組合，在不減少傳熱面積的前提下提高換熱器的單臺(tái)容量，提高換熱器的處理能力，另外還可以通過流道的組合，同時(shí)進(jìn)行多種流體(3種以上流體)的換熱。以螺旋通道數(shù)為4的多螺旋通道螺旋板換熱器為例，在螺旋中心直徑、設(shè)備外徑、通道寬度相同的條件下，與公知的2螺旋通道螺旋板換熱器相比較，如果讓熱流體流過4個(gè)螺旋通道中的兩個(gè)交替的通道，讓冷流體流過另外兩個(gè)交替的通道，那么對(duì)于單臺(tái)換熱器，換熱流體的容量就增大了一倍，雖然因?yàn)槭艿皆O(shè)備外徑的限制，每個(gè)螺旋通道的長(zhǎng)度減小接近一半，每塊螺旋板長(zhǎng)度的減小也接近一半，但是由于螺旋板的數(shù)量由兩個(gè)變?yōu)?個(gè)，與所有螺旋板長(zhǎng)度的總和成正比的總傳熱面積并沒有減少，從而實(shí)現(xiàn)了在不減少傳熱面積的前提下大幅提高換熱器單臺(tái)容量和單臺(tái)處理能力的目的。
對(duì)于4螺旋通道的多螺旋通道螺旋板換熱器，還可以同時(shí)進(jìn)行多種流體的換熱，參與換熱的流體數(shù)量最多可以達(dá)到4種。
如果采用6螺旋通道，在其他條件相同的情況下，換熱流體的容量可以達(dá)到公知的2螺旋通道螺旋板換熱器的3倍，參與換熱的流體數(shù)量最多可以達(dá)到6種。
本發(fā)明的應(yīng)用范圍可以涵蓋現(xiàn)有技術(shù)公知的2螺旋通道螺旋板換熱器的所有應(yīng)用范圍，其中包括液體與液體、氣體與液體、蒸氣冷凝等換熱場(chǎng)合。


下列附圖描述了本發(fā)明的一個(gè)無限制作用的，螺旋通道數(shù)為四的優(yōu)選實(shí)施例。
圖1為本發(fā)明多螺旋通道螺旋板換熱器的俯視圖；圖2為本發(fā)明多螺旋通道螺旋板換熱器的側(cè)視圖。
圖中1.星形中心隔板，2.螺旋板，3.頂蓋，4.密封墊，5.進(jìn)出口連接管，6.外殼，7.分叉，8.螺旋通道。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明本發(fā)明所涉及的多螺旋通道螺旋板換熱器主要由外殼6、螺旋體、密封及進(jìn)出口四個(gè)部分構(gòu)成，螺旋體主要由十字形的具有四個(gè)分叉7的星形中心隔板1、以及與星形中心隔板1的分叉7的個(gè)數(shù)相等的卷制而成的四個(gè)同心螺旋形板片，也即螺旋板2構(gòu)成，星形中心隔板1位于螺旋體中心處，每塊螺旋板2的里端分別焊接在星形中心隔板1的分叉7的頂端，每塊螺旋板2的一側(cè)表面上都設(shè)有多個(gè)間隔布置的定距柱或定距泡，以保證螺旋板2間的螺旋通道8的寬度，由星形中心隔板1和螺旋板2構(gòu)成了四個(gè)可供換熱流體流過的螺旋形通道。
與公知的螺旋板換熱器相類似的，本發(fā)明所涉及的多螺旋通道螺旋板換熱器采用的密封結(jié)構(gòu)有墊片密封與焊接密封兩種常用形式，墊片密封結(jié)構(gòu)是指以發(fā)蘭連接方式連接的頂蓋3加密封墊4的密封方式，而常用的焊接密封結(jié)構(gòu)有三種形式，第一種是用厚度與通道寬度相等的金屬條墊入螺旋板端口中，焊接而成，第二種是用其外徑與通道寬度相等的園金屬條墊入螺旋板端口中，焊接而成，第三種是將位于螺旋通道8一邊的螺旋板片壓成一個(gè)斜邊后與位于同一螺旋通道的另一邊的螺旋板片相焊接而成。
與公知的螺旋板換熱器相類似的，本發(fā)明所涉及的多螺旋通道螺旋板換熱器的外殼6由加厚的最外圈的螺旋板構(gòu)成，或由兩個(gè)半園環(huán)片組合焊接成的圓筒構(gòu)成，或直接由未加厚的最外圈的螺旋板來構(gòu)成。
與公知的螺旋板換熱器相類似的，本發(fā)明所涉及的多螺旋通道螺旋板換熱器的進(jìn)出口部分由進(jìn)出口連接管5和連接發(fā)蘭構(gòu)成，或直接由不帶發(fā)蘭的進(jìn)出口連接管5構(gòu)成，位于中心的進(jìn)出口連接管5一般安置成垂直于筒體的橫截面，螺旋通道8的進(jìn)出口連接管5沿最外圈螺旋板的切線方向布置在外殼6的側(cè)面上，或沿最外圈螺旋板的法線方向布置在外殼6的側(cè)面上。
與公知的螺旋板換熱器的結(jié)構(gòu)形式相應(yīng)的，本發(fā)明可用于兩換熱流體均沿上下螺旋端口完全封閉的螺旋通道8作螺旋流動(dòng)的情況，螺旋通道8兩端面的密封采用不可拆的焊接密封結(jié)構(gòu)，流體的進(jìn)出口連接管5分別設(shè)置在螺旋體的端面和外殼6的側(cè)面上。
與公知的螺旋板換熱器的結(jié)構(gòu)形式相應(yīng)的，本發(fā)明也可用于兩換熱流體均沿上下螺旋端口完全封閉的螺旋通道8作螺旋流動(dòng)的情況，螺旋通道8兩端面的密封采用以發(fā)蘭連接方式連接的頂蓋3加密封墊4的墊片密封結(jié)構(gòu)，流體進(jìn)出口連接管5分別設(shè)置在頂蓋3和外殼6的側(cè)面上。
與公知的螺旋板換熱器的結(jié)構(gòu)形式相應(yīng)的，本發(fā)明也可用于一種換熱流體沿上下螺旋端口完全封閉的螺旋通道8作螺旋流動(dòng)，另一種流體在上下螺旋端口完全敞開的相鄰螺旋通道8中作軸向流動(dòng)的情況，完全封閉的螺旋通道8的兩端面采用焊接密封結(jié)構(gòu)，進(jìn)出口連接管5設(shè)置在外殼6的側(cè)面上，或分別設(shè)置在螺旋通道8的端面和外殼6的側(cè)面上，而兩端面敞開的相鄰螺旋通道8采用以發(fā)蘭連接方式連接的頂蓋3加密封墊4的墊片密封結(jié)構(gòu)，進(jìn)出口連接管5設(shè)置在頂蓋3上。
與公知的螺旋板換熱器的結(jié)構(gòu)形式相應(yīng)的，本發(fā)明也可用于一種換熱流體沿上下螺旋端口完全封閉的螺旋通道8作螺旋流動(dòng)，另一種流體在螺旋中心部分上螺旋端口完全敞開，逐漸過渡到接近螺旋邊緣部分上螺旋端口完全封閉，且下螺旋端口完全封閉的相鄰螺旋通道8中作先軸向、后螺旋流動(dòng)的情況，完全封閉的螺旋通道8的兩端面采用焊接密封結(jié)構(gòu)，其進(jìn)出口連接管5設(shè)置在外殼6的側(cè)面上，或分別設(shè)置在螺旋通道8的端面和外殼6的側(cè)面上，相鄰螺旋通道8上端面的封閉部分采用焊接密封結(jié)構(gòu)，下端面的密封采用焊接密封結(jié)構(gòu)，或采用以發(fā)蘭連接方式連接的頂蓋加密封墊的墊片密封結(jié)構(gòu)，而整個(gè)上端面采用以發(fā)蘭連接方式連接的頂蓋3加密封墊4的墊片密封結(jié)構(gòu)，進(jìn)出口連接管5分別設(shè)置在頂蓋3和外殼6的側(cè)面上。
本發(fā)明所涉及的多螺旋通道螺旋板換熱器，其螺旋通道8具有相同的通道寬度，或具有不相同的通道寬度。
按照換熱器軸線相對(duì)于水平線的關(guān)系，本發(fā)明采用立式安裝位置，或采用臥式安裝位置。
權(quán)利要求
1.一種多螺旋通道螺旋板換熱器，包括外殼(6)、螺旋體、密封及進(jìn)出口四個(gè)部分，所述的螺旋體由一個(gè)位于螺旋體中心的星形中心隔板(1)和卷制而成的一組同心螺旋形板片，也即螺旋板(2)構(gòu)成，每塊螺旋板(2)的里端一一對(duì)應(yīng)地焊接在所述星形中心隔板(1)的各個(gè)分叉(7)的端部，由星形中心隔板(1)和螺旋板(2)構(gòu)成多個(gè)供換熱流體流過的螺旋通道(8)，每塊螺旋板(2)的一側(cè)表面上都設(shè)有多個(gè)間隔布置的，用來保證所述螺旋板(2)間的螺旋通道(8)寬度的定距柱或定距泡，本發(fā)明的特征是所述螺旋體具有至少3塊螺旋板(2)，所述星形中心隔板(1)所具有的分叉(7)數(shù)量至少等于螺旋板(2)的塊數(shù)，由所述星形中心隔板(1)和所述螺旋板(2)構(gòu)成數(shù)量至少等于3的多個(gè)供換熱流體流過的螺旋通道(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多螺旋通道螺旋板換熱器，其特征是所述的星形中心隔板(1)由板材焊接而成，或由位于中心的管材、型材或棒材與呈星形布置的多塊板材焊接而成，其分叉(7)的數(shù)量等于或大于螺旋板(2)的個(gè)數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多螺旋通道螺旋板換熱器，其特征是螺旋通道(8)的上下螺旋端口完全封閉，兩端面均采用全封閉的不可拆的焊接密封結(jié)構(gòu)，形成供換熱流體作螺旋流動(dòng)的多個(gè)螺旋形通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多螺旋通道螺旋板換熱器，其特征是間隔通道的上螺旋端口完全封閉，下螺旋端口敞開，而與之相鄰的間隔通道的上螺旋端口敞開，下螺旋端口完全封閉，螺旋通道(8)兩端面上裝有以發(fā)蘭連接方式連接的頂蓋(3)加密封墊(4)的墊片密封結(jié)構(gòu)，形成供換熱流體作螺旋流動(dòng)的多個(gè)螺旋形通道。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多螺旋通道螺旋板換熱器，其特征是間隔通道的上下螺旋端口完全封閉，而與之相鄰的間隔通道的上下螺旋端口敞開，兩端面上裝有以發(fā)蘭連接方式連接的頂蓋(3)加密封墊(4)的墊片密封結(jié)構(gòu)，形成供流體作螺旋流動(dòng)的多個(gè)螺旋形通道和另一個(gè)供流體作軸向流動(dòng)的軸向通道。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多螺旋通道螺旋板換熱器，其特征是間隔通道的上下螺旋端口完全封閉，而與之相鄰的間隔通道的下螺旋端口完全封閉，上螺旋端口靠近螺旋中心的部分是敞開的，靠近螺旋邊緣的部分是封閉的，由里向外逐漸由敞開方式過渡到封閉方式，整個(gè)上端面采用以發(fā)蘭連接方式連接的頂蓋(3)加密封墊(4)的墊片密封結(jié)構(gòu)，下端面采用全封閉的焊接密封結(jié)構(gòu)，或采用以發(fā)蘭連接方式連接的頂蓋(3)加密封墊(4)的墊片密封結(jié)構(gòu)，形成供流體作螺旋流動(dòng)的多個(gè)螺旋形通道和另一個(gè)供流體先沿軸向而后作螺旋流動(dòng)的流體通道。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多螺旋通道螺旋板換熱器，其特征是螺旋通道(8)的數(shù)量等于4或6。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多螺旋通道螺旋板換熱器，其特征是所述的外殼(6)由加厚的最外圈的螺旋板(2)構(gòu)成，或由兩個(gè)半園環(huán)片組合焊接成的圓筒構(gòu)成，或直接由未加厚的最外圈的螺旋板(2)來構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多螺旋通道螺旋板換熱器，其特征是所述的定距柱采用柱形，或塊形，或條形，或流線形，或翼形。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種螺旋通道數(shù)至少等于3的多螺旋通道螺旋板換熱器，該換熱器由外殼、螺旋體、密封及進(jìn)出口四個(gè)部分構(gòu)成，螺旋體采用星形中心隔板(例如丫形或十字形)、以及數(shù)量與星形中心隔板的分叉端數(shù)相等的多個(gè)同心的螺旋板來構(gòu)成，每塊螺旋板的一側(cè)表面上都設(shè)有多個(gè)間隔布置的定距柱或定距泡，形成供換熱流體流過的多個(gè)螺旋形通道。由于采用了多螺旋通道結(jié)構(gòu)，就可以通過流道的并聯(lián)組合，在不減少傳熱面積的前提下大幅度提高換熱器的單臺(tái)容量和處理能力，另外還可以通過流道組合，同時(shí)進(jìn)行多種流體的換熱，其應(yīng)用范圍可以涵蓋現(xiàn)有技術(shù)公知的2螺旋通道螺旋板換熱器的所有應(yīng)用范圍，其中包括液體與液體、氣體與液體、蒸氣冷凝等換熱場(chǎng)合。
文檔編號(hào)F28D9/04GK1710368SQ200410041008
公開日2005年12月21日 申請(qǐng)日期2004年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月18日
發(fā)明者高堯林 申請(qǐng)人:高堯林