一種螺旋板式換熱器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種螺旋板式換熱器，包括換熱本體，所述換熱本體包括中心隔板、第一螺紋板和第二螺紋板，所述第一螺紋板的一個(gè)端部與中心隔板的一個(gè)邊固定密封連接，第二螺紋板的一個(gè)端部與中心隔板的另一個(gè)邊固定密封連接，第一螺紋板和第二螺紋板以同一方向同一圓心卷制成圓柱形；其中，所述第一螺紋板和第二螺紋板均具有形狀大小均相同的波紋，卷制過(guò)程中，內(nèi)圈螺紋板的波峰與相鄰?fù)馊β菁y板的波谷相貼合，內(nèi)圈螺紋板的波谷和相鄰?fù)馊β菁y板的波峰間形成流體通道。本實(shí)用新型所述的螺旋板式換熱器傳熱性能好，承壓能力強(qiáng)，節(jié)約材料，減少了焊接工序。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種螺旋板式換熱器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及熱交換設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種螺旋板式換熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]螺旋板式換熱器是一種高效換熱器，廣泛用于化工、輕工、食品等行業(yè)，具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)總傳熱系數(shù)高一由于流體在螺旋形通道內(nèi)受到慣性離心力的作用和定距柱的干擾，低雷諾數(shù)(Re=1400?1800)下即可達(dá)到湍流，允許流速大(液體為2m/s，氣體為20m/s)，故傳熱系數(shù)大。如水對(duì)水換熱過(guò)程K=2000?3000W/m2.Κ。(2)不易結(jié)垢和堵塞一由于流速較高且在螺旋形通道中流過(guò)，有自行沖刷作用，故流體中的懸浮物不易沉積下來(lái)。(3)能利用低溫?zé)嵩从捎诹鞯篱L(zhǎng)而且兩流體可達(dá)到完全逆流，因而傳熱溫差大，能充分利用溫度較低的熱源。(4)結(jié)構(gòu)緊湊由于板薄2?4mm,單位體積的傳熱面積可達(dá)到150?500m2/m3。
[0003]螺旋板式換熱器由兩張較長(zhǎng)的鋼板疊放在一同卷制而成的，每張板上均布地焊有定距柱，它使兩張板之間產(chǎn)生一定的距離，構(gòu)成兩個(gè)螺旋形通道，冷熱流體之間通過(guò)螺旋板壁進(jìn)行換熱?，F(xiàn)有技術(shù)的螺旋板換熱器構(gòu)造如圖1所示，210為流體通道，220為鋼板，230為定距柱，240為圓鋼，250為密封焊條；螺旋通道邊沿要用圓鋼填實(shí)，然后與換熱板間進(jìn)行兩道密封焊接。螺旋板的定距柱有三個(gè)方面的作用:(1)控制螺旋通道的間距；(2)增加螺旋體的強(qiáng)度與剛度；(3)使流動(dòng)介質(zhì)產(chǎn)生湍流、強(qiáng)化傳熱。
[0004]但是，現(xiàn)有采用定距柱的螺旋板式換熱器承壓能力受限，而且需要焊接定距柱，還需要采用圓鋼和兩條密封焊接，增加了材料成本，而且換熱面積小，造成換熱板兩側(cè)的溫差大，換熱效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種換熱性能高又節(jié)省材料的旋轉(zhuǎn)板式換熱器。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種螺旋板式換熱器，包括換熱本體，所述換熱本體包括中心隔板、第一螺紋板和第二螺紋板，所述第一螺紋板的一個(gè)端部與中心隔板的一個(gè)邊固定密封連接，第二螺紋板的一個(gè)端部與中心隔板的另一個(gè)邊固定密封連接，第一螺紋板和第二螺紋板以同一方向同一圓心卷制成圓柱形；其中，所述第一螺紋板和第二螺紋板均具有形狀大小均相同的波紋，卷制過(guò)程中，內(nèi)圈螺紋板的波峰與相鄰?fù)馊β菁y板的波谷相貼合，內(nèi)圈螺紋板的波谷和相鄰?fù)馊β菁y板的波峰間形成流體通道。
[0007]可選地，根據(jù)本實(shí)用新型的螺旋板式換熱器，所述換熱本體的上部和側(cè)壁分別設(shè)有供第一介質(zhì)流入和流出的第一介質(zhì)入口和第一介質(zhì)出口，以及，在所述換熱本體的下部和側(cè)壁分別設(shè)有供第二介質(zhì)流入和流出的第二介質(zhì)入口和第二介質(zhì)出口。
[0008]可選地，根據(jù)本實(shí)用新型的螺旋板式換熱器，所述波紋為人字形波紋。
[0009]可選地，根據(jù)本實(shí)用新型的螺旋板式換熱器，所述波紋的波峰間距與波谷間距相坐寸O
[0010]可選地，根據(jù)本實(shí)用新型的螺旋板式換熱器，所述第一螺紋板和第二波紋板的邊緣處均高于波紋的高度。
[0011]可選地，根據(jù)本實(shí)用新型所述的螺旋板式換熱器，所述第一螺紋板和第二螺紋板的厚度為2mm。
[0012]本實(shí)用新型所述的螺旋板式換熱器的螺旋通道容易形成湍流，有效的增大了換熱面積，傳熱性能好；由于波紋均勻布置，其支撐點(diǎn)分布均勻密度大，在板厚度相同的情況下，采用波紋要比采用定距柱承壓能力強(qiáng)，而且用波紋代替定距柱，節(jié)約材料，減少了焊接工序。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]通過(guò)閱讀下文優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點(diǎn)和益處對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而并不認(rèn)為是對(duì)本實(shí)用新型的限制。在附圖中:
[0014]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中螺旋板式換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型所述螺旋板式換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為本實(shí)用新型所述螺旋板式換熱器中換熱本體的截面圖；以及
[0017]圖4為本實(shí)用新型所述螺旋板式換熱器中螺紋板的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
[0019]圖2示出了本實(shí)用新型所述螺旋板式換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，所述螺旋板式換熱器包括換熱本體100，在所述換熱本體100的上部和側(cè)壁分別設(shè)有供第一介質(zhì)流入和流出的第一介質(zhì)入口 140和第一介質(zhì)出口 150，以及，在所述換熱本體100的下部和側(cè)壁分別設(shè)有供第二介質(zhì)流入和流出的第二介質(zhì)入口 160和第一介質(zhì)出口 170。待換熱的第一介質(zhì)和第二介質(zhì)分別自所述第一介質(zhì)入口 140和第二介質(zhì)入口 160進(jìn)入換熱本體,經(jīng)換熱后，再分別自所述第一介質(zhì)出口 150和第二介質(zhì)出口 170流出，完成換熱過(guò)程。
[0020]圖3示出了本實(shí)用新型所述螺旋板式換熱器中換熱本體的截面圖。如圖3中所示，所述換熱本體100包括中心隔板110、第一螺紋板120和第二螺紋板130，所述第一螺紋板120和第二螺紋板130均為長(zhǎng)方形。所述第一螺紋板120的一個(gè)端部與中心隔板110的一個(gè)邊固定密封連接，第二螺紋板130的一個(gè)端部與中心隔板110的另一個(gè)邊(與第一螺紋板連接的邊相對(duì)應(yīng))固定密封連接，第一螺紋板120和第二螺紋板130以同一方向同一圓心卷制成圓柱形；其中，所述第一螺紋板120和第二螺紋板130均具有形狀大小均相同的波紋，卷制過(guò)程中，第一螺紋板120和第二螺紋板130相互貼合卷制多圈，例如卷制3-15圈，內(nèi)圈螺紋板的波峰與相鄰?fù)馊β菁y板的波谷相貼合，內(nèi)圈螺紋板的波谷和相鄰?fù)馊β菁y板的波峰間形成流體通道180、190，其中流體通道180和流體通道190流動(dòng)的是第一介質(zhì)和第二介質(zhì)?？紤]到加工工藝的要求，所述第一螺紋板和第二螺紋板的厚度以2mm為宜。
[0021]本實(shí)用新型所述螺旋板式換熱器中，所述波紋為人字形波紋。所謂人字形，就是沿螺紋板長(zhǎng)度方向的中心線(xiàn)兩側(cè)的波峰1201與波谷1202均與該中心線(xiàn)成15-75度的夾角，且兩側(cè)的波峰1201以中心線(xiàn)相對(duì)稱(chēng)，兩側(cè)的波谷1202也以中心線(xiàn)相對(duì)稱(chēng)。優(yōu)選地，所述波紋的波峰1201的間距與波谷1202的間距是相等的。采用人字形波紋板制成的螺旋板式換熱器的板間流道，是一個(gè)橫截面多變、曲折的流道，加之螺旋通道，使其容易形成湍流，使用人字形紋代替定距柱，有效的增大了換熱面積，通過(guò)理論和實(shí)驗(yàn)證明使用人字紋比使用定距柱，在其它條件相同的情況下流體的臨界雷諾數(shù)要低得多，水-水換熱時(shí)人字紋螺旋板式換熱器的傳熱系數(shù)最大可達(dá)5000W/ Cm2.K)，而普通螺旋板式換熱器的傳熱系數(shù)最大一般不超過(guò) 3000W/ (m2.K)。
[0022]本實(shí)用新型所述螺旋板式換熱器中，所述第一螺紋板120和第二螺紋板130的邊緣處均高于波紋的高度。螺紋板的邊緣處高于波形紋的高度，可以將螺紋板的邊沿在卷制過(guò)程中通過(guò)模具進(jìn)行折邊，使得折后的邊沿部與相鄰的螺紋板的邊沿貼合，用一個(gè)焊接封條即可，節(jié)省了焊接材料和工序。
[0023]除了傳熱性能好，承壓性能好，節(jié)約材料，降低成本之外，本實(shí)用新型所述螺旋板式換熱器還具有以下優(yōu)點(diǎn):散熱損失小:熱流體可以通過(guò)中心接管直接進(jìn)入人字形紋螺旋板式換熱器的內(nèi)部，螺旋結(jié)構(gòu)也使換熱器向環(huán)境散熱的面積較小，且兩側(cè)螺旋通道端面易采用保溫措施，使人字形紋螺旋板式換熱器散發(fā)于環(huán)境的熱損失很少；傳熱溫差小:在人字形紋螺旋板式換熱器中，冷熱液體一般按逆流操作，對(duì)于同一換熱面積，螺旋板的長(zhǎng)度可以通過(guò)板寬的調(diào)整在較大的范圍內(nèi)變化，冷熱流體的出口溫度能夠精確地人為控制，冷熱流體溫差的最小值僅為rc左右，因此能充分利用低溫?zé)嵩?；溫差?yīng)力小:由于螺旋通道為一整體，內(nèi)部不存在溫度的突變區(qū)，螺旋板的熱脹冷縮量就被螺旋體的通道間隙均勻吸收，而且人字形紋對(duì)熱脹冷縮量也有一定的吸收作用；結(jié)構(gòu)緊湊:螺旋板式換熱器單位體積的傳熱面比管殼式換熱器大得多，而人字形紋螺旋板式換熱器比普通螺旋板式換熱器單位體積的傳熱面積更大。
[0024]應(yīng)該注意的是，上述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行說(shuō)明而不是對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行限制，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下可設(shè)計(jì)出替換實(shí)施例。在權(quán)利要求中，不應(yīng)將位于括號(hào)之間的任何參考符號(hào)構(gòu)造成對(duì)權(quán)利要求的限制。單詞“包含”不排除存在未列在權(quán)利要求中的元件或步驟。單詞第一、第二以及第三等的使用不表示任何順序，可將這些單詞解釋為名稱(chēng)。
【權(quán)利要求】
1.一種螺旋板式換熱器，包括換熱本體(100)，其特征在于所述換熱本體(100)包括中心隔板(110)、第一螺紋板(120)和第二螺紋板(130)，所述第一螺紋板(120)的一個(gè)端部與中心隔板(110)的一個(gè)邊固定密封連接，第二螺紋板(130)的一個(gè)端部與中心隔板(110)的另一個(gè)邊固定密封連接，第一螺紋板(120)和第二螺紋板(130)以同一方向同一圓心卷制成圓柱形；其中，所述第一螺紋板(120 )和第二螺紋板(130 )均具有形狀大小均相同的波紋，卷制過(guò)程中，內(nèi)圈螺紋板的波峰與相鄰?fù)馊β菁y板的波谷相貼合，內(nèi)圈螺紋板的波谷和相鄰?fù)馊β菁y板的波峰間形成流體通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋板式換熱器，其特征在于:所述換熱本體(100)的上部和側(cè)壁分別設(shè)有供第一介質(zhì)流入和流出的第一介質(zhì)入口( 140)和第一介質(zhì)出口( 150),以及，在所述換熱本體(100)的下部和側(cè)壁分別設(shè)有供第二介質(zhì)流入和流出的第二介質(zhì)入口(160)和第二介質(zhì)出口(170)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋板式換熱器，其特征在于:所述波紋為人字形波紋。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的螺旋板式換熱器，其特征在于:所述波紋的波峰間距與波谷間距相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋板式換熱器，其特征在于:所述第一螺紋板(120)和第二波紋板(130)的邊緣處均高于波紋的高度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的螺旋板式換熱器，其特征在于:所述第一螺紋板(120)和第二螺紋板(130)的厚度為2mm。
【文檔編號(hào)】F28F3/04GK203629388SQ201320655890
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2013年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月23日
【發(fā)明者】楊文強(qiáng), 許強(qiáng)偉 申請(qǐng)人:重慶司莫威尼熱力設(shè)備有限公司