一種螺旋導流通道換熱器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種螺旋導流通道換熱器，包括外套筒、內(nèi)套筒、上端蓋、導流立管和螺旋上升導流條；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)套筒設有上層底端蓋，外套筒設有下層底端蓋，內(nèi)套筒套裝在外套筒內(nèi)，所述導流立管穿過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。
【專利說明】
一種螺旋導流通道換熱器
技術(shù)領域
[0001]本發(fā)明涉及熱交換器技術(shù)領域，尤其是一種螺旋導流通道換熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]儲存熱能是人類節(jié)約能源的成功探索，特別是太陽能利用方面，蓄熱儲能技術(shù)具有巨大的發(fā)展前景。蓄熱儲能技術(shù)通常利用物理化學等方法將太陽能以及暫時不用的工業(yè)余熱儲存在蓄熱介質(zhì)中，在需要時將熱量重新釋放出來，從根本上解決了能量在時間和地點上不匹配的問題，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，相變蓄熱就是利用石蠟、脂肪酸、熔融鹽等相變材料，在發(fā)生相變時吸收或放出熱量來達到儲存和釋放能量的過程。潛熱的能量密度高、放熱過程溫度波動范圍小?，F(xiàn)有技術(shù)中的蓄熱換熱器是應用較為廣泛的相變換熱器，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、適用性廣等優(yōu)點，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)問題是提供一種螺旋導流通道換熱器，使換熱流體通過螺旋導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。
[0004]本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:
[0005]—種螺旋導流通道換熱器，包括外套筒、內(nèi)套筒、上端蓋、導流立管和螺旋上升導流條;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)套筒設有上層底端蓋，外套筒設有下層底端蓋，內(nèi)套筒套裝在外套筒內(nèi)，所述導流立管穿過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流通道，出口管與螺旋上升導流通道相連通。
[0006]上述螺旋導流通道換熱器，增設螺旋水平導流條，所述螺旋水平導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流立管下端口相連通，螺旋水平通道出口與螺旋上升導流通道相連通。
[0007]上述螺旋導流通道換熱器，增設散熱肋片，所述散熱肋片固定在上層底端蓋上面。
[0008]上述螺旋導流通道換熱器，增設圓錐形導流體，所述圓錐形導流體固定在下層底端蓋上并位于導流立管下端口下面。
[0009]上述螺旋導流通道換熱器，增設上部連通管，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，上部連通管設有密封端蓋。
[0010]本發(fā)明將螺旋上升導流條固定在內(nèi)套筒立壁和外套筒立壁之間形成螺旋上升導流通道，換熱流體在螺旋上升導流通道中做螺旋上升流動，這樣的設置增加了換熱面積，強化附近區(qū)域的熱傳導，同時換熱流體在螺旋上升流動過程中，對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中的螺旋上升導流條的軸測圖。
[0016]圖中各標號表示為:上部連通管1、上端蓋2、導流立管3、螺旋上升導流通道4、外套筒5、內(nèi)套筒6、圓錐形導流體7、螺旋水平導流條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、螺旋上升導流條14、出口管15、下部連通管帽16。
【具體實施方式】
[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]見圖5，螺旋上升導流條14為板式螺旋彈簧結(jié)構(gòu)，螺旋上升導流條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流通道4。螺旋水平導流條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流條8形成螺旋水平通道11。導流立管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流通道4連通。
[0019]見圖1及其中的水流運動箭頭方向；可將石蠟儲存在內(nèi)套筒內(nèi)腔13內(nèi)，與太陽能集熱器組合使用，白天時太陽溫度高，使水流經(jīng)太陽能集熱器，變成高溫水進入導流立管3，經(jīng)螺旋水平通道11進入螺旋上升導流通道4，從出口管15排出。首先太陽能熱水經(jīng)過導流立管3，導流立管3位于內(nèi)套筒6內(nèi)部，既能把熱量傳導給內(nèi)套筒內(nèi)腔13里面的石蠟，又可防止熱量散失;其次太陽能熱水從螺旋水平通道11中央以螺旋流動方式進入螺旋上升導流通道4，再次，太陽能熱水從從出口管15排出，把剩余熱量充分傳導給內(nèi)套筒內(nèi)腔13內(nèi)的石蠟，從而利用太陽熱量將石蠟融化。夜間使自來水流經(jīng)導流立管3，從出口管15排出，內(nèi)套筒內(nèi)腔13里的石蠟所儲存的潛熱加熱導流立管3內(nèi)的自來水，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，可以強化換熱流體的傳熱過程，具有最佳的傳熱效果;在導流立管3下端口下面設置圓錐形導流體7，圓錐形導流體7固定在下層底端蓋10上，可使太陽能熱水均勻分流并導流進入螺旋水平通道11，可有效減輕太陽能熱水的液擊現(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)明還可以應用于工業(yè)余熱回收和再利用。在工業(yè)生產(chǎn)中，常常會有許多工業(yè)余熱無法利用，例如煉鐵高爐的沖渣水、工業(yè)設備用冷卻水等，可用本發(fā)明將工業(yè)余熱回收，并將熱量暫時儲存于石蠟中，作為穩(wěn)定熱源輸出熱量。
[0022]本發(fā)明還可以與汽車組合為移動熱源車，將工業(yè)余熱吸收儲存后，把熱量暫時儲存起來，利用移動熱源車實現(xiàn)熱量的空間轉(zhuǎn)移，用作酒店、洗浴中心、居民住宅使用，移動熱源車具有一定的靈活性和機動性，提高熱能利用率。
【主權(quán)項】
1.一種螺旋導流通道換熱器，其特征在于:包括外套筒(5)、內(nèi)套筒(6)、上端蓋(2)、導流立管(3)和螺旋上升導流條(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)設有上層底端蓋(9)，外套筒(5)設有下層底端蓋(10)，內(nèi)套筒(6)套裝在外套筒(5)內(nèi)，所述導流立管(3)穿過上端蓋(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、形成螺旋上升導流通道(4)，出口管(15)與螺旋上升導流通道(4)相連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺旋導流通道換熱器，其特征在于:增設螺旋水平導流條(8)，所述螺旋水平導流條(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所述的一種螺旋導流通道換熱器，其特征在于:增設散熱肋片(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所述的一種螺旋導流通道換熱器，其特征在于:增設圓錐形導流體(7)，所述圓錐形導流體(7)固定在下層底端蓋(10)上并位于導流立管(3)下端口下面。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種螺旋導流通道換熱器，其特征在于:增設上部連通管(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)設有密封端蓋。
【文檔編號】F28D20/02GK105928408SQ201610472224
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月25日
【發(fā)明人】程友良, 韓健, 王月坤
【申請人】華北電力大學（保定）