熱交換器的制造方法
【專利摘要】一種熱交換器（100），其包括第一細長管件（1）、設置在第一細長管件（1）內的第二細長管件（2），由此，在第二細長管件（2）的外表面（8）和第一細長管件（1）的內表面（7）之間形成第一流動路徑（F1）。第三細長管件（3）設置在第二細長管件內（2），由此，在第三細長管件（3）的外表面（10）和第二細長管件（2）的內表面（9）之間形成第二流動路徑（F2）。細長管件（1、2、3）的各壁（5）設置有至少一個螺旋形的波紋部（4），以在流動路徑（F1、F2、F3）中的流體內形成湍流。波紋部（4）提高熱交換并減少水垢的形成。
【專利說明】熱交換器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及傳熱到流體或在流體之間傳熱的裝置，具體地但不排外地來說，涉及適用于制冷或空調裝置中蒸發(fā)器、冷凝器、過熱蒸氣減溫器或再冷卻器的熱交換器。
【背景技術】
[0002]許多工藝過程需要有效地將熱量傳遞到流體或在流體之間傳熱。一種公知的在流體之間進行熱交換的方法是“管-中-管”熱交換器。該類型熱交換器具有位于第二管件內的第一管件。處于一種溫度下的流體流過內管件，同時處于第二種溫度下的流體在內管外壁和外管內壁之間的環(huán)形中移動。熱量通過內管的壁在流體之間傳熱。
實用新型內容
[0003]根據本實用新型的一個主要方面，提供一種熱交換器，其包括第一細長管件、第二細長管件和第三細長管件，第二細長管件設置在第一細長管件內，由此，在第二細長管件的外表面和第一細長管件的內表面之間形成第一流動路徑，而第三細長管件設置在第二細長管件內，由此，在第三細長管件的外表面和第二細長管件的內表面之間形成第二流動路徑。細長管件的每個壁設置有至少一個螺旋形的波紋部，以在流動路徑內形成流體的湍流。波紋部較佳地沿著管件的整個長度延伸。每個波紋部較佳地具有非對稱的輪廓，尤其是，倒圓的鋸齒形輪廓。第三細長管件的內表面可形成第三流動路徑，或它可含有加熱元件。
[0004]本實用新型優(yōu)選的實施例提供熱交換器，其允許在兩個以上流體之間熱交換，和/或其中一個在流體中形成湍流，以改進熱交換效率和提供自凈效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0005]圖1是本實用新型熱交換器的示意側視圖，為清楚起見，外部波紋部未予示出。
[0006]圖2是通過A-A橫截面的圖1中部分B的放大圖。
【具體實施方式】
[0007]首先參照圖1和2，根據本實用新型實施例的熱交換器總的用箭頭100表示。熱交換器可采用任何合適的流體或流體的組合。這里所用的術語“流體”包括液體、氣體和蒸氣態(tài)。熱交換器100可用于目標f流體的加熱或冷卻。
[0008]熱交換器100包括第一細長管件1、設置在第一細長管件內的第二細長管件2，以及設置在第二細長管件2內的第三細長管件3。管件1、2、3最好為同軸，但中心軸線稍許的偏移也是允許的。
[0009]每個管件1、2、3具有至少一個形成在管件的壁5內的螺旋形波紋部4。該波紋部較佳地沿著管件1、2、3的大部分長度延伸，最佳地沿著它們全長延伸，但在其任一端可設置有短的無波紋部的引入和/或引出部分。每個管可設置有單頭起始的波紋部或多頭起始的波紋部。[0010]在優(yōu)選的實施例中，每個管件1、2、3中的波紋部形成為相同的角度。然而，由于管子的直徑不同，各個管上的波紋部可相對于其它管上的波紋部交錯。
[0011]如圖2所示，在優(yōu)選的實施例中，波紋部4具有非對稱的外形，最好是倒圓的鋸齒形輪廓6。波紋部4可用任何合適的方法形成，但最好使用冷成型輪冷加工形成，就如公開的PCT說明書W09407071中所描述的，其題為“螺旋形波紋部管的制造”，本文以參見方式引入其全部內容。在優(yōu)選的實施例中，每個所述管件由銅形成，但也可采用其它合適的材料，它們?yōu)楸尽炯夹g領域】內技術人員所熟悉。
[0012]如圖2所示，在一優(yōu)選的實施例中，第一和第三管子1、3布置成使波紋部4A、4C具有第一定向，而第二管件2布置成使波紋部4B具有相反的第二定向。
[0013]管件1、2、3的直徑選定為使得第一流動路徑Fl形成在第一管件I的內表面7和第二管件2的外表面8之間，而第二流動路徑F2形成在第二管件2的內表面9和第三管件3的外表面10之間。在一優(yōu)選的實施例中，第三管件3的內表面11形成第三流動路徑F3。然而，在其它的實施例中，第三管件3的內部可包含電加熱元件或類似的元件。當熱交換器100用作制冷或空調裝置的蒸發(fā)器或過熱蒸氣減溫器時，這可特別用來防止第二流動路徑中加熱流體結凍的可能性。
[0014]波紋部4的效應是在任何的流動路徑中在流體流動中引起湍流或紊流。該湍流或紊流提高流體和壁5之間的傳熱。由于管件的壁5的內外表面是波紋部的，波紋部4在管件1、2、3的內表面7、9、11上流動的流體以及在外表面8、10上流動的流體中造成湍流。
[0015]螺旋形波紋部4趨于在管件1、2、3的壁附近對流體施加轉動的或漩渦的運動，以及形成湍流。這有助于在流體內混合多個熱分層，并使通過管件壁5的傳熱為最大，還有助于阻止水垢和沉淀物附著在壁5上。
[0016]在優(yōu)選的實施例中，流動路徑F1、F2、F3具有各自的入口 20、21、22和出口 23、24、25，它們布置成使第一和第三流動路徑F1、F3內的流體沿第一方向流動，而第二流動路徑F2內的流體沿相反的第二方向流動，由此，熱交換器在“對流”構造中運行，這為本【技術領域】內技術人員所熟知。在一個實施例中，每個流動路徑可包含不同的流體和/或不同溫度的流體。然而，在其它的實施例中，第一和第三流動路徑F1、F3可包含相同的流體和/或基本上相同溫度的流體。在某些實施例中，通向第一和第三流動路徑F1、F3的入口可連接到公共流體源。
[0017]在具有鋸齒形輪廓波紋部的實施例中，入口 20、21、22和出口 23、24、25布置成使其各自的流體朝向鋸齒形構造的較長面的方向流動(不是朝向相對垂直的面)，以減小波紋部造成的壓降。
[0018]在一個實施例中，本實用新型構造成額定功率為30kW的蒸發(fā)器，并有30kW的制冷冷卻器。 申請人:的試驗顯示傳熱系數為41Kw/m2。對比之下，額定功率也為30kW的傳統(tǒng)的增加表面的管-內-管熱交換器，在用于相同裝置時提供的傳熱系數僅為23Kw/m2。本實用新型以較低的傳熱表面面積達到較大的傳熱系數，這表明本實用新型在流體內產生了增加的瑞流。
[0019]本實用新型的熱交換器100還可應用于諸如消防消聲器、車輛消音器和空氣壓縮機出口的減音的應用中。
[0020]除非文中另有明白地要求，否則，在全部的描述和權利要求書中，詞語“包括”、“包含”等應看作包含在內的含義，而不是排外的或詳盡無遺留的含義，這就是說，表示“包括但不限于”的含義。
【權利要求】
1.一種熱交換器，所述熱交換器包括第一細長管件、設置在第一細長管件內的第二細長管件，由此，在第二細長管件的外表面和第一細長管件的內表面之間形成第一流動路徑，其特征在于， 熱交換器還包括設置在第二細長管件內的第三細長管件，由此，在第三細長管件的外表面和第二細長管件的內表面之間形成第二流動路徑，其中，各個所述細長管件的壁設置有至少一個螺旋形的波紋部。
2.如權利要求1所述的熱交換器，其特征在于，每個所述波紋部基本上沿著各自管件的整個長度延伸。
3.如權利要求1所述的熱交換器，其特征在于，每個螺旋形的所述波紋部具有非對稱的外形。
4.如權利要求3所述的熱交換器，其特征在于，所述螺旋形波紋部具有倒圓的鋸齒形輪廓。
5.如權利要求4所述的熱交換器，其特征在于，所述第一和第三細長管件的波紋部沿第一方向定向，所述第二細長管件的波紋部沿與第一方向相反的第二方向定向。
6.如權利要求1所述的熱交換器，其特征在于，所述波紋部適于在使用中在各個所述流動路徑內的流體流中產生湍流。
7.如權利要求2、3、4、5或6所述的熱交換器，其特征在于，所述第三細長管件的內表面形成第三流動路徑。
8.如權利要求7所述的熱交換器，其特征在于，每個所述細長管件具有各自的入口和出口，所述入口和出口設置成使用中通過所述第二流動路徑的流體流沿與在所述第一流動路徑和所述第三流動路徑內的流體流相反的方向中流動。
9.如權利要求8所述的熱交換器，其特征在于，所述第一流動路徑和所述第三流動路徑的入口連接到公共流體源。
10.如權利要求1所述的熱交換器，其特征在于，所述第三細長管件包括電加熱元件。
【文檔編號】F25B39/04GK203489539SQ201320548393
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年9月4日 優(yōu)先權日:2013年9月4日
【發(fā)明者】R·M·英尼斯, M·J·凱特 申請人:節(jié)能概念有限公司