專利名稱：螺旋管構(gòu)件熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及利用封閉管道里工質(zhì)的物態(tài)相變換制冷和發(fā)熱的熱交換設(shè)備，特別是涉及其中工質(zhì)冷凝和蒸發(fā)是依靠螺旋管旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的熱交換設(shè)備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)涉及的封閉管道里工質(zhì)冷凝和蒸發(fā)的熱交換設(shè)備，采用壓縮機(jī)或壓力泵等運(yùn)動(dòng)部件與工質(zhì)直接作用，來(lái)達(dá)到工質(zhì)由于壓力變化而冷凝和蒸發(fā)的目的，使得熱交換設(shè)備存在機(jī)械損耗較大、設(shè)備壽命不夠長(zhǎng)，整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜和不易維護(hù)的缺點(diǎn)；另有一種，例如熱管散熱器和擴(kuò)散-吸收式制冷/發(fā)熱裝置，雖然沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件，卻又存在另外一些不足。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提出一種機(jī)械損耗很小、經(jīng)久耐用、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和易于維護(hù)的熱交換設(shè)備。
本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是，設(shè)計(jì)制造一種螺旋管構(gòu)件熱交換器，包括相互隔離的兩個(gè)腔體，每個(gè)腔體有傳熱介質(zhì)通過(guò)，一個(gè)為冷腔體，另一個(gè)為熱腔體，還包括貫穿兩個(gè)腔體的軸，該軸的近兩端表面有開孔，所述軸在熱腔體內(nèi)的一段，其上有空心螺旋管構(gòu)件，該構(gòu)件的多匝螺旋管的一端與該段軸上開孔連通；所述軸在冷腔體內(nèi)的一段，其上有空心螺旋管構(gòu)件，該構(gòu)件的多匝螺旋管的一端與該段軸上開孔連通；所述兩構(gòu)件的螺旋管的各另一端通過(guò)節(jié)流部件連通；所述兩構(gòu)件的螺旋管的管心與軸的內(nèi)部通道構(gòu)成封閉腔體，該腔體中有工質(zhì)，當(dāng)所述軸由外部驅(qū)動(dòng)，并從端口4方向看是順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，且節(jié)流部件開啟時(shí)，所述工質(zhì)在該腔體內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，流動(dòng)方向?yàn)樵诼菪軆?nèi)是由部位a到部位d，在軸的內(nèi)部通道是由部位d到部位a。
同現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型螺旋管構(gòu)件熱交換器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于維護(hù)，機(jī)械損耗小，經(jīng)久耐用。


圖1為本實(shí)用新型螺旋管構(gòu)件熱交換器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型所述螺旋管構(gòu)件實(shí)施例一結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是圖2的d端視圖。
圖4是本實(shí)用新型所述螺旋管構(gòu)件實(shí)施例二結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本實(shí)用新型所述螺旋管構(gòu)件實(shí)施例三結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖所示之最佳實(shí)施例作進(jìn)一步詳述。
本實(shí)用新型螺旋管構(gòu)件熱交換器，如圖1所示，包括相互隔離的兩個(gè)腔體，每個(gè)腔體有傳熱介質(zhì)通過(guò)，一個(gè)為冷腔體12，另一個(gè)為熱腔體11，還包括貫穿兩個(gè)腔體的軸1，該軸1近兩端處a，d部位表面有開孔；所述軸1在熱腔體11內(nèi)的一段，其上有空心螺旋管構(gòu)件2a，該構(gòu)件的多匝螺旋管14的一端與該段軸上a處開孔連通；所述軸1在冷腔體內(nèi)的一段，其上有空心螺旋管構(gòu)件2b，該構(gòu)件的多匝螺旋管14的一端與該段軸上d處開孔連通；所述構(gòu)件2a、2b的螺旋管的各另一端b、c部位，通過(guò)節(jié)流部件3連通；所述構(gòu)件2a、2b的螺旋管的管心與軸1的內(nèi)部通道構(gòu)成封閉腔體，該腔體中有工質(zhì)，當(dāng)所述軸1由外部驅(qū)動(dòng)，并從端口4方向看是順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，且節(jié)流部件3開啟時(shí)，所述工質(zhì)在該腔體內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，方向?yàn)樵诼菪軆?nèi)是由部位a到部位d，在軸的內(nèi)部通道是由部位d到部位a。
所述熱腔體11中傳熱介質(zhì)，比如空氣，從端口4引入，該腔體的另一端口5處，裝有排氣扇6，熱氣從端口5送出。
所述冷腔體12中傳熱介質(zhì)，比如空氣，從端口9引入，該端口處裝有進(jìn)氣扇8，冷氣從端口7送出。
所述空心螺旋管構(gòu)件2a、2b，如圖1所示，各匝可以是單圈結(jié)構(gòu)，也可以是如圖3所示的多圈漸開螺旋結(jié)構(gòu)。
所述空心螺旋管構(gòu)件2a、2b的結(jié)構(gòu)，如圖1所示，所述構(gòu)件上還設(shè)有翅板13，用以填充空心螺旋管14與軸1間空隙。
所述空心螺旋管構(gòu)件2a、2b的結(jié)構(gòu)，如圖2所示，匝與匝之間采用斜管15過(guò)渡。
所述空心螺旋管構(gòu)件2a、2b的結(jié)構(gòu)，如圖2所示，各匝的纏繞直徑沿軸1方向分布是相同的。
所述空心螺旋管構(gòu)件2a、2b的結(jié)構(gòu)，如圖4所示，各匝的纏繞直徑沿軸1方向分布可以是兩端小、中間大。
所述空心螺旋管構(gòu)件2a、2b的結(jié)構(gòu)，如圖5所示，各匝的纏繞直徑沿軸1方向分布可以是從一端到另一端逐漸增大。
所述節(jié)流部件3可以是節(jié)流閥，也可以用一段變形節(jié)替換，所述變形節(jié)指用于轉(zhuǎn)換截面形狀的過(guò)渡段。
本實(shí)用新型螺旋管構(gòu)件熱交換器的工作原理是這樣的當(dāng)外部動(dòng)力帶動(dòng)軸1如圖1中所示方向旋轉(zhuǎn)，封閉腔體內(nèi)工質(zhì)在構(gòu)件2a的空心螺旋管內(nèi)形成慣性作用力，該慣性作用力的方向與構(gòu)件2a的空心螺旋管旋轉(zhuǎn)方向相反，工質(zhì)的慣性作用力大小與構(gòu)件2a的空心螺旋管的纏繞直徑和角速度有關(guān)，有纏繞直徑越大，作用力越大；角速度越大，作用力越大。由于構(gòu)件2a的空心螺旋管由多匝組成，工質(zhì)的慣性作用力在構(gòu)件2a的空心螺旋管的每匝內(nèi)形成疊加的關(guān)系，所以在構(gòu)件2a的空心螺旋管內(nèi)，由a端到b端工質(zhì)的壓力是逐步增大的。
同理，d端內(nèi)工質(zhì)的壓力比c端大。由于a端是工質(zhì)的低壓端，所以當(dāng)d端內(nèi)工質(zhì)的壓力大于a端內(nèi)工質(zhì)的壓力時(shí)，工質(zhì)可以自動(dòng)由d端流向a端，這樣工質(zhì)就具有固定的流向，即從a端流經(jīng)b端再流經(jīng)c端，最后流到d端，再由d端經(jīng)旋轉(zhuǎn)軸1內(nèi)部通道返回到a端，形成循環(huán)運(yùn)動(dòng)。
在b端和c端間安裝一個(gè)流量控制閥3來(lái)控制由b端流向c端的工質(zhì)流量大小，由于流量控制閥3的作用，構(gòu)件2a的空心螺旋管內(nèi)工質(zhì)不能及時(shí)完全通過(guò)到c端，這樣在構(gòu)件2a的空心螺旋管內(nèi)的工質(zhì)造成過(guò)剩，形成正壓力，正壓力的大小與構(gòu)件2a的空心螺旋管的纏繞直徑、該空心螺旋管的角速度以及通過(guò)流量控制閥3的流量大小有關(guān)，有纏繞直徑越大，壓力越大；角速度越大，壓力越大；流量越大，壓力越小。這個(gè)過(guò)程就實(shí)現(xiàn)了工質(zhì)的冷凝過(guò)程。
經(jīng)過(guò)流量控制閥3的工質(zhì)到達(dá)構(gòu)件2b的空心螺旋管，由于流量控制閥3的作用，流到構(gòu)件2b的空心螺旋管內(nèi)的工質(zhì)不足以充滿該空心螺旋管的內(nèi)部空間，所以工質(zhì)在該空心螺旋管內(nèi)形成負(fù)壓力，呈蒸發(fā)狀態(tài)，負(fù)壓力的大小與構(gòu)件2b的空心螺旋管的纏繞直徑、該空心螺旋管的角速度以及通過(guò)流量控制閥3的流量大小有關(guān)，有纏繞直徑越大，壓力越小；角速度越大，壓力越小；流量越大，壓力越大。這個(gè)過(guò)程實(shí)現(xiàn)工質(zhì)的蒸發(fā)過(guò)程。
連接空心螺旋管和軸1的翅板13，當(dāng)軸1旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩匝螺旋管間形成螺旋風(fēng)槽，增加空氣在空心螺旋管表面的熱交換效率，同時(shí)也起到加固空心螺旋管的作用。
如果令軸1按圖1所示相反方向旋轉(zhuǎn)，工質(zhì)流動(dòng)方向?qū)?huì)相反，冷、熱腔體的位置對(duì)調(diào)。冷、熱腔體內(nèi)的傳熱介質(zhì)(空氣)的流動(dòng)方向也正好相反，排氣、進(jìn)氣扇的安裝位置也要對(duì)調(diào)。
本實(shí)用新型螺旋管構(gòu)件熱交換器所用工質(zhì)，無(wú)特殊要求，既可采用傳統(tǒng)的制冷劑，更可采用綠色環(huán)保型制冷劑，還可采用水等。
本實(shí)用新型螺旋管構(gòu)件熱交換器可應(yīng)用在民用空調(diào)器、車船用空調(diào)器、中央空調(diào)器主機(jī)、民用制冷設(shè)備、商業(yè)用制冷設(shè)備、工業(yè)用制冷設(shè)備以及航空、軍用空調(diào)器和制冷設(shè)備中。
本實(shí)用新型螺旋管構(gòu)件熱交換器可以根據(jù)需要，設(shè)計(jì)為不同功率大小的空調(diào)器，在制冷量同等的條件下，能耗比傳統(tǒng)空調(diào)器低，具有一定的社會(huì)效益和生產(chǎn)效益，屬于節(jié)能、環(huán)保型熱交換器。
本實(shí)用新型螺旋管構(gòu)件熱交換器，僅旋轉(zhuǎn)軸的兩端與軸承連接，故具有機(jī)械損耗小、經(jīng)久耐用，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。
本實(shí)用新型螺旋管構(gòu)件熱交換器的實(shí)施，并不局限于以上披露的一種方式。任何基于本實(shí)用新型螺旋管構(gòu)件熱交換器的工作原理，對(duì)該實(shí)施方式所進(jìn)行的簡(jiǎn)單改進(jìn)與變化，都在本實(shí)用新型的實(shí)施范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種螺旋管構(gòu)件熱交換器，包括相互隔離的兩個(gè)腔體，每個(gè)腔體有傳熱介質(zhì)通過(guò)，一個(gè)為冷腔體(12)，另一個(gè)為熱腔體(11)，其特征在于還包括貫穿兩個(gè)腔體的軸(1)，該軸(1)近兩端處a，d部位表面有開孔；所述軸(1)在熱腔體(11)內(nèi)的一段，其上有空心螺旋管構(gòu)件(2a)，該構(gòu)件的多匝螺旋管(14)的一端與該段軸上a處開孔連通；所述軸(1)在冷腔體內(nèi)的一段，其上有空心螺旋管構(gòu)件(2b)，該構(gòu)件的多匝螺旋管(14)的一端與該段軸上d處開孔連通；所述構(gòu)件(2a)、(2b)的螺旋管的各另一端b、c部位，通過(guò)節(jié)流部件(3)連通；所述構(gòu)件(2a)、(2b)的螺旋管的管心與軸(1)的內(nèi)部通道構(gòu)成封閉腔體，該腔體中有工質(zhì)，當(dāng)所述軸(1)由外部驅(qū)動(dòng)，并從端口(4)方向看是順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，且節(jié)流部件(3)開啟時(shí)，所述工質(zhì)在該腔體內(nèi)流動(dòng)，流動(dòng)方向?yàn)樵诼菪軆?nèi)是由部位a到部位d，在軸(1)的內(nèi)部通道里是由部位d到部位a。
2.如權(quán)利要求1所述的螺旋管構(gòu)件熱交換器，其特征在于所述空心螺旋管構(gòu)件(2a)、(2b)上各匝是單圈結(jié)構(gòu)或多圈漸開螺旋結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所述的螺旋管構(gòu)件熱交換器，其特征在于所述空心螺旋管構(gòu)件(2a)、(2b)上各匝的纏繞直徑沿軸(1)方向分布是相同的，或是兩端小、中間大，或是從一端到另一端逐漸增大，或是所述各種分布的混合。
4.如權(quán)利要求1所述的螺旋管構(gòu)件熱交換器，其特征在于所述空心螺旋管構(gòu)件(2a)、(2b)上，匝與匝之間采用斜管(15)過(guò)渡。
5.如權(quán)利要求1所述的螺旋管構(gòu)件熱交換器，其特征在于所述節(jié)流部件(3)為節(jié)流閥。
6.如權(quán)利要求1所述的螺旋管構(gòu)件熱交換器，其特征在于所述節(jié)流部件(3)為變形節(jié)。
7.如權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的螺旋管構(gòu)件熱交換器，其特征在于所述空心螺旋管構(gòu)件(2a)、(2b)上還設(shè)有翅板(13)，用以填充螺旋管與所述軸(1)間空隙。
8.如權(quán)利要求1所述的螺旋管構(gòu)件熱交換器，其特征在于所述熱腔體(11)中傳熱介質(zhì)，從端口(4)引入，從另一端口(5)送出。
9.如權(quán)利要求1所述的螺旋管構(gòu)件熱交換器，其特征在于所述冷腔體(12)中傳熱介質(zhì)，從端口(9)引入，從另一端口(7)送出。
10.如權(quán)利要求8或9所述的螺旋管構(gòu)件熱交換器，其特征在于所述傳熱介質(zhì)為空氣，并且在所述送出端口或引入端口處設(shè)有抽氣裝置。
專利摘要一種螺旋管構(gòu)件熱交換器，包括相互隔離的兩個(gè)腔體，每個(gè)腔體有傳熱介質(zhì)通過(guò)，一個(gè)為冷腔體，另一個(gè)為熱腔體，還包括貫穿兩個(gè)腔體的軸，該軸近兩端表面有開孔，該軸在熱腔體內(nèi)的一段，其上有空心螺旋管構(gòu)件，該構(gòu)件的多匝螺旋管的一端與該段軸上開孔連通；所述軸在冷腔體內(nèi)的一段，其上有空心螺旋管構(gòu)件，該構(gòu)件的多匝螺旋管的一端與該段軸上開孔連通；所述兩構(gòu)件的螺旋管的各另一端通過(guò)節(jié)流部件連通；所述兩構(gòu)件上螺旋管的管心與軸的內(nèi)部通道形成封閉腔體，該腔體中有工質(zhì)，當(dāng)所述軸由外部驅(qū)動(dòng)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并且閥開啟時(shí)，所述工質(zhì)在該腔體內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。本螺旋管構(gòu)件熱交換器，機(jī)械損耗小，經(jīng)久耐用，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于維護(hù)。
文檔編號(hào)F28D7/00GK2632612SQ03247628
公開日2004年8月11日 申請(qǐng)日期2003年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月18日
發(fā)明者張國(guó)鴻 申請(qǐng)人:張國(guó)鴻