專利名稱：旋流蒸發(fā)換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冷卻裝置熱交換器，尤其是涉及一種通過金屬表面水分蒸發(fā)過程實現(xiàn)管 內(nèi)流體冷卻的盤管型旋流蒸發(fā)換熱器。
背景技術(shù)：
利用金屬表面的水膜蒸發(fā)吸收汽化潛熱的過程是熱工領(lǐng)域常見的熱交換方式之一。由于 這個過程是通過水與空氣之間的"質(zhì)交換"來達(dá)成"熱交換"的目的，其水膜的水分消耗也 是必然的。要維持蒸發(fā)過程的持續(xù)進(jìn)行，必須給這個金屬表面適時的補充水分。最常見的補 充手段是通過(持續(xù)或間歇地)噴水或噴霧的形式來完成。鑒于表面蒸發(fā)過程發(fā)生的機理， 發(fā)生蒸發(fā)的效率主要取決于環(huán)境空氣的相對濕度，即環(huán)境空氣的相對濕度越低，則蒸發(fā)的效 率越高，反之則效率越低。因此，無論持續(xù)或間歇地補充形式，在補充的時間段內(nèi)，客觀上 勢必造成金屬表面水膜附近的環(huán)境空氣濕度上升甚至處于飽和狀態(tài)，致使蒸發(fā)效率顯著下降 。迄今為止，努力改進(jìn)蒸發(fā)換熱過程的補水方式以提高蒸發(fā)效率，正是業(yè)內(nèi)人士長期致力的 目標(biāo)之一。
對于熱交換器而言，流體因其自身粘滯性，在管內(nèi)流動時產(chǎn)生附壁效應(yīng)，都將在內(nèi)壁形 成一層流速趨近于零的附壁層。在正常的管內(nèi)流動中，流體附壁層是相對穩(wěn)定的，其附壁層 的厚度與其粘滯性和流動速度關(guān)系密切。對于導(dǎo)熱性能較差的流體，附壁層實際成為熱傳遞 中比較顯著的熱阻，其作用對于熱交換過程是有害無益的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種換熱效果好的旋流蒸發(fā)換熱器。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是旋流蒸發(fā)換熱器，采用導(dǎo)熱性能良好的金 屬管制作，其特征是金屬管盤繞形成近似圓盤的盤狀體。
為了便于制作且進(jìn)一步提高換熱效率，上述盤狀體采用螺旋線漸進(jìn)的形式盤繞形成。
為方便與外界流體管路相接，采用雙管以同一中心盤繞，中心附近設(shè)有回轉(zhuǎn)封頭連通雙 管形成連續(xù)的流體通道，冷卻流體進(jìn)出接口均設(shè)置在外圓周邊緣處。
進(jìn)一步的是，為了方便補水器的安裝，尤其是跟適用于配合周期性補給蒸發(fā)消耗水的蒸 發(fā)補水器的安裝，在盤狀體的中心位置設(shè)置有安裝空間。
本發(fā)明的有益效果是采用將金屬管盤繞形成近似圓盤的盤狀體的結(jié)構(gòu)，尤其是盤狀體采用螺旋線漸進(jìn)的形式盤繞形成，管內(nèi)流體的流動特征，可以弱化流體的附壁效應(yīng)，使換熱 效果得以改善。同時，與周期性補水的蒸發(fā)補水器匹配，可使金屬表面任意位置的水膜補水 過程發(fā)生在相對短暫的瞬間，從而有效地改善熱交換器的蒸發(fā)效率。


圖l是本發(fā)明的旋流蒸發(fā)換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中標(biāo)記為冷卻流體進(jìn)出接口l、冷卻流體進(jìn)出接口2、回轉(zhuǎn)封頭3。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
如圖1所示，本發(fā)明的旋流蒸發(fā)換熱器，采用導(dǎo)熱性能良好的金屬管制作，例如銅管、 不銹鋼管等，金屬管盤繞形成近似圓盤的盤狀體，且該盤狀體最好采用按螺旋線漸進(jìn)的形式 盤繞形成。與普通的管內(nèi)流動現(xiàn)象不同，在本發(fā)明的旋流蒸發(fā)換熱器中，流體沿螺旋線的切 向流動，可以弱化流體的附壁效應(yīng)，使換熱效果得以改善。對于任意管道斷面，其管內(nèi)流體 的斷面流速總是不均勻的，這種不均勻的斷面流速能夠有效地擾動管內(nèi)流體附壁層，進(jìn)一步 減小熱傳遞過程中的熱阻，使換熱效果具有明顯的提高。本發(fā)明研制過程中已經(jīng)完成的實驗 表明，在相同的熱工條件下，就單位表面積換熱量比較而言，螺旋管換熱器較排管型換熱器 更高。實驗結(jié)果同時表明，同等水利條件下，螺旋管換熱器的流體阻力損失約小于豎排管換 熱器。由于本發(fā)明特定的結(jié)構(gòu)形式，管內(nèi)流體沿螺旋線的切向流動的方式為提高熱交換效率 發(fā)揮了有益的作用。
為了便于安裝連接，方便與外界流體管路相接，本發(fā)明的旋流蒸發(fā)換熱器采用雙管以同
一中心盤繞，中心附近設(shè)有回轉(zhuǎn)封頭3連通雙管形成連續(xù)的流體通道，冷卻流體進(jìn)出口1和2 均設(shè)置在外圓周邊緣處。
為了方便補水器的安裝，尤其是跟適用于配合周期性補給蒸發(fā)消耗水的蒸發(fā)補水器的安 裝，盤狀體的中心位置設(shè)置有安裝空間。
需要冷卻的流體通過盤狀體外緣的一個冷卻流體進(jìn)出口l進(jìn)入旋流蒸發(fā)換熱器內(nèi)，沿管 道盤繞的螺旋線路流向盤狀體中心，并從盤狀體中心附近的回轉(zhuǎn)封頭3折返，流向盤狀體外 緣的另一個冷卻流體進(jìn)出口2。由于旋流蒸發(fā)換熱器表面持續(xù)發(fā)生的蒸發(fā)效應(yīng)，流過旋流蒸 發(fā)換熱器的流體溫度下降，實現(xiàn)冷卻流體的目的。
權(quán)利要求
權(quán)利要求1旋流蒸發(fā)換熱器，采用導(dǎo)熱性能良好的金屬管制作，其特征是金屬管盤繞形成近似圓盤的盤狀體。
2 如權(quán)利要求l所述的旋流蒸發(fā)換熱器，其特征是盤狀體采用螺旋 線漸進(jìn)的形式盤繞形成。
3 如權(quán)利要求2所述的旋流蒸發(fā)換熱器，其特征是采用雙管以同一 中心盤繞，中心附近設(shè)有回轉(zhuǎn)封頭(3)連通雙管形成連續(xù)的流體通道，冷卻流體進(jìn)出接口 (1、 2)均設(shè)置在外圓周邊緣處。
4 如權(quán)利要求3所述的旋流蒸發(fā)換熱器，其特征是盤狀體中心位置 設(shè)置有安裝空間。全文摘要
本發(fā)明公開了一種通過金屬表面水分蒸發(fā)過程實現(xiàn)管內(nèi)流體冷卻的盤管型旋流蒸發(fā)換熱器，具有換熱效果好的特點。該換熱器采用導(dǎo)熱性能良好的金屬管制作，金屬管按螺旋線漸進(jìn)的形式盤繞形成近似圓盤的盤狀體。上述結(jié)構(gòu)改善了管內(nèi)流體的流動特征，可以弱化流體的附壁效應(yīng)，使換熱效果得以改善。同時，與周期性補水的蒸發(fā)補水器匹配，可使金屬表面任意位置的水膜補水過程發(fā)生在相對短暫的瞬間，從而有效地改善熱交換器的蒸發(fā)效率，可廣泛的應(yīng)用于各種通過金屬表面水分蒸發(fā)過程實現(xiàn)管內(nèi)流體冷卻的場合。
文檔編號F28F21/08GK101498559SQ200910300390
公開日2009年8月5日 申請日期2009年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月12日
發(fā)明者何葉從, 沖 葉, 曹樹勇, 臻 曾, 鐘星燦 申請人:中鐵二院工程集團有限責(zé)任公司