本發(fā)明涉及冷凝器技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種分液式螺旋板式冷凝器。

背景技術(shù)：

將兩塊相互平行的金屬板，卷制成相互隔開的螺旋形流道而形成螺旋板式冷凝器。相互隔開的螺旋形流道分別為冷流體流道和熱流體流道。比如在螺旋板式正丁烷冷凝器中，正丁烷蒸氣流道為熱流體流道，冷卻水道為冷流體流道。蒸氣從冷凝器的側(cè)部的蒸氣進(jìn)口進(jìn)入，沿著螺旋形的熱流體流道流到冷凝器的中心，最后從冷凝器的底部的冷凝液出口排出。冷卻水從冷凝器頂部的冷卻水進(jìn)口進(jìn)入，最后從冷凝器側(cè)部的冷卻水出口流出。相鄰且相隔的熱流體和冷流體通過二者之間的金屬板進(jìn)行換熱。

正丁烷蒸氣以及其他蒸氣在換熱的過程中，在金屬板上凝結(jié)形成的冷凝液會在金屬板的板面上鋪展成液膜。后續(xù)蒸氣的冷凝只能在液膜上進(jìn)行，蒸氣冷凝的熱量以導(dǎo)熱和對流的方式通過液膜傳送到金屬板上，但是，液膜的熱導(dǎo)性較差，成為凝結(jié)傳熱的主要熱阻，傳熱效果較差，從而影響了冷凝器的冷凝效果。

因此，如何減薄液膜，減少傳熱熱阻，從而提高螺旋板式冷凝器的冷凝效果，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的關(guān)鍵性問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種分液式螺旋板式冷凝器，該分液式螺旋板式冷凝器能夠?qū)⒗淠^程的冷凝液分離，并及時引流至冷凝液出口，從而達(dá)到減薄液膜，減少傳熱熱阻，提高冷凝器的冷凝效果的目的。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

一種分液式螺旋板式冷凝器，包括冷凝器本體，所述冷凝器本體的金屬板，位于所述冷凝器本體的蒸氣流道內(nèi)的表面上設(shè)置有分液槽，所述分液槽沿著所述金屬板的所述表面螺旋延伸，所述分液槽的中心端部與冷凝液出口連通，所述分液槽的開口朝上，用于承接從所述金屬板的所述表面上流下的冷凝液。

優(yōu)選地，所述分液槽凸出于所述金屬板的所述表面。

優(yōu)選地，所述分液槽包括沿縱向排布的多個。

優(yōu)選地，所述冷凝器本體的中心處設(shè)置有排液管，多個所述分液槽的中心端部與所述排液管連通，所述排液管的底部與所述冷凝液出口連通。

優(yōu)選地，所述金屬板的所述表面上還設(shè)置有沿縱向延伸的引流槽，所述引流槽與所述分液槽交叉連通，所述引流槽將所述金屬板的所述表面上的冷凝液引流到所述分液槽內(nèi)。

優(yōu)選地，所述引流槽包括圍繞所述冷凝器本體的中心軸線設(shè)置的多個。

優(yōu)選地，所述引流槽在所述金屬板的所述表面上為凹槽。

優(yōu)選地，還包括位于所述冷凝器本體的下方，與所述蒸氣流道連通的導(dǎo)液槽，所述導(dǎo)液槽與所述冷凝液出口連通。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)液槽具有上蓋板，所述上蓋板上設(shè)置有多個氣液分離孔，所述蒸氣流道通過所述氣液分離孔與所述導(dǎo)液槽連通，越靠近所述冷凝器本體的中心，所述氣液分離孔的分布密度越大，或者是氣液分離孔的孔徑越大；多個所述分液槽的末端均與所述上蓋板連接。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)液槽為螺旋下降式盤繞結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)液槽的中心端部與所述冷凝液出口連通；或者所述導(dǎo)液槽為漏斗結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)液槽的小端與所述冷凝液出口連通。

從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明在金屬板位于蒸氣流道內(nèi)的表面上設(shè)置了分液槽，分液槽螺旋延伸，分液槽的中心端部與冷凝液出口相通。這樣，凝結(jié)于金屬板上的冷凝液在鋪展成液膜的過程中，會流入分液槽中，并沿著分液槽的螺旋曲線流道從冷凝液出口排出。這樣就達(dá)到了減薄液膜，減少傳熱熱阻，提高冷凝器的冷凝效果的目的。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的方案，下面將對實(shí)施例中描述所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一具體實(shí)施例提供的分液式螺旋板式冷凝器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一具體實(shí)施例提供的分液槽和引流槽在金屬板上的分布示意圖；

圖3為圖2中I的放大圖；

圖4為本發(fā)明一具體實(shí)施例提供的分液式螺旋板式冷凝器的橫剖面示意圖；

圖5為本發(fā)明一具體實(shí)施例提供的導(dǎo)液槽與冷凝液出口的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明一具體實(shí)施例提供的分液式螺旋板式冷凝器的縱剖面示意圖；

圖7為本發(fā)明一具體實(shí)施例提供的漏斗狀導(dǎo)液槽的示意圖；

圖8為本發(fā)明一具體實(shí)施例提供的分液槽直接與導(dǎo)液槽上蓋板相連的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1為分液槽、2為引流槽、3為氣液分離孔、4為導(dǎo)液槽、5為冷凝液出口、6為蒸氣入口、7為冷卻液出口、8為冷卻液進(jìn)口、9為排液管。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了一種分液式螺旋板式冷凝器，該分液式螺旋板式冷凝器能夠?qū)⒗淠^程的冷凝液分離，并及時引流至冷凝液出口，從而達(dá)到減薄液膜，減少傳熱熱阻，提高冷凝器的冷凝效果的目的。

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請參考附圖1-圖8。在本發(fā)明一具體實(shí)施例中，分液式螺旋板式冷凝器包括冷凝器本體，冷凝器本體由兩塊相互平行的金屬板，按照螺旋線繞制而成。冷凝器本體具有相鄰且相隔的蒸氣流道和冷卻液流道。

本實(shí)施例還包括分液槽1，該分液槽1位于金屬板上位于蒸氣流道內(nèi)的表面上。分液槽1沿著金屬板的表面螺旋延伸，分液槽1的中心端部與排液口相通。分液槽1的開口朝上，用于承接從所述金屬板的所述表面上流下的冷凝液。在本實(shí)施例中，凝結(jié)于金屬板上的冷凝液在鋪展成液膜的過程中，會流入分液槽1中，并沿著分液槽1的螺旋曲線流道流入冷凝液出口5，最終從冷凝液出口5排出。分液槽能夠快速排除凝結(jié)液體，使冷凝液不能在傳熱壁面上積存并加厚液膜，有效減少冷凝液膜的厚度，使傳熱熱阻減少，傳熱能力得到提高，冷凝器的效率也得到提高。

在本發(fā)明一具體實(shí)施例中，上述中的分液槽1優(yōu)先選擇為凸出于所述金屬板的所述表面。這樣更利于冷凝液落入分液槽1內(nèi)。分液槽1的具有多種斜度，以滿足實(shí)際要求。

在本發(fā)明一具體實(shí)施例中，上述中的分液槽1包括多個，多個分液槽1沿著冷凝器本體的中心軸線分布，或者說多個分液槽沿縱向排布。

在本發(fā)明一具體實(shí)施例中，在冷凝器本體的中心處設(shè)置有排液管9，多個分液槽1的中心端部均與排液管連通，排液管9的底部與冷凝液出口連通。凝結(jié)于金屬板上的冷凝液在鋪展成液膜的過程中，會流入分液槽1中，并沿著分液槽1的螺旋曲線流道流入排液管9中，之后從排液管9的底部進(jìn)入到冷凝液出口5排出。優(yōu)選地。將分液槽1設(shè)計成螺旋下降式結(jié)構(gòu)，分液槽1的中心端部為其最低處。這樣設(shè)置，利于分液槽1內(nèi)的冷凝液沿著分液槽1流入排液管9內(nèi)。

在本發(fā)明一具體實(shí)施例中，在金屬板位于蒸氣流道內(nèi)的表面上還設(shè)置有引流槽2。引流槽2沿縱向延伸。引流槽2與分液槽1交叉連通。引流槽2將金屬板表面的冷凝液引流到分液槽1內(nèi)。當(dāng)然，引流槽2還可以與縱向線成一定角度，本文對引流槽2的角度不作具體限定，只要能將金屬板表面的冷凝液引流到分液槽1中，均落入本文的保護(hù)范圍。

在本發(fā)明一具體實(shí)施例中，引流槽2包括圍繞冷凝器中心軸線設(shè)置的多個。

在本發(fā)明一具體實(shí)施例中，引流槽2在金屬板的表面上為凹槽?；蛘哒f引流槽2相對于金屬板的表面向內(nèi)凹陷。這樣有利于更多的冷凝液匯集到引流槽2中。另外，引流槽2的背面為凸起結(jié)構(gòu)，該凸起結(jié)構(gòu)位于冷卻液流道內(nèi)。冷卻液在流動的過程中受到凸起結(jié)構(gòu)的擾動作用，從而減少傳熱熱阻，同時，引流槽2凸起結(jié)構(gòu)增大了冷卻液與金屬板的接觸面積，從而強(qiáng)化了換熱效果。另外，引流槽2的截面形狀可以為弧形，可以為三角形，還可以為等腰梯形等多種形狀。

在本發(fā)明一具體實(shí)施例中，還包括位于冷凝器本體的下方，與蒸汽流道連通的導(dǎo)液槽4，該導(dǎo)液槽4還與冷凝液出口5連通。蒸汽流道內(nèi)的冷凝液被導(dǎo)液槽4導(dǎo)入到冷凝液出口5。

為了避免蒸氣進(jìn)入到導(dǎo)液槽4中，在本發(fā)明一具體實(shí)施例中，導(dǎo)液槽4具有上蓋板，上蓋板上設(shè)置有氣液分離孔3。蒸氣流道通過該氣液分離孔3與導(dǎo)液槽4連通。冷凝液在氣液分離孔3內(nèi)形成液膜，實(shí)現(xiàn)氣封，蒸氣不能通過，冷凝液能夠通過，阻氣排液，從而達(dá)到氣液分離的效果，保證蒸氣在蒸氣流道內(nèi)冷凝。另外，冷凝液通過氣液分離孔3流進(jìn)導(dǎo)液槽4中并被排走，從而避免冷凝液在蒸氣流道下端聚集，冷凝液不在蒸氣通道內(nèi)聚集就不會占用蒸汽流道的傳熱面積，從而就提高了冷凝器效率，減少了流動阻力，減少了壓降。

由于冷凝器本體中心處的冷凝液較多，為了防止冷凝液堆積，限定越靠近冷凝器中心，氣液分離孔3的分布密度越大，或者是氣液分離孔3的孔徑越大。氣液分離孔3的孔徑的大小可以根據(jù)具體的冷凝器來設(shè)置，本文對氣液分離孔3的孔徑的大小不作具體限定。另外，多個氣液分離孔3可以排列為一條與導(dǎo)液槽4的螺旋曲線相同的螺旋曲線，也可以排列為兩條并列的螺旋曲線，本文對氣液分離孔3的排布方式不作具體限定。

在該實(shí)施例中，使多個分液槽1的末端均與導(dǎo)液槽4的上蓋板連接，凝結(jié)于金屬板上的冷凝液在鋪展成液膜的過程中，會流入分液槽1中，并沿著分液槽1的螺旋曲線流道流到上蓋板上，通過氣液分離孔3進(jìn)入導(dǎo)液槽4內(nèi)。本實(shí)施例中的分液槽1從始端到末端的方向與分液槽1內(nèi)的冷凝液的流動方向相一致。

在本發(fā)明一具體實(shí)施例中，導(dǎo)液槽4為螺旋下降式盤繞結(jié)構(gòu)，導(dǎo)液槽4的螺旋曲線與蒸氣流道的螺旋曲線相同。蒸氣流道內(nèi)形成的冷凝水落入導(dǎo)液槽4內(nèi)，沿著導(dǎo)液槽4流入到導(dǎo)液槽4的中心處，最后從冷凝液出口5排出。螺旋下降式盤繞的導(dǎo)液槽4的底部有一定斜度，方便冷凝液及時匯集到導(dǎo)液槽4的中心端部，利于冷凝液及時排出。另外，導(dǎo)液槽4還可以為漏斗結(jié)構(gòu)，漏斗狀的導(dǎo)液槽4的小端與冷凝液出口5連通，冷凝液在漏斗狀的導(dǎo)液槽4內(nèi)匯集后流入冷凝液出口5。

對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。