專利名稱：一種具有內(nèi)外涵道的波紋盤管結(jié)構(gòu)的熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種熱交換器，特別適用于液體、氣體、氣液混合物的散熱或制 冷，可用于化工、建筑等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，熱交換器大多采用翅片式散熱片，翅片式散熱片的排列大多為平行式排列， 此排列形式占用空間大，并且散熱片的材質(zhì)較厚，重量大，導(dǎo)熱性能差，散熱速度慢，管路 長，彎曲半徑小，流體阻力大，容易泄漏，制造工藝復(fù)雜，制造成本較高，如CN2463756Y等公 開的熱交換器。CN2752664Y公開了一種具有內(nèi)外螺紋的金屬盤管結(jié)構(gòu)的散熱器，其盤管結(jié) 構(gòu)為“ 口，，型或“L”型，金屬管間設(shè)有卡式換熱片，為了提高散熱效率，多采用不銹鋼導(dǎo)管/ 螺紋管上加裝散熱翅片組裝而成，但無論是這種盤管結(jié)構(gòu)熱交換器還是翅片式散熱器的傳 統(tǒng)熱交換器器，當(dāng)用于某些封閉設(shè)備或場所，所在空間(如機箱等)無主動空氣流速，熱交 換效率低，并且若所在空間(如機箱內(nèi))有對溫度敏感的元件，則容易造成故障。此外前述結(jié)構(gòu)通常不具有耐腐蝕性，為了防腐蝕，上述類型熱交換器多采用不銹 鋼導(dǎo)管上加裝散熱翅片組裝而成，或是加裝防腐蝕內(nèi)管，影響了散熱效率并且需要壓鑄工 藝，制造成本高。如申請?zhí)枮?2212926. X復(fù)合式散熱器。
發(fā)明內(nèi)容為解決上述問題，本實用新型提出一種具有內(nèi)外涵道的波紋盤管結(jié)構(gòu)的熱交換 器，具有熱交換效率高、結(jié)構(gòu)工藝簡單、重量輕、一體化等特點，并且進(jìn)行熱交換后的盤管中 的流體介質(zhì)的溫度均勻，可用于氣體、液體、氣液混合物質(zhì)的熱交換。并且當(dāng)波紋盤管采用 耐腐蝕材料時，該熱交換器可用于具有腐蝕性流體介質(zhì)的熱交換。本實用新型所述一種具有內(nèi)外涵道的波紋盤管結(jié)構(gòu)的熱交換器，可以根據(jù)不同需 求互為轉(zhuǎn)換，對流體介質(zhì)和空氣進(jìn)行熱交換以達(dá)到加熱或者制冷的用途。本實用新型所述一種具有內(nèi)外涵道的波紋盤管結(jié)構(gòu)的熱交換器，由進(jìn)口，出口，波 紋管、整流罩、內(nèi)環(huán)套筒、外環(huán)套筒、風(fēng)扇、支架組成。所述波紋管、整流罩、內(nèi)環(huán)套筒、外環(huán)套筒、風(fēng)扇、支架均置于外環(huán)套筒內(nèi)；波紋管 內(nèi)壁和外壁均為不平坦的波紋狀表面；波紋管通過固定于內(nèi)環(huán)套筒外壁上的支架螺旋式環(huán) 繞于內(nèi)環(huán)套筒的外壁，內(nèi)環(huán)套筒的外壁與波紋管之間的空隙形成內(nèi)環(huán)涵道，波紋管與外環(huán) 套筒之間的空隙形成外環(huán)涵道；在外環(huán)套筒的筒壁上開有進(jìn)口和出口分別與波紋管的兩端 密封連通；整流罩具有圓錐型流線結(jié)構(gòu)；風(fēng)扇位于外環(huán)套筒內(nèi)，高于整流罩的頂點；單個整 流罩的邊緣與內(nèi)環(huán)套筒的邊緣緊密相連，形成具有圓錐流線形結(jié)構(gòu)的腔體；所述整流罩和內(nèi)環(huán)套筒的材料包括但不限于導(dǎo)熱介質(zhì)。當(dāng)具有兩個整流罩時，所述兩個整流罩分別與內(nèi)環(huán)套筒的上下邊緣緊密相連，形 成兩端具有圓錐流線形結(jié)構(gòu)的封閉腔體。作為優(yōu)選，所述內(nèi)環(huán)套筒和外環(huán)套筒的軸線在同一直線上。[0011]作為優(yōu)選，當(dāng)風(fēng)扇數(shù)量為一個時，風(fēng)扇位于外環(huán)套筒內(nèi)出口所處的一端；當(dāng)風(fēng)扇數(shù) 量為兩個或兩個以上時，采用串聯(lián)或并聯(lián)的結(jié)構(gòu)放置于外環(huán)套筒內(nèi)出口所處的一端。當(dāng)風(fēng)扇數(shù)量為兩個或兩個以上時，還可以采用串聯(lián)或并聯(lián)的結(jié)構(gòu)分別放置于外環(huán) 套筒內(nèi)的兩端，并且保持風(fēng)向一致。作為優(yōu)選，單個風(fēng)扇或多個風(fēng)扇采用串聯(lián)結(jié)構(gòu)時，風(fēng)扇軸線與外環(huán)套筒的軸線在 同一直線上。一種具有內(nèi)外涵道的波紋盤管結(jié)構(gòu)的熱交換器，其工作方式為當(dāng)待進(jìn)行熱交換 的流體介質(zhì)由進(jìn)口流入波紋管，在具有波紋結(jié)構(gòu)的管壁內(nèi)形成紊流，通過波紋管的管壁與 波紋管外的內(nèi)外涵道中的空氣進(jìn)行熱交換，風(fēng)扇將內(nèi)外涵道中的空氣排至外環(huán)套筒外，流 體介質(zhì)通過在波紋管中螺旋式流動熱交換后從出口排出。當(dāng)本熱交換器用于具有腐蝕性的流體介質(zhì)與空氣的熱交換時，所述進(jìn)口、出口具 有防腐蝕內(nèi)壁，所述波紋管的材質(zhì)具有耐腐蝕性。所述進(jìn)口、出口內(nèi)壁材質(zhì)包括但不限于不 銹鋼或碳鋼，所述波紋管的材質(zhì)包括但不限于不銹鋼或碳鋼。本實用新型利用風(fēng)扇和內(nèi)環(huán)套筒、整流罩加速外環(huán)套筒內(nèi)空氣流動，排出熱交換 后的內(nèi)外涵道中的空氣，整流罩的結(jié)構(gòu)使涵道內(nèi)熱對流更為流暢，散熱性能更好。同時使得 本散熱器的結(jié)構(gòu)具有一體化和模塊化的特點，便于安裝和攜帶。與傳統(tǒng)的具有散熱片結(jié)構(gòu)的液體熱交換器相比，本實用新型技術(shù)方案具有如下有 益效果由于波紋管為薄壁波紋管，波紋管具有易成型，易彎曲的特點，其管壁接觸面積比 普通直管大，并且管壁薄，便于散熱，此外該管呈螺旋式環(huán)繞內(nèi)環(huán)套筒放置，流體介質(zhì)在管 內(nèi)不會淤積，波紋管腔不易堵塞，內(nèi)外管壁所具有的波紋結(jié)構(gòu)使得流經(jīng)其中的物質(zhì)易于形 成紊流，便于均勻散熱。波紋管采用盤管結(jié)構(gòu)可增加有限空間內(nèi)的熱交換管的密度。利用 風(fēng)扇、內(nèi)環(huán)套筒、整流罩加速外環(huán)套筒內(nèi)空氣流動，排出熱交換后的空氣，整流罩的結(jié)構(gòu)使 熱對流更為流暢，熱交換性能更好。本實用新型所述熱交換器具有導(dǎo)熱快、熱交換效率高、 結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、一體化模塊化強、耐腐蝕、耐壓能力強、使用壽命長等特點。

附圖1為實施例中本實用新型所述熱交換器的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為實施例中本實用新型所述熱交換器結(jié)構(gòu)的內(nèi)外涵道示意圖；圖中1-進(jìn)口，2-出口，3-波紋管，4-整流罩，5-內(nèi)環(huán)套筒，6-外環(huán)套筒，7_風(fēng)扇， 8_支架，9-內(nèi)環(huán)涵道，10-外環(huán)涵道。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型技術(shù)方案做進(jìn)一步說明。實施例1 :以本實用新型所述的熱交換器用于氫氧發(fā)生機中電解液的散熱為例， 本實施例中所述熱交換器結(jié)構(gòu)如附圖1和附圖2所示，一種具有內(nèi)外涵道的波紋盤管結(jié)構(gòu) 的熱交換器，由進(jìn)口(1)，出口(2)，波紋管(3)、整流罩(4)、內(nèi)環(huán)套筒(5)、外環(huán)套筒(6)、風(fēng) 扇(7)、支架(8)組成。支架(8)為一組固定于內(nèi)環(huán)套筒(5)的外壁上的凸起支架，用于固定波紋管(3) 形成盤管結(jié)構(gòu)(見附圖2)。波紋管(3)通過支架(8)螺旋式環(huán)繞于內(nèi)環(huán)套筒(5)的外壁(見附圖1)，在內(nèi)環(huán)套筒(5)的外壁與波紋管(3)之間形成內(nèi)環(huán)涵道(9)，所述波紋管(3)、 整流罩(4)、內(nèi)環(huán)套筒(5)、外環(huán)套筒(6)、風(fēng)扇(7)、支架(8)均置于外環(huán)套筒(6)內(nèi)，波紋 管(3)與外環(huán)套筒(6)之間形成外環(huán)涵道(10)。波紋管(3)兩端設(shè)有進(jìn)口(1)、出口(2)。所述進(jìn)口(1)和出口(2)由外環(huán)套筒 (6)的外壁穿入，并與波紋管(3)的兩端密封連通。進(jìn)口(1)、出口⑵內(nèi)壁材質(zhì)為不銹鋼， 所述波紋管(3)的材質(zhì)為不銹鋼。電解液由進(jìn)口(1)進(jìn)入波紋管，從出口(2)排出。波紋管 (3)為薄壁不銹鋼波紋管，其內(nèi)壁和外壁均為不平坦的波紋狀表面，這種波紋狀起伏的表面 增大了管內(nèi)電解液與管壁熱交換接觸面積，加快向管外空氣介質(zhì)的熱交換，同時使電解液 在波紋管(3)中產(chǎn)生紊流，使其溫度均勻。整流罩(4)為圓錐型流線結(jié)構(gòu)，本實施例中采用了兩個整流罩，所述兩個整流罩 分別與內(nèi)環(huán)套筒(5)的上下邊緣緊密相連，形成兩端具有圓錐流線形結(jié)構(gòu)的封閉腔體。所述整流罩⑷和內(nèi)環(huán)套筒(5)的材料采用鋁。所述內(nèi)環(huán)套筒(5)和外環(huán)套筒(6)的軸線在同一直線上。風(fēng)扇(7)位于外環(huán)套筒(6)內(nèi)，并且在整流罩⑷頂點之外，用于將內(nèi)外涵道內(nèi)熱 交換后的空氣排出外環(huán)套筒(6)之外，本實施例中風(fēng)扇數(shù)量為一個，風(fēng)扇(7)位于外環(huán)套筒 (6)內(nèi)出口(2)所處的一端，這樣有利于使波紋管(3)中電解液與內(nèi)外涵道中的空氣進(jìn)行充 分熱交換。風(fēng)扇軸線與外環(huán)套筒(6)的軸線在同一直線上。該熱交換器在使用時采用立式放置。進(jìn)口(1)在下，出口(2)在上?？諝鈴臒峤?換器外環(huán)套筒下部進(jìn)入內(nèi)外涵道，充分利用熱空氣向上的原理，熱空氣由風(fēng)扇從熱交換器 頂部排出?？諝饬鲃臃较蛞姼綀D1箭頭所示。利用風(fēng)扇(7)和內(nèi)環(huán)套筒(5)、整流罩⑷加速外環(huán)套筒(6)內(nèi)空氣流動，排出熱 交換后的內(nèi)外涵道中的空氣，根據(jù)流體力學(xué)基本原理，單位時間內(nèi)一定流量的流體的流動 速度與其流通空間的截面積成反比，當(dāng)一定流量的流體流通的截面積減小時，流體的流速 增加。本實用新型所述的熱交換器可視為一個腔體，置于腔體內(nèi)的風(fēng)扇功率不變時其單位 時間排風(fēng)量(空氣流量)不變時，氣流進(jìn)入熱交換器中狹窄的內(nèi)外涵道時，由于采用內(nèi)環(huán)套 筒(5)和整流罩⑷占用了外環(huán)套筒(6)內(nèi)的流通空間，即減小了外環(huán)套筒(6)內(nèi)空氣的 流通截面積，空氣流通截面直徑與風(fēng)扇直徑相比小了很多，故涵道內(nèi)空氣流速加快，并直接 高速集中流過波紋管(3)周圍，整流罩(4)的結(jié)構(gòu)使內(nèi)外涵道中空氣流動更為流暢，散熱性 能更好。內(nèi)外涵道內(nèi)空氣流速與風(fēng)扇效率、內(nèi)環(huán)套筒(5)和外環(huán)套筒(6)的直徑、內(nèi)環(huán)套筒 (5)長度有關(guān)，可根據(jù)實際需求進(jìn)行設(shè)計。當(dāng)具有氣液混合狀態(tài)的電解液由進(jìn)口(1)流入所述熱交換器中的波紋管(3)，在 具有波紋結(jié)構(gòu)的管壁內(nèi)形成紊流，通過波紋管壁與波紋管外的內(nèi)外涵道中的空氣進(jìn)行熱交 換，風(fēng)扇(7)將內(nèi)外涵道中的空氣排出，電解液通過在波紋管(3)中螺旋式流動熱交換后從 出口⑵排出，達(dá)到對電解液散熱的目的。由于波紋管(3)、進(jìn)口(1)、出口⑵采用了耐腐蝕的不銹鋼材料，因此達(dá)到對具有 腐蝕性的流質(zhì)的散熱目的。當(dāng)具有上述結(jié)構(gòu)的熱交換器置于氫氧發(fā)生機的機箱內(nèi)時，外環(huán) 套筒(6)內(nèi)的風(fēng)扇直接向氫氧發(fā)生機箱外排放熱空氣，減小了熱空氣對機箱內(nèi)元器件的影 響，避免了因機箱內(nèi)過熱造成的故障。利用上述結(jié)構(gòu)，經(jīng)過10次測量，電解液流經(jīng)該熱交換器的出口(2)時的溫度比由
5進(jìn)口⑴流進(jìn)時的溫度平均降低了 12. 1攝氏度。實施例2 以本實用新型所述的熱交換器用于空調(diào)設(shè)備中為例，熱交換器的結(jié)構(gòu) 同實施例1，進(jìn)口(1)、出口(2)內(nèi)壁材質(zhì)為不銹鋼，所述波紋管(3)的材質(zhì)為不銹鋼。當(dāng)制 冷劑(如氟里昂等)由進(jìn)口(1)流入所述熱交換器中的波紋管(3)，在具有波紋結(jié)構(gòu)的管壁 內(nèi)形成紊流，通過波紋管壁與波紋管外的內(nèi)外涵道中的空氣進(jìn)行熱交換，風(fēng)扇(7)將內(nèi)外 涵道中的冷卻好的空氣排出，制冷劑通過在波紋管(3)中螺旋式流動熱交換后從出口(2) 排出，達(dá)到對空氣制冷的目的，此時流經(jīng)出口(2)處制冷劑的溫度較進(jìn)口(1)處的溫度有所 上升。以上所述的具體描述，對實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳 細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限定本實用 新型的保護(hù)范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等， 均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種具有內(nèi)外涵道的波紋盤管結(jié)構(gòu)的熱交換器，包括進(jìn)口(1)，出口(2)，波紋管(3)、整流罩(4)、內(nèi)環(huán)套筒(5)、外環(huán)套筒(6)、風(fēng)扇(7)、支架(8)；其特征在于，所述波紋管(3)、整流罩(4)、內(nèi)環(huán)套筒(5)、外環(huán)套筒(6)、風(fēng)扇(7)、支架(8)均置于外環(huán)套筒(6)內(nèi)；波紋管(3)內(nèi)壁和外壁均為不平坦的波紋狀表面；波紋管(3)通過固定于內(nèi)環(huán)套筒(5)外壁上的支架(8)螺旋式環(huán)繞于內(nèi)環(huán)套筒(5)的外壁，內(nèi)環(huán)套筒(5)的外壁與波紋管(3)之間的空隙形成內(nèi)環(huán)涵道(9)，波紋管(3)與外環(huán)套筒(6)之間的空隙形成外環(huán)涵道(10)；在外環(huán)套筒(6)的筒壁上開有進(jìn)口(1)和出口(2)分別與波紋管(3)的兩端密封連通；整流罩(4)具有圓錐型流線結(jié)構(gòu)；風(fēng)扇(7)位于外環(huán)套筒(6)內(nèi)，高于整流罩(4)的頂點；單個整流罩的邊緣與內(nèi)環(huán)套筒(5)的邊緣緊密相連，形成具有圓錐流線形結(jié)構(gòu)的腔體。
2.如權(quán)利要求1所述一種具有內(nèi)外涵道的波紋盤管結(jié)構(gòu)的熱交換器，其特征在于，當(dāng) 具有兩個整流罩時，所述兩個整流罩分別與內(nèi)環(huán)套筒(5)的上下邊緣緊密相連，形成兩端 具有圓錐流線形結(jié)構(gòu)的封閉腔體。
3.如權(quán)利要求1所述一種具有內(nèi)外涵道的波紋盤管結(jié)構(gòu)的熱交換器，其特征在于，所 述整流罩和內(nèi)環(huán)套筒的材料采用導(dǎo)熱介質(zhì)。
4.如權(quán)利要求1所述一種具有內(nèi)外涵道的波紋盤管結(jié)構(gòu)的熱交換器，其特征在于，作 為優(yōu)選，所述內(nèi)環(huán)套筒和外環(huán)套筒的軸線在同一直線上。
5.如權(quán)利要求1所述一種具有內(nèi)外涵道的波紋盤管結(jié)構(gòu)的熱交換器，其特征在于，作 為優(yōu)選，當(dāng)風(fēng)扇數(shù)量為一個時，風(fēng)扇⑵位于外環(huán)套筒(6)內(nèi)出口(2)所處的一端；當(dāng)風(fēng)扇 數(shù)量為兩個或兩個以上時，采用串聯(lián)或并聯(lián)的結(jié)構(gòu)放置于外環(huán)套筒(6)內(nèi)出口(2)所處的 一端。
6.如權(quán)利要求1所述一種具有內(nèi)外涵道的波紋盤管結(jié)構(gòu)的熱交換器，其特征在于，當(dāng) 風(fēng)扇數(shù)量為兩個或兩個以上時，還可以采用串聯(lián)或并聯(lián)的結(jié)構(gòu)分別放置于外環(huán)套筒(6)內(nèi) 的兩端，并且保持風(fēng)向一致。
7.如權(quán)利要求1所述一種具有內(nèi)外涵道的波紋盤管結(jié)構(gòu)的熱交換器，其特征在于，作 為優(yōu)選，單個風(fēng)扇或多個風(fēng)扇采用串聯(lián)結(jié)構(gòu)時，風(fēng)扇軸線與外環(huán)套筒的軸線在同一直線上。
8.如權(quán)利要求1所述一種具有內(nèi)外涵道的波紋盤管結(jié)構(gòu)的熱交換器，其特征在于，工 作方式為當(dāng)進(jìn)行熱交換的流體介質(zhì)由進(jìn)口(1)流入波紋管(3)，在具有波紋結(jié)構(gòu)的管壁內(nèi) 形成紊流，通過波紋管(3)的管壁與波紋管外的內(nèi)外涵道中的空氣進(jìn)行熱交換，風(fēng)扇(7)將 內(nèi)外涵道中的空氣排至外環(huán)套筒(6)外，流體介質(zhì)通過在波紋管(3)中螺旋式流動熱交換 后從出口(2)排出。
專利摘要本實用新型公開了一種具有內(nèi)外涵道的波紋盤管結(jié)構(gòu)的熱交換器，由進(jìn)口，出口，波紋管、整流罩、內(nèi)環(huán)套筒、外環(huán)套筒、風(fēng)扇、支架組成。當(dāng)待進(jìn)行熱交換的流體介質(zhì)由進(jìn)口流入本實用新型所述的熱交換器中的波紋管，在具有波紋結(jié)構(gòu)的管壁內(nèi)形成紊流，通過波紋管壁與波紋管外的內(nèi)外涵道中的空氣進(jìn)行熱交換，風(fēng)扇將內(nèi)外涵道中的空氣排出，流體介質(zhì)通過在波紋管中螺旋式流動熱交換后從出口排出。所述熱交換器具有熱交換效率高、結(jié)構(gòu)工藝簡單、重量輕、一體化等特點，并且進(jìn)行熱交換后的盤管中的流體介質(zhì)的溫度均勻，可用于氣體、液體、氣液混合物質(zhì)的熱交換。并且當(dāng)波紋盤管采用耐腐蝕材料時，該熱交換器可用于具有腐蝕性流體介質(zhì)的熱交換。
文檔編號F25B39/02GK201575728SQ20092011054
公開日2010年9月8日 申請日期2009年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月27日
發(fā)明者呂新民, 杜海濤, 陳姚建平 申請人:北京鶴華安吉電子技術(shù)研究所