一种螺旋导流通道换热器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种螺旋导流通道换热器，包括外套筒、内套筒、上端盖、导流立管和螺旋上升导流条；所述外套筒的高度和直径均大于内套筒，在外套筒上端部侧壁上设有出口管，所述上端盖固定在内套筒和外套筒的上端，内套筒设有上层底端盖，外套筒设有下层底端盖，内套筒套装在外套筒内，所述导流立管穿过上端盖和上层底端盖并与上端盖和上层底端盖密封连接，导流立管的下端口位于上层底端盖和下层底端盖之间，所述螺旋上升导流条固定在内套筒立壁和外套筒立壁之间形成螺旋上升导流通道。本发明具有蓄热换热面积大、热交换效率高，结构紧凑合理的特点。
【专利说明】
一种螺旋导流通道换热器
技术领域
[0001]本发明涉及热交换器技术领域，尤其是一种螺旋导流通道换热器。
【背景技术】
[0002]储存热能是人类节约能源的成功探索，特别是太阳能利用方面，蓄热储能技术具有巨大的发展前景。蓄热储能技术通常利用物理化学等方法将太阳能以及暂时不用的工业余热储存在蓄热介质中，在需要时将热量重新释放出来，从根本上解决了能量在时间和地点上不匹配的问题，提高能源利用率。在众多蓄热技术中，潜热相变蓄热技术具有很多优点，相变蓄热就是利用石蜡、脂肪酸、熔融盐等相变材料，在发生相变时吸收或放出热量来达到储存和释放能量的过程。潜热的能量密度高、放热过程温度波动范围小。现有技术中的蓄热换热器是应用较为广泛的相变换热器，具有结构简单、成本低廉、适用性广等优点，但是其换热面积较小，整体换热效率较低。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种螺旋导流通道换热器，使换热流体通过螺旋导流通道加热换热器内部的相变蓄热介质，具有蓄热换热面积大、热交换效率高，结构紧凑合理的特点。
[0004]本发明所采取的技术方案是:
[0005]—种螺旋导流通道换热器，包括外套筒、内套筒、上端盖、导流立管和螺旋上升导流条;所述外套筒的高度和直径均大于内套筒，在外套筒上端部侧壁上设有出口管，所述上端盖固定在内套筒和外套筒的上端，内套筒设有上层底端盖，外套筒设有下层底端盖，内套筒套装在外套筒内，所述导流立管穿过上端盖和上层底端盖并与上端盖和上层底端盖密封连接，导流立管的下端口位于上层底端盖和下层底端盖之间，所述螺旋上升导流条固定在内套筒立壁和外套筒立壁之间形成螺旋上升导流通道，出口管与螺旋上升导流通道相连通。
[0006]上述螺旋导流通道换热器，增设螺旋水平导流条，所述螺旋水平导流条固定在上层底端盖和下层底端盖之间形成螺旋水平通道，螺旋水平通道中部与导流立管下端口相连通，螺旋水平通道出口与螺旋上升导流通道相连通。
[0007]上述螺旋导流通道换热器，增设散热肋片，所述散热肋片固定在上层底端盖上面。
[0008]上述螺旋导流通道换热器，增设圆锥形导流体，所述圆锥形导流体固定在下层底端盖上并位于导流立管下端口下面。
[0009]上述螺旋导流通道换热器，增设上部连通管，所述上部连通管固定在上端盖上并与内套筒的内腔相连通，上部连通管设有密封端盖。
[0010]本发明将螺旋上升导流条固定在内套筒立壁和外套筒立壁之间形成螺旋上升导流通道，换热流体在螺旋上升导流通道中做螺旋上升流动，这样的设置增加了换热面积，强化附近区域的热传导，同时换热流体在螺旋上升流动过程中，对换热流体的蓄热材料起到更好的保温作用，减少换热器的散热损失。
【附图说明】
[0011]图1为本发明的结构示意图；
[0012]图2为图1中的B-B剖视图；
[0013]图3为图1中的A部放大图；
[0014]图4为图3中的C-C断面图；
[0015]图5为图1中的螺旋上升导流条的轴测图。
[0016]图中各标号表示为:上部连通管1、上端盖2、导流立管3、螺旋上升导流通道4、外套筒5、内套筒6、圆锥形导流体7、螺旋水平导流条8、上层底端盖9、下层底端盖10、螺旋水平通道11、散热肋片12、内套筒的内腔13、螺旋上升导流条14、出口管15、下部连通管帽16。
【具体实施方式】
[0017]本发明的结构为同心套管相变蓄热换热器，换热流体可以采用太阳能热水，蓄热相变材料可选择石蜡、脂肪酸或熔融盐，优选的蓄热相变材料为石蜡。
[0018]见图5，螺旋上升导流条14为板式螺旋弹簧结构，螺旋上升导流条14固定在内套筒6立壁和外套筒5立壁之间形成螺旋上升导流通道4。螺旋水平导流条8为钟表发条式结构，在上层底端盖9和下层底端盖10之间固定螺旋水平导流条8形成螺旋水平通道11。导流立管3下端口与螺旋水平通道11中央连通，螺旋水平通道11侧面的出口与螺旋上升导流通道4连通。
[0019]见图1及其中的水流运动箭头方向；可将石蜡储存在内套筒内腔13内，与太阳能集热器组合使用，白天时太阳温度高，使水流经太阳能集热器，变成高温水进入导流立管3，经螺旋水平通道11进入螺旋上升导流通道4，从出口管15排出。首先太阳能热水经过导流立管3，导流立管3位于内套筒6内部，既能把热量传导给内套筒内腔13里面的石蜡，又可防止热量散失;其次太阳能热水从螺旋水平通道11中央以螺旋流动方式进入螺旋上升导流通道4，再次，太阳能热水从从出口管15排出，把剩余热量充分传导给内套筒内腔13内的石蜡，从而利用太阳热量将石蜡融化。夜间使自来水流经导流立管3，从出口管15排出，内套筒内腔13里的石蜡所储存的潜热加热导流立管3内的自来水，可提供生活热水。与现有换热器比较，增加了换热面积，强化了换热器底部的换热效率;散热肋片12固定在上层底端盖9上面、间隔配置，其高度与相邻散热肋片之间的间距之比在4-10，可以强化换热流体的传热过程，具有最佳的传热效果;在导流立管3下端口下面设置圆锥形导流体7，圆锥形导流体7固定在下层底端盖10上，可使太阳能热水均匀分流并导流进入螺旋水平通道11，可有效减轻太阳能热水的液击现象;上部连通管I可以向内套筒的内腔13输入蓄热相变材料石蜡。
[0020]这种相变蓄热换热器的使用温度较低，由于相变热潜能量密度很大，所以换热器体积不必太大即可满足日常使用需求。
[0021]本发明还可以应用于工业余热回收和再利用。在工业生产中，常常会有许多工业余热无法利用，例如炼铁高炉的冲渣水、工业设备用冷却水等，可用本发明将工业余热回收，并将热量暂时储存于石蜡中，作为稳定热源输出热量。
[0022]本发明还可以与汽车组合为移动热源车，将工业余热吸收储存后，把热量暂时储存起来，利用移动热源车实现热量的空间转移，用作酒店、洗浴中心、居民住宅使用，移动热源车具有一定的灵活性和机动性，提高热能利用率。
【主权项】
1.一种螺旋导流通道换热器，其特征在于:包括外套筒(5)、内套筒(6)、上端盖(2)、导流立管(3)和螺旋上升导流条(14);所述外套筒(5)的高度和直径均大于内套筒(6)，在外套筒(5)上端部侧壁上设有出口管(15)，所述上端盖(2)固定在内套筒(6)和外套筒(5)的上端，内套筒(6)设有上层底端盖(9)，外套筒(5)设有下层底端盖(10)，内套筒(6)套装在外套筒(5)内，所述导流立管(3)穿过上端盖(2)和上层底端盖(9)并与上端盖(2)和上层底端盖(9)密封连接，导流立管(3)的下端口位于上层底端盖(9)和下层底端盖(10)之间，所述螺旋上升导流条(14)固定在内套筒(6)立壁和外套筒(5)立壁之间、形成螺旋上升导流通道(4)，出口管(15)与螺旋上升导流通道(4)相连通。2.根据权利要求1所述的一种螺旋导流通道换热器，其特征在于:增设螺旋水平导流条(8)，所述螺旋水平导流条(8)固定在上层底端盖(9)和下层底端盖(10)之间形成螺旋水平通道(11)，螺旋水平通道(11)中部与导流立管(3)下端口相连通，螺旋水平通道(11)出口与螺旋上升导流通道(4)相连通。3.根据权利要求2所述的一种螺旋导流通道换热器，其特征在于:增设散热肋片(12)，所述散热肋片(12)固定在上层底端盖(9)上面。4.根据权利要求3所述的一种螺旋导流通道换热器，其特征在于:增设圆锥形导流体(7)，所述圆锥形导流体(7)固定在下层底端盖(10)上并位于导流立管(3)下端口下面。5.根据权利要求4所述的一种螺旋导流通道换热器，其特征在于:增设上部连通管(I)，所述上部连通管(I)固定在上端盖(2)上并与内套筒的内腔(13)相连通，上部连通管(I)设有密封端盖。
【文档编号】F28D20/02GK105928408SQ201610472224
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月25日
【发明人】程友良, 韩健, 王月坤
【申请人】华北电力大学（保定）