[发明专利]螺旋管翅片换热器

说明书

技术领域

本发明涉及在发电设备的中冷器等冷却系统中使用的翅片管型换热器，尤其涉及具有螺旋管翅片的翅片管型换热器(螺旋管翅片换热器)。

背景技术

以前，作为对热介质进行热交换的换热器已经提供了很多种。已知其中之一为图12(a)所示的、翅片管型换热器100。

该翅片管型换热器100通过平行地配置多个由中空圆筒管构成的翅片管(具有平行管翅片的翅片管(传热管))101而形成翅片管群(传热管群)101’，所述中空圆筒管在内部流动有由流体构成的被换热体W’，在外周面沿长尺寸方向具有平行且等间隔的多个传热用管翅片(传热片或传热板)102、102...，通过在与该翅片管群101’大致垂直相交的方向上流动有由流体构成的热介质M’，进行管外流体(热介质M’)和管内流体(被换热体W’)的热交换。

这样，具有平行管翅片102、102...的翅片管型换热器(以下有时简称为“平行管翅片换热器”)100被期望小型化(紧凑化)，以便节省设置场所的空间、节省成本，从而提高制品的价格竞争力。

因此，如图12(b)所示，提供了如下的翅片管型换热器110：具有多个平行管翅片的翅片管101、101...被配置为，将相邻翅片管101、101的一侧的管翅片102的前端插入另一侧的管翅片102、102之间，相邻翅片管101、101之间的距离(翅片管的节距：相邻翅片管101、101的中心轴C”、C”间的距离)P”比从翅片管101的中心轴C”到管翅片102的前端的长度L”的2倍更短(更小)(参照专利文献1)。

专利文献1：日本国特开2002-235991号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，近年来，对于翅片管型换热器110，由于使用目的和设置条件等，除了上述的为了节省空间以及节省成本的小型化(紧凑化)，对进一步提高换热效率从而提高性能也提出了要求。

因此，本发明考虑到上述问题，其课题是提供一种具有螺旋管翅片的翅片管型换热器(螺旋管翅片换热器)，它能够在实现小型化的同时提高热交换效率，从而提高性能。

解决问题的手段

因此，为了解决上述问题，本发明的螺旋管翅片换热器具有多个传热管，该传热管的内部流动有被换热体，并在外周面具有向径向延伸的管翅片，该多个传热管以分别朝向相同方向的方式配置，其特征在于，所述管翅片形成为螺旋状，并以使螺旋轴与所述传热管的中心轴相一致的方式设置，所述多个传热管以相邻的传热管的一侧的管翅片部的前端进入另一侧的管翅片部之间的方式配置。

通过这样的结构，可使传热管的节距(传热管中心轴间的距离)变小，而无需改变(减小)管翅片的高度。另外，本发明中，所谓的管翅片的高度是指在传热管径向上，从管部外周面到管翅片的前端的距离。

即，沿着具有螺旋状管翅片(螺旋管翅片)的传热管(翅片管)的中心轴方向对特定区域(管翅片部)进行观察时，可见沿着中心轴方向平行且等间隔地具有多个管翅片的传热管(具有平行管翅片的翅片管)。因此，即使是具有螺旋状翅片的传热管，也可采用相邻传热管的一侧的管翅片部的前端插入另一侧的管翅片部之间的结构，从而能够减小相邻传热管的节距。

并且，通过这样的相邻传热管的一侧的管翅片部插入另一侧的管翅片部之间，管翅片部之间的间隔变得非常狭窄。因此，在换热器内的热介质流动而进行热交换时，由于在单位时间内整个换热器的热介质的处理量是一定的，所以在所述管翅片部之间的间隔变狭窄的部分的热介质的流速变快，提高了传热系数。从而，通过与在该传热管内部流动的被换热体进行热交换的热介质，提高了热交换效率。

进而，管翅片形成为螺旋状(螺旋管翅片)，所以在传热管群内沿着与传热管的中心轴垂直相交(或大致垂直相交)的方向流动的热介质与螺旋状的管翅片冲突，发生紊流，提高了该热介质的混合、扩散效果，提高了热交换效率。

即，若为与传热管的中心轴方向垂直相交的平板状的管翅片(平行管翅片)，则管翅片为沿着与传热管垂直相交的方向流动的热介质的流动的方向(平行)，因此，热介质的流动几乎不发生紊流，在传热管群内流动。与此相反，若为螺旋状的管翅片，所述热介质的流动与相对于该流动倾斜的螺旋状的管翅片的面部发生冲突，由于该冲突产生不规则的流动，有一部分流速加快，并且混合、扩散。