[发明专利]一种内螺旋式换热器

说明书

本发明公开一种内螺旋式换热器，包括上盖、底座，连接于上盖与底座之间的中间段，中间段包括内管和外套管，上盖、底座上设置开口于上盖板面、底座板面的弯通，在上盖板面、底座板面上环绕弯通的开口部设有环槽，弯通的两端开口连接相邻中间段的内管，外套管和内管与环槽之间形成夹层，在上盖和底座内设置连通腔使靠近弯通的相邻两夹层连通，上盖和底座由金属注射成型，内管内壁面上设置有第一螺纹肋，第一螺纹肋的螺纹间距L1满足L1＜0.028Re×D1，其中雷诺数Re=，ν为内管内壁流体平均流速，D1为内管内壁直径，μ为内管内壁流体当前的运动粘度系数。本发明换热器内形成迂回的、路线较长的热交换结构，能够实现制冷剂与载冷剂充分换热。

技术领域

本发明涉及换热设备技术领域，更具体地说，是涉及一种内螺旋式换热器。

背景技术

现有的换热器是通过内管与主管形成的套管以盘绕的形式在空间布置，内管与主管之间的套管夹层空间中有制冷剂，内管内有载冷剂，实现制冷剂和载冷剂的热量交换，内管壁作为内管内层空间与套管夹层空间之间的隔离材料，一般采用铜等热传导较好的金属作为与热传导金属。内管在主管内与主管平行盘绕，而且必须保持内管外壁与主管内壁间即夹层空间的间隙均匀，甚至，为提高传热效率，还可适当地在内管空间中和套管夹层空间中加上紊流结构。套管的端部接出部分，内管与主管需要有不同的接出管路路线，内管外壁从拓扑意义上必须穿过主管内壁所延伸包围的空间。如果是直排的套管，套管在延伸一定长度后需要转向180°，发生转向时，在内管的内层空间与套管夹层空间的转向都需要各自有接头管路零件以实现对应的空间转向，接头管路零件的结构需要保证内管内空间与套管夹层空间的双路转向，这样的双路转向在空间拓扑结构上产生了管路接头零件制造的直接困难。接头管路零件因此在大型热交换器上相对容易实现，这时接头管路零件做成两部分，内管转向管路零件与主管转向管路零件，内管转路连接零件的形状可以是一段弯通，然后用焊接、法兰、密封等方式在内管端部连接两个内管；主管连接管路零件通过不同于内管端部连接的另外一路的一个管路转接接通转向了180°的两段外管。

另一方面，当流体在管道中流动时，在管壁上容易形成层流现象，即流体质点始终汕头与管平行的方向运动，质点之间互不混合，流体在管壁上甚至整管内就如一层层同心圆筒在平行地流动，显然，这样是不利于热量交换的。为了破坏流体的层流现象，提高换热器传热性能，CN200810231358.X 公开了一种螺旋肋片自支撑换热器，它在每根换热管上焊接有螺旋肋片，肋片既有支撑换热管的作用， 又可扰流，迫使流体沿管子表面做螺旋流动，增大了对流体的扰动，可提高传热系数，流体在换热器壳程总体呈纵向流动，但其肋片的螺距较大且肋片与管间距等高，肋片只可在管外壁上安装，使整体性能受到条件限制，其结构和性能有待进一步完善和提高。

发明内容

本发明的目的就是提供一种具有内螺旋式换热器，换热器的两端部和中间段连接，使该换热器内形成迂回的、路线较长的热交换结构，能够实现制冷剂与载冷剂充分换热，以克服现有技术之不足。

本发明是采用如下技术解决方案来实现上述目的：

一种内螺旋式换热器，包括上盖、底座，连接于上盖与底座之间的中间段，其特征在于，所述中间段包括内管和外套管，所述上盖、底座上设置开口于上盖板面、底座板面的弯通，在上盖板面、底座板面上环绕弯通的开口部设置有环槽，所述弯通的两端开口连接相邻中间段的内管，所述外套管和内管与环槽之间形成夹层，在上盖和底座内设置连通腔使得靠近弯通的相邻两夹层连通，所述上盖和底座由金属注射成型，所述内管的内壁面上设置有第一螺纹肋，所述第一螺纹肋的螺纹间距L1满足L1＜0.028Re×D1，其中雷诺数Re=，ν为内管内壁流体平均流速，D1为内管内壁直径，μ为内管内壁流体当前的运动粘度系数。

所述内管的外壁面上设置有第二螺纹肋，所述第二螺纹肋的螺纹间距L2满足L2＜0.028Re’×D2，其中雷诺数Re’=，ν’为所述夹层流体平均流速，D2为内管外壁直径，μ’为所述夹层流体当前的运动粘度系数。