專利名稱:一種熱交換器結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種熱交換器結(jié)構(gòu),具體地說是一種熱交換器殼體具有外螺旋水流路 徑的熱交換器結(jié)構(gòu),屬于熱交換器的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
熱交換器作為傳熱設(shè)備隨處可見,應(yīng)用非常普及,特別是耗能量較大的領(lǐng)域,隨著 節(jié)能技術(shù)的飛速發(fā)展,換熱器的種類越來越多,適用于不同介質(zhì)、不同工況、不同溫度以及 不同壓力的換熱器其結(jié)構(gòu)和型式亦不相同,換熱器發(fā)展也朝著高效節(jié)能方向發(fā)展。目前, 市面上的熱交換器的傳熱效率一般在75% 90%之間,其傳熱效率根本達(dá)不到現(xiàn)在節(jié)能 降耗環(huán)保的需求;其次熱交換器組成結(jié)構(gòu)復(fù)雜,中間熱量損失大,可利用的有效熱能少,這 樣熱轉(zhuǎn)換效率低;由于傳熱介質(zhì)流經(jīng)熱交換器管道或扳道,常常是層流而不是湍流,且由于 流體中夾帶大量的細(xì)晶堿,導(dǎo)致板式換熱器結(jié)疤淤塞非常嚴(yán)重,致使系統(tǒng)阻力大,換熱效率 低;熱交換器熱器酸洗、檢修、清理工作量大,且檢修費用高;由于流體腐蝕沖刷嚴(yán)重,導(dǎo)致 板式換熱器壽命降低。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足,提供一種熱交換器結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)簡 單,熱轉(zhuǎn)換效率高,安裝使用方便,延長了使用壽命,降低了使用成本。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案,所述熱交換器結(jié)構(gòu),包括熱交換器殼體及位于所述 熱交換器殼體內(nèi)的燃燒室;所述燃燒室的外周面上設(shè)有多個定位凸臺,所述定位凸臺與熱 交換器殼體的內(nèi)壁相固定;所述相鄰定位凸臺間形成傳熱介質(zhì)通道,所述傳熱介質(zhì)通道沿 燃燒室的軸線呈螺旋狀。所述定位凸臺包括沿燃燒室的外周面上均勻分布的第一定位塊與第二定位塊,所 述第一定位塊與第二定位塊相交錯分布;第一定位塊與第二定位塊對應(yīng)相鄰的端部間設(shè)有 第三定位塊;所述第一定位塊、第二定位塊及第三定位塊在燃燒室的外周面上沿燃燒室的 軸線呈螺旋狀;由第一定位塊、第二定位塊及第三定位塊形成相鄰的定位凸臺間形成傳熱 介質(zhì)通道。所述熱交換器殼體上設(shè)有進(jìn)水管及出水管;所述出水管與進(jìn)水管通過第傳熱介質(zhì) 通道相連通。所述熱交換器殼體采用不銹鋼制成。所述熱交換器殼體呈圓錐形。所述第一 定位塊與第二定位塊平行分布在燃燒室的外周面上,所述第三定位塊呈曲線狀。本發(fā)明的優(yōu)點第一定位塊與第二定位塊均勻分布在燃燒室的外壁上,第一定位 塊與第二定位塊相交錯分布;第一定位塊與第二定位塊對應(yīng)相鄰的端部通過第三定位塊相 連;第一定位塊、第二定位塊及第三定位塊間形成定位凸臺,所述相鄰定位凸臺間形成傳熱 介質(zhì)通道,傳熱介質(zhì)通道沿燃燒室的軸線呈螺旋狀;定位凸臺與熱交換器殼體的內(nèi)壁相密 封固定,使傳熱介質(zhì)能夠在相應(yīng)的傳熱介質(zhì)內(nèi)流動;進(jìn)水管與出水管通過傳熱介質(zhì)通道相 連通,當(dāng)傳熱介質(zhì)沿傳熱介質(zhì)通道內(nèi)流動時,燃燒室腔體內(nèi)的熱量能夠直接與傳熱介質(zhì)進(jìn)行熱交換,提高了熱交換的效率;傳熱介質(zhì)通道沿燃燒室的軸線呈螺旋狀,增加了介質(zhì)的吸 熱面積,提高了熱轉(zhuǎn)換效率,減少層流層,增加湍流層,提高了熱轉(zhuǎn)換系數(shù);同時使傳熱介質(zhì) 通道內(nèi)的微粒難以沉積結(jié)垢,減少了維護(hù)次數(shù),延長了使用壽命,降低了使用成本。
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的俯視圖。圖3為圖1去除熱交換器殼體后的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖廣圖3所示本發(fā)明包括熱交換器殼體1、進(jìn)水管2、出水管3、第一定位塊4、 第二定位塊5、燃燒室6、第三定位塊7、燃燒室腔體8及傳熱介質(zhì)通道9。如圖1、圖2和圖3所示所述熱交換器殼體1內(nèi)設(shè)有燃燒室6,所述燃燒室6內(nèi)包 括燃燒室腔體8。燃燒室6的外壁上設(shè)有均勻分布的第一定位塊4及第二定位塊5,所述第 一定位塊4與第二定位塊5間交錯分布。第一定位塊4與第二定位塊5對應(yīng)相鄰的端部通 過第三定位塊7相連,所述第一定位塊4、第二定位塊5及第三定位塊7均與燃燒室6成一 體結(jié)構(gòu)。第一定位塊4、第二定位塊5及第三定位塊7間形成定位凸臺;所述相鄰定位凸臺 間的端部依次連接,且相鄰定位凸臺間形成傳熱介質(zhì)通道9。第一定位塊4與第二定位塊5 平行分布在燃燒室6的外周面上,連接第一定位塊4與第二定位塊5的第三定位塊7呈曲 線狀,且燃燒室6上的第一定位塊4、第二定位塊5及第三定位塊7沿燃燒室6的軸線呈螺 旋狀,從而使傳熱介質(zhì)通道9沿燃燒室6的軸線呈螺旋狀分布。燃燒室6外周面上的定位 凸臺與熱交換器殼體1的內(nèi)壁間密封固定,從而使傳熱介質(zhì)能夠在熱交換器殼體1與燃燒 室6外周面間相應(yīng)的傳熱介質(zhì)通道9內(nèi)流動,保證了傳熱介質(zhì)的換熱效率。所述熱交換器殼體1上設(shè)有進(jìn)水管2及出水管3,所述進(jìn)水管2位于熱交換器殼體 1的上部,出水管3位于熱交換器殼體1的下部;所述進(jìn)水管2與出水管3通過傳熱介質(zhì)通 道9相連通。熱交換器殼體1采用不銹鋼制成,熱交換器殼體1呈圓錐形,燃燒室6與熱交 換器殼體1的形狀相匹配。第一定位塊4、第二定位塊5與燃燒室6的外壁形狀相對應(yīng),第 三定位塊7采用曲線過渡,從而燃燒室6外周面的傳熱介質(zhì)通道9呈螺旋狀。如圖1和圖2所示燃?xì)庠谌紵仪惑w8內(nèi)燃燒,將燃?xì)獾哪芰哭D(zhuǎn)換為熱能;燃燒 室腔體8內(nèi)設(shè)有若干大小不一、結(jié)構(gòu)不同且分布不均勻的吸熱機(jī)構(gòu),所述吸熱機(jī)構(gòu)與高溫 煙氣充分換熱。由于換熱機(jī)構(gòu)位于燃燒室6的內(nèi)表面,則吸熱機(jī)構(gòu)能夠?qū)⑷紵?外周面 上呈螺旋狀傳熱介質(zhì)通道9內(nèi)的傳熱介質(zhì)直接進(jìn)行熱交換;所述傳熱介質(zhì)一般為水。所述 傳熱介質(zhì)從進(jìn)水管2的進(jìn)水口流入燃燒室6外壁上傳熱介質(zhì)通道9內(nèi),并沿著傳熱介質(zhì)通 道9的螺旋狀通道流向出水管3,經(jīng)出水管3的出水口流出,得到所需溫度的傳熱介質(zhì)。由于第一定位塊4、第二定位塊5及第三定位塊7在燃燒室6的外周面上呈螺旋 狀分布,從而使傳熱介質(zhì)通道9沿燃燒室6的軸線呈螺旋狀,即傳熱介質(zhì)以螺旋狀流過燃燒 室6的外壁,傳熱介質(zhì)直接流動在燃燒室6的外周面與熱交換器殼體1的內(nèi)壁間,這樣能夠 得到較高的傳熱系數(shù),同時不會產(chǎn)生太大的壓力損失,傳熱系數(shù)加大,熱轉(zhuǎn)換效率增強(qiáng)。第一定位塊4與第二定位塊5平行交錯分布在燃燒室6的外周面上,從而使第一定位塊4與 第二定位塊5的螺旋角度較小,雖然會使換熱綜合性能降低,但是可以在充分利用用戶所 允許的壓降的條件下增加換熱效果,從而既能保證使用要求又能盡可能的獲得比較好的傳 熱性能。而第三定位塊7呈曲線狀,使第三定位塊7的螺旋角大于第一定位塊4及第二定 位塊5的螺旋角,第三定位塊7得到能夠很好的傳熱系數(shù)增強(qiáng),且阻力小,流體經(jīng)過相鄰定 位凸臺間的傳熱介質(zhì)通道9時容易形成湍流,增加湍流,從而增加傳熱系數(shù),提高熱轉(zhuǎn)換效 率,同時流體中的微粒難以沉積結(jié)垢;即使有少量污垢生成,由于燃燒室6的內(nèi)外溫差應(yīng)力 而產(chǎn)生的應(yīng)變,使具有彈性特征的螺旋換熱器曲率發(fā)生微觀變化,從而使傳熱介質(zhì)通道9 內(nèi)有自然防垢和自然除垢的能力,從而減少了維護(hù)次數(shù),增加了使用壽命,減低了成本。燃燒室6內(nèi)的燃燒室腔體8內(nèi)設(shè)有若干大小不一、結(jié)構(gòu)不同且分布不均勻的吸熱 機(jī)構(gòu);能夠增加吸熱(換熱)面積,從而增加換熱效率;特殊的排列方式,其為了增加氣體的 流通,保證燃?xì)獾某浞秩紵?,減少一氧化碳等危害氣體的產(chǎn)生,同時將燃?xì)馊紵尫诺臒崮?逐層吸收,減少熱量損失,提高換熱效率,減少燃?xì)鈸p失。本發(fā)明燃燒室6的熱轉(zhuǎn)換效率可達(dá)97. 5 % 99 % ;由于燃燒室6的外表面的傳熱 介質(zhì)通道9采用螺旋結(jié)構(gòu),且螺旋角不同,螺旋路徑的流道截面是不變的,但其流通的路徑 是彎曲螺旋型,造成流體在傳熱介質(zhì)通道9中的路徑變長,從而增加吸熱面積提高熱轉(zhuǎn)換 效率;同時,路徑為螺旋型,在流速很低的情況下也始終處于輕微湍流狀態(tài),難以形成層流, 使對流傳熱的主要熱阻被有效地克服,傳熱被同時強(qiáng)化,因而傳熱系數(shù)增加,從而提高熱轉(zhuǎn) 換效率;其燃燒室腔體8內(nèi)分布有若干大小不一、結(jié)構(gòu)不同、排列不均的吸熱結(jié)構(gòu),其作用 也是增加吸熱面積,提高熱轉(zhuǎn)換效率。采用特殊的外螺旋結(jié)構(gòu),且螺旋角不同,增加了熱轉(zhuǎn)換效率的同時提高了產(chǎn)品的 防垢能力。由于流經(jīng)外螺旋結(jié)構(gòu)的流體有湍流,使流體中的微粒難以沉積結(jié)垢,即使有少量 污垢生成,由于燃燒室6內(nèi)外表面溫差應(yīng)力而產(chǎn)生的應(yīng)變,使具有彈性特征的螺旋結(jié)構(gòu)曲 率發(fā)生微觀變化,從而使螺旋水流路徑有自然防垢和自然除垢的能力。維護(hù)清理簡單便捷 結(jié)構(gòu)簡單,拆卸方便,維護(hù)便捷;使用壽命長。本發(fā)明第一定位塊4與第二定位塊5均勻分布在燃燒室6的外壁上,第一定位塊4 與第二定位塊5相交錯分布;第一定位塊4與第二定位塊5對應(yīng)相鄰的端部通過第三定位 塊7相連;第一定位塊4、第二定位塊5及第三定位塊7間形成定位凸臺,所述相鄰定位凸 臺間形成傳熱介質(zhì)通道9,傳熱介質(zhì)通道9沿燃燒室6的軸線呈螺旋狀;定位凸臺與熱交換 器殼體1的內(nèi)壁相密封固定,使傳熱介質(zhì)能夠在相應(yīng)的傳熱介質(zhì)內(nèi)流動;進(jìn)水管2與出水管 3通過傳熱介質(zhì)通道9相連通,當(dāng)傳熱介質(zhì)沿傳熱介質(zhì)通道9內(nèi)流動時,燃燒室腔體8內(nèi)的 熱量能夠直接與傳熱介質(zhì)進(jìn)行熱交換,提高了熱交換的效率;傳熱介質(zhì)通道9沿燃燒室的 軸線呈螺旋狀,增加了介質(zhì)的吸熱面積,提高了熱轉(zhuǎn)換效率,減少層流層,增加湍流層,提高 了熱轉(zhuǎn)換系數(shù);同時使傳熱介質(zhì)通道內(nèi)的微粒難以沉積結(jié)垢,減少了維護(hù)次數(shù),延長了使用 壽命,降低了使用成本。
權(quán)利要求
一種熱交換器結(jié)構(gòu),包括熱交換器殼體(1)及位于所述熱交換器殼體(1)內(nèi)的燃燒室(6);其特征是所述燃燒室(6)的外周面上設(shè)有多個定位凸臺,所述定位凸臺與熱交換器殼體(1)的內(nèi)壁相固定;所述相鄰定位凸臺間形成傳熱介質(zhì)通道(9),所述傳熱介質(zhì)通道(9)沿燃燒室(6)的軸線呈螺旋狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器結(jié)構(gòu),其特征是所述定位凸臺包括沿燃燒室(6)的 外周面上均勻分布的第一定位塊(4)與第二定位塊(5),所述第一定位塊(4)與第二定位塊(5)相交錯分布;第一定位塊(4)與第二定位塊(5)對應(yīng)相鄰的端部間設(shè)有第三定位塊(7); 所述第一定位塊(4)、第二定位塊(5)及第三定位塊(7)在燃燒室(6)的外周面上沿燃燒室(6)的軸線呈螺旋狀;由第一定位塊(4)、第二定位塊(5)及第三定位塊(7)形成相鄰的定位 凸臺間形成傳熱介質(zhì)通道(9 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器結(jié)構(gòu),其特征是所述熱交換器殼體(1)上設(shè)有進(jìn)水 管(2)及出水管(3);所述出水管(3)與進(jìn)水管(2)通過第傳熱介質(zhì)通道(9)相連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器結(jié)構(gòu),其特征是所述熱交換器殼體(1)采用不銹鋼 制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的熱交換器結(jié)構(gòu),其特征是所述熱交換器殼體(1)呈圓錐形。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱交換器結(jié)構(gòu),其特征是所述第一定位塊(4)與第二定位塊 (5 )平行分布在燃燒室(6 )的外周面上,所述第三定位塊(7 )呈曲線狀。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熱交換器結(jié)構(gòu),其包括熱交換器殼體及燃燒室;所述燃燒室的外周面上設(shè)有多個定位凸臺,所述定位凸臺與熱交換器殼體的內(nèi)壁相固定;所述相鄰定位凸臺間形成傳熱介質(zhì)通道,所述傳熱介質(zhì)通道沿燃燒室的軸線呈螺旋狀。本發(fā)明相鄰定位凸臺間形成傳熱介質(zhì)通道,傳熱介質(zhì)通道沿燃燒室的軸線呈螺旋狀;定位凸臺與熱交換器殼體的內(nèi)壁相密封固定;燃燒室腔體內(nèi)的熱量能夠直接與傳熱介質(zhì)進(jìn)行熱交換,提高了熱交換的效率;增加了介質(zhì)的吸熱面積,提高了熱轉(zhuǎn)換效率,減少層流層,增加湍流層,提高了熱轉(zhuǎn)換系數(shù);同時使傳熱介質(zhì)通道內(nèi)的微粒難以沉積結(jié)垢,減少了維護(hù)次數(shù),延長了使用壽命,降低了使用成本。
文檔編號F24H1/43GK101929730SQ20101029487
公開日2010年12月29日 申請日期2010年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月28日
發(fā)明者包建忠 申請人:無錫錫州機(jī)械有限公司