CN2510814Y - 热交换器 - Google Patents
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Abstract
一种热交换器,其由相互穿套的一内管与一外管组成,内管内部设有一沿内管延伸的螺旋状的内导流板,使流体于内管中受内导流板的导引而呈旋流的形态,而内管与该外管间设有一沿外管延伸的螺旋状的外导流板,使内、外管间与流体反向流通的冷却剂受外导流板的导引而同样呈旋流的形态。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种热交换器，尤指一种能藉由螺旋状的导板来导引流体与冷却剂产生旋流以提升冷却效果的热交换器。
背景技术
如图5所示，为常用的一种气体热交换器，其用于在真空环境中冷却蒸汽，该热交换器8具有一连续弯折曲绕的管体81，该管体81的两端分别具有一入口811与一出口812，且该管体81被设置于一冷却水箱82内，而该冷却水箱82的入口821系位于远离管体81入口811的一侧。
使用时，真空环境中的蒸汽系被真空泵浦(图中未示)输送而由管体81入口811进入，使蒸汽在管体81中流动并与冷却水箱82中的冷却剂进行热交换，而于冷却后再由管体81的出口812排出。
由于蒸汽在管体81中系呈稳定的层流状态，如图6A所示，在层流状态下，管体81中心点A处的热能需传导至近管体81内壁的B点处，才能透过管体81与冷却水箱82中的冷却剂进行热交换而冷却，其热传导距离较长，如图6B所示，而需要较长的热传导时间，亦即需要较长的管体81才能达到预定的冷却效果。
但愈长的管体81会占用愈大的空间，且会形成愈多的弯曲段813，而蒸汽在管体81的平直段814系呈稳定的层流状态，当蒸汽流经弯曲段813时会因流向的突然转变，而使流速降低产生蒸汽流动的阻力，愈多的弯曲段813及更长的管体81长度则意味着管体81内管径压损产生的阻力愈大，而需加大真空泵浦的马力才能维持一定的排汽速率以符合真空环境的所需，或者，真空泵浦所能表现的最佳真空会因种种阻力及管径压损而下降。
当然，除了前述的热交换器8的结构外，尚有许多不同结构形态的热交换器，如：板式热交换器等，但因其流道的特殊几何形状，而会使蒸汽流经时产生更大的阻力，使蒸汽流动的阻力增大，故而，板式热交换器及其它目前常见的热交换器均无法同时考虑兼顾管径压损及热交换器表面积的充分使用，而在真空下的热交换能力及移去水分的能力却是应同时考虑的。
综上所述，现有的热交换器运用在真空环境中冷却蒸汽时的冷却效率较差、体积较大，或体积小但造成的压损大，而实有加以改进的必要。
发明内容
本实用新型的主要目的，在于解决上述的问题而提供一种热交换器，由于该内管中设有螺旋状的内导流板，使流体于内管中受内导流板的导引而呈旋流的形态，以提升管内流体的热传导效率，且该内管与该外管间亦设有螺旋状的外导流板，使流通于内、外管间的冷却剂受外导流板的导引而同样呈旋流的形态来提高热传导效率，而可达到提升冷却效果的目的。
本实用新型的次一目的，系由于该内管的入口与该外管的冷却剂入口位在不同端，使该内管中的流体与该外管中的冷却剂呈为反向流动的形态，而可获致最佳的热交换效率。
本实用新型的再一目的，系在于该内、外管系以螺旋形态的方式盘绕，使蒸汽于内管中流动时，不会增加螺旋前进的蒸汽的流动阻力，以降低真空泵浦的负荷。
本实用新型提供一种热交换器，其至少包括一供流体流通的内管，与一供冷却剂或其它热交换流体流通的外管，该内管穿设于该外管内部，而该内管内部设有一沿内管延伸的螺旋状的内导流板，且该内管与该外管间设有一沿外管延伸的螺旋状的外导流板，使流体与冷却剂分别受内、外导板的导引而产生旋流，以提高热交换器的冷却效果。
附图说明
图1为本实用新型的立体外观图；
图2为本实用新型的立体分解图；
图3为图1中沿3-3线剖视图；
图4为表示本实用新型之内、外管呈螺旋盘绕的示意图；
图5为常用的一种气体热交换器的结构示意图；
图6A为常用热交换器管体中流体呈层流状态的示意图；
图6B为常用热交换器管体中心点热传导距离较长的示意图。
具体实施方式
请参阅图1至图3，本实施例的热交换器，包括有一供蒸汽流通的内管1，与一供冷却剂流通的外管2，该内管1穿设于该外管2中，且该内、外管1、2系以螺旋形态盘绕，而该内管1中设有一沿着内管1延伸的螺旋状的内导流板11，且该内管1与该外管2间设有一沿着外管2延伸的螺旋状的外导流板21，而该内管1的两端分别为流体的入口12与出口13，而该外管2远离内管1的入口12的一端系为冷却剂入口22，另一端则为冷却剂出口23。
由于内管1中设有螺旋状的内导流板11，因此，蒸汽于内管1中会被内导流板11导引而呈螺旋前进的旋流形态，亦即，蒸汽在内管1中呈扰动的状态，而非如常用结构呈层流的状态，因此，内管1中的蒸汽能均匀地翻转而与内管1的管壁接触，而可提升其热传导效率，且该内管1与该外管2间设有螺旋状的外导流板21，使于内管1与外管2间流动的冷却剂受外导流板21的导引而同样呈螺旋前进的旋流形态，因此，冷却剂本身亦保有良好的热传导效率，再者，冷却剂系与蒸汽逆向对流，而能获得最佳的热交换效果，使本实用新型的热交换器保有较佳的冷却效果。
而因本实用新型的结构能提高热交换效能，因此，内、外管1、2的长度可以缩短，以减少热交换器的体积，再者，本实用新型的内、外管1、2在曲绕时可采用螺旋形态的方式盘绕，如图4所示，因此，蒸汽在内管1中流动时不会增加螺旋前进的蒸汽的流动阻力，而能以较低马力的真空泵浦来维持较佳真空环境的所需，且不因冷却系统的设计造成整体设备的管径压损上升，以降低设备成本及使用成本。
综上所述，本实用新型借由上述结构而可增进下述功效：
一、提升冷却效果：由于该内管1中设有螺旋状的内导流板11，使蒸汽于内管1中受内导流板11的导引而呈旋流的形态，以提升蒸汽的热传导效率，且该内管1与该外管2间亦设有螺旋状的外导流板21，使流通于内、外管1、2间的冷却剂受外导流板21的导引而同样呈旋流的形态来提高热传导效率，而可提升冷却效果。
二、提升热交换效率：由于该内管1的入口12与该外管2的冷却剂入口22位在不同端，使该内管1中的蒸汽与该外管2中的冷却剂呈逆向对流，而可获得最佳的热交换效率。
三、降低真空泵浦的负荷：该内、外管1、2系以螺旋形态的方式盘绕，使蒸汽于内管1中流动时，不会增加螺旋前进的蒸汽的流动阻力，以降低真空泵浦的负荷，而能以较低马力的真空泵浦维持所需的真空环境。
Claims (3)
1.一种热交换器，其至少包括一供流体流通的内管，与一供冷却剂流通的外管，该内管穿设于该外管内部，而该内管内部设有一沿内管延伸的螺旋状的内导流板，且该内管与该外管间设有一沿外管延伸的螺旋状的外导流板。
2.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，该内管的两端分别为流体的入口与出口，而该外管远离内管的入口的一端为冷却剂入口，另一端则为冷却剂出口。
3.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，该内、外管为螺旋形盘绕的结构形状。
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