[发明专利]热交换器

说明书

本发明涉及可提高高温流体和低温流体之间热交换效率且体积减小的热交换器。

迄今已知有多种这类热交换器。例如，第一种为多管型热交换器，该种热交换器是在一圆柱形容器中放置若干管子，圆柱形容器和管子中的两流体之间进行热交换；第二种为蛇管型热交换器，该种热交换器是由绕成螺旋状的管子或螺管或直管、弯管交替而成管子构成的一蛇管放置并浸没在一容器中，管内和容器内的两流体之间进行热交换；第三种为螺管型热交换器，该种热交换器包括两平行平板，它们卷成螺旋状并放置在一密封圆筒中，两流体边旋流边进行热交换；第四种为板型热交换器，它由互相叠合并连接的薄波纹板构成，两流体可交替地流到形成在波纹板空间之间的小室中；第五种为叶片型热交换器，该种热交换器是在一圆管的外壁上设有许多十片。

但是，在所有上述热交换器中，热交换在管子、板或叶片与流动流体的表面层之间进行，因此流体在流动时其温度分布是不均匀的，并且不与热交换表面接触的流体的数量很大，因此热效率很低。此外，由于传导率只决定了管子、波纹板、叶片的热交换面积，因此这类热交换器的缺点是，为了提高导热率和热效率，就必须增加管子数量或增大波纹板的面积。

因此本发明的一个目的是提供这样一种热交换器，它使两流体沿径向并向心流动冲击、散开并弯弯曲曲地行进，并且使流动路径呈锯齿形而加长流动路径，从而使接触面增加，因此两流体之间的热导率得以提高，从而整个热交换器的体积可减小。另一个目的是提供一种热交换器，它可以只包括一个热交换件，也可以由多个热交换件连续连接而成，并在热交换时可减少热能损耗。

鉴于现有热交换器的问题是只依靠加大热交换面积来提高热导率，因此本发明的一个目的是提供一种热交换器，它由第一和第二传热件组合而成，它们分别包括较大和较小直径的两圆盘，圆盘上设有小室，小室前部开口，流体在小室中冲击、散开并弯弯曲曲地流动从而提高热导率，并且加长了流动路径从而可使整个热交换器做得更小。

由第一和第二传热件构成的热交换器插入在一壳体中，高温流体和低温流体可分别在第一和第二热交换件中流动。

第一传热件包括两对同心的较大直径圆盘和较小直径圆盘，每一圆盘上有许多多边形小室，小室的前部开口，每一对中的较大直径圆盘和较小直径圆盘面对面连接，其中，较大直径圆盘的小室和较小直径圆盘的小室互相错开放置，从而互相连通，并且，较大和较小直径圆盘的中心分别有直径不等的穿孔。

与第一传热件一样，第二传热件包括两对同心的较大直径圆盘和较小直径圆盘，其中，其中心处有管子连接孔的两较小直径圆盘背靠背地互相同心地连接，位于所述第二传热件两边的两个所述较大直径圆盘的圆周之间的一盖板在所述盖板与所述较小直径圆盘的圆周之间形成一流体通道，该管子连接孔的直径小于第一传热件的较大直径圆盘的穿孔。

第二传热件位于热交换件的中央，第一传热件的较小直径圆盘的后表面与第二传热件的较大直径圆盘的后表面同心地连接。

当热交换件插入壳体中而使第一传热件的较大直径圆盘的圆周紧密接触壳体的内圆周从而在盖板与壳体内周之间形成一流体通道时，与连接孔连接而供流体流进或流出第二传热件的第二进口管和出口管分别穿过第一传热件的较小和较大直径圆盘的穿孔。

第二传热件的两较小直径圆盘的互相连接的表面中的一个下凹，另一个凸出，从而互相紧密接触；热交换器中第二传热件的较大直径圆盘的后表面与第一传热件的较小直径圆盘的后表面连接，这两个后表面的的一个下凹、另一个凸出，从而互相紧密接触。

第二传热件的两较小直径圆盘可做成为一块较小直径圆盘；热交换器中互相连接的第二传热件的较大直径圆盘和第一传热件的较小直径圆盘也可制成一体。

以下结合附图对本发明进行详细描述。

图1为本发明第一实施例的热交换器的剖面图；

图2为构成第一传热件的较大直径圆盘的透视图；

图3为构成第一传热件的较小直径圆盘的透视图；

图4为构成第二传热件的较大直径圆盘的透视图；

图5为构成第二传热件的较小直径圆盘的透视图；

图6为热交换器一主要部分的剖面图；

图7为热交换器一主要部分的剖面图；

图8为本发明第二实施例的热交换器一主要部分的剖面图；

图9为本发明第二实施例的热交换器一主要部分的剖面图；

图10为本发明第三实施例的热交换器一主要部分的剖面图；

图11为使用多个热交换件的热交换器的剖面图。

下面结合图1到图7说明本发明第一实施例。