一種熱管換熱器隔板及其熱管換熱器蒸發端結構的製作方法
2023-09-18 07:49:00 1
一種熱管換熱器隔板及其熱管換熱器蒸發端結構的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種熱管換熱器隔板，還涉及一種採用該熱管換熱器隔板製造的熱管換熱器蒸發端結構，其創新點在於：包括隔板本體，隔板本體表面同軸設置有若干直徑不同的C形導流板，C形導流板為一側開口的環形結構，且相鄰C形導流板的開口反向設置；所述隔板本體的中心或隔板本體的外邊緣開有層間介質通道，且隔板本體外邊緣的層間介質通道與緊鄰其內側的C形導流板開口反向設置。採用上述具有同軸C形導流板的隔板製作熱管換熱器時，隔板將換熱器殼體分隔成數層空腔，流體在各層內空腔中實現環形紊流，在各層間空腔中實現層流；流體在空腔中不會出現短路現象，換熱效果大大提升，且由於其結構特性，在製造時相較螺旋式更加容易，降低了製造成本。
【專利說明】一種熱管換熱器隔板及其熱管換熱器蒸發端結構
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種熱管換熱器隔板，還涉及一種採用該熱管換熱器隔板製造的熱管 換熱器蒸發端結構。 技術背景
[0002] 在船舶中製冷設備的使用較為頻繁，不同製冷方法使用不同的設備，目前應用最 廣的是蒸氣壓縮製冷，主要設備有壓縮機、冷凝器、蒸發器和節流閥。其中，以冷凝機應用範 圍最廣。冷凝器的壓縮機吸入從蒸發器出來的較低壓力的工質蒸汽，使之壓力升高後送入 冷凝器，在冷凝器中冷凝成壓力較高的液體，經節流閥節流後，成為壓力較低的液體後，送 入蒸發器，在蒸發器中吸熱蒸發而成為壓力較低的蒸汽，從而完成製冷循環。
[0003] 熱管技術以前被廣泛應用在宇航、軍工等行業，隨著科技的進步自從被引入冷凝 機製造行業，使得人們改變了傳統冷凝機的設計思路，擺脫了單純依靠高風量電機來獲得 更好散熱效果的單一散熱模式，採用熱管技術使得冷凝即便採用低轉速、低風量電機，同樣 可以得到滿意效果，使得困擾風冷散熱的噪音問題得到良好解決，開闢了散熱行業新天地。
[0004] 目前的船用熱管換熱器蒸發端結構中，殼程介質在換熱器筒體6中通過導流板13 的引導進行流動，其主要包括兩種流動方式，如圖1、2所示，第一種為S形或類似的折流， 第二種為螺旋狀渦流(參見圖3)。第二種螺旋方式相較第一種在相同條件下換熱效率提高 30%左右，使其在各種換熱場合得到廣泛應用，但仍然存在一定的缺陷：在製造螺旋式導流 通道過程中，其導流板在夾套結構中很難與兩側側壁完全貼合，因此仍然存在介質短路的 現象，因而影響了換熱效率。
【發明內容】
本發明要解決的技術問題是提供一種換熱效果好的熱管換熱器隔板，還提供一種採用 該熱管換熱器隔板製作的熱管換熱器蒸發端結構。
[0005] 為解決上述技術問題，本發明的技術方案為：一種熱管換熱器隔板，其創新點在 於：包括隔板本體，隔板本體上均勻分布有若干熱管管體安裝孔，隔板本體表面同軸設置有 若干直徑不同的C形導流板，C形導流板為一側開口的環形結構，且相鄰C形導流板的開口 反向設置；所述隔板本體的中心或隔板本體的外邊緣開有層間介質通道，且隔板本體外邊 緣的層間介質通道與緊鄰其內側的C形導流板開口反向設置。
[0006] 優選的，所述各C形導流板自隔板本體中心向外側方向開口逐漸增大。
[0007] -種採用上述熱管換熱器隔板製造的熱管換熱器蒸發端結構，其創新點在於：包 括筒體，若干內置於筒體中的熱管管體，以及至少兩個或以上用於安裝、定位熱管管體並對 筒體內工質進行導流的隔板；所述各隔板沿筒體軸向同軸分布在筒體內，且相鄰隔板的層 間介質通道錯開設置；所述筒體通過隔板分隔成數層空腔，各層間空腔通過隔板上的層間 介質通道連通，各層的空腔自身通過C形導流板分隔形成一個層內介質紊流通道。
[0008] 優選的，所述各隔板本體上的C形導流板開口寬度與C形導流板半徑的關係為： B=0. 52r?0· 63r ;所述隔板本體上各相鄰的C形導流板半徑關係為：r外-r內=0· 82 1心?0· 86r 心；所述相鄰隔板本體之間的間距與隔板本體半徑關係為：H=O. 82 rs~0. 86rs ;其中，B為C 形導流板開口寬度，r為C形導流板的半徑，i>h為相鄰C形導流板中靠近隔板徑向外側的C 形導流板半徑，為相鄰C形導流板中靠近隔板徑向內側的C形導流板半徑，r &為中心的 C形導流板半徑，H為相鄰隔板本體之間的間距，為隔板本體的半徑。
[0009] 優選的，所述層間介質通道為圓形。
[0010] 本發明的優點在於：採用上述具有同軸C形導流板的隔板製作熱管換熱器時，隔 板將換熱器殼體分隔成數層空腔，流體在各層內空腔中通過導流板實現環形紊流，在各層 間空腔中實現層流；流體在空腔中不會出現短路現象，換熱效果大大提升，且由於其結構特 性，在製造時相較螺旋式更加容易，降低了製造成本。
[0011] 在製作熱管換熱器時，隔板之間的間距以及各C形導流板半徑、開口均選擇合適 的尺寸關係，使得流體在C形導流板分隔形成一個層內介質紊流通道內流動更加順暢，進 一步提升換熱效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012] 圖1為傳統熱管換熱器殼程介質的一種折流方式示意圖。
[0013] 圖2為傳統熱管換熱器殼程介質的另一種折流式示意圖。
[0014] 圖3為傳統熱管換熱器殼程介質的一種渦流方式示意圖。
[0015] 圖4為本發明中熱管換熱器隔板一種結構的示意圖。
[0016] 圖5為本發明中熱管換熱器隔板另一種結構的示意圖。
[0017] 圖6為本發明中熱管換熱器蒸發端結構示意圖（未示出導流板）。
[0018] 圖7為本發明熱管換熱器實施例的第一隔板俯視圖。
[0019] 圖8為本發明熱管換熱器實施例的第二隔板俯視圖。
[0020] 圖9為本發明熱管換熱器實施例的第三隔板俯視圖。
【具體實施方式】
[0021] 本發明公開了一種熱管換熱器隔板結構，如圖4所示，該隔板1包括隔板本體11， 在隔板本體11上均勻分布有若干熱管管體安裝孔12,隔板本體11表面同軸設置有若干直 徑不同的C形導流板13, C形導流板13為一側開口的環形結構，且相鄰C形導流板的開口 反向設置。隔板本體11的中心開有層間介質通道14。優選的，層間介質通道14為圓形。
[0022] 圖5公開了另一種熱管換熱器隔板，其結構與圖4結構基本相同，不同之處在於， 層間介質通道14設置在隔板本體11的外邊緣；且該隔板本體11外邊緣的層間介質通道14 與緊鄰其內側的C形導流板13開口反向設置。本實施例中，各C形導流板13自隔板本體 11中心向外側方向開口逐漸增大。
[0023] 本發明還公開了一種採用上述熱管換熱器隔板製造的熱管換熱器蒸發端結構，如 圖6、7、8、9所示，其包括筒體2,若干內置於筒體2中的熱管管體（圖中未示出），以及至少 兩個或以上用於安裝、定位熱管管體並對筒體2內工質進行導流的隔板1，各隔板1在筒體 2內同軸設置；各隔板1沿筒體2軸向同軸分布在筒體2內，且相鄰隔板1的層間介質通道 14錯開設置。筒體2上設置有進液口 21和出液口 22,其中，進液口 21在下，出液口 22在 上。
[0024] 作為本發明更具體的實施方式，本實施例中，隔板1的數量為3個，自上而下依次 為第一隔板la、第二隔板lb、第三隔板lc。筒體2通過第一隔板la、第二隔板lb、第三隔 板Ic分隔成四層空腔，各層間空腔通過隔板1上的層間介質通道14連通，各層的空腔自身 通過C形導流板13分隔形成一個層內介質紊流通道。隔板1中C形導流板13的數量為兩 個，自內向外依次為第一導流板、第二導流板。當然，本領域技術人員應當了解，隔板1上的 導流板一直延伸至其上或其下方隔板的表面，避免流體在層內介質紊流通道流動時出現短 路現象。
[0025] 為了使得介質在層內介質紊流通道內流動更加順暢，隔板之間的間距以及各C形 導流板半徑、開口均選擇合適的尺寸關係： 各隔板本體11上的C形導流板13開口寬度與C形導流板13半徑的關係為： B=0. 52r"0. 63r ； 隔板本體11上各相鄰的C形導流板13半徑關係為：r外-r ?=0· 82 r 6、· 86r心； 相鄰隔板本體之間的間距與隔板本體半徑關係為：H=0. 82 86rs ; 其中，B為C形導流板開口寬度，r為C形導流板的半徑，為相鄰C形導流板中靠近 隔板徑向外側的C形導流板半徑，r ?為相鄰C形導流板中靠近隔板徑向內側的C形導流板 半徑，為中心的C形導流板半徑，H為相鄰隔板本體之間的間距，為隔板本體的半徑。
[0026] 作為本發明更具體的實施方式，本實施例中，第一導流板半徑為350mm，S卩 =350mm，第二導流板半徑為650mm，筒體2充當隔板外圓上的第三導流板，其半徑為IOOOmm ; 第一導流板的開口寬度為210_，第二導流板的開口寬度為390mm ;相鄰隔板本體11之間的 間距為300mm。
[0027] 以下為本實施例熱管換熱器蒸發端與傳統螺旋式熱管換熱器的蒸發端溫度對比 (採用相同的殼體容積和熱管容積）：將傳統螺旋式熱管換熱器蒸發端以及熱管換熱器蒸發 端自進液側向出液側，4層空腔中心依次命名為廣4#測溫點。
【權利要求】
1. 一種熱管換熱器隔板，其特徵在於：包括隔板本體，隔板本體上均勻分布有若干熱 管管體安裝孔，隔板本體表面同軸設置有若干直徑不同的C形導流板，C形導流板為一側開 口的環形結構，且相鄰C形導流板的開口反向設置；所述隔板本體的中心或隔板本體的外 邊緣開有層間介質通道，且隔板本體外邊緣的層間介質通道與緊鄰其內側的C形導流板開 口反向設置。
2. 根據權利要求1所述的熱管換熱器隔板，其特徵在於：所述各C形導流板自隔板本 體中心向外側方向開口逐漸增大。
3. -種採用權利要求1所述熱管換熱器隔板製造的熱管換熱器蒸發端結構，其特徵在 於：包括筒體，若干內置於筒體中的熱管管體，以及至少兩個或以上同軸設置的隔板；所述 各隔板沿筒體軸向同軸分布在筒體內，且相鄰隔板的層間介質通道錯開設置；所述筒體通 過隔板分隔成數層空腔，各層間空腔通過隔板上的層間介質通道連通，各層的空腔自身通 過C形導流板分隔形成一個層內介質紊流通道。
4. 根據權利要求3所述熱管換熱器隔板製造的熱管換熱器蒸發端結構，其特徵在於： 所述各隔板本體上的C形導流板開口寬度與C形導流板半徑的關係為： B=0. 52r"0. 63r ； 所述隔板本體上各相鄰的C形導流板半徑關係為：r外-r rt=0. 82 r^O. 86r心； 所述相鄰隔板本體之間的間距與隔板本體半徑關係為：H=0.82 rs~0.86rs ; 其中，B為C形導流板開口寬度，r為C形導流板的半徑，為相鄰C形導流板中靠近 隔板徑向外側的C形導流板半徑，r 為相鄰C形導流板中靠近隔板徑向內側的C形導流板 半徑，為中心的C形導流板半徑，H為相鄰隔板本體之間的間距，為隔板本體的半徑。
5. 根據權利要求3所述熱管換熱器隔板製造的熱管換熱器蒸發端結構，其特徵在於：所述層間介質通道為圓形。
【文檔編號】F28F9/22GK104329979SQ201410338320
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年7月16日 優先權日:2014年7月16日
【發明者】蔡森華, 高峰, 顧忠華, 杜度, 繆紅建 申請人:江蘇南通申通機械有限公司