複合螺旋管構件熱交換器的製作方法
2023-09-17 14:05:55 2
專利名稱：複合螺旋管構件熱交換器的製作方法
技術領域：
本發明涉及利用封閉管道裡工質的物態相變換製冷和發熱的熱交換設備，特別是涉及其中工質冷凝和蒸發是依靠螺旋管旋轉來實現的熱交換設備。
背景技術：
現有技術涉及的利用封閉管道裡工質的物態相變換製冷和發熱的熱交換設備，通常採用壓縮機等運動部件與工質直接作用，來達到工質由於壓力變化而冷凝和蒸發的目的。這種熱交換設備存在效率較低、機械損耗較大、整體結構複雜和不易維護等問題。
正是由於上述問題的存在，人們一直在尋求可能的、用以替代現有壓縮機技術的其它技術途徑來構建熱交換設備。現有的一種離心製冷部件的構建方案，是通過在由空心螺旋管構成的封閉流體迴路裡填充工質，通過轉軸帶動兩組空間上分布在兩個腔體內的空心螺旋管構件轉動，兩個腔體內的空心螺旋管構件通過其一為毛細管、其另一為回流管的兩個雙埠流路器件連接成一封閉的流體迴路，所述毛細管位於兩空心螺旋管構件之間，而回流管則在水平方向上左右貫穿兩空心螺旋管構件。該技術方案是通過工質的離心運動來達到一組空心螺旋管構件對外吸熱、另一組空心螺旋管構件對外散熱，從而實現熱交換。雖然該方案給出了離心製冷的原理性指導，但由於其結構上的難以實現，到今天為止，也未能實現大規模地生產。基於上述技術方案，人們在不斷探尋採用離心製冷原理的熱交換設備的可能的實現方法，以達到最終的大規模生產的目的。現有的一種離心熱交換器的改良方案，是試圖通過改變空心螺旋管構件中螺旋管的結構，以及回流管的結構來克服原有技術存在的缺陷。
中國專利ZL 03247628中公開了一種改良的、較容易實現的螺旋管構件熱交換器，它的工作原理是當外部動力帶動轉軸旋轉時，封閉腔體內工質在第一個腔體內的空心螺旋管內形成慣性作用力，該作用力的方向與封閉腔體內的空心螺旋管旋轉方向相反，工質的慣性作用力大小與該腔體內的空心螺旋管的纏繞直徑和角速度有關纏繞直徑越大，作用力越大；角速度越大，作用力越大。由於封閉腔體內的空心螺旋管由多匝組成，工質的慣性作用力在封閉腔體內的空心螺旋管的每匝內形成疊加的關係，所以在該腔體內的空心螺旋管內，由一端到另一端工質的壓力是逐步增大的。同理，在第二腔體內，一端工質的壓力也比另一端大。通過選擇適當的轉速、工質以及工質填充量，就可以形成工質在封閉腔體內的循環運動。
在兩個腔體的空心螺旋管之間選擇兩個埠，安裝一個流量控制閥，來控制工質由一端流向另一端的流量大小，由於流量控制閥的作用，在第一腔體內的空心螺旋管內的工質不能及時完全通過到第二腔體內的空心螺旋管，這樣在第一腔體內的空心螺旋管內的工質造成過剩，形成正壓力，正壓力的大小與第一腔體內的空心螺旋管的纏繞直徑、該空心螺旋管的角速度以及通過流量控制閥的流量大小有關纏繞直徑越大，壓力越大；角速度越大，壓力越大；流量越大，壓力越小。這個過程就實現了工質的冷凝過程。
經過流量控制閥的工質到達第二腔體內的空心螺旋管，由於流量控制閥的作用，流到第二腔體內的空心螺旋管內的工質不足以充滿該空心螺旋管的內部空間，所以工質在該空心螺旋管內形成負壓力，呈蒸發狀態，負壓力的大小與第二腔體內的空心螺旋管的纏繞直徑、該空心螺旋管的角速度以及通過流量控制閥的流量大小有關纏繞直徑越大，壓力越小；角速度越大，壓力越小；流量越大，壓力越大。這個過程實現工質的蒸發過程。
可見，工質在空心螺旋管的各匝間是呈遞增趨勢的，那麼，為了達到最終的實際製冷需要，就可能要繞制較多的匝數，這必然導致整個熱交換器的體積的增大，從而阻礙了設備的大規模生產。
發明內容
本發明要解決的技術問題在於克服現有技術存在的不足，通過改變空心螺旋管的結構，以減小熱交換器的物理尺寸，為採用離心製冷原理的熱交換設備的大規模生產提供可能。
本發明解決上述技術問題採用的技術方案是，生產製造一種複合螺旋管構件熱交換器，包括相互隔離的、有傳熱介質通過其中的在水平方向上左右分布的兩個腔體和貫穿該兩個腔體的轉軸，兩個腔體內各設有以所述轉軸為中心軸的空心螺旋管構件，兩個腔體內的空心螺旋管構件通過節流閥和回流管可連接成封閉的流體迴路，當在所述封閉的流體迴路中充有工質、並由外部驅動該流體迴路做繞轉軸軸心旋轉時，其中一個腔體內的空心螺旋管構件對外散熱，另一個腔體內的空心螺旋管構件對外吸熱，其特徵在於所述空心螺旋管構件包括至少兩層空心螺旋管，各層空心螺旋管之間可直接連通，也可通過雙埠流路器件連通；所述每層空心螺旋管包括至少一匝空心螺旋管，在多於一匝時，各匝空心螺旋管之間可直接連通，也可通過雙埠流路器件連通；所述空心螺旋管可是單通道的，也可是雙通道或多通道並行的；在空心螺旋管是雙通道或多通道並行時，針對每個通道可設立單獨的節流閥和/或回流管，或者，由多個通道復用一個節流閥和/或回流管。
所述用以連接兩層空心螺旋管的雙埠流路器件和/或用以連接兩匝空心螺旋管的雙埠流路器件包括過渡管，該過渡管可是變徑的，也可是不變徑的。
所述節流閥通徑的大小和/或所述轉軸的轉速，可進行人工/自動調節。
所述每層空心螺旋管，各匝空心螺旋管可是等幅並且匝間距相等，也可是不等幅、不等匝間距。
所述用以連接兩空心螺旋管構件的回流管，為一與所述轉軸平行的直管或者以所述轉軸為中心軸的空心螺旋管；所述直管和/或空心螺旋管可是變徑的，也可是不變徑的；所述空心螺旋管可是等幅、等匝距的，也可是不等幅、不等匝距的。
當所述回流管是直管時，所述轉軸是空心的，該直管位於轉軸的軸心；當所述回流管是空心螺旋管時，該空心螺旋管是與旋轉軸相同軸心的蚊香管形或等幅螺旋管形等構成。
所述每層空心螺旋管上的各匝空心螺旋管採用翅片/肋條進行固定，在所述翅片上可設有便於傳熱介質運動的開孔；所述各層空心螺旋管，可採用從最外層空心螺旋管的翅片/肋條出發穿過、並與各層螺旋管的翅片/肋條固定，到達並固定在旋轉軸上的穿透型肋條進行固定，也可採用從一層空心螺旋管的翅片/肋條或者從兩層空心螺旋管之間的翅片/肋條出發，到達並固定在旋轉軸上的獨立型肋條進行固定。
所述空心螺旋管的截面形狀為圓、橢圓、方型等，內壁與外壁各自可光滑，也可粗糙。
所述每層空心螺旋管，可以用導熱性能良好的預製管道彎制，也可用衝壓、鑄造、吹漲等工藝來形成該螺旋管通道。
所述腔體內，可設有傳熱介質的緩衝室，在該緩衝室與所述空心螺旋管構件間設有一其上有開孔的傳熱介質引導板。
同現有技術相比，採用本發明的複合螺旋管構件熱交換器，為採用離心製冷原理的設備的大規模生產提供了可能。
圖1為本發明複合螺旋管構件熱交換器實施例的整體結構示意圖。
圖2為現有技術的一種空心螺旋管組件的結構示意圖。
圖3為現有技術的另一種空心螺旋管組件的結構示意圖。
圖4為本發明複合螺旋管構件熱交換器的兩層螺旋管實施例的分層結構示意圖。
圖5為本發明複合螺旋管構件熱交換器的三層螺旋管實施例的分層結構示意圖。
圖6為本發明複合螺旋管構件熱交換器的傳熱介質引導板實施例的結構示意圖。
圖7為本發明複合螺旋管構件熱交換器的空心螺旋管組件實施例一的結構示意圖。
圖8為本發明複合螺旋管構件熱交換器的空心螺旋管組件實施例二的原型結構示意圖。
圖9為本發明複合螺旋管構件熱交換器的空心螺旋管組件實施例三的原型結構示意圖。
具體實施例方式
以下結合附圖所示之各典型實施例對本發明予以進一步的詳盡說明。
首先，結合如圖2所示的現有結構一，對本發明的複合螺旋管構件熱交換器的製冷原理進行說明。其中，圖2a是螺旋管組件的整體示意，圖2b是螺旋管組件中回流管置於空心轉軸裡的結構示意，圖2c是帶翅片的螺旋管組件的整體示意。
當外部動力帶動轉軸如圖2中所示方向旋轉，封閉腔體內工質在構件2a的空心螺旋管內形成慣性作用力，該慣性作用力的方向與構件2a的空心螺旋管旋轉方向相反，工質的慣性作用力大小與構件2a的空心螺旋管的纏繞直徑和角速度有關纏繞直徑越大，作用力越大；角速度越大，作用力越大。由於構件2a的空心螺旋管由多匝組成，工質的慣性作用力在構件2a的空心螺旋管的每匝內形成疊加的關係，所以在構件2a的空心螺旋管內，由a端到b端工質的壓力是逐步增大的。
同理，d端內工質的壓力比c端大。由於a端是工質的低壓端，所以當d端內工質的壓力大於a端內工質的壓力時，工質可以自動由d端流向a端，這樣工質就具有固定的流向，即從a端流經b端再流經c端，最後流到d端，再由d端經旋轉軸內部通道返回到a端，形成循環運動。
在b端和c端間安裝一個流量控制閥來控制由b端流向c端的工質流量大小，由於流量控制閥的作用，構件2a的空心螺旋管內工質不能及時完全通過到c端，這樣在構件2a的空心螺旋管內的工質造成過剩，形成正壓力，正壓力的大小與構件2a的空心螺旋管的纏繞直徑、該空心螺旋管的角速度以及通過流量控制閥的流量大小有關，有纏繞直徑越大，壓力越大；角速度越大，壓力越大；流量越大，壓力越小。這個過程就實現了工質的冷凝過程。
經過流量控制閥的工質到達構件2b的空心螺旋管，由於流量控制閥的作用，流到構件2b的空心螺旋管內的工質不足以充滿該空心螺旋管的內部空間，所以工質在該空心螺旋管內形成負壓力，呈蒸發狀態，負壓力的大小與構件2b的空心螺旋管的纏繞直徑、該空心螺旋管的角速度以及通過流量控制閥的流量大小有關，有纏繞直徑越大，壓力越小；角速度越大，壓力越小；流量越大，壓力越大。這個過程實現工質的蒸發過程。
連接空心螺旋管和轉軸的翅板，當轉軸旋轉時，兩匝螺旋管間形成螺旋風槽，增加空氣在空心螺旋管表面的熱交換效率，同時也起到加固空心螺旋管的作用。
如果令轉軸按圖2所示相反方向旋轉，工質流動方向將會相反，冷、熱腔體的位置對調。冷、熱腔體內的傳熱介質，比如空氣的流動方向也正好相反，排氣、進氣扇的安裝位置也要對調。
其次，結合如圖3所示的現有結構二，對與本發明的製冷原理類似的技術進行說明。其中，圖3a是螺旋管組件的整體示意，圖3b是螺旋管組件中回流管置於空心轉軸裡的結構示意。
該類似技術的螺旋管組件由兩部分組成，第1部分是啞鈴狀的螺旋管主體，第2部分是軸內的回流通道，在啞鈴狀螺旋管的中間部位設有一個變形節。
這種結構的優點是當達到穩定的工作狀態時，高壓區和低壓區的壓力分布都比規律；缺點是結構的擴展性差、工作室空間利用率低，即啞鈴狀的螺旋管每增加一匝，都會擴大螺旋管的總體尺寸，所需工作室的體積就會大幅度增加；軸內通道僅僅起到回流的單一作用，增壓效果微弱，由於它的軸內通道是螺旋狀的，軸內通道的長度將會增長，所以，會增大工質在軸內通道流動的阻力；還給加工和安裝都帶來不便，不管是啞鈴狀部分或軸內通道部分，在加工和固定方面都比較複雜，不利於批量加工和生產。
把本發明所採用工作原理，與類似技術相比較，可見區別在於螺旋管主體特徵不同；螺旋管主體可以用翅片與軸連接；軸內通道的主體是一段直管，而由這些區別帶來的好處有主體結構有多種方案，其中以圖2a的結構最為簡單、有效；螺旋管與軸和/或相鄰兩匝螺旋管之間可以用翅片固定，結構牢固、增大工作面積；軸內通道的主體可以是直管，回流路程最短，減少工質在回流管內的阻力；在同等螺旋管表面積的情況下，需要的工作室體積更小。
為了實現螺旋管組件的物理上小尺寸，並且容易製造的目的，本發明的複合螺旋管構件熱交換器採用複合式結構，具體方法是在空間上把兩層或兩層以上的螺旋管進行套接如圖4所示的兩層結構有，每個螺旋管組件由兩層嵌套連接而成，處於裡面的一層由圖4a-1和圖4b-1示出，處於外面的一層由圖4a-2和圖4b-2示出，各層螺旋管的纏繞方向，說明如下在圖4a-1中，從「1」端看進去，是按照順時針的方向自「1」端向「2端纏繞的，「1」端為起點，「2」端為終點；在圖4b-1中，從「5」端看進去，是按照順時針的方向自「5」端向「6」端纏繞的，「5」端為起點，「6」端為終點；在圖4b-2中，從「7」端看進去，是按照逆時針的方向自「7」端向「8端纏繞的，「7」端為起點，「8」端為終點；在圖4a-2中，從「3」端看進去，是按照逆時針的方向自「3」端向「4端纏繞的，「3」端為起點，「4」端為終點。
兩層螺旋管的組合方法將圖4a-2所示的螺旋管，套在圖4a-1所示的螺旋管外面；同理，將圖4b-2所示的螺旋管，套在圖4b-1所示的螺旋管外面。
兩層螺旋管之間可以有多種連通方式，現例舉如下1管道的連接次序為1、2、3、4、5、6、7、8、1其中在埠4與5之間有一個節流閥，在埠8與1之間接軸心回流管；那麼，螺旋管內工質的流動方向與螺旋管的旋轉方向相反，即工質是從8→7→6→5→4→3→2→1→8，完成工質的循環過程。其中工質在節流閥的入口處埠5的壓力是最高的，節流閥出口處埠4的壓力是最低的，右端的螺旋管組合是冷凝段，左邊的螺旋管組合是蒸發段。工質完成在螺旋管內的流動，最後由埠1端經過回流管通道回流到埠8。
2管道的連接次序為5、6、7、8、3、4、1、2、5其中在埠8與3之間有一個節流閥，在埠在2與5之間接軸心回流管；3管道的連接次序為1、2、5、6、7、8、3、4、1其中在埠8與3之間有一個節流閥。這種連接方法的優點是可以省去軸心回流管，回流的功能由埠1與2和埠5與6兩段螺旋管完成，埠1與2和埠5與6兩段主要起增壓兼回流的作用。在埠2與5、埠6與7或埠4與1之間可以安裝一段變徑管。
只要保證管道從起點到終點是封閉的、不重複、不遺漏的連通起來即可。節流閥的安裝位置、變徑管的安裝與否都是可以選擇的。具體連接方法並不限於以上列舉的三種連接方法。
如圖5所示的叄層結構有，每個螺旋管組件由叄層嵌套連接而成，處於裡面的一層由圖5a-1和圖5b-1示出，處於中間的一層由圖5a-2和圖5b-2示出，處於外面的一層由圖5a-3和圖5b-3示出，各層螺旋管的纏繞方向，說明如下在圖5a-1中，從「1」端看進去，是按照順時針的方向自「1」端向「2」端纏繞的，「1」端為起點，「2」端為終點；在圖5b-1中，從「7」端看進去，是按照順時針的方向自「7」端向「8」端纏繞的，「7」端為起點，「8」端為終點；在圖5b-2中，從「9」端看進去，是按照逆時針的方向自「9」端向「10」端纏繞的，「9」端為起點，「10」端為終點；在圖5a-2中，從「3」端看進去，是按照逆時針的方向自「3」端向「4」端纏繞的，「3」端為起點，「4」端為終點；在圖5a-3中，從「5」端看進去，是按照順時針的方向自「5」端向「6」端纏繞的，「5」端為起點，「6」端為終點；在圖5b-3中，從「11」端看進去，是按照順時針的方向自「11」端向「12」端纏繞的，「11」端為起點，「12」端為終點。
叄層螺旋管的組合方法將圖5a-2所示的螺旋管套在圖5a-1所示的螺旋管外面，又將圖5a-3所示的螺旋管套在圖5a-2所示的螺旋管外面；同理，將圖5b-2所示的螺旋管套在圖5b-1所示的螺旋管外面，又將圖5b-3所示的螺旋管套在圖5b-2所示的螺旋管外面。
叄層螺旋管之間可以有多種連通方式，現例舉如下1管道的連接次序為1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、1其中在埠6與7之間有一個節流閥，在埠1與12之間接軸心回流管；那麼，螺旋管內工質的流動方向與螺旋管的旋轉方向相反，即工質是從12→11→10→9→8→7→6→5→4→3→2→1→12，完成工質的循環過程。其中工質在節流閥的入口處埠7端的壓力是最高的，節流閥出口處埠6端的壓力是最低的，右端的螺旋管組合是冷凝段，左邊的螺旋管組合是蒸發段。工質完成在螺旋管內的流動，最後由埠1端經過回流管通道回流到埠12。
2管道的連接次序為1、2、3、4、5、6、11、12、9、10、7、8、1其中在埠6與11之間有一個節流閥，在埠1與8之間接軸心回流通道；3管道的連接次序為1、2、7、8、9、10、3、4、5、6、11、12、1其中在埠2與7或埠10與3或埠6與11之間安裝一個節流閥，在埠1與12之間接軸心回流管。
以上只是三種連接方法的列舉，僅起到說明連接方法的作用，連接原則是只要保證管道從起點到終點是封閉的、不重複、不遺漏的連通起來即可，節流閥的安裝位置、變徑管的安裝與否都是可以選擇的。
可見，本發明所述的兩層或兩層以上的複合螺旋管構件熱交換器採用複合式結構，其特點在於1、旋轉軸的軸心往外看，是一層套接著另外一層的；2、從旋轉軸的軸心水平放置來看，不論每段螺旋管的起點在左側還是在右側，其繞制方向都是一致的。這是優選的繞制方法，只有遵循這樣的繞制方法，兩段螺旋管之間順滑連接的路程最短；3、在上述優選的繞制方法中，每段螺旋管可以與之相鄰的一段螺旋管順滑的串接起來。所述相鄰，包括內、外相鄰和左、右相鄰；4、當內、外相鄰的兩段螺旋管串接，由於同在一個腔體，組成複合螺旋管的功能是相同的，即同為冷凝端或同為蒸發端；5、當左、右相鄰的兩段螺旋管串接，由於跨越兩個腔體，組成螺旋管的功能是不同的，即一段屬於冷凝端，另一段則屬於蒸發端；6、連接內、外兩段螺旋管的部分叫過渡管，過渡管可以與螺旋管相同通徑，也可以與螺旋管不同通徑，優選為過渡管的通徑小於螺旋管的通徑；7、連接左、右兩段螺旋管的部分叫節流閥或回流管，節流閥是一段比螺旋管通徑小的管道或是一個可調節流量的閥門，回流管可以與螺旋管相同通徑，也可以與螺旋管不同通徑，優選為回流管的通徑小於螺旋管的通徑。
8、從上述情況來看，複合螺旋管左、右兩個腔體之間有至少兩個部分連通，構成流體回流，即其一為節流閥；另其一為回流管；回流管或過渡管以及包括需要連通的兩層螺旋管組件之間的過渡管，所述過渡管是一段斜管，可以是變徑管道、也可以是不變徑的管道，也可以是兩種管道的混合運用；每個螺旋管組件可以是等幅、等匝距的，可以是不等幅、不等匝距的，而等幅等間距的應用是相對優選的方案。
由於採用多層的螺旋管結構，使有效的熱交換面積得到大幅度的提高；由於採用多層的螺旋管結構，增壓效果明顯的提高，可以降低對整體構件旋轉速度的要求，實現節能、延長工作壽命和產品化容易實現的優點；由於採用多層的螺旋管結構，與類似技術相比，每增加一層螺旋管，所需增加的工作室空間較小。為了縮短工質在多層螺旋管內的運動距離，可將本發明所述的螺旋管改用雙通道或多通道的並行通道。
螺旋管的安裝與固定層間的固定方法不論是奇數層還是偶數層，在實施時，每匝螺旋管之間、每層螺旋管之間、螺旋管與旋轉軸之間都需要固定，才能使之成為一個整體投入使用。
同一層螺旋管之間的固定可採用翅片固定，翅片起到每兩匝螺旋管之間的固定，同時也起到增大熱交換面積的作用，考慮到每層螺旋管組件的熱交換的效果，在翅片適當的位置開有孔位，使傳熱介質，如空氣可以透過孔位，均勻的滲透到內部各層螺旋管表面；同一層的螺旋管之間也可以用橫向、斜向或交叉狀的肋條固定，同樣可以起到上述翅片的作用；每層螺旋管之間以及與旋轉軸的固定選取每層螺旋管翅片的適當位置，用徑向，也就是指向軸心的穿透型肋條支撐、固定每層螺旋管，穿透型肋條是從最外層螺旋管的翅片穿過各層螺旋管的翅片，到達旋轉軸並與旋轉軸固定在一起。
肋條與各層翅片的連接，可以用螺紋、螺母固定，也可以用鉚接、焊接的工藝固定，也可以幾種連接方式混合使用。
獨立型肋條肋條可以是上述的從最外層翅片穿過各層翅片直接到達旋轉軸，也可以是每兩層的螺旋管翅片之間採用獨立的肋條，包括最內層螺旋管與旋轉軸之間的肋條也是獨立的。即每兩層之間的肋條可能都是交錯分布的。這種每層獨立的肋條可以安裝在兩層翅片之間，也可以安裝在兩層螺旋管的外側之間，因為無需穿透，所以安裝的位置沒有限制。用獨立的肋條，也可以將每層螺旋管之間以及與旋轉軸固定起來。獨立的肋條與兩層翅片之間的連接可以用螺紋、螺母固定，也可以用鉚接、焊接的工藝固定，也可以幾種連接方式混合使用。肋條在螺旋管的外側可以使用焊接或一體化製造工藝。
穿透型肋條和獨立型肋條可以混合使用。肋條的截面可以是圓柱形、橢圓形、長條形、不規則形狀等任何形狀。
熱交換介質的均勻滲透在本發明的結構中，由於採用複合螺旋管構件，每層螺旋管參與熱交換的工作面有兩個，所以，在整個複合螺旋管構件中，參與熱交換的工作面有多個，所以，需要考慮熱交換器工作時熱交換介質，比如空氣的均勻滲透，才能使熱交換的效果達到最佳。
除了上述提到過的在每層螺旋管的翅片上開孔之外，還可以將如圖1中的每個工作腔體2a、2b的熱交換介質由入口1、3先引入一個緩衝室5，再由朝著螺旋管組件一面的介質引導板6，其結構如圖6所示，將熱交換介質均勻引入熱交換組件的工作腔體2a、2b。在所述介質引導板6上分布著許多小孔，這樣，在熱交換介質泵，如鼓風機的作用下，熱交換介質通過熱交換介質引導板上均勻分布的小孔，可以均勻地進入螺旋管組件所在的工作腔體，達到最佳的熱交換效果。
同理，還可以在每組熱交換工作腔體2a、2b的出口設置一個熱交換介質緩衝室，熱交換介質由熱交換工作室先進入緩衝室，再由緩衝室通向出口2、4。
所述熱交換介質引導板的外形可以是圓形、方形以及其他形狀，引導板上分布的小孔可以是圓形、橢圓形以及其他形狀，也可以是多種形狀的小孔混合分布，位於引導板中心較大的孔是旋轉軸的孔位。
管道內壓力的形成和流動原理工質在管道內完成熱交換功能，主要是由於螺旋管組合在旋轉時，工質受到兩個作用力的影響來完成熱交換功能的。
在螺旋管旋轉時工質受到離心力和自身慣性力的作用。
增壓與流動的正反饋過程由於工質，特別是液態的工質，受到離心力的作用而產生壓力。同時，由於工質的壓力的升高，其密度也是隨之增大，密度增大又會導致離心力、慣性力的進一步增大，這是增壓與增流的正反饋過程。
壓力與流速的穩定隨著螺旋管組件連續的旋轉，最終表現為1、工質的壓力逐步增大壓縮作用；2、流動的趨勢也逐步增大流動的動能。這兩個參數與旋轉所提供的能量達到平衡狀態，即工質的壓力、流速與旋轉速度三者達到平衡，熱交換器的工作狀態也就達到了穩定的最佳狀態。
總結上述原理，得出以下結論工質產生壓力的原理是工質受到離心力的作用產生的；工質產生流動的原理是工質在管道內受到慣性力的作用，慣性力是驅使工質在管道內，產生與旋轉方向相反流動的原因。
離心力和慣性力在旋轉狀態下，相互激勵、相互提升，是工質達到所需壓力和流速的前提。所以說，旋轉是工質產生壓力和流動的唯一條件。
考慮到工質受地球引力的影響，螺旋管組件工作時旋轉軸應保持與地面垂直為最佳狀態。由於旋轉軸垂直與地面，螺旋管和工質都是圍繞旋轉軸做水平的圓周運動。同時又考慮到熱介質，如熱空氣的密度小，往上升；冷介質，如冷空氣的密度大，往下沉的特點，可設置冷凝端在上方，蒸發端在下方的安置方式。
由於本發明所述的複合螺旋管構件熱交換器在工作狀態時，工質是圍繞旋轉軸流動的，我們給這種流動方式命名為「緯式」流動。
複合螺旋管構件熱交換器組件(以下簡稱組件)的熱交換過程條件在密閉的螺旋管通道內注入適量的液態工質，如製冷劑R12，從組件的工作原理上來看，液態工質應該是通道容積的一半，考慮到旋轉狀態下，工質會有壓縮的作用體積減少的因素，所以，靜止狀態下，應適量增加液態工質佔通道容積的比例，如60％。以圖5所示三層螺旋管組合為例，其熱交換過程如下當組件靜止時，工質自由分布在管道內，沒有熱交換作用；當三層螺旋管組件按照上述第一種方法組合後，並按圖5a-1中，從「1」端看進去，是按照順時針的方向的方向旋轉，當組件開始旋轉後，根據上述流動原理，工質朝著旋轉方向相反的方向流動，即工質的流動方向依次是12→11→10→9→8→7→6→5→4→3→2→1→12，由於埠7與6之間裝有節流閥，所以液態工質在埠7處產生節流作用，液態工質不能完全順利通過節流閥，造成臃積。
在旋轉開始後，液態工質是自埠6經過5→3→4→2→1→回流通道→12→11→9→10→8→最終到達埠7，所以我們說，工質都是朝著節流閥埠7端的方向流動的，除了少量工質從節流閥通過之外，大部分工質都臃積在12→11→10→9→8→7，也就是腔體2a的組件內。由於腔體2a單元內充滿液態工質，且壓力較高，液態工質會產生冷凝現象，所以，我們把腔體2a又稱為「冷凝端」；在冷凝端區間內，液態工質的壓力是順著流動的方向逐步增大的，壓力增大的次序依次是12→11→10→9→8→7，即埠7，也就是節流閥入口處的壓力最高。
在一定的熱交換介質，如空氣溫度條件下，當冷凝端的液態工質達到一定的壓力時，產生冷凝現象，通過螺旋管內管壁向外管壁向外界傳熱介質，如空氣散熱，該過程實現熱交換效果之一。
當組件開始旋轉後，液態工質全部流向冷凝端，造成腔體2b內的螺旋管內沒有液態製冷劑而置空，腔體2b內螺旋管內壓力降低。這樣，為完成蒸發的作用做好準備。
經過冷凝端冷凝後的高壓液態工質通過埠7與6之間的節流閥，高速流向腔體2b內螺旋管的起始埠6，在整個螺旋管通道內，埠7端的壓力最高，埠6端的壓力最低，所以，節流閥內工質的流速比其他任何螺旋管單元內的工質流速都會快很多，又由於腔體2b內的管道是低壓置空的，所以，高壓液態的工質從埠7，在一定的熱交換介質，如空氣溫度條件下，通過節流閥流到埠6，發生氣化、霧化，產生蒸發現象，實現工質由液態變成氣態的相變過程。
蒸發過程在腔體2b內完成，所以，我們把腔體2b稱為蒸發端。蒸發過程是氣態、霧態工質通過螺旋管內管壁向外管壁吸收外界傳熱介質，如空氣的熱量的過程，該過程實現熱交換效果之二。
由於蒸發狀態的工質向外界吸收熱能的，所以，工質在不斷吸收外界熱能的同時，經過節流閥流到蒸發端的工質也在不斷的積累。根據上述流動原理，總體來看，工質是一邊向前移動，壓力也在逐漸升高，工質在吸收到適量的熱能和積累到適當壓力的情況下，達到工質凝結的條件，這時，氣態工質會逐漸凝結成霧狀工質，霧狀工質在離心力的作用下，向前移動，最終與冷凝端內的液態工質融合在一起，工質開始下一個周期的熱交換過程。工質完成了氣態到液態的相變過程。也就完成了一個完整的熱交換過程。
綜上所述，該螺旋管組件僅在旋轉狀態下，工質在管道內部可以完成壓力的形成、循環流動的過程、液→氣相變和氣→液還原相變的全過程，也就是作為空調器、製冷設備所需的全部熱傳遞過程。
將組件逆向旋轉，同樣可以完成上述全部的熱交換過程，由於旋轉方向相反，內部工質的流動方向也相反，所以，冷凝端和蒸發端的位置也正好相反。利用這個特點，可以將該組件設計成為冷、熱兩用的空調或暖通設備。
作為空調器使用時，可以用管道連接蒸發端腔體的出口至室內。在組件旋轉方向不變的情況下，只要將連接蒸發端腔體出口的管道轉移連接到冷凝端腔體的出口，可以實現由製冷變為制熱的不同效果。
在同等情況下，為了進一步改善組件的熱交換效果，可以將軸內通道的通徑適當變小，也可在相鄰兩層螺旋管單元中的適當位置增設一段比正常通徑小的變形管。變形管可以起到節流作用，局部的提高工質的壓力，可以提高工質的流速，改善熱交換器組件的熱交換效率。
在同等情況下，節流閥通徑越大，螺旋管內高壓端b點的壓力越小、質量流量越大，反之，節流閥通徑越小，螺旋管內高壓端b點的壓力就越大，質量流量就會越小。
在其他條件不變下，旋轉速度越快，工質在每個單元出口處的壓力就會越高、流速也會越快。反之，旋轉速度越慢，工質在每個單元出口處的壓力就會越低，流速也會越低。
本發明所述的每層螺旋管通道可以用導熱性能良好的管道彎制而成，也可以在兩個圓筒型的材料上用衝壓或採用鑄造等工藝製成兩個對稱的半圓形螺旋管凹槽，再合併組成相應的螺旋管通道；也可以用吹漲式工藝形成相應的螺旋管通道。衝壓、鑄造、吹漲式工藝可以將螺旋管通道和翅片合二為一，成為一個整體，這樣，不僅可以減少生產加工的工序，也減降低了材料和生產的成本，而結構上更為穩固、耐用。
本發明所述工質壓力的高低，是以工質的靜態壓力為參考的。
實施例一蚊香管與等幅螺旋管複合將多個如圖7a所示的蚊香管單元的「入口」和「出口」首尾相連，組成如圖7b、7c和7d所示的蚊香管組件，其中圖7b為正視圖，圖7c為側視圖，圖7d為端視圖。圖7b中1～8為蚊香管單元編號。蚊香管組件如圖7e所示，是由蚊香管單元和翅片組成。每個蚊香管單元利用翅片再與軸固定，組成整體的結構，從圖7f和7g可以看出，蚊香管通道是通過翅片與旋轉軸連接固定的，翅片起到固定蚊香管單元和旋轉軸之間的固定作用之外，還起到增大傳熱面積的作用。為了進一步增大有效傳熱面積，在翅片的表面可做一些凹凸不平或開孔的工藝處理。這樣做結構簡單，容易實現，而且重量輕巧。
蚊香管的通道可以用導熱性能良好的管道彎制而成，也可以在兩塊平板材料上用衝壓、鑄造等工藝製成兩片對稱的半圓形螺旋管凹槽，再合併組成蚊香管通道；也可以用吹漲式工藝形成蚊香管通道。衝壓、鑄造、吹漲式工藝可以將蚊香管和翅片合二為一，成為一個整體，這樣，不僅可以減少生產加工的工序，也減少了材料成本，而結構上更為穩固、耐用。
如圖7h所示的等幅螺旋管組件有兩個埠左側埠、右側埠，中間設有節流閥。
在該實施例中，等幅螺旋管組件可以是單層的、可以是多層的。螺旋管的通道可以用導熱性能良好的管道彎制而成，也可以在兩個圓筒型的材料上用衝壓或採用鑄造等工藝製成兩個對稱的半圓形螺旋管凹槽，再合併組成相應的螺旋管通道；也可以用吹漲式工藝形成螺旋管通道。衝壓、鑄造、吹漲式工藝可以將螺旋管通道和翅片合二為一，成為一個整體，這樣，不僅可以減少生產加工的工序，也降低了材料和生產的成本，而結構上更為穩固、耐用。
等幅螺旋管組件是由螺旋管通道和翅片組成，翅片起到固定螺旋管和增大傳熱面積的作用。為了進一步增大有效傳熱面積，在翅片的表面可做一些凹凸不平或開孔的工藝處理。這樣做結構簡單，容易實現，而且重量輕巧。
蚊香管與等幅螺旋管的組合，如圖7i、7j和7k所示，其中圖7i為正視圖，圖7j為側視圖，而圖7k為端視圖。可見其結構特點取消了原來的軸內通道，用蚊香管組件代替了原有的軸內通道部分，在該蚊香管組件的外面設置了一層或多層等幅螺旋管組件，將等幅螺旋管組件套在該蚊香管組件的外面，形成蚊香管與等幅螺旋管的組合的整體結構。
其管道連接方法蚊香管組件的主體螺旋管結構與圖7m所示的現有技術，也就是中國專利ZL 03247628.0「螺旋管構件熱交換器」中圖2的主體結構相同，區別是取消了軸內通道和埠4與5之間的節流閥，埠4與5單元之間的節流閥用斜管代替。
將圖7b所示蚊香管組件的1單元的入口與圖7h所示等幅螺旋管的右側的埠連通；再將蚊香管組件的8單元的出口與圖7h所示的等幅螺旋管的左側的埠連通，就形成完整的管路通道。
以上只是連接方法的舉例，僅起到說明連接方法的作用，連接原則是只要保證管道從起點到終點是封閉的、不重複、不遺漏的連通起來即可，節流閥的安裝位置、變徑管的安裝與否都是可以選擇的。
工質整體的流動過程從7c所示的螺旋管組件的右端看進去為逆時針方向旋轉時，工質由蚊香管組件的1單元的入口出發流向8單元的出口，再由8單元的出口流入到等幅螺旋管左側的埠，再由等幅螺旋管左側的埠流經中間的節流閥流向右側的埠，最後，再由等幅螺旋管的右側埠流回到蚊香管組件1單元的入口，完成整個工質的循環流動。
工作原理蚊香管組件是增壓結構單元。增壓原理如下該螺旋管的典型結構是一種以阿基米德螺旋線為特徵形狀的管道，(簡稱蚊香管)，在蚊香管內有液態工質，如圖7a所示，當蚊香管以逆時針方向旋轉時，由於前述流動原理的存在，在同一個蚊香管單元內，工質在出口的壓力高於入口的壓力，在出口處，較高壓力的工質通過兩個蚊香管單元之間的斜管將工質引導至下一個壓力較低的蚊香管單元的入口，依此類推，工質就順著蚊香管通道形成了單向的流動。
由圖7a所示，從蚊香管單元的入口到出口，由於是漸開的結構，半徑是逐步增大的，所以，工質從蚊香管的入口到出口沿線的每一個點，其離心力也是逐步增大的，由於離心力的逐步增大，所以工質的壓力也是逐步增大的。這是每個蚊香管單元在其出口處的工質壓力在本單元內最高的原因。
由於在蚊香管單元內，工質受到離心力的作用，壓力是逐步增大的，同時，由於壓力的逐步增大，工質所受到的壓縮作用也是逐步增大的，所以，其密度也是逐步增大的，密度增大，導致工質的離心力、慣性作用力的進一步增大，最終表現在兩個方面1、工質的壓力逐步增大；2、流動的趨勢也逐步增大，這是一個良性的增壓、增流的正反饋過程，這兩個參數與整體蚊香管組件的旋轉速度達到一個平衡狀態，即工質的壓力、流速與轉速三者達到平衡，熱交換器的工作狀態就達到了穩定的最佳狀態。
將多個蚊香管單元按照圖7b方式組合，即將多個蚊香管單元的入口和出口首尾相連，組成蚊香管組件，並給每個蚊香管單元編號，如圖7b所示，自右向左，分別定義每個蚊香管單元的編號為1、2......8，那麼，在圖7b所示的整個組件在連續旋轉狀態下，工質是由1單元的入口流向1單元的出口、再由1單元的出口流向2單元的入口、再由2單元的入口流向2單元的出口......依此類推，工質最終流到最後一個單元的出口，同理，由於離心力對工質的作用，使最後一個單元出口的工質流入外層等幅螺旋管組件左側的埠，工質流過外層等幅螺旋管組件，最終由外層等幅螺旋管組件右端的埠回流到1單元的入口。開始第二次循環流動......如此往復，完成熱交換器的連續工作。
當圖7a所示的蚊香管單元按照順時針的方向旋轉時，同樣也能產生上述相同的效果，只是由於離心力的方向向外和流動的趨勢向內是相反的，所以在增壓效果和流速方面比逆時針方向旋轉的情況下要差一些。
由於不論正轉或反旋轉該組件，都有相同的熱交換效果，所以，可以考慮將產品設計成為只要調整螺旋管組件的旋轉方向或調換兩個出風管的位置，即可實現冷暖兩用的功能。
從上一單元的出口到下一單元的入口的連接部分叫斜管，斜管內工質流動的方向是從上一單元的出口流向下一單元的入口的，即由半徑較大處流向半徑較小處，工質流動的方向是與離心力的方向相反，在斜管內，離心力是一個不利因素，為了減小斜管內工質的離心力，可以將斜管的通徑減小，使斜管內工質的質量減小、離心力也減小，利於工質流過。這是斜管需要變徑的原因。
由於斜管的通徑小於蚊香管的通徑，在蚊香管出口處造成工質滯留、臃積，從而造成出口處壓力的進一步上升，這個壓力的上升，表示斜管兩端的壓力增大，是有利於抵消斜管內工質產生的離心力、是有利於工質流過斜管，而進入下一個蚊香管單元的入口。
從上述工作原理可知，在同等條件下，由於斜管的通徑變小，會導致蚊香管單元出口壓力的升高，產生節流效應。所以，斜管通徑變小比斜管通徑不變時工質的質量流量會有明顯的提高，螺旋管內質量流量的提高，表示管道內的流速加快、表示熱交換器的效率提高，這是一個良性的效果。
只要相應考慮螺旋管在材料的選取、內外兩個表面的散熱技術上做相應的處理，就能將熱交換器的效率全面的體現出來。
由於圖7h所示的是一個等幅的螺旋管，當旋轉時，等幅螺旋管內工質所受到離心力的大小是一樣的，由於慣性作用力的存在，工質的壓力沿流動的方向仍然呈遞增的趨勢，所以，在圖7h所示的左側埠至節流閥之間的區域內，會形成一個壓力增幅比較均勻的高壓冷凝作用區域；同理，在圖7h所示的節流閥至右側埠之間的區域內，會形成一個壓力增幅比較均勻的低壓蒸發作用區域。
由於圖7h所示的等幅螺旋管結構在旋轉情況下，同樣也具有增壓、增流的作用，所以，在其他條件不變的情況下，可以降低轉速，這有利於節能和延長該組件的工作壽命。
為了增大熱交換器有效的工作區域和表面積，在蚊香管組件外面增設一層或多層等幅螺旋管組件構成。本實施例的結構組合是由蚊香管組件和等幅螺旋管組件組合而成，內部蚊香管組件主要擔負對工質增壓和回流的作用，外螺旋管組件主要擔負冷凝和蒸發作用，由於每層外螺旋管組件是等幅的，壓力分布比較均勻和有規律，所以有效的傳熱面積也會比較大。
與現有技術相比，該實施例結構不需要軸內回流通道，回流功能是蚊香管組件完成的，蚊香管組件在起到增壓作用的同時，還完成了回流功能。等幅螺旋管組件可以是一層的結構，也可以是多層的結構，能滿足在增加少量體積的情況下，大幅增加熱交換的有效面積，能滿足不同大小熱交換量的需要，這在產品應用中至關重要。
螺旋管組件在旋轉狀態下，由於結構上不完全對稱和工質在管道內運動的原因，會造成偏心現象，解決方法是根據偏心的具體情況，在翅片上做相應的配重補償，即可儘可能的消除旋轉狀態下的偏心現象。
實施例二將如圖8所示的，也就是中國專利ZL03 2 47628.0中圖4的螺旋管結構，按照前述的複合螺旋管構件熱交換器的方法，將圖8的單層結構改造成為多層的螺旋管結構，即在原來單層啞鈴狀螺旋管組件的外面，套接一層或多層與原結構相似的啞鈴狀螺旋管組件，也可以套接等幅螺旋管等其他形狀的螺旋管組件。這樣，從根本上改善原有技術的一些不足。採用多層螺旋管結構後，可以保持原有的優點，並能克服原有不易增大有效換熱面積的缺點，使有效換熱面積大幅度增加。
具體做法是用兩個或兩個以上如圖8所示的相似形螺旋管或等幅螺旋管結構，嵌套起來，並按照前述的連接方法，將嵌套起來的螺旋管連接起來，形成閉合的流體通道。
旋轉方式、工質的流動過程以及工作原理與實施例一類似，這裡不再贅述。
實施例三將如圖9所示的，也就是中國專利ZL03 2 47628.0中圖5的螺旋管結構，按照前述的複合螺旋管構件熱交換器的方法，將如圖9所示的單層結構改造成為多層的螺旋管結構，即在原來單層螺旋管組件的外面，套接一層或多層與原結構相似的螺旋管組件，也可以套接等幅螺旋管等其他形狀的螺旋管組件。這樣，從根本上改善原有技術的一些不足。採用多層螺旋管結構後，可以保持原有的優點，使有效換熱面積大幅度增加。
具體做法是用兩個或兩個以上如圖9所示的相似形螺旋管或等幅螺旋管結構，嵌套起來，並按照前述的連接方法，將嵌套起來的螺旋管連接起來，形成閉合的流體通道。
旋轉方式、工質的流動過程以及工作原理與實施例一類似，這裡不再贅述。
以上列舉的各實施例可以單獨使用，也可以混合使用；螺旋管選用導熱性能良好的材料製作，並且可以在螺旋管的內表面和外表面做一些有利於增大表面積的結構處理，以進一步增大熱交換器組件的有效工作面積；螺旋管的截面形狀可以是內外光滑；也可以是內光外皺；也可以是內外都皺；螺旋管通道的主體形狀可以是圓形、橢圓型；也可以是方形；也可以是其他形狀；為了增大傳熱的表面積，可以在翅片的表面可做一些凹凸不平、開孔等工藝處理，還可以做一些防腐蝕、防磨損、防灰塵沾染等工藝處理。
節流閥的特徵通徑比與之相連的管道通徑小，可以是一段變形節，可以是單獨的一段小通徑的通道，節流閥的長度沒有限制。
節流閥通徑越大，螺旋管內高壓端b點的壓力越小、質量流量越大，反之，節流閥通徑越小，螺旋管內高壓端b點的壓力就越大，質量流量就會越小。
在其他條件不變下，旋轉速度越快，工質在每個單元出口處的壓力就會越高、流速也會越快。反之，旋轉速度越慢，工質在每個單元出口處的壓力就會越低，流速也會越低。
本發明所述之複合螺旋管熱交換器由於無需使用壓縮機，不存在壓縮機運動部件，如活塞對工質進行壓縮所產生的熱工當量，所以工作效率可以較高；進一步地，由於不存在壓縮機的活塞或其他機械運動部件與工質接觸，所以不需要在工質中添加潤滑油，來確保工質的純度和最佳的熱交換效果；本發明所述之複合螺旋管熱交換器由於是全密封的，不會造成工質的洩漏，所以，是一種安全、環保的熱交換器。
以上所述之各實施例意在具體說明本發明的思路1、把多個的空心螺旋管套接起來，以減少換能器的物理尺寸，並提高換能效率；2、把回流管設計成蚊香管形式以提高換能效率，或者設計成與轉軸平行的直管以降低製造難度。本發明之實施，並不限於以上典型實施例所公開的方式，凡基於本發明之設計思路，進行簡單推演與替換，得到的具體的複合螺旋管構件熱交換器，都屬於本發明的實施。
權利要求
1.一種複合螺旋管構件熱交換器，包括相互隔離的、有傳熱介質通過其中的在水平方向上左右分布的兩個腔體和貫穿該兩個腔體的轉軸，兩個腔體內各設有以所述轉軸為中心軸的空心螺旋管構件，兩個腔體內的空心螺旋管構件通過節流閥和回流管可連接成封閉的流體迴路，當在所述封閉的流體迴路中充有工質、並由外部驅動該流體迴路做繞轉軸軸心旋轉時，其中一個腔體內的空心螺旋管構件對外散熱，另一個腔體內的空心螺旋管構件對外吸熱，其特徵在於所述空心螺旋管構件包括至少兩層空心螺旋管，各層空心螺旋管之間可直接連通，也可通過雙埠流路器件連通；所述每層空心螺旋管包括至少一匝空心螺旋管，在多於一匝時，各匝空心螺旋管之間可直接連通，也可通過雙埠流路器件連通；所述空心螺旋管可是單通道的，也可是雙通道或多通道並行的；在空心螺旋管是雙通道或多通道並行時，針對每個通道可設立單獨的節流閥和/或回流管，或者，由多個通道復用一個節流閥和/或回流管。
2.如權利要求1所述的複合螺旋管構件熱交換器，其特徵在於所述用以連接兩層空心螺旋管的雙埠流路器件和/或用以連接兩匝空心螺旋管的雙埠流路器件包括過渡管，該過渡管可是變徑的，也可是不變徑的。
3.如權利要求1所述的複合螺旋管構件熱交換器，其特徵在於所述節流閥通徑的大小和/或所述轉軸的轉速，可進行人工/自動調節。
4.如權利要求1所述的複合螺旋管構件熱交換器，其特徵在於所述每層空心螺旋管，各匝空心螺旋管可是等幅並且匝間距相等，也可是不等幅、不等匝間距。
5.如權利要求1所述的複合螺旋管構件熱交換器，其特徵在於所述用以連接兩空心螺旋管構件的回流管，為一與所述轉軸平行的直管或者以所述轉軸為中心軸的空心螺旋管；所述直管和/或空心螺旋管可是變徑的，也可是不變徑的；所述空心螺旋管可是等幅、等匝距的，也可是不等幅、不等匝距的。
6.如權利要求5所述的複合螺旋管構件熱交換器，其特徵在於當所述回流管是直管時，所述轉軸是空心的，該直管位於轉軸的軸心；當所述回流管是空心螺旋管時，該空心螺旋管是與旋轉軸相同軸心的蚊香管形或等幅螺旋管形等構成。
7.如權利要求1至6任一所述的複合螺旋管構件熱交換器，其特徵在於所述每層空心螺旋管上的各匝空心螺旋管採用翅片/肋條進行固定，在所述翅片上可設有便於傳熱介質運動的開孔；所述各層空心螺旋管，可採用從最外層空心螺旋管的翅片/肋條出發穿過、並與各層螺旋管的翅片/肋條固定，到達並固定在旋轉軸上的穿透型肋條進行固定，也可採用從一層空心螺旋管的翅片/肋條或者從兩層空心螺旋管之間的翅片/肋條出發，到達並固定在旋轉軸上的獨立型肋條進行固定。
8.如權利要求1至6任一所述的複合螺旋管構件熱交換器，其特徵在於所述空心螺旋管的截面形狀為圓、橢圓、方型等，內壁與外壁各自可光滑，也可粗糙。
9.如權利要求1至6任一所述的複合螺旋管構件熱交換器，其特徵在於所述每層空心螺旋管，可以用導熱性能良好的預製管道彎制，也可用衝壓、鑄造、吹漲等工藝來形成該螺旋管通道。
10.如權利要求1至6任一所述的複合螺旋管構件熱交換器，其特徵在於所述腔體內，可設有傳熱介質的緩衝室，在該緩衝室與所述空心螺旋管構件間設有一其上有開孔的傳熱介質引導板。
全文摘要
一種複合螺旋管構件熱交換器，包括相互隔離的、有傳熱介質通過其中的在水平方向上左右分布的兩個腔體和貫穿該兩個腔體的轉軸，兩個腔體內各設有以所述轉軸為中心軸的空心螺旋管構件，兩個腔體內的空心螺旋管構件通過節流閥和回流管可連接成封閉的流體迴路，當在所述封閉的流體迴路中充有工質、並由外部驅動該流體迴路做繞轉軸軸心旋轉時，其中一個腔體內的空心螺旋管構件對外散熱，另一個腔體內的空心螺旋管構件對外吸熱，並且所述空心螺旋管構件包括至少兩層空心螺旋管，各層空心螺旋管之間可直接連通，也可通過雙埠流路器件連通。本熱交換器結構，為採用離心製冷原理的設備的大規模生產提供了可能。
文檔編號F28D11/02GK1854667SQ20051003420
公開日2006年11月1日 申請日期2005年4月18日 優先權日2005年4月18日
發明者張國鴻 申請人:賴豔