一种热交换器制造技术

一种热交换器，设置有外壳，在外壳内设置内缸，在内缸外部设置导热外缸，在内缸与导热外缸之间形成环形的流经第一介质的腔体，在导热外缸上开有第一介质进口与第一介质出口，在导热外缸外侧壁上紧密缠绕导热管，该导热管设置有第二介质进口与第二介质出口，在外壳与导热外缸、导热管之间设置保温材料。两种传热介质之间有两层管壁，所以两种介质不会因为单层管壁破裂而相互污染，特别适用于在利用热介质加热饮用水或其他用水方面，可以有效防止水源被热介质污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种热交换器，特别涉及一种防污染的、高效的热交换器。
技术介绍
目前，加热饮用水、地暖水、或游泳池、饭店、工业上使用的热水时，通常有以下几种方式，可以直接用化石燃料锅炉来加热，但该加热方式效率较低；也可以通过换热器使热介质与水之间进行热交换，从而加热所需的水，提高了加热效率，目前，主要使用的是如图1所示的板壳式换热器等传统换热器，但是该类换热器存在以下缺点，即在热介质与水之间只有一层管壁，一但管壁破裂或有泄漏，就会造成水的污染。
技术实现思路
本专利技术解决了现有技术中热介质与水之间只有一层管壁、易造成水污染的技术问题，提供了一种可有效防止水污染的热交换器。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是一种热交换器，设置有外壳，在外壳内设置内缸，在内缸外部设置导热外缸，在内缸与导热外缸之间形成环形的流经第一介质的腔体，在导热外缸上开有第一介质进口与第一介质出口，在导热外缸外侧壁上紧密缠绕导热管，该导热管设置有第二介质进口与第二介质出口，在外壳与导热外缸、导热管之间设置保温材料。作为以上技术方案的优选方案，所述内缸可以是圆柱形的内圆缸，所述导热外缸可以是与所述内圆缸同轴的圆柱形的导热外圆缸。作为以上技术方案的优选方案，所述第一介质进口与第一介质出口可以是水进口与水出口，第二介质进口与第二介质出口可以是热介质进口与热介质出口。作为以上技术方案的优选方案，可以在内缸内填塞保温材料。为以上技术方案的优选方案，所述腔体的底面优选为上小下大、向内突出的锥形面。所述锥形面与垂直面的夹角优选为35°到55°。作为以上技术方案的优选方案，第一介质进口可以设置在所述锥形面上方，并沿外圆缸侧壁切线方向设置。作为以上技术方案的优选方案，腔体的顶部可以为上小下大、向外突出的锥形环腔体，在所述锥形环腔体的顶端开有第一介质出口。所述锥形环腔体的侧面与垂直面之间的夹角优选为35°到55°。作为以上技术方案的优选方案，导热外缸及导热管的材料是热膨胀系数相同的导热金属。本专利技术的热交换器，两种传热介质之间有两层管壁，所以两种介质不会因为单层管壁破裂而相互污染，特别适用于在利用热介质加热饮用水或其他用水方面，可以有效防止水源被热介质污染。本专利技术的热交换器，结构合理，传热效率高。附图说明图1表示现有技术中板壳式换热器的剖面结构示意图；图2(a)(b)示出本专利技术实施例的热交换器的侧视及俯视结构示意图；图3(a)示出图2(b)中的B-B剖面结构示意图；图3(b)示出图2(a)中的A-A剖面结构示意图；图4示出图3(b)中的C部的放大结构示意图；图5示出专利技术本实施例的热交换器的流体流动的示意图。具体实施例方式参照附图2到图5，将详细叙述本专利技术的具体实施方式。图2(a)(b)示出本实施例的热交换器的侧视及俯视结构示意图，图3(a)示出图2(b)中的B-B剖面结构示意图，图3(b)示出图2(a)中的A-A剖面结构示意图，图4示出图3(b)中的C部的放大结构示意图，图5示出本实施例的热交换器的流体流动的示意图。由图2及图3可知，本实施例的热交换器设置有圆柱形的外壳1，在外壳1内沿轴向设置圆柱形的内圆缸2，在内圆缸2外部同轴设置圆柱形的导热外圆缸3，在内圆缸2与导热外圆缸3之间形成环形的腔体4，在导热外圆缸的顶部和底部分别设置水出口管31及水入口管32，两管道均端部设置于热交换器的外壳的顶部；导热的热介质管道5缠绕在导热外圆缸3的整个外侧壁上，从底部一直缠绕到顶部，之间紧密接触，本实施例中热介质管道5的热介质入口管51与热介质出口管52均可开口在热交换器的顶部；在所述外壳1与导热外圆缸3、热介质管道5之间设置保温材料7，同时，也可以在内圆缸2内填塞保温材料7。本实施例的上述热交换器，工作时的状态可以如图5所示，热介质从下端的热介质入口管51流入，在热介质管道5中向上盘绕从上端的热介质出口管52流出，而要加热的水从导热外圆缸底部的水入口管32流入，经腔体4，从顶部的水出口管31流出，在流动中，经两层管壁与热介质进行热交换，从而被加热。利用以上热交换器，在水与热介质之间有两层管壁，可以有效防止由于单层管壁破裂就会造成两种介质相混合的情况发生。上例中，内圆缸的设置，主要是为了防止水偏流及气穴的形成，从而达到最佳的传热效果，同时，为了使腔体4内流动的水达到最好的螺旋流动方式，腔体4的底面可以设计为上小下大、向内突出的锥形面，该锥形面与垂直面的夹角优选为35°到55°，水入口管32设置在该锥形面上方，沿导热外圆缸3侧壁切线方向插入腔体4，所以水流入后可以以螺旋方式向上流动，从而加大了湍动，从而提高了传热效率。为了使水在充分混合之后再排出到热交换器外，所以可以将腔体4的顶部设计为上小下大、向外突出的锥形环腔体41，即内圆缸2的顶部设置为上小下大的锥形面，且导热外圆缸3的顶部也设置为上小下大锥形面，两平行锥形面之间形成所述的锥形环腔体41，以上锥形环腔体的侧面与垂直面之间的夹角优选为35°到55°，而水出口管31设置在导热外圆缸3的顶部锥形面中央。该导热外圆缸3及热介质管道5的材料可以是导热金属，比如铜。热介质管道5与导热外圆缸3的材料的热膨胀系数相同，这样可以解决它们之间产生的应力。本实施例的用于加热水的热交换器(R134A)，与利用化石燃料及电气来加热水的锅炉相比，效率可以提高300％到500％，可以节约能源，降低能耗至少25％。所以是一种安全且高效的热交换器，可以把水加热到75℃，最佳效率一般工作在55℃到60℃之间。以上实施例中的例子，只是本专利技术的一种实施方式，其中可有若干变化，均落入本专利技术的范围之内。其中，热交换器的外壳的形状根据使用需要，可以是其他各种形状；本专利技术的热交换器也可以达到其他加热或冷却的目的，因此，内、外介质可以变化，比如所述热介质也可以是冷介质，水也可以是其他被加热或被冷却的介质，它们的流动通道也可以互换，且各介质的进、出口的相对位置也可以变化，可以是本实例中图5中示出的两种介质顺流流动，也可以是两种介质流动方向相反的逆流流动。并且，根据需要，各开口也可以设置在外壳的其他位置。内圆缸2及导热外圆缸3的形状也可以变化，只要导热外圆缸3外紧密缠绕导热管即可，此处使用圆柱形内圆缸2及导热外圆缸3是优选方案，流动阻力小，且易加工。根据在腔体4内流动的介质的性质，如果其中含有固体，该导热外圆缸3的直径可以增加一些，以防止固体堵塞流道。本说明书中，所述上、下等方向以附图中的位置为准，目的是为了更清楚地说明本专利技术，对专利技术没有限定作用。权利要求1.一种热交换器，其特征在于，设置有外壳，在外壳内设置内缸，在内缸外部设置导热外缸，在内缸与导热外缸之间形成环形的流经第一介质的腔体，在导热外缸上开有第一介质进口与第一介质出口，在导热外缸外侧壁上紧密缠绕导热管，该导热管设置有第二介质进口与第二介质出口，在外壳与导热外缸、导热管之间设置保温材料。2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述内缸是圆柱形的内圆缸(2)，所述导热外缸是与所述内圆缸同轴的圆柱形的导热外圆缸(3)。3.根据权利要求2所述的热交换器，其特征在于，所述第一介质进口与第一介质出口是水进口与水出口，第二介质进口与第二介质出口是热介质进口与热介质出口。4.根据权利要求2所述的热交换器，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热交换器，其特征在于，设置有外壳，在外壳内设置内缸，在内缸外部设置导热外缸，在内缸与导热外缸之间形成环形的流经第一介质的腔体，在导热外缸上开有第一介质进口与第一介质出口，在导热外缸外侧壁上紧密缠绕导热管，该导热管设置有第二介质进口与第二介质出口，在外壳与导热外缸、导热管之间设置保温材料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：尼尔普利，
申请(专利权)人：毅新集团有限公司，
类型：发明
国别省市：SG[新加坡]