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CN111121497A - 一种新型回热器结构 - Google Patents

一种新型回热器结构 Download PDF

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Publication number
CN111121497A
CN111121497A CN202010067219.9A CN202010067219A CN111121497A CN 111121497 A CN111121497 A CN 111121497A CN 202010067219 A CN202010067219 A CN 202010067219A CN 111121497 A CN111121497 A CN 111121497A
Authority
CN
China
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fins
wall
pipe
inner tube
inner pipe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010067219.9A
Other languages
English (en)
Inventor
徐博涵
邓荣斌
张泽斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhengzhou Kelin Motor Vehicle Air Conditioning Co Ltd
Original Assignee
Zhengzhou Kelin Motor Vehicle Air Conditioning Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhengzhou Kelin Motor Vehicle Air Conditioning Co Ltd filed Critical Zhengzhou Kelin Motor Vehicle Air Conditioning Co Ltd
Priority to CN202010067219.9A priority Critical patent/CN111121497A/zh
Publication of CN111121497A publication Critical patent/CN111121497A/zh
Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/10—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
    • F28D7/106—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically consisting of two coaxial conduits or modules of two coaxial conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
    • F28F13/12—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by creating turbulence, e.g. by stirring, by increasing the force of circulation

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

本发明公开了一种新型回热器结构，包括外管和内管，外管套接于内管，所述外管内壁和内管外壁之间设置有若干个互不接触的肋片，外管与内管通过肋片固定连接，肋片沿内管外壁的周向和轴向均匀设置，周向上相邻两层的肋片之间相互错开，轴向上相邻两层的肋片之间相互错开。本发明提供的新型回热器结构，采用间断肋式的回热管路结构不仅仅可以增加冷热流体间的换热面积，还可以增强内外套管间的强度，从流动机理上看，本发明的新型回热器结构对流体的扰动更大，有利于破坏流体边界层的发展和形成，使得外侧流体与肋片、内管外壁的换热效率提升。

Description

一种新型回热器结构
技术领域
本发明属于回热管领域，具体涉及一种新型回热器结构。
背景技术
回热利用技术最常用在大型发电/供热机组中，但随着技术的不断进步，这一技术也逐渐引入到空调机组当中，实现以更少的能耗提供更大的性能。
但是当前有关回热管路的结构研究主要还是以内螺纹管与带分隔支撑结构的这些传统类型为主。因此，提出更新的回热管路结构以实现更好的效果，有着显著的意义。
现有产品尽管成熟度较高，但是由于其结构变化相对单一，需要丰富的结构设计来满足不同的需求。而且鉴于传统回热管路的换热性能的提升，往往是从系统本身的角度出发，对管路结构的研究较少，该项研究尚处于较为初步的阶段。
传统的加肋回热器，其特征肋往往从管路入口直通至管路出口，这虽然从增加换热面积的角度可以提升换热量，但是由于其外换热腔内空间狭小，流体边界层的存在对于换热的负面影响也更大。中国发明专利公开号：CN101738110B，该技术公开了一种偏转翅片两侧偏移展开的套管换热器，提出将肋片切断，部分肋片偏转的方式来减少边界层的影响，但其从对边界层的影响并不强烈；且由于偏转角度小，客观上减少了同流面积使得外腔内流阻增大，仍存在一定的局限性。
发明内容
针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种新型回热器结构。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种新型回热器结构，包括外管和内管，外管套接于内管，所述外管内壁和内管外壁之间设置有若干个互不接触的肋片，外管与内管通过肋片固定连接，肋片沿内管外壁的周向和轴向均匀设置，周向上相邻两层的肋片之间相互错开，轴向上相邻两层的肋片之间相互错开。
所述外管、内管和肋片由3D打印机一体化制造。
所述轴向上相邻两个肋片之间的轴向间隙大于单个肋片在轴向上的长度。
本发明的有益效果为：本发明提供的新型回热器结构，采用间断肋式的回热管路结构不仅仅可以增加冷热流体间的换热面积，还可以增强内外套管间的强度，从流动机理上看，本发明的新型回热器结构对流体的扰动更大，有利于破坏流体边界层的发展和形成，从根本上破坏边界层并生成强烈的湍流涡，在尽可能保证同流面积的基础上增强换热，提升回热管性能，使得外侧流体与肋片、内管外壁的换热效率提升。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的结构分解示意图。
图3是本发明的内管结构主视图。
图中，1是外管，2是内管，3是肋片。
具体实施方式
如图1～3所示，一种新型回热器结构，特别适用于空调机组中，用于提高空调机组的换热效率，确保空调机组具有更优的性能。该新型回热器结构包括外管1和内管2，外管1套接于内管2，所述外管1内壁和内管2外壁之间设置有若干个互不接触的肋片3，外管1与内管2通过肋片3固定连接，肋片3沿内管2外壁的周向和轴向均匀设置，周向上相邻两层的肋片3之间相互错开，轴向上相邻两层的肋片3之间相互错开。需要说明的是，周向上相邻两层的肋片中任意一层肋片是指沿内管外壁轴向上设置的一列肋片为一层，轴向上相邻两层的肋片中任意一层肋片是指沿内管外壁周向上设置的一圈肋片为一层。其中，轴向是指沿圆柱体轴线方向；周向是指绕圆柱体轴线方向，垂直于轴线，同时垂直于截面半径。
上述的外管1、内管2和肋片3由3D打印机一体化制造，即本发明的新型回热器使用3D打印机一体化制造加工而成，有利于加工制造。3D打印机为现有技术，不属于本发明的设计构思。
本发明的新型回热器还可以使用压紧熔焊方式将加工好的内管2、外管1和肋片3进行固定加工。压紧熔焊方式参考板式换热器铜板钢板固连加工方式。
进一步的，在内管2外壁的轴向上相邻两个肋片3之间的轴向间隙大于单个肋片3在轴向上的长度，这样有利于破坏流体的边界层。
本发明的工作原理为：在内管2外壁的周向上一圈设置六个肋片3，即该回热器在周向上有六层肋片，内管2外壁和外管1内壁间构成夹层，夹层中有若干个互不接触的肋片3，若干个互不接触的肋片3组成间断肋，夹层为外部空腔，内管2内侧形成内部空腔。内部空腔和外部空腔中通入不同温度的流体，内部空腔和外部空腔中的流体通过肋片3及内管2进行热交换，使得温度较低的流体升温，温度较高的流体降温。
在上述热交换的过程中，由于外部空腔内间断肋的存在，使得单位管长对应的内部空腔和外部空腔中的流体的换热面积增大，提高了换热量；由于肋片3的轴向布置为间断型，即肋片3本身不是贯通回热管前后的而是间断的、存在间隙的，也可以理解为内管2外壁周向上的一层肋片中肋片与肋片之间是存在间隙的，而且周向上相邻两层的肋片3之间是相互错开的，这就使得外部空腔内的流体在连续肋上形成的边界层被间隙破坏，从传热机理上提升换热效率。此外，内管2外壁周向的肋片3布置为插排布置，即轴向上相邻两层的肋片3之间相互错开，这就使得外部空腔内的流体会不停的被间断肋扰动、分割，从根本上破坏边界层，在互为相邻的肋片3间形成湍流涡，进一步从传热机理上提升单位回热管上的换热效率。
以上所述，仅是本发明的优选实施方式，并不是对本发明技术方案的限定，应当指出，本领域的技术人员，再本发明技术方案的前提下，还可以作出进一步的改进和改变，这些改进和改变都应该涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种新型回热器结构，其特征在于：包括外管（1）和内管（2），外管（1）套接于内管（2），所述外管（1）内壁和内管（2）外壁之间设置有若干个互不接触的肋片（3），外管（1）与内管（2）通过肋片（3）固定连接，肋片（3）沿内管（2）外壁的周向和轴向均匀设置，周向上相邻两层的肋片（3）之间相互错开，轴向上相邻两层的肋片（3）之间相互错开。
2.根据权利要求1所述的新型回热器结构，其特征在于：所述外管（1）、内管（2）和肋片（3）由3D打印机一体化制造。
3.根据权利要求1所述的新型回热器结构，其特征在于：所述轴向上相邻两个肋片（3）之间的轴向间隙大于单个肋片（3）在轴向上的长度。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
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