WO2001055661A1

WO2001055661A1 - Echangeur thermique a gaine en spirale assemblee

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Publication number: WO2001055661A1
Application number: PCT/CN2001/000014
Authority: WO
Inventors: Yanwen Zhu; Zhigui Ma
Original assignee: HUAI YIN HUI HUANG TAI YANG NENG YOU XIAN GONG SI
Current assignee: HUAI YIN HUI HUANG TAI YANG NENG YOU XIAN GONG SI
Priority date: 2000-01-26
Filing date: 2001-01-10
Publication date: 2001-08-02
Anticipated expiration: 2002-07-26
Also published as: US20020179292A1; US6736198B2; CN2404087Y; JP3094596U; AU2500001A

Description

装配式螺旋套管热交换器本发明技术领域

本发明涉及一种一般工程加热领域一般有热源的流体加热器中的热交换器，特别是涉及一种可将废热水的余热充分予以回收利用的装配式螺旋套管热交换器。本发明背景技术

现有的热交换器，可提供一热交换的功效，而确实具有实用性，但是在实际使用时却发现其结构中还存在若干缺点，造成该热交换器在实际应用上未能达到最佳的使用效果，其缺点主要是：在保证较小温差（3Ό- 5°C ) 换热的情况下，存在有热交换效率低、结构复杂、工艺难度大及难于清洗等缺陷；特别是对于洗浴废水的余热利用，其基本上未予以利用，或是存在利用率不高的问题，造成热量资源的大量浪费，而不符合经济效益；另外，方便清洗对于使用者十分重要，而现有的热交换器在此方面更显得无能为力，使其不能满足使用所需。由此可见，上述现有的热交换器仍存在有诸多的缺陷，而丞待加以改进。

本发明内容

有鉴于上述现有的热交换器存在的缺陷，本发明人基于丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出本发明。

本发明的主要目的在于，克服现有的热交换器存在的缺陷，而提供一种新型结构的装配式螺旋套管热交换器，使其能将家庭、公共场所等的洗浴废水及其他使用过的热废水产生的余热更加充分地回收利用，具有较高的换热效率，能把与废热水等量的自来水温度大大提高，而具有节约能源、节省开支及符合经济效益的优良功效。

本发明另一目的在于，提供一种新型结构的装配式螺旋套管热交换器,使其具有结构紧凑、加工方便及便于拆装清洗的功效。

本发明的目的是由以下的技术方案来实现的。依据本发明提出的一种装配式螺旋套管热交换器,包括外壳体及芯管装置,其特征在于其主要由外壳体、封板、芯管装置、导流板及密封装置组成，其中：上述的外壳体,设计为一整体壳体结构或由下外壳体与上外壳体组合为一体的整体壳体结构；上述的封板,分别在外壳体前端密合设有前封板，在外壳体的后端密合设有后封板，外壳体以封板密封构成封闭壳体；上述的芯管装置，设置于外壳体的中部，其包括芯管体、端封板及换热铜管；上述的导流板,设置在外壳体的内壁与芯管体的外壁之间，导流板的内环面与芯管体相接触,外环面与外壳体的内表面相接触；上述的密封装置，设置在下外壳体与上外壳体之间，以紧固件固设成一整体外壳体。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

前述的装配式螺旋套管热交换器，其中所述的外壳体设计为截面为几何形状的通道容置腔体，该外壳体的截面形状可设计为圆形通道,亦可设计为矩形通道，还可设计为矩形与圆形相组合的组合形状通道。

前述的装配式螺旋套管热交换器,其中：上述的下外壳体，呈下凹形体,二侧分别设有凸耳，下外壳体与上外壳体之间设置有密封装置，该密封装置设置于下外壳体与上外壳体结合部之间而密封连接成一整体外壳体；上述的上外壳体,呈上凹形体，其二侧分别设有凸耳，并设有紧固件穿设凸耳及下外壳体的凸耳，而将上外壳体与下外壳体连接成一整体的外壳体,上外壳体的顶部设有通气孔及热源介质入口；上述的前封板，设置于外壳体的前端部，其中心线的上部位置向外凸伸设有一热源介质出口，在其上方并设有一穿设并联接头的圆孔；上述的后封板，密封设置于外壳体的后端部,其在位于中心线的下部位置设有穿设并联接头的圆孔；上述芯管装置,其中：该芯管体,为空心管体，其外表面设有定位棱,且并联绕制设有换热铜管，在相邻的两换热铜管之间设有半环状的导流板，芯管体截面形状为与外壳体的截面形状相适应的形状；该端封板,分别固设于芯管体的二端内孔的端缘部；该换热铜管,绕设于外壳体的内壁与芯管体的外壁之间，其两端分别连接设有一并联接头,其一并联接头密封固设于前封板幵设的圆孔，另一并联接头则密封固设于后封板开设的圆孔；上述的导流板, 设置在相邻两换热铜管之间，且相邻的两导流板为呈方向相反设置,其为与外壳体的半截面形状呈相适应的形状；上述的密封装置的密封垫,夹设于下外壳体与上外壳体之间，并以紧固螺栓穿设入下外壳体的凸耳及上外壳体的凸耳的通孔且以螺母固设密封连接成一完整的密封外壳体。

前述的装配式螺旋套管热交换器，其中：该下外壳体的截面形状可以为半圆凹形体、半矩形凹形体，或半圆凹形体与矩形凹形体相组合形状的凹形体；该上外壳体顶部的通气孔、热源介质入口，其与上外壳体为成型为一体的结构或分体连接为一体的结构；该前封板的热源介质出口与前封板为整体成一体的结构或分体连接为一体的结构；该后封板，以胶粘剂与下外壳体及上外壳体粘接成一体；该芯管体,其截面形状为圆形、矩形或为圆形与矩形的组合形状；该端封板，以胶粘剂胶接密封固设于芯管体二端内孔的端缘部；该换热铜管,其外表面涂覆设有绝缘漆。

前述的装配式螺旋套管热交换器，其中：该换热铜管可以设置为一根，亦可设置为多根；导流板为半圆形截面的形状,其在内孔一侧设有一定位槽,导流板以定位槽卡固于芯管体的定位棱而固设成一体；换热铜管设置为单根铜管绕设结构时，并联接头为与换热铜管连接一体的结构；换热铜管设置为由多根细铜管并联绕制的换热铜管组结构时，该并联接头设计为其一端为圆形管体，分别与外壳体的圆孔相配合，另一端则为扁平管体，并与圆形管体悍接连接成一体，该扁平管体分隔设有多个圆孔，该等圆孔内分别穿设有多根换热铜管，而组成换热铜管组。

前述的装配式螺旋套管热交换器，其中：该上外壳体顶部的通气孔为直径 Φ 6 - Φ 8ιηιτι的圆孔，热源介质入口为直径 Φ 25- Φ 4θΓητη的圆孔，下外壳体、上外壳体为工程塑料制成；该前封板的热源介质出口为直径 Φ 25- Φ 40πιιη的圆孔，其上方设置的穿设并联接头的圆孔直径与并联接头的公称直径相等,二者为紧配合；该后封板穿设并联接头的圆孔其直径与并联接头的公称直径相等，二者为紧配合；该端封板亦可设计为外盖板，而以螺栓分别密封固设于芯管体的二端外侧部；该换热铜管，其外壁与外壳体的内壁和芯管体的外壁之间的距离为 3-5mm，换热铜管为细铜管,其直径为 Φ 5 - Φ 10mm。

前述的装配式螺旋套管热交换器,其中所述的外壳体设有至少二个以上的螺旋套管热交换单元，并由弯头相互连接为一管网结构整体。

前述的装配式螺旋套管热交换器，其中：该螺旋套管热交换单元由外壳体、芯管体、换热铜管及导流板组成，外壳体设计为具有一定长度的圆形管体，在端部设有连接弯头,连接弯头设置于外壳体尾端与下一个外壳体的首端之间，将多根的螺旋套管热交换单元连接组成一整体管网结构；该芯管装置的前封板和后封板，只设置在整个管网结构的输入首端和输出末端，并与外壳体密合连接成一体；整个管网结构中首个外壳体上设有通气孔及热源介质入口，并在端部设有并联接头，而在末尾的外壳体上设有热源介质出口，并在端部设有并联接头。

前述的装配式螺旋套管热交换器，其中：上述的外壳体为螺旋形的下外壳体、上外壳体组成，螺旋形的下外壳体与上外壳体之间设置有密封垫，以紧固件连接成截面形状为圆形的螺旋形通道，螺旋形通道内设置有芯管体，芯管体上并联绕制设有细换热铜管，在相邻的两换热铜管之间设置有半环状的导流板，相邻的两导流板为方向相反设置；上述的上外壳体设有通气孔及热源介质入口，该通气孔、热源介质入口为与上外壳体成型为一体的结构，在下外壳体及上外壳体上成型设有截面形状为半圆形的螺旋形槽道而形成整体的螺旋形通道；上述的芯管装置的芯管体为一螺旋形的管材，其两端分别固设有端封板，该端封板密封固设于芯管体的两端，而构成一整体芯管装置。

前述的装配式螺旋套管热交换器，其中所述的芯管体绕设的细换热铜管可设置为一根，或设置为多根,其直径为 Φ 5- Φ ΙΟηιηι,细换热铜管两端接口分别连接有并联接头，出水口的并联接头连接于燃气式热水器，或连接于电热水器构成准即热式电热水器，或连接于整体式浴房构成节能型整体浴房热水装置。

前述的装配式螺旋套管热交换器，其中所述的外壳体为螺旋形的外壳体，其可不设置端面封板，而是在螺旋形的下外壳体与上外壳体之间设置有密封装置，并以多个紧固螺栓将二者固设连接成内部呈密封螺旋通道的整体外壳体，且该外壳体、芯管体及换热铜管的纵截面形状为波纹形状体。

前述的装配式螺旋套管热交换器，其中所述的外壳体包括下外壳体和上外壳体，其中：该下外壳体，其横截面形状为半圆形的下凹形体，纵截面形状为波纹形状; 该上外壳体，其横截面形状为半圆形的上凹形体，纵截面形状为波纹形状，上外壳体的顶部设有通气孔，其内圈首端的顶部及外圈末尾端的顶部分别设有热源介质入口及热源介质出口，并分别设有供穿设并联接头的螺孔而形成冷水入口及冷水出口；上述的芯管体，为空心管体，其横截面形状为圆型,纵截面形状为波纹形；上述的密封装置，包括紧固螺栓、螺母及密封垫。

前述的装配式螺旋套管热交换器,其中所述的密封装置的密封垫夹设于下外壳体与上外壳体之间，并以紧固螺栓穿设入下外壳体的凸缘状的凸耳及上外壳体的凸缘状的凸耳的通孔，且以螺母固设密封连接成一完整的外壳体，该外壳体内形成截面为圆型的密封螺旋通道。

前述的装配式螺旋套管热交换器，其中所述的下外壳体、上外壳体及芯管体的波峰与波谷之间的髙度为 lmra-5mm，波峰与波峰或者波谷与波谷之间的间距为 20議一 60mm; 该出水口的接头连接于燃气式热水器，或者连接于电热水器，或连接于整体式浴房。

附图简要说明

图 1是本发明的组合结构剖视图。

图 2是图 1中 C- C剖面的剖视图。

图 3是本发明的外壳体截面形状的结构剖视示意图一。

图 4是本发明的外壳体截面形状的结构剖视示意图二。

图 5是本发明的导流板的结构示意图。

图 6是本发明的芯管体的结构示意图。图 7是本发明的并联接头的正视结构示意图。

图 8是图 7的俯视图。

图 9是本发明第二实施例的结构示意图。

图 10是本发明第三实施例的结构示意图。

图 11是图 10中 A-A剖面的结构示意图。

图 12是图 11中铜管与导流板的结构局部放大示意图。

图 13是图 11中 B-B剖面的结构示意图。

图 14是本发明第四实施例结构示意图

图 15是图 14中 D-D剖面的结构放大示意图。

图 16是图 14中 E-E剖面的结构放大示意图。

本发明最佳实施方式

以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的装配式螺旋套管热交换器其具体结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图 1、图 2、图 3、图 4所示，本发明装配式螺旋套管热交换器,主要包括外壳体 1、封板 2、芯管装置 3、导流板 4及密封装置 5，其中：

上述的外壳体 1，包括下外壳体 11及上外壳体 12，其中：

该外壳体 1，设计为截面为几何形状的通道容置腔体，该外壳体 1的截面形状可设计为圆形通道 (如图 2所示)，亦可设计为矩形通道 (如图 3所示) ,还可设计为矩形与圆形相组合的组合形状通道（如图 4所示）；

该下外壳体 11，呈下凹形体,二侧分别设有凸耳 111，下外壳体 11的截面形状可以为半圆凹形体 (如图 2所示）、半矩形凹形体 (如图 3所示)，或为半圆凹形体与矩形凹形体相组合形状的凹形体（如图 4所示），下外壳体 11与上外壳体 12之间设置有密封装置 5，该密封装置 5设置于下外壳体 11与上外壳体 12的结合部之间，而密封连接成一整体的外壳体 1 ;

该上外壳体 12, 呈上凹形体，其二侧分别设有凸耳 123，并设有螺栓 51及螺母 52穿设凸耳 123及下外壳体 11的凸耳 111，而将上外壳体 12与下外壳体 11连接成一整体的外壳体 1 ; 上外壳体 12的顶部设有通气孔 121及热源介质入口 122，该通气孔 121、热源介质入口 122与上外壳体 12为注塑成型为一体的结构。该通气孔 121 为一直径 Φ 6- Φ 8mm的圆孔，该热源介质入口 122为一直径 Φ 25- Φ 40國的圆孔，下外壳体 11、上外壳体 12为工程塑料制成。

上述的封板 2, 包括前封板 21及后封板 22，其中：该前封板 21，设置于外壳体 1的前端部，其中心线的上部位置向外凸伸设有一热源介质出口 211,该热源介质出口 211为一直径 Φ 25- Φ 40πιηι的圆孔，其与前封板 21 为整体注塑成一体，在其上方并设有一供穿设并联接头 341的圆孔 212，该圆孔 212 的直径与并联接头 341的公称直径相等，二者为紧配合；

该后封板 22,设置于外壳体 1 的后端部,其以胶粘剂与下外壳体 11及上外壳体 12粘接成一体；后封板 22的形状为与外壳体 1的截面形状相适应的形状,其在位于中心线的下部位置设有供穿设并联接头 342的圆孔 221 , 该圆孔 221的直径与并联接头 342的公称直径相等，二者为紧配合。

上述的芯管装置 3,设置于上述外壳体 1的中部,其包括有芯管体 31、端封板 33 及换热铜管 34，其中：

该芯管体 31，为空心管体，其外表面设有一体注塑成型的定位棱 32 (如图 6所示），芯管体 31的外表面并联绕制设有换热铜管 34，在相邻的两换热铜管 34之间设置有半环状的导流板 ₄ (请结合参阅图 ₅所示）。芯管体 31的截面形状设计为与外壳体 1的截面形状相适应的形状，其可以是圆形 (如图 2所示）、矩形（如图 3所示）或圆形与矩形相组合的组合形状 (如图 4所示）；

该端封板 33，分别固设于芯管体 31的二端，并以胶粘剂胶接密封固设于芯管体 31的二端内孔的端缘部。该端封板 33亦可设计为外盖板，而以螺栓分别密封固设于芯管体 31的二端外侧部（图中未示）；

该换热铜管 34，绕设于芯管体 31外部空间部，并设置于外壳体 1的内壁与芯管体 31的外壁之间,其两端分别连接有并联接头 341、 342,并联接头 341穿过前封板 21 的圆孔 212，并以密封胶胶接成一体，另一并联接头 342穿过后封板 22开设的圆孔 221 , 并由密封胶胶接成一体。换热铜管 34的外壁与外壳体 1的内壁和芯管体 31的外壁之间的距离为 3-5mm, 换热铜管 34为细铜管，其直径为 Φ 5- Φ 10ram，换热铜管 34的外表面涂覆设有绝缘漆。

请参阅图 1所示,该换热铜管 34可设置为一根,亦可设置为多根。当换热铜管 34 设置为单根铜管绕设的结构时,该并联接头 341、 342为与换热铜管 34呈为连接成一体的结构；

请参阅图 7、图 8所示，如果该换热铜管 34是设置为多根铜管绕设的结构时, 即在本实施例中设置为由多根的细铜管（Φ 5- Φ 10mm) 并联绕制成的换热铜管组结构时，该并联接头 341、 342则设计为其一端为圆形管体 343，而分别与圆孔 212、 221 相配合，另一端则为扁平管体 344，并与圆形管体 343钎焊连接成一整体，该扁平管体 344分隔设有多个圆孔 345，该等圆孔 345内分别穿设有多根的换热铜管，而组成换热铜管组。

上述的导流板 4,设置在外壳体 1的内壁与芯管体 31的外壁之间，并位于相邻的两换热铜管 34之间，且相邻的两导流板 4为呈方向相反设置（图中未示），导流板 4 的内环面与芯管体 31相接触，外环面则与外壳体 1的下外壳体 11及上外壳体 12的内表面相接触；

请参阅图 1、图 5所示，导流板 4设计为与外壳体 1的半截面形状呈相适应的形状,本实施例为半圆形截面的形状（如图 5所示），其在内孔的一侧设有一定位槽 41, 导流板 4以定位槽 41卡固于芯管体 31的定位棱 32 (如图 6所示）而固设成一体。导流板 4的外环面与外壳体 1的内表面相接触，内环面与芯管体 31的外表面相接触并定位。

上述的密封装置 5，包括紧固螺栓 51、螺母 52及密封垫 53，该密封垫 53夹设于下外壳体 11与上外壳体 12之间，并以紧固螺栓 51穿设入下外壳体 11的凸耳 111 及上外壳体 12的凸

耳 123的通孔且以螺母 52固设密封连接成一完整的外壳体 1。

请参阅图 1所示，本发明工作时，废热水由外壳体 1的热源介质入口 122沿着 R a方向进入，沿着外壳体 1 的内腔通道在导流板 4 的作用下向左前方作复杂的流动，废热水在流动的同时向换热铜管 34散热降温，最后经热源介质出口 211沿方向向外流出；清洁的自来水由芯管装置 3左方的并联接头 341沿着 L _a方向进入,沿着换热铜管 34的内壁向右方作复杂的流动，同时吸收废热水向换热铜管 34散发的热量而吸热升温,升温后的自来水经右方的并联接头 342沿着！^ ^方向向外流出，由于冷水、热水两种不同的介质是呈互为逆向的流动,所以传热温差小，热传导快,换热效率高。经过实际使用的实验及测试证实，如果废热水的温度为 37Ό- 38°C，冷水、热水的流量相等，则冷态的自来水经过与废热水的热交换后，其温度可由原来的冷水温度上升达到 33°C-34°C , 而成为热水，节能效果十分明显，特别是在冬天其节能效果更是十分显著。

请参阅图 9所示，是本发明的第二实施例，本发明装配式螺旋套管热交换器,其中，封板 2、芯管体 31、换热铜管 34及导流板 4与第一实施例结构相同（如图 1、图 2、图 5、图 6所示)，故在图 9示意图中其结构予以省略,此亦不再赘述，所不同的是，其设有至少二个以上的螺旋套管热交换单元 6，并由头 1相互连接为一管网结构的整体。该螺旋套管热交换单元 6，其是由外壳体 1、芯管体 31、换热铜管 34及导流板 4组成 (请结合参阅图 1所示)，其主要是将外壳体 1设计为具有一定长度的圆形管体，并在其端部设有连接弯头 61，该连接弯头 61设置于首个外壳体 1的尾端与下一个外壳体 1的首端之间，将多根的螺旋套管热交换单元 6首尾相连而连接组成一整体管网结构。请结合参阅图 1、图 9所示，封板 2的前封板 21和后封板 22，只设在该整个管网结构的输入首端和输出末端，并与外壳体 1用胶粘剂胶接连接成一体。整个管网结构中的首个外壳体 1上注塑成型设有通气孔 121及热源介质入口 122，并在端部设有并联接头 342，而在末尾的外壳体 1上设有热源介质出口 211，并在端部设有并联接头 341。

本实施例工作时，废热水由首端的外壳体 1的热源介质入口 122沿1^ 方向进入，沿着外壳体 1的内腔通道向尾端的外壳体 1作复杂的流动,最后经尾端的外壳体 1的热源介质出口 211沿 R _¾方向向外流出；清洁的自来水由尾端外壳体 1的并联接头 341 沿 L _a方向进入，沿着换热铜管 34的内壁向右方作复杂的流动，同时吸收废热水向换热铜管 34散发的热量而吸热升温成为热水，由冷态升温后的热自来水经首端外壳体 1的并联接头 342沿 L 方向向外流出。

请参阅图 10、图 11、图 12、图 13所示，是本发明第三实施例，本发明装配式螺旋套管热交换器，由螺旋形的下外壳体 11、上外壳体 12、封板 2、芯管体 31、换热铜管 34、导流板 4等组成,其中，如图 1、图 5、图 6所示，该封板 2、芯管体 31、换热铜管 34及导流板 4的结构与第一实施例的结构相同，封板 2的前封板 21、后封板 22、芯管体 31的端封板 33、

换热铜管 34的并联接头 341、 342的结构与前述的实施例一结构相同，故此不再赘述,所不同的是,在本实施例中，螺旋形的下外壳体 11与上外壳体 12之间设置有密封垫 53,并以螺栓 51、螺母 52紧固连接成截面形状为圆形的螺旋形通道 7 (如图 10、图 11所示)，该螺旋形通道 7内设置有芯管体 31，在该芯管体 31上并联绕制设有细换热铜管 34，该细换热铜管 34可以设置为一根，也可以设置为多根,其直径可为 Φ 5- Φ 10隱,细换热铜管 34 两端接口分别连接有并联接头 341、 342 (如图 10 所示），在相邻的两换热铜管 34之间设置有半环状的导流板 4，相邻的两导流板 4为方向相反设置。

上述的上外壳体 12设有通气孔 121及热源介质入口 122，通气孔 121、热源介质入口 122为与上外壳体 12注塑成型为一体的结构，在下外壳体 11及上外壳体 12上注射成型出截面形状为半圆形的螺旋形槽道而形成整体的螺旋形通道 7。

上述的芯管装置 3的芯管体 31为一螺旋形的管材，请再结合参阅图 1所示，其两端分别固设有端封板 33，该端封板 33以胶接结构封闭固设于芯管体 31的两端，而构成一整体芯管装置 3。

请参阅图 14、图 15、图 16所示，是本发明第四实施例，本发明装配式螺旋套管热交换器,其由螺旋形外壳体 1、芯管体 3、换热铜管 34及导流板 4组成,其中，外壳体 1的横截面形状、芯管体 3的横截面形状、换热铜管 34及导流板 4的结构与第三实施例的结构相同，故此不再赘述，所不同的是该螺旋形的外壳体 1不需设置端面封板 2 (如图 14所示），而是在螺旋形的下外壳体 11与上外壳体 12之间设置有密封装置 5，并以多个紧固螺栓 51将二者固设连接成内部呈密封螺旋通道 1A的整体外壳体，且该外壳体 1、芯管体 3及换热铜管 34的纵截面形状为波纹形状（如图 16所示），其中：

上述的外壳体 1，包括下外壳体 11和上外壳体 12，其中：

该下外壳体 11，其横截面形状为半圆形的下凹形体 (如图 15所示)，纵截面形状为波纹形状（如图 16所示），其波峰与波谷之间的高度为 lmm-5mm，波峰与波峰或者波谷与波谷之间的间距为 20mm— 60mm;

该上外壳体 12，其横截面形状为半圆形的上凹形体 (如图 15所示)，纵截面形状为波纹形状（如图 16所示），其波峰与波谷之间的高度为 1一 5mm，波峰与波峰或者波谷与波谷之间的间距为 20mm- 60mm，上外壳体 12的顶部设有通气孔 121 (如图 14所示），上外壳体 12内圈首端的顶部及外圈末尾端的顶部分别设有热源介质入口 R 进、热源介质出口 R a , 并分别设有供穿设并联接头的螺孔而形成冷水入口 L 冷水出口 L 出；

上述的芯管体 3，为空心管体，其横截面形状为圆型 (如图 15所示)，纵截面形状为波纹形（如图 16所示），其波峰与波谷之间的高度为 1一 5mm，波长为 20-60mm_; 上述的密封装置 5，请结合参阅图 4、图 15所示,其包括紧固螺栓 51、螺母 52 及密封垫 53，该密封垫 53夹设于下外壳体 11与上外壳体 12之间，并以紧固螺栓 51 穿设入下外壳体 11的凸缘状的凸耳 111及上外壳体 12的凸缘状的凸耳 123的通孔且以螺母 52固设密封连接成一完整的外壳体 1，在本实施例中，该外壳体 1 内形成截面为圆型的密封螺旋通道 1A。

本实施例借由上述结构具有明显的优点及其效果。当流体在波纹形的外壳体 1 的内壁与波纹形的芯管体 3的外壁之间的环状密封螺旋通道 3A内流动时,可产生强烈的搅动，即使在流速较低的情况下，也可使流体达到充分湍流。通过实验证明，在相同的条件下，流体在波纹形壳体内流动的换热温度比在现有技术中一般的流体在管体内流动的换热温度可以提高 1 °C一 3°C，即本实施例的换热系数高于现有产品，而具有换热效率高的功效。

另外，本实施例螺旋形热交换器的外壳体 1及芯管体 3设计为波纹状独特波形的造型，二者之间并形成波紋状的环形密封螺旋通道 3A, 可以使在该通道内流动的流体充分湍流，且不断地冲刷管体的表面，使得外壳体 1的内壁及芯管体 3的外壁不容易结垢,可有效地保证流体的热交换高效率进行,并可减少维修，而符合经济效益。

经由上述各实施例的说明，可知本发明螺旋套管热交换器结构创新,且具有广泛的实用性，其可广泛使用于利用余热的热水场合，例如可与燃气式热水器配套组合，构成节能型的燃气热水器，年平均节能 50%以上；可与电热水器配套组合 (额定功率 2400W, 水箱容量 5L) ,构成准即热式电热水器；亦可与整体式浴房配套,构成节能型整体浴房热水装置，广泛使用于浴室等使用热水的场合，还可利用废热水对锅炉给水进行预热，可以大大节省能源，以及其他各种有余热可资利用的场合。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

工业应用性

本发明与现有技术相比具有明显的优点和积极效果。由以上技术方案可知，本发明能够将家庭、公共场所等的洗浴废水及其他使用过的热废水产生的余热更加充分地回收利用，具有较高的换热效率（ Π ^0. 90) ,能把与废热水等量的自来水温度大大提高，假定冬天自来水温度为 7°C，洗浴废水的温度为 37°C，则通过本发明热交换器, 可把与废热水等量的自来水温度提高到 33°C ,利用余热效果非常明显，而具有节约能源、节省开支及符合经济效益的优良功效,且其结构紧凑、加工方便、便于拆装清洗, 非常适于使用。

本发明螺旋套管热交换器可以广泛使用于利用余热的热水场合,例如其可与燃气式热水器配套组合，构成节能型的燃气热水器,年平均节能 50%以上；可与电热水器配套组合（额定功率 2400W, 水箱容量 5L) ，构成准即热式电热水器；可与整体式浴房配套，构成节能型整体浴房热水装置，广泛使用于浴室等使用热水的场合，利用废热水对锅炉给水进行预热，以及其他有余热可资利用的场合。

综上所述，本发明可以将废热水的余热充分予以回收利用，节约能源，经济效益高，且其结构紧凑、加工方便、便于清洗，与现有的热交换器相比，不论在结构上或功能上皆有较大的改进，且在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，而确实具有增进的功效,从而更加适于实用，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

Claims

权利要求书

1、一种装配式螺旋套管热交换器，包括外壳体及芯管装置，其特征在于其主要由外壳体、封板、芯管装置、导流板及密封装置组成,其中- 上述的外壳体，设计为一整体壳体结构或由下外壳体与上外壳体组合为一体的整体壳体结构；

上述的封板，分别在外壳体前端密合设有前封板，在外壳体的后端密合设有后封板，外壳体以封板密封构成封闭壳体；

上述的芯管装置，设置于外壳体的中部，其包括芯管体、端封板及换热铜管；上述的导流板，设置在外壳体的内壁与芯管体的外壁之间，导流板的内环面与芯管体相接触，外环面与外壳体的内表面相接触；

上述的密封装置，设置在下外壳体与上外壳体之间，以紧固件固设成一整体外壳体。

2、根据权利要求 1所述的装配式螺旋套管热交换器，其特征在于其中所述的外壳体设计为截面为几何形状的通道容置腔体，该外壳体的截面形状可设计为圆形通道，亦可设计为矩形通道,还可设计为矩形与圆形相组合的组合形状通道。

3、根据权利要求 1或 2所述的装配式螺旋套管热交换器，其特征在于其中：上述的下外壳体，呈下凹形体，二侧分别设有凸耳，下外壳体与上外壳体之间设置有密封装置，该密封装置设置于下外壳体与上外壳体的结合部之间而密封连接成一整体外壳体；

上述的上外壳体，呈上凹形体，其二侧分别设有凸耳，并设有紧固件穿设凸耳及下外壳体的凸耳，而将上外壳体与下外壳体连接成一整体的外壳体，上外壳体的顶部设有通气孔及热源介质入口；

上述的前封板，设置于外壳体的前端部，其中心线的上部位置向外凸伸设有一热源介质出口，在其上方并设有一穿设并联接头的圆孔；

上述的后封板，密封设置于外壳体的后端部，其在位于中心线的下部位置设有穿设并联接头的圆孔；

上述的芯管装置，其中：

该芯管体，为空心管体，其外表面设有定位棱，且并联绕制设有换热铜管，在相邻两换热铜管之间设有半环状的导流板，芯管体截面形状为与外壳体的截面形状相适应的形状；

该端封板，分别固设于芯管体的二端内孔的端缘部；

该换热铜管，绕设于外壳体的内壁与芯管体的外壁之间，其两端分别连接设有一并联接头，其一并联接头密封固设于前封板开设的圆孔，另一并联接头密封固设于后封板开设的圆孔；

上述的导流板，设置在相邻两换热铜管之间，且相邻的两导流板为呈方向相反设置，其为与外壳体的半截面形状呈相适应的形状；

上述的密封装置的密封垫，夹设于下外壳体与上外壳体之间，并以紧固螺栓穿设入下外壳体的凸耳及上外壳体的凸耳的通孔且以螺母固设密封连接成一完整的密封外壳体。

4、根据权利要求 3所述的装配式螺旋套管热交换器，其特征在于其中：该下外壳体的截面形状可以为半圆凹形体、半矩形凹形体,或半圆凹形体与矩形凹形体相组合形状的凹形体；

该上外壳体顶部的通气孔、热源介质入口，其与上外壳体为成型为一体的结构或分体连接为一体的结构；

该前封板的热源介质出口与前封板为整体成一体的结构或分体连接为一体的结构；

该后封板，以胶粘剂与下外壳体及上外壳体粘接成一体；

该芯管体，其截面形状为圆形、矩形或圆形与矩形的组合形状；

该端封板，以胶粘剂胶接密封固设于芯管体二端内孔的端缘部；

该换热铜管，其外表面涂覆设有绝缘漆。

5、根据权利要求 4所述的装配式螺旋套管热交换器，其特征在于其中：该换热铜管可设置为一根,亦可设置为多根；导流板为半圆形截面的形状，其在内孔的一侧设有一定位槽,导流板以定位槽卡固于芯管体的定位棱而固设成一体；

换热铜管设置为单根铜管绕设结构时,并联接头为与换热铜管连接一体的结构；换热铜管设置为由多根细铜管并联绕制的换热铜管组结构时，该并联接头设计为其一端为圆形管体，分别与外壳体的圆孔相配合，另一端则为扁平管体，并与圆形管体悍接连接成一体，该扁平管体分隔设有多个圆孔，该等圆孔内分别穿设有多根换热铜管，而组成换热铜管组。

6、根据权利要求 5所述的装配式螺旋套管热交换器，其特征在于其中：该上外壳体顶部的通气孔为直径 Φ 6- Φ 8Γηπι 的圆孔，热源介质入口为直径 Φ 25- OMOmm的圆孔，下外壳体、上外壳体为工程塑料制成；

该前封板的热源介质出口为直径 Φ 25- D 40mm的圆孔，其上方设置的穿设并联接头的圆孔其直径与并联接头的公称直径相等，二者为紧配合；

该后封板穿设并联接头的圆孔,其直径与并联接头的公称直径相等，二者为紧配合. 该端封板亦可设计为外盖板，而以螺栓分别密封固设于芯管体的二端外侧部；该换热铜管，其外壁与外壳体的内壁和芯管体的外壁之间的距离为 3- 5睡，换热铜管为细铜管，其直径为 Φ 5- Φ 10隱。

7、根据权利要求 1或 2所述的装配式螺旋套管热交换器，其特征在于所述的外壳体设有至少二个以上的螺旋套管热交换单元，并由弯头相互连接为一管网结构整体。

8、根据权利要求 7所述的装配式螺旋套管热交换器，其特征在于其中：该螺旋套管热交换单元，由外壳体、芯管体、换热铜管及导流板组成,外壳体设计为具有一定长度的圆形管体，在端部设有连接弯头,连接弯头设置于外壳体尾端与下一个外壳体的首端之间,将多根的螺旋套管热交换单元连接组成一整体管网结构；该芯管装置的前封板和后封板，只设置在整个管网结构的输入首端和输出末端，并与外壳体密合连接成一体；

整个管网结构中首个外壳体上设有通气孔及热源介质入口，并在端部设有并联接头，而在末尾的外壳体上设有热源介质出口，并在端部设有并联接头。

9、根据权利要求 1或 2所述的装配式螺旋套管热交换器，其特征在于其中：上述的外壳体为螺旋形的下外壳体、上外壳体组成，螺旋形的下外壳体与上外壳体之间设置有密封垫，以紧固件连接成截面形状为圆形的螺旋形通道,螺旋形通道内设置有芯管体,芯管体上并联绕制设有细换热铜管,在相邻的两换热铜管之间设置有半环状的导流板,相邻的两导流板为方向相反设置；

上述的上外壳体设有通气孔及热源介质入口，该通气孔、热源介质入口为与上外壳体成型为一体的结构，在下外壳体及上外壳体上成型设有截面形状为半圆形的螺旋形槽道而形成整体的螺旋形通道；

上述的芯管装置的芯管体为一螺旋形的管材，其两端分别固设有端封板，该端封板密封固设于芯管体的两端，而构成一整体芯管装置。

10、根据权利要求 9所述的装配式螺旋套管热交换器，其特征在于所述的芯管体绕设的细换热铜管可设置为一根，或设置为多根，其直径为 Φ 5- Φ ΙΟπιπ!, 细换热铜管两端接口分别连接有并联接头，该出水口的并联接头连接于燃气式热水器，或连接于电热水器，或连接于整体式浴房。

11、根据权利要求 1或 2所述的装配式螺旋套管热交换器，其特征在于所述的外壳体为螺旋形的外壳体，其可不设置端面封板，而是在螺旋形的下外壳体与上外壳体之间设置有密封装置，并以多个紧固螺栓将二者固设连接成内部呈密封螺旋通道的整体外壳体，且该外壳体、芯管体及换热铜管的纵截面形状为波纹形状体。

12、根据权利要求 11所述的装配式螺旋套管热交换器，其特征在于所述的外壳体包括下外壳体和上外壳体，其中：

该下外壳体，其横截面形状为半圆形的下凹形体，纵截面形状为波紋形状；该上外壳体，其横截面形状为半圆形的上凹形体，纵截面形状为波纹形状，上外壳体的顶部设有通气孔，其内圈首端的顶部及外圈末尾端的顶部分别设有热源介质入口及热源介质出口，并分别设有供穿设并联接头的螺孔而形成冷水入口及冷水出口；上述的芯管体，为空心管体，其横截面形状为圆型，纵截面形状为波纹形；上述的密封装置，包括紧固螺栓、螺母及密封垫。

12、根据权利要求 11所述的装配式螺旋套管热交换器，其特征在于所述的密封装置的密封垫夹设于下外壳体与上外壳体之间，并以紧固螺栓穿设入下外壳体的凸缘状的凸耳及上外壳体的凸缘状的凸耳的通孔，且以螺母固设密封连接成一完整的外壳体，该外壳体内形成截面为圆型的密封螺旋通道。

13、根据权利要求 12所述的装配式螺旋套管热交换器，其特征在于所述的下外壳体、上外壳体及芯管体的波峰与波谷之间的高度为 lmra-5mni，波峰与波峰或者波谷与波谷之间的间距为 20mm— 60mm_; 该出水口的接头连接于燃气式热水器，或连接于电热水器，或连接于整体式浴房。