盘管及具有该盘管的换热器 【技术领域】
本发明涉及一种盘管及换热器，具体地说是一种盘管及具有该盘管的换热器。
背景技术
换热器又称热交换器，是冷热流体间进行换热的设备，在化工、石油、动力、食品等部门，换热器广泛用作加热器、冷却器和冷凝器。根据冷热流体间的换热方式，换热器可分为三类：①间壁式换热器②接触式换热器③蓄热式换热器。其中，间壁式换热器按传热面的结构形式，又分为管式换热器(如管壳式换热器、蛇管换热器、套管换热器、喷淋式换热器、空气冷却器等)和板式换热器(如螺旋板式换热器、平板式换热器、板翅式换热器等)。
上述管壳式换热器又称列管式换热器，是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器，进行换热的冷热两种流体，一种在管内流动，称为管程流体；另一种在管外流动，称为壳程流体。这种换热器结构较简单，操作可靠，可用各种结构材料(主要是金属材料)制造，能在高温、高压下使用，是目前应用最广的一种类型。
中国专利文献CN2524163Y公开了一种逆流管壳式换热器，包括矩形壳体，放置在壳体内的盘管和电加热器，与盘管进出口连接的分液器和集气盒，壳体上的进水口、出水口、除垢冲洗液口、排污口、温度传感器安装座、扰流器和叉流板支架。矩形壳体内部由导流隔板分隔出的蛇形水流通道，水流通道的内壁面安装有扰流器和叉流板支架，制冷剂侧通道为具有180度蛇形盘管。即该现有技术中所述逆流管壳式换热器的相邻制冷剂侧通道之间相互平行并具有一定的长度，在制冷剂侧通道的两端以半圆连接管与上下相邻的制冷剂侧通道连接，形成蛇形(U形)盘管。但是，因管程流体在盘管中流动，为了提高换热效率，常在盘管内设置内螺纹或微肋结构，为使内螺纹或微肋结构不变形，因此该盘管存在最小弯曲半径，并尽量避免多次弯曲，由此导致盘管空间浪费严重，即在单位体积内所述盘管数量少，单位体积内的换热面积小，不紧凑，结果导致具有现有技术所述盘管的换热器体积变大，热系数较小，进而导致现有技术所述换热器的换热效率不高。
【发明内容】
为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中的盘管因弯曲半径的限制导致所述盘管空间浪费严重，结构不紧凑，具有上述盘管的换热器在单位体积内盘管数量少，单位体积内的换热面积小，体积大；进而提供一种尽可能减小空间浪费的具有结构紧凑、体积小，换热效率高的盘管及具有该盘管的换热器。
为解决上述技术问题，本发明的一种盘管，所述盘管由若干个首端和尾端依次相接成连续弯曲线的弧状管组成，所述弧状管的首端和尾端之间跨越的角度大于180度，所述弧状管的首端和尾端不在同一平面上，相邻的两个所述弧状管连接处的中心线有公共切点或相邻的两个所述弧状管连接处的中心线与一连接管中心线相切连接。
所述连接管为直管或由与所述弧状管相切的两段圆弧管及连接两段圆弧管的直管组成。
所述弧状管的首端和尾端之间跨越的角度为186～360度。
一种换热器，包括外壳，由四面包围的框体、及密封连接所述框体剩余两个相对面的第一侧板和第二侧板组成，使所述外壳内形成密封空间；
分液管和集气管，所述分液管和所述集气管上分别成形有分液孔和集气孔，所述分液管和所述集气管分别密封的穿过所述外壳上的分液管安装孔和所述集气管安装孔，深入所述外壳内部；及
放置于所述外壳内的盘管，所述盘管一端与所述分液孔连接，所述盘管另一端与所述集气孔连接；
所述盘管由若干个首端和尾端依次相接成连续弯曲线的弧状管组成，所述弧状管的首端和尾端之间跨越的角度大于180度，所述弧状管的首端和尾端不在同一水平面上，相邻的两个所述弧状管连接处的中心线有公共切点或相邻的两个所述弧状管连接处的中心线与一连接管中心线相切连接。
所述弧状管的首端和尾端之间跨越的角度为186～360度。
若干所述盘管在水平上连续排布形成水平阵列盘管后两端与所述分液孔和所述集气孔连接。
若干所述盘管在垂直方向上连续排布形成垂直阵列盘管后两端与所述分液孔和所述集气孔连接。
若干所述水平阵列盘管在垂直方向上多层排布形成多层水平阵列盘管，所述多层水平阵列盘管中每层所述多层水平阵列盘管两端与若干所述分液孔和若干所述集气孔一一对应连接。
若干所述垂直阵列盘管在水平方向上多列排布形成多列垂直阵列盘管，所述多列垂直阵列盘管中每列所述多列垂直阵列盘管两端与若干所述分液孔和若干所述集气孔一一对应连接。
所述框体与所述第一侧板之间可拆卸。
所述第二侧板与所述框体之间也可拆卸。
所述第一侧板和/或所述第二侧板与所述框体之间采用螺栓连接。
所述分液管与所述分液管安装孔的密封是通过与所述分液管密封连接的分液管密封板与所述第一侧板或第二侧板)注塑一体成型完成；所述集气管与所述集气管安装孔的密封是通过与所述集气管密封连接的集气管密封板与所述第一侧板或第二侧板注塑一体成型完成。
在所述第一侧板和/或所述第二侧板上成形有与所述盘管配合的导流装置，所述导流装置(8)的母线分别垂直于所述第一侧板和/或所述第二侧板。
与在所述弧状管的首端和尾端连线的同一侧的若干个所述弧状管配合的所述导流装置成形在所述第一侧板，其余的所述导流装置成形在所述第二侧板上。
所述导流装置由若干个导流圆柱组成。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点，
首先，本发明所述盘管及具有该盘管地换热器中，所述盘管采用由若干个首端和尾端依次相接成连续弯曲线的弧状管组成，所述弧状管首端和尾端之间跨越的角度大于180度，优选所述弧状管首端和尾端之间跨越的角度为186～360度，相邻的两个所述弧状管连接处的中心线有公共切点或相邻的两个所述弧状管连接处的中心线与一直管中心线相切连接，由上述结构的盘管在最小弯曲半径内弯曲弧长尽可能延长，既保证弧状管内的内螺纹或微肋结构不变形，同时又尽可能的节约空间，结构紧凑，因此，具有该盘管的换热器体积小，在单位体积内盘管数量多，换热效率高。
第二，本发明所述换热器中，在所述第一侧板和/或所述第二侧板上成形有与所述盘管配合的导流装置，所述导流装置的母线分别垂直于所述第一侧板和/或所述第二侧板，优选与在所述弧状管的首端和尾端连线的同一侧的若干个所述弧状管配合的所述导流装置成形在所述第一侧板，其余的所述导流装置成形在所述第二侧板上，且所述第一导流装置由若干个导流圆柱组成，所述第二导流装置与所述第一导流装置具有相同设置；壳程流体在导流装置中流动，增加对壳程流体的扰动，避免壳程局部流体滞留现象，增强换热效果。
第三，现有技术中壳体在装入盘管后与盘管都焊接在一起，因此，盘管不能从壳体中拆卸出来，在使用一段时间后会出现水垢或其他污垢后不能及时对其进行清除，因而影响盘管与壳程流体间的热交换效率，而本发明在所述换热器中将所述第一侧板和/或所述第二侧板与所述框体之间设置为可拆卸结构，优选所述框体与所述第一侧板和/或所述第二侧板之间采用螺栓连接，因此，本发明所述的换热器中的盘管能很方便的从壳体中拆卸出来，以利于对盘管上的水垢或其他污垢进行清除，也便拆卸后再安装。
第四，本发明所述换热器中，所述分液管与所述分液管安装孔的密封是通过与所述分液管密封连接的分液管密封板与所述第一侧板注塑一体成型完成；所述集气管与所述集气管安装孔的密封是通过与所述集气管密封连接的集气管密封板与所述第一侧板注塑一体成型完成，因此，保证分液管和集气管与第一侧板的密封效果好，其密封性不受盘管与壳体拆卸的影响。
第五，本发明所述换热器中，若干所述盘管在水平和/或垂直方向上阵列排布，并分别与所述分液孔和所述集气孔一一对应连接，盘管的可扩展性好，可根据客户需要增加或减少换热面积。
【附图说明】
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1a是本发明所述盘管的弧状管主视图；
图1b是图1a的俯视图；
图1c是本发明所述盘管的示意图；
图2a是本发明所述换热器主视图；
图2b是本发明所述换热器俯视图；
图3a是本发明所述换热器中的水平阵列盘管示意图；
图3b是与图3a所述水平阵列盘管配合使用的分液管和集气管示意图；
图4a是本发明所述换热器中的多层水平阵列盘管示意图；
图4b是与图4a所述水平阵列盘管配合使用的分液管和集气管示意图；
图5a是本发明所述换热器的弧状管首端和尾端之间跨越的角度为360度盘管结构示意图；
图5b是本发明所述换热器的弧状管首端和尾端之间跨越的角度为360度的盘管在垂直方向上排布的结构示意图；
图5c是本发明所述换热器中的多列垂直阵列盘管示意图；
图6a是本发明所述换热器中所述分液管、所述分液管密封板、所述集气管和所述集气管密封板与所述第一侧板注塑一体成型的示意图；
图6b是本发明所述换热器中所述分液管与所述第一侧板注塑一体成型及所述集气管与所述第二侧板注塑一体成型的示意图；
图7是本发明所述带导流装置的换热器。
图中附图标记表示为：1-盘管，11-水平阵列盘管，12-垂直阵列盘管，2-弧状管，3-外壳，31-第一侧板，32-第二侧板，33-框体，34-分液管密封板，35-集气管密封板，4-分液管，41-分液孔，5-集气管，51-集气孔，6-进水口，7-出水口，8-导流装置，80-导流圆柱，9-连接管，91-直管，a-首端，b-尾端。
【具体实施方式】
本实施例中所述的一种盘管1，所述盘管1由若干个首端a和尾端b依次相接成连续弯曲线的弧状管2组成，所述弧状管2的首端a和尾端b之间跨越的角度大于180度，所述弧状管2的首端a和尾端b不在同一平面上(见图1a及图1b所示)，在本实施例中优选所述弧状管的首端a和尾端b之间跨越的角度为186度，相邻的两个所述弧状管2连接处的中心线与一连接管9中心线相切连接，即尾端b和相邻的首端a通过一直管相切连接(见图1c所示)。因此，盘管1在最小弯曲半径内弯曲弧长尽可能延长，既保证弧状管2内的内螺纹或微肋结构不变形，同时又尽可能的节约空间，结构紧凑。其中，所述弧状管首尾之间跨越的角度即为与所述弧状管中心线垂直的横截面从首端a至其所经过的轨迹的尾端b所跨越的角度。
采用上述盘管1的换热器，包括外壳3、分液管4、集气管5和盘管1(见图2所示)，所述外壳3由四面包围的框体33、及密封连接所述框体33剩余两个相对面的第一侧板31和第二侧板32组成，使所述外壳3内形成密封空间；所述分液管4和所述集气管5上分别成形有分液孔41和集气孔51，所述分液管4和所述集气管5分别密封的穿过所述外壳3上的分液管安装孔和所述集气管安装孔，深入所述外壳3内部；所述盘管1放置于所述外壳3内，所述盘管1一端与所述分液孔41连接，所述盘管1另一端与所述集气孔51连接；本实施例中，若干所述盘管1在水平上连续排布形成水平阵列盘管11后两端与所述分液孔41和所述集气孔51连接(见图3a和图3b所示)。
外壳上还设置有进水口6和出水口7，进行换热的冷热两种流体，一种在管内流动，称为管程流体；另一种在管外流动，称为壳程流体。壳程流体通过进水口6流入外壳3的壳体内，在盘管1外流动，经出水口7流出，管程流体经分液管4流入，经过盘管1与壳程流体进行热交换，实现制冷或制热的目的后经集气管5流出。
本实施例在上述实施例的基础上，将若干所述水平阵列盘管11在垂直方向上多层排布形成多层水平阵列盘管，所述多层水平阵列盘管中每层所述水平阵列盘管11两端与若干所述分液孔41和若干所述集气孔51一一对应连接(见图4a和图4b所示)。
在上述实施例中，所述分液管4与所述分液管安装孔的密封是通过与所述分液管4密封连接的分液管密封板34与所述第一侧板31注塑一体成型完成；所述集气管5与所述集气管安装孔的密封是通过与所述集气管5密封连接的集气管密封板35与所述第一侧板31注塑一体成型完成(见图6a所示)。
作为可变换的实施例，本实施例中，将所述弧状管的首端a和尾端b之间跨越的角度替换为360度，相邻的两个所述弧状管2连接处的中心线替换为有公共切点，即尾端b和相邻的首端a重合(见图5a所示)，若干所述盘管1替换为在垂直方向上连续排布形成垂直阵列盘管12后两端与所述分液孔41和所述集气孔51连接(见图5b所示)。
本实施例在上述实施例的基础上，若干所述垂直阵列盘管12在水平方向上多列排布形成多列垂直阵列盘管，所述多列垂直阵列盘管中每列所述垂直阵列盘管12两端与若干所述分液孔41和若干所述集气孔51一一对应连接(见图5c所示)。
在上述实施例中，所述分液管4与所述分液管安装孔的密封是通过与所述分液管4密封连接的分液管密封板34与所述第一侧板31注塑一体成型完成；所述集气管5与所述集气管安装孔的密封是通过与所述集气管5密封连接的集气管密封板35与所述第二侧板32注塑一体成型完成(见图6b所示)。
此外，本发明还可在上述实施例的基础上，设置所述框体33与所述第一侧板31之间可拆卸，所述第二侧板32与所述框体33一体成型，为了便于将盘管1从外壳3壳体中拆卸出来，本实施例中优选第一侧板31与盘管1之间采用螺栓连接，便于盘管1从外壳3的壳体中拆卸出来，以利于对盘管1上的水垢或其他污垢进行清除。
进一步，本发明还可在上述实施例的基础上，设置所述框体33与所述第一侧板31和所述第二侧板32之间可拆卸，本实施例中优选第一侧板31与盘管1及第二侧板32与盘管1之间采用螺栓连接。
进一步，在所述第一侧板31和/或所述第二侧板32上成形有与所述盘管1配合的导流装置8，所述导流装置8的母线81分别垂直于所述第一侧板31和/或所述第二侧板32，本实施例中优选与在所述弧状管2的首端a和尾端b连线的同一侧的若干个所述弧状管2配合的所述导流装置8成形在所述第一侧板31，其余的所述导流装置8成形在所述第二侧板32上。其中，所述母线为平行于第一侧板平面的导流柱截平面在垂直于第一侧板平面的方向上的拉升轨迹。
此外，采用垂直阵列盘管12和多列垂直阵列盘管的换热器中优选所述导流装置8由若干个导流圆柱80组成(见图7所示)。
上述实施例中，相邻的两个所述弧状管2连接处的连接管也可以是由与所述弧状管2相切的两段圆弧管及连接两段圆弧管的直管组成，只要能实现将相邻的两个所述弧状管连接即可。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定，也可根据客户需要增加或减少换热面积，变更盘管的排布形式及盘管与集气管和分液管的连接方式。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。