一体式换热器的制作方法

1.本实用新型涉及换热器技术领域，特别是涉及一体式换热器。


背景技术：

2.换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足工艺条件的需要，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。
3.传统技术中，传统的套管式换热器采用内小外大的管材以焊接方式连接，双管套管设置焊点多，工艺繁复，生产成本高。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对传统的套管式换热器中内小外大的管材采用的焊接连接方式的焊点多、工艺繁复的问题，提供一种一体式换热器。
5.一种一体式换热器，其包括：
6.管状结构的组合管，以及在所述组合管管壁周向盘绕的螺旋型冷媒管；所述冷媒管至少部分的埋设在所述组合管管壁内，所述冷媒管中的内部空间与所述组合管中的内部空间相互独立，所述冷媒管中的内部空间由所述组合管的一端朝向所述组合管的另一端螺旋延伸；所述组合管和所述冷媒管为一体式。
7.进一步地，所述冷媒管朝向所述组合管轴线的一侧部分的凸出于所述组合管的内壁。
8.进一步地，所述组合管两端设有三通管，所述三通管的三个管口分别为第一管口、第二管口和第三管口；
9.所述第二管口套接在所述组合管的外壁，所述组合管部分的容纳于所述第二管口内；
10.所述三通管内设有一导流管，所述导流管由所述第一管口内贯入至第二管口，所述导流管与所述组合管中的内部空间相连通；
11.所述导流管部分容纳于所述组合管中，所述导流管外壁与所述冷媒管外壁相抵接。
12.进一步地，所述第一管口和第二管口的轴线在同一条直线上。
13.进一步地，所述三通管与所述导流管间的腔室为外腔，所述第三管口与所述外腔相连通，所述外腔与所述冷媒管相连通。
14.进一步地，所述导流管通过异径接头与所述第一管口相连接；所述异径接头具有管径渐缩的变径段；
15.所述异径接头一端为与所述导流管管径相适配的第一接头口，另一端为与所述第一管口口径相适配的第二接头口。
16.进一步地，所述导流管靠近所述组合管一侧的外壁径向延伸出环状的封堵圈，所
述封堵圈与所述冷媒管管壁的端面相抵接。
17.进一步地，至少一圈所述冷媒管与所述导流管外壁相抵接。
18.进一步地，所述组合管与所述冷媒管的材质为金属材质。
19.进一步地，所述冷媒管径向的截面为圆形。
20.上述一体式换热器将冷媒管部分的埋设在所述组合管中，组合管与冷媒管采用一体成型工艺，相较于传统技术的套管换热管中焊接加工的双管，减少了换热管的焊点，优化了工艺流程，节约了空间与成本；且螺旋状的冷媒管相较于传统技术的套管换热管，使换热器中能交换热量的换热部的面积大大增加，提高了换热效率，且螺旋状盘绕在组合管内壁的冷媒管使得单位体积的冷媒流通过换热器所需的长度、时间大大增加，进一步地提高了换热效率。
附图说明
21.图1为根据本实用新型一个实施方式提出的一体式换热器的三维结构视图；
22.图2为根据本实用新型一个实施方式提出的一体式换热器的剖视图；
23.图2a为根据本实用新型一个实施方式提出的一体式换热器的剖视图的局部放大图；
24.图3为根据本实用新型一个实施方式提出的一体式换热器中组合管的三维结构视图；
25.图4为根据本实用新型一个实施方式提出的一体式换热器中三通管的三维结构视图；
26.图5为根据本实用新型一个实施方式提出的一体式换热器中导流管的三维结构视图；
27.图6为根据本实用新型一个实施方式提出的一体式换热器中异径接头的三维结构视图；
28.图7为根据本实用新型另一个实施方式提出的一体式换热器的三维结构视图；
29.图8为根据本实用新型另一个实施方式提出的一体式换热器的三维爆炸视图；
30.图9为根据本实用新型另一个实施方式提出的一体式换热器的剖面图；
31.图9a为根据本实用新型另一个实施方式提出的一体式换热器的剖面图的局部放大图；
32.图中：10-组合管；101-介质腔；11-冷媒管；111-冷媒腔；20-三通管；21
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第一管口；22-第二管口；23-第三管口；30-导流管；33-封堵圈；40-异径接头； 41-第一接头口；42-第二接头口；50-内管；60-螺旋管；61-液口；70-连接管； 71-连接部。
具体实施方式
33.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
34.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
35.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
36.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
37.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
38.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
39.图1至图6示出本实用新型一实施例，如图1所示，本实用新型一实施例提供了的一体式换热器，包括中段的组合管10以及组合管10两侧端部设置的三通管20，三通管20与组合管10管道相连，该三通管20为t型管，两侧各设有一导流管30从三通管20远离组合管10的一侧管口贯穿深入并部分容纳于组合管10。
40.如图2、图3所示，组合管10呈管状结构，组合管10内的管腔为介质腔 101，该介质腔101用以流通介质。组合管10内壁设有螺旋型的冷媒管11，该冷媒管11两端出口分别设置在组合管10的两端开口处，用以进入或流出冷媒。冷媒管11内的管腔为冷媒腔111，该冷媒腔111用以通过与介质腔101中的介质温度不同的冷媒，使冷媒与介质在组合管10中实现换热功能，冷媒管11表面实现换热功能的部分管壁为换热部。螺旋状的冷媒管11相较于传统技术的套管换热管，使换热器中能交换热量的换热部的面积大大增加，提高了换热效率，且螺旋状盘绕在组合管10内壁的冷媒管11使得单位体积的冷媒流通过换热器所需的长度、时间大大增加，进一步地提高了换热效率。进一步地，如图2a所示，冷媒管11部分的埋设在组合管10的管壁，冷媒管11呈半嵌入式的埋设在组合管10的内管壁上，冷媒管11靠近介质腔101的一侧部分的凸出于组合管 10的内壁。
41.进一步地，组合管10采用一体成型工艺，冷媒管11一体成型在组合管10 的内壁，相较于传统技术的套管换热管中焊接加工的双管，减少了换热管的焊点，优化了工艺流程，节约了空间与成本。进一步地，组合管10和冷媒管11采用金属两次注射成型工艺，先通过一模具注射成型组合管10，该组合管10的内管壁上具有与冷媒管11相适配的槽状结构；再通过另一模具使成型的组合管10 套设在该模具外周，向该模具注射成型冷媒管11；最后通过烧结工序将组合管 10和冷媒管11一体烧结成型。
42.可选地，组合管10的形状不限于直管，也可根据实际要求加工成各种弯型管或异型管，在此不做限定。可选地，冷媒管11管道的截面为圆形截面，也可以根据实际要求加工成方形或椭圆形等截面，在此不做限定。进一步地，换热部的面积大于组合管10内壁的面积。进一步地，冷媒管11中冷媒流通的有效长度大于组合管10的长度。可选地，冷媒管11的螺旋线截面为圆形，也可以根据实际要求加工成方形或椭圆形等截面，组合管10管壁根据冷媒管11的形状加工成与冷媒管11相适配的形状，在此不做限定。进一步地，组合管10与冷媒管11的材质为金属材质，金属材质具有高导热性能，进一步提高本实用新型的换热效率。
43.如图4所示，三通管20为t型管，三通管20的三个管口分别为：第一管口21、第二管口22和第三管口23，第一管口21和第二管口22的轴线在同一条直线上，第二管口22与组合管10管道连接。第二管口22的内径与组合管10 的外径相适配，第二管口22部分套接在组合管10的外壁上，第二管口22与组合管10通过焊接固定连接，以避免三通管20中的冷媒溢出。可选地，第三管口23的轴线垂直于第一管口21和第二管口22的轴线，也可以根据实际要求使第三管口23的轴线与第一管口21和第二管口22的轴线呈任意夹角，在此不做限定。进一步地，第一管口21的管径与第二管口22的管径相等。
44.如图2、图5所示，导流管30从第一管口21贯穿深入至第二管口22处，导流管30部分容纳于组合管10中。导流管30用以流通介质，使介质进入或流出组合管10中。导流管30的外径小于第一管口21的管径。导流管30的管径与冷媒管11的螺旋内径相适配，导流管30容纳于组合管10中部分的外壁与冷媒管11外壁相抵接。冷媒管11两侧管口朝向三通管20的内部空间。
45.进一步地，冷媒管11中至少一圈冷媒管11与导流管30相抵接，以避免三通管20中的冷媒泄漏致介质腔101中。导流管30靠近组合管10一侧的外管壁上径向凸起一圈的封堵圈33，所述封堵圈33与所述冷媒管11管壁的端面相抵接，该封堵管用以封堵冷媒管11与导流管30间的间隙的同时，封堵圈33在安装时具有定位作用，在安装过程中便于确保一定长度的导流管30进入组合管10 中，使至少一圈冷媒管11与导流管30相抵接，避免导流管30进入组合管10中过深或过浅，进一步地提高了三通管20与介质腔101间的密封性。导流管30将三通管20的管腔分隔成用以流通冷媒的外腔和流通介质的内腔，该内腔为导流管30的内部空间，外腔为三通管20与导流管30外壁之间的腔室。冷媒管11两侧管口容纳于外腔，冷媒腔111与外腔相连通，冷媒通过第三管口23进入或流出外腔，进而进入或流出冷媒管11。组合管10与导流管30管道连接，介质腔 101与内腔相连通，介质通过导流管30进入或流出内腔，进而进入或流出组合管10。冷媒和介质在三通管20中通过导流管30管壁进行换热，进一步地提高了本实用新型的换热效率。
46.如图1、图2所示，第一管口21与导流管30通过一异径接头40(如图6所示)相连接，该异径接头40一端为与导流管30管径相适配的第一接头口41，另一端为与第一管口21口径
相适配的第二接头口42，第一接头口41的口径小于第二接头口42的口径，异径接头40中段设有一直径渐缩的变径段，以便于连接第一管口21与导流管30，避免三通管20中的冷媒从第一管口21处溢出。优选地，异径接头40通过焊接方式与第一管口21和导流管30固定连接。
47.具体地，冷媒从一侧三通管20的第三管口23中进入三通管20的外腔，进而进入容纳于外腔中的冷媒管11管口进入冷媒腔111，冷媒在冷媒腔111中完成换热后从另一侧三通管20的第三管口23中流出；介质则从一侧导流管30(即内腔)进入组合管10中的介质腔101，与冷媒管11完成换热后从另一侧的导流管30中流出。
48.图7至图9示出本实用新型另一实施例，如图7所示，图7示出了本实用新型另一实施例的一体式换热器的三维结构视图。内管50外周盘有若干圈螺旋状的螺旋管60，该螺旋管60两端设有液口61，用以进入或流出冷媒。进一步地，如图9a所示，螺旋管60部分的埋设在内管50的管壁内，螺旋管60呈半嵌入式的埋设在内管50的外管壁上，螺旋管60远离内管50的一侧凸出于内管 50的外壁。如图9所示，螺旋管60与内管50采用一体成型工艺螺旋管60一体成型在内管50外壁上，相较于传统技术的套管换热管中焊接加工的双管，减少了换热管的焊点，优化了工艺流程，节约了空间与成本。
49.进一步地，内管50和螺旋管60采用金属两次注射成型工艺，先通过一模具注射成型内管50，该内管50的外管壁上具有与螺旋管60相适配的槽状结构；再通过另一模具套设在成型后的内管50外周，向该模具注射成型螺旋管60；最后通过烧结工序将内管50和螺旋管60一体烧结成型。进一步地，螺旋管60中冷媒流通的有效长度大于内管50的长度。螺旋状的螺旋管60相较于传统技术的套管换热管，使得单位体积的冷媒流通过换热器所需的长度、时间大大增加，进一步地提高了换热效率。
50.可选地，内管50的形状不限于直管，也可根据实际要求加工成各种弯型管或异型管，在此不做限定。可选地，螺旋管60管道的截面为圆形截面，也可以根据实际要求加工成方形或椭圆形等截面，在此不做限定。进一步地，螺旋管60 中冷媒流通的有效长度大于内管50的长度。可选地，螺旋管60的螺旋线截面为圆形，也可以根据实际要求加工成方形或椭圆形等截面，内管50管壁根据螺旋管60的形状加工成与螺旋管60相适配的形状，在此不做限定。进一步地，内管50与螺旋管60的材质为金属材质，金属材质具有高导热性能，进一步提高本实用新型的换热效率。
51.如图8所示，内管50两端设有连接管70，该连接管70靠近内管50的一端具有与内管50内径相适配的连接部71，当连接管70与内管50相连接时，连接部71容纳于内管50内。连接管70主体外径与内管50外径相等，以使得连接管70与内管50相连接时，两者连接处平整光滑，外观简单大方。进一步地，连接管70与内管50采用焊接方式固定连接。
52.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
53.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。