一種內翅片管換熱器的製作方法

2023-09-15 14:46:05

本發明涉及熱交換換熱器技術領域，具體而言，涉及一種具有渦流發生裝置、節約了管材，提高了熱效率，節省了大量的燃料的內翅片管換熱器。

背景技術：

隨著全球工業化進程的進一步發展，節能和環保問題日益受到了世界各國的關注；針對目前加熱爐存在的節能和環保問題，開發了高效短流程工業加熱裝置，採用了冷凝式煙氣餘熱回收技術有效提高工業加熱爐、燃氣燃油鍋爐熱效率，節省大量的燃料，產生重大的節能效益；其中換熱器，目前廣泛的適用翅片管換熱器，通過翅片可以擴大散熱面積，增強換熱效果，但是翅片管的換熱器類型、形狀、以及翅片管參數的設定都影響者散熱效果的好壞，而且目前在能源危機的情況下，急需要節約能源，滿足社會的可持續發展，因此需要開發一種新的翅片管，同時需要將翅片管的結構進行優化，使其達到換熱效率最大化，以節約能源，達到環保節能的目的；為了縮短了加熱爐管對流段的流程，需要提高爐管內對流傳熱性能，因此需要一種新的換熱器來解決以上技術問題。

技術實現要素：

本發明目的是提供一種具有渦流發生裝置、節約了管材，提高了熱效率，節省了大量燃料的內翅片管換熱器，解決了以上技術問題。

為了實現上述技術目的，達到上述的技術要求，本發明所採用的技術方案是：一種內翅片管換熱器，包括換熱外管；所述的換熱外管內壁上設置有內翅片；其特徵在於：所述的換熱外管內壁上還設置有渦流發生裝置；所述的內翅片連接在中心軸上；所述的中心軸與內翅片和換熱外管之間形成換熱空腔；所述的換熱空腔包括4個換熱腔，分別為第一換熱腔、第二換熱腔、第三換熱腔和第四換熱腔。

作為優選的技術方案：所述的渦流發生裝置由六組微葉片組件組成；所述的微葉片組件在換熱外管內壁圓周方向上同心均布或者錯開均布。

作為優選的技術方案：所述的微葉片組件之間形成第一錐形口；所述的第一錐形口大端設置在靠近內翅片出口處。

作為優選的技術方案：所述的微葉片組件包括第一微葉片和第二微葉片；所述的第一微葉片和第二微葉片之間形成第二錐形口；所述的第二錐形口小端設置在靠近內翅片出口處。

作為優選的技術方案：所述的第一微葉片和第二微葉片結構相同；所述的第一微葉片為三角形結構。

作為優選的技術方案：所述的三角形結構底部朝向內翅片出口處。

作為優選的技術方案：所述的微葉片組件上的尺寸a、b、c分別等於3.75h、0.625h、6.525h。

作為優選的技術方案：所述的渦流發生裝置在換熱外管內的分布尺寸d等於內翅片在換熱外管內的分布尺寸e的一半。

作為優選的技術方案：所述的第一換熱腔和第三換熱腔結構相同；所述的第二換熱腔和第四換熱腔結構相同；所述的第一換熱腔、第二換熱腔、第三換熱腔和第四換熱腔之間為「十」字形分布。

作為優選的技術方案：所述的第一換熱腔和第二換熱腔為扇形結構；所述的第一換熱腔的面積大於第二換熱腔的面積。

本發明的有益效果是：一種內翅片管換熱器，設置有渦流發生裝置和換熱空腔；所述的換熱空腔內進行初步換熱，換熱空腔由4個換熱腔組成，接觸面積大，換熱介質分布均勻；所述的渦流發生裝置與換熱空腔出口處形成對流，產生渦流，實現換熱外管壁面、換熱介質與主流介質之間的冷熱流體的持續循環交換，增加了換熱器的傳熱性能，提高了換熱效率，節省了資源。

附圖說明

圖1為本發明第一實施例主視圖；

圖2為本發明第一實施例微葉片組件在換熱外管內壁圓周方向上同心均布局部剖視圖；

圖3為本發明微葉片組件三維圖；

圖4為本發明第二實施例微葉片組件在換熱外管內壁圓周方向上錯開均布局部剖視圖；

在圖中：1.換熱外管、2.內翅片、3.渦流發生裝置、4.中心軸、5.換熱空腔、501.第一換熱腔、502.第二換熱腔、503.第三換熱腔、504.第四換熱腔、301.微葉片組件、302.第一錐形口、303.第一微葉片、304.第二微葉片、305.第二錐形口。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明進一步描述；

在附圖中：一種內翅片管換熱器，包括換熱外管1；所述的換熱外管1內壁上設置有內翅片2；所述的換熱外管1內壁上還設置有渦流發生裝置3；所述的渦流發生裝置3與換熱空腔5出口處形成對流，產生渦流，實現換熱外管壁面、換熱介質與主流介質之間的冷熱流體的交換，增加了換熱器的傳熱性能；所述的內翅片2連接在中心軸4上；所述的中心軸4與內翅片2和換熱外管1之間形成換熱空腔5；所述的換熱空腔5包括4個換熱腔，分別為第一換熱腔501、第二換熱腔502、第三換熱腔503和第四換熱腔504，「十」字形分布，換熱介質接觸面積大，換熱介質分布均勻，有利於渦流發生，提高了換熱效率。

在圖1中：第一實施例：所述的微葉片組件301在換熱外管1內壁圓周方向上同心均布，與換熱空腔5出口處形成對流，產生渦流，實現換熱外管壁面、換熱介質與主流介質之間的冷熱流體的交換。

在圖4中：第二實施例：所述的微葉片組件301在換熱外管1內壁圓周方向上錯開均布，與換熱空腔5出口處以及錯開位置處形成對流，產生渦流，實現換熱外管壁面、換熱介質與主流介質之間的冷熱流體的交換。

在圖1、圖4中：所述的渦流發生裝置3由六組微葉片組件301組成；所述的微葉片組件301之間形成第一錐形口302；所述的第一錐形口302大端設置在靠近內翅片2出口處；所述的微葉片組件301包括第一微葉片303和第二微葉片304；所述的第一微葉片303和第二微葉片304之間形成第二錐形口305；所述的第二錐形口305小端設置在靠近內翅片2出口處；所述的第一微葉片303和第二微葉片304結構相同；所述的第一微葉片303為三角形結構；所述的三角形結構底部朝向內翅片2出口處；所述的渦流發生裝置3在換熱外管1內的分布尺寸d等於內翅片2在換熱外管1內的分布尺寸e的一半；所述的第一錐形口302和第二錐形口305大小口方向相反；所述的第一錐形口302的大口處，使得換熱介質順利進入，由小口處流出時受到擠壓、阻擋，部分換熱介質回流，形成渦流；所述的第二錐形口305小口處，換熱介質流入，由於口小，在小口處受到擠壓、阻擋，部分換熱介質回流形成渦流，延長了換熱介質的停留時間，使得換熱外管1壁面、換熱介質與主流介質之間的冷熱流體持續的循環換熱，與第一錐形口302配合，提高了換熱效率。

在圖3中：所述的微葉片組件301上的尺寸a、b、c分別等於3.75h、0.625h、6.525h，不同的使用工況，選擇不同的規格。

在圖1中：所述的第一換熱腔501和第三換熱腔503結構相同；所述的第二換熱腔502和第四換熱腔504結構相同；所述的第一換熱腔501、第二換熱腔502、第三換熱腔503和第四換熱腔504之間為「十」字形分布，接觸面積大，換熱介質分布均勻，提高了內翅片2的換熱效率，由於是4個換熱腔，換熱空腔5出口處換熱介質之間互相衝擊，有利於在換熱空腔5出口處、渦流發生裝置3處形成渦流；所述的第一換熱腔501和第二換熱腔502為扇形結構；所述的第一換熱腔501的面積大於第二換熱腔502的面積，面積不同，換熱介質的流速就不同，換熱介質之間互相衝擊，有利於在渦流發生裝置3處形成渦流，使得換熱外管1壁面、換熱介質與主流介質之間的冷熱流體持續的循環換熱，提高了換熱效率。

上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的描述，而並非對實施方式的限定，對於所屬領域的技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動，這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉，而由此所引申出的顯而易見的變化或變動仍處於本發明的保護範圍之中。