一種具有導流擋板的殼管冷凝器的製作方法

2023-06-06 05:47:26

本實用新型涉及一種具有導流擋板的殼管冷凝器

背景技術：

殼管式冷凝器是一類熱交換器，這種類型的換熱器主要由外殼和位於外殼內的若干根換熱管組成。一種流體從若干根換熱管中穿過，另一種流體位於殼內從該束管道外側流過。因為兩種流體的起始溫度不同，所以在通過熱交換器殼體內部時會進行熱傳遞。

在制冷機組中的冷凝器，製冷劑往往以比較快的速度流入冷凝器中。為了防止高速的製冷劑蒸汽衝擊換熱管，造成換熱管的損壞，現有技術通常在殼管式冷凝器的進氣口下端布置防衝擋板。現有技術中，經常將防衝擋板做成管狀，這將導致製冷劑蒸汽以高速的狀態衝出後，直接噴射到冷凝器兩端的管板上及附近區域，這就造成了防衝擋板正下方的換熱管的面積得不到充分利用，因而現有冷凝器的整體換熱效率不高。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種具有導流擋板的殼管式冷凝器，以充分利用冷凝器的換熱面積，使得冷凝器的整體換熱效率得到提高。

為達到上述目的，本實用新型採用的技術方案是：一種具有導流擋板的殼管冷凝器，包括沿橫向延伸且具有中空腔的殼體、分別設置於所述殼體兩端的兩個管板、連接在兩端的所述管板之間的換熱管，所述殼體上部設置有製冷劑進口管、下部設置有製冷劑出口管，所述製冷劑進口管的出口端設置有進氣擋板，所述進氣擋板包括沿橫向延伸的橫擋板、連接在所述橫擋板與所述製冷劑進口管出口端之間的豎擋板，所述橫擋板的兩端部上均設置有沿上下方向貫穿的導風口，所述進氣擋板還包括分設於所述橫擋板兩端的兩塊導風板，所述導風板的長度延伸方向與所述橫擋板相傾斜設置，且所述導風板的上端沿上下方向低於所述豎擋板。

具體地，兩側的所述導風板呈「八」字型排布地設置在所述橫擋板的兩端。

優選地，所述導風板與所述橫擋板之間的夾角為30°～60°。

進一步地，所述導風板與所述橫擋板之間的夾角為45°。

更進一步地，兩側的所述導風板對稱設置。

進一步地，所述橫擋板的兩側端部均開設有U型缺口，所述導風板固定地設置在所述U型缺口的開口端，使得所述導風板與所述U型缺口之間形成所述的導風口。

進一步地，所述橫擋板的端部與所述導風板的中部相固定連接。

進一步地，所述導風板與所述豎擋板之間沿橫向具有間距地設置。

由於上述技術方案的運用，本實用新型與現有技術相比具有下列優點：本實用新型的殼管冷凝器中，通過在製冷劑進口管的出口端設置新型結構的進氣擋板，這樣，經製冷劑進口管高速流出的製冷劑蒸汽在衝擊到該擋板後，有一部分會在導風板的引導下流向進氣擋板的下方，使得進氣擋板下方的換熱管也得到充分的利用，從而充分地利用冷凝器的換熱面積，提高冷凝器的換熱效率。

附圖說明

附圖1為本實用新型的殼管冷凝器的透視結構示意圖；

附圖2為附圖1中進氣擋板的放大圖。

附圖3為現有技術中殼管冷凝器的CFD模擬圖；

附圖4為本實施例的殼管冷凝器的CFD模擬圖，其中，導風板與橫擋板呈45°；

附圖5為本實用新型的殼管冷凝器另一實施例的CFD模擬圖，其中，導風板與橫擋板呈135°；

附圖6為本實用新型的殼管冷凝器又一實施例的CFD模擬圖；

其中：1、殼體；2、管板；3、換熱管；4、製冷劑進口管；5、製冷劑出口管；6、進氣擋板；61、橫擋板；62、豎擋板；63、導風口；64、導風板。

具體實施方式

下面結合附圖和具體的實施例來對本實用新型的技術方案作進一步的闡述。

參見圖1所示，一種具有導流擋板的殼管冷凝器，包括沿橫向延伸且具有中空腔的殼體1、分別設置於殼體1兩端的兩個管板2、連接在兩端管板2之間的多根換熱管3。殼體1上部設置有製冷劑進口管4、下部設置有製冷劑出口管5，製冷劑蒸汽從製冷劑進口管4中流進冷凝器中，在冷凝器中與換熱管3外部接觸進行熱傳遞後，再從製冷劑出口管5中流出。其中，製冷劑進口管4的出口端下方設置有進氣擋板6，以防止高速的製冷劑蒸汽造成換熱管3的損壞，同時改變製冷劑蒸汽的流動方向，以使其在殼體1的內腔中充分地流動起來而進行熱交換。

參見圖2所示，進氣擋板6包括沿橫向延伸的橫擋板61、連接在橫擋板61與製冷劑進口管4出口端之間的豎擋板62、分設於橫擋板61兩端的兩塊導風板64、分別開設於橫擋板61的兩端部且沿上下方向貫穿的兩個導風口63。在本實施例中，導風口63是通過如下方式形成：橫擋板61的兩側端部均開設有U型缺口，導風板64固定地設於U型缺口的開口端，導風板64與U型缺口之間便形成了導風口63。

參見圖2所示，兩側的導風板64的長度延伸方向分別與橫擋板61相傾斜設置，導風板64的上端沿上下方向低於豎擋板62，使得經製冷劑進口管4進入的一部分製冷劑蒸汽能夠從導風板64的上方到達進氣擋板6的左右兩側區域；導風板64同時與豎擋板62之間沿橫向具有間距地設置，使得一部分製冷劑蒸汽也能夠從導風板64與豎擋板62之間的間隙到達進氣擋板6的前後兩側區域。

參見圖2所示，橫擋板61的端部與導風板64的中間位置固定連接，兩側的導風板64呈「八」字型地排布地設置在橫擋板61的兩端，導風板64與橫擋板61之間的夾角優選為30°～60°，最優角度為45°。具體設置時，兩側的導風板64對稱設置，且上述的橫擋板61、豎擋板62及兩側的導風板64可採用一體成型設置。

這樣，當製冷劑蒸汽自製冷劑進口管4進入殼體1內腔中時，製冷劑蒸汽在衝擊到橫擋板61及兩側的導風板64後，可以改變製冷劑蒸汽的流動方向，一部分從導風板64的上方流過，一部分從導風板64與豎擋板62之間的間隙流過，還有一部分經導風板64引導後穿過導風口63流至橫擋板61的下方。這樣，冷凝器殼體1的內腔中的各區域中均充盈有製冷劑蒸汽，使得換熱管3的換熱面積得到充分的利用，進而使得冷凝器的整體換熱效率得到顯著提高。

具體設置時，還可以通過調整兩側導風板64之間的間距及導風口63的大小來調節橫擋板61下方流體逆流的長度，以達到充分利用橫擋板61下方換熱管3的換熱面積的目的。

為進一步說明本實用新型的技術效果，此處給出採用四種不同擋板結構，針對冷凝器內流體運動狀態進行了模擬，即CFD模擬。通過CFD模擬圖能夠顯示製冷劑蒸汽的流動路線，從而可以清楚地看出冷凝器的換熱效率，其結果如附圖3至6所示。

其中，附圖3所示為現有技術中常用的殼管冷凝器的結構CFD模擬圖，從圖上可以看出，在進氣擋板6正下方及其兩側區域內，只有數量不多的製冷劑在該區域流動，可見此處的換熱管3的利用率不高。

附圖4所示為導風板64與橫擋板61之間的夾角為45°時殼管冷凝器的結構CFD模擬圖；附圖5所示為導風板64與橫擋板61之間的夾角為135°時殼管冷凝器的結構CFD模擬圖；附圖6所示為導風板64上端部與橫擋板61相連接，且所成角度為45°時殼管冷凝器的結構CFD模擬圖。

通過觀察三種不同擋板結構的CFD模擬出來的結果，並與現有技術的CFD模擬圖相比較，顯然可以發現如圖4所示的狀態下，製冷劑蒸汽的均勻流動性最好，能夠充分利用進氣擋板6正下方的換熱管3，從而提高冷凝器的熱交換率。

上述實施例只為說明本實用新型的技術構思及特點，其目的在於讓熟悉此項技術的人士能夠了解本實用新型的內容並據以實施，並不能以此限制本實用新型的保護範圍。凡根據本實用新型精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。