一種三相交互式渦流換熱器的製造方法

2023-05-06 07:25:11

一種三相交互式渦流換熱器的製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及換熱器及強化傳熱裝置技術領域,尤其涉及一種三相交互式渦流換熱器。包括筒體、換熱管、第二相入口、第二相出口；筒體一端通過第一墊圈與第一法蘭螺栓連接；其中第一墊圈緊密貼合於筒體與第一法蘭之間；沿著第一法蘭圓周方向上等距均勻分布設有八個第一螺栓；筒體另一端通過第二墊圈與第二法蘭螺栓連接；其中第二墊圈緊密貼合於筒體與第二法蘭之間；沿著第二法蘭圓周方向上等距均勻分布設有八個第二螺栓；筒體內部設有兩塊折流管板；其中一塊折流管板焊接於第一法蘭一側的筒體內壁上；本實用新型換熱器及強化換熱裝置，傳熱效率高，熱阻小，能夠進行三相傳熱，縮短傳熱時間，增大應用範圍及效率。
【專利說明】
一種三相交互式渦流換熱器
技術領域
[0001]本實用新型涉及換熱器及強化傳熱裝置技術領域，尤其涉及一種三相交互式渦流換熱器。
【背景技術】
[0002]目前市場上的換熱器有很多種類，主要有板式換熱器、管殼式換熱器、管式換熱器等，不同種類的換熱器都有各自的優缺點，比如換熱效率大小，結構複雜程度，是否容易結垢，是否便於清洗，是否容易滲漏，是否會發生串液，佔地面積大小等。在強化傳熱技術領域，為了得到更高的傳熱效率以及減少傳熱熱阻等在換熱器結構方面做了很多改變，但以往的換熱器由於加工製作複雜且換熱效率提升不夠明顯導致應用於實際的設計非常少。並且對於三相換熱的裝置也是很少應用，其換熱效率往往並不高。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題，是針對上述存在的技術不足，提供了一種三相交互式渦流換熱器，採用筒體內部兩側的折流管板設計，一方面可以起到支撐固定換熱管的目的，另一方面又可以通過對殼程流體流動方向進行控制而實現引流作用；換熱管採用波紋管設計及換熱管外壁焊接若干波狀翅片一方面可以通過增大換熱面積而增大流體間的換熱係數，從而提高換熱效率，另一方面波狀翅片外輪廓採用碗狀漸擴流線型設計及內外表面設有的引流槽，可以使流動方向的流體沿著波狀翅片外壁進行回流，從而增大流體湍流程度，增大殼程流體與換熱管內流體間的換熱;採用強化換熱裝置設計，可以實現流體沿著流動方向經A圓形通槽後再沿著波狀翅片漸擴壁面進行射流，增大湍流作用程度，從而進一步增大換熱效率;另一方面，由于波狀翅片與強化換熱裝置的組合設計，可以通過本設計的流線型壁面實現固定引流作用以及引起渦流的產生，從而可以避免長時間工作的殼程內壁水垢的生成，減少了換熱熱阻，增大了傳熱係數;另外本設計在增大傳熱效率的基礎上為了提高其應用範圍將強化換熱裝置內設為空腔，一方面不僅可以節省材料，另一方面可以通入第三相流體經流道板之後在強化換熱裝置與殼程之間進行與第二相流體間的換熱，提高第二相流體熱量的利用效率，並且可以增加目標流體的換熱種類及範圍；其中流道板弧面上採用引流凸板設計一方面可以通過增大換熱面積從而增大傳熱係數從而增大換熱效率，另一方面可以沿著固定流道實現流體的引流;而波狀翅片內外表面新增設了引流槽，不僅改善了換熱，而且進一步增大渦流作用，從而增大了湍流程度。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型所採用的技術方案是:包括筒體、換熱管、第二相入口、第二相出口；筒體一端通過第一墊圈與第一法蘭螺栓連接;其中第一墊圈緊密貼合於筒體與第一法蘭之間；沿著第一法蘭圓周方向上等距均勻分布設有八個第一螺栓;筒體另一端通過第二墊圈與第二法蘭螺栓連接;其中第二墊圈緊密貼合於筒體與第二法蘭之間；沿著第二法蘭圓周方向上等距均勻分布設有八個第二螺栓;筒體內部設有兩塊折流管板;其中一塊折流管板焊接於第一法蘭一側的筒體內壁上;第二塊折流管板焊接於第二法蘭一側的筒體內壁上;並且折流管板上設有一個圓形管口；換熱管設於筒體內部;換熱管沿著筒體長度方向上依次貫穿第一法蘭、圓形管口、第二法蘭;並且靠近第一法蘭一側的換熱管管口為第一相入口 ；靠近第二法蘭一側的換熱管管口為第一相出口 ；第二相入口設於第一相出口下側的第二法蘭端面上；第二相出口設於靠近第一相入口一側的筒體外壁上；換熱管外壁沿著換熱管長度方向上等距均勻焊接有波狀翅片;並且每個波狀翅片之間設有一個強化換熱裝置;強化換熱裝置外壁與筒體內壁之間緊密焊接;強化換熱裝置採用薄壁空腔設計;並且靠近第一相入口一側的強化換熱裝置上設有B圓形通槽;B圓形通槽被第三相入口管貫穿;B圓形通槽下側的強化換熱裝置右壁面上設有流道槽;靠近第一相出口一側的強化換熱裝置上設有C圓形通槽;C圓形通槽被第三相出口管貫穿;C圓形通槽下側的強化換熱裝置左壁面上設有流道槽;而位於以上兩側強化換熱裝置之間的強化換熱裝置上分別設有兩個流道槽並上下分布;並且水平對應的流道槽之間設有流道板;流道板與強化換熱裝置緊密焊接。
[0005]進一步優化本技術方案，所述的筒體外壁設有一層保溫材料。
[0006]進一步優化本技術方案，所述的換熱管採用波紋管設計;並且換熱管通過圓形管口後其外壁與折流管板的焊接形式採用脹接設計。
[0007]進一步優化本技術方案，所述的波狀翅片輪廓採用碗狀形設計;波狀翅片內外表面沿著波狀翅片圓周方向等距均勻設有引流槽;並且波狀翅片採用空心薄圓盤經乳制後熱處理冷卻後製成；強化換熱裝置中心採用挖空設計後形成一個A圓形通槽;A圓形通槽的直徑值大於換熱管的外徑值;並且A圓形通槽兩側的強化換熱裝置端面採用向外漸擴流線型設計；其中靠近第一相入口一側的強化換熱裝置端面的傾斜弧度小於另一端面的傾斜弧度。
[0008]進一步優化本技術方案，所述的流道板外輪廓採用弧形板設計；並且流道板上下弧面均設有引流凸板；引流凸板採用流線型設計。
[0009]與現有技術相比，本實用新型具有以下優點:
[0010]1、採用筒體內部兩側的折流管板設計，一方面可以起到支撐固定換熱管的目的，另一方面又可以通過對殼程流體流動方向進行控制而實現引流作用；
[0011]2、換熱管採用波紋管設計及換熱管外壁焊接若干波狀翅片一方面可以通過增大換熱面積而增大流體間的換熱係數，從而提高換熱效率，另一方面波狀翅片外輪廓採用碗狀漸擴流線型設計及內外表面設有的引流槽，可以使流動方向的流體沿著波狀翅片外壁進行回流，從而增大流體湍流程度，增大殼程流體與換熱管內流體間的換熱；
[0012]3、採用強化換熱裝置設計，可以實現流體沿著流動方向經A圓形通槽後再沿著波狀翅片漸擴壁面進行射流，增大湍流作用程度，從而進一步增大換熱效率；
[0013]4、另一方面，由于波狀翅片與強化換熱裝置的組合設計，可以通過本設計的流線型壁面實現固定引流作用以及引起渦流的產生，從而可以避免長時間工作的殼程內壁水垢的生成，減少了換熱熱阻，增大了傳熱係數；
[0014]5、另外本設計在增大傳熱效率的基礎上為了提高其應用範圍將強化換熱裝置內設為空腔，一方面不僅可以節省材料，另一方面可以通入第三相流體經流道板之後在強化換熱裝置與殼程之間進行與第二相流體間的換熱，提高第二相流體熱量的利用效率，並且可以增加目標流體的換熱種類及範圍；
[0015]6、其中流道板弧面上採用引流凸板設計一方面可以通過增大換熱面積從而增大傳熱係數從而增大換熱效率，另一方面可以沿著固定流道實現流體的引流；
[0016]7、而波狀翅片內外表面新增設了引流槽，不僅改善了換熱，而且進一步增大渦流作用，從而增大了湍流程度。
【附圖說明】

[0017]圖1是一種三相交互式渦流換熱器側視結構圖。
[0018]圖2是一種三相交互式渦流換熱器剖視結構圖。
[0019]圖3是一種三相交互式渦流換熱器剖視前視圖。
[0020]圖4是一種三相交互式渦流換熱器剖視放大圖。
[0021]圖5是一種三相交互式渦流換熱器中的第三相入口管一側的強化換熱裝置放大視圖。
[0022]圖6是一種三相交互式渦流換熱器中的中間強化換熱裝置放大視圖。
[0023]圖7是一種三相交互式渦流換熱器中的第三相出口管一側的強化換熱裝置放大視圖。
[0024]圖8是一種三相交互式渦流換熱器流道板放大視圖。
[0025]圖9是一種三相交互式渦流換熱器波狀翅片放大視圖。
[0026]圖10是一種三相交互式渦流換熱器多管換熱裝置視圖。
[0027]圖11是一種三相交互式渦流換熱器多管換熱中換熱管與波狀翅片連接處放大視圖。
[0028]圖中，1、筒體;2、換熱管;3、第二相入口；4、第二相出口；5、第一墊圈；6、第一法蘭；
7、第一螺栓;8、第二墊圈；9、第二法蘭；10、第二螺栓；11、折流管板；12、圓形管口； 13、第一相入口；14、第一相出口；15、波狀翅片；16、強化換熱裝置;17、引流槽；18、A圓形通槽;19、B圓形通槽;20、第三相入口管;21、流道槽;22、C圓形通槽;23、第三相出口管;24、流道板;25、引流凸板。
【具體實施方式】
[0029]為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚明了，下面結合【具體實施方式】並參照附圖，對本實用新型進一步詳細說明。應該理解，這些描述只是示例性的，而並非要限制本實用新型的範圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結構和技術的描述，以避免不必要地混淆本實用新型的概念。
[0030]【具體實施方式】一:結合圖1-11所示，包括筒體1、換熱管2、第二相入口3、第二相出口4;筒體I 一端通過第一墊圈5與第一法蘭6螺栓連接;其中第一墊圈5緊密貼合於筒體I與第一法蘭6之間；沿著第一法蘭6圓周方向上等距均勻分布設有八個第一螺栓7;筒體I另一端通過第二墊圈8與第二法蘭9螺栓連接;其中第二墊圈8緊密貼合於筒體I與第二法蘭9之間；沿著第二法蘭9圓周方向上等距均勻分布設有八個第二螺栓10;筒體I內部設有兩塊折流管板11;其中一塊折流管板11焊接於第一法蘭6—側的筒體I內壁上;第二塊折流管板11焊接於第二法蘭9一側的筒體I內壁上;並且折流管板11上設有一個圓形管口 12;換熱管2設於筒體I內部;換熱管2沿著筒體I長度方向上依次貫穿第一法蘭6、圓形管口 12、第二法蘭9;並且靠近第一法蘭6—側的換熱管2管口為第一相入口 13;靠近第二法蘭9 一側的換熱管2管口為第一相出口 14;第二相入口 3設於第一相出口 14下側的第二法蘭9端面上;第二相出口 4設於靠近第一相入口 13—側的筒體I外壁上;換熱管2外壁沿著換熱管2長度方向上等距均勻焊接有波狀翅片15;並且每個波狀翅片15之間設有一個強化換熱裝置16;強化換熱裝置16外壁與筒體I內壁之間緊密焊接;筒體I外壁設有一層保溫材料;換熱管2採用波紋管設計;並且換熱管2通過圓形管口 12後其外壁與折流管板11的焊接形式採用脹接設計;波狀翅片15輪廓採用碗狀形設計;波狀翅片15內外表面沿著波狀翅片15圓周方向等距均勻設有引流槽17;並且波狀翅片15採用空心薄圓盤經乳制後熱處理冷卻後製成;強化換熱裝置16中心採用挖空設計後形成一個A圓形通槽18;A圓形通槽18的直徑值大於換熱管2的外徑值;並且A圓形通槽18兩側的強化換熱裝置16端面採用向外漸擴流線型設計;其中靠近第一相入口 13—側的強化換熱裝置16端面的傾斜弧度小於另一端面的傾斜弧度;強化換熱裝置16採用薄壁空腔設計;並且靠近第一相入口 13—側的強化換熱裝置16上設有B圓形通槽19;B圓形通槽19被第三相入口管20貫穿;B圓形通槽19下側的強化換熱裝置16右壁面上設有流道槽21;靠近第一相出口 14 一側的強化換熱裝置16上設有C圓形通槽22;C圓形通槽22被第三相出口管23貫穿;C圓形通槽22下側的強化換熱裝置16左壁面上設有流道槽21;而位於以上兩側強化換熱裝置16之間的強化換熱裝置16上分別設有兩個流道槽21並上下分布;並且水平對應的流道槽21之間設有流道板24;流道板24與強化換熱裝置16緊密焊接;流道板24外輪廓採用弧形板設計;並且流道板24上下弧面均設有引流凸板25;引流凸板25採用流線型設計。
[0031]參見附圖2-4，本實用新型換熱器三相流體可以進行氣液之間的熱量交換，進行三相換熱，換熱工作進行時，由第一相入口 13往換熱管2內通入冷流體，冷流體經第一相出口14排出，由第二相入口3往殼程內通入熱流體，由第三相入口管20往強化換熱裝置16的腔體內通入另一冷流體，熱流體在波狀翅片15與強化換熱裝置16之間形成的流道內與換熱管2內的冷流體及強化換熱裝置16內的冷流體進行換熱。
[0032]【具體實施方式】二，進行兩相換熱，由第一相入口13往換熱管2內通過熱流體/冷流體，由第二相入口 3往殼程內通過冷流體/熱流體。
[0033]【具體實施方式】三，進行兩相換熱，由第二相入口3往殼程內通入熱流體/冷流體，由第三相入口管20往強化換熱裝置的空腔內通入冷流體/熱流體。
[0034]【具體實施方式】四，清洗操作時，在外加慄及真空機組的作用下，由相應的入口通入清洗液進行清洗操作。
[0035]【具體實施方式】五，參見附圖10-11，以上【具體實施方式】一至四，當需要較大換熱流通量時，可以將換熱管2換成多根再進行熱交換，並選擇具有多個圓形管口 12的折流管板11將換熱管2進行固定，另外再用與波狀翅片15內徑相等的折流圓板進行脹接，從而使得換熱管2穿過折流圓板以實現多管大流量的換熱。
[0036]本實用新型通過採用筒體I內部兩側的折流管板11設計，一方面可以起到支撐固定換熱管2的目的，另一方面又可以通過對殼程流體流動方向進行控制而實現引流作用;換熱管2採用波紋管設計及換熱管2外壁焊接若干波狀翅片15—方面可以通過增大換熱面積而增大流體間的換熱係數，從而提高換熱效率，另一方面波狀翅片15外輪廓採用碗狀漸擴流線型設計及內外表面設有的引流槽17，可以使流動方向的流體沿著波狀翅片15外壁進行回流，從而增大流體湍流程度，增大殼程流體與換熱管2內流體間的換熱;採用強化換熱裝置16設計，可以實現流體沿著流動方向經A圓形通槽18後再沿著波狀翅片15漸擴壁面進行射流，增大湍流作用程度，從而進一步增大換熱效率;另一方面，由于波狀翅片15與強化換熱裝置16的組合設計，可以通過本設計的流線型壁面實現固定引流作用以及引起渦流的產生，從而可以避免長時間工作的殼程內壁水垢的生成，減少了換熱熱阻，增大了傳熱係數；另外本設計在增大傳熱效率的基礎上為了提高其應用範圍將強化換熱裝置16內設為空腔，一方面不僅可以節省材料，另一方面可以通入第三相流體經流道板24之後在強化換熱裝置16與殼程之間進行與第二相流體間的換熱，提高第二相流體熱量的利用效率，並且可以增加目標流體的換熱種類及範圍；其中流道板24弧面上採用引流凸板25設計一方面可以通過增大換熱面積從而增大傳熱係數從而增大換熱效率，另一方面可以沿著固定流道實現流體的引流;而波狀翅片15內外表面新增設了引流槽17，不僅改善了換熱，而且進一步增大渦流作用，從而增大了湍流程度;綜合所述，本實用新型換熱器及強化換熱裝置，傳熱效率高，熱阻小，能夠進行三相傳熱，縮短傳熱時間，增大應用範圍及效率，值得推廣應用。
[0037]應當理解的是，本實用新型的上述【具體實施方式】僅僅用於示例性說明或解釋本實用新型的原理，而不構成對本實用新型的限制。因此，在不偏離本實用新型的精神和範圍的情況下所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。此外，本實用新型所附權利要求旨在涵蓋落入所附權利要求範圍和邊界、或者這種範圍和邊界的等同形式內的全部變化和修改例。
【主權項】
1.一種三相交互式渦流換熱器，其特徵在於:包括筒體(I)、換熱管(2)、第二相入口(3)、第二相出口(4);筒體(I) 一端通過第一墊圈(5)與第一法蘭(6)螺栓連接;其中第一墊圈(5)緊密貼合於筒體(I)與第一法蘭(6)之間；沿著第一法蘭(6)圓周方向上等距均勻分布設有八個第一螺栓(7);筒體(I)另一端通過第二墊圈(8)與第二法蘭(9)螺栓連接;其中第二墊圈(8)緊密貼合於筒體(I)與第二法蘭(9)之間；沿著第二法蘭(9)圓周方向上等距均勻分布設有八個第二螺栓(1);筒體(I)內部設有兩塊折流管板(11);其中一塊折流管板(11)焊接於第一法蘭(6)—側的筒體(I)內壁上;第二塊折流管板(11)焊接於第二法蘭(9) 一側的筒體(I)內壁上;並且折流管板(11)上設有一個圓形管口(12);換熱管(2)設於筒體(I)內部；換熱管(2)沿著筒體(I)長度方向上依次貫穿第一法蘭(6)、圓形管口(12)、第二法蘭(9);並且靠近第一法蘭(6)—側的換熱管(2)管口為第一相入口(13);靠近第二法蘭(9)一側的換熱管(2)管口為第一相出口(14);第二相入口(3)設於第一相出口(14)下側的第二法蘭(9)端面上；第二相出口(4)設於靠近第一相入口(13)—側的筒體(I)外壁上；換熱管(2)外壁沿著換熱管(2)長度方向上等距均勻焊接有波狀翅片(15);並且每個波狀翅片(15)之間設有一個強化換熱裝置(16);強化換熱裝置(16)外壁與筒體(I)內壁之間緊密焊接;強化換熱裝置(16)採用薄壁空腔設計;並且靠近第一相入口(13)—側的強化換熱裝置(16)上設有B圓形通槽(19) ;B圓形通槽(19)被第三相入口管(20)貫穿;B圓形通槽(19)下側的強化換熱裝置(16)右壁面上設有流道槽(21);靠近第一相出口(14)一側的強化換熱裝置(16)上設有C圓形通槽(22) ;C圓形通槽(22)被第三相出口管(23)貫穿;C圓形通槽(22)下側的強化換熱裝置(16)左壁面上設有流道槽(21);而位於以上兩側強化換熱裝置(16)之間的強化換熱裝置(16)上分別設有兩個流道槽(21)並上下分布;並且水平對應的流道槽(21)之間設有流道板(24);流道板(24)與強化換熱裝置(16)緊密焊接。2.根據權利要求1所述的一種三相交互式渦流換熱器，其特徵在於:筒體(I)外壁設有一層保溫材料。3.根據權利要求1所述的一種三相交互式渦流換熱器，其特徵在於:換熱管(2)採用波紋管設計;並且換熱管(2)通過圓形管口(12)後其外壁與折流管板(11)的焊接形式採用脹接設計。4.根據權利要求1所述的一種三相交互式渦流換熱器，其特徵在於:波狀翅片(15)輪廓採用碗狀形設計;波狀翅片(15)內外表面沿著波狀翅片(15)圓周方向等距均勻設有引流槽(17);並且波狀翅片(15)採用空心薄圓盤經乳制後熱處理冷卻後製成；強化換熱裝置(16)中心採用挖空設計後形成一個A圓形通槽(18) ;A圓形通槽(18)的直徑值大於換熱管(2)的外徑值;並且A圓形通槽(18)兩側的強化換熱裝置(16)端面採用向外漸擴流線型設計;其中靠近第一相入口(13)—側的強化換熱裝置(16)端面的傾斜弧度小於另一端面的傾斜弧度。5.根據權利要求1所述的一種三相交互式渦流換熱器，其特徵在於:流道板(24)外輪廓採用弧形板設計;並且流道板(24)上下弧面均設有引流凸板(25);引流凸板(25)採用流線型設計。
【文檔編號】F28F13/12GK205718572SQ201620406555
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年5月9日
【發明人】易長樂, 崔海亭
【申請人】河北科技大學