专利名称：热管换热器的制作方法
技术领域：
热管换热器技术领域[0001]本实用新型涉及柴油机烟气余热回收利用设备技术领域，是一种热管换热器。
技术背景[0002]目前石油钻井大多配备大功率柴油机作为动力，柴油机排出的烟气直接排入大气，柴油机所排烟气的温度很高，一般在四百五十摄氏度以上，使约占燃油低热值百分之三十五的热能被排出的废气带走，百分之十五的热能被冷却水吸收，而用于发出功率的热能仅为百分之三十六至百分之三十九，如果将所排烟气携带的热能回收利用，可以节约大量能源，产生巨大的经济利益。七十年代初，国外就普遍推广应用柴油机余热回收利用技术，将柴油机废气和冷却水的热能经过转换用于采暖、空调制冷等。九十年代初，我国石油钻井行业也进行了研究试验，在大功率柴油机烟气余热回收应用与研究方面取得了不少经验，但是由于传统换热器无法同时满足降低排气烟阻和增大换热效率这两个成反比的重要技术指标，因此没能推广应用。发明内容[0003]本实用新型提供了一种热管换热器，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有石油钻井柴油机存在的所排烟气浪费大量热能、回收利用效率较低的问题。[0004]本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的一种热管换热器，包括烟腔壳体、水套壳体、外壳、保温层、进水管、出水管和不少于一个的热管；烟腔壳体固定安装在水套壳体内部，水套壳体固定安装在外壳内部，水套壳体与外壳之间有保温层，水套壳体和烟腔壳体之间的空腔形成内水层，外壳右部下端固定有进水管，外壳左部上端固定有出水管， 进水管和出水管的内端口分别与内水层相连通；外壳的左端有进烟口，外壳的右端有出烟口，进烟口和出烟口分别与烟腔壳体的内腔相连通，烟腔壳体的上板上固定有热管，热管的上端位于烟腔壳体上方的内水层内，热管的下端位于烟腔壳体的内腔内。[0005]下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进[0006]上述烟腔壳体内部可固定安装有不少于二块的呈前后错位间隔排列的隔板，烟腔壳体的内腔通过隔板的分隔形成前后拐行的烟道。[0007]上述烟腔壳体上可固定有贯穿烟腔壳体上板和烟腔壳体下板的对流管，对流管的上端口与烟腔壳体上方的内水层相连通，对流管的下端口与烟腔壳体下方的内水层相连ο[0008]上述热管可呈矩形阵列均勻分布固定在烟腔壳体的上板上，热管的三分之一位于烟腔壳体内腔内部，热管的三分之二位于内水层内部。[0009]上述热管可为重力自平衡式热管。[0010]上述热管的直径可为三十二毫米，热管的长度可为三百毫米。[0011]上述外壳的前部可固定安装有能够测量内水层温度的水温表和能够测量内水层压力的水压表，外壳的上端左部和右部分别可固定有吊耳。[0012]上述外壳的下部可固定有底座。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其通过热管使烟腔壳体内的热气迅速高效地加热内水层中的水，具有安全、高效、简便、易维护使用的特点。
附图1为本实用新型最佳实施例的主视局部剖视结构示意图。附图2为附图1的俯视局部剖视结构示意图。附图3为附图2中A-A处的剖视结构示意图。附图中的编码分别为1为烟腔壳体，2为水套壳体，3为外壳，4为保温层，5为进水管，6为出水管，7为热管，8为内水层，9为进烟口，10为出烟口，11为隔板，12为对流管， 13为水温表，14为水压表，15为吊耳，16为底座。
具体实施方式
本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图的布图方式来进行描述的，如前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述如附图1、2、3所示，该热管换热器包括烟腔壳体1、水套壳体2、外壳3、保温层4、 进水管5、出水管6和不少于一个的热管7 ；烟腔壳体1固定安装在水套壳体2内部，水套壳体2固定安装在外壳3内部，水套壳体2与外壳3之间有保温层4，水套壳体2和烟腔壳体 1之间的空腔形成内水层8，外壳3右部下端固定有进水管5，外壳3左部上端固定有出水管 6，进水管5和出水管6的内端口分别与内水层8相连通；外壳3的左端有进烟口 9，外壳3 的右端有出烟口 10，进烟口 9和出烟口 10分别与烟腔壳体1的内腔相连通，烟腔壳体1的上板上固定有热管7，热管7的上端位于烟腔壳体1上方的内水层8内，热管7的下端位于烟腔壳体1的内腔内。热管7为现有公知的高效传热元件，具有很高的导热能力，其为内部装有工作液体的封闭管体，通过内部工作液体的汽、液相变传热，热阻很小，单位重量的热管7 的热传导率是银、铜、铝等金属的30至300倍。热管7最好焊接固定在烟道壳体上，通过本实用新型，能够对井队钻井柴油机和柴油发电机产生的高温烟气进行余热回收利用，在烟气经过烟腔壳体1的内腔时通过热管7迅速高效地加热内水层8，通过出水管6输出热水， 通过保温水罐、水泵、水管来加热，用于取暖、采暖和防冻，达到节能降耗，节约能源，降低钻井成本的目的。热管7内腔的蒸汽是处于饱和状态，饱和蒸汽的压力决定于饱和温度，饱和蒸汽从蒸发段流向冷凝段所产生的压降很小，根据热力学中的方程式可知，温降亦很小，因而热管7具有优良的等温性。热管7可以独立改变蒸发段或冷却段的加热面积，即以较小的加热面积输入热量，而以较大的冷却面积输出热量，或者热管7可以较大的传热面积输入热量，而以较小的冷却面积输出热量，这样可以改变热流密度，解决一些其他方法难以解决的传热难题。由于每根热管7都是相对独立的密闭单元，热管7的蒸发段和冷凝段同处于一个整体的上下两个空间，冷、热流体都在管外流动，中间密封板将冷、热流体完全隔开，
4可以有效避免冷、热流体串流；通过调整热管7数量或热管7冷热侧的传热面积比，使热管 7壁温提高到露点温度以上，还可以有效防止露点腐蚀，通过采用变截面结构设计，保证流体进、出口等流速流动，还能够达到自清灰的目的，有效防止积灰；由于无任何转动部件，属静设备，没有附加动力消耗，所以运行及维护费用低；具有很好的消音灭火功能，烟气通过烟道时压力始终是均衡的，烟气中的火星与热管7多次碰撞后，很快熄灭，可实现消音灭火的功能；另外，其还具有操作和维护简单，不需备品备件，即使有部分热管7损坏，也不影响正常使用的优点。可根据实际需要，对上述热管换热器作进一步优化或/和改进如附图1、2、3所示，烟腔壳体1内部固定安装有不少于二块的呈前后错位间隔排列的隔板11，烟腔壳体1的内腔通过隔板11的分隔形成前后拐行的烟道。隔板11使得烟腔壳体1内腔形成S形的烟道，延长了烟气在烟腔壳体1内的停留时间，从而使其对热管7 和烟道壳体的加热时间增长，使内水层8内的水温迅速升高。如附图1、2、3所示，烟腔壳体1上固定有贯穿烟腔壳体1上板和烟腔壳体1下板的对流管12，对流管12的上端口与烟腔壳体1上方的内水层8相连通，对流管12的下端口与烟腔壳体1下方的内水层8相连通。对流管12从烟道壳体中穿过，其两端分别与烟腔壳体1上方和下方的内水层8相通，能够起到吸热、导热的作用，加快热传递。如附图1、2、3所示，热管7呈矩形阵列均勻分布固定在烟腔壳体1的上板上，热管 7的三分之一位于烟腔壳体1内腔内部，热管7的三分之二位于内水层8内部。如附图1、2、3所示，热管7为重力自平衡式热管。如附图1、2、3所示，热管7的直径为三十二毫米，热管7的长度为三百毫米。如附图1、2、3所示，外壳3的前部固定安装有能够测量内水层8温度的水温表13 和能够测量内水层8压力的水压表14，外壳3的上端左部和右部分别固定有吊耳15。通过吊耳15能够方便地调运和安装。如附图1、2、3所示，外壳3的下部固定有底座16。以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。本实用新型最佳实施例的使用过程首先，将柴油机排气管与进烟口 9连接在一起，出烟口 10与大气相连通，将保温水罐的出水接头与进水管5相连接，将出水管6与被加热物如暖气片、加热器等的进管相通；接着，柴油机排气管排出带有热量的废气由进烟口 9 进入烟腔壳体1内腔内，将热管7的下端加热，热量被迅速传递到热管7的上端，将烟腔壳体1上方内水层8中的水加热，同时烟腔壳体1内腔内带有热量的废气直接将烟腔壳体1 下方内水层8中的水加热，由于烟腔壳体1上方和下方内水层8中的水存在温差，水通过对流管12自动循环对流迅速升温；最后，废气被降温并从出烟口 10中排出进入大气，被加热的水由出水管6流出，进入暖气片、加热器等的进管。
权利要求1.一种热管换热器，其特征在于包括烟腔壳体、水套壳体、外壳、保温层、进水管、出水管和不少于一个的热管；烟腔壳体固定安装在水套壳体内部，水套壳体固定安装在外壳内部，水套壳体与外壳之间有保温层，水套壳体和烟腔壳体之间的空腔形成内水层，外壳右部下端固定有进水管，外壳左部上端固定有出水管，进水管和出水管的内端口分别与内水层相连通；外壳的左端有进烟口，外壳的右端有出烟口，进烟口和出烟口分别与烟腔壳体的内腔相连通，烟腔壳体的上板上固定有热管，热管的上端位于烟腔壳体上方的内水层内，热管的下端位于烟腔壳体的内腔内。
2.根据权利要求1所述的热管换热器，其特征在于烟腔壳体内部固定安装有不少于二块的呈前后错位间隔排列的隔板，烟腔壳体的内腔通过隔板的分隔形成前后拐行的烟道。
3.根据权利要求1或2所述的热管换热器，其特征在于烟腔壳体上固定有贯穿烟腔壳体上板和烟腔壳体下板的对流管，对流管的上端口与烟腔壳体上方的内水层相连通，对流管的下端口与烟腔壳体下方的内水层相连通。
4.根据权利要求1或2所述的热管换热器，其特征在于热管呈矩形阵列均勻分布固定在烟腔壳体的上板上，热管的三分之一位于烟腔壳体内腔内部，热管的三分之二位于内水层内部。
5.根据权利要求3所述的热管换热器，其特征在于热管呈矩形阵列均勻分布固定在烟腔壳体的上板上，热管的三分之一位于烟腔壳体内腔内部，热管的三分之二位于内水层内部。
6.根据权利要求4所述的热管换热器，其特征在于热管为重力自平衡式热管。
7.根据权利要求5所述的热管换热器，其特征在于热管为重力自平衡式热管。
8.根据权利要求7所述的热管换热器，其特征在于热管的直径为三十二毫米，热管的长度为三百毫米。
9.根据权利要求8所述的热管换热器，其特征在于外壳的前部固定安装有能够测量内水层温度的水温表和能够测量内水层压力的水压表，外壳的上端左部和右部分别固定有吊耳。
10.根据权利要求9所述的热管换热器，其特征在于外壳的下部固定有底座。
专利摘要本实用新型涉及柴油机烟气余热回收利用设备技术领域，是一种热管换热器，其包括烟腔壳体、水套壳体、外壳、保温层、进水管、出水管和不少于一个的热管；烟腔壳体固定安装在水套壳体内部，水套壳体固定安装在外壳内部，水套壳体与外壳之间有保温层，水套壳体和烟腔壳体之间的空腔形成内水层，外壳右部下端固定有进水管，外壳左部上端固定有出水管，烟腔壳体的上板上固定有热管，热管的上端位于烟腔壳体上方的内水层内，热管的下端位于烟腔壳体的内腔内。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其通过热管使烟腔壳体内的热气迅速高效地加热内水层中的水，具有安全、高效、简便、易维护使用的特点。
文档编号F28D15/02GK202254995SQ201120360588
公开日2012年5月30日 申请日期2011年9月25日 优先权日2011年9月25日
发明者许怀元 申请人:库尔勒日新机械制造有限责任公司