一种用于集中换热器的自适应分流管道的制作方法

本发明涉及管道领域，具体涉及一种用于集中换热器的自适应分流管道。

背景技术：

冷凝器是船舶动力系统的关键设备，船舶上存在多个需要冷却的系统，不同冷却系统可能对应不同的流体介质，而这些冷却系统的最终冷源均为海水，将这些系统进行集中的冷却设计得到的集中换热器可以有效的减小冷凝器的数量与体积，提高其应用价值。

在集中换热器中，不同冷却系统的流体介质需要通过不同的换热区域，且不同工况下其所需冷却负荷并不相同，其变化趋势也存在不同，因此需要海水从上游输运到下游多换热区域，而下游多换热区域的流量分配在不同工况下有所不同。例如，针对管壳式集中换热器，其主要包含两个冷却系统的换热，内管束的流体为冷却系统对应的流体介质，外管束的流体为海水，将外管束分为两个换热区域(内换热区域与外换热区域)，且两个换热区域分别对应两个不同的冷却系统，由于外换热区域对应的冷却系统为动力系统服务，其冷却负荷与航速紧密相关，因此需要外换热区域的冷却负荷随着航速增加而迅速增加；内换热区域对应的冷却系统为船上其他用电设备服务，冷却负荷与航速相关性较弱，因此需要内换热区域的冷却负荷随着航速增加而缓慢增加。

而现有的换热器海水侧入口处采用传统的连接方式，其内换热区与外换热区的入口面积是固定的，导致内换热区域/外换热区域海水流量比也是固定的。在低航速工况下，内换热区域和外换热区域换热负荷相近，对海水流量的需求也相近，因此需要内换热区域和外换热区域的换热面积也相近，将导致内换热区域面积较大，进一步导致换热器的体积和重量的增大；同时在高航速工况下时，总海水流量增大，将带来内换热区域的海水流量同步增加，远超过了内换热区域实际所需冷却负荷，将导致冷却系统过度冷却，给设备带来不良影响。

因此，现有的集中式换热器在海水入口处的传统的连接方式，将无法满足低航速、高航速等运行工况下，内换热区域和外换热区域对海水流量的不同需求，集中式换热器不能实现内换热区域/外换热区域中的海水流量比随着总流量的增大而减小。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于集中换热器的自适应分流管道，能够满足在低航速、高航速等不同运行工况下，集中式换热器能实现内换热区域/外换热区域中的海水流量比随着总流量的增大而减小。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种用于集中换热器的自适应分流管道，其包括：

外管，其包括过渡管和与所述过渡管相连的第一管体；

内管，其包括至少部分收容在所述过渡管内的活动管，所述活动管连接有第二管体，且所述活动管可在所述第二管体上滑动；同时，所述过渡管的内腔形状被配置成：当所述活动管在输入所述过渡管的水流作用下向远离所述过渡管的入口方向运动时，所述过渡管和所述内管之间的通道口的截面积随所述过渡管的入口到所述活动管的距离的增大而增大。

在上述技术方案的基础上，所述内管还包括一伸缩装置，所述伸缩装置组设于所述第二管体，且所述伸缩装置与所述活动管的一端相连。

在上述技术方案的基础上，所述伸缩装置包括一弹性件，所述弹性件用于对所述活动管施加与水流方向相反的力。

在上述技术方案的基础上，所述伸缩装置还包括开设于所述第二管体内的收纳腔，所述收纳腔靠近所述活动管设置，所述弹性件收纳于所述收纳腔内，且所述活动管可在水流的作用力下压缩所述弹性件并沿所述收纳腔运动。

在上述技术方案的基础上，所述活动管的至少一端面为内凹结构，所述内凹结构靠近所述过渡管的入口设置。

在上述技术方案的基础上，所述过渡管为变截面结构，且所述过渡管的截面积由入口至出口逐渐增大。

在上述技术方案的基础上，所述过渡管的内腔表面为弧形或喇叭状。

在上述技术方案的基础上，所述第一管体与所述过渡管的出口相连，且所述第一管体的直径等于所述过渡管的出口的直径。

在上述技术方案的基础上，所述活动管的直径等于所述第二管体的直径。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的一种用于集中换热器的自适应分流管道能实现当水流输入过渡管，水流推力推动活动管远离过渡管的入口方向运动，过渡管和内管之间的通道的水流量随输入的总水流量的增加而迅速增加，内管内的通道的水流量随输入的总水流量的增加而缓慢增加，因此能够满足在低航速、高航速等不同运行工况下，内通道的水流量与外通道的水流量的比值随着总水流量的增加而减小。

附图说明

图1为本发明实施例中一种用于集中换热器的自适应分流管道的结构示意图；

图2为图1中a处的局部放大图；

图3为图1中b处的局部放大图；

图4为图1中c-c方向视图。

图中：1-外管，10-过渡管，11-第一管体，2-内管，20-活动管，21-第二管体，201-内凹结构，22-伸缩装置，220-弹性件，221-收纳腔。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1所示，本发明实施例提供一种用于集中换热器的自适应分流管道，其包括外管1和内管2，外管1包括过渡管10和与过渡管10相连的第一管体11；内管2包括至少部分收容在过渡管10内的活动管20，活动管20连接有第二管体21，且活动管20可在第二管体21上滑动；同时，过渡管10的内腔形状被配置成：当活动管20在输入过渡管10的水流作用下(图1中的箭头方向为水流方向)向远离过渡管10的入口方向运动时，过渡管10和内管2之间的通道口的截面积随过渡管10的入口到活动管20的距离的增大而增大。当水流输入过渡管10，水流推力推动活动管20远离过渡管10的入口方向运动，过渡管10和内管2之间的通道的水流量随输入的总水流量的增加而迅速增加，内管2内的通道的水流量随输入的总水流量的增加而缓慢增加，因此本发明实施例的自适应分流管道能够满足在低航速、高航速等不同运行工况下，内通道的水流量与外通道的水流量的比值随着总水流量的增加而减小，集中式换热器在海水入口连接本发明实施例中的自适应分流管道，既能实现当集中式换热器按照低航速工况的要求设计时，保证低海水流量下内换热区的有效换热，不需要增大内换热区的面积，不会导致换热器的体积和重量的增大；又能实现当集中式换热器按照高航速工况的要求设计时，外换热区的海水流量显著增加，内换热区的海水流量缓慢增加，不会超过内换热区域实际所需冷却负荷，且防止冷却系统过度冷却，给设备带来不良影响。

作为一个可选的实施例，参见图1所示，过渡管10为变截面结构，且过渡管10的截面积由入口至出口逐渐增大。过渡管10的变截面的设置能满足：当活动管20在受到输入的水流的作用力向远离过渡管10的入口运动时，过渡管10和内管2之间的通道口的截面积随过渡管10的入口到活动管20的距离的增大而增大。因为过渡管10和内管2之间的通道口的截面积为过渡管10的内腔截面与活动管20之间形成的通道口的截面积，过渡管10的截面积由入口至出口逐渐增大，通道口的截面积也随之逐渐增大，进一步实现内通道的水流量与外通道的水流量的比值随着总水流量的增加而减小。优选地，过渡管10的内腔表面为弧形或喇叭状，过渡管10的弧形或喇叭状的大口径与第一管体11相连，小口径设置于上游，过渡管10内腔的截面积沿输入的水流方向呈逐渐增大的形状。

作为一个可选的实施例，参见图1所示，第一管体11与过渡管10的出口相连，且第一管体11的直径等于过渡管10的出口的直径，过渡管10为变截面结构，且过渡管10的截面积由入口至出口逐渐增大，第一管体11与过渡管10的出口连接满足外通道的水流流入第一管体11之后不再发生变化，且不会对外通道内的水流量产生影响。

作为一个可选的实施例，参见图1所示，活动管20的直径等于第二管体21的直径，活动管20在第二管体21上滑动时内管2的内通道的截面积保持不变，保证内通道的流量随总流量的增大而缓慢的增大。

参见图2所示，内管2还包括一伸缩装置22，伸缩装置22组设于第二管体21，且伸缩装置22与活动管20的一端相连。活动管20通过伸缩装置22与第二管体21相连，且能通过伸缩装置22沿第二管体21滑动。优选地，伸缩装置22包括一弹性件220，弹性件220用于对所述活动管20施加与水流方向相反的力。弹性件220的一端与活动管20相连，且弹性件220可在活动管20的作用下压缩并抵持于第二管体21。弹性件220连接活动管20，可套设或直接连接第二管体21，当活动管20在输入的水流作用下远离过渡管10的入口方向运动，弹性件220在活动管20的作用下压缩并抵持于第二管体21上，实现活动管20的滑动。

优选地，伸缩装置22还包括开设于第二管体21内的收纳腔221，收纳腔221靠近活动管20设置，弹性件220收纳于收纳腔221内，且活动管20可在水流的作用力下压缩所述弹性件220并沿收纳腔221运动。收纳腔221与活动管20的形状相适配，此设计不仅能保证活动管20沿第二管体21滑动，而且能大大减少内管2的空间，将伸缩装置22收纳在第二管体21内，也防止弹性件220受到海水的腐蚀和污染，影响伸缩装置22的使用。

参见图3和图4所示，作为一个可选的实施例，活动管20的至少一端面为内凹结构201，内凹结构201靠近过渡管10的入口设置。内凹结构201的设置能更好的承受上游输入过渡管10内的水流的作用力，且设置成内凹结构201能大大减少活动管20的空间，防止影响外通道的通道容积，对外通道的水流量产生影响。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。