换热器的制作方法

文档序号:15646518发布日期:2018-10-12 22:39阅读:128来源:国知局

本实用新型属于换热设备领域,具体涉及一种换热器。



背景技术:

用蒸汽作为热源的空气换热器,在换热过程中,蒸汽换热器的热量主要来源是蒸汽冷凝释放出的潜热,以150℃饱和水蒸气为例,150℃水蒸气变成为150℃冷凝水释放的热量是2114.3KJ/KG,而150℃水降温到100℃释放的热量才213.16KJ/KG,而在目前换热器行业中使用的蒸汽换热器,在换热管内有大量累积的冷凝水不能及时排出,使蒸汽接触换热管内壁的面积减少,换热器的换热面积达不到最大利用率。此外,换热器中翅片管两端与管板焊死,长期使用会因为热胀冷缩造成焊缝拉裂,出现泄漏故障。



技术实现要素:

本实用新型提供一种换热器,以解决上述现有技术问题中的至少一个。

根据本实用新型的一个方面,提供了一种换热管,包括传热机构、换热机构和冷凝液收集机构,换热机构与冷凝液收集机构连通,传热机构上设有多个用于喷射蒸汽的导热孔,传热机构通过导热孔将热蒸汽释放至换热机构。

本实用新型中,所设置的传热机构、换热机构和冷凝液收集机构各个机构相互独立,却又相互协作,一方面蒸汽经由传热机构通过导热孔喷射到换热机构,然后由换热机构实现蒸汽与外界环境热交换;另一方面,冷凝后的冷凝液由冷凝液收集机构收集并排出换热器,有效防止因冷凝液聚集而减少换热面积,从而提高换热效率;此外,由导热孔喷出使得蒸汽均匀、稳定地输出到换热机构中,使得换热效果更持久。

在一些实施方式中,传热机构包括内集管和内管,换热机构包括至少一个换热管,冷凝液收集机构包括外集管,内集管与内管连通,外集管与换热管连通,内集管位于外集管容腔内,内管位于换热管容腔内。由此,蒸汽经由内集管传入内管,然后通过内管上的导热孔释放至换热管,实现热蒸汽与外界空气的热交换;同时,蒸汽冷凝为冷凝水后,换热管中的冷凝水流入到外集管中进行排出,从而避免换热管因冷凝水堆积而使换热面积减少的问题,大大提高换热管换热面积利用率,也使得整体形成传热-换热-收集的系统,利于换热效率的提高。

在一些实施方式中,换热管可以是翅片管。由此,通过在换热管外表面增加翅片,增大换热管的外表面积,从而达到提高换热效率的目的。

在一些实施方式中,换热管的一端可以密封,另一端可以以倾斜方式与外集管连通。由此,换热管呈倾斜方式设置可以使换热管中的冷凝液在重力作用下,加速向势能低的位置流动,便于冷凝液收集排出。

在一些实施方式中,内管的一端可以密封,另一端可以以倾斜方式与内集管连通。由此,使得内管与换热管倾斜度保持一致,便于内管内置于换热管中。

在一些实施方式中,导热孔可以设在内管的管壁上,导热孔的开孔角度与内管的中心线呈45°角,导热孔的孔径为4mm。由此,蒸汽从内管往换热管内壁喷射时,呈45°角设置的导热孔所喷射的接触面会比垂直喷射更大,便于蒸汽快速地分布到换热管中。

在一些实施方式中,内集管上可以设有至少一个进气连接管,外集管上可以设有排液连接管。由此,外部的蒸汽可以通过进气连接管进入内集管中,从而分流到内管中,蒸汽从内管的导热孔喷射到换热管内壁,蒸汽释放热量后会冷凝,变成冷凝水,换热管中的冷凝水会流入到外集管中,并从外集管上的排液连接管中排出。

在一些实施方式中,还可以包括置于换热管四周的换热机构保护装置,换热机构保护装置包括上连接板、下连接板、左管板和右管板。由此,上连接板、下连接板、左管板和右管板可以与换热机构形成整体结构,增加装置稳定性,起到保护整体装置的作用。

在一些实施方式中,换热管的一端可以穿插在右管板中,换热管与右管板活动连接。由此,换热管的一端与右管板活动连接,不焊接,即换热管的一端相对于右管板可以伸缩,避免热胀冷缩拉裂焊缝,增加设备使用寿命。

在一些实施方式中,右管板的外围可以设有管箱。由此,管箱可以起到对右管板和换热管保护的作用。

附图说明

图1为本实用新型一种实施方式的换热器的结构示意图;

图2为图1所示的换热器中内管的结构示意图;

图3为图2所示的换热器中内管Ⅱ处放大结构示意图;

图4为图1所示的换热器中内集管的结构示意图;

图5为图4所示的内集管的左视图;

图6为图1所示的换热器中外集管的结构示意图;

图7为图6所示的外集管的右视图;

图8为图1所示的换热器中换热管的结构示意图;

图9为图1所示的换热器的俯视图;

图10为图9所示的换热器中I处的局部放大图;

图11为图1所示的换热器中左板管的结构示意图;

图12为图11所示的换热器中左板管的右视图;

图13为图1所示的换热器中上连接板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

图1至图13示意性地显示了本实用新型一种实施方式的换热器的结构。

换热器包括传热机构、换热机构和冷凝液收集机构,其中,换热机构与冷凝液收集机构连通,传热机构上设有多个用于喷射蒸汽的导热孔21,传热机构通过导热孔21将热蒸汽释放至换热机构,然后再通过换热机构实现热蒸汽与空气的热交换。

如图1和图10所示,传热机构包括内集管1和内管2,内管2的左端安装在内集管1上,内管2与内集管1连通。

如图1和图10所示,换热机构包括换热管3,内管2位于换热管3的容腔内,内管2的中心线与换热管3的中心线重合。

如图1、图10所示,冷凝液收集机构包括外集管4,换热管3的左端安装在外集管4上,换热管3与外集管4连通。

如图1和图10所示,内集管1位于外集管4的容腔内,内集管1的中心线与外集管4的中心线重合。

如图1所示,本实施例中,内管2的数量为28根,28根内管2以2× 14阵列方式并排安装在内集管1上,28根内管2均与内集管1连通。在其他实施例中,内管2的数量可以根据换热要求进行调整。

如图1和图2所示,内管2为钢管,内管2的右端密封,左端做切边处理后以倾斜方式安装在内集管1上。

如图4和图5所示,内集管1上两侧成型有连接孔,一侧连接孔用于与进气连接管52连通,另一侧连接孔用于与内管2连通,如图1、图2所示,内管2的左端通过内集管1上的连接孔与内集管1固定连接(如焊接),内管2左端的切边角度为42°。

如图3所示,内管2的管壁上每隔一段距离就成型有导热孔21,内管2的上下两侧均成型有导热孔21,导热孔21的开孔角度与内管2的中心线呈45°角,孔径为4mm。蒸汽从内管2往换热管3的内壁喷射时,呈45°角设置的导热孔21所喷射的接触面会比垂直喷射更大,便于蒸汽快速地分布到换热管3中。

在其他实施例中,导热孔21的倾斜角度以及孔径可以根据换热要求、换热管3的内径等进行适应性调整。

内集管1采用钢管,内集管1上下两端采用封板焊接。

如图1所示,本实施例中,换热管3的数量为28根,28根换热管3 并排安装在外集管4上,28根换热管3均与外集管4连通。在其他实施例中,换热管3的数量可以根据换热要求进行调整,换热管3与内管2的数量相同,每个换热管3中对应安装一个内管2。

如图1和图8所示,换热管3的右端封闭,左端做切边处理后以倾斜方式安装在外集管4上,外集管4上成型有连接孔,换热管3的左端通过外集管4上的连接孔与外集管4固定连接(如焊接),换热管3左端的切边角度为36°,换热管3采用钢管。换热管3是翅片管,即换热管3 上轧制铝翅片,翅片外径为50mm,片距3mm,片厚0.3mm,轧制完成后进行碱洗、漂白。

外集管4为钢管,如图1所示,内集管1侧壁上安装有两个进气连接管52,外集管4侧壁上安装有冷凝液排液连接管51,进气连接管52与内集管1连通,冷凝液排液连接管51与外集管4连通,两个进气连接管52均位于冷凝液排液连接管51上方。

本实施例中,进气连接管52的数量为两个,两个进气连接管52便于蒸汽快速、均匀的分布到各换热管3中。在其他实施例中,进气连接管52 的数量可以根据换热要求设置成一个或三个以上。

进气连接管52和冷凝液排液连接管51的自由端可以车有外螺纹,方便进气连接管52与外部的蒸汽输出装置连接,方便冷凝液排液连接管51 与外部的冷凝水收集装置连接。

如图6和图7所示,外集管4上下两端采用封板焊接,外集管4一侧成型有放置排液连接管51、进气连接管52的预留孔,另一侧设有与换热管 3连通的连接孔。

如图1所示,进气连接管52与内集管1连通,冷凝液排液连接管51 连通与外集管4连通,蒸汽由进气连接管52进入到内集管1后分流到各个内管2中,内管2中的蒸汽通过导热孔21可以斜向喷射到换热管3的内壁,换热管3可以实现热蒸汽与外界空气的热交换,蒸汽通过换热管3与外界空气进行热交换后会冷凝成液态水,由于内管2和换热管3倾斜设置,换热管3中的冷凝水可以汇入到外集管4中,并从外集管4上的排液连接管 51中排出,从而避免换热管3因冷凝水堆积而使换热面积减少的问题,大大提高换热管3换热面积利用率,也使得整体形成传热—换热—收集的系统,利于换热效率的提高。

换热管保护装置置于换热管3的四周,如图1所示,换热机构保护装置包括上连接板7、下连接板8、左管板9和右管板10。上连接板7、下连接板8、左管板9、右管板10截面均呈直角梯形,便于与倾斜的换热管3 形成整体矩形结构,增加装置稳定性,起到保护整体装置的作用。其中上连接板7和下连接板8的结构示如图13所示;其中左管板9的结构如图11 和图12所示,左管板9上成型有与换热管3数量相同的用于固定换热管3 的固定孔,换热管3穿插在左管板9上的固定孔中,同样的,右管板10上也成型有安装换热管3的安装孔,换热管3的右端穿插在右管板10上的安装孔中,换热管3与右管板10活动连接,不焊接,即换热管3的右端相对于右管板10可以伸缩,避免热胀冷缩拉裂焊缝,增加设备使用寿命,使得换热管3在热胀冷缩时有空间使其发生微小形变。

如图1所示,右管板10的外围安装有管箱11,管箱11可以对右管板 10和换热管3的右端起到保护作用。

如图9所示,左管板9和右管板10分别通过螺母6与上连接板7固定。

本实用新型中,外部的蒸汽经两个进气连接管52进入到内集管1中,并由内集管1传入各个内管2中,内管2中的蒸汽通过内管2上的导热孔 21释放至换热管3中,换热管3实现热蒸汽与外界空气的热交换,换热管 3中的蒸汽经过热交换后冷凝为冷凝水,换热管3中的冷凝水会汇入到外集管4中,外集管4的冷凝水经过冷凝液排液连接管51进行排出处理,从而可以避免换热管3因冷凝水堆积而使换热面积减少的问题,大大提高换热管换热面积利用率,也使得整体形成传热-换热-收集的系统,利于换热效率的提高。

本实用新型中,设置两个进气连接管52便于蒸汽快速、均匀的分布到各换热管3中;由于内管2的管壁上设置有与内管2的中心线呈45°角的导热孔21,与垂直喷射相比,使得蒸汽从导热孔21喷射后与换热管3有更大的接触面,蒸汽与外界环境热交换完毕后冷凝成液体,由于内管2和换热管3倾斜设置,使得处于换热管3中的冷凝液能顺着换热管3管壁迅速汇入到外集管4中,最终由冷凝液排液连接管51排出;其中,换热管3与右管板10不焊接固定,换热管3的右端相对于右管板10可以伸缩,这样可以避免热胀冷缩拉裂焊缝,增加设备使用寿命。

本实用新型的换热器,使得蒸汽参与热交换的面积增大,参加热交换的蒸汽更稳定、更均匀,与同等面积的蒸汽加热器相比,本实用新型的换热器的换热效率提高35%以上,使用寿命增加一倍以上。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。

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