螺旋式碳化硅换热器的制作方法

本实用新型涉及换热器技术领域，具体而言，涉及一种螺旋式碳化硅换热器。

背景技术：

碳化硅换热器是一种利用碳化硅陶瓷材料作为传热介质的新型换热器。由于碳化硅陶瓷具有耐腐蚀、耐高温、高热导、高硬度、耐磨等优良特性，碳化硅陶瓷换热器适合高温、耐腐蚀环境的使用需求。

现有碳化硅列管式换热器安装的多为弓型折流板，它的不足之处如下：壳程流体多次改变流向，易在折流板边缘处产生流体分离，增大流动阻力，壳程压降大；在弓形折流板与壳体之间存在流动滞止死区，导致传热效率低；由于圆缺中流体以平行于管轴的方向流动，故使传热性能低下；流动滞止死区的存在，使壳侧流体容易在碳化硅换热管表面结垢；折流板中多次折流的叉流流动，减少了传热的平均温差。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种螺旋式碳化硅换热器，能够提高壳程介质的流速，提高介质的传热能力。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型实施例提供一种螺旋式碳化硅换热器，其包括两端开口的中空的壳体，壳体的开口分别设置封头，在壳体的侧壁上还开设有流体入口和流体出口，壳体内设置碳化硅换热管，碳化硅换热管的两端分别通过封头连通冷媒，壳体内还设置有固定杆，在固定杆上设置折流板组，折流板组包括多个半圆形折流板，多个半圆形折流板的直边沿固定杆的外周首尾连接呈螺旋状，碳化硅换热管穿过折流板组。

可选地，折流板组的两端分别设置支撑板，支撑板固定设置在壳体的内壁。

可选地，半圆形折流板的弧边贴合在壳体的内壁上，多个半圆形折流板的弧边依次连接成螺旋状。

可选地，折流板组形成的螺旋曲线中，螺旋曲线的螺旋外径D与螺旋间距t的比值在1～2之间。

可选地，半圆形折流板的板面上设置多个通孔，多个通孔在半圆形折流板上呈多排直线排布，多个半圆形折流板上的通孔沿固定杆的轴向投影重叠。

可选地，碳化硅换热管包括两个，两个碳化硅换热管对称设置在固定杆的两侧，并穿过半圆形折流板的通孔。

可选地，多个半圆形折流板之间以及半圆形折流板和固定杆之间均设置焊接层。

可选地，壳体与封头之间还设置密封组件。

可选地，密封组件通过固定组件与壳体固定连接。

可选地，壳体上设置支座。

本实用新型实施例提供的螺旋式碳化硅换热器包括两端开口的中空的壳体，壳体的开口分别设置封头，在壳体的侧壁上还开设有流体入口和流体出口，壳体内设置碳化硅换热管，碳化硅换热管的两端分别通过封头连通冷媒，壳体内还设置有固定杆，在固定杆上设置折流板组，折流板组包括多个半圆形折流板，多个半圆形折流板的直边沿固定杆的外周首尾连接呈螺旋状，碳化硅换热管穿过折流板组。本实用新型实施例提供的螺旋式碳化硅换热器，能够提高壳程介质的流速，提高介质的传热能力；由于流体产生螺旋运动，故减少了污垢沉积，适用于粘度较大的流体，可降低热阻，提高膜传热系数，同时可大大减少设备停车清洗次数；适用于壳程流体含有固体颗粒的场合，可防止固体壳体的沉积。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的螺旋式碳化硅换热器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的螺旋式碳化硅换热器的折流板组、固定杆和支撑杆的连接结构示意图。

图标:10-封头；11-密封组件；12-固定组件；13-固定杆；14-碳化硅换热管；15-壳体；16-半圆形折流板；17-支座；18-支撑板；D-螺旋外径；t-螺旋间距。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参照图1，本实用新型实施例提供一种螺旋式碳化硅换热器，包括壳体15、壳体15两端的封头10、壳体15内的折流板组和碳化硅换热管14，本实施例的螺旋式碳化硅换热器使用时水平放置。

壳体15内部中空、两端开口，壳体15开口的两端分别设置封头10，封头10上设置有冷媒进出口，壳体15和封头10之间分别设置密封组件11，其目的是防止本实施例的螺旋式碳化硅换热器在使用过程中因流体冲刷和热膨胀导致碳化硅换热管14轴向移动，壳体15两端的两个密封组件11、两个封头10和壳体15分别通过固定组件12连接固定，具体地，封头10、密封组件11和壳体15上都设置法兰，固定组件12可为螺栓，螺栓穿过法兰将封头10、密封组件11和壳体15固定在一起。

封头10为搪瓷封头，壳体15为金属壳体，壳体15上设置支座17，支座17便于对本实施例的螺旋式碳化硅换热器进行安装。

固定杆13、折流板组和碳化硅换热管14设在壳体15内，折流板组包括多个半圆形折流板16，多个半圆形折流板16的直边沿固定杆13的外周首尾连接呈螺旋状，半圆形折流板16的弧边贴合在壳体15的内壁上，多个半圆形折流板16的弧边依次连接成螺旋状。折流板组形成的螺旋曲线中，螺旋曲线的螺旋外径D与螺旋间距t的比值在1～2之间。

半圆形折流板16可以采用不锈钢或碳钢等材料加工制作，也能用聚四氟乙烯等含氟塑料制作，以满足更高的防腐效果。固定杆13材质与半圆形折流板16材质一致。

多个半圆形折流板16相互通过焊接连接，多个半圆形折流板16焊接成折流板组，折流板组通过将半圆形折流板16经过钻孔剪后再经压机整形，折流板组和固定杆13之间也可通过焊接方式连接；当然，多个半圆形折流板16之间以及半圆形折流板16和固定杆13之间也可采用粘接的形式固定。

折流板组是将多个半圆形折流板16通过拼接对焊或粘接的方式制作成的一个螺旋状的折流板组，通过焊接或粘接的方式将螺旋状的折流板组固定在固定杆13上并使螺旋间距t一致。

半圆形折流板16的板面上设置多个通孔，多个通孔在半圆形折流板16上呈多排直线排布，多个半圆形折流板16上的通孔沿固定杆13的轴向投影重叠。如图2所示，半圆形折流板16的板面上设置多排通孔，每排都有不同数量的通孔，每个半圆形折流板16的板面上的通孔排布均相同，在固定杆13同侧的半圆形折流板16上的通孔轴向对齐。

为了方便安装和整体固定，折流板组件两端设置支撑板18，可以起到两端支撑作用，同时方便碳化硅换热管14从管孔中穿过，简化螺旋式碳化硅换热器安装程序。将支撑板18固定到折流板组上，同时支撑板18固定设置在壳体15的内壁上。

碳化硅换热管14包括两个，两个碳化硅换热管14对称设置在固定杆13的两侧，分别穿过固定杆13两侧的多个半圆形折流板16，碳化硅换热管14从半圆形折流板16的中部穿过，且从半圆形折流板16的通孔穿过，多个半圆形折流板16上的通孔沿固定杆13的轴向投影重叠，因此碳化硅换热管14穿过固定杆13同侧的多个半圆形折流板16的板面上的同一排通孔。

半圆形折流板16是本实用新型的一个实施例，也可以用椭圆形折流板或其他弧形折流板替代，只要能形成螺旋状的折流板组均可，本领域技术人员可根据实际需要设置。

本实施例的螺旋状的折流板组适用于壳程流体含有固体颗粒的场合，可防止固体壳体15的沉积。

本实施例的螺旋式碳化硅换热器，安装了螺旋状的折流板组，由于流体产生螺旋运动，故减少了污垢沉积，适用于粘度较大的流体，可降低热阻，提高膜传热系数，同时可大大减少设备停车清洗次数。与弓形折流板相比，螺旋状的折流板组可大幅度提高壳程介质的流速，提高介质的传热能力。

本实施例的螺旋状的折流板组因为连续螺旋支撑，减少了管束跨距，故螺旋状的折流板组对碳化硅换热管14的约束能力要强于弓形折流板，并使碳化硅换热管14的固有频率避开流体的激振频率，避免了因共振引起的破坏，减少了碳化硅换热管14管束振动，延长了设备的运行寿命。

安装本实施例的螺旋状的折流板组后，由于壳程介质产生旋涡，故从螺旋式碳化硅换热器径向存在连续较大的速度梯度，这个梯度场能有效的在碳化硅换热管14表面产生湍流，使边界层减薄，提高膜传热系数。

在本实施例的螺旋式碳化硅换热器壳程做冷凝器使用时，螺旋状的折流板组对冷凝后的液体起到一定的引流作用，减少了冷凝液体将螺旋式碳化硅换热器下的排管浸没，从而提高了传热效果。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。