专利名称：带横肋波浪板管式换热器的制作方法
技术领域：
本发明属于换热器领域，特别是涉及一种带横肋波浪板管式换热器。
背景技术：
板式换热器的结构有多种，多数为液相流体换热或气体冷凝用的窄板间距的人字形波纹板换热器，其板间距为15mm以下，冷热流体为逆流换热。
中国专利号为02209191.2公开了一种板式换热器，包括传热板片、小接管、大接管、固定压紧板、活动压紧板、螺柱，其特征是所述传热板片的密封垫沟槽为二对应槽边交叉均布缺口的半深度槽。所述的传热板片正反面相叠，使传热板片间密封垫沟槽形成一个二对应槽边交叉均布缺口的整槽。所述传热板片导流区的表面为网纹状。所述传热板片传热区的表面为菱形结构。
中国专利号为01276643.7公开了一种浅波纹板式换热器，通过改进板片结构，使板片角孔横向中心距离小于法兰外径，并在流体进出口接管上增设弯管的方法使介质在板间得到充分换热，可在单流程设置状况下达到并超过现有设计在多流程设置状况下的传热效果。
中国专利号为99204601.7公开了一种高效节能板式换热器，其壳体是由两块矩形板且边缘用小板组合成的结构，壳体后面四隅角依次是冷水进入口、暖气进水口、热水出水口和暖气出水口，矩形板之间有拉筋支撑；壳体内装有螺旋形铜管，铜管分别与冷水进水口和热水出水口连接。
这些板式换热器主要用作较小体积流量的冷热流体间换热设备，对于小流量的冷热流体之间的换热，达到一定的效果，然而对低密度低常压以及大体积气体流量的冷热流体间换热，上述板式换热器均不适合；目前工业上缺少采用20mm以上的较大板间距的高效板式换热器来用于对常低压，大体积冷热气体流体间进行换热的技术，现有技术不能同时对冷热两侧气体进行强化传热，传热性能较差。目前用于对低常压，大体积流量的气体进行换热的换热器主要为管壳式换热器，传统的管壳式换热器，其总传热系数一般为Km＝15w/m2·℃左右，强化型的管壳式换热器的总传热系数也仅为Km＝28-30w/m2·℃，传热性能较差和体积较为庞大，因而急需研制一种适合对常低压、大体积的冷热流体进行换热的较大板间距的紧凑型高效换热器。
发明内容
本发明的目的就是为了克服现有板式换热器在结构上不能较好适用于低常压，大体积冷热气体流体间的换热，不能同时对冷热两侧流体进行传热强化的缺点，提供一种具有较宽板间距，适合于低常压，大体积冷热气体流体间的换热，又同时对冷热两侧流体进行传热强化，换热器的传热性能好，结构紧凑，设备材耗少，投资省，且便于制造和安装，有可靠的机械支承强度的带横肋波浪板管式换热器。
图1、图2、图3是本发明的带横肋波浪板管式换热器及其部分构件的结构示意图，如图所示，由冷流体入口(1)、冷流体出口(2)、热流体入口(3)、热流体出口(4)、换热单元(5)、冷流体连接风道(7)、上封头(6)和下封头(8)组成，其特征在于所述的换热单元(5)由壳体(51)、板管(52)、上管板(54)及下管板(55)共同连接构成，所述的板管(52)由两块带波浪槽的异形板对叠连接组成。
如图4、图5所示，上述技术方案中，所述的板管(52)由两块带有横向凸肋和纵向波浪槽的异形板按其波浪槽的波峰对叠连接组成，横向凸肋与波浪槽的截面线可以是重复转折的直线，也可以是重复弯曲的曲线。所述的换热单元(5)还设有阻流片(53)，所述的阻流片(53)垂直安置于壳体(51)的前、后壁面上。
上述技术方案中，在换热器壳体(51)内，带重复与连续的横向凸肋和纵向波浪槽的异形板，每相邻两块异形板的波浪槽的波峰对叠连接构成一根板管(52)，中间隔一块异形板的每两个异形板，每一块的波峰与另一块的波谷对叠排列，使得相邻的板管(52)相对平行，根据壳体(51)容积的大小，可采用适当数量异形板，通过波峰的对叠连接和波峰与波谷的对叠排列，组成数量为异形板的一半的板管(52)，板管(52)的管内侧沿轴向构成换热器的管程流道，板管(52)的管外侧沿横向构成换热器的壳程流道，阻流片(53)垂直安置于壳体(51)的前后两壁面上，并与壳程流道相垂直，板管(52)的管程入口端和出口端分别与上管板(54)和下管板(55)相连接固定。
本发明采用带横肋的异形板连接组成板管，使得流经板管内外两侧的流体都沿经优化选择的粗糙肋面流动，肋面可较好地促进边界层流体的湍流流动，故对两侧流体均起到强化传热作用。
本发明的换热方法壳程流体沿板管(52)的外侧横向流动，在壳体(51)中横向掠过平行安置的板管束，管程流体从上管板(54)进入板管(52)的管内，沿轴向流过平行安置的板管束，再由下管板(55)流出，冷热流体为错流换热。由于板管(52)是由带横肋的异形波浪板构成，可以同时对板管的内侧与外侧两侧流体进行强化传热，使换热器在处理大流量气-气换热时，可以获得较高的总传热系数，提高换热器的传热效能。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果(1)本发明采用对波浪板管内外两侧流体都可产生强化传热作用的带横肋的波浪异形板管作为冷热流体间的高效传热元件，由此构成的板式换热器具有较高的传热性能和较少的设备材耗；(2)本发明具有较大的板间距，板间距可大于20mm，适用于低常压，大体积流量的工业气-气换热场合。
(3)本发明结构简单，容易制造，便于工业化应用。
图1为本发明的结构示意图；图2为本发明的换热单元的结构示意图；图3为本发明的换热单元结构的A-A剖视图；图4为本发明采用的异形板的横肋与波浪槽的截面示意图；图5为本发明的板管的截面示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
图1中，由冷流体入口1、冷流体出口2、热流体入口3、热流体出口4、换热单元5、上封头6、冷流体连接风道7和下封头8组成；换热单元5的结构示意图如附图2、附图3所示，由壳体51、板管52、边缘阻流片53、上管板54及下管板55共同连接构成，所述的板管52由两块带波浪槽的异形板对叠连接组成，在换热器壳体51内，带重复与连续的横向凸肋和纵向波浪槽的异形板，每相邻两块异形板的波浪槽的波峰对叠连接构成一根板管52，中间隔一块异形板的每两个异形板，每一块的波峰与另一块的波谷对叠排列，使得相邻的板管52相对平行，根据壳体51容积的大小，可采用适当数量异形板，通过波峰的对叠连接和波峰与波谷的对叠排列，组成数量为异形板的一半的板管52。
本实施例中，壳体51采用宽×高×长为1500mm×1500mm×1500mm的立方体结构，并选用60块高×长×厚为1450mm×1450mm×1.5mm的带横肋的波浪板，两两波峰对叠组成30个波浪板管52，每两个板管平行均布竖立于换热器壳体51中，由上、下两块宽×长×厚为1500mm×1500mm×15mm的管板焊接固定于壳体51内，作为上管板54和下管板55，壳体51前后两边缘壁面各垂直安置30块高×宽×厚为1450mm×30mm×2mm的边缘阻流片53。
波浪板横肋的凸面指向板管的内部，波浪板的横肋与波浪槽的截面线可以是重复转折的直线，也可以是重复弯曲的曲线，如附图4所示，由两块波浪板把波浪槽波峰对叠连接组成波浪板管，其截面示意图如附图5所示。
本实施例具体的工作过程为热气体从换热器的热流体入口3进入换热器的管程，即板管52的内侧，经过三个换热单元体5后由换热器底部的热流体出口4流出换热器；而冷气体从换热器的冷流体入口1进入换热器的壳程，即板管52外侧，经过三个换热单元体5后由换热器的冷流体出口2流出，冷热气体在换热单元体中经板管作错流换热。
本实施例提供的带横肋波浪板管式换热器，其总传热系数可达35w/m2·℃以上，并且采用较薄的传热板材，故换热器的材耗可以较大幅度下降，降幅达30％以上，具备良好性能，适合在工业生产及民用传热使用。
权利要求
1.一种带横肋波浪板管式换热器，由冷流体入口(1)、冷流体出口(2)、热流体入口(3)、热流体出口(4)、换热单元(5)、冷流体连接风道(7)、上封头(6)和下封头(8)构成，其特征在于所述的换热单元(5)由壳体(51)、板管(52)、上管板(54)及下管板(55)共同连接构成，所述的板管(52)由两块带波浪槽的异形板对叠连接组成。
2.根据权利要求1所述的一种带横肋波浪板管式换热器，其特征在于所述的板管(52)由两块带有横向凸肋和纵向波浪槽的异形板按其波浪槽的波峰对叠连接构成。
3.根据权利要求1或2所述的一种带横肋波浪板管式换热器，其特征在于所述的板管(52)的横向凸肋与波浪槽的截面线是重复转折的直线，也可以是重复弯曲的曲线。
4.根据权利要求1或2所述的一种带横肋波浪板管式换热器，其特征在于所述的板管(52)的横向凸肋与波浪槽的截面线是重复弯曲的曲线。
5.根据权利要求3所述的一种带横肋波浪板管式换热器，其特征在于所述的换热单元(5)还设有阻流片(53)，所述的阻流片(53)垂直安置于壳体(51)的前、后壁面上。
6.根据权利要求4所述的一种带横肋波浪板管式换热器，其特征在于所述的换热单元(5)还设有阻流片(53)，所述的阻流片(53)垂直安置于壳体(51)的前、后壁面上。
全文摘要
本发明提供一种带横肋波浪板管式的换热器，由壳体、带横肋的波浪板、阻流片、上管板及下管板共同连接构成，带横肋的波浪板内外两侧流态都是沿经优化选择的粗糙肋面流动，肋面可较好地促进边界层流体的湍流流动，故对两侧流体均起到强化传热作用，本发明具有较宽板间距，适合于低常压，大体积冷热气体流体间的换热，且具有总传热系数高，换热效果好，所需材料少，体积紧凑，设备投资省，便于制造与应用的优点和效果。
文档编号F28F3/00GK1587883SQ20041005099
公开日2005年3月2日 申请日期2004年8月6日 优先权日2004年8月6日
发明者邓先和, 张亚君, 潘朝群 申请人:华南理工大学