一种热交换装置及其制造方法与流程

本发明涉及热交换技术领域，特别是一种热交换装置及其制造方法。

背景技术：

在目前的工业设备中，存在着许多需要热交换的场景。热交换装置广泛用于热电、厂矿、食品医疗、机械轻工、汽车制造、民用建筑等领域。一般热装置都用金属材料制成，具有良好的导热性能。热交换技术领域的一个核心问题，就是如何能够获得更高的热交换效率。

热交换装置通常包括导通热交换流体的管道，现有的用于换热的管道结构单一，缺乏创新，影响了换热效率的进一步提升。

因鉴于此，特提出本发明。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种热交换装置，增加热传导换热面积，提升热传导效率，在相同的换热效率下相对于普通管道可缩小设备的体积，节省空间，减少投资。

为实现上述目的，第一方面，本申请提供一种热交换装置，包括管体，所述管体连接用于传导热量的翅片；所述翅片按照预定的排列规则，位于所述管体的内侧和外侧中的至少一侧。

进一步地，所述管体为圆形管体、多边形管体或板式管体。

进一步地，所述多边形管体为正多边形管体。

进一步地，所述翅片的数量为多片，呈平行间隔排列，相邻翅片之间的间隙供流体通过。

进一步地，所述翅片的数量为多排，呈环形排列。

进一步地，所述翅片自所述管体的一端延伸到另一端，在所述翅片上开设有规则或不规则供流体通过的孔。

进一步地，所述正多边形管体的边数为4条边以上，所述管体由内外翅片连接而成，翅片数量为多片。。

进一步地，所述翅片中部的厚度大于或等于翅片边缘的厚度。

第二方面，本申请还提供一种上述的热交换装置的制造方法，将用于组成所述热交换装置的零部件进行连接(焊接、熔合、铸造、锻压、法兰螺栓连接、等)，得到所述热交换装置成品。

第三方面，本申请还提供一种上述的热交换装置的制造方法，采用包括但不限于铸造的方式制造所述热交换装置。

与现有技术相比，本发明的具有如下有益效果：通过在管束内部和外部设置多层翅片增加热传导换热面积，提升热传导效率，在相同的换热效率下相对于普通管道可缩小设备的体积，节省空间，减少投资。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的一种热交换装置的俯视截面图；

图2为本发明实施例2提供的一种热交换装置的俯视截面图；

图3为本发明实施例3提供的一种热交换装置的俯视截面图；

图4为本发明实施例4提供的一种热交换装置的俯视截面图；

图5为本发明实施例5提供的一种热交换装置的俯视截面图；

图6为本发明实施例6提供的一种热交换装置的俯视截面图；

图7为本发明实施例7提供的一种热交换装置的俯视截面图；

图8为本发明实施例8提供的一种热交换装置的俯视截面图；

图9为本发明实施例9提供的一种热交换装置的俯视截面图；

图10为本发明实施例10提供的一种热交换装置的俯视截面图；

图11为本发明实施例11提供的一种热交换装置的俯视截面图；

图12为本发明实施例12提供的一种热交换装置的俯视截面图。

图13为本发明实施例13提供的热交换装置俯视分解图；

图14为本发明实施例提供的热交换装置中各翅片和管片排列在一起的主视图。

图中：1、2、3、4、6、2’、3’、4’、6’-翅片；5-管片；7-扰流体；8-通孔。

具体实施方式

下面将参考附图中示出的若干示例性实施方式来描述本发明的原理和精神。应当理解，描述这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方式限制本本发明的范围。

本发明实施例提供一种热交换装置，包括管体，管体连接用于传导热量的翅片。翅片按照预定的排列规则，排列在管体的内侧和外侧中的至少一侧。排列在管体内侧的翅片，充分利用了管体内部的空间，提高了空间利用率，在同等换热效率下，相当于缩小了管道的体积，同时增加了换热的面积。位于管体外侧的翅片，也可以起到增加换热面积的作用。

从管体的外形上来看，可以采用多种形式，既可以规则的形状，也可以是不规则的形状。对于规则的形状，可以采用圆形管体、多边形管体或者板式管体。进一步地，多边形管体为正多变形管体，如正四边形管体、正六边形管体等。管体直径不做限定。

翅片的数量为多片，呈平行间隔排列，相邻翅片之间的间隙供流体通过。或者，翅片也可以采用环形排列的方式。例如，如果管体的形状为圆形管体，则可以沿着圆形管体的外周面或内周面，周向呈间隔分布。分布时为保证换热效果均匀，各个翅片之间的间隔最好是相等的。

翅片自管体的一端延伸到另一端，即翅片的长度和管体的长度基本一致。在翅片上开设有供流体通过的孔。冷、热流体在通孔之间流动，与翅片充分地换热。

正多边形管体的边数为4条边以上，所述管体由内外翅片连接而成，翅片数量为多片。。以正六变形的管体为例，翅片为六枚，在截面上看，每个顶点均连接一翅片，翅片在宽度方向上逐渐向管体内侧延伸，直至连接到中间扰流体上。中间扰流体具有吸热传导作用，可以将热量分散到各个翅片上；翅片与翅片间可设置n条小翅片，增加传到面积，提升换热效率。

在一些实施例中，翅片中部的厚度大于或等于翅片边缘的厚度。

翅片和管体可以采用导热良好的材质，如金属材质。

本发明还提供了多种制备上述翅片的方法，

在一些实施例中，方法包括将用于组成所述热交换装置的零部件进行连接(焊接、熔合、铸造、锻压、法兰螺栓连接、等)，得到所述热交换装置成品。例如，将翅片分为多组，每组翅片的两端为弧片，多枚翅片连接(焊接、熔合、铸造、锻压、法兰螺栓连接、等)在一起后，各弧片组成管体，内部即时排列好的翅片。

在进行组合时需要按照以下要求：

1、各零部件结合必须牢固不能有气孔；

2、组合加工时必须使用工装卡具，保证产品的同一性，和互换性；

3、组合后的管体必须保证一定的几何精度和视觉感；

4、组合后的管体必须做密闭性压力测试。

下面，结合更为具体的实施例介绍几种热交换装置的具体形式。

实施例1

如图1所示，管体100截面为圆形，各个翅片均为内翅片，左边为翅片2、3、4以及构成管体边缘的管片5，右侧镜像设置翅片2’，3’，4’以及构成管体边缘的管片5’。正中间为翅片1。各个翅片为平行等间隔排列。

实施例2

如图2所示，管体100截面为圆形，包括多枚内翅片，左边为翅片2、3、4以及构成管体边缘的管片5，右侧镜像设置翅片2’，3’，4’以及构成管体边缘的管片5’。各个翅片为平行等间隔排列。正中间为翅片1伸出管体两侧，相对于实施例1增加了换热面积。

实施例3

如图3所示，管体100截面为圆形，包括多枚内外翅片，左边为翅片2、3、4以及构成管体边缘的管片5，右侧镜像设置翅片2’，3’，4’以及构成管体边缘的管片5’，各个翅片为平行等间隔排列；翅片6与翅片6’均匀排列，各翅片均伸出管体两侧，即在管体内外均连接有翅片，增加了换热面积。

实施例4

如图4所示，管体100截面为正方形，包括多枚内翅片，左边为翅片2、3、4以及构成管体边缘的管片5，右侧镜像设置翅片2’，3’，4’以及构成管体边缘的管片5’。各个翅片为平行等间隔排列。

实施例5

如图5所示，管体100截面为正方形，包括多枚内翅片，左边为翅片2、3、4以及构成管体边缘的管片5，右侧镜像设置翅片2’，3’，4’以及构成管体边缘的管片5’。各个翅片为平行等间隔排列。正中间为翅片1伸出管体两侧，相对于实施例4增加了换热面积。

实施例6

如图6所示，管体100截面为正方形，包括多枚内外翅片，左边为翅片2、3、4以及构成管体边缘的管片5，右侧镜像设置翅片2’，3’，4’以及构成管体边缘的管片5’。各个翅片为平行等间隔排列。翅片6与翅片6’均匀排列，各个翅片均伸出管体两侧，即在管体内外均连接有翅片，增加了换热面积。

实施例7

如图7所示，管体100截面为正六边形，包括多枚内翅片，包括连接管体对角边的翅片1，构成管体的管片5以及各翅片在管体内侧交汇连接的扰流体7。中间扰流体7具有吸热传导作用，可以将热量分散到各个翅片上；翅片与翅片间可设置n条小翅片，增加传到面积，提升换热效率。

实施例8

如图8所示，管体100截面为正六边形，包括多枚内翅片，包括连接管体对角边的翅片1，翅片1延伸到管体的外侧，增加换热面积。此外在管体内侧的六条边的管片5上还分别连接有翅片4(翅片4代表n条)，充分利用了个对角边连线翅片之间的空隙，提高了空间利用率，进一步增加了换热面积。

实施例9

如图9所示，管体100截面为正六边形，包括多枚内外翅片，包括连接管体对角边的翅片1，翅片1延伸到管体的外侧，增加换热面积。此外在管体的六条边的管片5上还分别连接有翅片4(翅片4代表n条)，翅片4也从管体内侧延伸到外侧。进一步增加了换热面积。

实施例10

如图10所示，管体100为板式，中间具有一翅片1(翅片1代表n条)，边缘为构成管体的管片5。

实施例11

如图11所示，，管体100为板式，中间具有一翅片1(翅片1代表n条)，其为内外翅片。边缘为构成管体的管片5。管体内还具有多枚内翅片，左侧为翅片2,3(翅片2、3代表n条)，右侧镜像设置翅片2’，3’(翅片2’，3’代表n条)。

实施例12

如图12所示，，管体100为板式，中间具有一翅片1(翅片1代表n条)，边缘为构成管体的管片5。管体内还具有多枚内外翅片，左侧为翅片2,3(翅片2、3代表n条)，右侧镜像设置翅片2’，3’(翅片2’，3’代表n条)。翅片6与翅片6’均匀排列，各个翅片均为内外翅片。

实施例13

如图13所示，其为翅片和管体的分解图，管体100截面为圆形，包括多枚内翅片，左边为翅片2、3、4(翅片2、3、4代表n条)以及构成管体边缘的管片5，右侧镜像设置翅片2’，3’，4’(翅片2’，3’，4’代表n条)以及构成管体边缘的管片5’。各个翅片为平行等间隔排列。正中间为翅片1伸出管体两侧，相对于实施例1增加了换热面积。左右两侧的翅片两端均具有弧片，用于在组合后构成管体。在组合时，可以将各个翅片和管片连接(焊接、熔合、铸造、锻压、法兰螺栓连接、等)在一起。

图14为各翅片和管片排列在一起的主视图，其中翅片2、3、4同样可以作为翅片2’，3’，4’使用。各个翅片上均具有供流体流通的通孔7。

本发明提供的换热装置可以应用于各种需要换热的场合。例如，可以作为锅炉的换热管或烟气冷凝管使用，锅炉燃烧后的烟气进入到管体内，和管体以及翅片充分换热，换热过程中，水蒸气形成冷凝水，顺着管壁和翅片流下，同时冷凝水可以夹带一些有害微小颗粒物、二氧化硫、氮氧化物等，一同排出，进一步净化烟气。水蒸气是排烟形成“白色”的主要因素，所以通过去除水蒸气，也可以起到烟气脱白的作用。

本文中应用了具体个例对发明构思进行了详细阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离该发明构思的前提下，所做的任何显而易见的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本发明的保护范围之内。