一种三相交互式涡流换热器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及换热器及强化传热装置技术领域,尤其涉及一种三相交互式涡流换热器。包括筒体、换热管、第二相入口、第二相出口；筒体一端通过第一垫圈与第一法兰螺栓连接；其中第一垫圈紧密贴合于筒体与第一法兰之间；沿着第一法兰圆周方向上等距均匀分布设有八个第一螺栓；筒体另一端通过第二垫圈与第二法兰螺栓连接；其中第二垫圈紧密贴合于筒体与第二法兰之间；沿着第二法兰圆周方向上等距均匀分布设有八个第二螺栓；筒体内部设有两块折流管板；其中一块折流管板焊接于第一法兰一侧的筒体内壁上；本实用新型换热器及强化换热装置，传热效率高，热阻小，能够进行三相传热，缩短传热时间，增大应用范围及效率。
【专利说明】
一种三相交互式涡流换热器
技术领域
[0001]本实用新型涉及换热器及强化传热装置技术领域，尤其涉及一种三相交互式涡流换热器。
【背景技术】
[0002]目前市场上的换热器有很多种类，主要有板式换热器、管壳式换热器、管式换热器等，不同种类的换热器都有各自的优缺点，比如换热效率大小，结构复杂程度，是否容易结垢，是否便于清洗，是否容易渗漏，是否会发生串液，占地面积大小等。在强化传热技术领域，为了得到更高的传热效率以及减少传热热阻等在换热器结构方面做了很多改变，但以往的换热器由于加工制作复杂且换热效率提升不够明显导致应用于实际的设计非常少。并且对于三相换热的装置也是很少应用，其换热效率往往并不高。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供了一种三相交互式涡流换热器，采用筒体内部两侧的折流管板设计，一方面可以起到支撑固定换热管的目的，另一方面又可以通过对壳程流体流动方向进行控制而实现引流作用；换热管采用波纹管设计及换热管外壁焊接若干波状翅片一方面可以通过增大换热面积而增大流体间的换热系数，从而提高换热效率，另一方面波状翅片外轮廓采用碗状渐扩流线型设计及内外表面设有的引流槽，可以使流动方向的流体沿着波状翅片外壁进行回流，从而增大流体湍流程度，增大壳程流体与换热管内流体间的换热;采用强化换热装置设计，可以实现流体沿着流动方向经A圆形通槽后再沿着波状翅片渐扩壁面进行射流，增大湍流作用程度，从而进一步增大换热效率;另一方面，由于波状翅片与强化换热装置的组合设计，可以通过本设计的流线型壁面实现固定引流作用以及引起涡流的产生，从而可以避免长时间工作的壳程内壁水垢的生成，减少了换热热阻，增大了传热系数;另外本设计在增大传热效率的基础上为了提高其应用范围将强化换热装置内设为空腔，一方面不仅可以节省材料，另一方面可以通入第三相流体经流道板之后在强化换热装置与壳程之间进行与第二相流体间的换热，提高第二相流体热量的利用效率，并且可以增加目标流体的换热种类及范围；其中流道板弧面上采用引流凸板设计一方面可以通过增大换热面积从而增大传热系数从而增大换热效率，另一方面可以沿着固定流道实现流体的引流;而波状翅片内外表面新增设了引流槽，不仅改善了换热，而且进一步增大涡流作用，从而增大了湍流程度。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是:包括筒体、换热管、第二相入口、第二相出口；筒体一端通过第一垫圈与第一法兰螺栓连接;其中第一垫圈紧密贴合于筒体与第一法兰之间；沿着第一法兰圆周方向上等距均匀分布设有八个第一螺栓;筒体另一端通过第二垫圈与第二法兰螺栓连接;其中第二垫圈紧密贴合于筒体与第二法兰之间；沿着第二法兰圆周方向上等距均匀分布设有八个第二螺栓;筒体内部设有两块折流管板;其中一块折流管板焊接于第一法兰一侧的筒体内壁上;第二块折流管板焊接于第二法兰一侧的筒体内壁上;并且折流管板上设有一个圆形管口；换热管设于筒体内部;换热管沿着筒体长度方向上依次贯穿第一法兰、圆形管口、第二法兰;并且靠近第一法兰一侧的换热管管口为第一相入口 ；靠近第二法兰一侧的换热管管口为第一相出口 ；第二相入口设于第一相出口下侧的第二法兰端面上；第二相出口设于靠近第一相入口一侧的筒体外壁上；换热管外壁沿着换热管长度方向上等距均匀焊接有波状翅片;并且每个波状翅片之间设有一个强化换热装置;强化换热装置外壁与筒体内壁之间紧密焊接;强化换热装置采用薄壁空腔设计;并且靠近第一相入口一侧的强化换热装置上设有B圆形通槽;B圆形通槽被第三相入口管贯穿;B圆形通槽下侧的强化换热装置右壁面上设有流道槽;靠近第一相出口一侧的强化换热装置上设有C圆形通槽;C圆形通槽被第三相出口管贯穿;C圆形通槽下侧的强化换热装置左壁面上设有流道槽;而位于以上两侧强化换热装置之间的强化换热装置上分别设有两个流道槽并上下分布;并且水平对应的流道槽之间设有流道板;流道板与强化换热装置紧密焊接。
[0005]进一步优化本技术方案，所述的筒体外壁设有一层保温材料。
[0006]进一步优化本技术方案，所述的换热管采用波纹管设计;并且换热管通过圆形管口后其外壁与折流管板的焊接形式采用胀接设计。
[0007]进一步优化本技术方案，所述的波状翅片轮廓采用碗状形设计;波状翅片内外表面沿着波状翅片圆周方向等距均匀设有引流槽;并且波状翅片采用空心薄圆盘经乳制后热处理冷却后制成；强化换热装置中心采用挖空设计后形成一个A圆形通槽;A圆形通槽的直径值大于换热管的外径值;并且A圆形通槽两侧的强化换热装置端面采用向外渐扩流线型设计；其中靠近第一相入口一侧的强化换热装置端面的倾斜弧度小于另一端面的倾斜弧度。
[0008]进一步优化本技术方案，所述的流道板外轮廓采用弧形板设计；并且流道板上下弧面均设有引流凸板；引流凸板采用流线型设计。
[0009]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:
[0010]1、采用筒体内部两侧的折流管板设计，一方面可以起到支撑固定换热管的目的，另一方面又可以通过对壳程流体流动方向进行控制而实现引流作用；
[0011]2、换热管采用波纹管设计及换热管外壁焊接若干波状翅片一方面可以通过增大换热面积而增大流体间的换热系数，从而提高换热效率，另一方面波状翅片外轮廓采用碗状渐扩流线型设计及内外表面设有的引流槽，可以使流动方向的流体沿着波状翅片外壁进行回流，从而增大流体湍流程度，增大壳程流体与换热管内流体间的换热；
[0012]3、采用强化换热装置设计，可以实现流体沿着流动方向经A圆形通槽后再沿着波状翅片渐扩壁面进行射流，增大湍流作用程度，从而进一步增大换热效率；
[0013]4、另一方面，由于波状翅片与强化换热装置的组合设计，可以通过本设计的流线型壁面实现固定引流作用以及引起涡流的产生，从而可以避免长时间工作的壳程内壁水垢的生成，减少了换热热阻，增大了传热系数；
[0014]5、另外本设计在增大传热效率的基础上为了提高其应用范围将强化换热装置内设为空腔，一方面不仅可以节省材料，另一方面可以通入第三相流体经流道板之后在强化换热装置与壳程之间进行与第二相流体间的换热，提高第二相流体热量的利用效率，并且可以增加目标流体的换热种类及范围；
[0015]6、其中流道板弧面上采用引流凸板设计一方面可以通过增大换热面积从而增大传热系数从而增大换热效率，另一方面可以沿着固定流道实现流体的引流；
[0016]7、而波状翅片内外表面新增设了引流槽，不仅改善了换热，而且进一步增大涡流作用，从而增大了湍流程度。
【附图说明】
[0017]图1是一种三相交互式涡流换热器侧视结构图。
[0018]图2是一种三相交互式涡流换热器剖视结构图。
[0019]图3是一种三相交互式涡流换热器剖视前视图。
[0020]图4是一种三相交互式涡流换热器剖视放大图。
[0021]图5是一种三相交互式涡流换热器中的第三相入口管一侧的强化换热装置放大视图。
[0022]图6是一种三相交互式涡流换热器中的中间强化换热装置放大视图。
[0023]图7是一种三相交互式涡流换热器中的第三相出口管一侧的强化换热装置放大视图。
[0024]图8是一种三相交互式涡流换热器流道板放大视图。
[0025]图9是一种三相交互式涡流换热器波状翅片放大视图。
[0026]图10是一种三相交互式涡流换热器多管换热装置视图。
[0027]图11是一种三相交互式涡流换热器多管换热中换热管与波状翅片连接处放大视图。
[0028]图中，1、筒体;2、换热管;3、第二相入口；4、第二相出口；5、第一垫圈；6、第一法兰；
7、第一螺栓;8、第二垫圈；9、第二法兰；10、第二螺栓；11、折流管板；12、圆形管口； 13、第一相入口；14、第一相出口；15、波状翅片；16、强化换热装置;17、引流槽；18、A圆形通槽;19、B圆形通槽;20、第三相入口管;21、流道槽;22、C圆形通槽;23、第三相出口管;24、流道板;25、引流凸板。
【具体实施方式】
[0029]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合【具体实施方式】并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
[0030]【具体实施方式】一:结合图1-11所示，包括筒体1、换热管2、第二相入口3、第二相出口4;筒体I 一端通过第一垫圈5与第一法兰6螺栓连接;其中第一垫圈5紧密贴合于筒体I与第一法兰6之间；沿着第一法兰6圆周方向上等距均匀分布设有八个第一螺栓7;筒体I另一端通过第二垫圈8与第二法兰9螺栓连接;其中第二垫圈8紧密贴合于筒体I与第二法兰9之间；沿着第二法兰9圆周方向上等距均匀分布设有八个第二螺栓10;筒体I内部设有两块折流管板11;其中一块折流管板11焊接于第一法兰6—侧的筒体I内壁上;第二块折流管板11焊接于第二法兰9一侧的筒体I内壁上;并且折流管板11上设有一个圆形管口 12;换热管2设于筒体I内部;换热管2沿着筒体I长度方向上依次贯穿第一法兰6、圆形管口 12、第二法兰9;并且靠近第一法兰6—侧的换热管2管口为第一相入口 13;靠近第二法兰9 一侧的换热管2管口为第一相出口 14;第二相入口 3设于第一相出口 14下侧的第二法兰9端面上;第二相出口 4设于靠近第一相入口 13—侧的筒体I外壁上;换热管2外壁沿着换热管2长度方向上等距均匀焊接有波状翅片15;并且每个波状翅片15之间设有一个强化换热装置16;强化换热装置16外壁与筒体I内壁之间紧密焊接;筒体I外壁设有一层保温材料;换热管2采用波纹管设计;并且换热管2通过圆形管口 12后其外壁与折流管板11的焊接形式采用胀接设计;波状翅片15轮廓采用碗状形设计;波状翅片15内外表面沿着波状翅片15圆周方向等距均匀设有引流槽17;并且波状翅片15采用空心薄圆盘经乳制后热处理冷却后制成;强化换热装置16中心采用挖空设计后形成一个A圆形通槽18;A圆形通槽18的直径值大于换热管2的外径值;并且A圆形通槽18两侧的强化换热装置16端面采用向外渐扩流线型设计;其中靠近第一相入口 13—侧的强化换热装置16端面的倾斜弧度小于另一端面的倾斜弧度;强化换热装置16采用薄壁空腔设计;并且靠近第一相入口 13—侧的强化换热装置16上设有B圆形通槽19;B圆形通槽19被第三相入口管20贯穿;B圆形通槽19下侧的强化换热装置16右壁面上设有流道槽21;靠近第一相出口 14 一侧的强化换热装置16上设有C圆形通槽22;C圆形通槽22被第三相出口管23贯穿;C圆形通槽22下侧的强化换热装置16左壁面上设有流道槽21;而位于以上两侧强化换热装置16之间的强化换热装置16上分别设有两个流道槽21并上下分布;并且水平对应的流道槽21之间设有流道板24;流道板24与强化换热装置16紧密焊接;流道板24外轮廓采用弧形板设计;并且流道板24上下弧面均设有引流凸板25;引流凸板25采用流线型设计。
[0031]参见附图2-4，本实用新型换热器三相流体可以进行气液之间的热量交换，进行三相换热，换热工作进行时，由第一相入口 13往换热管2内通入冷流体，冷流体经第一相出口14排出，由第二相入口3往壳程内通入热流体，由第三相入口管20往强化换热装置16的腔体内通入另一冷流体，热流体在波状翅片15与强化换热装置16之间形成的流道内与换热管2内的冷流体及强化换热装置16内的冷流体进行换热。
[0032]【具体实施方式】二，进行两相换热，由第一相入口13往换热管2内通过热流体/冷流体，由第二相入口 3往壳程内通过冷流体/热流体。
[0033]【具体实施方式】三，进行两相换热，由第二相入口3往壳程内通入热流体/冷流体，由第三相入口管20往强化换热装置的空腔内通入冷流体/热流体。
[0034]【具体实施方式】四，清洗操作时，在外加栗及真空机组的作用下，由相应的入口通入清洗液进行清洗操作。
[0035]【具体实施方式】五，参见附图10-11，以上【具体实施方式】一至四，当需要较大换热流通量时，可以将换热管2换成多根再进行热交换，并选择具有多个圆形管口 12的折流管板11将换热管2进行固定，另外再用与波状翅片15内径相等的折流圆板进行胀接，从而使得换热管2穿过折流圆板以实现多管大流量的换热。
[0036]本实用新型通过采用筒体I内部两侧的折流管板11设计，一方面可以起到支撑固定换热管2的目的，另一方面又可以通过对壳程流体流动方向进行控制而实现引流作用;换热管2采用波纹管设计及换热管2外壁焊接若干波状翅片15—方面可以通过增大换热面积而增大流体间的换热系数，从而提高换热效率，另一方面波状翅片15外轮廓采用碗状渐扩流线型设计及内外表面设有的引流槽17，可以使流动方向的流体沿着波状翅片15外壁进行回流，从而增大流体湍流程度，增大壳程流体与换热管2内流体间的换热;采用强化换热装置16设计，可以实现流体沿着流动方向经A圆形通槽18后再沿着波状翅片15渐扩壁面进行射流，增大湍流作用程度，从而进一步增大换热效率;另一方面，由于波状翅片15与强化换热装置16的组合设计，可以通过本设计的流线型壁面实现固定引流作用以及引起涡流的产生，从而可以避免长时间工作的壳程内壁水垢的生成，减少了换热热阻，增大了传热系数；另外本设计在增大传热效率的基础上为了提高其应用范围将强化换热装置16内设为空腔，一方面不仅可以节省材料，另一方面可以通入第三相流体经流道板24之后在强化换热装置16与壳程之间进行与第二相流体间的换热，提高第二相流体热量的利用效率，并且可以增加目标流体的换热种类及范围；其中流道板24弧面上采用引流凸板25设计一方面可以通过增大换热面积从而增大传热系数从而增大换热效率，另一方面可以沿着固定流道实现流体的引流;而波状翅片15内外表面新增设了引流槽17，不仅改善了换热，而且进一步增大涡流作用，从而增大了湍流程度;综合所述，本实用新型换热器及强化换热装置，传热效率高，热阻小，能够进行三相传热，缩短传热时间，增大应用范围及效率，值得推广应用。
[0037]应当理解的是，本实用新型的上述【具体实施方式】仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
【主权项】
1.一种三相交互式涡流换热器，其特征在于:包括筒体(I)、换热管(2)、第二相入口(3)、第二相出口(4);筒体(I) 一端通过第一垫圈(5)与第一法兰(6)螺栓连接;其中第一垫圈(5)紧密贴合于筒体(I)与第一法兰(6)之间；沿着第一法兰(6)圆周方向上等距均匀分布设有八个第一螺栓(7);筒体(I)另一端通过第二垫圈(8)与第二法兰(9)螺栓连接;其中第二垫圈(8)紧密贴合于筒体(I)与第二法兰(9)之间；沿着第二法兰(9)圆周方向上等距均匀分布设有八个第二螺栓(1);筒体(I)内部设有两块折流管板(11);其中一块折流管板(11)焊接于第一法兰(6)—侧的筒体(I)内壁上;第二块折流管板(11)焊接于第二法兰(9) 一侧的筒体(I)内壁上;并且折流管板(11)上设有一个圆形管口(12);换热管(2)设于筒体(I)内部；换热管(2)沿着筒体(I)长度方向上依次贯穿第一法兰(6)、圆形管口(12)、第二法兰(9);并且靠近第一法兰(6)—侧的换热管(2)管口为第一相入口(13);靠近第二法兰(9)一侧的换热管(2)管口为第一相出口(14);第二相入口(3)设于第一相出口(14)下侧的第二法兰(9)端面上；第二相出口(4)设于靠近第一相入口(13)—侧的筒体(I)外壁上；换热管(2)外壁沿着换热管(2)长度方向上等距均匀焊接有波状翅片(15);并且每个波状翅片(15)之间设有一个强化换热装置(16);强化换热装置(16)外壁与筒体(I)内壁之间紧密焊接;强化换热装置(16)采用薄壁空腔设计;并且靠近第一相入口(13)—侧的强化换热装置(16)上设有B圆形通槽(19) ;B圆形通槽(19)被第三相入口管(20)贯穿;B圆形通槽(19)下侧的强化换热装置(16)右壁面上设有流道槽(21);靠近第一相出口(14)一侧的强化换热装置(16)上设有C圆形通槽(22) ;C圆形通槽(22)被第三相出口管(23)贯穿;C圆形通槽(22)下侧的强化换热装置(16)左壁面上设有流道槽(21);而位于以上两侧强化换热装置(16)之间的强化换热装置(16)上分别设有两个流道槽(21)并上下分布;并且水平对应的流道槽(21)之间设有流道板(24);流道板(24)与强化换热装置(16)紧密焊接。2.根据权利要求1所述的一种三相交互式涡流换热器，其特征在于:筒体(I)外壁设有一层保温材料。3.根据权利要求1所述的一种三相交互式涡流换热器，其特征在于:换热管(2)采用波纹管设计;并且换热管(2)通过圆形管口(12)后其外壁与折流管板(11)的焊接形式采用胀接设计。4.根据权利要求1所述的一种三相交互式涡流换热器，其特征在于:波状翅片(15)轮廓采用碗状形设计;波状翅片(15)内外表面沿着波状翅片(15)圆周方向等距均匀设有引流槽(17);并且波状翅片(15)采用空心薄圆盘经乳制后热处理冷却后制成；强化换热装置(16)中心采用挖空设计后形成一个A圆形通槽(18) ;A圆形通槽(18)的直径值大于换热管(2)的外径值;并且A圆形通槽(18)两侧的强化换热装置(16)端面采用向外渐扩流线型设计;其中靠近第一相入口(13)—侧的强化换热装置(16)端面的倾斜弧度小于另一端面的倾斜弧度。5.根据权利要求1所述的一种三相交互式涡流换热器，其特征在于:流道板(24)外轮廓采用弧形板设计;并且流道板(24)上下弧面均设有引流凸板(25);引流凸板(25)采用流线型设计。
【文档编号】F28F13/12GK205718572SQ201620406555
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年5月9日
【发明人】易长乐, 崔海亭
【申请人】河北科技大学