CN101806555A - 空温式气化器用的翅片管 - Google Patents

Abstract

一种空温式气化器用的翅片管，属于换热装置技术领域。包括管体，在管体的长度方向的外壁上并且围绕管体的圆周方向以辐射形态间隔地延伸有一组换热翅片，特点是：还包括有固定在相邻的两枚换热翅片之间的供热介质流动而藉以对所述换热翅片的表面除冰并且数量至少为一组换热翅片的数量的二分之一的热介质管，在所述的一组换热翅片中，至少在每一隔一的换热翅片的末端构成有连接头。本技术方案能清除换热翅片表面的冰层，保障管体内的低温的液态气体与外界空气换热而变为气态气体的气化效果；在换热翅片的末端构成有连接头，便于与相邻翅片管相连接。

Description

空温式气化器用的翅片管

技术领域

本发明属于换热装置技术领域，具体涉及一种空温式气化器用的翅片管。

背景技术

如业界所知之理，空温式气化器是一种通过吸收空气中的热量将液态气体如液氧、液氩和液氮等变成气态气体的一种换热装置，其应用领域较为广泛，略举之例如钢铁生产行业、发电行业和化肥生产行业等等将液态氧(简称液氧)与空气换热获得得以助燃的氧气，又如在电子产品生产行业特别是电子产品烧成(也称烧结)企业将液态氮(简称液氮)与空气换热变为氮气，将氮气引入窑炉炉膛作为保护气体，液态氩(简称液氩)同例，即与空气换热变为气态氩(氩气)。

由于上述例举的但并不限于所例举的液态气体变为气态气体的过程是吸收空气中的热量的过程，因此基本上不存在运行费用。但是已有技术中的空温式气化器在实际的使用过程中明显地暴露出以下技术问题：一是容易在管外结冰，影响气化效果，因为当零下数十乃至零下上百度(如液氧为-190℃)低温液态气体从储罐引出后进入通常为翅片管的管腔与翅片管管外的空气即外界空气换热的过程中，翅片管的外壁以及翅片表面会结冰，随着运行时间和流量的增加，冰层逐渐变厚，特别是在雨天，结冰的速度较快且冰层速即增厚，翅片管的外壁及翅片管表面热阻增大，换热量(气化量)越来越小，从而影响后级设备的正常运行。二是对环境温度具有严重的挑剔性，以我国的北方为例，冬天气温较低，液态气体变为气态气体的气化效果明显受到影响。

目前，解决上述两点技术问题所采用的办法主要有两种：一是加大空温式气化器的整体体积，具体是按照外界最低温度设计；二是增加其它类型的热源气化设备，如电加热装置或蒸汽加热的水浴式汽化器。这两种方法虽然能够达到期取的气化效果，但是就前者而言，会造成成套空温式气化器的体积庞大化，不仅浪费材料资源，增大成本，而且在使用单位的所占的空间大，增大管护难度。就后者而言，虽然从表面上看，无需增大空温式气化器的整体体积，但由于热源气化设备的增加不仅使整个空温式气化器变得拖泥带水而有失简洁性，而且总的设备成本显著提高。

通过上面的说明可以清楚地感悟到：只有避免管外的翅片结冰，才能使空温式气化器体现出良好的气化效果，也就是说翅片管的结构合理与否是液态气体变为气态气体的气化效果优劣的关键因素。

中国实用新型专利授权公告号CN2624157Y公开了一种汽化器的换热星形翅片管，具体的结构由图4所示，由于本申请人仅对该专利的名词术语及附图标记进行了形式上的变换，因此并无篡改之意。在管体1(专利称圆管)的外壁以辐射形态间隔分布有一组(8-16片)换热翅片11，并且在每一隔一的换热翅片11的末端(专利称顶部)构成有连接头111。当这种结构的翅片管应用于前述的空温式气化器时，则无疑会表现出管体外壁及换热翅片表面结冰并且冰层越结越厚的现象。

鉴于在已公开的专利文献和非专利文献中均未披露如何使空温式气化器用的翅片管外部避免结冰而藉以提高气化效果的技术启示，因此有必要加以探索，经本申请人进行了持久而反复的尝试，找到了解决问题的办法，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的任务在于提供一种能有效地避免管体外壁及换热翅片表面形成顽固的冰层而藉以保障液态气体变为气态气体的气化效果的空温式气化器用的翅片管。

本发明的任务是这样来完成的，一种空温式气化器用的翅片管，包括管体，在管体的长度方向的外壁上并且围绕管体的圆周方向以辐射形态间隔地延伸有一组换热翅片，特点是：还包括有固定在相邻的两枚换热翅片之间的供热介质流动而藉以对所述换热翅片的表面除冰并且数量至少为一组换热翅片的数量的二分之一的热介质管，在所述的一组换热翅片中，至少在每一隔一的换热翅片的末端构成有连接头。

在本发明的一个具体的实施例中，所述的一组换热翅片的数量为偶数数量，而所述的热介质管的数量为偶数数量或奇数数量。

在本发明的另一个具体的实施例中，所述的换热翅片的数量最少为4枚，而最多为24枚，所述的热介质管的数量最少为2根或4根，而最多为12根或24根。

在本发明的又一个具体的实施例中，在所述的一组换热翅片中，在一隔一的两枚相邻的换热翅片之间构成有一具有插管腔的并且与相邻换热翅片连接的热介质插管座，该热介质插管座形成有一涨紧口，在涨紧口上插嵌有封口插条，所述的热介质管插置在所述的插管腔内。

在本发明的再一个具体的实施例中，所述的涨紧口为由内向外渐渐增大并且形成为八字形的开口。

在本发明的还有一个具体的实施例中，所述的热介质插管座在所述的两枚相邻的换热翅片之间的位置位于两枚相邻的换热翅片之间的基部。

在本发明的进而一个具体的实施例中，所述的热介质为蒸汽或热水。

在本发明的更而一个具体的实施例中，所述的管体与所述的热介质管的材质是不同的。

本发明提供的技术方案由于在以辐射形态构成于管体的两相邻的换热翅片之间固定设置有热介质管，当管体的外壁及换热翅片表面出现结冰层时，则由热介质管对换热翅片加热，从而能清除换热翅片表面的冰层，保障管体内的低温的液态气体与外界空气换热而变为气态气体的气化效果；在换热翅片的末端构成有连接头，便于与相邻翅片管相连接。

附图说明

图1为本发明空温式气化器用的翅片管的横截面示意图。

图2为图1结构的翅片管彼此连接的结构图。

图3为本发明空温式气化器用的翅片管的应用例示意图。

图4为已有技术中的空温式气化器用的翅片管的断面示意图。

具体实施方式

为了使专利局的审查员尤其是公众能够更加清楚地理解本发明的技术实质和有益效果，申请人将在下面以实施例的方式结合附图作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本发明方案的限制，任何依据本发明构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本发明的技术方案范畴。

实施例1：

请见图1和图2，图2是为了便于理解而仅仅示出了两个单元的管体1，实际的数量依据需要可不受图示制约地增加，例如当单位时间内的气化量大则增加相应的管体1的单元，反之亦然，因此不能以实施例图限制本发明方案。依据公知的常识，管体1内流动的是低温液态气体如液氧、液氮或液氩等，由液态气引入管12将储罐内的液态气体引入管体1的管腔，经气化后变为气态气体从出气管14(图3示)引出使用。在各管体1的高度方向(也可称长度方向)的外壁上并且围绕管体1的圆周方向以辐射状间隔分布有一组换热翅片11，各换热翅片11之间的间距相同，换热翅片11的数量基本上与管体1的直径大小成正比，并且优选的数量最少为4枚，最多为24枚，均优选以偶数数量构成于管体1的外壁，本实施例给出的每根管体1上的换热翅片11的数量为8枚。换热翅片11与管体1通常由铝挤材并由模具挤制而成，在每一隔一的换热翅片11的末端或称换热翅片11远离管体1的一侧侧缘构成有连接头111，连接头111供与相邻管体1上的换热翅片11相配合(相互连接)，具体还可通过对中国实用新型专利授权公告号CN2662158Y的阅读得到理解。在图2中，示意了相邻管体1之间由过渡管13连接。

作为本发明方案的技术要点，为了有助于对前述的管体1的外壁和换热翅片11的两侧表面除冰，本发明方案推荐有一组用于供热介质流动的热介质管2，热介质管2的数量与前述的换热翅片11的数量相等或者热介质管2的数量为换热翅片11的数量的二分之一，但优选择取后者，本实施例即是。热介质管2的高度(即长度)与换热翅片11的高度(即长度)相一致，最少为2根或4根，最多为12根或24根，例如，当一根管体1上的换热翅片11的数量为4枚时，那么热介质管2的数量为2根或4根，当2根时，则在换热翅片11之间呈一隔一配置。当4根时，则在各相邻的换热翅片11之间均配置热介质管2；又即，当换热翅片11的数量(最多数量)为24枚时，那么热介质管2的数量为12根或24根，当12根时，则在24枚换热翅片11之间呈一隔一配置，当24根时，则在各换热翅片11之间均配置。就本实施例而言，由于每根管体1具有8枚换热翅片11，因此热介质管2的数量为4根(换热翅片11的数量的二分之一)，各热介质管2的上端由上连通管21a与介质引入管211连通，而下端由下连通管21b与热介质引出管212连通。申请人在上面提及的热介质既可以是蒸汽，也可以是高温热水，还可以是导热油等等。

为了使热介质管2可靠地固定于两相邻的换热翅片11之间，因此，在两枚相邻的换热翅片11之间构成有热介质插管座112，热介质插管座112与两相邻的换热翅片11连接为一体，更具体地讲，在换热翅片11随管体1挤制成型时，热介质插管座112也随之成型于两相邻的换热翅片11之间。以本实施例所举的具有8枚换热翅片11的管体1为例，由于热介质管2的数量为换热翅片11数量的二分之一，即只有4根，因此热介质插管座112的数量为4个，在每两相邻的换热翅片11之间呈一隔一配置(分配)。每个热介质插管座112的高度与管体1的高度相当，也即与换热翅片11的高度相同。各热介质插管座112具有插管腔1121，前述的热介质管2插置在插管腔1121内，热介质插管座112具有与热介质插管座112等长的涨紧口1122，涨紧口1122上插置有封口插条11221。前述的热介质管2采用胀管工艺使其与热介质插管座112紧贴，以便获得良好的热传递效果，热介质管2的材质为铜管，经胀管工艺后，能与材质为铝的热介质插管座112之间表现出无缝贴合的效果，不存在气隙。前述的封口插条11221的材料同样为铝型材。之所以热介质插管座112具有涨紧口1122，是因为如果摒弃涨紧口1122，那么在用铝材挤制时便会造成很大的难度，甚至无法挤制，鉴于此，涨紧口1122也可称为开口，并且涨紧口1122由内向外扩大形成八字形。由图1和图2所示，热介质插管座112在两相邻换热翅片11之间的位置大体上位于两相邻的换热翅片11的基部，这里所称的基部的概念是指靠近管体1，热介质插管座112还具有提高换热翅片11的强度的作用。

实施例2：

图略，仅将换热翅片11的数量改为6枚，将热介质管2的数量改为3根(奇数)，在每一隔一的两枚相邻的换热翅片11之间设置，其余均同对实施例1的描述。

实施例3：

图略，将换热翅片11的数量改为10枚、14枚、18枚或22枚，将热介质管2的数量分别改为5根、7根、9根或11根，其余均同对实施例1的描述。

实施例4：

图略，当在一根管体1上的换热翅片11的数量分别为4枚、6枚、8枚、10枚、12枚、14枚、16枚、18枚、20枚、22枚或24枚，相应的热介质管2的数量与之(换热翅片11)相同。

应用例：

请见图3，图1所示结构的并且由多个管体1集合成的本发明的空温式气化器用的翅片管安置于具有支承脚31的气化器支架3上，液态气体从图中未示出的贮罐中引出，经液态气引入管12分配给各管体1的管腔，经过渡管13直至从出气管14引至使用，引至使用的气体变为气化的气体，因为液态气体在管体1内流动的同时与外界空气换热而变为气态。当管体1的换热翅片11的表面以及管体1的外壁出现冰层时，为了不影响液态气的气化效果，因此，通过热介质引入总管2111将热介质供给与其连接的并且相通的热介质引入管211(热介质引入管211实质上为分配管或称分支管)，经上连通管21a引入热介质管2的腔中，再经下连通管21b引入热介质引出管212，直至从热介质引出总管2121引出形成循环回路。在上述过程中，由热介质管2内流动的热介质如蒸汽将热量传递给管体1的外壁和换热翅片11的表面，使结集在管体1外壁和换热翅片11表面的冰层融化。融冰结束后关闭热介质引入总管2111的管路上的阀门。根据具体情况，也可在气化过程中同时启用热介质管2。

综上所述，只要在换热翅片11上配置热介质管2，不管具体的形式发生任何变化，都应当视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种空温式气化器用的翅片管，包括管体(1)，在管体(1)的长度方向的外壁上并且围绕管体(1)的圆周方向以辐射形态间隔地延伸有一组换热翅片(11)，其特征在于：还包括有固定在相邻的两枚换热翅片(11)之间的供热介质流动而藉以对所述换热翅片(11)的表面除冰并且数量至少为换热翅片(11)的数量的二分之一的热介质管(2)，在所述的一组换热翅片(11)中，至少在每一隔一的换热翅片(11)的末端构成有连接头(111)。

2.根据权利要求1所述的空温式气化器用的翅片管，其特征在于一组所述的换热翅片(11)的数量为偶数数量，而所述的热介质管(2)的数量为偶数数量或奇数数量。

3.根据权利要求1或2所述的空温式气化器用的翅片管，其特征在于所述的换热翅片(11)的数量最少为4枚，而最多为24枚，所述的热介质管(2)的数量最少为2根或4根，而最多为12根或24根。

4.根据权利要求1或2所述的空温式气化器用的翅片管，其特征在于在所述的一组换热翅片(11)中，在一隔一的两枚相邻的换热翅片(11)之间构成有一具有插管腔(1121)的并且与相邻换热翅片(11)连接的热介质插管座(112)，该热介质插管座(112)形成有一涨紧口(1122)，在涨紧口(1122)上插嵌有封口插条(11221)，所述的热介质管(2)插置在所述的插管腔(1121)内。

5.根据权利要求4所述的空温式气化器用的翅片管，其特征在于所述的涨紧口(1122)为由内向外渐渐增大并且形成为八字形的开口。

6.根据权利要求4所述的空温式气化器用的翅片管，其特征在于所述的热介质插管座(112)在所述的两枚相邻的换热翅片(11)之间的位置位于两枚相邻的换热翅片(11)之间的基部。

7.根据权利要求1所述的空温式气化器用的翅片管，其特征在于所述的热介质为蒸汽或热水。

8.根据权利要求1所述的空温式气化器用的翅片管，其特征在于所述的管体(1)与所述的热介质管(2)的材质是不同的。

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