CN101818998A

CN101818998A - 换热器

Info

Publication number: CN101818998A
Application number: CN200910114994A
Authority: CN
Inventors: 张文波; 张敬成; 尹泉生
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2009-02-27
Publication date: 2010-09-01

Abstract

本发明公开了一种换热器，具有中空的外筒体，外筒体上开设有第一流体输入口和第一流体输出口、第二流体输入口和第二流体输出口，第一流体输入口和第一流体输出口之间连接有第一流体管路，第一流体管路与外筒体的内壁之间形成换热腔，外筒体上有与换热腔相连通的传热介质进出口，第二流体输入口和所述第二流体输出口之间连接有第二流体管路，第二流体管路至少部分位于所述换热腔内。第一流体或者第二流体将热量传递给传热介质，再由传热介质将热量送给第二流体或者第一流体，通过一台设备即该换热器，实现了热交换，不难看出，一台设备所占用的空间体积小，重量轻，生产成本和运输成本会降低。

Description

换热器

技术领域

本发明涉及一种换热器。

背景技术

现有技术中，参见图1和图2所示，图1显示了一种气化器或者加热器，图2显示了一种冷却器，在图1中，外筒体11’为中空，其空腔形成冷却腔12’，外筒体11’的底部开设有冷却水进口13’，顶部开设有冷却水出口14’，在冷却腔12’内有一螺旋管15’，该螺旋管15’的两端部均穿过外筒体11’的上筒壁，伸至外筒体11’的外面，形成流体输入口16’和输出口17’，在图2中，外筒体21’为中空，外筒体21’内有两块隔板22’、23’，两块隔板22’、23’将外筒体21’的空腔隔成三个腔，输出腔24’、换热腔25’、输入腔26’，外筒体21’的左右端壁上开设有冷却水输入口27’、冷却水输出口28’，分别与输入腔26’、输出腔24’相通，两块隔板22’、23’之间有多根支管29’，每根支管29’穿过换热腔25’，并穿透隔板22’、23’，连通输入腔26’和输出腔24’，外筒体21’的侧壁上还开设有一对输入输出口30’、31’，与换热腔25’相连通，图1所示设备的冷却水进口13’与图2所示设备的冷却水输出口28’通过连接管相连通，冷却水出口14’与冷却水输入口27’也通过连接管相连通。设备工作时，输入口30’输入高温气体或者液体，充满换热腔25’后，从输出口31’输出，冷却水输入口27’中输入冷却水，流经支管29’后从冷却水输出口28’输出，换热腔25’内高温气体或液体与支管29’内的冷却水进行热交换，高温气体或液体被降温，冷却水被加热，被加热的冷却水通过冷却水进口13’进入冷却腔12’，在图1中，气体或者液体通过流体输入口16’进入螺旋管15’，与冷却水进行热交换，气体或液体获得热量，升温或者气化，从流体输出口17’输出，冷却水降温后，从冷却水出口14’流出后回到冷却水输入口27’，重新进行下一轮循环，综上，实现两种流体之间的换热需要，需要联合两台设备，两台设备所占的空间大，重量大，生产成本和运输成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种换热器，通过传热介质作为中间介质，一台设备就能实现两种流体之间的热交换。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种换热器，具有中空的外筒体，所述外筒体上开设有第一流体输入口和第一流体输出口，所述第一流体输入口和第一流体输出口之间连接有第一流体管路，所述第一流体管路与所述外筒体的内壁之间形成换热腔，所述外筒体上还开设有与所述换热腔相连通的传热介质进出口，所述外筒体上还开设有第二流体输入口和第二流体输出口，所述第二流体输入口和所述第二流体输出口之间连接有第二流体管路，所述第二流体管路至少部分位于所述换热腔内。

所述外筒体内设有上下分隔板，所述上下分隔板将所述外筒体分隔为上段部、中段部、下段部，所述上下分隔板之间有至少一根支管，所述支管穿透所述上下分隔板，连通所述上段部的内腔和所述下段部的内腔，所述上段部的内腔、所述下段部的内腔两个腔体中的一个与所述第一流体输入口相连通，另一个与所述第一流体输出口相连通，所述第一流体管路包括所述上段部、所述支管、所述下段部，所述支管与所述中段部的内壁之间形成所述换热腔。

所述第二流体输入口和所述第二流体输出口两个开口中的一个开设在所述外筒体的顶壁上，另一个开设在所述外筒体的底壁上，所述第二流体管路为沿所述外筒体的轴向贯穿整个外筒体的直管。

由于本发明采用了以上的技术方案，其优点在于：将第一流体从输入口送入第一流体管路内，同时，传热介质经进口进入换热腔中，第二流体经输入口进入第二流体管路中，传热介质作为第一流体与第二流体之间传热的中间介质，第一流体或者第二流体将热量传递给传热介质，再由传热介质将热量送给第二流体或者第一流体，通过一台设备即该换热器，实现了两种流体之间的热交换，不难看出，一台设备所占用的空间体积小，重量轻，生产成本和运输成本会降低，并且结构简单，使用方便。

附图说明

附图1为现有技术中气化器或者加热器的剖视图；

附图2为现有技术中冷却器的剖视图；

附图3为本发明的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图来进一步阐述本发明的具体结构。

参见图3，换热器具有中空的外筒体1，外筒体1由筒壁11和封在筒壁11端部的顶端板12和底端板13组成，外筒体1上开设有三对输入输出口，分别为传热介质进出口、第一流体输入输出口、第二流体输入输出口，该换热器设备工作时，需要通过连接管和其他设备相连接，考虑到连接管的位置需要，传热介质进口2和出口3、第一流体输入口4和输出口5开设在筒壁11上，第二流体输入口6和输出口7开设在顶端板12和底端板13上，传热介质在第一流体和第二流体之间进行热传递，第一流体、第二流体可以采用本领域技术人员所知晓的任何气体或者液体，本实施例中，第一流体采用氨分解后的高温混合气体，包括氢气、氮气，第二流体采用液氨，传热介质采用冷却水，氨气在高温并有催化剂存在下可以几乎完全分解为氢气和氮气，氢气和氮气需要先降温再进入下一步处理工序，而氨气一般是经压缩后成液氨在储存罐中储存，在使用时需要吸收热量成氨气后再利用，本发明设计的换热器可以实现氨分解后的高温混合气体和液氨之间的热交换，达到能量的最大利用，避免浪费能量，第一流体输入口4和第一流体输出口5之间连接有第一流体管路45，第二流体输入口6和第二流体输出口7之间连接有第二流体管路67，第一流体管路45与外筒体1的内壁之间形成换热腔8，第二流体管路67至少部分位于换热腔8内。将氨分解后的高温混合气体从输入口4送入管路45内，同时，冷却水经进口2进入换热腔8中，液氨经输入口6进入管路67中，高温混合气体先将热量传递给冷却水，冷却水再将热量传递给液氨，使液氨发生气化，从输出口7输出利用，高温气体则得到降温，通过一台设备即该换热器，实现了两种流体之间的热交换，不难看出，一台设备所占用的空间体积小，重量轻，生产成本和运输成本会降低，并且结构简单，使用方便。为了达到较高的换热效率，液氨的流向和高温气体的流向设置成相反，因此液氨的输入口6开设在底端板13上，输出口7开设在顶端板12上，而高温气体的输入口4开设在筒壁11的上部，输出口5开设在筒壁11的下部，冷却水的进口2开设在筒壁11的下部，出口3开设在筒壁11的上部。

第一流体管路45、第二流体管路67的管路形式可以有多种，譬如说第一流体管路45和第二流体管路67可以为直接连接在输入口和输出口之间的直管，这种结构虽然简单方便，但是换热效率不高，冷却水与第一流体或者说高温混合气体进行热交换的面积为直管的外表面积，由于该表面积比较小，因此热交换比较慢，热量传递不充分，从而冷却水与第二流体或者说液氨的热交换也会不充分，热传递效率低。为了提高换热效率，第一流体管路45的管路形式进行了设计，第一流体管路45可采用螺旋管，但加工和安装均不方便，或者如图3所示，外筒体1内设有上下分隔板14和15，上下分隔板将外筒体1分隔为上段部16、中段部17、下段部18，上下分隔板之间有多根支管19，支管19穿透上下分隔板14和15，连通上段部17的内腔和下段部18的内腔，上下分隔板14和15上分布有多个通孔，支管19的两端插在分隔板上的通孔内，并且支管19的端部外表面与分隔板上通孔的内表面相气密封连接，则上段部16和下段部18均与中段部17不相连通，上段部16和下段部18之间只能通过支管19相连通，上段部16的内腔、下段部18的内腔两个腔体中的一个与第一流体输入口4相连通，另一个与第一流体输出口5相连通，因此，第一流体管路45由上段部16、支管19、下段部18组成，支管19与中段部17的内壁之间形成换热腔。

当第一流体采用氨分解的高温混合气体，第二流体采用液氨，按照前面所述，为了设备操作的方便性以及达到较高的换热效率，液氨的输入口6开设在底端板13上，输出口7开设在顶端板12上，此时高温气体的输入口4开设在筒壁11上上段部16，输出口5开设在筒壁11上下段部18，即上段部16的内腔形成输入腔，下段部18的内腔形成输出腔，冷却水进口2开设在筒壁11上中段部18的下部，出口3开设在中段部18的上部，通液氨的第二流体管路67为沿外筒体1的轴向贯穿整个外筒体1的直管，当然，该第二流体管路67液可采用螺旋管，可以增大液氨与冷却水的换热面积，提高换热效率，但是螺旋管的加工以及在外筒体1内的安装比较复杂，没有直管方便，且生产成本必定升高。

从换热器底部的输入口6输入液氨，同时，从换热器上部的输入口4输入高温混合气体，从换热器下部的进口2通冷却水，高温气体从输入口4进入外筒体1上段部的内腔中，再进入多根支管19内，冷却水和高温气体进行热交换的面积为多根支管19的外表面积之和，由于增大了热交换的面积，因此提高了换热效率，更多的热量通过冷却水从高温气体传递给液氨，液氨气化后从换热器顶部的输出口7输出，进行后续利用，高温气体降温后从换热器下部的输出口5输出，再进行下一步操作。

Claims

1.一种换热器，具有中空的外筒体，所述外筒体上开设有第一流体输入口和第一流体输出口，所述第一流体输入口和第一流体输出口之间连接有第一流体管路，所述第一流体管路与所述外筒体的内壁之间形成换热腔，所述外筒体上还开设有与所述换热腔相连通的传热介质进出口，其特征在于：所述外筒体上还开设有第二流体输入口和第二流体输出口，所述第二流体输入口和所述第二流体输出口之间连接有第二流体管路，所述第二流体管路至少部分位于所述换热腔内。

2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于：所述外筒体内设有上下分隔板，所述上下分隔板将所述外筒体分隔为上段部、中段部、下段部，所述上下分隔板之间有至少一根支管，所述支管穿透所述上下分隔板，连通所述上段部的内腔和所述下段部的内腔，所述上段部的内腔、所述下段部的内腔两个腔体中的一个与所述第一流体输入口相连通，另一个与所述第一流体输出口相连通，所述第一流体管路包括所述上段部、所述支管、所述下段部，所述支管与所述中段部的内壁之间形成所述换热腔。

3.根据权利要求1或2所述的换热器，其特征在于：所述第二流体输入口和所述第二流体输出口两个开口中的一个开设在所述外筒体的顶壁上，另一个开设在所述外筒体的底壁上，所述第二流体管路为沿所述外筒体的轴向贯穿整个外筒体的直管。