CN102121806A - 双层冷却高效管壳式换热器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及换热器的改进技术,是一种新型的双层冷却高效管壳式换热器,它主要由壳体、装在壳体两端的端盖组件、装在壳体内部的芯组三部分组成,壳体上设有被冷却介质进、出口,特别是:所述壳体设计为双层结构,夹层之间形成冷却腔,并在壳体上设有与冷却腔连通的冷却介质进、出口;本发明突破了传统观念,解决了换热器只对芯组部份进行改进,使换热器的换热效率提高受到制约的问题,本发明的换热效率得到了突破性提高,可广泛用于船舶、冶金、化工等行业。
Description
(一)技术领域:本发明涉及换热器的改进技术,尤其是一种双层冷却高效管壳式换热器。
(二)背景技术:目前,在换热器行业中,管壳式换热器主要由壳体、装在壳体两端的端盖组件、装在壳体内部的芯组三部份组成,壳体上设有被冷却介质进、出口。管壳式换热器是工业过程热量传递应用最为广泛的一种,虽然管壳式换热器在结构紧凑性、传热性能等方面暂不能与板式换热器、板翅式换热器相比拟,但管壳式换热器适用温度与压力的范围广,制造相对简单,清洗维护方便,且能处理量大的换热工程,性能稳定可靠。长期以来,人们在其设计和加工制造方面积累了许多经验,不断地对管壳式换热器芯组中的冷却管元件进行改进创新研发,先后开发出了各种螺纹管、波形管、异型管、螺旋扁管、翅片管、内肋管等几十种管元件,使换热效率得到了一定的提高,但屹今为止,所有改进研发均只是针对芯组中的冷却管等元件进行,从而使管壳式换热器的换热效率的提高受到了制约。
(三)发明内容:本实用新型的目的就是要解决现有研发方案仅限于对芯组进行改进,使管壳式换热器的换热效率提高不大的问题,提供一种突破性的双层冷却高效管壳式换热器。
本发明是改变传统设计思路,对管壳式换热器的壳体部份进行改进,具体方案是:双层冷却高效管壳式换热器,主要由壳体、装在壳体两端的端盖组件、装在壳体内部的芯组三部份组成,壳体上设有被冷却介质进、出口,其特征是:所述壳体设计为双层结构,夹层之间形成冷却腔,并在壳体上设有与冷却腔连通的冷却介质进、出口。
为提高壳体冷却腔的冷却效果,本发明中在所述壳体的夹层冷却腔中安装有若干环形隔板,环形隔板上开有若干通孔,相邻两隔板上的通孔交错布置。
为提高壳体冷却腔的冷却效果,本发明中所述壳体的夹层冷却腔中设计有绕流结构。
本发明中上述绕流结构可有多种方案,本发明提出以下三种典型方案:
方案一:本发明中所述壳体的夹层冷却腔中的绕流式结构为螺旋式流道。
方案二:本发明中所述壳体的夹层冷却腔中的绕流式结构为“S”型流道。
方案三:本发明中所述壳体的夹层冷却腔中的绕流式结构为“U”型流道。
本发明在壳体中增设了冷却腔从而与芯组形成内外双层冷却,大大提高了本发明的换热效率,与现有管壳式换热器相比,在相同条件下,换热效率可提高15%-30%。本发明结构简单,易于制造,可广泛用于船舶、冶金、化工等行业。
(四)附图说明:
图1是本发明总体结构的主视图;
图2是本发明冷却腔中加装隔板的主视图;
图3是图2的A-A视图;
图4是本发明采用螺旋流道式结构的主视图;
图5是图4的B-B视图;
图6是本发明采用“U”形流道式结构的主视图;
图7是图6的C-C视图。
图中:1-左端盖组件,2-冷却介质出口,3-被冷却介质出口,4-壳体,5-外管壳,6-内管壳,7-冷却腔,8-被冷却介质进口,9-冷却介质进口,10-右端盖组件,11-芯组,12-螺旋隔板,13-长条隔板,14-环形隔板,15-通孔。
(五)具体实施方式:
参见图1,本发明具有普通管壳式换热器的基本结构,主要由壳体4、装在壳体4两端的端盖组件1、10、装在壳体4内部的芯组11三部份组成,壳体4上还设有被冷却介质进、出口8和3,特别是:本发明中所述壳体4设计为双层结构,由内、外管壳6和5构成,内、外管壳夹层之间形成冷却腔7,并在壳体4上设有与冷却腔7连通的冷却介质进、出口9和2,即构成本发明的基本结构。
本发明的优选方案一(参见图2、3)是在上述基本方案中,在所述壳体4的夹层冷却腔7中加装30块环形隔板14,环形隔板14上开有12个通孔15,并且相邻两隔板上的通孔15交错布置。
本发明的优选方案二(参见图4、5)是在上述基本方案中,在所述壳体4的夹层冷却腔7中增设螺旋隔板12隔制成螺旋流道,形成螺旋式绕流结构。
本发明的优选方案三(参见图6、7)是在上述基本方案中,在所述壳体4的夹层冷却腔7中增设多个轴向布置的长条隔板13隔制成“U”型流道,形成“U”形绕流式结构。
本发明中的绕流式结构还可以有多种形式,如采用“S”形流道等,本文不一一列举,但均属保护范围。
Claims (6)
1.双层冷却高效管壳式换热器,主要由壳体、装在壳体两端的端盖组件、装在壳体内部的芯组三部份组成,壳体上设有被冷却介质进、出口,其特征是:所述壳体设计为双层结构,夹层之间形成冷却腔,并在壳体上设有与冷却腔连通的冷却介质进、出口。
2.根据权利要求1所述的双层冷却高效管壳式换热器,其特征是:在所述壳体的夹层冷却腔中安装有若干环形隔板,环形隔板上开有若干通孔,相邻两隔板上的通孔交错布置。
3.根据权利要求1所述的双层冷却高效管壳式换热器,其特征是:所述壳体的夹层冷却腔中设计有绕流结构。
4.根据权利要求3所述的双层冷却高效管壳式换热器,其特征是:所述壳体的夹层冷却腔中的绕流式结构为螺旋式流道。
5.根据权利要求3所述的双层冷却高效管壳式换热器,其特征是:所述壳体的夹层冷却腔中的绕流式结构为“S”型流道。
6.根据权利要求3所述的双层冷却高效管壳式换热器,其特征是:所述壳体的夹层冷却腔中的绕流式结构为“U”型流道。
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