CN102331117A - 应用椭圆扁螺旋换热管的冷凝器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用椭圆扁螺旋换热管的冷凝器，包括管板及至少一冷凝管，所述冷凝管具有介质入口及介质出口；所述冷凝管为椭圆扁螺旋换热管；所述椭圆扁螺旋换热管至少包括管体，所述管体由位于中部的异形管段及分别位于所述异形管段两端的第一直管段、第二直管段一体构成；所述异形管段具有椭圆扁横截面，该椭圆的长轴与短轴一起相对所述管体的轴线具有一旋转夹角。本发明的冷凝器由于采用了椭圆扁螺旋换热管，大大提高了冷凝效率，在冷凝器的整体冷凝效率上要大大高于现有的冷凝器，具有成本低，制造便利等有益效果，适用于石油、化工、化肥、锅炉、制药、食品、电力、核能、环保、供热、家电等多种行业。
Description
技术领域
本发明涉及热交换设备技术领域，尤其涉及一种冷凝器。
背景技术
冷凝器在工业、民用中的应用非常普及。冷凝器的主要作用就是冷却经过制冷压缩机压缩后的高温制冷剂蒸汽并使之液化。冷凝器按其冷却介质不同，可分为水冷式、空气冷却式、蒸发式三大类。
现有技术中的冷凝器虽然种类繁多，但都是应用了现有的各种换热管。众所周知，换热管是冷凝设备的关键部件，换热管的冷凝效率直接影响到冷凝设备的工作效率。冷凝器的效率和节能的核心在于换热管。
因此，本领域的技术人员一直致力于开发一种冷凝效率高、制造便利的新型的冷凝器。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种冷凝效率高、制造便利的应用椭圆扁螺旋换热管的冷凝器。
为实现上述目的，本发明提供了一种应用椭圆扁螺旋换热管的冷凝器，包括管板及至少一冷凝管，所述冷凝管具有介质入口及介质出口；所述冷凝管为椭圆扁螺旋换热管；所述椭圆扁螺旋换热管至少包括管体，所述管体由位于中部的异形管段及分别位于所述异形管段两端的第一直管段、第二直管段一体构成；所述异形管段具有椭圆扁横截面，该椭圆的长轴与短轴一起相对所述管体的轴线具有一旋转夹角。
较佳地，所述长轴的长度大于所述管体的直径。
较佳地，所述第一直管段与所述第二直管段为不等长或等长。
较佳地，所述管体为焊管。
较佳地，所述管体为无缝直光管。
较佳地，所述旋转夹角为顺时针或逆时针。
较佳地，所述旋转夹角为1°-75°。
较佳地，所述管体为U型。
较佳地，所述管体为S型。
较佳地，所述冷凝器为立式壳管式冷凝器、卧式壳管式冷凝器、套管式冷凝器、空气冷却式冷凝器或蒸发式冷凝器。
本发明的冷凝器由于采用了椭圆扁螺旋换热管，提高了冷凝管的冷凝效率，在冷凝器的整体冷凝效率上要大大高于现有的冷凝器。
本发明尤其适用以焊管做为冷凝管的原材料，而焊管的成本比现有技术中用作冷凝管原材料的无缝直光管(如铜管、不锈钢管等)的成本至少低20％左右，因而本发明大幅度地降低了冷凝器的制造成本。
并且，本发明的应用椭圆扁螺旋换热管的冷凝器，由于椭圆扁螺旋换热管还可以具有直管段，在制造冷凝器时，直管段与管板的密封效果好，更适于现有冷凝器的制作技术，其设计寿命和使用寿命大大高于现有的冷凝器。
更进一步地，由于本发明的椭圆扁螺旋换热管的第一直管段与第二直管段可以不等长，这样在制作冷凝器时，可以方便地借位安装，大大降低了空间局限性，提高了设备空间的利用率。
本发明使用的椭圆扁螺旋换热管，更适合传统冷凝器的制造工艺，其与管板的连接既可胀贴，也可焊接，同时也可胀焊结合使用。
本发明采用的椭圆扁螺旋换热管，管体还可以是U型或S型，极大地拓展了应用领域，可以适用于各种种类、型号、规格的冷凝器。
本发明的应用椭圆扁螺旋换热管的冷凝器，可以应用于现有的各种冷凝器中，如立式壳管式冷凝器、卧式壳管式冷凝器、套管式冷凝器、空气冷却式冷凝器、蒸发式冷凝器等，具有冷凝效果好、结构简单，成本低，制造便利等有益效果，适用于石油、化工、化肥、锅炉、制药、食品、电力、核能、环保、供热、家电等多种行业中。
附图说明
图1是本发明的冷凝器的实施例1的结构示意图。
图2是图1所示实施例中的椭圆扁螺旋换热管的立体结构示意图。
图3是图2中A-A部的局部放大结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
冷凝器主要由管板、管束、冷凝管等部分组成。如图1所示，本实施例的一种应用椭圆扁螺旋换热管的冷凝器，主要包括管板4及至少一冷凝管，还包括干燥过滤器6，毛细管7，蒸发器8等。
本发明的特别之处在于，冷凝管为椭圆扁螺旋换热管1，具有介质入口及介质出口。椭圆扁螺旋换热管1直接连接到制冷压缩机5。
如图2、图3所示，本发明中的椭圆扁螺旋换热管1，其主体是一金属的管体，尤其是，本实施例中为金属焊管。管体合围形成一供换热介质在其中流通的介质通道，以实现管体内外介质的换热。
本发明中，管体由位于中部的异形管段10，及分别位于异形管段10两端的第一直管段11、第二直管段12一体构成。
异形管段11具有椭圆扁横截面，并且，该椭圆的长轴与短轴一起相对管体的轴线具有一旋转夹角。
本实施例中，异形管段11的长轴的长度大于管体的直径。
进一步地，第一直管段11与第二直管段12为不等长。其有益效果在于，本发明的椭圆扁螺旋换热管在用于装配冷凝设备时，由于管板的间距空间有限，采用两端不等长的直管段，在装配时就可以往一端借尺寸，以充分利用管板之间的空间，提高了冷凝设备安装的便利性。
当然，在一般情况下，也可以采用第一直管段11与第二直管段12为等长。
具体地，在不同实施例中，上述旋转夹角可以为顺时针，也可以为逆时针。
旋转夹角可以在1°至75°中根据实际情况选取。一般而言，旋转夹角的大小与管体的长度相关，管体的长度越长，可以采取的旋转夹角也就越大。上述各种旋转夹角的选用，还与换热介质的流体力学属性有关，并不是对本发明的限制。
本发明的上述技术方案，可适用于不锈钢直光管(无缝钢管)，尤其适用于金属焊管。
本发明中的椭圆扁螺旋换热管还由于制管成型后没有冷加工，因此内部结构应力基本消除，抗结垢性、耐蚀性更好。本发明还具有结构简单，成本低，制造更便利等有益效果。
根据客户需要，本发明中的椭圆扁螺旋换热管的整体长度可以在0米至数十米之间选取。当然，如果合理配置热处理炉，本发明中的椭圆扁螺旋换热管的整体长度还可以在任意长度，而不受限于冷加工设备的规格。
一台完善的冷凝器在设计或选型时应满足合理地实现所规定的工艺条件、结构安全可靠、便于制造、安装、操作和维修及经济上的合理。因此，在冷凝器的设计过程中，要充分注意各参数的均衡性。
椭圆扁螺旋换热管构成了冷凝器的传热面，椭圆扁螺旋换热管的尺寸和形状对冷凝有很大影响。采用小直径的冷凝管时，冷凝器单位体积的冷凝面积大一些，设备比较紧凑，单位传热面积的金属消耗量少，传热系数也较高。因此，对粘性大或者污浊的流体一般选择大直径的冷凝管，对较清洁的流体一般选择小直径的冷凝管。
冷凝管的材料的参数选择应根据介质的压力、温度及腐蚀性来确定。
冷凝管在管板上的排列不单要考虑到设备的紧凑性，还要考虑到流体的性质、结构设计以及加工制造方面的情况。
管板上冷凝管中心距的选择既要考虑结构的紧凑性，传热效果，又要考虑管板的强度和清洗管子外表面所需的空间。
除此之外，还需要考虑冷凝管在管板上的固定方法。若间距太小，当采用焊接连接时，相邻两根冷凝管的焊缝太近，焊缝质量受热影响不易得到保证；若采用胀接，挤压力可能造成管板发生过大的变形，失去冷凝管和管板间的结合力。一般采用的冷凝管的中心距不小于冷凝管外径的1.25倍。
在其他实施例中，椭圆扁螺旋换热管也可以根据需要做成U型或S型。
本发明的上述各种应用椭圆扁螺旋换热管的冷凝器内只流通一种冷凝介质，以与冷凝器外的其他介质交换热量。
本发明使用的椭圆扁螺旋换热管与现有技术中同等直径的其他结构换热管相比，虽然横截面积相同，但椭圆扁螺旋换热管内扰流效果明显，其冷凝效率大为提高，还进一步降低了冷凝器的能耗。
本发明使用的椭圆扁螺旋换热管，由于管内的扰流效果，不易结垢，抗垢性能好，因此本发明的冷凝器也具有不易结垢，抗垢性能好的特点。
综上所述，本说明书中所述的只是本发明的几种较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种应用椭圆扁螺旋换热管的冷凝器，包括管板及至少一冷凝管，所述冷凝管具有介质入口及介质出口；其特征在于：所述冷凝管为椭圆扁螺旋换热管；所述椭圆扁螺旋换热管至少包括管体，所述管体由位于中部的异形管段及分别位于所述异形管段两端的第一直管段、第二直管段一体构成；所述异形管段具有椭圆扁横截面，该椭圆的长轴与短轴一起相对所述管体的轴线具有一旋转夹角。
2.如权利要求1所述应用椭圆扁螺旋换热管的换热器，其特征在于：所述长轴的长度大于所述管体的直径。
3.如权利要求1所述应用椭圆扁螺旋换热管的换热器，其特征在于：所述第一直管段与所述第二直管段为不等长或等长。
4.如权利要求1所述应用椭圆扁螺旋换热管的换热器，其特征在于：所述管体为焊管。
5.如权利要求1所述应用椭圆扁螺旋换热管的换热器，其特征在于：所述管体为金属直光管。
6.如权利要求1所述应用椭圆扁螺旋换热管的换热器，其特征在于：所述旋转夹角为顺时针或逆时针。
7.如权利要求1所述应用椭圆扁螺旋换热管的换热器，其特征在于：所述旋转夹角为1°-75°。
8.如权利要求1所述应用椭圆扁螺旋换热管的换热器，其特征在于：所述管体为U型。
9.如权利要求1所述应用椭圆扁螺旋换热管的换热器，其特征在于：所述管体为S型。
10.如权利要求1所述应用椭圆扁螺旋换热管的冷凝器，其特征在于：所述冷凝器为立式壳管式冷凝器、卧式壳管式冷凝器、套管式冷凝器、空气冷却式冷凝器或蒸发式冷凝器。
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