CN102818461B - 螺旋套管换热器 - Google Patents

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Abstract

一种螺旋套管换热器，属热交换设备领域。本螺旋套管换热器本体上端有热工质入口、冷工质汇集腔及冷工质出口，换热器本体下端有热工质汇集腔、热工质出口及冷工质入口，换热器本体为多个不同直径的管体套装在一起，每两个相邻管体之间由螺旋肋条隔离形成螺旋通道并由中心管体向外组成间隔的冷热通道；冷热工质换热通道的进口为空心圆台体布置，其出口各通过导管分别引入上下汇集腔内；套管换热器的热工质入口设置有驱动涡轮，套管换热器的冷工质入口设有叶轮，涡轮与叶轮通过固定在中心筒内的同心转轴连接。本换热器可以充分利用内燃机排气余压自动驱动冷却气流来提高换热强度，其螺旋通道换热系数较套管换热器可提高100％以上。

Description

螺旋套管换热器
技术领域：
本发明涉及传热设备，具体涉及到一类螺旋套管换热器。
背景技术：
换热器通常用于温度高的气体或液体介质向温度低的气体或液体介质进行热传递。当冷热介质状态一致且冷热侧换热面积接近时，冷热流体均具有相当的换热系数，换热器的热传递效率较好。若冷热介质换热过程处于相态变化，则其换热系数较高，相态不发生变化侧的换热系数较低，一般应采用降低该侧热阻；另当热介质有部分余压能没有回收利用以及热介质含有微粒杂质造成一些换热器堵塞，介质流动阻力大、换热系数下降很大等问题。
发明内容：
本发明的目的是提供一种能有效利用热介质的余压能，适合冷热介质多向流以及热介质为固液混合物质的换热设备，其结构紧凑、传热系数高，特别适合内燃机排气余热回收、燃气轮机回热器和工业热污水的余热回收。
本发明的螺旋套管换热器本体上端有热工质进口、冷工质汇集腔及冷工质出口，换热器本体下端有热工质汇集腔、热工质出口及冷工质进口，换热器本体为四个及以上不同直径的管体套装在一起，每两个相邻管体之间由螺旋肋条隔离形成螺旋通道并由中心管体向外组成间隔的冷热通道；冷热工质换热通道的进口为空心圆台体布置，其出口各通过导管分别引入上下汇集腔内；螺旋套管换热器的热工质进口设置有涡轮，其冷工质进口设有叶轮，涡轮与叶轮通过固定在中心筒内的转轴连接。
本换热器可以充分利用内燃机排气余压自动驱动冷却工质来提高换热强度，其螺旋通道换热系数较套管换热器可提高100％以上。
附图说明
图1是本发明的螺旋套管换热器结构示意图。
具体实施方式：
结合附图说明实施例如下：
本发明螺旋套管换热器如附图1所示，它包括圆形壳体1，圆形壳体1的上下两端分别设有热工质入口2、热工质出口3和冷工质出口4、冷工质入口5，圆形壳体1内设有冷工质换热通道6和热工质换热通道7，所述冷工质换热通道6和热工质换热通道7是由四个及以上直径不等的圆形管套装在一个同心转轴11上所形成，相邻俩套管的通道内设有螺旋肋条8，使通道形成固定流通面积和螺旋流向；热工质入口2设有涡轮9，冷工质入口5设有叶轮10，涡轮9与叶轮10通过固定在中心筒内的同心转轴11连接，同心转轴11在中心筒两端各设有耐高温轴承12，其与涡轮9间设置密封装置13，中心通道内设有螺旋叶片14；冷工质换热通道6上端设有导出管15及冷工质出口汇集腔17，热工质换热通道7下端设有导出管16及热工质出口汇集腔18，冷工质出口4、冷工质出口汇集腔17、冷工质导出管15、冷工质换热通道6及冷工质入口5、叶轮10通过设置在冷工质换热通道6下端为空心圆台体入口通道19连通；热工质出口3、热工质出口汇集腔18、热工质导出管16、热工质换热通道7和热工质入口2、涡轮9通过设置在热工质换热通道7上端为空心圆台体入口通道20连通。
本螺旋套管换热器工作时，废热排气由热工质入口2进入，驱动涡轮9转动，通过空心圆台体通道20流进热工质换热通道7，经螺旋流动放热后，通过热工质导出管16进入热工质出口汇集腔18，最后通过热工质出口3排出，完成整个放热过程；冷工质通过冷工质入口5进入螺旋套管换热器，经叶轮压缩推动进入冷工质空心圆台体通道19后流入冷工质换热通道6，经过螺旋流动吸热后，通过导出管15引入冷工质汇集腔17，最后经过冷工质出口4排出，完成吸热过程。

Claims (1)

1.螺旋套管换热器，包括圆形壳体(1)和同心转轴(11)，其特征在于，圆形壳体(1)的上端设有热工质入口(2)和冷工质出口(4)，圆形壳体(1)的下端设有热工质出口(3)和冷工质入口(5)，圆形壳体(1)内设有冷工质换热通道(6)和热工质换热通道(7)，所述冷工质换热通道(6)和热工质换热通道(7)是由四个以上直径不等的圆形管套装在一个同心转轴(11)上所形成，相邻俩套管的通道内设有螺旋肋条(8)；热工质入口(2)的后部设有涡轮(9)，冷工质入口(5)的后部设有叶轮(10)，涡轮(9)与叶轮(10)通过固定在中心筒内的同心转轴(11)连接，同心转轴(11)在中心筒两端各设有耐高温轴承(12)，其与涡轮(9)间设置密封装置(13)，中心筒内设有螺旋叶片(14)；冷工质换热通道(6)上端设有导出管(15)及冷工质出口汇集腔(17)，热工质换热通道(7)下端设有导出管(16)及热工质出口汇集腔(18)，冷工质出口(4)、冷工质出口汇集腔(17)、冷工质导出管(15)、冷工质换热通道(6)依次连接后通过设置在冷工质换热通道(6)下端的入口通道(19)与冷工质入口(5)、叶轮(10)连通；热工质出口(3)、热工质出口汇集腔(18)、热工质导出管(16)、热工质换热通道(7)依次连接后通过设置在热工质换热通道(7)上端的入口通道(20)与热工质入口(2)、涡轮(9)连通；热工质驱动涡轮(9)后与被叶轮(10)增压的冷工质通过热工质换热通道(7)和冷工质换热通道(6)进行热交换；所述冷工质进入冷工质换热通道(6)前的入口通道(19)及热工质进入热工质换热通道(7)前的入口通道(20)均为空心圆台体布置。
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