CN103148719B - 换热器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于热交换技术领域，公开了一种换热器，包括换热管和振动发生器，该振动发生器的输出端与一振动传递机构固定连接，并将该振动传递机构设置在换热管中。通过振动发生器产生高频振动并将其传递给振动传递机构，带动振动传递机构高频振荡，使得换热管中的热交换介质在流动过程中产生紊流，破坏了热交换介质的层流状态，能够提高热交换的效率，且阻止了热交换介质的结垢，由于不再出现结垢现象，则进一步提高了热交换的效率，并延长了热换器的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及热交换技术领域，特别是涉及一种换热器。
背景技术
常用的换热器一般有管束式换热器、板式换热器、螺旋板式换热器等，主要用于化工场合的换热、冷却、加热等，是不可缺少的设备。
常规换热器一般以水作为冷却介质，但存在结垢的问题，轻则降低换热效率，重则堵塞换热器。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明提供一种换热器，用以解决冷却介质在热交换过程中容易结垢，导致热交换效率降低，甚至堵塞换热器的问题。
（二）技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种换热器，包括第一换热管，所述第一换热管的一端具有第一进水口，另一端具有第一出水口，还包括一振动发生器，所述振动发生器的输出端与一振动传递机构固定连接，所述振动传递机构设置在所述第一换热管中。
如上所述的换热器，优选的是，所述振动传递机构包括一芯轴，所述芯轴的一端与所述振动发生器的输出端固定连接，另一端与一弹性固定件固定连接；所述芯轴的外壁上具有多个振动片。
如上所述的换热器，优选的是，所述第一换热管的内壁与所述振动片对应的位置处具有轴向凸起结构，所述第一换热管的内壁不与所述振动片对应的位置处具有轴向凹陷结构。
如上所述的换热器，优选的是，所述轴向凸起结构与所述振动片的位置一一对应。
如上所述的换热器，优选的是，所述多个振动片均位于所述芯轴的横截面上，并沿所述芯轴的长度方向均匀分布。
如上所述的换热器，优选的是，还包括第二换热管，设置在所述第一换热管的外侧；所述第二换热管的一端具有第二进水口，另一端具有第二出水口；其中，所述第一进水口和第二出水口同侧设置，所述第一出水口和第二进水口同侧设置。
如上所述的换热器，优选的是，所述第二换热管的内壁上具有多个隔挡片。
如上所述的换热器，优选的是，所述隔挡片与所述轴向凹陷结构的位置一一对应。
如上所述的换热器，优选的是，所述多个隔挡片均位于所述芯轴的横截面上。
如上所述的换热器，优选的是，所述振动发生器为超声波发生器。
（三）有益效果
本发明所提供的换热器，包括换热管和振动发生器，该振动发生器的输出端与一振动传递机构固定连接，并将该振动传递机构设置在换热管中。通过振动发生器产生高频振动并将其传递给振动传递机构，带动振动传递机构高频振荡，使得换热管中的热交换介质在流动过程中产生紊流，破坏了热交换介质的层流状态，能够提高热交换的效率，且阻止了热交换介质的结垢，由于不再出现结垢现象，则进一步提高了热交换的效率，并延长了热换器的使用寿命。
附图说明
图1为本发明实施例中换热器的结构示意图；
图2为图1沿A-A方向的剖视图；
图3为图1沿B-B方向的剖视图；
图4为本发明实施例中换热器的应用示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
需要说明的是，以下内容中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
图1所示为本发明实施例中换热器的结构示意图；图2所示为图1沿A-A方向的剖视图；图3所示为图1沿B-B方向的剖视图。结合图1-图3所示，本发明实施例中的换热器包括第一换热管4和振动发生器1，振动发生器1的输出端与一振动传递机构2固定连接，并将振动传递机构2设置在第一换热管4中。通过振动发生器1产生高频振动并将其传递给振动传递机构2，带动振动传递机构2高频振荡，使得换热管4中的热交换介质在流动过程中产生紊流，破坏了热交换介质的层流状态，能够提高热交换的效率，且阻止了热交换介质的结垢，由于不再出现结垢现象，进一步提高了热交换的效率，并延长了热换器的使用寿命。其中，第一换热管4的一端具有第一进水口9，热交换介质通过第一进水口9进入换热管4中；第一换热管4的另一端具有第一出水口10，经过热交换后的热交换介质通过第一出水口10排出。
其中，在振动发生器1的带动下，能够高频振荡的振动传递机构2的结构有很多种，本实施例中的振动传递机构2为一芯轴，如图1所示，该芯轴2的一端与振动发生器1的输出端固定连接，另一端可以与一弹性固定件13固定连接，用于限位芯轴2在一定的幅度范围内自由振荡。并在芯轴2的外壁上设置多个振动片3，用于提高振荡幅度，进而提高阻止热交换介质结垢的效率。其中，振动片3可以是以芯轴2为中心的对称结构，也可以是以芯轴2为中心的不对称结构。
进一步地，可以设计第一换热管4的内壁与振动片3对应的位置处具有轴向凸起结构11，第一换热管4的内壁不与振动片3对应的位置处具有轴向凹陷部分12，使得热交换介质在第一换热管4中有时从中心向四周流动，有时由四周向中心流动，折流前进，提高热交换效率，还可以进一步阻止热交换介质的结垢。
当然，与每个轴向凸起结构11对应的振动片3的个数可以为一个，也可以为多个。本实施例中设计轴向凸起结构11与振动片3的位置一一对应，使得热交换介质在第一换热管4中交替从中心向四周流动和从四周向中心流动，如图1中的箭头方向所示，进一步提高热交换效率。进一步地，优选多个振动片3均位于芯轴2的横截面上，进一步破坏热交换介质在流动过程中的层流状态。并设计多个振动片3沿芯轴2的长度方向均匀分布，使得热交换介质在整个第一换热管4中都具有高效的热交换效率，不会在第一换热管4的局部出现热交换介质结垢现象。
通常换热器由两个换热管组成，其中一个换热管中流动高温热交换介质，另一个换热管中流动低温热交换介质，并将一个换热管设置在另一个换热管的外侧，从而实现两个换热管中热交换介质之间的热交换。
如图1所示，本实施例中的另一个换热管，即第二换热管6，同样设置在第一换热管4的外侧，其中，第二换热管6的一端具有第二进水口7，另一端具有第二出水口8。且第一进水口9和第二出水口8同侧设置，第一出水口10和第二进水口7同侧设置，以增加两个换热管中热交换介质之间热交换的时间，提高热交换效率。
优选在第二换热管6的内壁上设置多个隔挡片5，使得第二换热管6中的热交换介质在流动过程中产生紊流，破坏了热交换介质的层流状态，能够提高热交换的效果，并与振动片3的高频振荡配合，阻止第二换热管6中热交换介质的结垢，由于不再出现结垢现象，则进一步提高了热交换的效果，并延长了热换器的使用寿命。
相应地，可以设计隔挡片5与轴向凹陷结构12的位置一一对应，即多个隔挡片5沿芯轴2的长度方向也均匀分布，使得热交换介质在第二换热管6中交替从中心向四周流动和从四周向中心流动，如图1中的箭头方向所示，在整个第二换热管6中都具有高效的热交换效率，不会结垢，由于不会出现结垢现象，则进一步提高了热交换效率。进一步地，优选多个隔挡片5均位于芯轴2的横截面上，以进一步破坏热交换介质在流动过程中的层流状态。
在实际使用过程中，本实施例中的热换器可以采用圆筒形结构。振动片3和隔挡片5均采用圆环形薄板，并将振动片3通过焊接的方式固定在芯轴2的外壁上，隔挡片5也通过焊接的方式固定在第二换热管6的内壁上。需要说明的是，以上各部件也可以采用合适的结构冲压而成，以减少焊接工作量。而振动发生器1采用超声波发生器，具有功耗小，结构简单、效果好的特点。其中，第一换热管4中的振动激荡作用最强，用来走易于结垢的介质。
本实施例中的热换器可以用做水冷换热器，即冷却水走第一换热管4，被冷却介质走第二换热管6，冷却水在第一换热管4内折流前进，破坏了层流状态，有利于传热效率的提高。另外第一换热管4和第二换热管6中的介质在超声波的震荡作用下，介质呈较为剧烈的震荡运动状态，增强了传热效率，也阻止了水垢在换热管内壁的附着。
本实施例中的热换器还可以用做蒸汽加热器。蒸汽走第二换热管6，被加热的水走第一换热管4，这样不仅传热效率高，而且由于第一换热4中振动激荡作用最强，不会出现结垢，堵塞换热器的现象。
如图4所示，去掉第二换热管，本实施例中的热换器还可以用做冷凝器换热单元14，进一步地，可以将多个冷凝器单元14组合在一起，放置在一个密封壳体15中，构成大的冷凝冷却器，可以用于蒸汽等气相液体的冷凝，如电厂发电机用的冷凝器。其中，冷却水走第一换热管4，被冷凝气体走密封壳体15。
由以上实施例可以看出，本发明所提供的换热器，包括换热管和振动发生器，该振动发生器的输出端与一振动传递机构固定连接，并将该振动传递机构设置在换热管中。通过振动发生器产生高频振动并将其传递给振动传递机构，带动振动传递机构高频振荡，使得换热管中的热交换介质在流动过程中产生紊流，破坏了热交换介质的层流状态，能够提高热交换的效率，且阻止了热交换介质的结垢，由于不再出现结垢现象，则进一步提高了热交换的效率，并延长了热换器的使用寿命。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种换热器，包括第一换热管，所述第一换热管的一端具有第一进水口，另一端具有第一出水口，其特征在于，还包括一振动发生器，所述振动发生器的输出端与一振动传递机构固定连接，所述振动传递机构设置在所述第一换热管中；所述振动传递机构包括一芯轴，所述芯轴的一端与所述振动发生器的输出端固定连接，另一端与一弹性固定件固定连接；所述芯轴的外壁上具有多个振动片；所述第一换热管的内壁与所述振动片对应的位置处具有轴向凸起结构，所述第一换热管的内壁不与所述振动片对应的位置处具有轴向凹陷结构；还包括第二换热管，设置在所述第一换热管的外侧；所述第二换热管的一端具有第二进水口，另一端具有第二出水口；其中，所述第一进水口和第二出水口同侧设置，所述第一出水口和第二进水口同侧设置。
2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述轴向凸起结构与所述振动片的位置一一对应。
3.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述多个振动片均位于所述芯轴的横截面上，并沿所述芯轴的长度方向均匀分布。
4.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述第二换热管的内壁上具有多个隔挡片。
5.根据权利要求4所述的换热器，其特征在于，所述隔挡片与所述轴向凹陷结构的位置一一对应。
6.根据权利要求5所述的换热器，其特征在于，所述多个隔挡片均位于所述芯轴的横截面上。
7.根据权利要求1-3任一项所述的换热器，其特征在于，所述振动发生器为超声波发生器。
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