CN1037583A - 翅片管式换热除尘元件 - Google Patents

Abstract

用于含尘气体的翅片管式换热除尘元件，是由光 管、固定支承螺丝套和翅片组成。翅片有两种结构： 其一是带有径向为圆肋片和轴向为蝴蝶形肋片的翅 片，其二是带有径向为圆肋片和轴向为八字形肋片的 翅片。本发明强化了翅片管的传热能力，同时具有换 热和除尘的功能。是适用于含尘浓度较高载热气体 的换热除尘元件。

Description

本发明属于热交换元件，特别是适用于含尘载热气体，具有换热和除尘的功能。

现有的翅片管式换热元件，只能应用于比较洁净的气体。在工业生产中，有大量的窑炉、工业锅炉等设备排出的载热气体中含有不用程度的粉尘，在这种场合应用由翅片管式换热元件构成的换热器，这些粉尘会不断地积聚在翅片的表面和管壁上，降低了传热效率，最后使其失去作用。对于这种情况，一般采用降低翅片管式换热元件的翅化比，配备一套复杂的吹灰机构，不断地吹除翅片表面和管壁灰尘的办法。在含尘浓度较高的场合，不得不使用传热效果差的光管作为换热元件，使翅片管式换热元件难以应用于含尘载热气体。

本发明的目的在于提供一种适用于含尘载热气体的有强化传热作用的翅片管式换热除尘元件，防止粉尘沉积于换热表面，使其本身具有换热和除尘的功能。

本发明是这样实现的：在翅片管式换热元件尾部气流回流区的始点设置导流装置，使含尘气体不能进入回流区内。在该区内气体中粉尘颗粒的动能逐渐减小，流速降低并改变方向，产生涡流作用，使粉尘沉积于该区的翅片上。随着粉尘不断的沉积并逐渐向翅片管前部延伸，最后导致翅片管被粉尘覆盖，使传热效率大大降低失去换热作用。由于设置了导流装置-八字形或蝴蝶形轴向肋片，使气流不能进入翅片管尾部粉尘极易沉积的回流区内，从而达到防止粉尘沉积于翅片管上的目的。

本发明的目的可以通过以下措施来达到：用于含尘气体的翅片管式换热除尘元件，是由光管（1）、固定支承螺丝套（2）和翅片组成。其翅片有两种结构：其一是带有蝴蝶形肋片的翅片，它由与光管（1）同心的异型圆串片式或缠绕式径向肋片（4）和能够破坏其尾部气流回流区内的涡流，并且形成两个收尘区的蝴蝶形轴向肋片（3）构成。异型圆串片式或缠绕式径向肋片（4）将气流导至蝴蝶形轴向肋片（3）的两侧槽内，气流在槽内形成涡流，因离心力作用使粉尘沉积在槽壁上形成第一收尘区x，而绕过蝴蝶形轴向肋片（3）的两股气流又在其后部形成涡旋区，由于气流方向的改变，流速的降低，使气体中的粉尘在重力作用下沉积下来，形成第二收尘区y。由该翅片构成的翅片管式换热除尘元件适用于一般含尘气体，也适用于高含尘气体。具有换热和除尘的功能。其二是带有八字形肋片的翅片，它由与光管（1）同心的异型圆串片式或缠绕式径向肋片（4）和能够破坏其尾部气流回流区内的涡流，将气体导至后排翅片管中，防止粉尘在翅片管上聚积的八字形轴向肋片（5）构成。气流冲刷八字形轴向肋片（5）时，由于离心力作用使粉尘与气流分离，在八字形轴向肋片（5）的后部形成涡流，在重力作用下使粉尘沉积下来。由该翅片构成的翅片管式换热除尘元件适用于一般含尘气体。

由于设置了蝴蝶形或八字形两种轴向肋片，增大了气体的紊流作用，从而强化了该换热除尘元件的换热能力。

本发明的目的还可以通过以下措施来达到：蝴蝶形轴向肋片（3）和八字形轴向肋片（5）的起点S是设置在异型圆串片式或缠绕式径向肋片（4）尾部气流回流区的始点，在紊流边界层与管壁分离的地方，即Nuψ在第二个最小值的波谷点上。蝴蝶形轴向肋片（3）的迎风角α＝20～60°。

本发明作为一般换热除尘元件时，含尘载热气体横向掠过该换热除尘元件，冷流体从光管（1）内通过，完成热交换过程。同时还可以在光管（1）内充入适当的换热介质、封闭两端、抽真空后构成热管式换热除尘元件。

本发明的优点是既能强化换热能力，又能妥善地解决翅片管积灰的问题。使应用本发明构成的换热器的单位换热元件传输热量大，可用于含有粉尘的载热气体，特别是采用蝴蝶形肋片构成的翅片管式换热除尘元件，同时具有较好的除尘功能，更适用于含尘浓度高的气体。

附图的图面说明如下：

图1是带蝴蝶形轴向肋片的翅片管式换热除尘元件，图2是带八字形轴向肋片的翅片管式换热除尘元件。图中-→为气流方向。图中与光管（1）同心的径向肋片（4）只画出了异型圆串片一种形式，缠绕式肋片与此同理。

结合附图对本发明的实施例做进一步详述，本实施例为带翅片的热管式换热除尘元件。

根据图1，用于含尘气体的翅片管式换热除尘元件，它由光管（1）、固定支承螺丝套（2）和带有蝴蝶形肋片的翅片组成。带有蝴蝶形肋片的翅片是由与光管（1）同心的异型圆串片式或缠绕式径向肋片（4）和蝴蝶形轴向肋片（3）构成。s为蝴蝶形轴向肋片（3）的起点。α为蝴蝶形轴向肋片（3）的迎风角。图中x区为第一收尘区，y区为第二收尘区。A-A为该换热除尘元件的径向剖面示意图，B-B为该换热除尘元件的轴向剖面示意图。当该翅片管式换热除尘元件做为热管使用时，光管（1）的上端为放热端a，带有翅片的一端为吸热端b。

根据图2，用于含尘气体的翅片管式换热除尘元件，它由光管（1）、固定支承螺丝套（2）和带有八字形肋片的翅片组成。带有八字形肋片的翅片是由与光管（1）同心的异型圆串片式或缠绕式径向肋片（4）和八字形轴向肋片（5）构成。s为八字形轴向肋片（5）的起点。A-A为该换热除尘元件的径向剖面示意图，B-B为该换热除尘元件的轴向剖面示意图。当该翅片管式换热除尘元件做为热管使用时，光管（1）的上端为放热端a，带有翅片的一端为吸热端b。

Claims (5)

1、一种用于含尘气体的翅片管式换热除尘元件，是由光管(1)、固定支承螺丝套(2)等组成。其特征是：翅片有两种结构，其一是带有蝴蝶形肋片的翅片，它由与光管(1)同心的异型圆串片式或缠绕式径向肋片(4)和能够破坏其尾部气流回流区内的涡流，并且形成两个收尘区的蝴蝶形轴向肋片(3)构成，其二是带有八字形肋片的翅片，它由与光管(1)同心的异型圆串片或缠绕式径向肋片(4)和能够破坏其尾部气流回流内的涡流，将气体导至后排翅片管中，防止粉尘在翅片管上聚积的八字形轴向肋片(5)构成。

2、根据权利要求1所述的用于含尘气体的翅片管式换热除尘元件，其特征是：蝴蝶形轴向肋片（3）的起点S是设置在异型圆串片式或缠绕式径向肋片（4）尾部气流回流区的始点，在紊流边界层与管壁分离的地方，即Nuψ在第二个最小值的波谷点上。

3、根据权利要求1所述的用于含尘气体的翅片管式换热除尘元件，其特征是：八字形轴向肋片（5）的起点S是设置在异型圆串片式或缠绕式径向肋片（4）尾部气流回流区的始点，在紊流边界层与管壁分离的地方，即Nuψ在第二个最小值的波谷点上。

4、根据权利要求1所述的用于含尘气体的翅片管式换热除尘元件，其特征是：蝴蝶形轴向肋片（3）的迎风角α＝20～60°。

5、根据权利要求1所述的用于含尘气体的翅片管式换热除尘元件，其特征是：冷流体从光管（1）内通过完成热交换过程，还可以在光管（1）内充入适当的换热介质、封闭两端、抽真空后构成热管式换热除尘元件。