CN104296564B - 螺旋缠绕管阵列式换热器 - Google Patents
螺旋缠绕管阵列式换热器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104296564B CN104296564B CN201410606421.9A CN201410606421A CN104296564B CN 104296564 B CN104296564 B CN 104296564B CN 201410606421 A CN201410606421 A CN 201410606421A CN 104296564 B CN104296564 B CN 104296564B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heat exchanger
- tube
- shell
- spiral
- helix
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Abstract
本发明公开了一种螺旋缠绕管阵列式换热器，包括换热器壳体、壳体法兰和壳体接管，换热器壳体内设有分别密封连接两壳体接管的接管弯头，两接管弯头的相对端分别安装有管板，两管板之间固定有换热器管芯；所述换热器管芯包括一层或依次套装的多层螺旋管环束，每层所述螺旋管环束设有若干根单支螺旋管，同一层所述螺旋管环束内相邻两所述单支螺旋管相互嵌插在一起，所述单支螺旋管的两端分别安装在相应的所述管板上；本发明由更多的分散流道组成，流体被扰动效果更加明显，相对不易出现层流；相邻的单支螺旋管可以相互嵌插依靠，起到了支撑作用，避免了额外设置支撑件，降低了材料成本。
Description
技术领域
本发明涉及换热器技术领域，尤其涉及一种螺旋缠绕管阵列式换热器。
背景技术
换热器通过换热管实现管程和壳程内介质之间的热交换，目前使用的换热器主要包括列管式的换热器和螺旋缠绕管式换热器两种，其中螺旋缠绕管结构的换热器比起列管式的换热器其管程和壳程的扰流效果显著，所以换热效率大大提高。螺旋缠绕管式换热器为换热管的多层缠绕结构，在使用过程中为防止换热管的抖振，换热管的相邻层之间以及同一层上的相邻换热管之间都要有固定支撑结构，当需要壳程的流通面积远大于管程时，就需要加大换热管的层间隙以及同一层的管间隙，但加大间隙后导致了两个问题的出现：一是壳程趋近于层流，使得换热效果下降；二是保持间隙用的支撑结构变庞大，制造成本由此变高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种流体分散、扰动效果明显，不易出现层流的螺旋缠绕管阵列式换热器。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：螺旋缠绕管阵列式换热器，包括换热器壳体，所述换热器壳体两端分别设有壳体法兰，所述换热器壳体的侧壁上设有两个壳体接管，所述换热器壳体内设有分别密封连接两所述壳体接管的接管弯头，两所述接管弯头分别安装有管板，两所述管板之间设有换热器管芯；
所述换热器管芯包括一层或依次套装的多层螺旋管环束，每层所述螺旋管环束设有若干根单支螺旋管，同一层所述螺旋管环束内相邻两所述单支螺旋管相互嵌插在一起，所述单支螺旋管的两端分别安装在相应的所述管板上。
作为优选的技术方案，各所述单支螺旋管的螺旋直径、螺距、螺旋数量和长度分别相同。
作为优选的技术方案，所述换热器管芯由多根所述单支螺旋管阵列成圆环形、矩形、平行四边形或多边形。
作为优选的技术方案，各所述单支螺旋管在两所述管板之间呈螺旋线排列设置。
作为优选的技术方案，相邻两层所述螺旋管环束内的所述单支螺旋管螺旋方向相反。
作为对上述技术方案的改进，两所述接管弯头的相对端分别与所述换热器壳体同轴心设置。
由于采用了上述技术方案，螺旋缠绕管阵列式换热器，包括换热器壳体，所述换热器壳体两端分别设有壳体法兰，所述换热器壳体的侧壁上设有两个壳体接管，所述换热器壳体内设有分别密封连接两所述壳体接管的接管弯头，两所述接管弯头分别安装有管板，两所述管板之间设有换热器管芯；所述换热器管芯包括一层或依次套装的多层螺旋管环束，每层所述螺旋管环束设有若干根单支螺旋管，同一层所述螺旋管环束内相邻两所述单支螺旋管相互嵌插在一起，所述单支螺旋管的两端分别安装在相应的所述管板上；本发明的有益效果是：与传统螺旋缠绕管式换热器相比，在换热管直径和壁厚相同以及换热器壳体直径壁厚均相同的前提下，传统螺旋缠绕管式换热器的壳程流道由数个同心环形组成，流体集中，层流现象明显，而螺旋缠绕管阵列式换热器的壳程流道由更多的分散流道组成，流体被扰动效果更加明显，相对不易出现层流；且传统的螺旋缠绕管式换热器，要保持预定的换热管排布，需要在各层换热管之间使用支撑结构，当相邻层间隙较大时，支撑件也是较大，材料成本提高。而在螺旋缠绕管阵列式换热器阵列的结构中，相邻的单支螺旋管可以相互嵌插依靠，起到了支撑作用，避免了额外设置支撑件，降低了材料成本。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是图1的侧视图；
图3是本发明实施例的立体图；
图4是图1的俯视图；
图5是本发明实施例换热器管芯中位于内层反螺旋单支螺旋管的结构示意图；
图6是本发明实施例换热器管芯中位于内层正螺旋单支螺旋管的结构示意图；
图7是本发明实施例内层单支螺旋管的立体结构示意图；
图8是本发明实施例内层螺旋管环束的结构示意图；
图9是图8的俯视图；
图10是本发明实施例换热器管芯中位于外层正螺旋单支螺旋管的结构示意图；
图11是本发明实施例换热器管芯中位于外层反螺旋单支螺旋管的结构示意图；
图12是本发明实施例外层单支螺旋管的立体结构示意图；
图13是本发明实施例外层螺旋管环束的结构示意图；
图14是图13的俯视图；
图15是图8和图13组合后形成换热器管芯的结构示意图；
图16是图15的俯视图；
图17是本发明实施例换热器管芯为多边形结构的示意图；
图18是本发明实施例换热器管芯为多边形结构的立体图；
图19是本发明实施例换热器管芯为平行四边形结构的示意图；
图20是本发明实施例换热器管芯为平行四边形结构的立体图；
图21是本发明实施例换热器管芯为正方形结构的示意图；
图22是本发明实施例换热器管芯为正方形结构的立体图；
图中：1-换热器壳体；2-壳体法兰；3-壳体接管；4-接管法兰；5-接管弯头；6-管板；7-换热器管芯；71-螺旋管环束；72-单支螺旋管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
如图1、图2、图3和图4所示，螺旋缠绕管阵列式换热器，包括用于流通第一换热介质用的换热器壳体1，所述换热器壳体1两端分别设有壳体法兰2，所述换热器壳体1的侧壁上设有两个壳体接管3，所述壳体接管3用于连接第二换热介质的循环管路，两所述壳体接管3端口分别设有接管法兰4，所述换热器壳体1内设有分别密封连接两所述壳体接管3的接管弯头5，两所述接管弯头5的相对端分别安装有管板6，两所述接管弯头5的相对端分别与所述换热器壳体1同轴心设置，两所述管板6之间设有换热器管芯7。
如图15和图16所示，所述换热器管芯7包括一层或依次套装的多层螺旋管环束71，每层所述螺旋管环束71设有若干根单支螺旋管72，同一层所述螺旋管环束71内相邻两所述单支螺旋管72相互嵌插在一起，即同一层所述螺旋管束71内的相邻两所述单支螺旋管72的螺旋环交叉叠加设置，以增加每层所述单支螺旋管72的数量，有助于提高换热效率。所述单支螺旋管72的两端分别安装在相应的所述管板6上，相邻两层所述螺旋管环束71内的单支螺旋管72的螺旋方向相反。
本实施例以两层螺旋管环束71的换热器管芯7为例介绍说明本其结构，如图5、图6、和图7所示，为位于内层的所述螺旋管环束71内单支螺旋管72的结构示意图，而图8和图9为内层所述螺旋管环束71的结构示意图。如图10、图11和图12所示，为位于内层的所述螺旋管环束71内单支螺旋管72的结构示意图，而图13和图14为内层所述螺旋管环束71的结构示意图，由此可见，各所述单支螺旋管72的螺旋直径、螺距、螺旋数量和长度分别相同，各所述单支螺旋管72在两所述管板6之间呈螺旋线排列设置。当然实际的换热器并不仅仅局限于两层螺旋管环束71，可以根据换热器直径的大小设置更多层的螺旋管环束71。
本实施例的所述螺旋管环束71为圆环形，当然也可以根据换热器壳体1的实际结构，使所述换热器管芯由多根所述单支螺旋管72阵列成矩形结构、如图19和图20所示的平行四边形结构、如图17和图18所示的多边形结构或如图21和图22所示的正方形结构等。该结构与传统的螺旋缠绕换热器的不同点为：本实施例的阵列式换热器的单支螺旋管72螺旋缠绕后，相互嵌插组成一层螺旋管束，这些换热管之间是非同圆心的，而形成的管束与管束之间，管束与壳体之间是同圆心的。传统的换热器，所有换热管的螺旋缠绕为同圆心的。这样结构的结构特点为：换热管排布更加复杂，形成更多的分散流道，扰流作用更加突出，明显优于传统的螺旋缠绕换热器。
以圆环型的螺旋管环束71的换热器为例，与传统的螺旋管结构的换热器相比，在换热管直径和壁厚相同以及换热器壳体1直径壁厚均相同的前提下，传统结构的换热器的壳程流道由数个环形组成，流体集中，层流现象明显，而且要保持预定的换热管排布，需要在各层换热管之间使用支撑结构，当相邻层间隙较大时，支撑件也是较大，材料成本提高。而本实施例的壳程流道由更多的分散流道组成，流体被扰动效果明显，相对不易出现层流，而且相邻的单支螺旋管72相互嵌插依靠，起到了支撑作用，这可以节省支撑件，降低了材料成本。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
Claims (7)
1.螺旋缠绕管阵列式换热器，包括换热器壳体，所述换热器壳体两端分别设有壳体法兰，所述换热器壳体的侧壁上设有两个壳体接管，其特征在于：所述换热器壳体内设有分别密封连接两所述壳体接管的接管弯头，两所述接管弯头分别安装有管板，两所述管板之间设有换热器管芯；
所述换热器管芯包括一层或依次套装的多层螺旋管环束，每层所述螺旋管环束设有若干根单支螺旋管，同一层所述螺旋管环束内相邻两所述单支螺旋管相互嵌插在一起，所述单支螺旋管的两端分别安装在相应的所述管板上。
2.如权利要求1所述的螺旋缠绕管阵列式换热器，其特征在于：各所述单支螺旋管的螺旋直径、螺距、螺旋数量和长度分别相同。
3.如权利要求1所述的螺旋缠绕管阵列式换热器，其特征在于：所述换热器管芯由多根所述单支螺旋管阵列成圆环形或多边形。
4.如权利要求3所述的螺旋缠绕管阵列式换热器，其特征在于：所述换热器管芯由多根所述单支螺旋管阵列成矩形或平行四边形。
5.如权利要求1所述的螺旋缠绕管阵列式换热器，其特征在于：各所述单支螺旋管在两所述管板之间呈螺旋线排列设置。
6.如权利要求5所述的螺旋缠绕管阵列式换热器，其特征在于：相邻两层所述螺旋管环束内的所述单支螺旋管螺旋方向相反。
7.如权利要求1至6任一权利要求所述的螺旋缠绕管阵列式换热器，其特征在于：两所述接管弯头的相对端分别与所述换热器壳体同轴心设置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410606421.9A CN104296564B (zh) | 2014-10-31 | 2014-10-31 | 螺旋缠绕管阵列式换热器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410606421.9A CN104296564B (zh) | 2014-10-31 | 2014-10-31 | 螺旋缠绕管阵列式换热器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104296564A CN104296564A (zh) | 2015-01-21 |
| CN104296564B true CN104296564B (zh) | 2016-05-11 |
Family
ID=52316401
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410606421.9A Active CN104296564B (zh) | 2014-10-31 | 2014-10-31 | 螺旋缠绕管阵列式换热器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104296564B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105841517A (zh) * | 2015-11-18 | 2016-08-10 | 瞿云亮 | 一种多用途温差转换装置 |
| CN107023418A (zh) * | 2017-06-07 | 2017-08-08 | 西北工业大学 | 一种带有螺旋管束回热器的斯特林发电机 |
| CN108981423A (zh) * | 2018-09-13 | 2018-12-11 | 上海核工程研究设计院有限公司 | 一种缠绕管式换热组件 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1118679A (en) * | 1965-01-28 | 1968-07-03 | Babcock & Wilcox Ltd | Improvements in or relating to heat exchangers |
| DE1907881A1 (de) * | 1969-02-17 | 1970-09-03 | Becker Dr Ing Kurt | Flache Rohrlagenwicklungen fuer Kreuzstrom-Waermeaustauscher |
| CN201173719Y (zh) * | 2008-01-31 | 2008-12-31 | 安永国 | 螺旋螺纹缠绕式换热器 |
| CN202074855U (zh) * | 2011-05-22 | 2011-12-14 | 王蓉兰 | 螺旋管换热器 |
| CN103123230A (zh) * | 2011-11-17 | 2013-05-29 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 用于汽车空调设备的热交换器 |
| CN203489738U (zh) * | 2013-08-02 | 2014-03-19 | 张明辉 | 不锈钢螺旋缠绕管式冷却器 |
| CN203518701U (zh) * | 2013-10-24 | 2014-04-02 | 山东豪迈机械制造有限公司 | 新型安全换热器 |
| CN204202443U (zh) * | 2014-10-31 | 2015-03-11 | 山东豪迈机械制造有限公司 | 螺旋缠绕管阵列式换热器 |
-
2014
- 2014-10-31 CN CN201410606421.9A patent/CN104296564B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1118679A (en) * | 1965-01-28 | 1968-07-03 | Babcock & Wilcox Ltd | Improvements in or relating to heat exchangers |
| DE1907881A1 (de) * | 1969-02-17 | 1970-09-03 | Becker Dr Ing Kurt | Flache Rohrlagenwicklungen fuer Kreuzstrom-Waermeaustauscher |
| CN201173719Y (zh) * | 2008-01-31 | 2008-12-31 | 安永国 | 螺旋螺纹缠绕式换热器 |
| CN202074855U (zh) * | 2011-05-22 | 2011-12-14 | 王蓉兰 | 螺旋管换热器 |
| CN103123230A (zh) * | 2011-11-17 | 2013-05-29 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 用于汽车空调设备的热交换器 |
| CN203489738U (zh) * | 2013-08-02 | 2014-03-19 | 张明辉 | 不锈钢螺旋缠绕管式冷却器 |
| CN203518701U (zh) * | 2013-10-24 | 2014-04-02 | 山东豪迈机械制造有限公司 | 新型安全换热器 |
| CN204202443U (zh) * | 2014-10-31 | 2015-03-11 | 山东豪迈机械制造有限公司 | 螺旋缠绕管阵列式换热器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104296564A (zh) | 2015-01-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104296564B (zh) | 螺旋缠绕管阵列式换热器 | |
| CN203534312U (zh) | 具核心隔热管路、辅助导热结构及u型环布管路的管体 | |
| CN103344139B (zh) | 螺旋缠绕管浮头式换热器 | |
| CN102052865A (zh) | 内设u型核心管及环布管的导温柱体 | |
| CN103411454A (zh) | 一种外凸式波节管错位布置的管式换热器 | |
| CN205102643U (zh) | 一种搭接式三螺旋折流板换热器 | |
| CN209655859U (zh) | 一种换热组件及高效换热器 | |
| CN204202443U (zh) | 螺旋缠绕管阵列式换热器 | |
| CN203454896U (zh) | 螺旋交叉折流板支撑高效管换热器 | |
| CN204665975U (zh) | 多介质绕管换热器 | |
| CN107270741B (zh) | 多股流异径管绕管式换热器 | |
| CN107270744A (zh) | 高效同轴套管换热器 | |
| CN105202948A (zh) | 一种逆流型螺旋折流板u型管束换热器 | |
| CN207147275U (zh) | 多股流异径管绕管式换热器 | |
| CN210718752U (zh) | 变螺距绕管式换热器 | |
| CN202532953U (zh) | 喷流管和具有其的喷流换热器 | |
| CN204388658U (zh) | 一种换热效率高的绕管式换热器 | |
| CN103278033B (zh) | 高效节能换热器 | |
| CN103292618A (zh) | 一种热交换器 | |
| CN104251633A (zh) | 扭齿翅片管及其翅片管换热管束 | |
| CN204987952U (zh) | 1000mw核主泵用新缠绕方式的绕管式高压冷却器 | |
| CN202329347U (zh) | 深冷液体平板式空浴汽化器 | |
| CN108801000A (zh) | 多股流绕管式换热器的管程进出口连接管结构 | |
| CN209043103U (zh) | 锯齿状换热管板 | |
| CN204007276U (zh) | 扭齿翅片管及其翅片管换热管束 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Spiral wound tube array heat exchanger Effective date of registration: 20211213 Granted publication date: 20160511 Pledgee: China Construction Bank Corporation Gaomi sub branch Pledgor: HIMILE MECHANICAL MANUFACTURING Co.,Ltd. Registration number: Y2021980014729 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20230406 Granted publication date: 20160511 Pledgee: China Construction Bank Corporation Gaomi sub branch Pledgor: HIMILE MECHANICAL MANUFACTURING Co.,Ltd. Registration number: Y2021980014729 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Spiral wound tube array heat exchanger Effective date of registration: 20230427 Granted publication date: 20160511 Pledgee: China Construction Bank Corporation Gaomi sub branch Pledgor: HIMILE MECHANICAL MANUFACTURING Co.,Ltd. Registration number: Y2023980039429 |