CN105928394A - 一种层叠式翅片管换热器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种层叠式翅片管换热器，包括多个换热单元、液体进口总管、液体出口总管、若干弯管、侧板、支撑管板、上风道、下风道和风道方法兰，所述换热单元包括若干根翅片管和外壳，各个换热单元之间通过焊接所述外壳来相互固定，所述多个换热单元构成换热器主体，位于所述换热器主体底部的换热单元的翅片管与所述液体进口总管相连接，位于所述换热器主体顶部的换热单元的翅片管与所述液体出口总管相连接，所述换热器主体上下两端各焊接一个支撑管板，所述侧板焊接在所述换热器主体的两侧，所述侧板与所述上风道以及所述下风道之间均设置有所述风道方法兰。本发明实施方式提供的一种层叠式翅片管换热器，能够降低生产设计成本，提高生产效率。

Description

一种层叠式翅片管换热器
技术领域
本发明涉及换热器领域，尤其涉及一种层叠式翅片管换热器。
背景技术
换热器发展至今已有上百年历史，其在国民经济的诸多领域有着广泛应用，如食品、制药、石油化工、空调、动力、冶金、轻工等行业。我国是世界最重要的换热、散热、冷却设备市场，据统计，在现代化工产业设备的投资比重中换热器的投资比重高达30％，在炼油工业中换热器占全部生产设备总数的40％，海水淡化工艺装置几乎全部由换热器构成。
翅片管换热器中所用到的翅片管，是在原有的普通换热管上加装翅片较为密集的翅片，使得换热管外表面的传热面积得到极大提升。在进行换热时，由于气体侧的换热系数远低于液体侧，其限制着换热器的整体换热能力。气体侧传热能力成为换热器总传热能力的短板，通过加装翅片来增大气体侧的传热面积提高换热器的总传热能力。翅片管换热器几乎适用于所有的气液换热场合，因此其在化工生产中有着广泛的应用。
尽管翅片管换热器在众多领域有着广泛应用，但由于制造换热器是纯机械生产，需根据不同的工艺流程要求进行单独设计和加工，甚至在相同工艺流程中由于产量的不同也需单独设计。由于需对不同工艺流程要求的换热器设备进行单独设计，加之换热器使用之广泛、数目之多，导致换热器的设计、加工工作量大大增加，没有批量生产的优势，因此急需对现有的换热器结构进行优化改进，以降低生产设计成本，提高生产效率。
发明内容
本发明实施方式的目的在于提供一种层叠式翅片管换热器，能够降低生产设计成本，提高生产效率。
为实现上述目的，本发明实施方式提供了一种层叠式翅片管换热器，包括多个换热单元、液体进口总管、液体出口总管、若干弯管、侧板、支撑管板、上风道、下风道和风道方法兰，其中，所述换热单元包括若干根翅片管和外壳，各个换热单元之间通过焊接所述外壳来相互固定，所述多个换热单元构成换热器主体，位于所述换热器主体底部的换热单元的翅片管与所述液体进口总管相连接，位于所述换热器主体顶部的换热单元的翅片管与所述液体出口总管相连接，所述换热器主体上下两端各焊接一个支撑管板，其中，上端支撑管板与所述上风道相连接，下端支撑管板与所述下风道相连接，所述侧板焊接在所述换热器主体的两侧，所述侧板与所述上风道以及所述下风道之间均设置有所述风道方法兰。
进一步地，所述外壳包括折弯板，所述折弯板的折弯长度大于或者等于30mm并且所述折弯向内弯折，所述折弯板上开有连接圆孔，所述翅片管通过所述连接圆孔连接在所述折弯板上，所述翅片管伸出所述折弯板的长度大于或者等于60mm。
进一步地，所述换热单元包括上下两排翅片管，所述两排翅片管之间呈交错排列。
进一步地，所述支撑管板包括4块不开孔的折弯板，其中两块折弯板焊接在所述换热器主体的最上端，另外两块折弯板焊接在所述换热器主体的最下端。
进一步地，相邻换热单元的翅片管之间通过所述弯管相连接，形成液体流动通道。
进一步地，所述外壳和所述侧板接在一起形成供气体流动的矩形通道。
进一步地，所述侧板的厚度大于或者等于6mm。
相对于传统的翅片管式换热器，本发明的层叠式翅片管换热器具有如下优点：
(1)本发明的层叠式翅片管换热器可以实现模块化设计和生产，只需根据不同的工艺要求确定所需换热单元的数量，可大大降低翅片管换热器的生产设计成本，可大幅度提高翅片管换热器的生产效率、缩短其生产周期；
(2)传统的翅片管换热器制造完成出厂后便为完整换热器，若翅片管换热器的尺寸较大，其运输则较为困难。相比于传统的翅片管换热器，本发明的层叠式翅片管换热器制造出厂后为若干换热单元，单个换热单元体积相对较小，且为散装结构，其运输相比于传统翅片管换热器更为方便；
(3)本发明的层叠式翅片管换热器在现场安装时为若干换热单元，在安装现场将换热单元一层层进行组焊，构成翅片管换热器整体，因此其安装相比于传统翅片管换热器更为方便简易。
附图说明
图1为本发明中层叠式翅片管换热器的整体结构示意图。
图2为本发明中单个换热单元的内部结构示意图。
图3为本发明中层叠式翅片管换热器的气体和液体流动方向示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施方式，都应当属于本申请保护的范围。
如图1所示，所述层叠式翅片管换热器包括多个换热单元1、液体进口总管4、液体出口总管2、若干弯管3、侧板6、支撑管板9、上风道5、下风道8和风道方法兰7。
所述换热单元1的结构如图2所示，一个换热单元1包括若干根翅片管10和外壳11。换热单元的外壳11包括两块折弯板，折弯板上开有若干连接圆孔(未示出)，连接圆孔的大小可以根据选定的换热管确定。散装翅片焊接在换热管上从而组成翅片管10，翅片管的一端从第一块折弯板的连接圆孔穿过并伸出至少60mm的距离，另一端从第二块折弯板对应位置的连接圆孔同样伸出至少60mm的距离，这样便可以将翅片管10与两块折弯板相互连接固定。若干根翅片管10与折弯板之间按上述形式相连，构成一个换热单元。一个换热单元1内有上下两排翅片管，两排翅片管呈交错排列。交错排列相对于顺排排列可以有效减少换热器所占体积，并且可以提高换热器的紧凑性。
所述换热器主体由若干换热单元1组成，换热单元个数可根据实际提出的传热要求计算得出。换热单元1一层层堆叠在一起，第一个换热单元平放在最下方，第二个换热单元对齐平放在前一个换热单元上，换热单元之间通过焊接换热单元的外壳来实现相互固定，第三个换热单元对齐平放在第二个换热单元上并通过焊接与前两个换热单元相固定，换热单元按此形式一层层连续堆叠焊接成一个整体，构成换热器主体。
所述换热器主体焊接好后，在换热器主体上下两端焊接支撑管板9，保证有足够的空间来完成液体进口总管4和液体出口总管2的焊接安装，防止其与风道方法兰7在空间安排上存在冲突。支撑管板9为四块折弯板，四块折弯板分别与最底层和最上层换热单元的外壳对齐并焊接在一起，构成一个整体结构。
所述换热器主体与支撑管板9焊接好后，在换热器主体两侧焊接两块侧板6，换热单元的外壳11和侧板6连接在一起形成矩形通道，矩形通道即为气体在换热器内部的流动通道。所述侧板的厚度大于或者等于6mm。最上方的换热单元与最下方的换热单元分别与上下风道相连接，构成完整的气体流动通道。最底层换热单元的第一层翅片管一侧与液体进口总管4相连接，另一侧与弯管3相连，弯管3的另一端连接到第二层翅片管上，第二层换翅片管另一侧再通过弯管连接到第二层换热单元放的第一层翅片管上，如此往复下去，构成换热器内部液体流动通道，液体流动通道呈“S”型上升。最上层换热单元的第二层翅片管未与弯管相连接的那一侧可以与液体出口管2相连接，形成完整的液体流动通道。
所述层叠式翅片管换热器工作时，液体由液体进口总管4进入换热器，流经最底层换热单元1的第一层翅片管，在泵压力的推动下，流经弯管3进入第二层翅片管内。从第二层翅片管另一端流出，再次进入弯管，在压力推动下进入下一层换热单元的第一层翅片管内，按此形式一层层往复流动，液体呈“S”型向上流动。液体在翅片管内流动时，通过管壁和翅片与空气间接接触换热，最后从最上层换热单元翅片管流出到液体出口总管内，流出换热器。气体由上风道5进入换热器，沿着矩形通道由上往下流动，在换热器主体内部与翅片管直接接触，进行换热，换热后的气体进入下风道8，然后离开换热器。
由上述本申请实施方式可见，相对于传统的翅片管式换热器，本发明的层叠式翅片管换热器具有如下优点：
(1)本发明的层叠式翅片管换热器可以实现模块化设计和生产，只需根据不同的工艺要求确定所需换热单元的数量，可大大降低翅片管换热器的生产设计成本，可大幅度提高翅片管换热器的生产效率、缩短其生产周期；
(2)传统的翅片管换热器制造完成出厂后便为完整换热器，若翅片管换热器的尺寸较大，其运输则较为困难。相比于传统的翅片管换热器，本发明的层叠式翅片管换热器制造出厂后为若干换热单元，单个换热单元体积相对较小，且为散装结构，其运输相比于传统翅片管换热器更为方便；
(3)本发明的层叠式翅片管换热器在现场安装时为若干换热单元，在安装现场将换热单元一层层进行组焊，构成翅片管换热器整体，因此其安装相比于传统翅片管换热器更为方便简易。
上面对本申请的各种实施方式的描述以描述的目的提供给本领域技术人员。其不旨在是穷举的、或者不旨在将本发明限制于单个公开的实施方式。如上所述，本申请的各种替代和变化对于上述技术所属领域技术人员而言将是显而易见的。因此，虽然已经具体讨论了一些另选的实施方式，但是其它实施方式将是显而易见的，或者本领域技术人员相对容易得出。本申请旨在包括在此已经讨论过的本发明的所有替代、修改、和变化，以及落在上述申请的精神和范围内的其它实施方式。
本说明书中的各个实施方式均采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。
虽然通过实施方式描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请的精神。

Claims (7)

1.一种层叠式翅片管换热器，其特征在于，包括多个换热单元(1)、液体进口总管(4)、液体出口总管(2)、若干弯管(3)、侧板(6)、支撑管板(9)、上风道(5)、下风道(8)和风道方法兰(7)，其中，所述换热单元(1)包括若干根翅片管(10)和外壳(11)，各个换热单元(1)之间通过焊接所述外壳(11)来相互固定，所述多个换热单元(1)构成换热器主体，位于所述换热器主体底部的换热单元的翅片管与所述液体进口总管(4)相连接，位于所述换热器主体顶部的换热单元的翅片管与所述液体出口总管(2)相连接，所述换热器主体上下两端各焊接一个支撑管板(9)，其中，上端支撑管板与所述上风道(5)相连接，下端支撑管板与所述下风道(8)相连接，所述侧板(6)焊接在所述换热器主体的两侧，所述侧板(6)与所述上风道(5)以及所述下风道(8)之间均设置有所述风道方法兰。
2.根据权利要求1所述的一种层叠式翅片管换热器，其特征在于，所述外壳(11)包括折弯板，所述折弯板的折弯长度大于或者等于30mm并且所述折弯向内弯折，所述折弯板上开有连接圆孔，所述翅片管(10)通过所述连接圆孔连接在所述折弯板上，所述翅片管(10)伸出所述折弯板的长度大于或者等于60mm。
3.根据权利要求1所述的一种层叠式翅片管换热器，其特征在于，所述换热单元(1)包括上下两排翅片管，所述两排翅片管之间呈交错排列。
4.根据权利要求1所述的一种层叠式翅片管换热器，其特征在于，所述支撑管板(9)包括4块不开孔的折弯板，其中两块折弯板焊接在所述换热器主体的最上端，另外两块折弯板焊接在所述换热器主体的最下端。
5.根据权利要求1所述的一种层叠式翅片管换热器，其特征在于，相邻换热单元的翅片管之间通过所述弯管(3)相连接，形成液体流动通道。
6.根据权利要求1所述的一种层叠式翅片管换热器，其特征在于，所述外壳(11)和所述侧板(6)连接在一起形成供气体流动的矩形通道。
7.根据权利要求1所述的一种层叠式翅片管换热器，其特征在于，所述侧板(6)的厚度大于或者等于6mm。
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