CN107121000A - 一种内置换热管高效板翅式换热器 - Google Patents

一种内置换热管高效板翅式换热器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种内置换热管高效板翅式换热器，包括上隔板，下隔板和位于所述上隔板与所述下隔板之间的多个翅片板，相邻翅片板之间设有中间隔板；所述翅片板包括多个等间距排列的翅片组；所述翅片组包括互相平行的第一换热翅片和第二换热翅片。本发明通过提出一种全新的换热翅片形状，增强了流体的扰动及流体对换热翅片的冲击，以达到强化传热的目的。通过加入换热管的辅助换热，并在对其布置进行研究后，提出了最佳的布置型式，进一步增强了流体的扰动及流体对换热结构的冲击，进一步强化传热，提升了设备的换热效率，增大了被换热流体的温降。

Description

一种内置换热管高效板翅式换热器
技术领域
本发明涉及一种内置换热管高效板翅式换热器。
背景技术
换热器是各种动力装置中的重要组成部分，在柴油机、燃气轮机、汽油机等动力设备中应用广泛。由于各类动力装置的工质温度极高，长时间的高温环境不利于设备的良好运行，因此需要使用换热器带走高温介质的热量使其冷却，部分热量还可以作为余热被利用。对动力装置的工质进行降温换热可以有效提高动力装置的工作效率、提高装置的可靠性、改善装置的工作环境、降低事故的发生率。从强化传热的角度而言，流场的传热性能主要取决于流体的扰动及其与换热结构之间的相互作用，因此对于流场换热性能的提升可以从流场本身入手，通过改变换热器的结构来改变流场以达到提升传热效率、提高温降的目的。
发明内容
为提升现有板翅式换热器的换热效率、降低流体温度，本发明提出了一种内置换热管高效板翅式换热器。
本发明采用的技术手段如下：
一种内置换热管高效板翅式换热器，其特征在于，包括上隔板，下隔板和位于所述上隔板与所述下隔板之间的多个翅片板，相邻翅片板之间设有中间隔板；
所述翅片板包括多个等间距排列的翅片组；
所述翅片组包括互相平行的第一换热翅片和第二换热翅片，所述第一换热翅片和所述第二换热翅片的底端之间通过换热翅片底板连接，所述第一换热翅片和所述第二换热翅片均垂直于所述换热翅片底板，所述第二换热翅片的顶端与与其相邻的另外一个翅片组的所述第一换热翅片的顶端之间通过换热翅片顶板连接；
所述第一换热翅片包括多个首尾相连的第一换热翅片单元；
所述第一换热翅片单元由依次连接的位于所述第一换热翅片单元始端的第一小半圆柱面和位于所述第一换热翅片单元终端的第一大半圆柱面组成，所述第一小半圆柱面的开口朝远离同一翅片组的所述第二换热翅片的方向，所述第一大半圆柱面的开口朝同一翅片组的所述第二换热翅片的方向，每个所述第一小半圆柱面所在圆柱面的轴线和每个所述第一大半圆柱面所在圆柱面的轴线位于第一平面内；
所述第二换热翅片包括多个首尾相连的第二换热翅片单元；
所述第二换热翅片单元由依次连接的位于所述第二换热翅片单元始端的第二大半圆柱面和位于所述第二换热翅片单元终端的第二小半圆柱面组成，所述第二大半圆柱面的开口朝同一翅片组的所述第一换热翅片的方向，所述第二小半圆柱面的开口朝远离同一翅片组的所述第一换热翅片的方向，每个所述第二大半圆柱面所在圆柱面的轴线和每个所述第二小半圆柱面所在圆柱面的轴线位于第二平面内；
所述第一小半圆柱面的半径、高分别与所述第二小半圆柱面的半径、高相等；
所述第一大半圆柱面的半径、高分别与所述第二大半圆柱面的半径、高相等；
所述第一平面与所述第二平面互相平行，且之间的垂直距离大于所述第一小半圆柱面的半径(使得下述第一流体通道连通)；
同一翅片组的所述第一换热翅片单元和其所对应的所述第二换热翅片单元之间的所述换热翅片底板上设有多个翅片通孔，所述上隔板，所述下隔板和所述中间隔板上设有与所述翅片通孔相对应的隔板通孔，位于同一直线上的所述翅片通孔和所述隔板通孔内设有同一换热管，所述直线垂直于所述换热翅片底板；
同一翅片组的所述第一换热翅片和所述第二换热翅片之间构成第一流体通道；
所述第二换热翅片与与其相邻的翅片组的所述第一换热翅片之间构成第二流体通道。
同一翅片组的所述第一换热翅片单元和其所对应的所述第二换热翅片单元之间的所述换热翅片底板上设有两个所述翅片通孔，且分别位于所述第一大半圆柱面所在圆柱面的轴线和所述第二大半圆柱面所在圆柱面的轴线上。
所述换热管与所述翅片通孔和所述隔板通孔过盈配合，目的是防止热能流失。
工作状态下，所述换热管内通有冷流体，所述第一流体通道通有热流体，所述第二流体通道通有冷流体。冷、热流体间进行间壁热交换，冷流体带走热流体的热量，实现温度的降低和热量的传递。
本发明的有益效果为：通过提出一种全新的换热翅片形状，增强了流体的扰动及流体对换热翅片的冲击，以达到强化传热的目的。通过加入换热管的辅助换热，并在对其布置进行研究后，提出了最佳的布置型式，进一步增强了流体的扰动及流体对换热结构的冲击，进一步强化传热，提升了设备的换热效率，增大了被换热流体的温降。
基于上述理由本发明可在换热等领域广泛推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的具体实施方式中翅片板的空间结构示意图(换热管只画出位于翅片板内的管段部分)。
图2是本发明的具体实施方式中一种内置换热管高效板翅式换热器的空间结构示意图(未安装换热管)。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和图2所示，一种内置换热管高效板翅式换热器，包括上隔板1，下隔板2和位于所述上隔板1与所述下隔板2之间的两个翅片板3，两个所述翅片板3之间设有中间隔板4；
所述翅片板3包括三个等间距排列的翅片组；
所述翅片组包括互相平行的第一换热翅片31和第二换热翅片32，所述第一换热翅片31和所述第二换热翅片32的底端之间通过换热翅片底板33连接，所述第一换热翅片31和所述第二换热翅片32均垂直于所述换热翅片底板33，所述第二换热翅片32的顶端与与其相邻的另外一个翅片组的所述第一换热翅片31的顶端之间通过换热翅片顶板34连接；
所述第一换热翅片31包括三个首尾相连的第一换热翅片单元；
所述第一换热翅片单元由依次连接的位于所述第一换热翅片单元始端的第一小半圆柱面311和位于所述第一换热翅片单元终端的第一大半圆柱面312组成，所述第一小半圆柱面311的开口朝远离同一翅片组的所述第二换热翅片32的方向，所述第一大半圆柱面312的开口朝同一翅片组的所述第二换热翅片32的方向，每个所述第一小半圆柱面311所在圆柱面的轴线和每个所述第一大半圆柱面312所在圆柱面的轴线位于第一平面内；
所述第二换热翅片32包括三个首尾相连的第二换热翅片单元；
所述第二换热翅片单元由依次连接的位于所述第二换热翅片单元始端的第二大半圆柱面321和位于所述第二换热翅片单元终端的第二小半圆柱面322组成，所述第二大半圆柱面321的开口朝同一翅片组的所述第一换热翅片31的方向，所述第二小半圆柱面322的开口朝远离同一翅片组的所述第一换热翅片31的方向，每个所述第二大半圆柱面321所在圆柱面的轴线和每个所述第二小半圆柱面322所在圆柱面的轴线位于第二平面内；
所述第一小半圆柱面311的半径、高分别与所述第二小半圆柱面322的半径、高相等；
所述第一大半圆柱面312的半径、高分别与所述第二大半圆柱面321的半径、高相等；
所述第一平面与所述第二平面互相平行，且之间的垂直距离大于所述第一小半圆柱面311的半径；
同一翅片组的所述第一换热翅片单元和其所对应的所述第二换热翅片单元之间的所述换热翅片底板33上设有两个翅片通孔，且分别位于所述第一大半圆柱面312所在圆柱面的轴线和所述第二大半圆柱面321所在圆柱面的轴线上，所述上隔板1，所述下隔板2和所述中间隔板4上设有与所述翅片通孔相对应的隔板通孔5，位于同一直线上的所述翅片通孔和所述隔板通孔5内设有同一换热管6，所述直线垂直于所述换热翅片底板33；
同一翅片组的所述第一换热翅片31和所述第二换热翅片32之间构成第一流体通道7；
所述第二换热翅片与与其相邻的翅片组的所述第一换热翅片之间构成第二流体通道8。
所述换热管6与所述翅片通孔和所述隔板通孔5过盈配合。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (3)

1.一种内置换热管高效板翅式换热器，其特征在于，包括上隔板，下隔板和位于所述上隔板与所述下隔板之间的多个翅片板，相邻翅片板之间设有中间隔板；
所述翅片板包括多个等间距排列的翅片组；
所述翅片组包括互相平行的第一换热翅片和第二换热翅片，所述第一换热翅片和所述第二换热翅片的底端之间通过换热翅片底板连接，所述第一换热翅片和所述第二换热翅片均垂直于所述换热翅片底板，所述第二换热翅片的顶端与与其相邻的另外一个翅片组的所述第一换热翅片的顶端之间通过换热翅片顶板连接；
所述第一换热翅片包括多个首尾相连的第一换热翅片单元；
所述第一换热翅片单元由依次连接的位于所述第一换热翅片单元始端的第一小半圆柱面和位于所述第一换热翅片单元终端的第一大半圆柱面组成，所述第一小半圆柱面的开口朝远离同一翅片组的所述第二换热翅片的方向，所述第一大半圆柱面的开口朝同一翅片组的所述第二换热翅片的方向，每个所述第一小半圆柱面所在圆柱面的轴线和每个所述第一大半圆柱面所在圆柱面的轴线位于第一平面内；
所述第二换热翅片包括多个首尾相连的第二换热翅片单元；
所述第二换热翅片单元由依次连接的位于所述第二换热翅片单元始端的第二大半圆柱面和位于所述第二换热翅片单元终端的第二小半圆柱面组成，所述第二大半圆柱面的开口朝同一翅片组的所述第一换热翅片的方向，所述第二小半圆柱面的开口朝远离同一翅片组的所述第一换热翅片的方向，每个所述第二大半圆柱面所在圆柱面的轴线和每个所述第二小半圆柱面所在圆柱面的轴线位于第二平面内；
所述第一小半圆柱面的半径、高分别与所述第二小半圆柱面的半径、高相等；
所述第一大半圆柱面的半径、高分别与所述第二大半圆柱面的半径、高相等；
所述第一平面与所述第二平面互相平行，且之间的垂直距离大于所述第一小半圆柱面的半径；
同一翅片组的所述第一换热翅片单元和其所对应的所述第二换热翅片单元之间的所述换热翅片底板上设有多个翅片通孔，所述上隔板，所述下隔板和所述中间隔板上设有与所述翅片通孔相对应的隔板通孔，位于同一直线上的所述翅片通孔和所述隔板通孔内设有同一换热管，所述直线垂直于所述换热翅片底板；
同一翅片组的所述第一换热翅片和所述第二换热翅片之间构成第一流体通道；
所述第二换热翅片与与其相邻的翅片组的所述第一换热翅片之间构成第二流体通道。
2.根据权利要求1所述的一种内置换热管高效板翅式换热器，其特征在于：同一翅片组的所述第一换热翅片单元和其所对应的所述第二换热翅片单元之间的所述换热翅片底板上设有两个所述翅片通孔，且分别位于所述第一大半圆柱面所在圆柱面的轴线和所述第二大半圆柱面所在圆柱面的轴线上。
3.根据权利要求1或2所述的一种内置换热管高效板翅式换热器，其特征在于：所述换热管与所述翅片通孔和所述隔板通孔过盈配合。
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