CN109780925A - 一种板翅式换热器挡板喷头结构封头 - Google Patents

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彭翔
李登洪
姜少飞
高启龙
李吉泉
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Zhejiang University of Technology ZJUT
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    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
    • F28F9/0265—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits by using guiding means or impingement means inside the header box
    • F28F9/0268—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits by using guiding means or impingement means inside the header box in the form of multiple deflectors for channeling the heat exchange medium

Abstract

本发明公开了一种板翅式换热器挡板喷头结构封头，包括封头总管、设置在封头总管底部的壳体及设置壳体底部的出口面，所述封头总管底部焊接设置圆环，所述圆环上设有挡板喷头结构，所述挡板喷头结构包括挡板Ⅰ、挡板Ⅱ及挡板Ⅲ，所述挡板Ⅰ设置在挡板Ⅲ的两侧，且挡板Ⅱ设置在挡板Ⅰ与挡板Ⅲ之间的位置。本发明的有益效果如下，通过在总管末端加设挡板喷头结构，使得流入的高压气体能喷射向对应的出口区域，有效提高各出口处的流量分配均匀程度。

Description

一种板翅式换热器挡板喷头结构封头
技术领域
本发明涉及多通道换热器封头结构技术领域，涉及一种板翅式换热器挡板喷头结构封头。
背景技术
板翅式换热器因其结构紧凑、轻巧，传热效率高，适应性强等特点，被广泛应用于空分装备、石油化工、交通设备以及航空航天等众多领域。其中，在空分装备中，板翅式换热器作为冷凝、液化、蒸发等热量交换的关键设备，其换热效率的高低直接决定空分流程中的能耗多少，从而对经济效益产生重要影响。入口流量分配不均是目前板翅式换热器换热效率不高的一个共性问题，通过对封头结构进行创新和改进可以很大程度上改善这一问题。
中国实用新型专利200420042241.4公开了一种均匀导流板翅式换热器封头结构，通过在原始封头内部加设一个孔径不同的打孔挡板，来控制流向封头各出口处的流量大小，使进入换热器内部各层通道的流量尽可能相等，进而提升换热效率，但是由于其挡板安装方式为平行于出口面，导致流体流动阻力变大，进而能量损耗增加，存在一定弊端。
中国实用新型专利201720416089.9公开了一种可均匀分配两相流体的板翅式换热器封头，其根据金字塔原理，在封头内部设置多层导流板，流入的流体经过一级导流板分成两股流向二级导流板，再分成四股、八股、十六股…从各出口处流出，这种结构虽然在一定程度上可以达到均匀分配的效果，但是在经过多级导流之后，流体的压降增大，能量耗损增大，发挥不出最大效果，并且其结构不易生产加工。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种板翅式换热器挡板喷头结构封头，来改善进入换热器内部气体的分配状况，并尽可能减小流动阻力以降低能量耗损。
本发明的技术方案如下：
一种板翅式换热器挡板喷头结构封头，其特征在于，包括封头总管、设置在封头总管底部的壳体及设置壳体底部的出口面，所述封头总管底部焊接设置圆环，所述圆环上设有挡板喷头结构，所述挡板喷头结构包括挡板Ⅰ、挡板Ⅱ及挡板Ⅲ，所述挡板Ⅰ设置在挡板Ⅲ的两侧，且挡板Ⅱ设置在挡板Ⅰ与挡板Ⅲ之间的位置。
所述的一种板翅式换热器挡板喷头结构封头，其特征在于，所述挡板Ⅰ设有两块，且两块挡板Ⅰ与水平线的夹角范围为40-50°。
所述的一种板翅式换热器挡板喷头结构封头，其特征在于，所述挡板Ⅱ设有两块，且两块挡板挡板Ⅱ与水平线的夹角范围为60-70°。
所述的一种板翅式换热器挡板喷头结构封头，其特征在于，所述挡板Ⅲ垂直与水平线，且其截面采用上窄下宽的梯形结构或采用等腰三角形结构。
所述的一种板翅式换热器挡板喷头结构封头，其特征在于，所述挡板Ⅰ与壳体之间的间距、挡板Ⅰ与挡板Ⅱ之间的间距及挡板Ⅱ与挡板Ⅲ之间的间距依次缩小。
所述的一种板翅式换热器挡板喷头结构封头，其特征在于，所述壳体采用倾斜方形壳体，且壳体的两侧与封头总管之间的夹角范围为105-115°。
所述出口面上开设一组出口，且出口的位置分别与挡板Ⅰ与壳体之间的气体流道、挡板Ⅰ与挡板Ⅱ之间的气体流道及挡板Ⅱ与挡板Ⅲ之间的气体流道相对应。
本发明的有益效果如下：
1）本发明通过在总管末端加设挡板喷头结构，使得流入的高压气体能喷射向对应的出口区域，有效提高各出口处的流量分配均匀程度；
2）本发明采用的挡板喷头结构在改善流量分配的同时，有效减小了气体流动阻力，从而降低了能量耗损；
3）本发明采用的挡板喷头结构中的挡板Ⅰ和挡板Ⅱ可根据不同封头各个出口的分布情况对其倾斜角度进行调整，以调整经喷头分流后气体的流动区域，使气体喷向对应的出口区域；
4）本发明采用的倾斜方形壳体，缩小了封头内部气体流动空间，能避免封头内靠近两端处出现涡流，以减小能量耗损；
5）本发明采用的挡板喷头结构更容易生产加工，并且只需要将圆环与封头总管末端进行焊接即可完成安装。
附图说明
图1 为本发明的二维结构示意图；
图2 为本发明挡板喷头结构示意图；
图3 为本发明的三维结构示意图；
图4为本发明的高压气体流动示意图。
图中：1-总管，2-挡板Ⅰ，3-挡板Ⅱ，4-挡板Ⅲ，5-圆环，6-壳体，7-出口面。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明作进一步的描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
参见图1-3，一种板翅式换热器挡板喷头结构封头，包括封头总管1，由两个挡板Ⅰ2、两个挡板Ⅱ 3、一个挡板Ⅲ 4和焊接圆环5组成的挡板喷头结构，以及倾斜方形壳体6和出口面7，挡板喷头结构中的挡板Ⅰ2、挡板Ⅱ3及挡板Ⅲ4与圆环5通过焊接的方式连接，再将圆环5与封头总管1末端进行焊接连接。
挡板Ⅰ2设置在挡板Ⅲ4的两侧，且挡板Ⅱ3设置在挡板Ⅰ2与挡板Ⅲ4之间的位置。
其中，挡板Ⅰ2与水平线的夹角范围为40°-50°，挡板Ⅱ3与水平线夹角范围为60°-70°，挡板Ⅲ垂直与水平线并且其截面采用上窄下宽的梯形结构或采用等腰三角形结构。
挡板Ⅰ2与壳体6之间的间距、挡板Ⅰ2与挡板Ⅱ3之间的间距及挡板Ⅱ3与挡板Ⅲ4之间的间距依次缩小。
壳体6采用倾斜方形壳体，且壳体6的两侧与封头总管1之间的夹角范围为105-115°。
出口面7上开设一组出口，且出口的位置分别与挡板Ⅰ2与壳体6之间的气体流道、挡板Ⅰ2与挡板Ⅱ3之间的气体流道及挡板Ⅱ3与挡板Ⅲ4之间的气体流道相对应。
参见图4本发明通过在封头总管1末端添加一个由五个挡板焊接而成的挡板喷头结构，在应用时，高压气体从封头总管1进入封头内部，被封头总管1末端的挡板喷头结构进行分流，使高压气体被分为六股，分别喷射向对应的出口区域，并且通过设置挡板间距的大小，对每块区域的流量进行控制，使其尽可能达到均匀程度，从而实现各个出口处流量的均匀分配。由于挡板Ⅰ及挡板Ⅱ是倾斜安装，并且对高压气体只进行一次分流，因而最大程度上减小了改进所带来的流动阻力的增加；另外，壳体由平直圆管状改进为倾斜方体状，使封头内部的流动空间缩小，以减少封头内靠近两端处涡流的发生，进一步降低能耗。
本说明书所述的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也仅仅于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (7)

1.一种板翅式换热器挡板喷头结构封头，其特征在于，包括封头总管（1）、设置在封头总管（1）底部的壳体（6）及设置壳体（6）底部的出口面（7），所述封头总管（1）底部焊接设置圆环（5），所述圆环（5）上设有挡板喷头结构，所述挡板喷头结构包括挡板Ⅰ（2）、挡板Ⅱ（3）及挡板Ⅲ （4），所述挡板Ⅰ（2）设置在挡板Ⅲ （4）的两侧，且挡板Ⅱ（3）设置在挡板Ⅰ（2）与挡板Ⅲ（4）之间的位置。
2.根据权利要求1所述的一种板翅式换热器挡板喷头结构封头，其特征在于，所述挡板Ⅰ（2）设有两块，且两块挡板Ⅰ（2）与水平线的夹角范围为40-50°。
3.根据权利要求1所述的一种板翅式换热器挡板喷头结构封头，其特征在于，所述挡板Ⅱ（3）设有两块，且两块挡板Ⅱ（3）与水平线的夹角范围为60-70°。
4.根据权利要求1所述的一种板翅式换热器挡板喷头结构封头，其特征在于，所述挡板Ⅲ（4）垂直与水平线，且其截面采用上窄下宽的梯形结构或采用等腰三角形结构。
5.根据权利要求1所述的一种板翅式换热器挡板喷头结构封头，其特征在于，所述挡板Ⅰ（2）与壳体（6）之间的间距、挡板Ⅰ（2）与挡板Ⅱ（3）之间的间距及挡板Ⅱ（3）与挡板Ⅲ （4）之间的间距依次缩小。
6.根据权利要求1所述的一种板翅式换热器挡板喷头结构封头，其特征在于，所述壳体（6）采用倾斜方形壳体，且壳体（6）的两侧与封头总管（1）之间的夹角范围为105-115°。
7.根据权利要求1所述的一种板翅式换热器挡板喷头结构封头，其特征在于，所述出口面（7）上开设一组出口，且出口的位置分别与挡板Ⅰ（2）与壳体（6）之间的气体流道、挡板Ⅰ（2）与挡板Ⅱ（3）之间的气体流道及挡板Ⅱ（3）与挡板Ⅲ （4）之间的气体流道相对应。
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