CN110207525A - 一种带蜂巢结构的换热管 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种带蜂巢结构的换热管，包括承压圆管、连接肋片和蜂巢结构，承压圆管内部中空形成介质流动通道，均布在承压圆管的外圈且沿承压圆管径向呈放射状布置，蜂巢结构包括若干个结构单元，结构单元的横截面为六边形结构，结构单元沿承压圆管外圆面呈径向分布，结构单元由挡板组合而成，相邻结构单元连接处采用同一挡板连接，结构单元的顶部还开设有可贯通蜂巢结构内部的对流孔。本发明能够大大增加换热管与空气之间的接触面积，使气流在整个蜂巢结构内流动，强化了热量的传导，使得换热效果大大增强，换热效率大大提高。

Description

一种带蜂巢结构的换热管
技术领域
本发明涉及气化器技术领域，尤其涉及一种带蜂巢结构的换热管。
背景技术
气化器是将低温液态气体(LNG、LO2、LN2、LAr、LCO2等)通过与空气进行热交换，气化成一定温度的气体的装置。主要分为空温式，水浴式以及电加热式三种类型。空温式星型翅片管气化器是利用大气环境中自然对流的空气作为热源，通过导热性良好的铝合金制星型翅片管与低温液体进行热交换并使其气化成一定温度气体的一类低温换热器，由翅片管与芯管组成，翅片管与芯管通过胀接联接成过盈配合，以减少接触热阻。空温式气化器主要是利用大气环境作为热源与空气进行换热，无需额外的动力或能量消耗，可以大幅降低供气系统的能源和动力消耗，此外，还具有无污染、结构简单、制造和使用方便等优点。由于这些优点，使空温式气化器得到广泛的应用。空温式气化器是一种低温液体气化器，其结构主要是由星型管，连接弯管，进出口连接件，支架，底脚板，避雷带以及运输框架等组成。空温式气化器中LNG的气化过程是一个以沸腾换热为主的传热传质过程。
目前市场上用得比较多的换热管主要是8根翅或者12根翅的星型管，组合成空温式气化器以后，在使用的过程中，会存在结冰，结霜等缺陷，严重影响气化器与外界的热交换，导致换热效果不佳，换热效率不高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中换热管换热效果不佳，换热效率低，容易在翅片管表面结冰、结霜等技术问题，本发明提供一种带蜂巢结构的换热管，不仅可有效增大换热管与空气接触面积，而且在每个结构单元上设有对流孔，便于气流在翅片管周围流动，同时考虑传热系数，有效强化了换热管的换热效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种带蜂巢结构的换热管，包括承压圆管、连接肋片和蜂巢结构，承压圆管内部中空形成介质流动通道，连接肋片数量至少为两片并且以承压圆管的中心线为中心呈放射状均匀间隔固定在承压圆管的外圆面上，所述的蜂巢结构连接在相邻两片连接肋片之间。连接肋片可在装配时起到支撑以及在工作中传热的作用，连接肋片高度优选为 150mm至300mm，厚度为3mm至5mm。相邻两片连接肋片之间的蜂巢结构相同，蜂巢结构总体高度小于或等于连接肋片的高度，高度优选为150mm至300mm。所述的蜂巢结构包括若干个结构单元，结构单元的横截面为六边形结构，所述结构单元沿承压圆管外圆面呈径向分布，所述的结构单元由挡板组合而成，相邻结构单元连接处采用同一挡板连接，所述的结构单元的顶部还开设有可贯通蜂巢结构内部的对流孔。
为了使气流能在每个蜂巢结构内流动，合理设计了对流孔的排布和结构单位的排布，使蜂巢结构成为一种金属网状结构，由外到内，为换热提供了流动通道。每个结构单元与承压圆管最近侧侧面为底面、最远侧侧面为顶面，每个蜂巢结构内的结构单元中，沿承压圆管径向、具有对流孔的结构单元以承压圆管中心为中心呈放射状连线分布并与不具备对流孔的结构单元呈间隔分布；具有对流孔的结构单元的对流孔开设在结构单元的底面和顶面上，并沿结构单元轴向排列。
进一步的，每个结构单元的顶面边长大于底面边长，即沿承压圆管径向，结构单元的边长是依次增大的，换热管与空气的接触面积也逐渐增大。
优选的。所述的同一结构单元同一侧面上的对流孔之间的间距为20mm至30mm。
优选的，所述的对流孔为圆形孔，圆形孔直径为2mm至6mm。
优选的，所述的对流孔设计为正六边形孔，正六边形孔边长为2mm至6mm。
优选的，挡板厚度为1mm至2mm，挡板边长范围优选为2mm至20mm。
本发明的有益效果是，本发明提供的一种带蜂巢结构的换热管，通过在连接肋片之间增设蜂巢结构，当换热管在与气体进行自然对流换热时，蜂巢结构中的结构单元能够大大增加换热管与空气之间的接触面积，而且在蜂巢的结构单元顶部开有小孔，可以使气流在整个蜂巢结构内流动，另外，蜂巢的设计形式，因为金属网状结构由外到内，强化了热量的传导，使得换热效果大大增强，换热效率大大提高。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明最优实施例的立体图。
图2是本发明最优实施例的结构示意图。
图3是图2的缩小侧视图。
图中1、承压圆管2、连接肋片3、蜂巢结构4、结构单元5、挡板6、对流孔7、介质流动通道。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1至图3所示的一种带蜂巢结构的换热管，是本发明最优实施例，包括承压圆管1、连接肋片2和蜂巢结构3，承压圆管1内部中空形成介质流动通道7，连接肋片2数量为四片，均布在承压圆管1的外圈且沿承压圆管1径向呈放射状布置。相邻的两片连接肋片2之间的夹角为90°，连接肋片2高度设置为150mm。承压圆管1、连接肋片2和蜂巢结构3为整体结构，均可采用铝合金或者铜合金材质制成。
所述的蜂巢结构3连接在相邻两片连接肋片2之间，相邻两片连接肋片2 之间的蜂巢结构3相同。所述的蜂巢结构3包括若干个结构单元4。蜂巢结构3 总体高度小于连接肋片2的高度。结构单元4的横截面为六边形结构，所述结构单元4沿承压圆管1外圆面呈径向分布，所述的结构单元4由挡板5组合而成，相邻结构单元4连接处采用同一挡板5连接，即通过挡板5将结构单元4 连接成一体，有效保证了六边形结构单元4的稳固性。每个结构单元4的顶面边长大于底面边长，即沿承压圆管1径向，结构单元4的边长是依次增大的，依次增大为按一定的比例增加。挡板5边长优选为2mm至20mm，挡板5厚度优选为1mm。
所述的结构单元4的顶部还开设有可贯通蜂巢结构3内部的对流孔6，由外到内，为换热提供了流动通道。所述的对流孔6设计为正六边形孔，正六边形孔边长为2mm至6mm。每个结构单元4与承压圆管1最近侧侧面为底面、最远侧侧面为顶面，每个蜂巢结构3内的结构单元4中，沿承压圆管1径向、具有对流孔6的结构单元4以承压圆管1中心为中心呈放射状连线分布并与不具备对流孔6的结构单元4呈间隔分布；具有对流孔6的结构单元4的对流孔6开设在结构单元4的底面和顶面上，并沿结构单元4轴向排列。对流孔6的开孔边长也是从内向外以等差数列递增的。结构单元4最里面一侧底面的对流孔6边长可优选为2mm，最外层顶面的对流孔6的边长为6mm。每个结构单元4顶部的对流孔6相邻两孔之间间距为20mm。
在使用中，换热介质在介质流动通道7内流动并通过承压圆管1、连接肋片 2和蜂巢结构3与空气进行换热。传统的换热管为了提高工作效率，大部分是通过增加换热面积来实现的，比如把连接肋片2做成波纹状，或者螺旋状等等，本发明是通过在承压圆管1外面加上蜂巢结构3。蜂巢结构3的存在，换热管在与气体进行自然对流换热时，蜂巢结构3中的结构单元4能够大大增加换热管与空气之间的接触面积，而且蜂巢结构3中结构单元4顶部开有对流孔6，当空气进入蜂巢结构3，由于结构单元4上对流孔6的存在，气流在蜂巢结构3内循环流动。另外，采用蜂巢结构3的金属网状结构由外到内，强化了热量的传导。蜂巢结构3、对流孔6和连接肋片2这三者相结合，使得换热面积大大增大，换热效果大大增强，换热效率大大提高。与其他换热管相比，由于蜂巢结构3的金属网状结构设计，管内热量传导速度快，可克服结冰、结霜等条件，避免影响气化器与外界的热交换，与其他换热管相比，本发明导致换热效果良好，换热效率提升显著。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种带蜂巢结构的换热管，其特征在于：包括承压圆管(1)、连接肋片(2)和蜂巢结构(3)，承压圆管(1)内部中空形成介质流动通道(7)，连接肋片(2)数量至少为两片并且以承压圆管(1)的中心线为中心呈放射状均匀间隔固定在承压圆管(1)的外圆面上，所述的蜂巢结构(3)连接在相邻两片连接肋片(2)之间，相邻两片连接肋片(2)之间的蜂巢结构(3)相同，所述的蜂巢结构(3)包括若干个结构单元(4)，结构单元(4)的横截面为六边形结构，所述结构单元(4)沿承压圆管(1)外圆面呈径向分布，所述的结构单元(4)由挡板(5)组合而成，相邻结构单元(4)连接处采用同一挡板(5)连接，所述的结构单元(4)的顶部还开设有可贯通蜂巢结构(3)内部的对流孔(6)。
2.如权利要求1所述的一种带蜂巢结构的换热管，其特征在于：每个结构单元(4)与承压圆管(1)最近侧侧面为底面、最远侧侧面为顶面，每个蜂巢结构(3)内的结构单元(4)中，沿承压圆管(1)径向、具有对流孔(6)的结构单元(4)以承压圆管(1)中心为中心呈放射状连线分布并与不具备对流孔(6)的结构单元(4)呈间隔分布；具有对流孔(6)的结构单元(4)的对流孔(6)开设在结构单元(4)的底面和顶面上，并沿结构单元(4)轴向排列。
3.如权利要求2所述的一种带蜂巢结构的换热管，其特征在于：每个结构单元(4)的顶面边长大于底面边长。
4.如权利要求2所述的一种带蜂巢结构的换热管，其特征在于：所述的同一结构单元(4)同一侧面上的对流孔(6)之间的间距为20mm至30mm。
5.如权利要求4所述的一种带蜂巢结构的换热管，其特征在于：所述的对流孔(6)为圆形孔或者正六边形孔，圆形孔直径或者正六边形边长为2mm至6mm。
6.如权利要求1所述的一种带蜂巢结构(3)的换热管，其特征在于：所述的挡板(5)厚度为1mm至2mm，挡板(5)边长范围优选为2mm至20mm。
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