CN111486728A - 一种热管式换热器 - Google Patents

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CN111486728A CN202010312783.2A CN202010312783A CN111486728A CN 111486728 A CN111486728 A CN 111486728A CN 202010312783 A CN202010312783 A CN 202010312783A CN 111486728 A CN111486728 A CN 111486728A
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周涛
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Abstract

本发明属于热管式换热器技术领域，具体的说是一种热管式换热器，包括换热器本体，所述换热器本体包括一号壳体、二号壳体、隔板、热管和翅片，所述热管与隔板之间为转动连接，所述热管的顶端固定有限位板，所述一号壳体底端转动连接有两个以上的直杆，所述直杆底端固定有同步带轮，所述一号壳体底端通过安装板固定有驱动电机，所述驱动电机通过同步带与直杆活动连接；本发明通过刮块的转动对热管以及翅片表面的积灰进行清理，保证了热管和翅片的加热能力，也保证了流体的通道面积，从而保证了换热器的热交换效率。

Description

一种热管式换热器
技术领域
本发明属于热管式换热器技术领域，具体的说是一种热管式换热器。
背景技术
热管换热器按形式分，有整体式热管换热器、分离式热管换热器、回转式热管换热器和蜗壳热管换热器等。热管内蒸发段工质受热后将沸腾或蒸发，吸收外部热源热量，产生汽化潜热，由液体变为蒸汽，产生的蒸汽在管内一定压差的作用下，流到冷凝段，蒸汽遇冷壁面及外部冷源，凝结成液体，同时放出汽化潜热，并通过管壁传给外部冷源，冷凝液靠重力(或吸液芯)作用下回流到蒸发段再次蒸发。如此往复，实现对外部冷热两种介质的热量传递与交换。
热管换热器管外均采用加肋强化传热，翅片形式多选用穿片结构，这些翅片的结构紧凑，肋化比高，效果明显；但是翅片表面极易产生积灰，积灰增加了受热面热阻，降低设备的传热能力；积灰减少流体的通道面积，增加流动阻力，降低换热表面温度，造成低温露点腐蚀很多；余热回收设备由于积灰严重不能正常运行，甚至被迫停用，据此，本发明提出了一种热管式换热器。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种热管式换热器，通过刮块的转动对热管以及翅片表面的积灰进行清理，保证了热管和翅片的加热能力，也保证了流体的通道面积，从而保证了换热器的热交换效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种热管式换热器，包括换热器本体，所述换热器本体包括一号壳体、二号壳体、隔板、热管和翅片，所述热管与隔板之间为转动连接，所述热管的顶端固定有限位板，所述一号壳体底端转动连接有两个以上的直杆，所述直杆底端固定有同步带轮，所述一号壳体底端通过安装板固定有驱动电机，所述驱动电机通过同步带与直杆活动连接，所述直杆顶端固定有连接块，所述连接块顶端固定有两个直板，相邻的两个直板互相靠近的侧壁自上而下等距离设有两个以上的刮块组，每个刮块组包括两个对称分布的刮块，所述换热器本体上设有控制器，控制器用于控制换热器工作，工作时，热管换热器管外均采用加肋强化传热，翅片形式多选用穿片结构，这些翅片的结构紧凑，肋化比高，效果明显；但是翅片表面极易产生积灰，积灰增加了受热面热阻，降低设备的传热能力；积灰减少流体的通道面积，增加流动阻力，降低换热表面温度，造成低温露点腐蚀很多；余热回收设备由于积灰严重不能正常运行，甚至被迫停用；本发明在使用时，一号壳体内部对热管进行加热，使得热管内的工质蒸发进入热管上端；二号壳体内通入需要加热的气体，气体通过热管后与热管进行热交换后被加热，热管内的工质在遇冷液化后重新回到热管的底端；通过驱动电机的设置来带动同步带转动，使得同步带轮带动直杆转动，从而使得与直杆相连的连接块带动直板转动；转动的直板以对应的热管为中心旋转，使得直板上安装的刮块对热管侧壁上的翅片进行清理，翅片上的积灰被刮块刮除；部分积灰随着气体排出二号壳体，部分积灰掉落入隔板上方，需要定期对二号壳体内部进行清理；通过刮块的设置来对翅片进行清理，减少了积灰的残留，既保证了热管的传热能力，也保证了流体的通道面积，从而保证了热管的热交换效率；被加热气体的温度提高后，减少了换热器的低温露点腐蚀问题，从而延长了换热器的使用寿命；同时，直板的转动带动二号壳体内部的气体流动，不仅使得积灰被吹落，还加速冷热气体交融，提高了换热器的使用寿命和使用效率。
优选的，所述直杆、连接块以及直板为空腔结构，所述直杆、连接块以及直板的空腔连通，所述直杆底端设有除尘塞，所述刮块侧壁设有矩形槽，矩形槽与直板的空腔连通，所述连接块侧壁设有通孔，通孔处设有过滤网，工作时，热管上的积灰在被清理后掉落在换热器内部，需要定期对换热器进行清理，增加了换热器的保养成本；将直杆、连接块以及直板设为空腔结构，在刮块转动的过程中将翅片上的积灰铲起，使得积灰随着气体进入到矩形槽中并进入到直板的空腔中；进入直板空腔中的气体掺杂着积灰进入到连接块内腔中，两股气体碰撞后从连接块侧壁上的通孔处喷出，使得过滤网将气体中掺杂的积灰留住，从而使得积灰在重力作用下掉落入直杆内腔中；当连接块和直杆内部的积灰满了时打开直杆底端的除尘塞，将直杆内腔中的积灰排出；通过直杆、连接块以及直板内部空腔的设置来对积灰进行收集，使得换热器内腔中的积灰量减少，从而使得换热器的保养成本降低；刮块在转动时对气体中的积灰同样起到收集作用，使得气体中漂浮的积灰数量减少，从而提高了气体的清洁程度；同时，直杆、连接块以及直板内腔中形成气体流动，增加了换热器内部的气体流动速度，从而降低了积灰的产生量，进而保证了热管的换热效率。
优选的，相邻的直板互相远离的一侧设有挡风板，所述挡风板用于扰乱气体，工作时，在被加热的气体中夹杂大量或者较大颗粒的积灰时，使得热管和翅片上仍然具有积灰；通过挡风板的设置，使得直板在转动的过程中带动挡风板转动，从而使得挡风板对二号壳体内部的气体进行搅动；被搅动的气体在二号壳体内的流动速度加快使得积灰的沉积减少，从而减少了热管和翅片表面的积灰；积灰数量的减少保证了热管和翅片的正常加热面面积，从而保证了换热器的热交换正常进行。
优选的，所述挡风板侧壁设为弧形结构，所述挡风板用于带动气体产生旋流，工作时，挡风板在转动时对二号壳体内部的气体进行干扰，使得二号壳体内的气体形成乱流；将挡风板的侧壁设为弧形结构使得气体在与挡风板侧壁接触时被加速并且使得气体与挡风板的表面接触时间得以延长，从而使得气体在与挡风板脱离时其流速增加；气体的流速增加使得二号壳体内部的气体流动更加活跃，从而提高了二号壳体内部的冷热气体交融；冷热气体快速结合使得二号壳体内部的温度均匀，提高了换热器输出气体的温度稳定性，提高了换热器的换热效果。
优选的，所述挡风板侧壁上自上而下等距离设有两个以上的进风孔，所述刮块侧壁上设有两个以上的出风孔，进风孔通过气管与出风孔连通，工作时，刮块难以与热管和翅片表面所有地方接触，使得热管和翅片表面仍然具有清理死角；通过进风孔的设置来对气体进行收集，使得气体在挡风板转动时进入到挡风板内部并进入到气管中；进入到气管中的气体从出风孔处喷出对热管和翅片的表面进行吹拂，使得热管和翅片的表面难以存留积灰，从而减少了热管和翅片表面的积灰残留。
优选的，所述限位板之间转动连接有转轴，所述转轴表面上沿其长度方向等距离固定有两个以上的扇叶，靠近二号壳体进风口端的两个所述直板顶端固定有一号斜齿轮，所述转轴表面固定有二号斜齿轮，所述一号斜齿轮与二号斜齿轮互相啮合，工作时，当热管换热器在低温烟气中使用时，常遇到低温露点腐蚀问题；有时即使在正常的排烟温度下，在烟气出口侧最后几排热管也存在低温露点腐蚀；通过一号斜齿轮的设置来带动二号斜齿轮转动，使得二号斜齿轮带动转轴转动，从而使得转轴带动扇叶转动；转动的扇叶带动二号壳体出口处的低温气体向二号壳体入口处流动；一方面，二号壳体中部的高温气体补入到二号壳体出口处，减少了低温露点腐蚀问题；另一方面，二号壳体出口处的气体容易二号壳体入口处的气体中后提高了入口处气体的温度，从而降低了入口处的低温露点腐蚀问题；另外，气体的循环流动使得二号壳体内部的冷热气体交融速度加快，提高了二号壳体内部的气体温度均匀性，使得换热器的排烟温度更加稳定。
本发明的有益效果如下：
1.本发明所述的一种热管式换热器，通过刮块的转动对热管以及翅片表面的积灰进行清理，保证了热管和翅片的加热能力，也保证了流体的通道面积，从而保证了换热器的热交换效率。
2.本发明所述的一种热管式换热器，通过挡风板和扇叶的设置来对换热器内腔中的气体进行扰动，加快换热器内腔中的气体流动速度，不仅使得换热器中积灰情况得以改善，同时降低换热器的低温露点腐蚀问题，从而延长了换热器的使用寿命。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的三维图；
图2是本发明的主视剖视图；
图3是图2中A处局部放大图；
图4是图2中B处局部放大图；
图5是进风孔和出风孔的位置关系示意图；
图6是挡风板的工作状态示意图；
图中：一号壳体1、二号壳体2、隔板3、热管4、翅片5、限位板6、直杆7、驱动电机8、同步带轮9、连接块10、直板11、刮块12、除尘塞13、矩形槽14、过滤网15、挡风板16、进风孔17、出风孔18、转轴19、扇叶20、一号斜齿轮21、二号斜齿轮22。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图6所示，本发明所述的一种热管式换热器，包括换热器本体，所述换热器本体包括一号壳体1、二号壳体2、隔板3、热管4和翅片5，所述热管4与隔板3之间为转动连接，所述热管4的顶端固定有限位板6，所述一号壳体1底端转动连接有两个以上的直杆7，所述直杆7底端固定有同步带轮9，所述一号壳体1底端通过安装板固定有驱动电机8，所述驱动电机8通过同步带与直杆7活动连接，所述直杆7顶端固定有连接块10，所述连接块10顶端固定有两个直板11，相邻的两个直板11互相靠近的侧壁自上而下等距离设有两个以上的刮块组，每个刮块组包括两个对称分布的刮块12，所述换热器本体上设有控制器，控制器用于控制换热器工作，工作时，热管4换热器管外均采用加肋强化传热，翅片5形式多选用穿片结构，这些翅片5的结构紧凑，肋化比高，效果明显；但是翅片5表面极易产生积灰，积灰增加了受热面热阻，降低设备的传热能力；积灰减少流体的通道面积，增加流动阻力，降低换热表面温度，造成低温露点腐蚀很多；余热回收设备由于积灰严重不能正常运行，甚至被迫停用；本发明在使用时，一号壳体1内部对热管4进行加热，使得热管4内的工质蒸发进入热管4上端；二号壳体2内通入需要加热的气体，气体通过热管4后与热管4进行热交换后被加热，热管4内的工质在遇冷液化后重新回到热管4的底端；通过驱动电机8的设置来带动同步带转动，使得同步带轮9带动直杆7转动，从而使得与直杆7相连的连接块10带动直板11转动；转动的直板11以对应的热管4为中心旋转，使得直板11上安装的刮块12对热管4侧壁上的翅片5进行清理，翅片5上的积灰被刮块12刮除；部分积灰随着气体排出二号壳体2，部分积灰掉落入隔板3上方，需要定期对二号壳体2内部进行清理；通过刮块12的设置来对翅片5进行清理，减少了积灰的残留，既保证了热管4的传热能力，也保证了流体的通道面积，从而保证了热管4的热交换效率；被加热气体的温度提高后，减少了换热器的低温露点腐蚀问题，从而延长了换热器的使用寿命；同时，直板11的转动带动二号壳体2内部的气体流动，不仅使得积灰被吹落，还加速冷热气体交融，提高了换热器的使用寿命和使用效率。
作为本发明的一种具体实施方式，所述直杆7、连接块10以及直板11为空腔结构，所述直杆7、连接块10以及直板11的空腔连通，所述直杆7底端设有除尘塞13，所述刮块12侧壁设有矩形槽14，矩形槽14与直板11的空腔连通，所述连接块10侧壁设有通孔，通孔处设有过滤网15，工作时，热管4上的积灰在被清理后掉落在换热器内部，需要定期对换热器进行清理，增加了换热器的保养成本；将直杆7、连接块10以及直板11设为空腔结构，在刮块12转动的过程中将翅片5上的积灰铲起，使得积灰随着气体进入到矩形槽14中并进入到直板11的空腔中；进入直板11空腔中的气体掺杂着积灰进入到连接块10内腔中，两股气体碰撞后从连接块10侧壁上的通孔处喷出，使得过滤网15将气体中掺杂的积灰留住，从而使得积灰在重力作用下掉落入直杆7内腔中；当连接块10和直杆7内部的积灰满了时打开直杆7底端的除尘塞13，将直杆7内腔中的积灰排出；通过直杆7、连接块10以及直板11内部空腔的设置来对积灰进行收集，使得换热器内腔中的积灰量减少，从而使得换热器的保养成本降低；刮块12在转动时对气体中的积灰同样起到收集作用，使得气体中漂浮的积灰数量减少，从而提高了气体的清洁程度；同时，直杆7、连接块10以及直板11内腔中形成气体流动，增加了换热器内部的气体流动速度，从而降低了积灰的产生量，进而保证了热管4的换热效率。
作为本发明的一种具体实施方式，相邻的直板11互相远离的一侧设有挡风板16，所述挡风板16用于扰乱气体，工作时，在被加热的气体中夹杂大量或者较大颗粒的积灰时，使得热管4和翅片5上仍然具有积灰；通过挡风板16的设置，使得直板11在转动的过程中带动挡风板16转动，从而使得挡风板16对二号壳体2内部的气体进行搅动；被搅动的气体在二号壳体2内的流动速度加快使得积灰的沉积减少，从而减少了热管4和翅片5表面的积灰；积灰数量的减少保证了热管4和翅片5的正常加热面面积，从而保证了换热器的热交换正常进行。
作为本发明的一种具体实施方式，所述挡风板16侧壁设为弧形结构，所述挡风板16用于带动气体产生旋流，工作时，挡风板16在转动时对二号壳体2内部的气体进行干扰，使得二号壳体2内的气体形成乱流；将挡风板16的侧壁设为弧形结构使得气体在与挡风板16侧壁接触时被加速并且使得气体与挡风板16的表面接触时间得以延长，从而使得气体在与挡风板16脱离时其流速增加；气体的流速增加使得二号壳体2内部的气体流动更加活跃，从而提高了二号壳体2内部的冷热气体交融；冷热气体快速结合使得二号壳体2内部的温度均匀，提高了换热器输出气体的温度稳定性，提高了换热器的换热效果。
作为本发明的一种具体实施方式，所述挡风板16侧壁上自上而下等距离设有两个以上的进风孔17，所述刮块12侧壁上设有两个以上的出风孔18，进风孔17通过气管与出风孔18连通，工作时，刮块12难以与热管4和翅片5表面所有地方接触，使得热管4和翅片5表面仍然具有清理死角；通过进风孔17的设置来对气体进行收集，使得气体在挡风板16转动时进入到挡风板16内部并进入到气管中；进入到气管中的气体从出风孔18处喷出对热管4和翅片5的表面进行吹拂，使得热管4和翅片5的表面难以存留积灰，从而减少了热管4和翅片5表面的积灰残留。
作为本发明的一种具体实施方式，所述限位板6之间转动连接有转轴19，所述转轴19表面上沿其长度方向等距离固定有两个以上的扇叶20，靠近二号壳体2进风口端的两个所述直板11顶端固定有一号斜齿轮21，所述转轴19表面固定有二号斜齿轮22，所述一号斜齿轮21与二号斜齿轮22互相啮合，工作时，当热管4换热器在低温烟气中使用时，常遇到低温露点腐蚀问题；有时即使在正常的排烟温度下，在烟气出口侧最后几排热管4也存在低温露点腐蚀；通过一号斜齿轮21的设置来带动二号斜齿轮22转动，使得二号斜齿轮22带动转轴19转动，从而使得转轴19带动扇叶20转动；转动的扇叶20带动二号壳体2出口处的低温气体向二号壳体2入口处流动；一方面，二号壳体2中部的高温气体补入到二号壳体2出口处，减少了低温露点腐蚀问题；另一方面，二号壳体2出口处的气体容易二号壳体2入口处的气体中后提高了入口处气体的温度，从而降低了入口处的低温露点腐蚀问题；另外，气体的循环流动使得二号壳体2内部的冷热气体交融速度加快，提高了二号壳体2内部的气体温度均匀性，使得换热器的排烟温度更加稳定。
工作时，热管4换热器管外均采用加肋强化传热，翅片5形式多选用穿片结构，这些翅片5的结构紧凑，肋化比高，效果明显；但是翅片5表面极易产生积灰，积灰增加了受热面热阻，降低设备的传热能力；积灰减少流体的通道面积，增加流动阻力，降低换热表面温度，造成低温露点腐蚀很多；余热回收设备由于积灰严重不能正常运行，甚至被迫停用；本发明在使用时，一号壳体1内部对热管4进行加热，使得热管4内的工质蒸发进入热管4上端；二号壳体2内通入需要加热的气体，气体通过热管4后与热管4进行热交换后被加热，热管4内的工质在遇冷液化后重新回到热管4的底端；通过驱动电机8的设置来带动同步带转动，使得同步带轮9带动直杆7转动，从而使得与直杆7相连的连接块10带动直板11转动；转动的直板11以对应的热管4为中心旋转，使得直板11上安装的刮块12对热管4侧壁上的翅片5进行清理，翅片5上的积灰被刮块12刮除；部分积灰随着气体排出二号壳体2，部分积灰掉落入隔板3上方，需要定期对二号壳体2内部进行清理；通过刮块12的设置来对翅片5进行清理，减少了积灰的残留，既保证了热管4的传热能力，也保证了流体的通道面积，从而保证了热管4的热交换效率；被加热气体的温度提高后，减少了换热器的低温露点腐蚀问题，从而延长了换热器的使用寿命；同时，直板11的转动带动二号壳体2内部的气体流动，不仅使得积灰被吹落，还加速冷热气体交融，提高了换热器的使用寿命和使用效率。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种热管式换热器，包括换热器本体，所述换热器本体包括一号壳体(1)、二号壳体(2)、隔板(3)、热管(4)和翅片(5)，其特征在于：所述热管(4)与隔板(3)之间为转动连接，所述热管(4)的顶端固定有限位板(6)，所述一号壳体(1)底端转动连接有两个以上的直杆(7)，所述直杆(7)底端固定有同步带轮(9)，所述一号壳体(1)底端通过安装板固定有驱动电机(8)，所述驱动电机(8)通过同步带与直杆(7)活动连接，所述直杆(7)顶端固定有连接块(10)，所述连接块(10)顶端固定有两个直板(11)，相邻的两个直板(11)互相靠近的侧壁自上而下等距离设有两个以上的刮块组，每个刮块组包括两个对称分布的刮块(12)，所述换热器本体上设有控制器，控制器用于控制换热器工作。
2.根据权利要求1所述的一种热管式换热器，其特征在于：所述直杆(7)、连接块(10)以及直板(11)为空腔结构，所述直杆(7)、连接块(10)以及直板(11)的空腔连通，所述直杆(7)底端设有除尘塞(13)，所述刮块(12)侧壁设有矩形槽(14)，矩形槽(14)与直板(11)的空腔连通，所述连接块(10)侧壁设有通孔，通孔处设有过滤网(15)。
3.根据权利要求2所述的一种热管式换热器，其特征在于：相邻的直板(11)互相远离的一侧设有挡风板(16)，所述挡风板(16)用于扰乱气体。
4.根据权利要求3所述的一种热管式换热器，其特征在于：所述挡风板(16)侧壁设为弧形结构，所述挡风板(16)用于带动气体产生旋流。
5.根据权利要求3所述的一种热管式换热器，其特征在于：所述挡风板(16)侧壁上自上而下等距离设有两个以上的进风孔(17)，所述刮块(12)侧壁上设有两个以上的出风孔(18)，进风孔(17)通过气管与出风孔(18)连通。
6.根据权利要求1所述的一种热管式换热器，其特征在于：所述限位板(6)之间转动连接有转轴(19)，所述转轴(19)表面上沿其长度方向等距离固定有两个以上的扇叶(20)，靠近二号壳体(2)进风口端的两个所述直板(11)顶端固定有一号斜齿轮(21)，所述转轴(19)表面固定有二号斜齿轮(22)，所述一号斜齿轮(21)与二号斜齿轮(22)互相啮合。
CN202010312783.2A 2020-04-20 2020-04-20 一种热管式换热器 Withdrawn CN111486728A (zh)

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CN113237363A (zh) * 2021-04-07 2021-08-10 朱艺娜 一种节能型板翅式换热器
WO2022266936A1 (zh) * 2021-06-24 2022-12-29 鹏辰新材料科技股份有限公司 一种均苯四甲酸二酐生产加工用热管换热器

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