CN112344770A - 一种基于水波振动式气液热量交换用换热器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于水波振动式气液热量交换用换热器，包括用于进行热量交换的换热器壳体、两个用于进行气体聚合的空心连接体、用于输入换热冷水的进水管、若干个用于输出换热后热水的热水管、用于进行承载气体运输和换热的换热管机构和用于在水体内振动换热的振动换热机构，涉及换热器领域。该基于水波振动式气液热量交换用换热器根据现有换热管存在的水体受热不均的情况，设计一些特殊的无需耗费较大能量的特殊结构在水体内部持续产生不同频率的振动波，促使热量均匀的交换，从而有效的解决了一般的换热器内部流动的换热的水体在持续流动过程中容易受热不均匀，换热管道附近热量较高，影响到换热管内部热量的快速散失的问题。

Description

一种基于水波振动式气液热量交换用换热器
技术领域
本发明涉及换热器技术领域，具体为一种基于水波振动式气液热量交换用换热器。
背景技术
换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器，换热器在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要地位，其在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用广泛，目前有一种换热器是在壳体内部设置多个管道，在管道内部流动高温的需要被换热的流体，然后在壳体内部流动换热介质，这种介质常用冷水，在管道内部流通气体的时候，使用流动的液体进行换热存在一些换热问题，比如在可以内部流通的水量较大，水体具有一定的厚度，在持续流动过程中，必然存在水体受热不均的情况，一般的换热器内部流动的换热的水体在持续流动过程中容易受热不均匀，换热管道附近热量较高，影响到换热管内部热量的快速散失，所以需要一种基于水波振动式气液热量交换用换热器。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于水波振动式气液热量交换用换热器，解决了一般的换热器内部流动的换热的水体在持续流动过程中容易受热不均匀，换热管道附近热量较高，影响到换热管内部热量的快速散失的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于水波振动式气液热量交换用换热器，包括用于进行热量交换的换热器壳体、两个用于进行气体聚合的空心连接体、用于输入换热冷水的进水管、若干个用于输出换热后热水的热水管、用于进行承载气体运输和换热的换热管机构和用于在水体内振动换热的振动换热机构，所述两个空心连接体分别固定连接在换热器壳体的上表面和下表面，位于上方的所述空心连接体的表面套接有输气管，位于下方的所述空心连接体的表面套接有出气管，所述换热管机构设置在换热器壳体的内部，所述振动换热机构设置在换热器壳体的内部。
优选的，所述换热管机构包括若干个用于运输气体的换热内管、若干个与换热内管一一对应的换热套管和用于聚集热能的散热翅，若干个所述换热内管均位于换热器壳体的内部，每一个所述换热内管的上端均贯穿并延伸至位于上方的空心连接体的内部，每一个所述换热内管的下端均贯穿并延伸至位于下方的空心连接体的内部。
优选的，每一个所述换热内管的表面均套接有一个换热套管，所述换热套管的顶部和底部均呈敞开状，所述换热套管的内部与换热器壳体内部连通，每一个所述换热内管的表面均固定连接有若干个散热翅，若干个所述散热翅在换热内管的表面上交错参差分布，所述散热翅的表面与换热套管的内壁固定连接，所述换热内管的外表面与换热套管之间设置有换相通道，所述散热翅位于换热通道的内部，所述换热套管的材料包括弹簧钢。
优选的，所述震动换热机构包括若干个出水口、若干个与出水口一一对应的活动压缩簧、若干个重击球体和若干对螺旋盘绳，每一个所述出水口的底端均套接有一个热水管，每一个所述出水口的内壁均固定连接有轴承，所述轴承的内圈固定连接有支撑杆，所述支撑杆的表面固定连接有旋转轴，所述旋转轴的表面固定连接有水流叶片。
优选的，每一个所述出水口的正上方均设置有一对螺旋盘绳，每一对螺旋盘绳的表面均套接有一个活动压缩簧，所述活动压缩簧的底部固定连接有两个与螺旋盘绳一一对应的限位套环，所述螺旋盘绳的表面与限位套环的内壁滑动连接，每一个所述螺旋盘绳的底部均固定连接有一个盘旋球体，所述盘旋球体的直径比限位套环的内径大，所述螺旋盘绳的顶端与换热器壳体的内顶壁固定连接，所述活动压缩簧的顶端不与换热器壳体的内顶壁连接，所述螺旋盘绳的材料包括尼龙绳。
优选的，每一个所述活动压缩簧的表面均固定连接有若干个弹力拉簧，每一个所述重击球体的表面均固定连接有两个弹力拉簧，每一个所述重击球体上的两个弹力拉簧呈上下位分布，一个位于重击球体的上方，另一个位于重击球体的下方，每一个活动压缩簧的周围围绕有若干个重击球体，每一个所述换热套管的周围均围绕有若干个重击球体。
优选的，每一个所述出水口的内壁均固定安装有一个电磁控制阀，所述电磁控制阀位于支撑杆的下方，每一个活动压缩簧的顶部均设置有一个防水延时开关，所述防水延时开关固定安装在换热器壳体的内顶壁上，所述防水延时开关与电磁控制阀一一对应，所述防水延时开关的输出端与电磁控制阀的输入端电连接。
(三)有益效果
(1)本发明通过设置振动换热机构，在换热的时候可以产生涡旋趋势，促使重击球体随着活动压缩簧旋转，在离心力的作用下向四周抛去，抛出去的重击球体撞击各个具有弹性的换热套管，弹性的换热套管外部产生振动波，振动波促使水体热量的交换，避免热量交换不均，而且随着旋转盘旋球体在螺旋盘绳的交缠提升状态下，会对换热套管上下以及四周进行全面敲击，水体波动剧烈，与现有技术相比，明显提升了换热效率。
(2)本发明通过设置换热套管，一方面换热套管外部产生振动促使外部水体热量的交换，另一方面在狭小的换相通道内部，振动波受到换热内管的反弹较快，使得换相通道内部的水体在流动的同时剧烈的拨动，提升换热效率，另一方面当重击球体撞击到散热翅的时候会重击换热内管，换热内管的振动不仅对外产生促使水体振动的振动波，而且可以促使换热内管内壁上的灰尘掉落，避免管道长期积淀异物而腐蚀损坏。
(3)本发明根据现有换热管存在的水体受热不均的情况，设计一些特殊的无需耗费较大能量的特殊结构在水体内部持续产生不同频率的振动波，促使热量均匀的交换，从而有效的解决了一般的换热器内部流动的换热的水体在持续流动过程中容易受热不均匀，换热管道附近热量较高，影响到换热管内部热量的快速散失的问题。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明换热器壳体结构剖视图；
图3为本发明图2中A处结构放大图；
图4为本发明图2中B处结构放大图；
图5为本发明换热内管结构剖视图。
其中，1换热器壳体、2空心连接体、3进水管、4热水管、5换热管机构、51换热内管、52散热翅、53换热套管、54换相通道、6振动换热机构、61出水口、62活动压缩簧、63重击球体、64螺旋盘绳、65轴承、66支撑杆、67旋转轴、68水流叶片、69限位套环、610盘旋球体、611弹力拉簧、612电磁控制阀、613防水延时开关、7输气管、8出气管。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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1-5所示，本发明实施例提供一种基于水波振动式气液热量交换用换热器，包括用于进行热量交换的换热器壳体1、两个用于进行气体聚合的空心连接体2、用于输入换热冷水的进水管3、若干个用于输出换热后热水的热水管4、用于进行承载气体运输和换热的换热管机构5和用于在水体内振动换热的振动换热机构6，两个空心连接体2分别固定连接在换热器壳体1的上表面和下表面，位于上方的空心连接体2的表面套接有输气管7，位于下方的空心连接体2的表面套接有出气管8，换热管机构5设置在换热器壳体1的内部，振动换热机构6设置在换热器壳体1的内部。
换热管机构5包括若干个用于运输气体的换热内管51、若干个与换热内管51一一对应的换热套管53和用于聚集热能的散热翅52，若干个换热内管51均位于换热器壳体1的内部，每一个换热内管51的上端均贯穿并延伸至位于上方的空心连接体2的内部，每一个换热内管51的下端均贯穿并延伸至位于下方的空心连接体2的内部，每一个换热内管51的表面均套接有一个换热套管53，换热套管53的顶部和底部均呈敞开状，换热套管53的内部与换热器壳体1内部连通，每一个换热内管51的表面均固定连接有若干个散热翅52，若干个散热翅52在换热内管51的表面上交错参差分布，散热翅52的表面与换热套管53的内壁固定连接，换热内管51的外表面与换热套管53之间设置有换相通道54，散热翅52位于换热通道的内部，换热套管53的材料包括弹簧钢。
震动换热机构包括若干个出水口61、若干个与出水口61一一对应的活动压缩簧62、若干个重击球体63和若干对螺旋盘绳64，每一个出水口61的底端均套接有一个热水管4，每一个出水口61的内壁均固定连接有轴承65，轴承65的内圈固定连接有支撑杆66，支撑杆66的表面固定连接有旋转轴67，旋转轴67的表面固定连接有水流叶片68，每一个出水口61的正上方均设置有一对螺旋盘绳64，每一对螺旋盘绳64的表面均套接有一个活动压缩簧62，活动压缩簧62的底部固定连接有两个与螺旋盘绳64一一对应的限位套环69，螺旋盘绳64的表面与限位套环69的内壁滑动连接，每一个螺旋盘绳64的底部均固定连接有一个盘旋球体610，盘旋球体610的直径比限位套环69的内径大，螺旋盘绳64的顶端与换热器壳体1的内顶壁固定连接，活动压缩簧62的顶端不与换热器壳体1的内顶壁连接，螺旋盘绳64的材料包括尼龙绳，每一个活动压缩簧62的表面均固定连接有若干个弹力拉簧611，每一个重击球体63的表面均固定连接有两个弹力拉簧611，每一个重击球体63上的两个弹力拉簧611呈上下位分布，一个位于重击球体63的上方，另一个位于重击球体63的下方，每一个活动压缩簧62的周围围绕有若干个重击球体63，每一个换热套管53的周围均围绕有若干个重击球体63，每一个出水口61的内壁均固定安装有一个电磁控制阀612，电磁控制阀612位于支撑杆66的下方，每一个活动压缩簧62的顶部均设置有一个防水延时开关613，防水延时开关613固定安装在换热器壳体1的内顶壁上，防水延时开关613与电磁控制阀612一一对应，防水延时开关613的输出端与电磁控制阀612的输入端电连接。
使用时，连接电源，通过7输气管向顶部的2空心连接体内部输入需要被换热的气体，气体进入到各个51换热内管的内部，然后进入到下方的2空心连接体内部再经过8出气管排出去，在此过程中，通过3进水管向1换热器壳体内部输入冷水，冷水通过各个61出水口进入到4热水管内部流出去，水在进入到1换热器壳体内部经过61出水口的时候会促使68水流叶片发生旋转，68水流叶片旋转产生涡旋趋势，即靠近61出水口附近的水体流速增快，于此同时会带动610盘旋球体发生旋转，610盘旋球体旋转带动62活动压缩簧旋转，62活动压缩簧旋转带动各个611弹力拉簧旋转，在离心力的作用下各个63重击球体撞击53换热套管，并且没对64螺旋盘绳相互纠缠会带动62活动压缩簧收缩上升，62活动压缩簧也会带动各个63重击球体上升旋转，弹性的换热套管外53部产生振动波，振动波促使水体热量的交换，于此同时，狭小的换相通道54内部，振动波受到换热内管51的反弹较快，使得换相通道54内部的水体在流动的同时剧烈的拨动，当重击球体63撞击到散热翅52的时候会重击换热内管51，换热内管51的振动不仅对外产生促使水体振动的振动波，而且可以促使换热内管51内壁上的灰尘掉落，避免换热内管51长期积淀异物而腐蚀损坏，当活动压缩簧62收缩上升到一定程度会接触到防水延时开关613，防水延时开关613控制电磁控制阀612关停，然后纠缠的螺旋盘绳64开始回转解开缠绕，再次产生离心力重复上述步骤，直到防水延时开关613控制电磁控制阀612再次开启，再次重复上述步骤。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (7)

1.一种基于水波振动式气液热量交换用换热器，包括用于进行热量交换的换热器壳体(1)、两个用于进行气体聚合的空心连接体(2)、用于输入换热冷水的进水管(3)、若干个用于输出换热后热水的热水管(4)、用于进行承载气体运输和换热的换热管机构(5)和用于在水体内振动换热的振动换热机构(6)，其特征在于：所述两个空心连接体(2)分别固定连接在换热器壳体(1)的上表面和下表面，位于上方的所述空心连接体(2)的表面套接有输气管(7)，位于下方的所述空心连接体(2)的表面套接有出气管(8)，所述换热管机构(5)设置在换热器壳体(1)的内部，所述振动换热机构(6)设置在换热器壳体(1)的内部。
2.根据权利要求1所述的一种基于水波振动式气液热量交换用换热器，其特征在于：所述换热管机构(5)包括若干个用于运输气体的换热内管(51)、若干个与换热内管(51)一一对应的换热套管(53)和用于聚集热能的散热翅(52)，若干个所述换热内管(51)均位于换热器壳体(1)的内部，每一个所述换热内管(51)的上端均贯穿并延伸至位于上方的空心连接体(2)的内部，每一个所述换热内管(51)的下端均贯穿并延伸至位于下方的空心连接体(2)的内部。
3.根据权利要求2所述的一种基于水波振动式气液热量交换用换热器，其特征在于：每一个所述换热内管(51)的表面均套接有一个换热套管(53)，所述换热套管(53)的顶部和底部均呈敞开状，所述换热套管(53)的内部与换热器壳体(1)内部连通，每一个所述换热内管(51)的表面均固定连接有若干个散热翅(52)，若干个所述散热翅(52)在换热内管(51)的表面上交错参差分布，所述散热翅(52)的表面与换热套管(53)的内壁固定连接，所述换热内管(51)的外表面与换热套管(53)之间设置有换相通道(54)，所述散热翅(52)位于换热通道的内部，所述换热套管(53)的材料包括弹簧钢。
4.根据权利要求3所述的一种基于水波振动式气液热量交换用换热器，其特征在于：所述震动换热机构包括若干个出水口(61)、若干个与出水口(61)一一对应的活动压缩簧(62)、若干个重击球体(63)和若干对螺旋盘绳(64)，每一个所述出水口(61)的底端均套接有一个热水管(4)，每一个所述出水口(61)的内壁均固定连接有轴承(65)，所述轴承(65)的内圈固定连接有支撑杆(66)，所述支撑杆(66)的表面固定连接有旋转轴(67)，所述旋转轴(67)的表面固定连接有水流叶片(68)。
5.根据权利要求4所述的一种基于水波振动式气液热量交换用换热器，其特征在于：每一个所述出水口(61)的正上方均设置有一对螺旋盘绳(64)，每一对螺旋盘绳(64)的表面均套接有一个活动压缩簧(62)，所述活动压缩簧(62)的底部固定连接有两个与螺旋盘绳(64)一一对应的限位套环(69)，所述螺旋盘绳(64)的表面与限位套环(69)的内壁滑动连接，每一个所述螺旋盘绳(64)的底部均固定连接有一个盘旋球体(610)，所述盘旋球体(610)的直径比限位套环(69)的内径大，所述螺旋盘绳(64)的顶端与换热器壳体(1)的内顶壁固定连接，所述活动压缩簧(62)的顶端不与换热器壳体(1)的内顶壁连接，所述螺旋盘绳(64)的材料包括尼龙绳。
6.根据权利要求5所述的一种基于水波振动式气液热量交换用换热器，其特征在于：每一个所述活动压缩簧(62)的表面均固定连接有若干个弹力拉簧(611)，每一个所述重击球体(63)的表面均固定连接有两个弹力拉簧(611)，每一个所述重击球体(63)上的两个弹力拉簧(611)呈上下位分布，一个位于重击球体(63)的上方，另一个位于重击球体(63)的下方，每一个活动压缩簧(62)的周围围绕有若干个重击球体(63)，每一个所述换热套管(53)的周围均围绕有若干个重击球体(63)。
7.根据权利要求6所述的一种基于水波振动式气液热量交换用换热器，其特征在于：每一个所述出水口(61)的内壁均固定安装有一个电磁控制阀(612)，所述电磁控制阀(612)位于支撑杆(66)的下方，每一个活动压缩簧(62)的顶部均设置有一个防水延时开关(613)，所述防水延时开关(613)固定安装在换热器壳体(1)的内顶壁上，所述防水延时开关(613)与电磁控制阀(612)一一对应，所述防水延时开关(613)的输出端与电磁控制阀(612)的输入端电连接。
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