CN202013125U

CN202013125U - 新型流体冲击旋转式换热器

Info

Publication number: CN202013125U
Application number: CN2011201073815U
Authority: CN
Inventors: 张文强
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-04-13
Filing date: 2011-04-13
Publication date: 2011-10-19
Anticipated expiration: 2021-04-13

Abstract

本实用新型公开了一种新型流体冲击旋转式换热器，包括壳体以及壳侧流体入口和出口，所述壳体内容纳有转子，该转子包括前端管箱和后端管箱以及连接它们的换热管束；后端管箱的管侧流体出口管沿管束方向延伸穿出壳体端部，管侧流体出口管位于壳侧流体流入处设有叶轮；叶轮和后端管箱之间的壳体设有径向隔板，管侧流体出口管穿过该径向隔板；前端管箱的管侧流体入口管穿出壳体另一端部；径向隔板两侧的壳体由位于壳外的连通管连通。本实用新型的换热系数高，不易结垢。

Description

新型流体冲击旋转式换热器

技术领域

本实用新型涉及一种管壳式换热器，尤其是涉及一种新型流体冲击旋转式换热器。

背景技术

当今社会，能源是一个国家的重要战略资源，它深刻地影响着一个国家的社会经济发展，因此各个国家对本国的能源供应都十分看重。面对能源短缺和能源利用过程中对环境造成的巨大污染的严峻形势，节能势在必行。而在能源的利用过程当中，热能是主要的实现形式。在热能的利用过程中，换热器又是不可或缺的技术设备。

换热器（heat exchanger），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。换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。从20世纪60年代开始，强化传热技术开始逐渐受到人们的重视，而换热器正是强化换热技术的重要基础设备。

目前流行的换热器以管壳式换热器和板式换热器为主，其余类型的换热器，如空冷式换热器和板翅式换热器，虽然市场份额不是很大，但在某些特殊领域仍然发挥着重要作用。

管壳式换热器是目前应用最为广泛的一种换热器，主要特点是在圆筒形壳体中设置了由许多管子组成的管束，管子的两端采用胀接或焊接或胀、焊结合的方式固定在管板上，管子的轴线与壳体的轴线平行。它属于间壁传热式换热器，一种换热流体通过管内，另外一种换热流体通过壳体（管外），两种换热流体通过管束壁面进行热量交换，主要是传导和对流两种传热方式。此类换热器一般说来，易于制造、成本较低、清洗方便、适应性强、处理量大、工作可靠、选材范围广，且可应用于高温高压的情形。但是，它的结构紧凑型较差、耗材大、占地面积较大、传热系数相对较低，已成为限制其发展的主要因素。

板式换热器是最近几十年来发展最快的换热器之一，它是由一组波纹金属板组成，板上有四个角孔，供传热的两种流体通过。金属板片安装在一个侧面有固定板和活动板的框架内，并用夹紧螺栓夹紧。板片上装有密封垫片，将流体通道密封，并且引导流体交替地流至各自的通道内，形成热交换。波纹板不仅提高了湍流程度，并且形成许多支撑点，足以承受介质间的压力差。由于具备高性能、省空间、省能源、维护简单等许多优点，板式换热器已获得各行业的高度肯定。其结构紧凑，占地面积小；组装灵活，传热效率较高，热回收率高，滞流低；拆装方便，有利于维修和清洗。但是由于密封垫片材料性能限制，操作压力和温度不宜过高；流道小，处理量小且不适宜易堵介质；需要经常清洗。

从以上简介中对比看出，管壳式换热器技术成熟但是传热系数低，板式换热器传热效率高但是由于易结垢需要经常清洗。并且这两种换热器中的换热面均是固定的，提高换热系数只能从流体的流速和传热材料上进行研究，这就限制了单位换热面积上的传热效率。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种新型流体冲击旋转式换热器，它的换热系数高，不易结垢。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：

一种新型流体冲击旋转式换热器，包括壳体以及壳侧流体入口和出口，所述壳体内容纳有转子，该转子包括前端管箱和后端管箱以及连接它们的换热管束；后端管箱的管侧流体出口管沿管束方向延伸穿出壳体端部，管侧流体出口管位于壳侧流体流入处设有叶轮；叶轮和后端管箱之间的壳体设有径向隔板，管侧流体出口管穿过该径向隔板；前端管箱的管侧流体入口管穿出壳体另一端部；径向隔板两侧的壳体由位于壳外的连通管连通。

所述转子由管侧流体入口管和出口管转动支撑于壳体上。

所述管束上设有若干折流板。

所述壳侧流体入口为渐缩喷管。

所述叶轮叶片采用弯扭叶片。

所述壳体内周面呈圆柱形。

本实用新型是在传统管壳式换热器内部设置叶轮，通过进入流体的冲转，带动转子转动，使壳侧流体掺混、传热、传质，提高换热系数。本实用新型还具有结构简单、不易结垢的特点。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明：

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1中叶轮的结构示意图。

图中：1壳侧流体出口,2壳体,3换热腔,4后端管箱,5壳侧流体入口,6叶轮,7动力腔,8管侧流体出口管,9连通管,10折流板，11换热管,12前端管箱,13管侧流体入口管,14径向隔板，15转动接头。

具体实施方式

本实用新型的实质精神在于使换热器的管束能够在壳体内转动，掺混壳侧流体，加快壳侧流体的传质、传热过程并相应的提高换热管束的换热效率。同时，由于管束对壳侧流体的搅动，降低了换热器结垢的可能性。下面将通过具体实例对本实用新型做进一步详细的说明，但是本实用新型的保护范围并不限于这些实例。

如图1和图2所示，一种新型流体冲击旋转式换热器包括壳体2。壳体2的容置空间通过径向隔板14将壳体2沿长度方向分为两个密闭空间，分别为换热腔3和动力腔7。在本例中，壳体2两端分别设有壳侧流体入口5和壳侧流体出口1，它们相应的分别连通换热腔3和动力腔7。换热腔3和动力腔7通过位于壳外的连通管9连通。这样，就将壳侧流体由动力腔7引入换热腔3。作为本实用新型最重要的部件，壳体2内容纳有转子。该转子包括前端管箱12和后端管箱4以及连接它们的换热管束。换热管束由换热管11组成。前端管箱12和后端管箱4的作用是分配和汇集换热管束中的管侧流体。在本例中，前端管箱12和后端管箱4分别位于换热腔3 的两端，后端管箱4靠近径向隔板14。前端管箱12联接有管侧流体入口管13，该管侧流体入口管13沿管束方向延伸穿出壳体2的端部并由转动接头转动15支撑于该壳体2上。后端管箱4联接有管侧流体出口管8，该管侧流体出口管8沿管束方向延伸依次穿过径向隔板14、壳侧入口流体和壳体2的另一端部。该管侧流体出口管8通过转动接头15转动支撑于该壳体2上。该管侧流体出口管8位于壳侧流体流入处设有叶轮6，壳侧入口流体冲转叶轮6。为了提高能量转换效率，叶轮6的叶片优选弯扭叶片。壳侧流体入口5采用渐缩喷管，以提高壳侧流体进入壳体2的出流速度。壳侧流体的出流方向优选从切向冲刷叶轮6。

在本例中，为了取得更好的换热效果和更好的机械性能，在换热器壳程中设有折流板10。

本领域的技术人员可知，所述壳体2内周面优选为呈圆柱形。还有，前端管箱12和后端管箱4以及连接它们的换热管束的排列方式均应相应满足回转体平衡的要求，管侧流体出口管8与径向隔板14和壳体2以及管侧流体入口管13与壳体2之间应采用密封设计。

本实用新型的工作原理：

壳程：壳侧流体由壳侧流体入口5进入动力腔7并冲转叶轮6，转子转动，对叶轮6做功后的壳侧流体通过连通管9进入换热腔3，经过换热后的壳侧流体最终从壳侧流体出口流出壳体2。

管程：管侧流体由管侧流体入口管13进入到后端管箱4并分配至换热管束，经过换热后，汇聚于前端管箱12，并最终由管侧流体出口管8排出。

Claims

1.一种新型流体冲击旋转式换热器，包括壳体以及壳侧流体入口和出口，其特征在于：所述壳体内容纳有转子，该转子包括前端管箱和后端管箱以及连接它们的换热管束；后端管箱的管侧流体出口管沿管束方向延伸穿出壳体端部，管侧流体出口管位于壳侧流体流入处设有叶轮；叶轮和后端管箱之间的壳体设有径向隔板，管侧流体出口管穿过该径向隔板；前端管箱的管侧流体入口管穿出壳体另一端部；径向隔板两侧的壳体由位于壳外的连通管连通。

2.根据权利要求1所述的新型流体冲击旋转式换热器，其特征在于：所述转子由管侧流体入口管和出口管转动支撑于壳体上。

3.根据权利要求1或2所述的新型流体冲击旋转式换热器，其特征在于：所述管束上设有若干折流板。

4.根据权利要求3所述的新型流体冲击旋转式换热器，其特征在于：所述壳侧流体入口为渐缩喷管。

5.根据权利要求1所述的新型流体冲击旋转式换热器，其特征在于：所述叶轮叶片采用弯扭叶片。

6.根据权利要求1所述的新型流体冲击旋转式换热器，其特征在于：所述壳体内周面呈圆柱形。