CN202109778U - 高分子智能加热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高分子智能加热器，包括加热器本体，其特征在于所述加热器本体内部含有依次连接的蒸汽喷射段、混合段和扩压段，所述蒸汽喷射段顶部设置冷水入口。本实用新型的内部新颖设计，使蒸汽和水可以直接混合，换热效率高、节能、易维护，全智能控制，体积小、供热能力大。具有较高的经济前景。

Description

高分子智能加热器

技术领域

本实用新型涉及一种蒸汽与水接触式的换热装置，特别涉及一种高分子智能加热器。

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。换热器是化工、石油、动力、食品以及其他许多工业部门的通用设备，在生产中占重要地位。

现有的换热器通常为间接式的汽水接触换热装置，两种流体在不同的载体内流动进行换热。如管壳式换热器，在管壳换热器内进行换热的两种流体，一种在管内流动，其行程称为管程；一种在管外流动，其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。为提高管外流体给热系数，通常在壳体内安装一定数量的横向折流档板，传热效率提高有限，当管束和壳体温度相差较大时，还需要提供补偿措施来减小热应力，无形中提高了使用成本。再如板式换热器，这种换热器的换热板组成换热板芯，换热板上所开有的供介质流通的角孔，形成供介质流通的角孔通道，两种流体通过流入角孔通道进行接触。这种换热板承受高压的能力有限。

除上述举例的两种换热器之外，在工业中还经常应用很多种不同的换热器，都存在两种流体不能直接接触，而导致换热效率低，装配和使用成本高的缺点。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种高分子智能加热器，通过加热器本体内部新颖的设计，使汽水高速直接混合，具有换热效率高、节能、易维护，全智能控制，体积小、供热能力大等优点。

本实用新型是通过以下的技术方案实现的：

一种高分子智能加热器，包括加热器本体，所述加热器本体内部含有依次连接的蒸汽喷射段、混合段和扩压段，所述蒸汽喷射段顶部设置冷水入口。

所述蒸汽喷射段的蒸汽喷管沿向混合段方向直径递减。

所述混合段的混合管沿向扩压段方向直径递减。

所述扩压段的扩压管直径递增。

所述蒸汽喷射段的蒸汽喷管的头部伸入混合段的混合管的尾部。

所述混合段的混合管与扩压段的扩压管的连接处直径相同。

本实用新型通过其内部管道直径变换、伸入连接，通过流体压力和速度的变化，形成直接接触式换热设备，与现有的间接式换热装置相比，本实用新型的有益效果为：

(1)节汽

换热效率高。由于汽水直接混合，换热过程无冷凝水热损耗，换热效率接近100％，节省蒸汽15％以上。

(2)节电

高分子智能加热器在换热的同时还具有增压驱动功能，其在系统中运行可以降低循环泵的运行功率或者在一定条件下取代泵，节电50％以上。

(3)易维护

高分子智能加热器器件完全采用不锈钢材料，耐腐蚀，可适用各种水质，使用寿命达10年以上。内部不容易结垢，维修方便，每年可节省大量的维修费用。体积小，没有运转部件，拆卸、检修非常方便。

(4)全自动智能换热站

采用全自动智能控制系统，可无人值守，自控和人工控制可随意切换，节省人员工资。

(5)节省基建投资

高分子智能加热器体积小，供热能力大，因此相对于间接式换热器无论是操作间空间和所需阀门管件口径都大幅降低，循环泵口径也相应减小，节约大量基建投资。

(6)投资回报率快

与间接热交换器相比，激波加热器投入使用一年左右所节约的费用即可收回该热交换器的设备投资。

附图说明

图1是本实用新型高分子智能加热器的内部管道结构示意图

1-蒸汽喷射段，101-蒸汽喷管，2-混合段，201-混合管，3-扩压段，301-扩压管，4-冷水入口，5-加热器本体

图中各箭头流向表示：A-蒸汽，B-冷水，C-汽水两相流，D-热水

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型做进一步说明。

如图1，是本实用新型高分子智能加热器的内部管道结构示意图，包括加热器本体5，加热器本体5内部含有依次连接的蒸汽喷射段1、混合段2和扩压段3，蒸汽喷射段1顶部设置冷水入口4。

在蒸汽喷射段1，具有一定压力和流速的蒸汽(图1中箭头A表示蒸汽流入方向)进入蒸汽喷管101，蒸汽喷射段1的蒸汽喷管101沿向混合段2方向直径递减，由于直径的不断递减，压力增大，蒸汽在蒸汽喷管101中形成高速气流从蒸汽喷管101射出；

同时，冷水(图1中箭头B表示冷水流入方向)通过冷水入口4进入加热器本体5，从图中可以看出，冷水是从布置在蒸汽喷管101周围的环形流道与混合段2相连的，可以增大冷水与蒸汽在混合段2的接触面积；

在混合段2，混合管201沿向扩压段3方向直径递减，蒸汽喷射段1的蒸汽喷管101的头部伸入混合段2的混合管201的尾部，使混合面积增大，蒸汽流和冷水直接接触(图1中箭头C表示汽水两相流的混合流向)，蒸汽和水之间发生由温差引起的热交换、由凝结引起的质量交换以及由速度差引起的动量交换；

在扩压段3，扩压管301直径递增，如图1，混合段2的混合管201与扩压段3的扩压管301的连接处直径相同，混合管201和扩压管301如镜像对接，避免热量流失，混合后的液体在扩压管301中将动能转化为压能，流体在流动过程中速度降低，形成热水(图1中箭头D表示形成的热水)，完成加热过程。

总结本高分子智能加热器的原理，是直接接触式的汽水换热器，其主要基于两相流、蒸汽的热物性、三元粘性的基本原理。进入该加热器的蒸汽在蒸汽喷管中进行绝热膨胀以超音速喷射，在混和管中与进水混和产生了具有一定容积比的蒸汽和水的混合物。在一定结构的混合腔体中，由于混合物的流动速度超过混合物的音速值，在收缩段的截面内需克服音障，压力急剧增大，其结果是输出混合物的压力可以大大超过蒸汽的压力。所以高分子智能加热器可以达到增压和瞬间加热的效果。

本实用新型的上述结构，使其具有换热效率高、节能、易维护，全智能控制，体积小、供热能力大等优点。

Claims (6)

1.一种高分子智能加热器，包括加热器本体，其特征在于所述加热器本体内部含有依次连接的蒸汽喷射段、混合段和扩压段，所述蒸汽喷射段顶部设置冷水入口。

2.如权利要求1所述的高分子智能加热器，其特征在于所述蒸汽喷射段的蒸汽喷管沿向混合段方向直径递减。

3.如权利要求1所述的高分子智能加热器，其特征在于所述混合段的混合管沿向扩压段方向直径递减。

4.如权利要求1所述的高分子智能加热器，其特征在于所述扩压段的扩压管直径递增。

5.如权利要求1所述的高分子智能加热器，其特征在于所述蒸汽喷射段的蒸汽喷管的头部伸入混合段的混合管的尾部。

6.如权利要求1所述的高分子智能加热器，其特征在于所述混合段的混合管与扩压段的扩压管的连接处直径相同。

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