CN202254976U - 内置式板型热交换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种内置式板型热交换器。按照本实用新型提供的技术方案：内置式板型热交换器，包括传热单元，传热单元内设有数条流体通道，传热单元一侧设有与流体通道一端相连通的流体进口流道，传热单元另一侧设有与流体通道另一端相连通的流体出口流道，其特征在于：所述流体通道的流通截面积沿流体通道的长度方向交替收缩和扩张。本实用新型种结构巧妙合理，传热效率高，整体刚度和承压性能好，能适应各种介质工况及载荷。

Description

内置式板型热交换器

技术领域

本实用新型涉及一种热交换器，具体是一种内置式板型热交换器。

背景技术

在现代工业生产领域中，工业涂装、化学表面处理、化工介质反应过程以及余热利用热回收装置，都需要用内置式换热设备来完成热量传递过程中的液-液、汽-液热交换。

传统的内置式热交换器，一般都采用金属管做成圆盘形、螺旋形状或直管排列形式结构。该类结构换热器结构单一、工艺陈旧、标准化差，单位传热面积材料耗量大，每平方米传热面积消耗钢材50公斤以上。传统形式的盘管、排管式换热器的占积率大，每立方米容积不足10m²传热面积。传热系数低，如螺旋盘管换热器的传热系数K通常不超过450千卡/m²﹒时﹒℃。

板型热交换器是一种新颖内置式换热器，它的功能是通过流体相互对流来进行能量传递。按换热原理分类，板型热交换器属间壁式换热类型，它的工作特征是冷热两流体被传热壁面隔离，热量传递是通过金属壁面进行。

板型换热器主要用于工业领域中的汽-液、液-液的热量交换。参于热交换的介质有饱和蒸汽、高温流体、有机载热流体、化学介质溶液、高温导热油、腐蚀化工溶液。各类不同属性的高温、高压流体，直接通过金属板壁面进行热传递。

因此，板型换热器的综合性能和可靠性尤为重要，它必须具备良好的产品热力结构设计、流动设计和结构型式设计。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种结构合理，传热效率高，整体刚度和承压性能好，能适应各种介质工况及载荷的内置式板型热交换器。

按照本实用新型提供的技术方案：内置式板型热交换器，包括传热单元，传热单元内设有数条流体通道，传热单元一侧设有与流体通道一端相连通的流体进口流道，传热单元另一侧设有与流体通道另一端相连通的流体出口流道，其特征在于：所述流体通道的流通截面积沿流体通道的长度方向交替收缩和扩张。

作为本实用新型的进一步改进，所述传热单元主要由两块矩形金属传热板对拼焊接组成，两块金属传热板之间形成所述的流体通道，流体通道的内壁表面上设有间隔分布且长度不同的紊动凸台，以使流体通道的流通截面积沿流体通道的长度方向交替收缩和扩张。

作为本实用新型的进一步改进，所述的两块金属传热板为瓦楞形或波纹形。

作为本实用新型的进一步改进，所述紊动凸台是在金属传热板表面上冲压形成。

作为本实用新型的进一步改进，所述传热单元两侧的流体进口流道和流体出口流道均是具有两个支路的双U形流道，流体进口流道包括内U形进口流道和外U形进口流道，流体出口流道包括内U形出口流道和外U形出口流道；所述传热单元上的数条流体通道分为两组，其中一组与内U形进口流道和内U形出口流道相连通，另一组与外U形进口流道和外U形出口流道相连通。

本实用新型与现有技术相比，优点在于：（1）本实用新型中的流体通道的流通截面积沿流体通道的长度方向交替收缩和扩张，增加了流体的紊动频率，减少边界层热阻，提高了传热效率。（2）本实用新型中的流体进口流道和流体出口流道均是具有两个支路的双U形流道，可有效强化流体在运动中的分割、聚合效应。（3）本实用新型中的传热单元是由瓦楞形或波纹形的金属传热板焊接组成，一方面有效提高了传热展开面积，另一方面有效提高了整体刚度和承压性能。（4）本实用新型能在各种介质工况及载荷不稳工况下正常工作，即使在低流速和适度压降工况中，亦可获得高的传热效率，传热系数可达1200千卡/ m²﹒时﹒℃以上，是传统螺旋盘管换热器的三倍左右。

附图说明

图1为本实用新型实施例的立体结构图。

图2为本实用新型实施例的传热单元局部立体结构图。

图3为图2的传热单元局部正视图。

附图标记说明：1-传热单元、1a-金属传热板、2-流体进口流道、2a-内U形进口流道、2b-外U形进口流道、3-流体出口流道、3a-内U形出口流道、3b-外U形出口流道、4-流体通道、5-紊动凸台。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图所示：实施例中的内置式板型热交换器包括传热单元1，传热单元1内设有数条流体通道4，传热单元1一侧设有与流体通道4一端相连通的流体进口流道2，传热单元1另一侧设有与流体通道4另一端相连通的流体出口流道3，所述流体通道4的流通截面积沿流体通道4的长度方向交替收缩和扩张。

在传热工程领域中，换热设备所表示的传热系数K值大小，是衡量热交换设备传热性能的一个重要技术性指标。热交换器的传热效率主要取决于换热设备内部流体运动方向改变的频率，即流体紊动频率。本实用新型将流体通道4的流通截面积设置成沿流体通道4的长度方向交替收缩和扩张的形式，从而使得流体愈急剧地改变运动方向、反复进行分割、聚合、收缩、扩散紊动状态，以减少传热壁边界层热阻。流体紊动频率愈强化、其传热效率愈高。

如图1~3所示，所述传热单元1主要由两块瓦楞形的矩形金属传热板1a对拼焊接组成，两块金属传热板1a之间形成所述的流体通道4，流体通道4的内壁表面上设有间隔分布且长度不同的紊动凸台5，以使流体通道4的流通截面积沿流体通道4的长度方向交替收缩和扩张。在实际加工中，所述紊动凸台5是在金属传热板1a表面上冲压形成。另外，所述的两块金属传热板1a可以为波纹形。

如图1所示，所述传热单元1两侧的流体进口流道2和流体出口流道3均是具有两个支路的双U形流道，流体进口流道2包括内U形进口流道2a和外U形进口流道2b，流体出口流道3包括内U形出口流道3a和外U形出口流道3b；所述传热单元1上的数条流体通道4分为两组，其中一组与内U形进口流道2a和内U形出口流道3a相连通，另一组与外U形进口流道2b和外U形出口流道3b相连通。

本实用新型的工作原理和工作过程如下：

工作时，热流体从联接管进入内置式板型换热器内，在作用力下，热流体按流体进口流道2的U形导流方向流动分流至各流体通道4，由于流体通道4的内壁表面上设有间隔分布且长度不同的紊动凸台5，其在流体流动中起到收缩、扩张的作用，以强化换热效果。由此热流体释放出的能量经金属壁面向外输出热量，随着热流体放热后温度递减，流体分别汇集至双U形的流体出口流道3，从出口排出，以此形式不间断循环，完成热能量的转移。这一类型的热交换过程，在现代工业生产过程中以及余热利用方面广泛应用。

本实用新型的内置式板型热交换器能够根据热负荷量及工艺要求确定其传热面积，以串、并联形式组装联接。

Claims (5)

1.内置式板型热交换器，包括传热单元（1），传热单元（1）内设有数条流体通道（4），传热单元（1）一侧设有与流体通道（4）一端相连通的流体进口流道（2），传热单元（1）另一侧设有与流体通道（4）另一端相连通的流体出口流道（3），其特征在于：所述流体通道（4）的流通截面积沿流体通道（4）的长度方向交替收缩和扩张。

2.如权利要求1所述的内置式板型热交换器，其特征在于：所述传热单元（1）主要由两块矩形金属传热板（1a）对拼焊接组成，两块金属传热板（1a）之间形成所述的流体通道（4），流体通道（4）的内壁表面上设有间隔分布且长度不同的紊动凸台（5），以使流体通道（4）的流通截面积沿流体通道（4）的长度方向交替收缩和扩张。

3.如权利要求2所述的内置式板型热交换器，其特征在于：所述的两块金属传热板（1a）为瓦楞形或波纹形。

4.如权利要求2所述的内置式板型热交换器，其特征在于：所述紊动凸台（5）是在金属传热板（1a）表面上冲压形成。

5.如权利要求1所述的内置式板型热交换器，其特征在于：所述传热单元（1）两侧的流体进口流道（2）和流体出口流道（3）均是具有两个支路的双U形流道，流体进口流道（2）包括内U形进口流道（2a）和外U形进口流道（2b），流体出口流道（3）包括内U形出口流道（3a）和外U形出口流道（3b）；所述传热单元（1）上的数条流体通道（4）分为两组，其中一组与内U形进口流道（2a）和内U形出口流道（3a）相连通，另一组与外U形进口流道（2b）和外U形出口流道（3b）相连通。

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