CN203443415U - 矿井排水微扰流换热器 - Google Patents

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何满潮
郭平业
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Abstract

本实用新型涉及换热器技术领域，特别是涉及矿井排水微扰流换热器，其结构包括水箱、导流筒和壳体，壳体内设置有管束；导流筒内设置有挡流板且导流筒内均匀分布设置有导流孔；沿管束轴向间隔设置有若干个微扰流机构；微扰流机构包括固定环和在固定环内呈间隔交替分布设置的微扰流杆和扰流杆，扰流杆上设置有微扰流件。由于设置有挡流板、导流孔和微扰流机构，因此该矿井排水微扰流换热器不存在流动死区，换热面积大，污垢不容易沉积在换热管表面，使得传热优良，且流动阻力小，从而消除了诱导振动，延长了该矿井排水微扰流换热器使用寿命，并且该矿井排水微扰流换热器的体积小，装拆方便，使得深井煤矿的运输方便。

Description

矿井排水微扰流换热器
技术领域
本实用新型涉及换热器技术领域，特别是涉及矿井排水微扰流换热器。
背景技术
煤炭资源随着开采强度和范围的增大，浅部煤炭资源越来越少，深部煤炭资源将是我国未来主体能源的后备保障。但随着开采深度的增加，矿井温度不断升高。因此，矿井中需要设置换热器用于将矿井中水的热能用于地面采暖供热，同时降低矿井温度。 
应用于地面采暖供热的传统换热器如果用于矿井，则其结构存在较大缺陷，其壳程设置若干折流板，其中一种介质走管程，另一种走壳程。两种介质相互进行热交换，使工作介质达到所要求的温度。这种折流板式换热器在壳程走动的介质与换热管进行换热时存在以下几个问题：
壳侧存在一定的流动死区，从而使换热器有效传热面积减少，导致传热不良；污垢容易沉积在流动死区的换热管表面，从而影响换热管的传热及寿命；介质横向冲刷管束产生正面冲击和管后涡流脱落振动，这种诱导振动会引起换热管破裂和管头泄漏，导致换热器的寿命大大缩短。
而且折流板式换热器的体积较大，装拆不方便，且使得深井煤矿的运输不方便。
发明内容
本实用新型的目的在于针对现有技术中的不足之处而提供矿井排水微扰流换热器，该矿井排水微扰流换热器不存在流动死区，换热面积大，污垢不容易沉积在换热管表面，使得传热优良，且流动阻力小，从而消除了诱导振动，延长了该矿井排水微扰流换热器使用寿命，并且该矿井排水微扰流换热器的体积小，装拆方便，使得深井煤矿的运输方便。
为达到上述目的，本实用新型通过以下技术方案来实现。
提供矿井排水微扰流换热器，包括水箱、导流筒和壳体，所述壳体内设置有管束；所述导流筒内设置有挡流板且所述导流筒内均匀分布设置有导流孔；沿所述管束轴向间隔设置有若干个微扰流机构；
所述微扰流机构包括固定环和在所述固定环内呈间隔交替分布设置的微扰流杆和扰流杆，所述扰流杆上设置有微扰流件。
相邻的所述微扰流机构中的微扰流杆呈垂直交错分布，相邻的所述微扰流机构中的扰流杆呈垂直交错分布。
所述管束从所述微扰流杆和所述扰流杆之间的间隙穿过。
所述微扰流杆和所述扰流杆均为长条形钢片、圆柱形钢丝或弹簧。
所述微扰流件为椭圆形钢片、矩形钢片或圆形钢片。
所述固定环内设置有固定杆，所述固定杆的两端分别连接于所述固定环。
所述固定杆的数量为两个，两个所述固定杆分别位于所述固定环的中轴线上并相互垂直。
所述水箱的数量为两个，两个所述水箱分别位于所述壳体的两端。
所述两个水箱中，其中一个所述水箱设置有管程进口，另一个所述水箱设置有管程出口。
所述导流筒的数量为两个，两个所述导流筒分别位于所述壳体的两端；所述两个导流筒中，其中一个所述导流筒设置有壳程进口，另一个所述导流筒中设置有壳程出口。
本实用新型的有益效果：本实用新型的矿井排水微扰流换热器，包括水箱、导流筒和壳体，壳体内设置有管束；导流筒内设置有挡流板且导流筒内均匀分布设置有导流孔；沿管束轴向间隔设置有若干个微扰流机构；微扰流机构包括固定环和在固定环内呈间隔交替分布设置的微扰流杆和扰流杆，扰流杆上设置有微扰流件。由于设置有挡流板、导流孔和微扰流机构，因此该矿井排水微扰流换热器不存在流动死区，换热面积大，污垢不容易沉积在换热管表面，使得传热优良，且流动阻力小，从而消除了诱导振动，延长了该矿井排水微扰流换热器使用寿命，并且该矿井排水微扰流换热器的体积小，装拆方便，使得深井煤矿的运输方便。
附图说明
图1是本实用新型的矿井排水微扰流换热器的结构示意图。
图2是本实用新型的矿井排水微扰流换热器的微扰流机构的结构示意图。
图3是本实用新型的矿井排水微扰流换热器的另一微扰流机构的结构示意图。
图4是图2中A处的局部放大结构示意图。
在图1至图4中包括有：
1——水箱、
2——导流筒、
3——壳体、
4——管束、
5——微扰流机构、
6——挡流板、
7——固定环、
8——微扰流杆、
9——扰流杆、
10——微扰流件、
11——管程进口、
12——管程出口、
13——固定杆、
14——壳程进口、
15——壳程出口。
具体实施方式
结合以下实施例对本实用新型作进一步说明。
见图1至图4。本实施例的矿井排水微扰流换热器，包括水箱1、导流筒2和壳体3，壳体3内设置有管束4；导流筒2内设置有挡流板6且导流筒2内均匀分布设置有导流孔；沿管束4轴向间隔设置有若干个微扰流机构5；微扰流机构5包括固定环7和在固定环7内呈间隔交替分布设置的微扰流杆8和扰流杆9，扰流杆9上设置有微扰流件10。该矿井排水微扰流换热器在运行的过程中，走壳程的介质进入导流筒2后，介质遇到挡流板6，产生分流，然后介质再经导流孔均匀进入壳体3，进入壳体3的介质沿着管束4流动，当沿着管束4流动的介质遇到微扰流机构5时产生扰流，然后介质又在下一个微扰流机构5产生扰流，如此多次扰流，使得层流边界层变薄，从而极大地提高了该矿井排水微扰流换热器的换热强度。该矿井排水微扰流换热器彻底消灭了流动死区，换热面积大，污垢不容易沉积在换热管表面，使得传热优良，且流动阻力小，从而消除了诱导振动，极大减少了该矿井排水微扰流换热器的端差，延长了该矿井排水微扰流换热器使用寿命，并且该矿井排水微扰流换热器的体积小，装拆方便，使得深井煤矿的运输方便。
本实施例中，相邻的微扰流机构5中的微扰流杆8呈垂直交错分布，相邻的微扰流机构5中的扰流杆9呈垂直交错分布，从而使得扰流效果好，提高了该矿井排水微扰流换热器的换热强度，使得传热优良。
本实施例中，管束4从微扰流杆8和扰流杆9之间的间隙穿过，从而使该矿井排水微扰流换热器的结构紧凑，减少了该矿井排水微扰流换热器的体积，且便于装拆。
本实施例中，微扰流杆8和扰流杆9均为长条形钢片，当然，根据实际生产需要，微扰流杆8和扰流杆9也为圆柱形钢丝或弹簧。长条形钢片、圆柱形钢丝或弹簧均能够增强扰流效果。
本实施例中，微扰流件10均匀分布设置于扰流杆9。微扰流件10为椭圆形钢片，当然，根据实际生产需要，微扰流件10也为矩形钢片或圆形钢片。椭圆形钢片、矩形钢片或圆形钢片均能够增强扰流效果。
本实施例中，固定环7内设置有固定杆13，固定杆13的两端分别连接于固定环7。固定杆13的数量为两个，两个固定杆13分别位于固定环7的中轴线上并相互垂直。该固定杆13用于支承固定固定环7，同时该固定杆13能够加强微扰流杆8和扰流杆9的作用。
本实施例中，水箱1的数量为两个，两个水箱1分别位于壳体3的两端。两个水箱1中，其中一个水箱1设置有管程进口11，另一个水箱1设置有管程出口12。
本实施例中，导流筒2的数量为两个，两个导流筒2分别位于壳体3的两端。两个导流筒2中，其中一个导流筒2设置有壳程进口14，另一个导流筒2中设置有壳程出口15。
该矿井排水微扰流换热器能够充分利用矿井水的热能，用于地面采暖供热，具有节能降耗的特点。
最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.矿井排水微扰流换热器，其特征在于：包括水箱、导流筒和壳体，所述壳体内设置有管束；所述导流筒内设置有挡流板且所述导流筒内均匀分布设置有导流孔；沿所述管束轴向间隔设置有若干个微扰流机构；
所述微扰流机构包括固定环和在所述固定环内呈间隔交替分布设置的微扰流杆和扰流杆，所述扰流杆上设置有微扰流件。
2.根据权利要求1所述的矿井排水微扰流换热器，其特征在于：相邻的所述微扰流机构中的微扰流杆呈垂直交错分布，相邻的所述微扰流机构中的扰流杆呈垂直交错分布。
3.根据权利要求1所述的矿井排水微扰流换热器，其特征在于：所述管束从所述微扰流杆和所述扰流杆之间的间隙穿过。
4.根据权利要求1所述的矿井排水微扰流换热器，其特征在于：所述微扰流杆和所述扰流杆均为长条形钢片、圆柱形钢丝或弹簧。
5.根据权利要求1所述的矿井排水微扰流换热器，其特征在于：所述微扰流件为椭圆形钢片、矩形钢片或圆形钢片。
6.根据权利要求1所述的矿井排水微扰流换热器，其特征在于：所述固定环内设置有固定杆，所述固定杆的两端分别连接于所述固定环。
7.根据权利要求6所述的矿井排水微扰流换热器，其特征在于：所述固定杆的数量为两个，两个所述固定杆分别位于所述固定环的中轴线上并相互垂直。
8.根据权利要求1所述的矿井排水微扰流换热器，其特征在于：所述水箱的数量为两个，两个所述水箱分别位于所述壳体的两端。
9.根据权利要求8所述的矿井排水微扰流换热器，其特征在于：所述两个水箱中，其中一个所述水箱设置有管程进口，另一个所述水箱设置有管程出口。
10.根据权利要求1所述的矿井排水微扰流换热器，其特征在于：所述导流筒的数量为两个，两个所述导流筒分别位于所述壳体的两端；所述两个导流筒中，其中一个所述导流筒设置有壳程进口，另一个所述导流筒中设置有壳程出口。
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