CN204043474U - 管壳式相变换热器及其液体喷淋器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及用于管壳式相变换热器的液体喷淋器及管壳式相变换热器。该液体喷淋器包括：进口管、汇流管、多个介质管路以及位于多个介质管路上的多个喷头。其中，汇流管呈弧形弯曲，多个介质管路布置于汇流管两侧而形成弧形阵列并与汇流管流体连通。而汇流管与进口管连接，换热介质从进口管流入并经汇流管流向各介质管路并从各介质管路的喷头流出。由于液体喷淋器的汇流管呈弧形弯曲，使得整个液体喷淋器在整体上也成弧形，当其安装到管壳式相变换热器中时，该液体喷淋器沿换热器壳体内壁布置，从而节约了换热器的空间，使得单位体积的换热器可以填充更多的换热管，换热器的换热管填充率显著提高。

Description

管壳式相变换热器及其液体喷淋器

技术领域

本实用新型涉及管壳式相变换热装置，特别涉及一种用于管壳式相变换热器的液体喷淋器。 

背景技术

换热器是广泛应用于化工、动力、制冷、医药以及能源等行业的一种通用设备。按照传热面的结构和形状可将换热器分为板式换热器、管式换热器以及其他类型换热器。其中板式换热器主要有螺旋板式换热器、板式换热器、板翅式换热器以及板壳式换热器；管式换热器主要有蛇管式换热器、套管式换热器以及管壳式换热器；其他型式换热器主要是满足特殊要求提出的换热器装置，例如回转式换热器和热管式换热器。在众多换热器中，管壳式换热器结构由于制造难度小、成本低、适用性强、且可用于高温高压，是目前应用最为广泛的换热器。 

在管壳式换热器基础上发展起来的相变管壳式换热器由于换热效率高而备受关注。现有的相变管壳式换热器大都采用矩形孔板式喷淋装置，由于液体滴淋量需要匹配换热管的换热量，而矩形滴淋板作为一种平面板，当其装入管壳式相变换热器中时会在壳体上部隔出一个弧形空间，该空间不能装入换热管，这样就导致换热器中换热管的填充率底，制作成本高。尤其是在小型换热器中，换热器壳体与换热管面积比更大，所需成本更高。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于管壳式相变换热器的液体喷淋器，其可以解决管壳式相变换热器单位体积的换热管数量少，换热管填充率低的问题。 

为实现上述目的，本实用新型提供一种用于管壳式相变换热器的液体喷淋器，包括：进口管、汇流管、多根介质管路以及位于所述多根介 质管路上的多个喷头；所述汇流管呈弧形弯曲；所述多根介质管路布置于所述汇流管两侧而形成弧形阵列并与所述汇流管流体连通；以及所述汇流管与所述进口管流体连通，从而换热介质从所述进口管流经所述汇流管流向各介质管路并从所述各介质管路上的所述喷头流出。 

较佳地，所述进口管为三通管，所述三通管带有三个相互连通的管口，其中两个管口与所述汇流管流体连通，另一个管口与换热介质源流体连通。 

较佳地，所述进口管的入口与换热介质源流体连通，而所述进口管的出口与所述汇流管流体连通。 

较佳地，所述汇流管弯曲形成的弧的弧度为60-180度。 

较佳地，所述各介质管路沿着所述汇流管的两侧壁面均匀排列，各相邻管路之间的距离相等。 

较佳地，所述各介质管路沿着所述汇流管两侧壁面平行排列。 

在一优选实施例中，所述汇流管横截面形状为四边形。 

在一优选实施例中，所述液体喷淋器设有至少一个所述汇流管。 

优选地，所述介质管路由各横截面为圆形的管构成。 

本实用新型还提供了一种管壳式相变换热器，所述管壳式相变换热器包括壳体和换热管，其壳体内侧安装有权利要求1所述的液体喷淋器，所述液体喷淋器置于所述换热管上方。 

由于采用了这种弧形分布，当本实用新型的液体喷淋器安装到管壳式相变换热器中时，如图2所示，该液体喷淋器沿着管壳式相变换热器的壳体分布，从而节约了空间，增加了该换热器可以容纳的换热管数量，换热器的换热管填充率显著提高。管壳式相变换热器制造成本显著降低。 

附图说明

图1为本实用新型液体喷淋器的立体图。 

图2为安装有本实用新型液体喷淋器的管壳式换热器的横截面图。 

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本实用新型的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本实用新型范围的限制，而只是为了说明本实用新型技术方案的实质精神。 

图1示出根据本实用新型的一实施例的用于管壳式相变换热器的液体喷淋器10。图2示出安装有本实用新型液体喷淋器10的管壳式换热器的横截面图。如图1和2所示，管壳式相变换热器20包括壳体21和换热管22，壳体21内侧安装有液体喷淋器10，液体喷淋器10置于换热管22上方。 

液体喷淋器10包括：进口管1、汇流管2、多根介质管路3以及位于介质管路3上的多个喷头4。进口管1、汇流管2和介质管路3相互流体连通，从而换热介质能够通过进口管1进入汇流管2，并经由汇流管进入介质管路3，最后从介质管路3上的多个喷头4滴出或喷出。 

汇流管以及多根介质管路排列成与管壳式换热器20的内壁形状相匹配，如图2所示，从而管壳式换热器20能够容纳更多的换热管21。具体地，在图2所示的实施例中，管壳式换热器20的壳体截面形状为大致圆形，相应地，汇流管2呈弧形，介质管路3亦排列成弧形，从而使得液体喷淋器10尽量贴合管壳式换热器20的内表面，节省空间。 

具体地，图2所示的实施例中，进口管1为一个三通管。其带有三个相互连通的管口，其中两个管口与汇流管2连接，另一个管口与换热介质源流体连通。作为本实施例的一种变形，进口管1也可以为两通管，其一个管口与汇流管2流体连通，另一个管口与换热介质源流体连通。其它形式的进口管也可以适用，在此限于篇幅不再一一详述。 

汇流管2为一弧形弯曲的管，其横截面为四边形，其两侧连接多个介质管路3，从而该汇流管2和介质管路3流体连通。其他形式的汇流管，比如横截面为圆形，只要该汇流管呈弧形弯曲，也可以适用于本实用新型。 

较佳地，汇流管2和介质管路3可以由碳素钢、低合金钢、不锈钢、铜、铜镍合金、铝合金、钛等材料制成。此外还可以由一些非金属材料制成，如石墨、陶瓷、聚四氟乙烯等。 

介质管路3由多根细长管组成。这些管一端连接在汇流管2侧面，一端密封。该介质管路3的管壁上连接多个喷头4，介质管路3与喷头4流体连通，从而换热介质能够从喷头4喷出或滴出。 

换热介质由进口管1进入经汇流管2流向各介质管路3，然后从各介质管路3上的喷头流出该液体喷淋器。 

换热介质可以为本领域任何已知的合适的介质，诸如常用的相变换热材料水或油，也可以是无机PCM、有机PCM和复合PCM。其中，无机类PCM主要有结晶水合盐类、熔融盐类、金属或合金类等；有机类PCM主要包括石蜡、醋酸和其他有机物。 

由于汇流管2呈弧形弯曲，导致和该回流管2流体连通的介质管路在整体上也呈弧形排布。从而整个液体喷淋器为一弧形结构。 

由于采用了这种弧形分布，当本实用新型的液体喷淋器安装到管壳式相变换热器中时，该液体喷淋器沿着管壳式相变换热器的壳体分布，从而节约了空间，增加了该换热器可以容纳的换热管数量，换热器的换热管填充率显著提高。 

如图2所示，在安装了本实用新型的液体喷淋器后，单位体积的管壳式相变换热器可以填充更多的换热管，换热器的换热管填充率显著提高，相比现有的管壳式相变换热器，填充率提高25-55％。同时，由于相同体积的条件下，换热管的数量增加，由此，换热效率提高，相比于现有的管壳式换热器，换热效率提高15-25％。 

上述结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式。应理解，即使对本实用新型作出各种变化，只要是所述技术领域的技术人员不需要创造性劳动即可以得到的等效实施方式，都落入本实用新型的保护范围之中。 

Claims (10)

1.一种用于管壳式相变换热器的液体喷淋器，包括：进口管、汇流管、多根介质管路以及位于所述多根介质管路上的多个喷头，其特征在于：

所述汇流管呈弧形弯曲；

所述多根介质管路布置于所述汇流管两侧而形成弧形阵列并与所述汇流管流体连通；以及

所述汇流管与所述进口管流体连通，从而换热介质从所述进口管流经所述汇流管流向各介质管路并从所述各介质管路上的所述喷头流出。

2.根据权利要求1所述的液体喷淋器，其特征在于：所述进口管为三通管，所述三通管带有三个相互连通的管口，其中两个管口与所述汇流管流体连通，另一个管口与换热介质源流体连通。

3.根据权利要求1所述的液体喷淋器，其特征在于：所述进口管的入口与换热介质源流体连通，而所述进口管的出口与所述汇流管流体连通。

4.根据权利要求1所述的液体喷淋器，其特征在于：所述汇流管弯曲形成的弧的弧度为60-180度。

5.根据权利要求1所述的液体喷淋器，其特征在于：所述各介质管路沿着所述汇流管的两侧壁面均匀排列，各相邻管路之间的距离相等。

6.根据权利要求1所述的液体喷淋器，其特征在于：所述各介质管路沿着所述汇流管两侧壁面平行排列。

7.根据权利要求1所述的液体喷淋器，其特征在于：所述汇流管横截面形状为四边形。

8.根据权利要求1所述的液体喷淋器，其特征在于：所述液体喷淋器设有一个以上所述汇流管。

9.根据权利要求1所述的液体喷淋器，其特征在于：所述介质管路由各横截面为圆形的管构成。

10.一种管壳式相变换热器，所述管壳式相变换热器包括壳体和换热管，其特征在于：所述壳体内侧安装有权利要求1-9任一项所述的液体喷淋器，所述液体喷淋器置于所述换热管上方。