CN204388641U - 一种逆流蒸发式凝汽器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种逆流蒸发式凝汽器，涉及冷凝设备的技术领域，用以解决现有的蒸发式凝汽器换热面积小和换热效率低的问题；该逆流蒸发式凝汽器包括壳体，壳体内分别设有风机、捕雾器、喷淋装置、换热管和水箱，水箱和换热管之间还设有填料层，换热管包括呈V型设置的第一换热管组和第二换热管组，换热管组为翅片管，翅片管包括光管和倾斜设置的翅片，翅片与光管的夹角为20-70度，光管的轴向剖面呈梯型，梯型上底的宽度大于其下底的宽度；本实用新型通过倾斜翅片、管径变化和V型设置的换热管，大大增加了其换热面积，提高了换热效率，通过填料层对循环水进行充分冷却，使其接近当地的湿球温度，提高了凝汽器的整体工作效率。

Description

一种逆流蒸发式凝汽器

技术领域

本实用新型涉及冷凝设备技术领域，特别是指一种逆流蒸发式凝汽器。

背景技术

目前，工业应用中，凝汽器主要分为三种形式，即：空冷式、水冷式和蒸发式；蒸发式凝汽器被广泛用于强化换热和提高冷却系统性能的场合，蒸发式凝汽器实际上是空冷式凝汽器和冷却塔一体化结构的设备。根据蒸汽和被冷却物质流动方向的不同，又可以分为顺流蒸发式凝汽器和逆流蒸发式凝汽器；逆流蒸发式凝汽器就是将水喷淋到换热管表面，同时，空气在其中强制逆向流动，热量通过管壁的导热从管道的内表面传到外表面，然后，被管壁上的水膜吸收，水膜蒸发进入空气流中，并随之排向大气，以完成冷却过程；未蒸发的水流到底部的水盘中，由水泵将其循环送至喷淋装置中。

蒸发式凝汽器简化了水冷式凝汽器的冷却水循环系统，同时，空冷式凝汽器所要求的高气流速度在此也可以得到明显的降低；因此，蒸发式凝汽器作为一种节能、节水、结构紧凑的新型高效换热设备，在石油、化工、电力、啤酒、乳品、食品等行业的制冷、低温加工、冷藏、速冻以及建筑的空气调节等领域，越来越多的采用这种蒸发式凝汽器。

目前，现有的蒸发式凝汽器的换热管一般采用光管，光管作为换热元件，由于其管壁的表面积小，导致其换热面积小；加之，在制冷过程中，随着时间的进行，水的温度会逐渐升高，而，蒸发式凝汽器的换热效果取决于当地的湿球温度，当蒸发式凝汽器内的温度与当地的湿球温度不吻合时，其换热效率即明显下降；因此，现有的蒸发式凝汽器存在换热面积小和换热效率低的问题。

实用新型内容

本实用新型提出一种蒸发式凝汽器，解决了现有技术中蒸发式凝汽器换热面积小和换热效率低的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：包括壳体，所述壳体内分别设有风机、捕雾器、喷淋装置、换热管和水箱，所述壳体底部设有所述水箱，所述水箱连接有水泵，所述水泵置于所述壳体的外侧，所述水泵的出水管与所述喷淋装置连接，所述喷淋装置的下方为所述换热管，所述喷淋装置的上方为所述捕雾器，所述捕雾器的上方为所述风机；所述水箱和所述换热管之间还设有填料层，所述壳体上还设有进风口，所述进风口位于所述填料层和所述水箱之间；所述换热管包括第一换热管组和第二换热管组，所述第一换热管组和所述第二换热管组呈V型设置，所述第一换热管组和所述第二换热管组的上端分别通过气体分配管与进气管连通，所述第一换热管组和所述第二换热管组的底部通过集液管连接，所述集液管连接有出液管；所述第一换热管组和所述第二换热管组均由翅片管组成，所述翅片管包括光管和倾斜设置在光管外表面上的翅片，所述翅片与所述光管为一体设置，所述翅片与所述光管之间的夹角为20-70度，所述光管的轴向剖面呈梯型，所述梯型上底的宽度大于其下底的宽度。

本实用新型采用第一换热管组和第二换热管组形成V型换热管，这种V型换热管使换热管内、外流体的流动阻力均降低，更加有利于冷凝后液体的流动；V型换热管由一体设置的光管和倾斜翅片组成，倾斜翅片的增设，大大增加了换热管的换热面积，提高了换热效率；光管的直径从上往下逐渐减小，这种直径变化的光管，不仅满足了冷凝后液体的流动需求，同时，节约了换热管的耗材，降低了凝汽器的成本。同时，水箱上方填料层的设置，使通过换热管后的循环水得到缓冲，均匀充分地与由进风口进入的冷空气进行接触，使循环水得到充分地冷却，使循环水的最终温度非常接近当地的湿球温度，大大提高了凝汽器的工作性能。本实用新型结构简单，设计合理，换热效率高，流动阻力小，节约水资源，经济实用。

作为一种优选的实施方案，所述翅片为薄片状，所述翅片呈方形、螺旋形、三角形或椭圆形的一种。翅片倾斜方向与光管的倾斜方向一致，翅片的设置主要是为了增加水膜与换热管的接触面积，以增大换热面积，提高换热效率。

作为一种优选的实施方案，所述第一换热管组与所述第二换热管组之间的夹角为60-120度。第一换热管组和第二换热管组之间的夹角适当设置，在提高 换热效率的同时，充分地保证蒸汽、水和冷空气三种流体的流动阻力最小，从而提高凝汽器的整体性能。

作为一种优选的实施方案，所述光管为圆管、椭圆管中的一种，所述光管的内壁上设有若干个肋条。光管的形状可以根据实际需要进行设置，圆管或椭圆管均可；光管内壁上还可以设置肋条，肋条对光管内部结构进行优化，增强流体流动方向上的换热，使其达到换热效率的最大化。

作为一种优选的实施方案，所述第一换热管组的长度与所述第二换热管组的长度相等。第一换热管组的长度和第二换热管组的长度相等，以充分保证蒸汽在两侧流动阻力相等、流量相等，便于控制，使两侧的换热效果一致，两侧的换热管组之间没有影响。

作为一种优选的实施方案，所述翅片的厚度为0.4-1.0mm，所述翅片的高度为15-20mm，所述翅片的间距为2-10mm。这种规格的翅片可以充分地增加光管的换热面积，同时，还可以简单和牢固的设置在光管的外表面，为冷空气和喷淋水的逆流提供足够的空间，风机的静压小，换热效果好。

作为一种优选的实施方案，所述壳体的内表面上和所述壳体的外表面上均设有防腐层。防腐层的设置增强了壳体的防腐能力，以延长其使用寿命。

作为一种优选的实施方案，所述风机为轴流风机，所述风机顶部还设有网丝防护网。轴流风机结构简单、稳固可靠，噪音小，风量大，使用方便；网丝防护罩对风机进行有效保护，防止杂物由风机进入该凝汽器，有效延长了其使用寿命，减少了其维护和检修的时间和成本。

工作原理：启动该凝汽器，冷空气在风机的作用下，由进风口进入凝汽器，穿过换热管，逐渐上升，并由风机出风口排出；水箱中的循环水，在水泵的作用下，通过喷淋装置喷淋后，经过换热管，逐渐下降，并落入水箱；蒸汽通过进气管由气体分配管分别进入换热管的第一换热管组和第二换热管组，在第一换热管组和第二换热管组底部的集液管中进行汇集，并由出液管流出。在换热管处，喷淋而下的水在其表面部分蒸发，从而带走换热管内蒸汽的热量，使蒸汽得到冷凝；蒸发后的水蒸汽被空气携带上升，经过捕雾器后，从而从风机的 出风口排出，同时，剩余的水在下降过程中，在填料层内与冷空气进行充分均匀地对流换热，从而被冷却，并流入水箱，从而完了蒸发式凝汽器的换热过程。

本实用新型的有益效果：本实用新型采用V型设置的换热管，在换热管由一体设置的光管和倾斜翅片组成，光管的直径从上往下逐渐减小，大大增加了换热管的换热面积，降低了换热管内、外流体的流动阻力，节约了换热管的耗材，降低了凝汽器的成本；循环水在填料层内得到二次冷却，使其接近当地的湿球温度，提高了凝汽器的工作效率；该凝汽器结构简单，设计合理，使用寿命长，流动阻力小，节约水资源，经济实用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一个实施例的平面结构示意图；

图2为图1中换热管的平面结构示意图；

图3为图1中换热管的立体结构示意图；

图4为图1中换热管的局部放大结构示意图；

图5为图1中换热管横截面的剖视结构示意图；

图中：1-壳体；2-风机；3-捕雾器；4-喷淋装置；5-换热管；51-第一换热管组；52-第二换热管组；53-气体分配管；54-进气管；55-集液管；56-出液管；57-光管；58-翅片；6-填料层；7-进风口；8-水箱；9-水泵。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人 员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参阅附图1～附图5，本实用新型包括壳体1，壳体1内分别设有风机2、捕雾器3、喷淋装置4、换热管5和水箱8，水箱8和换热管5之间还设有填料层6，壳体1底部设有水箱8，水箱8连接有水泵9，水泵9置于壳体1的外侧，水泵9的出水管与喷淋装置4连接，喷淋装置4的下方为换热管5，喷淋装置4的上方为捕雾器3，捕雾器3的上方为风机2，壳体1上还设有进风口7，进风口7位于填料层6和水箱8之间。在风机2的作用下，冷空气由进风口7进入壳体1内部，依次穿过填料层6、换热管5、喷淋装置4、捕雾器3，最终由风机2出风口排出，实现冷空气的循环流动；水箱8内的循环水，在水泵9的作用下，输送至喷淋装置4，通过喷淋装置4喷淋之后，依次穿过换热管5、填料层6，最后，落回水箱8，实现了循环水的循环流动；蒸汽由换热管5的上端进入换热管5，并由其底部流出，从而实现了蒸汽的循环流动。

参阅附图2和附图3，换热管5包括第一换热管组51和第二换热管组52，第一换热管组51和第二换热管组52呈V型设置，第一换热管组51和第二换热管组52的上端分别通过气体分配管53与进气管54连通，第一换热管组51和第二换热管组52的底部通过集液管55连接，集液管55连接有出液管56；气态的蒸汽，由进气管54通过气体分配管53分别进入第一换热管组51和第二换热管组52，并分别沿着第一换热管组51和第二换热管组52流下，蒸汽被冷凝后，在第一换热管组51和第二换热管组52底部的集液管55处汇合，并通过出液管56流出。第一换热管组51与第二换热管组52之间的夹角为60-120度，第一换热管组51的长度与第二换热管组52的长度相等；这种V型设置的换热管5，大大降低了换热管5内外流体的流动阻力，使换热管5使用方便，换热效果好。

参阅附图3、附图4和附图5，第一换热管组51和第二换热管组52均由翅片管组成，翅片管包括光管57和倾斜设置在光管57外表面上的翅片58，翅片58与光管57为一体设置，翅片58与光管57之间的夹角为20-70度，即图4中角α的角度为20-70度，翅片58为薄片状，翅片58呈方形、螺旋形、三角形或椭圆形的一种，翅片58的厚度为0.4-1.0mm，翅片58的高度为15-20mm，翅片58的间距为2-10mm；光管57为圆管、椭圆管中的一种，光管57的内壁上可以 设有若干个肋条，光管57的轴向剖面呈梯型，梯型上底的宽度大于其下底的宽度。本实施例中，光管57为圆管，翅片58呈椭圆形；倾斜翅片、光管57直径的变化以及光管57内壁上肋条的设置，进一步增加了换热面积，大大提高了换热效率；同时，进一步降低了流体的流动阻力，降低了管材的消耗，提高了凝汽器的整体性能。

另外，壳体1的内表面上和壳体1的外表面上均设有防腐层，风机2为轴流风机，风机2顶部还设有网丝防护网。防腐层的设置增强了壳体1的防腐能力，以延长其使用寿命；轴流风机结构简单，噪音小，风量大，使用方便；网丝防护罩对风机2进行有效保护，有效延长了其使用寿命，减少了其维护和检修的时间和成本。

工作原理：启动该凝汽器，冷空气在风机2的作用下，由进风口7进入凝汽器，穿过换热管5，逐渐上升，并由风机2出风口排出；水箱8中的循环水，在水泵9的作用下，通过喷淋装置4喷淋后，经过换热管5，逐渐下降，并落入水箱8；蒸汽通过进气管54由气体分配管53分别进入换热管5的第一换热管组51和第二换热管组52，在第一换热管组51和第二换热管组52底部的集液管55中进行汇集，并由出液管56流出。在换热管5处，喷淋而下的水在其表面部分蒸发，从而带走换热管5内蒸汽的热量，使蒸汽得到冷凝；蒸发后的水蒸汽被空气携带上升，经过捕雾器3后，从而从风机2的出风口排出，同时，剩余的水在下降过程中，在填料层6内与冷空气进行充分均匀地对流换热，从而被冷却，并流入水箱8，从而完了蒸发式冷凝器的换热过程。

本实用新型的有益效果：本实用新型采用V型设置的换热管5，在换热管5由一体设置的光管57和倾斜翅片组成，光管57的直径从上往下逐渐减小，大大增加了换热管5的换热面积，降低了换热管5内、外流体的流动阻力，节约了换热管5的耗材，降低了凝汽器的成本；循环水在填料层6内得到二次冷却，使其接近当地的湿球温度，提高了凝汽器的工作效率；该凝汽器结构简单，设计合理，使用寿命长，流动阻力小，节约水资源，经济实用。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种逆流蒸发式凝汽器，包括壳体，所述壳体内分别设有风机、捕雾器、喷淋装置、换热管和水箱，所述壳体底部设有所述水箱，所述水箱连接有水泵，所述水泵置于所述壳体的外侧，所述水泵的出水管与所述喷淋装置连接，所述喷淋装置的下方为所述换热管，所述喷淋装置的上方为所述捕雾器，所述捕雾器的上方为所述风机；其特征在于：

所述水箱和所述换热管之间还设有填料层，所述壳体上还设有进风口，所述进风口位于所述填料层和所述水箱之间；

所述换热管包括第一换热管组和第二换热管组，所述第一换热管组和所述第二换热管组呈V型设置，所述第一换热管组和所述第二换热管组的上端分别通过气体分配管与进气管连通，所述第一换热管组和所述第二换热管组的底部通过集液管连接，所述集液管连接有出液管；

所述第一换热管组和所述第二换热管组均由翅片管组成，所述翅片管包括光管和倾斜设置在光管外表面上的翅片，所述翅片与所述光管为一体设置，所述翅片与所述光管之间的夹角为20-70度，所述光管的轴向剖面呈梯型，所述梯型上底的宽度大于其下底的宽度。

2.根据权利要求1所述的逆流蒸发式凝汽器，其特征在于：

所述翅片为薄片状，所述翅片呈方形、螺旋形、三角形或椭圆形的一种。

3.根据权利要求2所述的逆流蒸发式凝汽器，其特征在于：

所述第一换热管组与所述第二换热管组之间的夹角为60-120度。

4.根据权利要求1所述的逆流蒸发式凝汽器，其特征在于：

所述光管为圆管、椭圆管中的一种，所述光管的内壁上设有若干个肋条。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的逆流蒸发式凝汽器，其特征在于：

所述第一换热管组的长度与所述第二换热管组的长度相等。

6.根据权利要求5所述的逆流蒸发式凝汽器，其特征在于：

所述翅片的厚度为0.4-1.0mm，所述翅片的高度为15-20mm，所述翅片的间距为2-10mm。

7.根据权利要求5所述的逆流蒸发式凝汽器，其特征在于：

所述壳体的内表面上和所述壳体的外表面上均设有防腐层。

8.根据权利要求5所述的逆流蒸发式凝汽器，其特征在于：

所述风机为轴流风机，所述风机顶部还设有网丝防护网。