CN208333183U - 换热管和包括它的换热器 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种换热管,其包括:第一换热面板和第二换热面板,它们彼此相对地设置;第一侧挡板和第二侧挡板,它们彼此相对地设置,其中,所述第一换热面板、第二换热面板、第一侧挡板和第二侧挡板一起围合限定出换热管的内部管道,其中,所述第一换热面板、第二换热面板、第一侧挡板和第二侧挡板由玻璃、陶瓷、石墨、碳化硅中的至少一种材料制成,并且其中,所述第一换热面板和第二换热面板中的至少一者与所述第一侧挡板和第二侧挡板中的至少一者是分离的并通过粘结剂密封地连接在一起。本申请还涉及包括这种换热管的换热器。本申请具备应力集中小、制造简便、可靠性高、承压能力高、传热率高、结构紧凑、抗蚀性能优等优点。
Description
技术领域
本申请涉及换热管和换热器的技术领域,特别涉及适用于强腐蚀性介质、有承压能力要求的换热管和包括这种换热管的换热器。
背景技术
玻璃管具有优良的耐腐蚀性能,尤其是圆形玻璃管具有制造工艺成熟,成本低廉,被用作换热装置的换热管已有近半个世纪的历史。但是,圆形玻璃管抗弯截面模量较低,并且强度较低,脆性较大,承压能力低,其用于换热管长径比通常不大于50,否则会出现断裂、振动失效等事故,从而造成其单个换热器负荷较小,换热效率低,结构紧凑性差等不足,严重限制了其应用,所以玻璃换热管多用于常压或微正压场合小负荷工况的气-气换热领域。
近年,针对玻璃换热管的改进,不断有人提出了新的方案,其中较为常见的有扁平玻璃管,但受到玻璃管拉制工艺的限制,其横截面长宽比超过5时合格率极低,且基于玻璃的特性,横截面长宽比越大,拉制成形的玻璃管应力集中越严重,因此用作换热管失效率越高。
此外,由于传统玻璃管需要进行熔融、拉制、整形、切断及磨口等复杂的工艺及工序,因此存在加工设备复杂、制作工艺繁琐并且制作成本较高等缺点。
实用新型内容
鉴于以上问题,本申请的目的是提供一种换热管和包括这种换热管的换热器,以至少部分地解决上述问题。
根据本申请的一个方面,提供了一种换热管,其包括:第一换热面板和第二换热面板,所述第一换热面板和第二换热面板彼此相对地设置;第一侧挡板和第二侧挡板,所述第一侧挡板和第二侧挡板彼此相对地设置,其中,所述第一换热面板、第二换热面板、第一侧挡板和第二侧挡板一起围合限定出换热管的内部管道,其中,所述第一换热面板、第二换热面板、第一侧挡板和第二侧挡板由玻璃、陶瓷、石墨、碳化硅中的至少一种材料制成,并且其中,所述第一换热面板和第二换热面板中的至少一者与所述第一侧挡板和第二侧挡板中的至少一者是分离的并通过粘结剂密封地连接在一起。
优选地,在所述换热管的内部管道中设置有N个中间挡板,所述中间挡板与所述第一换热面板和第二换热面板通过粘结剂密封地连接在一起,将所述内部管道划分为N+1个独立的彼此间密封的内部流体通道,其中所述N为大于等于1的整数。
优选地,在所述内部流体通道中还设置有用于支撑所述第一换热面板和第二换热面板的至少一个加强肋,所述至少一个加强肋与所述第一换热面板和第二换热面板通过粘结剂连接在一起。
优选地,所述第一换热面板、第二换热面板、第一侧挡板和第二侧挡板均为独立部件,并且第一换热面板和第二换热面板均与第一侧挡板和第二侧挡板通过粘结剂密封地连接在一起。
优选地,所述粘结剂的耐火温度不低于250℃,传热性不低于粘结剂所粘结的部件的母材的传热性。
优选地,所述粘结剂的组分包括:F26型氟橡胶50-60wt%;石墨粉8-9wt%;氧化镁2-5wt%;酮亚胺硫化剂1-3wt%;甲乙酮5-15wt%;氟硅油3-6wt%;铝粉20-25wt%。
优选地,所述第一侧挡板和第二侧挡板为条状构件,所述条状构件包括抵靠部分和侧挡部分,所述抵靠部分包括用于抵靠所述第一换热面板和第二换热面板的两个彼此平行的抵靠面,所述侧挡部分垂直于所述抵靠部分的抵靠面延伸,使得所述条状构件具有T形的横截面形状。
优选地,所述换热管构造为横截面长宽比大于10的扁平形状的换热管。
根据本申请的另一个方面,提供了一种换热器,其包括:壳体,其包括相对设置的两个安装板,所述安装板上分别形成有多个第一通孔,所述壳体在与所述安装板垂直的两个相对设置的侧面上开设有第二通孔;和多个换热管,每个换热管的两端分别密封连接至所述两个安装板上的对应的第一通孔,其中,所述多个换热管中的至少一个为以上描述的任一种换热管。
优选地,所述多个换热管配置成使得沿介质流动方向相邻的两个换热管互成一定夹角。
优选地,所述夹角为100°-180°,其中每个夹角的大小均相等,或者至少有两个夹角的大小互不相等。
优选地,所述安装板之间设置有支撑格栅,所述支撑格栅由条形杆件交叉布置而成,用于支撑所述换热管。
优选地,所述条形杆件由金属与PTFE的复合材料或者金属与F26型橡胶的复合材料制成。
借助于本申请的上述技术方案,能实现如下有益效果中的至少一个:
在本申请中,由于换热面板中的至少一者与侧挡板中的至少一者是分离的并通过粘结剂连接在一起,因此能够避免传统换热管通过拉制等工艺整体成形而造成的应力集中严重的问题。此外,由于粘结剂具有弹性,因此由其连接制成的换热管的耐冲击与抗震性强,能够进一步缓解应力集中的问题。另一方面,由于采用了粘结方式成形,因此避免了制造传统玻璃管时进行的熔融、拉制、整形、切断及磨口等复杂的工艺及工序,从而能够简化设备和制作工艺,并降低制造成本。
此外,在本申请中,通过在换热管中设置至少一个中间挡板,能够将换热管的内部管道分成多个流体通道,由于每个流体通道彼此独立并且彼此间密封,因此每个流体通道互不连通,其中流动的流体互不串流。因此若发生一个通道失效的情形,其它通道仍可独立地正常地运行,从而大大提高了换热管的可靠性,延长了换热管的使用寿命。此外,在本申请中,由于设置了中间挡板,因此能够将换热管的内部管道划分成多个流体通道,每个通道均为能够承压的通道,随着通道数量的增加,通道承压截面积减小,承压能力提高。
此外,在本申请中,通过设置加强肋,能够利用加强肋的支撑效果对换热管进行分面积加强,从而能够进一步提高换热管的强度,避免传统换热管的强度及刚度不足、换热管应力集中严重的缺陷。
此外,在本申请中,由于侧挡板、中间挡板、加强肋通过粘结剂与换热面板连接在一起,使得这些部件的由粘结剂所粘结的区域的表面积能得到有效利用,增加了换热面积,强化了流体扰动,从而能提高传热效率。
此外,在本申请中,由于采用了玻璃、陶瓷、石墨、碳化硅等非金属材料中的至少一种材料来制造换热管,所以换热管的导热性能优良,并且耐腐蚀性能优良,绝大多数无机酸、有机酸和有机溶剂都不足以腐蚀本申请的换热管。此外本申请的粘接剂也具有优良的抗腐蚀能力。它们优良的抗腐蚀性能实现了换热管在腐蚀环境中长期稳定地运行。
此外,在本申请中,由于换热器中的换热管进行特殊方法排布构成了若干规则的“锯齿形”或不规则的“曲折形”流道,这能够增加流体流动的流程,并增加流体的扰动,从而强化换热管外传热效果。传热效率的提高及大长宽比换热管自身的特性,使本申请的换热器具有传热效率高,结构紧凑的优点。
附图说明
图1为本申请一实施例的换热管的横截面图。
图2为本申请一实施例的换热管的侧挡板的结构示意图。
图3为本申请一实施例的换热管的侧挡板沿图2中的B-B线所取的剖视图。
图4为本申请一实施例的换热管的侧挡板的一个变型例的剖视图。
图5为本申请一实施例的换热管的侧挡板的另一变型例的剖视图。
图6为本申请一实施例的换热管的侧挡板的再一变型例的剖视图。
图7为本申请一实施例的包括有换热管的换热器的结构示意图。
图8为图7所示实施例的换热器沿剖切线A-A所取的剖视图,示出了换热器中的换热管的布置方式的一个实施例。
图9-10示出了换热器中的换热管的布置方式的变型例。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明,而非对该发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与发明相关的部分。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
此外,还需要说明的是,本申请中使用的例如前、后、上、下、左、右、顶、底、正、背等表示方位的术语仅仅是为了便于说明,用以帮助对相对位置或方向的理解,并非旨在限制任何装置或结构的取向。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
图1示出了根据本申请一实施例的换热管的横截面图。如图1所示,换热管100包括换热面板103、侧挡板101、可选的中间挡板104和可选的加强肋105。
如图1所示,换热面板103可以包括两块换热面板,例如图1中示出的上换热面板和下换热面板。注意,换热面板103的数量并不局限于两块,例如一块换热面板可以由两块或两块以上的较小的换热面板拼接而成。上换热面板103和下换热面板103可以彼此相对地设置。例如,上换热面板103和下换热面板103可以彼此平行地设置,但是其它设置方式也是可行的,只要两块换热面板之间隔开一定距离即可。
在一实施例中,上换热面板103和下换热面板103中的至少一者可以例如由玻璃、陶瓷、石墨、碳化硅等非金属材料中的至少一种制成。玻璃、陶瓷、石墨、碳化硅等非金属材料具有良好的导热性能以及耐腐蚀性能。优选地,上换热面板103和下换热面板103可以均由玻璃、陶瓷、石墨、碳化硅中的任一种材料制成。但是本领域的技术人员应该明白的是,上换热面板103和下换热面板103中也可以只有其中一者由玻璃、陶瓷、石墨、碳化硅中的任一种材料(比如玻璃)制成,而另一者由这些材料中的另一种材料(比如陶瓷)制成,只要能满足传热要求即可。换热面板103可以构造为矩形形状,但是其它形状也是可行的,比如其它平行四边形形状或者梯形形状等。上换热面板和下换热面板可以具有相同的形状和/或尺寸,当然它们也可以具有不同的形状和/或尺寸。
如图1所示,侧挡板101也可以包括两个侧挡板,例如图1中示出的左侧挡板和右侧挡板。注意,侧挡板101的数量也并不局限于两个,例如一个侧挡板可以由两个或两个以上的较小的侧挡板拼接而成。侧挡板101可以分别设置在上下两块换热面板103的侧向边缘处,比如设置左侧边缘和右侧边缘处,当然设置在其它位置也是可行的,只要侧挡板101与上下换热面板103能一起围合限定出换热管的内部管道即可。左侧挡板101与右侧挡板101可以彼此相对地设置。例如,左侧挡板101与右侧挡板101可以彼此平行地设置,但是其它设置方式也是可行的,只要两块侧挡板之间隔开一定距离即可。
在一实施例中,左侧挡板101与右侧挡板101中的至少一者例如可以由玻璃、陶瓷、石墨、碳化硅中的至少一种制成。优选地,左侧挡板101和右侧挡板101可以均由玻璃、陶瓷、石墨、碳化硅中的任一种材料制成。但是本领域的技术人员应该明白的是,左侧挡板101和右侧挡板101中也可以只有其中一者由玻璃、陶瓷、石墨、碳化硅中的任一种材料(比如玻璃)制成,而另一者由这些材料中的另一种材料(比如陶瓷)制成,只要能满足传热要求即可。
图2示出了本申请一实施例的侧挡板的结构示意图。如图2所示,侧挡板可以为条状构件。左侧挡板与右侧挡板可以具有相同的形状和/或尺寸,当然它们也可以具有不同的形状和/或尺寸。例如,左侧挡板和右侧挡板可以均为条状构件,当然也可以只有其中一者为条状构件,而另一者为其它形状的构件。
图3-6示出了本申请多个实施例的侧挡板沿图2中的B-B线所取的剖视图。如图所示,侧挡板101的横截面可以呈T形(图3-5)或呈矩形(图6)。在一些实施例中,侧挡板101包括抵靠部分(例如图3-5中的右侧部分)和侧挡部分(例如图3-5中的左侧部分),所述抵靠部分包括用于抵靠上换热面板103和下换热面板103的两个彼此平行的抵靠面(或者称为承接面),所述侧挡部分垂直于所述抵靠部分的抵靠面延伸,使得所述条状构件具有T形的横截面形状。所述T形在图3-5中显示为卧倒的T形,其竖向部分(图3-5中的左侧部分)可以呈圆缺形状(图3)、标准矩形形状(图4)、或者外侧边缘带圆角的矩形形状(图5)。
在一实施例中,左侧挡板和右侧挡板的横截面可以具有相同的形状,例如左侧挡板和右侧挡板的横截面同时呈图3-6中所示的任一种形状。当然,左侧挡板和右侧挡板的横截面也可以不呈相同形状,例如左侧挡板的横截面可以呈图4所示的标准T形形状,而右侧挡板的横截面可以呈图5所示的外侧边缘带圆角的T形形状。
现在再次参考图1,上换热面板103、下换热面板103、左侧挡板101和右侧挡板101可以一起围合限定出一个内部空间,该内部空间限定出换热管的内部管道。该内部管道的周缘密封并且两端开放,可以供换热介质从其中流过,从而与换热管外流动的另一种换热介质进行热交换。上换热面板103和下换热面板103中的至少一者可以与左侧挡板101和右侧挡板101中的至少一者是彼此分离的,并且可以例如通过粘结剂密封地连接在一起。优选地,如图1所示,上换热面板103、下换热面板103、左侧挡板101和右侧挡板101均为独立部件,并且上换热面板103和下换热面板103均与左侧挡板101和右侧挡板101通过粘结剂密封地连接在一起。
当然,上换热面板103和下换热面板103中的至少一者也可以通过其它连接方式与左侧挡板101和右侧挡板101中的至少一者密封地连接在一起。例如,上换热面板与左侧挡板和右侧挡板通过粘结剂密封地连接在一起,而下换热面板与左侧挡板和右侧挡板通过焊接方式密封地连接在一起,或者下换热面板与左侧挡板和右侧挡板本身一体地成形(即成形时已连接在一起)。粘结剂可以涂覆在侧挡板101的承接面上,然后通过粘结剂使换热面板103与侧挡板101密封地连接在一起。根据一个实施例,可以将换热管构造为横截面长宽比大于10的扁平形状的换热管。由传热学理论可知,长宽比越大,传热效率越高。
根据本申请,由于采用了粘结剂连接成形的方式,因此换热管无需整体拉制成形,从而突破了传热玻璃管制作工艺的限制,能够避免传统换热管因拉制工艺整体成形而造成的应力集中严重的问题。此外,由于粘结剂具有弹性,因此由其连接制成的换热管的耐冲击与抗震动性强,能进一步缓解应力集中的问题。另一方面,由于采用了粘结方式,因此在制造时避免了传统玻璃管进行熔融、拉制、整形、切断及磨口等复杂的工艺及工序,从而能够简化设备和制作工艺,并降低制造成本。
再次参考图1,换热管100还可以包括中间挡板104。中间挡板104为可选的构件,即可以不设置中间挡板104。优选地,可以在换热管的内部管道中设置N个中间挡板,将换热管的内部管道划分为N+1个独立的彼此间密封的内部流体通道,其中所述N为大于等于1的整数。例如,如图1所示,可以至少在换热管的内部管道的横截面的长度方向的中间位置设置一个中间挡板104。中间挡板104例如可以呈条形形状。中间挡板104可以例如沿换热管的纵向方向延伸贯穿整个换热管。中间挡板104可以例如与左侧挡板和/或右侧挡板平行地设置。
在一实施例中,中间挡板104可以与上换热面板103和下换热面板103中的至少一者通过粘结剂密封地连接在一起。优选地,中间挡板104可以与上换热面板103和下换热面板103均通过粘结剂密封地连接在一起。当然,中间挡板104也可以只与上换热面板和下换热面板中的一者通过粘结剂密封地连接在一起,而与另一者通过其它方式密封地连接在一起。例如,中间挡板104可以与上换热面板通过粘结剂密封地连接在一起,而与下换热面板通过焊接方式密封地连接在一起,或者中间挡板104本身与下换热面板一体地成形(即成形时已连接在一起)。粘结剂可以涂覆在中间挡板104的上表面和/或下表面上,然后通过粘结剂使换热面板103与中间挡板104密封地连接在一起。
根据本申请,由于设置了至少一个中间挡板104,因此能够将换热管100的内部空间分为若干个独立的彼此间密封的内部流体通道。也就是说,各个内部流体通道间彼此完全隔离,互不连通,其中流动的流体互不串流,使得一个通道失效时其它通道可以正常使用(例如通过封堵失效的通道),从而能够提高换热管的可靠性,延长换热管的使用寿命。此外,由于中间挡板能将换热管的内部管道划分成多个流体通道,每个通道均为能够承压的通道,随着通道数量的增加,通道承压截面积减小,承压能力提高。
此外,如图1所示,还可以在侧挡板与中间挡板限定出的内部流体通道中设置至少一个加强肋105。加强肋105为可选的构件,即可以不设置加强肋105。根据一个实施例,加强肋105中的至少一个可以为条形结构。所述条形结构可以例如沿换热管100的纵向方向延伸。例如,所述条形结构可以贯穿换热管100。在该情况下,加强肋105可以与左侧挡板和/或右侧挡板平行地设置。替代地,所述条形结构可以在换热管100内呈S形或Z形布置。根据另一实施例,加强肋105中的至少一个也可以为圆柱结构,所述圆柱结构分散布置在所述换热管的内部流体通道中。例如,所述圆柱结构可以在多个位置处以立柱方式支撑换热管100的上、下换热面板。
在一实施例中,加强肋105可以与上换热面板103和下换热面板103中的至少一者通过粘结剂连接在一起。优选地,加强肋105与上换热面板和下换热面板均通过粘结剂连接在一起。当然,加强肋105也可以只与上换热面板和下换热面板中的一者通过粘结剂连接在一起,而与另一者通过其它方式连接在一起。例如,加强肋105可以与上换热面板通过粘结剂连接在一起,而与下换热面板通过焊接方式连接在一起,或者加强肋105本身与下换热面板一体地成形(即成形时已连接在一起)。粘结剂可以涂覆在加强肋105的上表面和/或下表面上,然后通过粘结剂使换热面板103与加强肋105连接在一起。加强肋105具有支撑换热面板103、加强流体扰动、强化传热的效果,同时还具备提高换热管100的强度,提高承压能力的作用。
在一个优选实施例中,本申请采用能够耐高温并且传热性较好的粘结剂。例如,粘结剂的耐火温度可以不低于250℃,粘结剂的传热性可以不低于粘结剂所粘结的部件的母材(比如以上提及的玻璃、陶瓷、石墨、碳化硅等传热性良好的非金属材料)的传热性。优选地,本申请的粘结剂的组分可以包括:F26型氟橡胶50-60wt%;石墨粉8-9wt%;氧化镁2-5wt%;酮亚胺硫化剂1-3wt%;甲乙酮5-15wt%;氟硅油3-6wt%;铝粉20-25wt%,其中符号wt%表示重量百分比。本领域技术人员应该理解,根据需要,上述粘结剂中还可以包含其他组分。例如,在一实施例中,粘结剂还可以包括0~1wt%的二月桂酸二丁基锡,优选0.5wt%的二月桂酸二丁基锡。
该粘接剂的弹性良好,耐冲击与震动的能力强,能够降低高温下的热应力,特别适于脆性材料或线膨胀系数相差悬殊材料的粘接,例如适于玻璃、陶瓷、石墨、碳化硅等非金属材料之间或非金属材料与金属等材料之间的粘接与密封。此外,该粘结剂具备良好的导热性能和耐温高能力,同时还具有良好的耐腐蚀,从而使得被粘结部件的由粘结剂所粘结的区域的表面积能得到有效利用,增加了换热面积,强化了流体扰动,从而提高了传热效率。
下面参考图7-10来详细地描述本申请的换热器的实施例。
图7示出了本申请一实施例的换热器1的结构的前视图。该视图为沿换热管的纵截面所取的示意性剖面图。如图7所示,换热器1包括壳体2和设置在壳体2中的多个换热管,所述多个换热管中的至少一个可以为如上所述的换热管100。壳体2可以例如大致呈箱体形状。壳体2包括相对设置的两个安装板4、4。安装板4上分别形成有多个第一通孔(图中未示出)。每个换热管的两端分别密封连接至两个安装板4、4的对应的第一通孔,从而提供第一流体(例如空气)的流动通道。如图7所示,第一流体可以从一侧(例如左侧)的安装板4进入换热管,流经换热管,同时与换热管外的第二流体(例如烟气)进行热量交换,然后从另一侧(例如右侧)的安装板4流出。
在一个优选实施例,如图7所示,在安装板4之间还可以选择性地设置支撑格栅6。支撑格栅6可以由条形杆件交叉布置而成,用于支撑换热管100。支撑格栅6能够提高换热管100的刚度和强度,从而提高换热管100的可靠性。该条形杆件可以由表面硬度较低的材料或复合材质制成。例如,条形杆件可以由金属与PTFE的复合材料或者金属与F26型橡胶的复合材料制成。这样,能够防止支撑格栅6碰撞换热管100而造成损坏。
图8示出了图7所示实施例的换热器沿线A-A所取的剖视图。该视图为与图7所示视图对应的左视图。如图8所示,壳体2在与安装板4、4垂直的两个相对设置的侧面5、5上开设有第二通孔(图中未示出)。在换热管外,换热管之间以及换热管与壳体2之间的空间形成为第二流体的流动通道。如图8所示,第二流体(例如烟气)可以从一侧(例如左侧,对应于图7的后侧)进入第二流体的流动通道,流经第二流体的流动通道,同时与换热管内的第一流体(例如空气)进行热量交换,然后从另一侧(例如右侧,对应于图7的前侧)流出。
如图7和8所示,换热器1的换热管例如可以全部采用如上所述的换热管100。但应该理解的是,本申请的换热器并不局限于全部采用以上实施例所描述的换热管100,也可以有一部分换热管采用本领域技术人员众所周知的常规换热管。
如图8所示,换热器1中的多个换热管可以布置为使得沿介质(例如沿换热管外的第二流体)的流动方向相邻的两个换热管互成一定夹角α。这些夹角依次交替构成若干“锯齿形”的流道。这些流道之间可以相互平行。所述夹角α例如可以为100°-180°。如图8所示,每个夹角α均相等,从而形成规则的“锯齿形”的流道。然而,本申请并不局限于每个夹角α均相等的情况,也可以存在至少两个夹角互不相等的情况。例如,图9-10示出了图8所示实施例的换热管的布置方式的变型例。如图9-10所示,多个换热管可以布置为使得沿介质(例如沿换热管外的第二流体)的流动方向形成的所有夹角中至少有两个夹角互不相等,从而形成不规则的锯齿形即曲折形流道。根据本申请,规则的“锯齿形”流道以及不规则的曲折流道都能够增加流程,增加流体的扰动,从而进一步改善换热器的传热效果。
图8-10示出的换热器中的多个换热管布置成多个列,每一列包括沿换热管的横截面的宽度方向(例如图中的上下方向)排列的若干个换热管。这样,换热管可以具有较小的横截面长度,有利于保证换热管的机械强度。另外,整列布置的换热管有利于增大换热面积,以及增大流体的扰动,有助于进一步提高换热效率。
虽然图8-10示出的换热器中均具有多列换热管。然而,本申请并不局限于多列换热管。在换热器中,也可以仅布置一列换热管。该列换热管中的每个换热管具有较大的横截面长度,从而在换热器中基本上横跨于侧面5、5之间。
以上参照图7-10介绍的换热器中采用的换热管均为相同的形状,然而本申请并不局限于此,根据本申请实施例的换热器中的换热管也可以具有彼此不同的形状。例如,同一列中的换热管具有相同的形状;而不同两列换热管可以具有不同的形状。例如,一列中的换热管可以为波浪起伏形状的换热管,而另一列中的换热管可以为平直形状的换热管。由于在不同列中采用了不同形状的换热管,在换热管之间以及换热管与壳体之间形成的流动通道的形状在流体(例如第二流体)流动的方向上是变化的。这有助于增加流体的扰动,从而提高换热效率。热效率的提高也使得人们能够减小换热器的体积。
应该理解的是,根据本申请实施例的换热器的结构并不限于上述的具体细节,例如不限于具有波浪起伏形状的换热管与平直形状的换热管的组合,也可以是不同的波浪起伏形状的换热管的组合。另外,根据本申请实施例的换热器也不限于同一列的换热管采用相同换热管的情况,只要不同形状的换热管的采用能够引起流体的扰动从而提高换热效率即可。
根据本申请的另一个方面,还提供了一种换热管的制造方法,其可以包括:提供上换热面板103和下换热面板103,所述上换热面板103和下换热面板103彼此相对地设置;提供左侧挡板101和右侧挡板101,所述左侧挡板101和右侧挡板101彼此相对地设置;使上换热面板103、下换热面板103、左侧挡板101和右侧挡板101一起围合限定出玻璃换热管的内部管道,其中,上换热面板103、下换热面板103、左侧挡板101和右侧挡板101由玻璃、陶瓷、石墨、碳化硅中的至少一种材料制成,并且其中上换热面板103和下换热面板103中的至少一者与左侧挡板101和右侧挡板101中的至少一者是分离的并通过粘结剂密封地连接在一起。优选地,换热面板103和侧挡板101可以分别为以上实施例中描述的换热面板103和侧挡板101。
根据一个优选实施例,上述方法还可以包括:在所述换热管的内部管道中设置N个中间挡板104,通过所述粘结剂将所述中间挡板104与所述上换热面板103和下换热面板103密封地连接在一起,从而将所述内部管道划分为N+1个独立的彼此间密封的内部流体通道,其中所述N为大于等于1的整数。优选地,中间挡板104可以为以上实施例中描述的中间挡板104。
根据一个优选实施例,上述方法还可以包括:在所述内部流体通道中设置至少一个加强肋105,通过所述粘结剂将所述至少一个加强肋105与所述上换热面板103和下换热面板103连接在一起。优选地,所述加强肋105可以为以上实施例中描述的加强肋105。
在一个优选实施例中,本申请采用能够耐高温并且传热性较好的粘结剂。例如,粘结剂的耐火温度可以不低于250℃,粘结剂的传热性可以不低于粘结剂所粘结的母材(比如以上提及的玻璃、陶瓷、石墨、碳化硅等传热性良好的非金属材料)的传热性。优选地,本申请的粘结剂的组分可以包括:F26型氟橡胶50-60wt%;石墨粉8-9wt%;氧化镁2-5wt%;酮亚胺硫化剂1-3wt%;甲乙酮5-15wt%;氟硅油3-6wt%;铝粉20-25wt%,其中符号wt%表示重量百分比。本领域技术人员应该理解,根据需要,上述粘结剂中还可以包含其他组分。例如,在一实施例中,粘结剂还可以包括0~1wt%的二月桂酸二丁基锡,优选0.5wt%的二月桂酸二丁基锡。
该粘接剂的弹性良好,耐冲击与震动的能力强,能够降低高温下的热应力,特别适于脆性材料或线膨胀系数相差悬殊材料的粘接,例如适于玻璃、陶瓷、石墨、碳化硅等非金属材料之间或非金属材料与金属等材料之间的粘接与密封。此外,该粘结剂具备良好的导热性能和耐温高能力,同时还具有良好的耐腐蚀,从而使得被粘结部件的由粘结剂所粘结的区域的表面积能得到有效利用,增加了换热面积,强化了流体扰动,从而提高了传热效率。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解,本申请中所涉及的发明范围,并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案,同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下,由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (10)
1.一种换热管,其特征在于,包括:
第一换热面板和第二换热面板,所述第一换热面板和第二换热面板彼此相对地设置;
第一侧挡板和第二侧挡板,所述第一侧挡板和第二侧挡板彼此相对地设置,
其中,所述第一换热面板、第二换热面板、第一侧挡板和第二侧挡板一起围合限定出换热管的内部管道,
其中,所述第一换热面板、第二换热面板、第一侧挡板和第二侧挡板由玻璃、陶瓷、石墨、碳化硅中的至少一种材料制成,并且
其中,所述第一换热面板和第二换热面板中的至少一者与所述第一侧挡板和第二侧挡板中的至少一者是分离的并通过粘结剂密封地连接在一起。
2.如权利要求1所述的换热管,其特征在于,在所述换热管的内部管道中设置有N个中间挡板,所述中间挡板与所述第一换热面板和第二换热面板通过粘结剂密封地连接在一起,将所述内部管道划分为N+1个独立的彼此间密封的内部流体通道,其中所述N为大于等于1的整数。
3.如权利要求2所述的换热管,其特征在于,在所述内部流体通道中还设置有用于支撑所述第一换热面板和第二换热面板的至少一个加强肋,所述至少一个加强肋与所述第一换热面板和第二换热面板通过粘结剂连接在一起。
4.如权利要求1-3中任一项所述的换热管,其特征在于,所述第一换热面板、第二换热面板、第一侧挡板和第二侧挡板均为独立部件,并且第一换热面板和第二换热面板均与第一侧挡板和第二侧挡板通过粘结剂密封地连接在一起。
5.如权利要求1-3中任一项所述的换热管,其特征在于,所述第一侧挡板和第二侧挡板为条状构件,所述条状构件包括抵靠部分和侧挡部分,所述抵靠部分包括用于抵靠所述第一换热面板和第二换热面板的两个彼此平行的抵靠面,所述侧挡部分垂直于所述抵靠部分的抵靠面延伸,使得所述条状构件具有T形的横截面形状。
6.如权利要求1-3中任一项所述的换热管,其特征在于,所述换热管构造为横截面长宽比大于10的扁平形状的换热管。
7.一种换热器,包括:
壳体,其包括相对设置的两个安装板,所述安装板上分别形成有多个第一通孔,所述壳体在与所述安装板垂直的两个相对设置的侧面上开设有第二通孔;和
多个换热管,每个换热管的两端分别密封连接至所述两个安装板上的对应的第一通孔,
其特征在于,所述多个换热管中的至少一个为如权利要求1-6中任一项所述的换热管。
8.如权利要求7所述的换热器,其特征在于,所述多个换热管配置成使得沿介质流动方向相邻的两个换热管互成一定夹角。
9.如权利要求8所述的换热器,其特征在于,所述夹角为100°-180°,其中每个夹角的大小均相等,或者至少有两个夹角的大小互不相等。
10.如权利要求7-9中任一项所述的换热器,其特征在于,所述安装板之间设置有支撑格栅,所述支撑格栅由条形杆件交叉布置而成,用于支撑所述换热管。
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CN201721691432.7U CN208333183U (zh) | 2017-12-07 | 2017-12-07 | 换热管和包括它的换热器 |
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CN108036668A (zh) * | 2017-12-07 | 2018-05-15 | 程向锋 | 换热管、包括它的换热器和换热管的制造方法 |
CN111023884A (zh) * | 2020-01-06 | 2020-04-17 | 洛阳明远石化技术有限公司 | 一种玻璃换热元件和其制造方法及应用 |
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