CN209214416U - 一种壳管式换热器 - Google Patents

Abstract

一种壳管式换热器，包括壳管、换热管、密封盖体和折流挡板，壳管两端口用密封盖体密封，一端密封盖体轴向方向上分别开有圆形通孔，制冷剂进液管、制冷剂回气管分别插入对应的圆形通孔，并密封固定，同对应的换热管进口和出口部分连通；载冷剂通过设置在壳管式换热器上部两端的载冷剂进液、出液管，在壳管内部和换热管外部之间的空间内循环流动；折流挡板设置在壳管内部，面向壳管轴线布置，开有多个安装圆形通孔，换热管穿过安装圆形通孔，沿壳管轴线方向延伸，折流挡板外边缘和壳管内边缘紧密贴合，开有射流通孔，由于采用在折流挡板上开射流通孔技术方案，载冷剂通过喷射通孔喷射，加大流速，达到提高换热效率效果。

Description

一种壳管式换热器

技术领域

本发明属于空调换热器领域，具体涉及一种壳管式换热器。

背景技术

目前制冷空调行业，使用的壳管式换热器，都是采取制冷剂在换热管内，载冷剂在换热管外流动，壳体内部上下依次顺序设置有折流板，折流板上开有用于固定换热管的安装孔，折流板外边缘和壳管内边缘无密封，在壳管内部依顺序上下设置的折流板形成的U型流通缺口，载冷剂沿折流板形成的U型缺口低速曲线流动，进行换热。

该技术方案记载在专利号为CN201310015126的中国发明专利中。

这种技术方案，存在载冷剂由于流动速度慢而造成和换热管里面制冷剂之间换热的换热系数较低，从而使得壳管式换热器的整体换热效率不高的缺点。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提出一种技术方案，一种壳管式换热器，包括壳管、换热管、密封盖体和折流挡板，壳管两端口用密封盖体密封，一端密封盖体轴向方向上分别开有圆形通孔，制冷剂进液管、制冷剂回气管分别插入对应的圆形通孔，和密封盖体密封固定，并同对应的换热管进口和出口部分连通；载冷剂通过设置在壳管式换热器上部两端的载冷剂进液、出液管，在壳管内部和换热管外部之间的空间内循环流动；折流挡板设置在所述壳管内部，面向壳体轴线布置，折流挡板上开有多个同换热管管径的安装圆形通孔，换热管穿过安装圆形通孔，在壳管内沿壳管轴线方向延伸，折流挡板外边缘和壳管内边缘紧密贴合，折流挡板上沿所述壳管轴线方向开有射流通孔。

进一步地，上述的壳管式换热器还设置有管钣，所述管钣位于壳管两边端部和密封盖体之间，管钣上开有多个安装圆形通孔，换热管两端管口分别套进管钣的安装圆形通孔，胀管和安装圆形通孔密封固定，伸入所述壳管并穿过所述折流挡板安装圆形通孔；载冷剂进液、出液管分别位于壳管上部两端，穿过壳管上部开的连接圆形通孔固定在壳管上；密封盖体、壳管、管钣边缘对应位置上均开有多个固定圆形通孔，密封盖体盖合在管钣外表面，并对准管钣和壳管上的圆形通孔，螺栓穿过所述固定圆形通孔，用螺母拧紧固定。

进一步地，密封盖体为半圆形结构，内部设置有密封腔体，密封腔体之间设置密封隔层，密封隔层向外凸出的凸台上设置密封面，密封面和密封盖体的固定面位于同一平面上。

进一步地，上述的壳管式换热器，载冷剂进液、出液管分别位于两端密封盖体上部，穿过密封盖体上部开的圆形通孔，固定在密封盖体上，换热管另外一端管口对应焊接U型弯头，形成 U型换热流路；折流挡板分别设置在壳管两端以及中部，制冷剂进液管进入密封盖体内侧面后，向下垂直弯曲，所述制冷剂进液管弯曲末端插入内置在所述密封盖体内部的倒置的分流器进液口，并和分流器焊接连接，分流器进液口下部位置设置有一个初级均流器，初级均流器上面均匀开有通孔，初步均匀分流流过的制冷剂以液体状态进入分流器下部空腔，通过设置在分流器空腔内部，且向外凸出，尖端与分流器同轴的锥体分开液体制冷剂进行二次分配，继续以液体状态进一步均匀分流到均流器的出液口，分流器出液口分流数和换热管进液路数相等，分流毛细管一端插入分流器出液口，另外一端插入换热管进液口，焊接固定连通，通过分流毛细管第三次调整进入换热管的液态制冷剂的流量，保证每路流过分流毛细管的液态制冷剂以相同的流量均匀流入换热管；制冷剂回气管和一个内置在密封器内部的气体收集器一个接口连接，所述气体收集器同时通过另外一个接口和所述换热管的流出制冷剂管口连接。

进一步地，上述的壳管式换热器，分流器、初级均流器，分流毛细管为铜质材料，换热管为内螺纹铜管，初级均流器可焊接固定或活动放置在分流器的进液口下部的凸台位置上。

采用分流头倒置和在分流头进液处加初级均流器方式，主要是先利用初级均流器均匀分流几股制冷剂流入分流器，进入分流器的制冷剂，利用重力特性，二次对液态制冷剂进行分配，保证下部经过分流器分流出去的制冷剂始终处于液体状态且流量相同，避免制冷剂气液混合而造成分流不均匀现象，分流器的出液口和换热器进液管采取分流毛细管连接，是利用分流毛细管阻力大的特性，三次再均匀调整进入换热器进液管的液体制冷剂流量，保证每根分流毛细管的流量都相等，在上述过程中，制冷剂汽化产生的气体则上浮进液管上部，这种技术方式，能达到尽量避免进入分流器过程中对液体制冷剂的无效节流而汽化，保证纯液体状态的制冷剂均匀流入换热管进液口，而集中在换热管内部蒸发换热，提高制冷剂换热利用率的效果。

进一步地，上述的壳管式换热器，所述分流器数量为1～6个，每个分流器倒置，分别用独立的制冷剂进液管连接，对应连通相同数目独立的气体收集器，换热管流路一一对应，且所述密封盖体独立开有配套的圆形通孔。

进一步地，上述的壳管式换热器，所述折流挡板边缘对称位置开有固定通孔，两端部开有螺纹的固定杆穿过所有折流挡板的固定通孔，在两端套上配套的螺母固定。

进一步地，上述的壳管式换热器，载冷剂进液、出液管分别位于壳管上部两端位置，穿过壳管上部开的圆形通孔固定在壳管上，开有圆形通孔的密封盖体设置有两个密封腔体，另外一个密封盖体设置有一个整体密封腔体；制冷剂进液管连通密封盖体一个密封腔体，制冷剂回气管连通密封盖体另外一个密封腔体；连通制冷剂进液管的密封腔体和换热管进液口，连通制冷剂回气管的另外一个密封腔体和换热管出液口连通，所有和换热管另外一端钣固定的管路，整体和这一端密封盖体的一个整体密封腔体连通；折流挡板分别设置在两端管钣中间。

上述的壳管式换热器，换热管为内螺纹铜管。

进一步地，上述的壳管式换热器，折流挡板数量为2～6个。

进一步地，上述的壳管式换热器，所述的制冷剂进液管、制冷剂回气管材料为铜质材料，和密封盖体焊接固定。

进一步地，上述的壳管式换热器，折流挡板开的射流通孔为直孔，孔直径φ4～φ5毫米，射流通孔均布在折流挡板平面上。

上述技术方案，由于在折流挡板上开有射流通孔，并且折流挡板外边缘和壳管内边缘紧密贴合，载冷剂只能通过流过射流通孔，水平方向喷射到换热管上，和换热管里面的制冷剂通过换热管进行强制换热，达到提高换热效率的效果。有效解决了普通壳管换热器的载冷剂需要绕过实心的折流板，以U型曲线路径低速流过换热管，使得换热效率低的缺陷，有效提高换热效率的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明第一实施例壳管换热器原理图。

图2为本发明第二实施例壳管换热器原理图。

图3为本发明第一实施例折流挡板结构示意图。

图4是本发明实施例倒置的分流器安装示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明第一实施例，如图1所示，壳管式换热器包括：包括壳管113、换热管110、左密封盖体102、右密封盖体116和折流挡板107；壳管113外直径165毫米，内直径157毫米，壁厚 4毫米，左右两端口分别用左右密封盖体102、116密封，左密封盖体102轴向方向上中间位置上下分别各开有1个圆形通孔，上面的通孔直径16毫米，下面的通孔直径28毫米，制冷剂进液管101外直径16毫米、制冷剂回气管106外直径28毫米，分别插入左密封盖体102 对应的圆形通孔，和左密封盖体102密封固定，并同对应的换热管110进口和出口部分连通；载冷剂进液管105、出液管114分别设置在左密封盖体102、右密封盖体116上部位置，载冷剂进液管105、出液管114直径均为50毫米，分别插入左密封盖体102、右密封盖体116上部所开的通孔中，密封固定，载冷剂通过进液管105流入壳管113内部和换热管110外部之间的空间112并通过出液管114流出；折流挡板107设置在壳管113内部，面向壳管113轴线布置。

折流挡板107结构见图3，折流挡板107为圆形结构，直径157毫米，平面301上开有多个同换热管110管径的安装圆形通孔302，直径9.52毫米，换热管110外直径9.52毫米，穿过安装圆形通孔302，平面301上还开有射流通孔303，射流通孔303直径φ4毫米，均布在平面301 上，折流挡板107边缘位置还对应开有固定杆孔304。

折流挡板107分别设置在壳管113两端以及中部，一共3块，3块折流挡板通过两端部开有螺纹的固定杆111穿过固定杆孔304串接，在折流挡板107两端套上配套的螺母109固定，制冷剂进液管101进入左密封盖体102内侧面后，向下垂直弯曲，制冷剂进液管101管路弯曲末端插入内置在左密盖体102内部的倒置的分流器104进液口401，并和所述分流器104焊接连接.

分流器104安装示意图见图4，分流器104头部407垂直向下，分流器进液口401下部位置设置有一个初级均流器402，初级均流器402上面均匀开有通孔，焊接在分流器进液口401下部凸台403上，初步均匀分流流过的制冷剂以液体状态进入分流器104下部空腔404，通过设置在分流器空腔404内部，且向外凸出，尖端与分流器同轴的锥体405分开液体制冷剂进行二次分配，继续以液体状态进一步均匀分流到分流器104的出液口406，分流器出液口406 分流数和换热管110进液路数相等，分流毛细管103一端插入分流器104出液口406，另外一端插入换热管110进液口，焊接固定连通，通过分流毛细管103第三次调整进入换热管110 的液态制冷剂的流量，保证每路流过分流毛细管103的液态制冷剂以相同的流量均匀流入换热管110；制冷剂回气管106和一个内置在左密封盖体102内部的气体收集器108一个接口连接，气体收集器108同时通过另外一个接口和换热管110的流出制冷剂管口连接，换热管 110的另外一端管口对应焊接U型弯头115，形成U型换热流路。

分流器104、初级均流器402、分流毛细管103、制冷剂进液管101和制冷剂回气管106材料为铜质材料，换热管110为内螺纹铜管。

根据实际需要，分流器104还可以选择多个，如2个，或者6个，每个分流器104倒置，分别和独立的制冷剂进液管101连接，对应连通相同数目的独立的气体收集器108，气体收集器108 连通相同数目的独立的制冷剂回气管106，换热管110流路一一对应，且左密封盖体102独立开有圆形通孔插接，载冷剂为水。

左密封盖体102、右密封盖体116和壳管113左右两端的密封，可以采取法兰连接，或者，壳管112两边端部上开有外螺纹，左密封盖体102、右密封盖体116内部开有配套内螺纹，通过螺纹连接等常用方式密封固定。

在实施例1基础上，制冷剂在换热管110内的流向，也可以反向流动，即把制冷剂进液管101 设置在制冷剂回气管106下部，相对于图1反向流动，其余不做变动。

同理，制冷剂在换热管110内的流动，也可以改为水平流动，即把制冷剂进液管101和制冷剂回气管106在左密封盖体102轴向方向左右水平设置，其余不做变动。

采用多个分流器104的设置，可以沿左密封盖体102左右对称布置，如采用6个分流器104，可沿左密封盖体102左右两边中间位置上下一线分别设置6个连接通孔，一共12个通孔，左边6个插接制冷剂进液管101，右边6个插接制冷剂回气管106，制冷剂进液管101和制冷剂回气管106左右一一对应连通，制冷剂在换热管110内水平流动。

本发明第二实施例，如图2所示，壳管式换热器包括：壳管211、换热管209、左密封盖体 202、右密封盖体215、左管钣206、右管钣214和折流挡板210；壳管211外直径165毫米，内直径157毫米，壁厚4毫米，左管钣206、右管钣214分别位于壳管211两边端部和左密封盖体202、右密封盖体215之间，开有多个安装圆形通孔，换热管209外直径9.52毫米，两端管口分别套进左管钣206、右管钣214安装圆形通孔，胀管和安装圆形通孔密封固定，伸入壳体211并穿过折流挡板210安装圆形通孔。

左密封盖体202轴向方向上中间位置上下分别开有圆形通孔，上面的通孔直径16毫米，下面的通孔直径28毫米，制冷剂进液管201外直径16毫米、制冷剂回气管207外直径28毫米，分别插入左密封盖体202对应的圆形通孔，和左密封盖体202焊接密封固定。

折流挡板210结构见图3，折流挡板210为圆形结构，直径157毫米，平面301上开有多个同换热管209管径的安装圆形通孔302，直径9.52毫米，换热管209穿过安装圆形通孔302，平面301上还开有射流通孔303，射流通孔303直径φ5毫米，均布在平面301上，折流挡板 210同实施例1的折流挡板107不同之处在于，不再开有固定杆孔304。

载冷剂进液管205、载冷剂出液管213直径均为50毫米，分别位于壳管211上部两端，穿过壳管211开的连接圆形通孔焊接固定在壳管211上，左密封盖体202、右密封盖体215、左管钣206、右管钣214和壳管211边缘分别对应开有固定圆形通孔，用螺栓217分别穿过左密封盖体202、左管钣206和壳管211左端面上固定圆形通孔，两边拧上螺母218并拧紧，完成壳管211左端密封固定，同理，用螺栓217分别穿过右密封盖体215、右管钣214和壳管211右端面上的固定圆形通孔，两边拧上螺母218并拧紧，完成壳管211右端密封固定。

左密封盖体202、右密封盖体215为半圆形结构，左密封盖体202内部设置有密封腔体203 和密封腔体208，密封腔体之间设置密封隔层204，密封隔层204向外凸出的凸台上设置密封面，密封面和左密封盖体202的固定面位于同一平面上，右密封盖体215只有一个整体密封腔体216。

制冷剂进液管201连通左密封盖体202一个密封腔体203，制冷剂回气管207连通左密封盖体202另外一个密封腔体208；连通制冷剂进液管201的密封腔体203和换热管209进液管连通，连通制冷剂回气管207的另外一个密封腔体208和换热管209出液管连通，换热管209 另外一端管钣214固定的管路，整体和这一端右密封盖体213的一个整体密封腔体216连通，和密封腔体216连通的换热管209无需焊接U型弯头；折流挡板210分别设置在左管钣206、右管钣214中间，折流挡板210为3个。

载冷剂通过进液管205流入壳管211内部和换热管209外部之间的空间212并通过出液管212 流出。

制冷剂进液管205和制冷剂回气管207材料为铜质材料，换热管209为内螺纹铜管。

所用载冷剂可为水或者乙二醇等物质。

进一步的，还可以把第一实施例的分流器104倒置结构用在第二实施例里面，倒置的分流器位于左密封盖体202的密封腔体203里面，其余同第二实施例。

或者，再进一步，在上述基础上，再把第一实施例中气体收集器108内置在左密封盖体202 的密封腔体208里面，收集器108两个接口分别和制冷剂回气管207和换热管209出液口连通。

折流挡板210数目也可以为2个，或者6个。

为了控制最佳的载冷剂流速，降低阻力，还可以通过控制前后设置的折流挡板射流通孔径大小和数量来实现。

以上仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种壳管式换热器，包括壳管、换热管、密封盖体和折流挡板，所述壳管两端口用密封盖体密封，一端所述的密封盖体轴向方向上分别开有圆形通孔，制冷剂进液管、制冷剂回气管分别插入所述密封盖体对应的圆形通孔，和所述密封盖体密封固定，并同对应的所述换热管进口和出口部分连通；载冷剂通过设置在所述壳管式换热器上部两端的载冷剂进液、出液管，在所述壳管内部和所述换热管外部之间的空间内循环流动；所述折流挡板设置在所述壳管内部，面向所述壳管轴线布置，所述折流挡板上开有多个同所述换热管管径的安装圆形通孔，所述换热管穿过所述安装圆形通孔，在所述壳管内沿所述壳管轴线方向延伸，其特征在于，所述折流挡板外边缘和所述壳管内边缘紧密贴合，所述折流挡板上沿所述壳管轴线方向开有射流通孔。

2.根据权利要求1所述的壳管式换热器，其特征在于，还设置有管钣，所述管钣位于所述壳管两边端部和所述密封盖体之间，所述管钣开有多个安装圆形通孔，所述换热管两端管口分别套进所述管钣的安装圆形通孔，胀管和所述安装圆形通孔密封固定，伸入所述壳管并穿过所述折流挡板安装圆形通孔；所述载冷剂进液、出液管分别位于所述壳管上部两端，穿过所述壳管开的连接圆形通孔固定在所述壳管上，所述密封盖体、壳管、管钣边缘对应位置上均开有多个固定圆形通孔，所述密封盖体盖合在所属管钣外表面，并对准所述管钣和壳管上的圆形通孔，螺栓穿过所述固定圆形通孔，用螺母拧紧固定。

3.根据权利要求2所述的壳管式换热器，其特征在于，所述密封盖体为半圆形结构，所述密封盖体内部设置有密封腔体，所述密封腔体之间设置密封隔层，所述密封隔层向外凸出的凸台上设置密封面，密封面和所述密封盖体的固定面位于同一平面上。

4.根据权利要求1所述的壳管式换热器，其特征在于，载冷剂进液、出液管分别位于所述两端密封盖体上部，穿过所述密封盖体上部开的圆形通孔固定在所述密封盖体上，所述换热管另外一端管口对应焊接U型弯头，形成U型换热流路；所述折流挡板分别设置在所述壳管两端以及中部，所述制冷剂进液管进入所述密封盖体内侧面后，向下垂直弯曲，所述制冷剂进液管的弯曲末端插入内置在所述密封盖体内部的倒置的分流器进液口，并和所述分流器焊接连接，所述分流器进液口下部位置设置有一个初级均流器，所述初级均流器上面均匀开有通孔，初步均匀分流流过的制冷剂以液体状态进入所述分流器下部空腔，通过设置在所述分流器空腔内部，且向外凸出，尖端与所述分流器同轴的锥体分开液体制冷剂进行二次分配，继续以液体状态进一步均匀分流到所述均流器的出液口，所述分流器出液口分流数和所述换热管进液路数相等，分流毛细管一端插入所述分流器出液口，另外一端插入所述换热管进液口，焊接固定连通，通过所述分流毛细管第三次调整进入所述换热管的液态制冷剂的流量，保证每路流过所述分流毛细管的液态制冷剂以相同的流量均匀流入所述的换热管；所述制冷剂回气管和一个内置在所述密封盖体内部的气体收集器一个接口连接，所述气体收集器同时通过另外一个接口和所述换热管的流出制冷剂管口连接。

5.根据权利要求4所述的壳管式换热器，其特征在于，所述分流器数量为1～6个，每个所述分流器倒置，分别用独立的所述制冷剂进液管连接，对应连通相同数目独立的所述气体收集器，所述换热管流路一一对应，且所述密封盖体独立开有配套圆形通孔。

6.根据权利要求5所述的壳管式换热器，其特征在于，所述折流挡板边缘对称位置开有固定通孔，两端部开有螺纹的固定杆穿过所有所述折流挡板的固定通孔，在两端套上配套的螺母固定。

7.根据权利要求4所述的壳管式换热器，其特征在于，所述分流器、初级均流器、分流毛细管材料为铜质材料，所述换热管为内螺纹铜管，所述初级均流器可焊接固定或活动放置在所述分流器的进液口下部的凸台位置上。

8.根据权利要求3所述的壳管式换热器，其特征在于，载冷剂进液、出液管分别位于所述壳管上部两端位置，穿过所述壳管上部开的圆形通孔固定在所述壳管上，开有圆形通孔的所述密封盖体设置有两个密封腔体，另外一个所述密封盖体设置有一个整体密封腔体；所述制冷剂进液管连通所述的密封盖体一个密封腔体，所述制冷剂回气管连通所述密封盖体另外一个密封腔体；连通所述制冷剂进液管的密封腔体和所述换热管进液口连通，连通所述制冷剂回气管的另外一个密封腔体和所述换热管出液口连通，所有和所述换热管另外一端管钣固定的管路，整体和这一端所述密封盖体的一个整体密封腔体连通；所述折流挡板分别设置在两端所述管钣中间。

9.根据权利要求8所述的壳管式换热器，其特征在于，所述换热管为内螺纹铜管。

10.根据权利要求1、4或8任一项所述的壳管式换热器，其特征在于，所述折流挡板数量为2～6个。

11.根据权利要求1所述的壳管式换热器，其特征在于，所述的制冷剂进液管、制冷剂回气管材料为铜质材料，和所述的密封盖体焊接固定。

12.根据权利要求10所述的壳管式换热器，其特征在于，所述折流挡板开的射流通孔为直孔，孔直径φ4～φ5毫米，所述射流通孔均布在所述折流挡板平面上。