CN209371824U - 一种螺旋冷凝换热器 - Google Patents
一种螺旋冷凝换热器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN209371824U CN209371824U CN201821747944.5U CN201821747944U CN209371824U CN 209371824 U CN209371824 U CN 209371824U CN 201821747944 U CN201821747944 U CN 201821747944U CN 209371824 U CN209371824 U CN 209371824U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- condenser pipe
- spiral
- condenser
- heat exchanger
- mass transfer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 8
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种螺旋冷凝换热器，其包括冷凝管和冷凝器壳体，其特征在于：所述冷凝管采用双向延展的方式安装在冷凝器壳体内；所述冷凝管内设有螺旋带，螺旋带与冷凝管两端的端面转动连接；所述冷凝管的两端面均设置有立面传质孔，冷凝管的两双向延展端均设置有侧面螺旋传质孔。本换热器将两种不同温度的介质分别由管程流向和壳程流向进入冷凝器中，实现了两种介质的高效换热，提高了传热效率、降低了能源成本。本换热器具有传热效率高、阻力小、体积小、结构简单的特点，最终可实现传热系数的大大提高，尤其针对气体和液体之间的换热，其效果更为突出，可实现不同介质之间的换热。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种换热装置，尤其是一种螺旋冷凝换热器。
背景技术
冷凝换热器大量应用于冶金、化工、电力、机械、制药等各个领域，冷凝换热技术的发展进一步提高了能源的高效利用。通常的冷凝换热技术按设备结构划分主要有浮头式冷凝换热器、固定管式冷凝换热器、板式冷凝换热器、U型管式冷凝换热器等。其中，现有的螺旋冷凝换热器属于固定管式冷凝换热器的一种衍生形式，改进了管式换热器的部分性能，但仍存在阻力较大、管壁磨损严重、加工难度大、传热效率不高等问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种传热效率高的螺旋冷凝换热器；本实用新型还提供了一种螺旋冷凝换热方法。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：所述冷凝管采用双向延展的方式安装在冷凝器壳体内；所述冷凝管内设有螺旋带，螺旋带与冷凝管两端的端面均转动连接；所述冷凝管的两端均设置有立面传质孔，冷凝管的两双向延展端均设置有侧面螺旋传质孔。
本实用新型所述冷凝管的管壁内设置有旋转沟槽，旋转沟槽旋转方向与侧面螺旋传质孔的螺旋方向一致。
本实用新型所述螺旋带的两端连接有连接轴，连接轴固定连接有套管，套管与固定在冷凝管端面的固定螺栓转动连接。还可以是，所述螺旋带的两端连接有连接轴，连接轴转动连接在套管内，套管用固定螺栓固定在冷凝管的端面之上。
本实用新型所述螺旋带采用高分子合成材料制成，采用热注塑一次成型的工艺与连接轴进行连接。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本实用新型由冷凝管、冷凝器壳体两部分组成，两种不同温度的介质分别由管程流向和壳程流向进入冷凝器中，实现了两种介质的高效换热，提高了传热效率、降低了能源成本。本实用新型在冷凝管的端面、立面端设置侧面传质孔和立面传质孔，增加了介质的紊流效果，提升了换热效果；尤其是在冷凝管内部设置与侧面传质孔同向的旋转沟槽，能更有效地加剧介质的紊流、提升换热效果。同时采用双向延展形式对冷凝管进行安装，创新了冷凝管的安装布置方式，使其具有传热效率高、阻力小、体积小、结构简单的特点，最终可实现传热系数的大大提高；尤其针对气体和液体之间的换热，其效果更为突出。本实用新型可实现不同介质之间的换热，很好解决了通常换热器阻力大、加工难度大、磨损严重、换热效率低的问题，值得在行业内广泛推广并应用。
本实用新型改进了连接轴与螺旋带的连接方式，采用热注塑一次成型的工艺将螺旋带与连接轴进行连接，并采用高分子复合材料改进了螺旋带材料性能，能进一步的降低阻力和加工难度，有效地提升换热效率。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是本实用新型冷凝器整体断面结构示意图；
图2是本实用新型冷凝管结构示意图；
图3是图2中A向侧视结构示意图；
图4是图2中B-B剖面结构示意图；
图5是本实用新型冷凝管侧向视图；
图6是本实用新型冷凝管安装位置局部示意图。
图中：冷凝管1、冷凝器壳体2、螺旋带3、冷凝管管壁4、连接轴5、固定螺栓6、侧面螺旋传质孔7、套管8、立面传质孔9、旋转沟槽10。
具体实施方式
本螺旋冷凝换热器由冷凝管1、冷凝器壳体2、螺旋带3、冷凝管管壁4、连接轴5、固定螺栓6、侧面螺旋传质孔7、套管8、立面传质孔9、旋转沟槽10组成。图1、图6所示，所述冷凝器壳体2为两端封口的圆筒状，包括筒状的筒壁和两端的端面；在靠近一端面的筒壁上部设有出液口、靠近另一端面的筒壁下部设有进液口，用于壳程介质在壳程的流通。所述冷凝管1均布安装于冷凝器壳体2中，采用双向延展的方式安装，即冷凝管1的两端均伸出冷凝器壳体2的两端面，这样，冷凝管1即可用作管程介质的管程流通。
图2所示，本换热器的冷凝管1为两端封口的圆管状，包括管状的管壁和两端的端面。所述冷凝管1内设置螺旋带3，螺旋带3采用高分子合成材料制成；螺旋带3的两端均分别连接有连接轴5；螺旋带3采用热注塑一次成型的工艺与连接轴5相连，以最大限度降低摩擦阻力，延长使用寿命。螺旋带3通过连接轴5与冷凝管1两端的端面转动连接，可以采用常规的转动连接方式，最好选用下述两种转动连接方式：第一种，图2所示，所述连接轴5固定连接有套管8，套管8与固定在冷凝管端面的固定螺栓6轴转动连接；第二种，所述连接轴5分别轴转动连接在套管8中，套管8与固定螺栓6相连，并由固定螺栓6分别固定于冷凝管两端面的中心位置。这样，通过两端的套管8与固定螺栓6（连接轴5与套管8）的轴连接，螺旋带3可以在冷凝管1内围绕冷凝管1的中心线旋转。
本换热器的冷凝管1在两端伸出冷凝器壳体2的部分设有传质孔，用于管程介质的进出流通；传质孔包括立面传质孔9和侧面螺旋传质孔7。图2、图3所示，本换热器在冷凝管1的两端面上开有立面传质孔9，立面传质孔9贯通冷凝管1的端面，立面传质孔9围绕固定螺栓6在冷凝管1的端面均匀分布。图2、图4所示，本换热器的侧面螺旋传质孔7位于冷凝管1伸出冷凝器壳体2部分的侧面管壁上，侧面螺旋传质孔7开孔为正向或逆向的螺旋状。图2、图5所示，冷凝管管壁4的内部设置正向或逆向的旋转沟槽10；旋转沟槽10的旋转方向与侧面螺旋传质孔7的螺旋方向一致。这样，通过侧面螺旋传质孔7进入的介质会产生与螺旋方向一致的旋转，旋转的介质与从立面传质孔9进入的直行的介质产生紊流；在旋转沟槽10和螺旋带3的作用下，紊流会进一步加剧，从而能有效地增加介质在冷凝管1中的传质紊流效果，实现最终传热系数的增大。
本新型螺旋冷凝换热的工作过程如下所述：
（1）介质a流向为管程流向，介质b流向为壳程流向。
（2）介质a通过侧面螺旋传质孔7和立面传质孔9进入冷凝管1，介质a进口流速为0.8m/s～2.2m/s。
（3）介质a流入侧面螺旋传质孔7后，会顺着螺旋方向旋转；螺旋带3在介质a带动下在冷凝管1内高速旋转，螺旋带转速为600转/分～1100转/分。
（4）介质a在冷凝管内进一步通过螺旋带3，在冷凝管内旋转沟槽10的作用下加剧介质a的紊流，达到更好的与壳程流向的介质b的换热效果。
（5）最终两种介质a和b实现了换热。
实际使用例：本螺旋冷凝换热器统一采用相同介质，冷凝管管径20mm，管壁厚度2mm，螺旋带带宽18mm的冷凝管；分下述不同情况进行示例。
（1）当冷凝管中无螺旋带，通入介质流速为0.9m/s～1.1m/s时，测得传热系数为850w(m2K)～1035w(m2K)。
（2）当冷凝管中设置螺旋带，通入介质流速为0.9m/s～1.1m/s时，测得螺旋带转速为680r/min～730r/min，传热系数为1210w(m2K)～1305w(m2K)。
（3）当冷凝管中设置螺旋带，通入介质流速为1.1m/s～1.5m/s时，测得螺旋带转速为715r/min～780r/min，传热系数为1285w(m2K)～1372w(m2K)。
（4）当冷凝管中设置螺旋带，通入介质流速为1.5m/s～1.8m/s时，测得螺旋带转速为750r/min～820r/min，传热系数为1315w(m2K)～1381w(m2K)。
（5）当冷凝管中设置螺旋带，且在冷凝管管壁增加逆向旋转沟槽，在冷凝管侧面和立面增加侧面传质孔和立面传质孔，通入介质流速为1.5m/s～1.8m/s时，测得螺旋带转速为790r/min～880r/min，传热系数为1365w(m2K)～1432w(m2K)。由此可见，本换热器的换热效率更好。
Claims (5)
1.一种螺旋冷凝换热器，其包括冷凝管（1）和冷凝器壳体（2），其特征在于：所述冷凝管（1）采用双向延展的方式安装在冷凝器壳体（2）内；所述冷凝管（1）内设有螺旋带（3），螺旋带（3）与冷凝管（1）两端的端面转动连接；所述冷凝管（1）的两端面均设置有立面传质孔（9），冷凝管（1）的两双向延展端均设置有侧面螺旋传质孔（7）。
2.根据权利要求1所述的一种螺旋冷凝换热器，其特征在于：所述冷凝管的管壁（4）内设置有旋转沟槽（10），旋转沟槽（10）旋转方向与侧面螺旋传质孔（7）的螺旋方向一致。
3.根据权利要求1所述的一种螺旋冷凝换热器，其特征在于：所述螺旋带（3）的两端连接有连接轴（5），连接轴（5）固定连接有套管（8），套管（8）与固定在冷凝管端面的固定螺栓（6）转动连接。
4.根据权利要求1所述的一种螺旋冷凝换热器，其特征在于：所述螺旋带的两端连接有连接轴，连接轴转动连接在套管内，套管用固定螺栓固定在冷凝管的端面之上。
5.根据权利要求1－4任意一项所述的一种螺旋冷凝换热器，其特征在于：所述螺旋带（3）采用高分子合成材料制成，采用热注塑一次成型的工艺与连接轴（5）进行连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201821747944.5U CN209371824U (zh) | 2018-10-26 | 2018-10-26 | 一种螺旋冷凝换热器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201821747944.5U CN209371824U (zh) | 2018-10-26 | 2018-10-26 | 一种螺旋冷凝换热器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN209371824U true CN209371824U (zh) | 2019-09-10 |
Family
ID=67838782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201821747944.5U Expired - Fee Related CN209371824U (zh) | 2018-10-26 | 2018-10-26 | 一种螺旋冷凝换热器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN209371824U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109387090A (zh) * | 2018-10-26 | 2019-02-26 | 唐山钢铁集团有限责任公司 | 一种螺旋冷凝换热器及换热方法 |
-
2018
- 2018-10-26 CN CN201821747944.5U patent/CN209371824U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109387090A (zh) * | 2018-10-26 | 2019-02-26 | 唐山钢铁集团有限责任公司 | 一种螺旋冷凝换热器及换热方法 |
| CN109387090B (zh) * | 2018-10-26 | 2024-06-21 | 唐山钢铁集团有限责任公司 | 一种螺旋冷凝换热器及换热方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105806110A (zh) | 一种高效的螺旋翅片换热装置 | |
| CN207635933U (zh) | 一种内置旋转风扇叶片式的强化换热装置 | |
| CN209371824U (zh) | 一种螺旋冷凝换热器 | |
| CN202281546U (zh) | 一种传热管内楔压式螺旋轮串自动清洗机构 | |
| CN106195606A (zh) | 一种油温可调的三维肋管油冷却器 | |
| CN203893704U (zh) | 一种非等距双螺旋折流板管壳式换热器 | |
| CN203163576U (zh) | 变径波节换热管 | |
| CN205580290U (zh) | 氢冷器在线清洗装置 | |
| CN101532797A (zh) | 换热管内自驱动周期刷边界层破裂强化传热装置 | |
| CN202109801U (zh) | 换热器管道强化换热和自动除垢装置 | |
| CN205664708U (zh) | 一种螺旋翅片换热装置 | |
| CN109387090A (zh) | 一种螺旋冷凝换热器及换热方法 | |
| CN113048819B (zh) | 一种超临界co2螺旋式z型印刷电路板式换热器芯体 | |
| CN201764885U (zh) | 一种地暖热交换管道 | |
| CN212390893U (zh) | 一种换热器翅片管 | |
| CN201293575Y (zh) | 塑料套管换热器 | |
| CN208312710U (zh) | 一种燃气热水器的换热装置 | |
| CN203413862U (zh) | 一种同轴套管换热同侧出水闭式射流集热板芯 | |
| CN206724754U (zh) | 套管式换热器 | |
| CN206695639U (zh) | 一种循环式热交换器 | |
| CN206420334U (zh) | 翅片式空气换热器 | |
| CN206787361U (zh) | 一种菱形翅片管束结构 | |
| CN114909810B (zh) | 一种自旋转式平板型太阳能集热器的设计方法 | |
| CN205940254U (zh) | 一种高效的异型换热管 | |
| CN221484304U (zh) | 一种换热外流体绕流组件 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20190910 |