CN210108090U - 一种可调螺距折翼折流板换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可调螺距折翼折流板换热器，包括壳体及封头，其特征在于，所述的壳体内设有若干组螺旋周期折流板及若干根纵向设置的换热管，每一组所述的螺旋周期折流板包括若干块螺旋周向排列且相位不同的折翼折流板组成，所述的折翼折流板与所述的换热管纵向横截面成一定倾斜角，所述的壳体内相位相同的所述的折翼折流板构成折翼折流板组，同一所述的螺旋周期折流板相邻两所述的折翼折流板通过拉杆支撑，所述的折翼折流板组均通过所述的同一所述的拉杆支撑。本实用新型可根据实际工况来调整折翼折流板之间螺距，利用换热管弓形三管程机构产生的错流效应增强其换热系数，并通过温差发电片提升整体能量利用率的一种可调螺距折翼折流板换热器。

Description

一种可调螺距折翼折流板换热器

技术领域

本实用新型涉及一种换热器，尤其是涉及一种可调螺距折翼折流板换热器。

背景技术

换热器（亦称为热交换器或热交换设备）是用来使热量从热流体传递到冷流体，以满足规定的工艺要求的装置，是对流传热及热传导的一种工业应用。为此人们设计出了很多关于换热器的专利，如公布为CN106288879A的专利公开了一种螺旋折流板换热器，包括两端固定连接有管板的换热器壳体、装设在换热器壳体内的螺旋状圆环折流板、贯穿分布在螺旋状圆环折流板且与两端管板相连的数根换热管、设置在换热器壳体两端部的端盖、设置在换热器壳体两端侧壁上的液体进口和液体出口、贯穿螺旋状圆环折流板轴心且与两端管板相连的芯管，端盖上设置有与换热管及芯管相连通的进口和出口，其特征在于沿螺旋状圆环折流板螺旋方向的板面上设置有数块鳍片。

该专利不足之处在于：折流板之间的间距即螺距是不会发生变化的，不能根据换热器实际使用环境来调整折流板之间的螺距。

实用新型内容

本实用新型主要解决现有技术所存在的折流板之间的螺距固定不会发生变化，不能根据换热器实际使用环境来调整折流板之间的间距等的技术问题，提供一种可根据实际使用环境来调整折翼折流板之间螺距的可调螺距折翼折流板换热器。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种可调螺距折翼折流板换热器，包括壳体及封头，其特征在于，所述的壳体内设有若干组螺旋周期折流板及若干根纵向设置的换热管，每一组所述的螺旋周期折流板包括若干块螺旋周向排列且相位不同的折翼折流板组成，所述的折翼折流板与所述的换热管纵向横截面成一定倾斜角，所述的壳体内相位相同的所述的折翼折流板构成折翼折流板组，同一所述的螺旋周期折流板相邻两所述的折翼折流板通过拉杆支撑，所述的折翼折流板组均通过所述的同一所述的拉杆支撑，同一所述的拉杆上相邻两所述的折翼折流板通过伸缩机构相连，所述的折翼折流板上设有与所述的拉杆成间隙配合的拉杆孔，所述的可调螺距折翼折流板换热器的热流体进口管及热流体出口管处均设有温度传感器，所述的温度传感器与所述的控制机构相连，所述的控制机构与所述的伸缩机构相连。温度传感器分别检测热流体进口处及热流体出口处温度，并不断将检测到的温度数据发送至主控模块，将检测到的热流体出口处的热流体出口温度及热流体进口温度与热流体出口温度温差分别与主控模块中热流体出口温度界限值及热流体进出口温差界限值比较，若检测到的实时热流体出口温度大于热流体出口温度界限值或检测到的实时热流体进口温度与热流体出口温度温差小于热流体进出温差界限值时则说明壳体内的换热系数不佳，为增强其壳体内的换热系数通过控制机构将折翼折流板间螺距调整成为总螺距减小模式使得热流体在壳体内流速增快以增强壳侧换热系数，若检测到的热流体出口温度小于热流体出口温度界限值或检测到的热流体进口温度与热流体出口温度温差大于热流体进出温差界限值时则说明壳体内的换热系数偏大，同时也存在泵进热流体所需功率过大的问题，为使换热系数与泵进热流体所需功率最优状态，则通过控制机构将折翼折流板间螺距调整成为总螺距增大模式，同时还可以通过折翼折流板间的伸缩机构将壳体内的折翼折流板调整成为多种符合螺距模式以适应各类复杂运行工况的需求，存在以下几种折翼折流板螺距调节模式：1.通过伸缩机构将单组或若干组同一相位的折翼折流板组向同一方向偏移相同间距，以达成等螺距模式而实现粗调总螺距的目的；2.通过伸缩机构将单组或若干组同一螺旋周期内的折翼折流板组向同一方向偏移相同间距，已达成等螺距模式而实现粗调总螺距的目的；3.通过伸缩机构将单组或若干组同一螺旋周期内的折翼折流板组按某一间距降序或升序变化，已达成变螺距模式而实现微调总螺距的目的；4.通过伸缩机构将壳体内的所有单块折翼折流板向任一个方向偏移，以达成不等螺距模式而实现微调总螺距的目的，在折翼折流板组不断切换多种复合螺距的模式过程中，折翼折流板不断移动可以清除粘粘在折翼折流板、换热管及拉杆上的污垢，降低换热管壁面热阻，以增大换热器的总体传热效率，能够减小换热器的维护成本而延长换热器的使用寿命。

作为优选，同一所述的螺旋周期折流板包括三块周向螺旋均匀排列的所述的折翼折流板。

作为优选，所述的壳体内最左侧与最右侧的所述的折翼折流板通过所述的伸缩机构与管板相连。所述的壳体内最左侧与最右侧的所述的折翼折流板通过所述的伸缩机构与管板相连的作用是通过两端的伸缩机构来固定壳体内的折翼折流板，避免热交换过程中因热流体流动导致壳体内的折翼折流板产生偏移。

作为优选，所述的伸缩机构均为液压伸缩机构。

作为优选，所述的封头包括与所述的壳体左端相连的左封头及与所述的壳体右端相连的右封头，所述的左封头与所述的右封头通过所述的换热管相连，所述的右封头包括与所述的冷流体进口管相连的冷流体进口封头及右回流封头，所述的左封头包括与所述的冷流体出口管相连的冷流体出口封头及左回流封头，所述的冷流体进口封头通过所述的换热管与所述的左回流封头相连，所述的右回流封头通过所述的换热管与所述的左回流封头及所述的冷流体出口封头相连以构成三管程结构，与所述的冷流体进口封头相连的所述的换热管数量少于与所述的左回流封头相连的所述的换热管数量，与所述的冷流体出口封头相连的所述的换热管数量少于与所述的右回流封头相连的所述的换热管数量。冷流体通过冷流体进口管流入冷流体进口封头后经换热管流向左回流封头，经回流封头通过换热管回流至右回流封头，后经右回流封头通过换热管回流至冷流体出口封头，最后通过冷流体出口管流出，从而形成弓字形三管程回流结构，使其换热管内冷流体产生错流现象与折翼折流板配合以增强其换热系数，与所述的冷流体进口封头相连的所述的换热管数量少于与所述的左回流封头相连的所述的换热管数量，与所述的冷流体出口封头相连的所述的换热管数量少于与所述的右回流封头相连的所述的换热管数量的作用是使得左回流封头及右回流封头有多余换热管进行回流。

作为优选，所述右封头通过右封头隔板将所述的右封头周向分割成所述的冷流体进口封头及右回流封头，所述的左封头通过左封头隔板将左封头周向分割成所述的冷流体出口封头及左回流封头，所述的换热管在所述的左封头与所述的右封头上周向均匀分布，与所述的左回流封头相连所述的换热管数量为与所述的冷流体进口封头相连所述的换热管数量的2倍，与所述的右回流封头相连的所述的换热管数量为与所述的冷流体出口封头相连换热管数量的2倍。与所述的左回流封头相连所述的换热管数量为与所述的冷流体进口封头相连所述的换热管数量的2倍，与所述的右回流封头相连的所述的换热管数量为与所述的冷流体出口封头相连换热管数量的2倍的作用是使得与左回流封头或与右回流封头相连的导入冷流体的换热管及导出冷流体的换热管数量一致，以达到冷流体在各换热管内匀速流动。

作为优选，所述的折翼折流板由与所述的拉杆支撑的折翼、与所述的换热管成一定倾斜角的折翼折流板倾斜端面及折流板周向重叠区域组成，所述的折翼与所述的拉杆垂直设置，所述的折翼折流板为扇形结构，所述的折翼设于所述的折流板顶部弧线面两端，所述的折流板周向重叠区域设于所述的折翼折流板底角处并与所述的折翼将所述的折翼折流板倾斜端面半包裹在内，所述的折翼折流板上设有与所述的换热管成间隙配合的椭圆孔。折翼折流板通过折弯等工艺整体进行加工以保证相对角度的精确性并降低相应成本，所述的折翼与所述的拉杆垂直设置，所述的折翼折流板上设有与所述的换热管成间隙配合的椭圆孔的作用是使得折翼折流板在移动过程中更加顺畅以避免卡顿等现象，流体在折翼折流板倾斜端面区域以伪螺旋态斜切导热管束的方式流动，在两折流板之间的通道内以垂直掠过导热管束的方式流动，整体近似螺旋流动，解决了弓形折流板给水换热器可能存在的流动死区的难题。

作为优选，所述的壳体内与所述的热流体进口管处对应设有防冲板，所有所述的热管构成换热管束，所述的防冲板环设于所述的换热管束外，所述的拉杆中空设置且内设有石棉层。所述的壳体内与所述的热流体进口管处对应设有防冲板，所有所述的热管构成换热管束，所述的防冲板环设于所述的换热管束外的作用是减小热流体对于换热管产生的直接冲击，以增长换热管使用寿命，所述的拉杆中空设置的作用是可将伸缩机构及控制机构的相关控制线路布置在拉杆内，所述的拉杆内设有石棉层的作用是用于隔热避免换热器内高温流体对相关控制线路的致命破坏。

作为优选，所述的壳体外均布有温差发电片，所述的温差发电片热端通过导热硅与所述的连接金属相连，所述的连接金属通过所述的导热硅脂与所述的壳体相连，所述的连接金属与所述的温差发电片相连一端为平面，另一端为与所述的壳体适配的曲面。在换热器外表面设置温差发电片的目的在于回收换热器外表面流失的热量以提升其整体热量利用率，通过点焊将连接金属与壳体相连，使得温差发电片与壳体间完美贴合以增强其温差发电效率。

本实用新型带来的有益效果是可根据实际工况来调整折翼折流板之间螺距，利用换热管弓形三管程机构产生的错流效应增强其换热系数，并通过温差发电片提升整体能量利用率的一种可调螺距折翼折流板换热器。

因此，本实用新型具有结构合理，高效节能等特点。

附图说明

附图1是本实用新型的一种流体流动示意图；

附图2是本实用新型单组螺旋周期折流板的结构示意图；

附图3是本实用新型壳体的一种剖视图；

附图4是本实用新型左封头的一种剖视图；

附图5是本实用新型右封头的一种剖视图；

附图6是本实用新型温差发电片22的一种剖视图；

附图7是本实用新型折翼折流板的一种结构示意图；

附图8是本实用新型根据热流体温度控制折翼折流板螺距的控制机构示意图。

图中件号说明：1.壳体、2.换热管、3.折翼折流板、4.拉杆、5.伸缩机构、6.拉杆孔、7.温度传感器、8.控制机构、9.管板、10.左封头、11.右封头、12.冷流体进口管、13.冷流体进口封头、14.左回流封头、15.冷流体出口管、16.冷流体出口封头、17.右回流封头、18.折翼、19.折流板倾斜端面、20.折流板周向重叠区域20、21.防冲板21、22.温差发电片22、23.导热硅脂23、24.连接金属、25.左封头隔板、26.右封头隔板。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

根据图1至图8所示的一种可调螺距折翼折流板换热器，包括壳体1及封头，其特征在于，所述的壳体1内设有若干组螺旋周期折流板及若干根纵向设置的换热管1，每一组所述的螺旋周期折流板包括若干块螺旋周向排列且相位不同的折翼折流板3组成，所述的折翼折流板3与所述的换热管1纵向横截面成一定倾斜角，所述的壳体1内相位相同的所述的折翼折流板3构成折翼折流板组，同一所述的螺旋周期折流板相邻两所述的折翼折流板3通过拉杆4支撑，所述的折翼折流板组均通过所述的同一所述的拉杆4支撑，同一所述的拉杆4上相邻两所述的折翼折流板3通过伸缩机构5相连，所述的折翼折流板3上设有与所述的拉杆4成间隙配合的拉杆孔6，所述的可调螺距折翼折流板3换热器的热流体进口管及热流体出口管处均设有温度传感器7，所述的温度传感器7与所述的控制机构8相连，所述的控制机构8与所述的伸缩机构5相连。同一所述的螺旋周期折流板包括三块周向螺旋均匀排列的所述的折翼折流板3。所述的壳体1内最左侧与最右侧的所述的折翼折流板3通过所述的伸缩机构5与管板9相连。所述的伸缩机构5均为液压伸缩机构5。所述的封头包括与所述的壳体1左端相连的左封头10及与所述的壳体1右端相连的右封头11，所述的左封头10与所述的右封头11通过所述的换热管1相连，所述的右封头11包括与所述的刘流体进口管12相连的冷流体进口封头及右回流封头17，所述的左封头10包括与所述的冷流体出口管15相连的冷流体出口封头16及左回流封头14，所述的冷流体进口封头通过所述的换热管1与所述的左回流封头14相连，所述的右回流封头17通过所述的换热管1与所述的左回流封头14及所述的冷流体出口封头16相连以构成三管程结构，与所述的冷流体进口封头相连的所述的换热管1数量少于与所述的左回流封头14相连的所述的换热管1数量，与所述的冷流体出口封头16相连的所述的换热管1数量少于与所述的右回流封头17相连的所述的换热管1数量所述右封头11通过右封头隔板26将所述的右封头11周向分割成所述的冷流体进口封头及右回流封头17，所述的左封头10通过左封头隔板25将左封头10周向分割成所述的冷流体出口封头16及左回流封头14，所述的换热管1在所述的左封头10与所述的右封头11上周向均匀分布，与所述的左回流封头14相连所述的换热管1数量为与所述的冷流体进口封头13相连所述的换热管1数量的2倍，与所述的右回流封头17相连的所述的换热管1数量为与所述的冷流体出口封头16相连换热管1数量的2倍。所述的折翼折流板3由与所述的拉杆4支撑的折翼18、与所述的换热管1成一定倾斜角的折翼18折流板3倾斜端面及折流板周向重叠区域20组成，所述的折翼18与所述的拉杆4垂直设置，所述的折翼折流板3为扇形结构，所述的折翼18设于所述的折流板顶部弧线面两端，所述的折流板周向重叠区域20设于所述的折翼折流板3底角处并与所述的折翼18将所述的折翼折流板倾斜端面19半包裹在内，所述的折翼折流板3上设有与所述的换热管1成间隙配合的椭圆孔。所述的壳体1内与所述的热流体进口管处对应设有防冲板21，所有所述的热管构成换热管束，所述的防冲板21环设于所述的换热管束外，所述的拉杆4中空设置且内设有石棉层。所述的壳体1外均布有温差发电片22，所述的温差发电片22热端通过导热硅脂23与所述的连接金属24相连，所述的连接金属24通过所述的导热硅脂23与所述的壳体1相连，所述的连接金属24与所述的温差发电片22相连一端为平面，另一端为与所述的壳体1适配的曲面。

温度传感器7分别检测热流体进口处及热流体出口处温度，并不断将检测到的温度数据发送至主控模块，将检测到的热流体出口处的热流体出口温度及热流体进口温度与热流体出口温度温差分别与主控模块中热流体出口温度界限值及热流体进出口温差界限值比较，若检测到的实时热流体出口温度大于热流体出口温度界限值或检测到的实时热流体进口温度与热流体出口温度温差小于热流体进出温差界限值时则说明壳体1内的换热系数不佳，为增强其壳体1内的换热系数通过控制机构8将折翼折流板3间螺距调整成为总螺距减小模式使得热流体在壳体1内流速增快以增强壳侧换热系数，若检测到的热流体出口温度小于热流体出口温度界限值或检测到的热流体进口温度与热流体出口温度温差大于热流体进出温差界限值时则说明壳体1内的换热系数偏大，同时也存在泵进热流体所需功率过大的问题，为使换热系数与泵进热流体所需功率最优状态，则通过控制机构8将折翼折流板3间螺距调整成为总螺距增大模式，同时还可以通过折翼折流板3间的伸缩机构5将壳体1内的折翼折流板3调整成为多种符合螺距模式以适应各类复杂运行工况的需求，存在以下几种折翼折流板3螺距调节模式：1.通过伸缩机构5将单组或若干组同一相位的折翼折流板3组向同一方向偏移相同间距，以达成等螺距模式而实现粗调总螺距的目的；2.通过伸缩机构5将单组或若干组同一螺旋周期内的折翼折流板3组向同一方向偏移相同间距，已达成等螺距模式而实现粗调总螺距的目的；3.通过伸缩机构5将单组或若干组同一螺旋周期内的折翼折流板组按某一间距降序或升序变化，已达成变螺距模式而实现微调总螺距的目的；4.通过伸缩机构5将壳体1内的所有单块折翼折流板3向任一个方向偏移，以达成不等螺距模式而实现微调总螺距的目的，在折翼折流板组不断切换多种复合螺距的模式过程中，折翼折流板3不断移动可以清除粘粘在折翼折流板3、换热管1及拉杆4上的污垢，降低换热管1壁面热阻，以增大换热器的总体传热效率，能够减小换热器的维护成本而延长换热器的使用寿命。所述的壳体1内最左侧与最右侧的所述的折翼折流板3通过所述的伸缩机构5与管板9相连的作用是通过两端的伸缩机构5来固定壳体1内的折翼折流板3，避免热交换过程中因热流体流动导致壳体1内的折翼折流板3产生偏移。冷流体通过刘流体进口管12流入冷流体进口封头13后经换热管1流向左回流封头14，经回流封头通过换热管1回流至右回流封头17，后经右回流封头17通过换热管1回流至冷流体出口封头16，最后通过冷流体出口管15流出，从而形成弓字形三管程回流结构，使其换热管1内冷流体产生错流现象与折翼折流板3配合以增强其换热系数，与所述的冷流体进口封头13相连的所述的换热管1数量少于与所述的左回流封头14相连的所述的换热管1数量，与所述的冷流体出口封头16相连的所述的换热管1数量少于与所述的右回流封头17相连的所述的换热管1数量的作用是使得左回流封头14及右回流封头17有多余换热管1进行回流。与所述的左回流封头14相连所述的换热管1数量为与所述的冷流体进口封头13相连所述的换热管1数量的2倍，与所述的右回流封头17相连的所述的换热管1数量为与所述的冷流体出口封头16相连换热管1数量的2倍的作用是使得与左回流封头14或与右回流封头17相连的导入冷流体的换热管1及导出冷流体的换热管1数量一致，以达到冷流体在各换热管1内匀速流动。折翼折流板3通过折弯等工艺整体进行加工以保证相对角度的精确性并降低相应成本，所述的折翼18与所述的拉杆4垂直设置，所述的折翼折流板3上设有与所述的换热管1成间隙配合的椭圆孔的作用是使得折翼折流板3在移动过程中更加顺畅以避免卡顿等现象，流体在折翼折流板3倾斜端面区域以伪螺旋态斜切导热管束的方式流动，在两折流板之间的通道内以垂直掠过导热管束的方式流动，整体近似螺旋流动，解决了弓形折流板给水换热器可能存在的流动死区的难题。所述的壳体1内与所述的热流体进口管处对应设有防冲板21，所有所述的热管构成换热管束，所述的防冲板21环设于所述的换热管束外的作用是减小热流体对于换热管1产生的直接冲击，以增长换热管1使用寿命，所述的拉杆4中空设置的作用是可将伸缩机构5及控制机构8的相关控制线路布置在拉杆4内，所述的拉杆4内设有石棉层的作用是用于隔热避免换热器内高温流体对相关控制线路的致命破坏。在换热器外表面设置温差发电片22的目的在于回收换热器外表面流失的热量以提升其整体热量利用率，通过点焊将连接金属24与壳体1相连，使得温差发电片22与壳体1间完美贴合以增强其温差发电效率。

Claims (9)

1.一种可调螺距折翼折流板换热器，包括壳体及封头，其特征在于，所述的壳体内设有若干组螺旋周期折流板及若干根纵向设置的换热管，每一组所述的螺旋周期折流板包括若干块螺旋周向排列且相位不同的折翼折流板组成，所述的折翼折流板与所述的换热管纵向横截面成一定倾斜角，所述的壳体内相位相同的所述的折翼折流板构成折翼折流板组，同一所述的螺旋周期折流板相邻两所述的折翼折流板通过拉杆支撑，所述的折翼折流板组均通过所述的同一所述的拉杆支撑，同一所述的拉杆上相邻两所述的折翼折流板通过伸缩机构相连，所述的折翼折流板上设有与所述的拉杆成间隙配合的拉杆孔，所述的可调螺距折翼折流板换热器的热流体进口管及热流体出口管处均设有温度传感器，所述的温度传感器与控制机构相连，所述的控制机构与所述的伸缩机构相连。

2.根据权利要求1所述的一种可调螺距折翼折流板换热器，其特征在于，同一所述的螺旋周期折流板包括三块周向螺旋均匀排列的所述的折翼折流板。

3.根据权利要求1或2所述的一种可调螺距折翼折流板换热器，其特征在于，所述的壳体内最左侧与最右侧的所述的折翼折流板通过所述的伸缩机构与管板相连。

4.根据权利要求3所述的一种可调螺距折翼折流板换热器，其特征在于，所述的伸缩机构均为液压伸缩机构。

5.根据权利要求1或4所述的一种可调螺距折翼折流板换热器，其特征在于，所述的封头包括与所述的壳体左端相连的左封头及与所述的壳体右端相连的右封头，所述的左封头与所述的右封头通过所述的换热管相连，所述的右封头包括右回流封头及与冷流体进口管相连的冷流体进口封头，所述的左封头包括左回流封头及与冷流体出口管相连的冷流体出口封头，所述的冷流体进口封头通过所述的换热管与所述的左回流封头相连，所述的右回流封头通过所述的换热管与所述的左回流封头及所述的冷流体出口封头相连以构成三管程结构，与所述的冷流体进口封头相连的所述的换热管数量少于与所述的左回流封头相连的所述的换热管数量，与所述的冷流体出口封头相连的所述的换热管数量少于与所述的右回流封头相连的所述的换热管数量。

6.根据权利要求5所述的一种可调螺距折翼折流板换热器，其特征在于，所述右封头通过右封头隔板将所述的右封头周向分割成所述的冷流体进口封头及右回流封头，所述的左封头通过左封头隔板将左封头周向分割成所述的冷流体出口封头及左回流封头，所述的换热管在所述的左封头与所述的右封头上周向均匀分布，与所述的左回流封头相连所述的换热管数量为与所述的冷流体进口封头相连所述的换热管数量的2倍，与所述的右回流封头相连的所述的换热管数量为与所述的冷流体出口封头相连换热管数量的2倍。

7.根据权利要求1或2或4或6所述的一种可调螺距折翼折流板换热器，其特征在于，所述的折翼折流板由与所述的拉杆支撑的折翼、与所述的换热管成一定倾斜角的折翼折流板倾斜端面及折流板周向重叠区域组成，所述的折翼与所述的拉杆垂直设置，所述的折翼折流板为扇形结构，所述的折翼设于所述的折流板顶部弧线面两端，所述的折流板周向重叠区域设于所述的折翼折流板底角处并与所述的折翼将所述的折翼折流板倾斜端面半包裹在内，所述的折翼折流板上设有与所述的换热管成间隙配合的椭圆孔。

8.根据权利要求1或2或4或6所述的一种可调螺距折翼折流板换热器，其特征在于，所述的壳体内与所述的热流体进口管处对应设有防冲板，所有所述的换热管构成换热管束，所述的防冲板环设于所述的换热管束外，所述的拉杆中空设置且内设有石棉层。

9.根据权利要求1或2或4或6所述的一种可调螺距折翼折流板换热器，其特征在于，所述的壳体外均布有温差发电片，所述的温差发电片热端通过导热硅脂与连接金属相连，所述的连接金属通过所述的导热硅脂与所述的壳体相连，所述的连接金属与所述的温差发电片相连一端为平面，另一端为与所述的壳体适配的曲面。

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