CN210570102U - 一种螺旋扁管换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及换热装置的技术领域，更具体地，涉及一种螺旋扁管换热器，包括设有烟气入口和烟气出口的壳体、组装在壳体内部的换热管管束、组装在壳体端部并设有回水入口和回水出口的管箱，所述换热管管束包括若干紧密排列且与管箱内部连通的螺旋扁管；所述螺旋扁管包括螺旋管以及截面为椭圆的引导管，所述引导管连接于螺旋管的一端；所述螺旋扁管之间形成有螺旋烟气流道，所述烟气入口设于壳体靠近引导管的一侧。本实用新型采用椭圆管为引导管，一方面在进行装配时可利用椭圆的长短轴的性质进行准确定位，实现螺旋扁管的布管角度可控；一方面相比圆管引导的螺旋扁管换热器可以有效降低压降和流体诱导振动，从而提高回水入口处的换热系数。

Description

一种螺旋扁管换热器

技术领域

本实用新型涉及换热装置的技术领域，更具体地，涉及一种螺旋扁管换热器。

背景技术

以螺旋扁管作为换热管的换热器，因其热流密度高、容积小，适用于多种换热过程。螺旋扁管的管束之间依靠螺旋线的外侧点相互接触，在管束间形成螺旋形流道，由于管内和管外都得到换热强化，具有较高的传热系数和优良的抗结构能力，广泛应用于高Pr数的流体换热场合。目前，螺旋扁管常采用圆管加工而成，引导段也采用圆管，这样设计会存在以下问题：螺旋扁管的紧密排布使得入口处压力损失很大，对后排管的流场分配不均匀；引导管为圆管，难以准确定位螺旋管的装配角度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种螺旋扁管换热器，采用椭圆管做引导管，降低入口处的压力损失，流场分布均匀，改善换热器的换热效率。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

提供一种螺旋扁管换热器，包括设有烟气入口和烟气出口的壳体、组装在壳体内部的换热管管束、组装在壳体端部并设有回水入口和回水出口的管箱，所述换热管管束包括若干紧密排列且与管箱内部连通的螺旋扁管；所述螺旋扁管包括螺旋管以及截面为椭圆的引导管，所述引导管连接于螺旋管的一端；所述螺旋扁管之间形成有螺旋烟气流道，所述烟气入口设于壳体靠近引导管的一侧。

本实用新型的螺旋扁管换热器，冷却水或其他冷却介质由回水入口流入，流经螺旋扁管后由回水出口流出，烟气由烟气入口进入，流经螺旋烟气流道与冷却水换热后由烟气出口流出；螺旋扁管的引导管采用截面为椭圆的引导管，一方面在进行装配时可利用椭圆的长短轴的性质进行准确定位，实现螺旋扁管的布管角度可控；一方面相比圆管引导的螺旋扁管换热器可以有效降低压降和流体诱导振动，从而提高回水入口处的换热系数。

进一步地，所述换热管管束由多行及多列规整排列的螺旋扁管排布组成。本实用新型多行及多列的螺旋扁管规整排布形成方体结构设置在壳体内部，占用体积小。

进一步地，相邻螺旋管的外缘螺旋线周期性点接触。通过截面为椭圆的引导管的定位功能实现螺旋扁管的布管角度可控，使得螺旋扁管螺旋线外侧相互接触，实现管束间的相互支撑，有效降低流体的诱导振动。

进一步地，相邻引导管错位布置。本实用新型螺旋扁管的布管采用错位的方式布置以避免引导管间的相互干涉对装配产生影响。

进一步地，靠近进水口一列引导管椭圆截面的第一长轴方向与烟气流入方向相同，其他列引导管椭圆截面的第二长轴倾斜设置。靠近烟气入口一侧的一列引导管顺着烟气流入的方向设置，起到给烟气导流的作用；其他列引导管旋转一定的角度设置，使得椭圆引导管的长轴不会相互干涉；且设定螺旋扁管的扭曲角度后便使得螺旋扁管螺旋线外侧相互接触，从而实现螺旋扁管之间的相互支撑。

进一步地，其余列引导管椭圆截面的第二长轴平行设置。一方面，避免第二长轴和第一长轴间发生相互干涉，一方面结构简单，易于制作。

进一步地，所述第二长轴与所述第一长轴之间的夹角为30°～60°。

进一步地，所述第二长轴与所述第一长轴之间的夹角为30°～45°。本实用新型的螺旋扁管通过引导管实现布管角度的精确控制，布管角度可随壳体形状改变而改变，并不局限于上述夹角范围。

进一步地，所述螺旋管由圆管或椭圆管螺旋加工得到。螺旋管通过椭圆管扭曲或圆管压扁加工而成，具体采用的加工方法可根据螺旋管的尺寸、形状和材质进行选择；引导管和螺旋管的长度及比例可根据不同应用条件的改变而改变，不做限制性地规定。

进一步地，所述烟气入口、烟气出口位于壳体的同侧或异侧。由于螺旋扁管的使用使得管内和管外都得到换热强化，实现烟气同侧进出或烟气异侧进出，具有广泛的应用范围。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用椭圆管为引导管，一方面在装配时可利用椭圆的长短轴的性质进行准确定位，实现螺旋扁管的布管角度可控；一方面相比圆管引导的螺旋扁管换热器可以有效降低压降，使得换热器螺旋扁管内流场分布均匀，改善换热器的换热效率；

本实用新型螺旋扁管螺旋线外侧相互接触，实现管束间的相互支撑，能够有效降低流体诱导振动。

附图说明

图1为实施例一中螺旋扁管换热器的结构示意图；

图2为实施例一中换热管管束的结构示意图I；

图3为实施例一中换热管管束的结构示意图II；

图4为实施例一中螺旋扁管的结构示意图；

图5为实施例二中换热管管束的结构示意图。

附图中：1-壳体；11-烟气入口；12-烟气出口；2-换热管管束；21-螺旋扁管；22-螺旋管；23-引导管；3-管箱；31-回水入口；32-回水出口；4-螺旋烟气流道。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例一

如图1至图4所示为本实用新型的螺旋扁管21换热器的第一实施例，包括设有烟气入口11和烟气出口12的壳体1、组装在壳体1内部的换热管管束2、组装在壳体1端部并设有回水入口31和回水出口32的管箱3，换热管管束2包括若干紧密排列且与管箱3内部连通的螺旋扁管21；螺旋扁管21包括螺旋管22以及截面为椭圆的引导管23，引导管23连接于螺旋管22的一端；螺旋扁管21之间形成有螺旋烟气流道4，烟气入口11设于壳体1靠近引导管23的一侧。本实施例在实施时，冷却水或其他冷却介质由回水入口31流入，流经螺旋扁管21后由回水出口32流出，烟气由烟气入口11进入，流经螺旋烟气流道4与冷却水换热后由烟气出口12流出；实施时由于采用螺旋扁管21作为换热器的换热管，螺旋管22外及螺旋管22内均形成螺旋状流道，且采用椭圆管作为引导管23降低回水入口31处的压力损失、使得管内流场分布均匀，换热器的换热效率得以改善。

在制作本实施例的螺旋扁管21时，可采用整根椭圆管进行加工，其中螺旋管22通过扭曲而成；也可采用整根圆管进行加工，其中螺旋管22由圆管压扁扭曲而成，引导管23采用圆管压扁而成。需要说明的是，螺旋管22和引导管23之间的长度比例可根据不同的应用场合进行调整，螺旋管22端部的截面和引导管23的截面形状与尺寸并不必然一致。

如图2所示，换热管管束2由多行及多列规整排列的螺旋扁管21排布组成。本实施例中，多行及多列螺旋扁管21规整排列成方体结构，结构紧凑，占用体积小。如图3所示，相邻螺旋管22的外缘螺旋线周期性点接触，实现螺旋扁管21间的相互支撑，有效降低流体的诱导振动。管外螺旋烟气流道4及管内螺旋水流道的结构设置，使得烟气入口11和烟气出口12既可位于壳体1的同侧，还可位于壳体1的异侧，适用于不同的应用场合。为避免螺旋扁管21在装配时相邻的引导管23之间产生相互干涉，本实施例的相邻的引导管23错位布置。

具体地，靠近进水口一列引导管23椭圆截面的第一长轴方向与烟气流入方向相同，其他列引导管23椭圆截面的第二长轴倾斜设置；靠近烟气入口11一侧的一列引导管23顺着烟气流入的方向设置，起到给烟气导流的作用，其他列引导管23旋转一定的角度设置，使得椭圆引导管23的长轴不会相互干涉；本实施例设定螺旋扁管21的扭曲角度使得螺旋扁管21螺旋线外侧相互接触，从而实现螺旋扁管21之间的相互支撑。本实施例中的第二长轴与第一长轴之间的夹角为30°～60°，通过引导管23的设置实现布管角度的精确控制，需要说明的是，布管角度可随壳体1形状改变而改变，并不局限于上述夹角范围。

实施例二

如图5所示为本实用新型的螺旋扁管21换热器的第二实施例，本实施例与实施例一类似，所不同之处在于，靠近烟气入口11一侧的一列引导管23的第一长轴方向与烟气流入方向相同，顺着烟气流入的方向设置；其余列的引导管23的第二长轴均平行设置，一方面避免第二长轴和第一长轴之间、第二长轴之间发生相互干涉，一方面，结构简单，易于螺旋扁管21的制作和装配。需要说明的是，本实用新型的螺旋扁管21的排布方式并不限于本实施例中的排布方式，还可为其他能够避免螺旋扁管21之间相互干涉的布管方式。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种螺旋扁管换热器，其特征在于，包括设有烟气入口(11)和烟气出口(12)的壳体(1)、组装在壳体(1)内部的换热管管束(2)、组装在壳体(1)端部并设有回水入口(31)和回水出口(32)的管箱(3)，所述换热管管束(2)包括若干紧密排列且与管箱(3)内部连通的螺旋扁管(21)；所述螺旋扁管(21)包括螺旋管(22)以及截面为椭圆的引导管(23)，所述引导管(23)连接于螺旋管(22)的一端；所述螺旋扁管(21)之间形成有螺旋烟气流道(4)，所述烟气入口(11)设于壳体(1)靠近引导管(23)的一侧。

2.根据权利要求1所述的螺旋扁管换热器，其特征在于，所述换热管管束(2)由多行及多列规整排列的螺旋扁管(21)排布组成。

3.根据权利要求2所述的螺旋扁管换热器，其特征在于，相邻螺旋管(22)的外缘螺旋线周期性点接触。

4.根据权利要求1至3任一项所述的螺旋扁管换热器，其特征在于，相邻引导管(23)错位布置。

5.根据权利要求4所述的螺旋扁管换热器，其特征在于，靠近进水口一列引导管(23)椭圆截面的第一长轴方向与烟气流入方向相同，其他列引导管(23)椭圆截面的第二长轴倾斜设置。

6.根据权利要求5所述的螺旋扁管换热器，其特征在于，其余列引导管(23)椭圆截面的第二长轴平行设置。

7.根据权利要求6所述的螺旋扁管换热器，其特征在于，所述第二长轴与所述第一长轴之间的夹角为30°～60°。

8.根据权利要求7所述的螺旋扁管换热器，其特征在于，所述第二长轴与所述第一长轴之间的夹角为30°～45°。

9.根据权利要求1所述的螺旋扁管换热器，其特征在于，所述螺旋管(22)由圆管或椭圆管螺旋加工得到。

10.根据权利要求1所述的螺旋扁管换热器，其特征在于，所述烟气入口(11)、烟气出口(12)位于壳体(1)的同侧或异侧。

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