CN211147373U - 一种高效环流换热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效环流换热装置，水槽的底面居中位置连接有中心轴，中心轴为中空圆管结构，且中心轴的内腔与水槽的内腔连通，中心轴的表面开设有贯穿中心轴壁体的喷射孔，中心轴外围空腔结构靠近底端的侧壁上开设有气体入口，换热装置本体的下表面开设有冷却水出口，中心轴外围空腔结构的顶部开设有气流升孔，气流升孔与水槽的内腔连通，水槽的顶面开设有气体排出孔和冷却水入口；使用时，不仅能够充分对气体进行冷却，而且被冷却气体中混合的水蒸气经过水槽，被其中的冷却水充分冷凝吸收，大大降低了对冷却排出气体进行干燥的工作量。

Description

一种高效环流换热装置

技术领域

本实用新型涉及换热装置技术领域，具体为一种高效环流换热装置。

背景技术

换热装置是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的换热器节能设备，是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足工艺条件的需要，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。换热器行业涉及暖通、压力容器、中水处理设备，化工，石油等近30多种产业，并相互形成产业链条。换热装置按照传热原理不同，一般分为间壁式、蓄热式、流体连接间接式、直接接触式和复式；其中，环流式直接接触式热换装置使用的较为广泛。

然而现有技术中的换热装置在实际使用过程中存在一定的弊端，例如：

目前，对气体采取的冷却换热装置往往为间壁式，此类换热器难以保证对气体的充分冷却，换热效率不高；为了提高对气体的冷却效率，现有技术中，还有采用直接接触式换热装置，其将气体与冷却水直接接触且气体与冷却水逆向流动，以使得气体被冷却水充分冷却，但是冷却水在与热源气体接触时会快速升温，使得气体排出时混合有大量的水蒸气，导致气体在进行干燥时，需要增加大量的额外工作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高效环流换热装置，不仅提高了冷却水对热源气体的冷却换热效率，而且能够将混合在气体中的水蒸气冷凝回收，大大减少了对气体进行干燥处理的工作量。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种高效环流换热装置，包括换热装置本体，所述换热装置本体的上表面开设有冷却水入口和气体排出孔，且换热装置本体的底部开设有冷却水出口和气体入口，所述换热装置本体的顶部设置有空腔结构的水槽，且水槽的底面居中位置连接有中心轴，所述中心轴为中空圆管结构，且中心轴的内腔与所述水槽的内腔连通，所述中心轴的表面开设有贯穿中心轴壁体的喷射孔，所述中心轴外围空腔结构靠近底端的侧壁开设有气体入口，所述换热装置本体的下表面开设有冷却水出口，所述中心轴外围空腔结构的顶部开设有气流升孔，所述气流升孔与所述水槽的内腔连通，所述水槽的顶面开设有气体排出孔和冷却水入口。

优选的，所述水槽的外围设置有第一侧壁腔，所述第一侧壁腔的外围设置有第二侧壁腔，所述第一侧壁腔的横截面与所述第二侧壁腔的横截面为同圆心的圆环，所述第一侧壁腔与第二侧壁腔之间侧壁的顶端处开设连通所述第一侧壁腔和所述第二侧壁腔的第一通孔，所述第一侧壁腔与水槽之间侧壁的底端开设有连通所述水槽和所述第一侧壁腔的第二通孔。

优选的，所述第一通孔高于所述水槽的顶面；防止冷却水从水槽经第一通孔流入第二侧壁腔，从而影响气体从气流升孔中排出。

优选的，所述第二通孔低于所述水槽中冷却水的水面；使得被冷却后的气体经过冷却水将其中混有的水蒸气被冷凝吸收在水槽中。

优选的，所述中心轴的外围固定连接有螺旋叶片，所述螺旋叶片的外缘与所述换热装置本体的内壁固定连接；螺旋叶片构成了气流的螺旋上升通道，增加了气流与冷却水的接触时间，确保气体被充分冷却。

优选的，所述中心轴外壁开设的喷射孔沿所述中心轴内侧壁的切线延伸；使得冷却水从喷射孔中向外喷射的方向恰好正对气体螺旋流动的方向，已达到充分冷却气体的效果。

优选的，所述喷射孔外端的截面尺寸小于喷射孔里端的截面尺寸；使得从喷射孔重喷射出的冷却水呈雾状且具备足够的射程，达到充分冷却气体的效果。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型涉及的一种高效环流换热装置通过中心轴侧壁的喷射孔喷出雾状冷却水流充分对气体进行冷却，被冷却气体中混合的水蒸气经过水槽，而被其中的冷却水充分冷凝吸收，大大降低了对冷却排出气体进行干燥的工作量。

附图说明

图1为本实用新型整体的主视结构示意图；

图2为本实用新型第一通孔处的横截面示意图；

图3为本实用新型第二通孔处的横截面示意图；

图4为本实用新型中心轴的横截面示意图。

图中：1-换热装置本体；11-水槽；111-冷却水入口；112-气体排出孔；12-冷却水出口；13-气体入口；14-第一侧腔室；15-第二侧腔室；16-气流升孔；17-第一通孔；18-第二通孔；2-中心轴；21-螺旋叶片；22-喷射孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案，一种高效环流换热装置，包括换热装置本体1，换热装置本体1的上表面开设有冷却水入口111和气体排出孔112，且换热装置本体1的底部开设有冷却水出口12和气体入口13，换热装置本体1的顶部设置有空腔结构的水槽11，且水槽11的底面居中位置连接有中心轴2，中心轴2为中空圆管结构，且中心轴2的内腔与水槽11的内腔连通，中心轴2的表面开设有贯穿中心轴2壁体的喷射孔22，中心轴2外围空腔结构靠近底端的侧壁上开设有气体入口13，换热装置本体1的下表面开设有冷却水出口12，中心轴2外围空腔结构的顶部开设有气流升孔16，气流升孔16与水槽11的内腔连通，水槽11的顶面开设有气体排出孔112和冷却水入口111，使用时，气体由气体入口13排入换热装置本体1的内腔中，冷却水由冷却水入口111进入水槽11中，然后进入中心轴2的内腔，冷却水由喷射孔22中呈雾状喷出，对气体进行充分冷却，被冷却后的气体经过气流升孔16进入水槽11中，气体中混有的水蒸气被水槽11中的冷却水冷凝吸收，最后气体由气体排出孔112排出。

水槽11的外围设置有第一侧壁腔14，第一侧壁腔14的外围设置有第二侧壁腔15，第一侧壁腔14的横截面与第二侧壁腔15的横截面为同圆心的圆环，第一侧壁腔14与第二侧壁腔15之间侧壁的顶端处开设连通第一侧壁腔14和第二侧壁腔15的第一通孔17，第一侧壁腔14与水槽11之间侧壁的底端开设有连通水槽11和第一侧壁腔14的第二通孔18，水槽11与第一侧壁腔14形成连通器，被冷却后的气体由气流升孔16进入第二侧壁腔15中，然后经第一通孔17进入第一侧壁腔14中，再由第二通孔18进入水槽11中，气体中的水蒸气被水槽11中的冷却水冷凝吸收。

第一通孔17高于水槽11的顶面。

第二通孔18低于水槽11中冷却水的水面。

中心轴2的外围固定连接有螺旋叶片21，螺旋叶片21的外缘与换热装置本体1的内壁固定连接，螺旋叶片21与换热装置本体1的内壁构成气体螺旋上升的通道。

中心轴2外壁开设的喷射孔22沿中心轴2内侧壁的切线延伸。

喷射孔22外端的截面尺寸小于喷射孔22里端的截面尺寸。

工作原理：使用时，气体由气体入口13排入换热装置本体1的内腔中，冷却水由冷却水入口111进入水槽11中，然后进入中心轴2的内腔，冷却水由喷射孔22中呈雾状喷出，气体在螺旋叶片21的导流作用下螺旋上升，喷射孔22中喷射的水雾对气体进行充分冷却，被冷却后的气体经过气流升孔16进入第二侧壁腔15中，然后经第一通孔17进入第一侧壁腔14中，再由第二通孔18进入水槽11中，气体中的水蒸气被水槽11中的冷却水冷凝吸收，最后气体由气体排出孔112排出。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种高效环流换热装置，包括换热装置本体(1)，所述换热装置本体(1)的上表面开设有冷却水入口(111)和气体排出孔(112)，且换热装置本体(1)的底部开设有冷却水出口(12)和气体入口(13)，其特征在于：所述换热装置本体(1)的顶部设置有空腔结构的水槽(11)，且水槽(11)的底面居中位置连接有中心轴(2)，所述中心轴(2)为中空圆管结构，且中心轴(2)的内腔与所述水槽(11)的内腔连通，所述中心轴(2)的表面开设有贯穿中心轴(2)壁体的喷射孔(22)，所述中心轴(2)外围空腔结构靠近底端的侧壁处开设有气体入口(13)，所述换热装置本体(1)的下表面开设有冷却水出口(12)，所述中心轴(2)外围空腔结构的顶部开设有气流升孔(16)，所述气流升孔(16)与所述水槽(11)的内腔连通，所述水槽(11)的顶面开设有气体排出孔(112)和冷却水入口(111)。

2.根据权利要求1所述的一种高效环流换热装置，其特征在于：所述水槽(11)的外围设置有第一侧壁腔(14)，所述第一侧壁腔(14)的外围设置有第二侧壁腔(15)，所述第一侧壁腔(14)的横截面与所述第二侧壁腔(15)的横截面为同圆心的圆环，所述第一侧壁腔(14)与第二侧壁腔(15)之间侧壁的顶端处开设连通所述第一侧壁腔(14)和所述第二侧壁腔(15)的第一通孔(17)，所述第一侧壁腔(14)与水槽(11)之间侧壁的底端开设有连通所述水槽(11)和所述第一侧壁腔(14)的第二通孔(18)。

3.根据权利要求2所述的一种高效环流换热装置，其特征在于：所述第一通孔(17)高于所述水槽(11)的顶面。

4.根据权利要求3所述的一种高效环流换热装置，其特征在于：所述第二通孔(18)低于所述水槽(11)中冷却水的水面。

5.根据权利要求1所述的一种高效环流换热装置，其特征在于：所述中心轴(2)的外围固定连接有螺旋叶片(21)，所述螺旋叶片(21)的外缘与所述换热装置本体(1)的内壁固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种高效环流换热装置，其特征在于：所述中心轴(2)外壁开设的喷射孔(22)沿所述中心轴(2)内侧壁的切线延伸。

7.根据权利要求6所述的一种高效环流换热装置，其特征在于：所述喷射孔(22)外端的截面尺寸小于喷射孔(22)里端的截面尺寸。

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