CN211234078U - 一种热交换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热交换装置，热交换装置包括管体，所述管体的外壁构造有凹槽或凸台；所述管体由至少两片管片连接而成，管片在所述连接处延伸至所述管体的内侧形成一凹陷，凹陷的内侧表面由靠近管体内侧的平面和靠近管体外侧的曲面组成。通过充分利用热交换装置的结构空间，提升热传导效率，在相同的换热效率下相对于普通管道可缩小设备的体积，节省空间，减少投资。

Description

一种热交换装置

技术领域

本实用新型涉及热交换技术领域，特别是一种热交换装置。

背景技术

热交换是工业生产中经常用到技术，热交换装置可以应用在任何需要对环境或介质进行冷却和加热的场景当中。如热电、厂矿、食品医疗、机械轻工、汽车制造、民用建筑、燃气热水器的冷凝器、冷凝锅炉、制冷等领域都存在着热交换装置。

通常情况下，热交换装置采用金属材料制成，能够快速传导热量。多年以来，工程师和科研工作者一致致力于不断提高热交换装置的热传导效率。

目前，大部分热交换装置的主体均由一条或多条用于导通热交换介质的管道构成。然而管道本身的热交换面积有限，制约了热交换效率的提高。

因鉴于此，特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种增加热传导换热面积，通过充分利用热交换装置的结构空间，提升热传导效率，在相同的换热效率下相对于普通管道可缩小设备的体积，节省空间，减少投资。

为解决上述问题，本实用新型提供一种热交换装置，包括管体，所述管体的外壁构造有凹槽或凸台；所述管体由至少两片管片连接而成，管片在所述连接处延伸至所述管体的内侧形成一凹陷，凹陷的内侧表面由靠近管体内侧的平面和靠近管体外侧的曲面组成。

进一步地，在所述管体内设有和内壁连接的翅片，所述翅片的表面具有毛刺。

进一步地，所述毛刺的方向朝向翅片表面外侧或内侧。

进一步地，所述毛刺的截面形状为三角形或梯形。

进一步地，所述相邻管片连接处的连接点相对于所述管片连接处的所述凹陷的平面部分外端凸起或持平。

进一步地，在所述管体的外壁沿着管体轴向设置有多道环筋。

进一步地，所述环筋的截面包括半圆形、三角形或梯形。

进一步地，所述环筋相对于所述管体外壁的表面呈凹陷或凸起设置。

与现有技术相比，本实用新型的具有如下有益效果：在管体的外壁上设有凹槽或凸台，相对于外壁原有的弧形面而成，换热面积得到增大，提高了换热效率，另外，凹槽或凸台还可以起到加强筋的作用，提升了管体的机械强度。特别是对于凹槽来说，还可以减小管壁的厚度，减轻重量,增加面积。管体由多片管片拼接后连接而成，连接处向管体内侧延伸，形成一凹陷结构，凹陷的内侧为平面，用于连接时填充连接料，外侧外曲面，增加了换热面积，这样即便是在连接处，也不会因为连接要求而过多损失换热面积。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的热交换装置的俯视结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的热交换装置的侧视图的上半部分；

图3为本实用新型实施例提供的热交换装置制作时的拼接示意图。

图中：1-管体；2-凹槽；101-管片；3-翅片；301-毛刺；4-环筋；5-凹陷； 51-平面；52-曲面；53-连接料；6-连接处。

具体实施方式

下面将参考附图中示出的若干示例性实施方式来描述本实用新型的原理和精神。应当理解，描述这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本实用新型，而并非以任何方式限制本本实用新型的范围。

首先需要说明的是，本实用新型实施例提供的热交换装置，可以应用在任何需要对环境或介质进行冷却或加热的场景当中。包括但不限于热电、厂矿、食品医疗、机械轻工、汽车制造、民用建筑、燃气热水器的冷凝器、冷凝锅炉、制冷等领域。

请参考图1，本实用新型实施例提供的热交换装置，包括管体1，管体1 内侧和/或外侧用于供换热流体经过。管体1外壁上沿着周面均匀分布有多个凹槽2。凹槽2向管体管壁的内侧凹陷，使得凹槽2所在位置的管壁相较于其他位置更薄。凹槽2的设计一方面使得管体外壁的面积相较于没有设置凹槽2时更大，增加了换热面积，另一方面也使得管壁厚度更小，减轻了重量。除此之外，凹槽2还起到了类似加强筋的作用，增加了管体1的几何强度。凹槽2的形状可以采用多种几何形状，其横截面可以为半圆形、三角形、梯形、方形等。

图1示出的凹槽2也可以全部或部分替换为向管体1外壁外侧突出的凸台 (图中未示出)，凸台的作用和凹槽基本相同，也具有增大换热面积、加强几何强度的作用，区别在于凸台不会使得管壁变得更薄。

整个管体1可以通过多枚管片101连接组成。如果是硬度及耐热度钢材或不锈钢连接方式为焊接，如果是硬度低的铜或铝，则直接采用一次成型，压注或拉塑。图1示出的是两个半圆形管片101。两个管片101在对接后，位于对接处的内外两侧构造有所不同，具体体现在：两个管片101在连接处均向着管体的内侧延伸，分别形成两个斜面，两个斜面在管体1内部连接在一起，这样就形成了一个自管体1外侧向内侧的凹陷5。这个凹陷5在靠近管体1内侧的部分为平面51，形成了V型的截面。在靠近管体1外侧的部分为曲面52，形成了类似于凹槽2的半圆形结构。采用这样的设计后，连接位置并不位于管体1的外侧或表面，而是位于内侧，而靠近管体1外侧的部分仍然可以设计成曲面，在不影响连接的情况下增加了换热面积。连接料53(如焊料)可以填充在平面51构成的V型凹槽部分，最终形成的连接点可以和平面51的最外端平齐，或略凸出。

在管体1的内侧设置有和管体1内壁连接的翅片3，这些翅片3可以在制造管片101时和管片101一体成型(如采用铸造的方法)。翅片3可以有多组，在管体1内的宽度方向上呈平行等间距分布。每个翅片3的表面具有均匀分布的毛刺301，毛刺301既可以是立在翅片3的表面之上(即向着翅片3外侧的方向延伸，如图1所示)，也可以是向内侧延伸(图中未示出)。翅片3的增加充分利用了管体内部的空间，使得换热面积进一步增大。翅片3上的毛刺301 可以再增大翅片3的表面面积，进一步增加换热效率。毛刺301的形状可以为三角形、梯形或其他规则或不规则的形状。

沿着管体1外壁的轴向还构造出多道环筋4，环筋4的横截面可以是多种几何形状，如半圆形、三角形、梯形等。环筋4既可以是相对于管壁凸起，也可以相对于管壁凹陷。环筋4一方面可以起到增加管体1强度的作用，另一方面也增加了换热面积，提高了换热效率。

上述的热交换装置可以通过如下的方法制作得到：

步骤一：制作用于组成管体的管片。管片的数量至少为两片，可以采用铸造等一体成型的方式制作。整个管体的内外部结构最好为轴对称的，这样当采用两片管片时，可以将两片管片设计成完全一样的，在拼接时不用考虑匹配的问题。如图3所示，将两片管片101在拼接处6进行拼接。

步骤二：将各管片按照相应的位置关系进行拼接。拼接时确保：

1、各零部件结合必须牢固不能有气孔；

2、组合加工时必须使用工装卡具，保证产品的同一性，和互换性；

3、组合后的管体必须保证一定的几何精度和视觉感；

步骤三：对拼接处进行连接，连接后的连接点相对于所述凹陷的平面部分外端凸起或持平。

本实用新型提供的换热装置可以应用于各种需要换热的场合。例如，可以作为锅炉的换热管或烟气冷凝管使用，锅炉燃烧后的烟气进入到管体内，和管体以及翅片充分换热，换热过程中，水蒸汽形成冷凝水，顺着管壁和翅片流下，同时冷凝水可以夹带一些有害微小颗粒物、二氧化硫、氮氧化物等，一同排出，进一步净化烟气。水蒸气是排烟形成“白色”的主要因素，所以通过去除水蒸气，也可以起到烟气脱白的作用

本文中应用了具体个例对实用新型构思进行了详细阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离该实用新型构思的前提下，所做的任何显而易见的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种热交换装置，包括管体，其特征在于，所述管体的外壁构造有凹槽或凸台；所述管体由至少两片管片连接而成，管片在连接处延伸至所述管体的内侧形成一凹陷，凹陷的内侧表面由靠近管体内侧的平面和靠近管体外侧的曲面组成。

2.根据权利要求1所述热交换装置，其特征在于，在所述管体内设有和内壁连接的翅片，所述翅片的表面具有毛刺。

3.根据权利要求2所述的热交换装置，其特征在于，所述毛刺的方向朝向翅片表面外侧或内侧。

4.根据权利要求2所述的热交换装置，其特征在于，所述毛刺的截面形状为三角形或梯形。

5.根据权利要求1所述的热交换装置，其特征在于，所述相邻管片连接处的焊点相对于所述管片连接处的所述凹陷的平面部分外端凸起或持平。

6.根据权利要求1所述的热交换装置，其特征在于，在所述管体的外壁沿着管体轴向设置有多道环筋。

7.根据权利要求6所述的热交换装置，其特征在于，所述环筋的截面包括半圆形、三角形或梯形。

8.根据权利要求7所述的热交换装置，其特征在于，所述环筋相对于所述管体外壁的表面呈凹陷或凸起设置。

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