CN211400869U - 一种螺旋扁管换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种螺旋扁管换热器，属于换热器技术领域，包括壳体以及换热管，换热管的横截面呈扁平状，换热管固定在壳体内部，壳体内部固定有聚分水箱，聚分水箱上连有进水管和出水管，进水管和出水管外露于壳体外，换热管与聚分水箱连通，冷水由进水管进入聚分水箱，依次经过聚分水箱、换热管后回流到聚分水箱，从出水管流出。该换热器结构紧凑、烟气与液体间的接触换热面积大、换热时间长，换热效率高。

Description

一种螺旋扁管换热器

技术领域

本实用新型涉及换热器技术领域，更具体的，涉及一种螺旋扁管换热器。

背景技术

换热器(heat exchanger)，是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要地位，其在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用广泛。换热器的换热效率的高低决定能源的利用率，常用的提高换热器效率的方法有：增加换热器中热量交换介质的交换时间、增加交换介质的换热面积、提高转换效率等。而现有的气液换热器中，一般是换热管直接固定在壳体中，工作时换热管中通入液体，而壳体中通入烟气，使气体与液体通过换热管的外壁相互传递热量，达到气液交换热量的目的。参与热交换的换热管的种类有圆管、椭圆管、带翅片的圆管等，管与管之间的分布多采用并排式。这种设计不利于控制换热液体的量，而且管内的管与管间存在很大空旷地带，不利于烟气与换热管中的水进行充分热量交换。

实用新型内容

本实用新型的目是提供一种螺旋扁管换热器，该换热器结构紧凑、烟气与液体间的接触换热面积大、换热时间长，换热效率高。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种螺旋扁管换热器，包括壳体以及换热管，所述换热管的横截面呈扁平状，所述换热管固定在所述壳体内部，所述壳体内部固定有聚分水箱，所述聚分水箱上连有进水管和出水管，所述进水管和所述出水管外露于所述壳体外，所述换热管与所述聚分水箱连通，冷水由所述进水管进入所述聚分水箱，依次经过所述聚分水箱、所述换热管后回流到所述聚分水箱，从所述出水管流出。

在本实用新型较佳地技术方案中，所述换热管呈螺旋状设置，所述换热管沿轴向方向设置多组，每组所述换热管的结构、形状均相同，且均由两根不同的热导管组成，每组两根不同的所述换热管绕设成沿径向由内至外的两层；多组所述换热管均与所述聚分水箱连通，多组所述换热管沿所述聚分水箱的长度方向并联固定在所述聚分水箱底部。

在本实用新型较佳地技术方案中，所述聚分水箱中固定有十字隔板，所述十字隔板将所述聚分水箱分隔成相互独立的第一区、第二区、第三区、第四区。

在本实用新型较佳地技术方案中，所述进水管与所述第一区连通，所述第一区底部与所述换热管的进水口连通，所述第二区底部与所述换热管的出水口连通；所述第二区与所述第三区的所述十字隔板上设有开口，所述第二区通过所述通孔与所述第三区连通，所述第三区底部与所述换热管的进水口连通，所述第四区底部与所述换热管的出水口连通，所述第四区与所述出水管连通。

在本实用新型较佳地技术方案中，所述换热管的横截面呈中间宽、两头窄的扁平状设计，所述换热管最宽处的宽度与最窄处的宽度的比值为为5：1—3：2。

在本实用新型较佳地技术方案中，每组螺旋状的所述换热管沿轴向方向上设置2-6圈，相邻两圈所述换热管间的距离为0.5mm-3mm；相邻两组所述换热管间的间距为0.5mm-3mm。

在本实用新型较佳地技术方案中，所述壳体呈筒状，所述聚分水箱的长度方向与所述壳体的长度方向一致，沿所述壳体长度方向的两端分别设有烟气进口和烟气出口，所述烟气出口处固定有温度检测器。

在本实用新型较佳地技术方案中，所述壳体内设有隔板，所述隔板的形状与螺旋状的所述换热管的形状相适配，所述隔板的外径大于或等于螺旋状的所述换热管的最外层的外径，所述隔板固定在多组所述换热管之间。

在本实用新型较佳地技术方案中，螺旋状的所述换热管最外层外壁与所述壳体内壁之间设有用于烟气流通的烟气空腔；所述烟气空腔沿径向方向的高度大于所述烟气出口直径的一半。

在本实用新型较佳地技术方案中，所述壳体外部覆盖有保温棉。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的一种螺旋扁管换热器，该换热器内部固定有聚分水箱，便于控制进入换热管的液体流向，以便控制换热的时间，更能有效增大壳体中烟气与液体的换热面积，提高换热效率；换热管横截面呈扁平状，换热管设置多组，多组换热管并联设置在聚分水箱上，每组换热管均呈螺旋状设置，此设计使该换热器的结构更紧凑，增大了烟气与液体的接触换热面积，有效提高换热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1是本实用新型提供的一种螺旋扁管换热器的结构示意；

图2是本实用新型提供的一种螺旋扁管换热器的壳体内部的结构示意图；

图3是壳体内部的气体流动示意图；

图4是图2中A-A部分的剖视图。

附图标记：

1、壳体；2、换热管；3、聚分水箱；4、隔板；5、保温棉；6、温度检测器；11、烟气进口；12、烟气出口；31、进水管；32、出水管；33、十字隔板；34、第一区；35、第二区；36、第三区；37、第四区；41、烟气空腔；331、开口。

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，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，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作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。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

如图1-图4所示，一种螺旋扁管换热器，包括壳体1以及换热管2，所述换热管2的横截面呈扁平状，所述换热管2固定在所述壳体1内部，所述壳体1内部固定有聚分水箱3，所述聚分水箱3上连有进水管31和出水管32，所述进水管31和所述出水管32外露于所述壳体11外，更具体地，所述进水管31、所述出水管32与所述壳体11外壁接触的位置应设有耐高温密封胶圈，以防止气体泄漏。所述换热管2与所述聚分水箱3连通，冷水由所述进水管31进入所述聚分水箱3，依次经过所述聚分水箱3、所述换热管2后回流到所述聚分水箱3，从所述出水管32流出。所述聚分水箱3可通过支架或焊接的方式固定在所述壳体11内，所述换热管2呈螺旋状设置，所述换热管2沿轴向方向设置多组，每组所述换热管2的结构、形状均相同，且均由两根不同的热导管组成，每组两根不同的所述换热管2绕设成沿径向由内至外的两层；多组所述换热管2均与所述聚分水箱3连通，多组所述换热管2沿所述聚分水箱3的长度方向并联固定在所述聚分水箱3底部。更具体地，各组所述换热管2均与所述聚分水箱3连通，所述聚分水箱3中的水汇聚后分别进入各组所述换热管2中，各组所述换热管2除了与所述聚分水箱3连接处固定外，还可通过支架固定于所述壳体11内。

上述的一种螺旋扁管换热器，该换热器内部固定有聚分水箱3，便于控制进入换热管2的液体流向，以便控制换热的时间，更能有效增大壳体1中烟气与液体的换热面积，提高换热效率；换热管2横截面呈扁平状，换热管2设置多组，多组换热管2并联设置在聚分水箱3上，每组换热管2均呈螺旋状设置，此设计使该换热器的结构更紧凑，增大了烟气与液体的接触换热面积，有效提高换热效率。

更具体地，所述壳体1中用于高温烟气通过，所述换热管2道中用于换热液体通过。在使用过程中，冷水水从所述进水管31中进入所述聚分水箱3，并逐渐在所述聚分水箱3汇聚，而后由所述聚分水箱3流入所述换热管2中。所述壳体1的一端可连接炉膛的出气口，以便炉膛的高温烟气进入所述壳体1中与所述换热管2中的水发生热量交换。由于热管横截面呈扁平状，所述换热管2设置多组，多组换热管2并联设置在聚分水箱3上，每组换热管2均呈螺旋状设置，所以所述换热管2中的液体与所述壳体1中的高温烟气的接触面积增大，而且接触时间也会延长。同时，扁平状的换热管2减少了各换热管2之间的空旷地带，有效利用了所述可体内的空间，使该换热器的结构更紧凑，空间利用率更高。

进一步地，所述聚分水箱3内部中固定有十字隔板33，所述十字隔板33将所述聚分水箱3分隔成相互独立的第一区34、第二区35、第三区36、第四区37。参考图2，进一步地，所述进水管31与所述第一区34连通，所述第一区34底部与所述换热管2的进水口连通，所述第二区35底部与所述换热管2的出水口连通；所述第二区35与所述第三区36的所述十字隔板33上设有开口331，参考图4，所述第二区35通过所述十字隔板33上的开口331与所述第三区36连通，所述第三区36底部与所述换热管2的进水口连通，所述第四区37底部与所述换热管2的出水口连通，所述第四区37与所述出水管32连通。更具体地，在具体使用过程中，通过焊接的方式将所述十字隔板33固定在所述局聚分水箱3中，所述进水管31用于外界冷水进入，冷水从所述进水管31进来后，在所述第一区34分散，因此所述第一区34也为冷水分散区，所述第一区34的冷水汇聚后进入所述换热管2，并在所述换热管2中与所述壳体1中的高温烟气发生热量交换，温度升高，而后回流到所述第二区35，因此所述第二区35也称为温水聚合区。所述第二区35的温水经所述十字隔板33上的通孔流到所述第三区36，在所述第三区36分散，因此所述第三区36也称为温水分散区，所述第三区36的温水流入与所述第三区36连通的换热管2，与所述壳体1中的高温烟气发生热量交换，温度再次上升，变为热水。热水在所述第四区37汇聚，因此所述第四区37也成为了热水聚合区，而后所述第四区37的热水经所述出水管32流出，供人们使用。

进一步地，所述换热管2的横截面呈中间宽、两头窄的扁平状设计，所述换热管2最宽处的宽度与最窄处的宽度的比值为为5：1—3：2。更进一步地，每组螺旋状的所述换热管2沿轴向方向上设置2-6圈，相邻两圈所述换热管2间的距离为0.5mm-3mm；相邻两组所述换热管2间的间距为0.5mm-3mm。为充分平衡换热面积以及使该换热器的结构更紧凑，同时为了让高温烟气更好地进入所述换热管2间的间隙，使高温烟气与所述换热管2更充分的接触，所述换热管2设置成中间宽两头窄的结构，所述换热管2最宽处的宽度与最窄处的宽度的比值为为5：1—3：2，相邻两圈所述换热管2间的距离为0.5mm-3mm，以提高换热器的换热效率，相邻两组所述换热管2间的间距为0.5mm-3mm，使该换热器的结构更紧凑。

进一步地，所述壳体1呈筒状，所述聚分水箱3的长度方向与所述壳体1的长度方向一致，沿所述壳体1长度方向的两端分别设有烟气进口11和烟气出口12。所述烟气出口12处固定有温度检测器6。所述温度检测器6用于检测所述烟气出口12处的温度，所述温度检测器6可直接在市场上购买获得。

进一步地，所述壳体1内设有隔板4，所述隔板4的形状与螺旋状的所述换热管2的形状相适配，所述隔板4的外径大于或等于螺旋状的所述换热管2的最外层的外径，所述隔板4固定在多组所述换热管2之间；参考图3，更进一步地，螺旋状的所述换热管2最外层外壁与所述壳体1内壁之间设有用于烟气流通的烟气空腔41，所述烟气空腔41沿径向方向的高度大于所述烟气出口12直径的一半，即所述烟气空腔41的流通面积要大于所述烟气出口12的流通面积。所述隔板4起导流以及延长烟气在所述壳体1停留时间的作用，高温烟气进入所述壳体1后，在所述换热管2间扩散开，而后流到所述隔板4处，被所述隔板4所阻挡，不能往前流动，而后沿所述隔板4的径向扩散开，即在此沿螺旋状的所述换热管2的径向扩散开，因此高温烟气与所述换热管2外壁间的接触时间延长，换热效率更高。沿所述隔板4扩散后的高温烟气流到所述烟气空腔41处，并从所述烟气空腔41绕过绕过所述隔板4后，流向所述隔板4下游的所述壳体1中，再次与所述壳体1中的所述换热管2中的水进行热量交换。

进一步地，所述壳体1外部覆盖有保温棉5；所述保温棉5能减少所述壳体1的热量散失，提高换热效率。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (10)

1.一种螺旋扁管换热器，包括壳体以及换热管，所述换热管的横截面呈扁平状，所述换热管固定在所述壳体内部，其特征在于：所述壳体内部固定有聚分水箱，所述聚分水箱上连有进水管和出水管，所述进水管和所述出水管外露于所述壳体外，所述换热管与所述聚分水箱连通，冷水由所述进水管进入所述聚分水箱，依次经过所述聚分水箱、所述换热管后回流到所述聚分水箱，从所述出水管流出。

2.根据权利要求1所述的螺旋扁管换热器，其特征在于：

所述换热管呈螺旋状设置，所述换热管沿轴向方向设置多组，每组所述换热管的结构、形状均相同，且均由两根不同的热导管组成，每组两根不同的所述换热管绕设成沿径向由内至外的两层；多组所述换热管均与所述聚分水箱连通，多组所述换热管沿所述聚分水箱的长度方向并联固定在所述聚分水箱底部。

3.根据权利要求2所述的螺旋扁管换热器，其特征在于：

所述聚分水箱中固定有十字隔板，所述十字隔板将所述聚分水箱分隔成相互独立的第一区、第二区、第三区、第四区。

4.根据权利要求3所述的螺旋扁管换热器，其特征在于：

所述进水管与所述第一区连通，所述第一区底部与所述换热管的进水口连通，所述第二区底部与所述换热管的出水口连通；所述第二区与所述第三区的所述十字隔板上设有开口，所述第二区通过所述十字隔板上的开口与所述第三区连通，所述第三区底部与所述换热管的进水口连通，所述第四区底部与所述换热管的出水口连通，所述第四区与所述出水管连通。

5.根据权利要求1所述的螺旋扁管换热器，其特征在于：

所述换热管的横截面呈中间宽、两头窄的扁平状设计，所述换热管最宽处的宽度与最窄处的宽度的比值为5：1—3：2。

6.根据权利要求2所述的螺旋扁管换热器，其特征在于：

每组螺旋状的所述换热管沿轴向方向上设置2-6圈，相邻两圈所述换热管间的距离为0.5mm-3mm；相邻两组所述换热管间的间距为0.5mm-3mm。

7.根据权利要求1所述的螺旋扁管换热器，其特征在于：

所述壳体呈筒状，所述聚分水箱的长度方向与所述壳体的长度方向一致，沿所述壳体长度方向的两端分别设有烟气进口和烟气出口，所述烟气出口处固定有温度检测器。

8.根据权利要求2所述的螺旋扁管换热器，其特征在于：

所述壳体内设有隔板，所述隔板的形状与螺旋状的所述换热管的形状相适配，所述隔板的外径大于或等于螺旋状的所述换热管的最外层的外径，所述隔板固定在多组所述换热管之间。

9.根据权利要求7所述的螺旋扁管换热器，其特征在于：

螺旋状的所述换热管最外层外壁与所述壳体内壁之间设有用于烟气流通的烟气空腔；所述烟气空腔沿径向方向的高度大于所述烟气出口直径的一半。

10.根据权利要求1所述的螺旋扁管换热器，其特征在于：

所述壳体外部覆盖有保温棉。

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