CN216645007U - 缠绕螺旋管式换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭露一种缠绕螺旋管式换热器，包括：外壳、位于外壳内的一对管板及数个换热管，该一对管板位于外壳的两端，以将外壳分隔有位于外壳两端的管程及中间的壳程，该管程与壳程未连通，所述换热管两端分别安装于管板上，且换热管的两头与管程连通；且换热管的拉直伸展后的长度大于壳程的长度，以将被换热介质流入换热管内的时间更长，增加换热时间与换热空间，且也减少了因增加换热量而过长的设置换热器的问题，降低了占用面积。

Description

缠绕螺旋管式换热器

技术领域

本实用新型涉及一种热量转换的缠绕螺旋管式换热器。

背景技术

换热器是国民经济能源化工、冶金、焦化、石油、动力、航空航天各个领域均有使用的设备之一，它能实现热能转换。例如：在航空航天领域使用的主要用途是热能转换、能量回收，现有航空航天发动机试车台高温气流的热量回收处理以及航天高超音速风洞高温气流的热量回收处理采用的是传统的固定管板式换热器，高温气流流经管程，冷却介质(纯净空气或高纯水)流经壳程，冷流热流介质通过间壁换热，从而达到热能转换、能量回收。

请参阅图1所示为现有的一种换热器，该换热器包括外壳1、位于外壳的换热管2及管板3，且换热管2沿外壳的内壁水平延伸。若将该换热器应用于航空航天领域中，因高温气流流量往往很大，工况要求的热量转换温差大，导致换热量很大，使得换热面积需要很大，结构尺寸也很大，占用空间也随之很大，直接导致成本增加。

所以，希望提出一种新的缠绕螺旋管式换热器，以克服上述缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种小型化且换热效果好的缠绕螺旋管式换热器。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种缠绕螺旋管式换热器，包括：外壳、位于外壳内的一对管板及数个换热管，该一对管板位于外壳的两端，以将外壳分隔有位于外壳两端的管程及中间的壳程，该管程与壳程未连通，所述换热管两端分别安装于管板上，且换热管的两头与管程连通；所述外壳包括热流进口侧管箱、热流出口侧管箱、壳程冷流进口及壳程冷流出口，该热流进口侧管箱及热流出口侧管箱分别与所述管程连通，该壳程冷流进口及壳程冷流出口分别与壳程连通，且热流进口侧管箱与壳程冷流进口相对外壳分别位于外壳的两端；所述换热管以螺旋旋转方式安装于壳程内，且换热管被拉直展开后的长度大于壳程的长度。

进一步改进的方案有：所述换热管包括连接在一起的缠绕段及位于两端的连接段，连接段分别与管板连接在一起，且换热管两端的管口分别与热流进口侧管箱及热流出口侧管箱连通。

进一步改进的方案有：所述缠绕螺旋管式换热器包括支撑部，上述缠绕段支撑于支撑部上。

进一步改进的方案有：所述支撑部具有衬套及套设在衬套两端的支架，缠绕段位于衬套上。

进一步改进的方案有：所述缠绕螺旋管式换热器包括连接于衬套下侧的导向滚轮，该导向滚轮包括固定于衬套上的安装座、安装于安装座上的销轴及活动连接于销轴上的滚轮，该滚轮支撑于外壳的内壁上。

进一步改进的方案有：所述缠绕螺旋管式换热器包括中心筒，上述换热管缠绕于中心筒的周围，且中心筒的两端活动套设在管板上。

进一步改进的方案有：所述管板具有凸伸柱，该凸伸柱凸伸于中心筒内，且凸伸柱与中心筒活动连接。

进一步改进的方案有：所述换热管包括多层层叠方式排布的数层换热管及位于每一层换热管之间的层间隔条，且内层的换热管缠绕于中心筒的周围。

进一步改进的方案有：所述换热管之间设有将每一换热管相互隔开的管卡。

进一步改进的方案有：所述外壳的壳程包括分别与热流进口侧管箱及热流出口侧管箱连接的壳程前端封头与壳程后端封头，且呈弧形构造。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：通过将换热管以螺旋旋转的方式安装于壳程内，且换热管的拉直伸展后的长度大于壳程的长度，以将被换热介质流入换热管内的时间更长，增加换热时间与换热空间，且也减少了因增加换热量而过长的设置换热器的问题，降低了占用面积。并采用层叠的方式，以改善单位体积内缠绕换热管的管束更密集，换热面积更大，占用空间却较小；缠绕螺旋管会使换热管内被介质呈螺旋状在换热管内湍流流动，湍流程度高且不易结垢，能极大提高换热效率。

附图说明

图1是现有的换热器的示意图；

图2是本实用新型较佳实施例中缠绕螺旋管式换热器的示意图；

图3是图2所示的放大示意图；

图4是导向滚轮的侧面示意图；

图5是图4所示的另一角度视图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施例并不代表与本申请相一致的所有实施例。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一对”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一对。“多个”或者“数个”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前端”、“后端”、“下排”和/或“上排”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”等类似词语意指出现在“包括”前面的组件或者对象涵盖出现在“包括”后面列举的组件或者对象及其等同，并不排除其他组件或者对象。“连接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

请参阅图2至图3所示，本实用新型实施方式揭示的一种缠绕螺旋管式换热器，包括：外壳10、位于外壳10内的一对管板20、数个换热管30、中心筒40及支撑部50，该一对管板20位于外壳的两端，以将外壳10的内腔分隔有位于外壳两端的管程11及中间的壳程12，该管程11与壳程12未连通，所述换热管两端分别安装于管板20上，且换热管30的两头与管程11连通。

所述外壳10包括热流进口侧管箱13、热流出口侧管箱14、壳程冷流进口15、壳程冷流出口16及排净口17，该热流进口侧管箱13及热流出口侧管箱14分别与上述管程12连通，该壳程冷流进口15、壳程冷流出口16及排净口17分别与壳程12连通，且热流进口侧管箱13与壳程冷流进口15相对外壳10分别位于外壳的两端。

所述外壳10的壳程12包括分别与热流进口侧管箱13及热流出口侧管箱14连接的壳程前端封头18与壳程后端封头19，且呈弧形构造，以顺利过渡将管程11与壳程12相互连接在一起。

上述换热管30缠绕螺旋式排布于中心筒40的周围，且所述换热管30包括缠绕于中心筒40的数层换热管31及位于每一层换热管之间的层间隔条32，该数层换热管31相互堆叠而成；在所述换热管31之间设有将每一换热管31相互隔开的管卡33，以将相互之间的的换热管31相互隔开，尽量将换热管31与上述壳程12内的介质充分接触，增加换热效果。在本实施方式中，所述中心筒40的两端活动套设在管板20上，所述管板20具有凸伸柱21，该凸伸柱21凸伸于中心筒40内，且凸伸柱21与中心筒40活动连接，增加换热管30受热后，该中心筒40与凸伸柱21能前后移动，避免硬拉伸、收缩，减少机械损伤，延长使用寿命。在本实施方式中，该数层换热管31以五层结构上下层叠排布，且内层换热管31缠绕于中心筒40的周围。

所述换热管30包括连接在一起的缠绕段34及连接段35，连接段35与管板20连接在一起；该缠绕段34支撑于支撑部50上，防止在所述换热管30流向被换热介质时，该缠绕段34因重点而下沉，由此通过支撑部50来支撑，增加设备的使用寿命。

在本实施方式中，所述支撑部50具有衬套51、套设在衬套51两端的支架52、中间的数个支撑条53及位于衬套下侧的导向滚轮54，上述缠绕段23支撑于衬套51上，且通过支架52及支撑条53分别支撑于外壳10的内壁侧，防止液体热量传递于外壳上。

请参阅图4及图5所示，所述导向滚轮54包括固定于衬套51上的安装座55、安装于安装座上的销轴56及活动连接于销轴上的滚轮57，该滚轮57支撑于外壳10的内壁上，且在内壁上做移动，在高温操作工况中使得该滚轮57能前后，避免硬拉伸、收缩，减少机械损伤，延长使用寿命。

在本实施方式中，所述换热管30螺旋旋转式安装于壳程12内，且换热管30被伸展后的长度大于壳程12的长度，即当换热管12被拉直展开后，该换热管的长度远远大于壳程12的长度，以将被换热介质流入换热管内的时间更长，增加换热时间与换热空间，且也减少了因增加换热量而过长的设置换热器的问题，降低了占用面积。并采用层叠的方式，以改善单位体积内缠绕换热管30的管束更密集，换热面积更大，占用空间却较小；缠绕螺旋管会使换热管内被介质呈螺旋状在换热管内湍流流动，湍流程度高且不易结垢，能极大提高换热效率。

综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，不应以此限制本实用新型的范围，即凡是依本实用新型权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型专利涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种缠绕螺旋管式换热器，包括：外壳、位于外壳内的一对管板及数个换热管，该一对管板位于外壳的两端，以将外壳分隔有位于外壳两端的管程及中间的壳程，该管程与壳程未连通，所述换热管两端分别安装于管板上，且换热管的两头与管程连通；所述外壳包括热流进口侧管箱、热流出口侧管箱、壳程冷流进口及壳程冷流出口，该热流进口侧管箱及热流出口侧管箱分别与所述管程连通，该壳程冷流进口及壳程冷流出口分别与壳程连通，且热流进口侧管箱与壳程冷流进口相对外壳分别位于外壳的两端；其特征在于：所述换热管以螺旋旋转方式安装于壳程内，且换热管被拉直展开后的长度大于壳程的长度。

2.如权利要求1所述的缠绕螺旋管式换热器，其特征在于：所述换热管包括连接在一起的缠绕段及位于两端的连接段，连接段分别与管板连接在一起，且换热管两端的管口分别与热流进口侧管箱及热流出口侧管箱连通。

3.如权利要求2所述的缠绕螺旋管式换热器，其特征在于：所述缠绕螺旋管式换热器包括支撑部，上述缠绕段支撑于支撑部上。

4.如权利要求3所述的缠绕螺旋管式换热器，其特征在于：所述支撑部具有衬套及套设在衬套两端的支架，缠绕段位于衬套上。

5.如权利要求4所述的缠绕螺旋管式换热器，其特征在于：所述缠绕螺旋管式换热器包括连接于衬套下侧的导向滚轮，该导向滚轮包括固定于衬套上的安装座、安装于安装座上的销轴及活动连接于销轴上的滚轮，该滚轮支撑于外壳的内壁上。

6.如权利要求1所述的缠绕螺旋管式换热器，其特征在于：所述缠绕螺旋管式换热器包括中心筒，上述换热管缠绕于中心筒的周围，且中心筒的两端活动套设在管板上。

7.如权利要求6所述的缠绕螺旋管式换热器，其特征在于：所述管板具有凸伸柱，该凸伸柱凸伸于中心筒内，且凸伸柱与中心筒活动连接。

8.如权利要求6所述的缠绕螺旋管式换热器，其特征在于：所述换热管包括多层层叠方式排布的数层换热管及位于每一层换热管之间的层间隔条，且内层的换热管缠绕于中心筒的周围。

9.如权利要求8所述的缠绕螺旋管式换热器，其特征在于：所述换热管之间设有将每一换热管相互隔开的管卡。

10.如权利要求1所述的缠绕螺旋管式换热器，其特征在于：所述外壳的壳程包括分别与热流进口侧管箱及热流出口侧管箱连接的壳程前端封头与壳程后端封头，且呈弧形构造。

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