CN219200121U - 一种新型h型翅片椭圆管生物质能源系统换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种新型H型翅片椭圆管生物质能源系统换热器，涉及翅片管换热器技术领域，包括烟气进口连接端，通过H型翅片椭圆管的作用下，使得椭圆形截面的换热管增大了换热管的表面积，加强了热传递的效率，同时，与圆管相比，由于椭圆管束具有更小的低速回流区域，更小的管壁低速区域，更优化的流场分布等优点，椭圆管束具有更好的抗积灰特性，椭圆管束不具有更好的综合换热性能，还具有更优的防磨性能及抗积灰性能，之后同时通过非等厚翅片的设计会加速气体在翅片间的流动，减少流动死区、加强气体对翅片上下表面的冲刷，在双数列椭圆管下方布置的翅片比单数列椭圆管上少1到2组，减小气体对换热器壳体下表面的冲击。

Description

一种新型H型翅片椭圆管生物质能源系统换热器

技术领域

本实用新型涉及翅片管换热器技术领域，尤其涉及一种新型H型翅片椭圆管生物质能源系统换热器。

背景技术

自20世纪50年代以来，随着世界经济的发展和交通工具数量的增加，世界能源的耗量也急剧增加，积极开发和利用可再生清洁能源减少石化能源消耗、降低温室气体排放已成为世界各国缓解能源危机和气候变化问题的共识，而其中生物质能是继煤和石油之后的世界第三大能源，是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的可再生能源，长期以来为人们的生活用能提供能源，生物质颗粒燃料是生物质固体形态的能源化利用方式，也是生物质能源化利用最简单、最直接的途径之一，其中翅片管换热器广泛应用于空气与介质之间的热交换，是提高能源利用率的主要设备之一，通常，空气侧的热阻在整个传热过程中占主导地位。

但是在具体的翅片管换热器使用过程中，由于翅片和管表面的烟道气的侵蚀、磨损和污垢，换热器的换热能力会受到很大的影响甚至堵塞烟道，进而使得整体结构的余热利用效率低，翅片冲刷不充分，存在流动死区的问题，因此，需要提出一种新型的H型翅片椭圆管生物质能源系统换热器。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在具体的翅片管换热器使用过程中，由于翅片和管表面的烟道气的侵蚀、磨损和污垢，换热器的换热能力会受到很大的影响甚至堵塞烟道，进而使得整体结构的余热利用效率低，翅片冲刷不充分，存在流动死区的问题，而提出的一种新型H型翅片椭圆管生物质能源系统换热器。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种新型H型翅片椭圆管生物质能源系统换热器，包括烟气进口连接端，所述烟气进口连接端的侧端紧固连接有烟气进口，所述烟气进口的右侧端连通有换热器壳体，所述换热器壳体的体内等距排列有H型翅片椭圆管，所述H型翅片椭圆管的上下两端分别和所述换热器壳体的上下表面相连接，所述换热器壳体的右侧端连通有烟气出口，所述烟气出口的侧端紧固连接有烟气出口连接端，所述换热器壳体的上方分别均匀分布设置有获得热量后流体出口和冷流出口，所述获得热量后流体出口和冷流出口与H型翅片椭圆管相连通，所述H型翅片椭圆管和相邻管束之间连接有弯头，所述H型翅片椭圆管的外壁管表面分别对称布置有等厚翅片和非等厚翅片。

优选的，所述H型翅片椭圆管沿烟气流动方向呈方形矩阵式排列，所述H型翅片椭圆管和所述等厚翅片、所述非等厚翅片沿轴向等距在每根椭圆管进行布置。

优选的，所述烟气进口的方向进气口端作业的单数H型翅片椭圆管的外壁表面上使用为所述等厚翅片，所述等厚翅片沿所述烟气进口方向截面为矩形，双数所述H型翅片椭圆管上使用为所述非等厚翅片，所述非等厚翅片沿所述烟气进口方向截面为梯形，所述非等厚翅片厚度沿所述烟气进口方向递增。

优选的，所述烟气进口的方向进气口端作业的单数所述H型翅片椭圆管上的所述等厚翅片采用前低后高，向上倾斜的布置方式，构建气体向斜上方流动的流道，倾斜角度不超过7度。

优选的，双数所述H型翅片椭圆管上的所述非等厚翅片采用前高后低，向下倾斜的布置方式，所述非等厚翅片的上表面倾斜角度与单数所述H型翅片椭圆管上的所述等厚翅片的倾斜角度相同，下表面倾斜角度比上表面倾斜角度大不超过2度。

优选的，所述烟气出口采用偏心异径方管的结构。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于，

1、本实用新型中，通过H型翅片椭圆管的作用下，使得椭圆形截面的换热管增大了换热管的表面积，加强了热传递的效率，同时，与圆管相比，由于椭圆管束具有更小的低速回流区域，更小的管壁低速区域，更优化的流场分布等优点，椭圆管束具有更好的抗积灰特性，因此，相比于圆管束，椭圆管束不仅具有更好的综合换热性能，还具有更优的防磨性能及抗积灰性能，之后同时通过非等厚翅片的设计会加速气体在翅片间的流动，减少流动死区同时加强气体对翅片上下表面的冲刷，在双数列H型翅片椭圆管下方布置的翅片比单数列H型翅片椭圆管上少1到2组，减小气体对箱体下表面的冲击。

2、本实用新型中，通过H型翅片椭圆管的放置排列作用下，由于最后一列管排采用了前高后低，向下倾斜的翅片布置方式，构建的流道使气体有了向下流动的趋势，采用此结构一方面能够降低流动阻力，另一方面也减轻了烟气对出口下斜面的冲刷导致的积灰问题。

附图说明

图1为本实用新型提出一种新型H型翅片椭圆管生物质能源系统换热器的立体结构示意图；

图2为本实用新型提出一种新型H型翅片椭圆管生物质能源系统换热器的立体内部结构示意图；

图3为本实用新型提出一种新型H型翅片椭圆管生物质能源系统换热器的侧面内部结构示意图；

图4为本实用新型提出一种新型H型翅片椭圆管生物质能源系统换热器的部分结构示意图。

图例说明：1、烟气进口连接端；2、烟气进口；3、换热器壳体；4、烟气出口；5、烟气出口连接端；6、获得热量后流体出口；7、冷流出口；8、弯头；9、H型翅片椭圆管；10、等厚翅片；11、非等厚翅片。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。

实施例1

如图1-图4所示，本实用新型提供一种技术方案：一种新型H型翅片椭圆管生物质能源系统换热器，包括烟气进口连接端1，烟气进口连接端1的侧端紧固连接有烟气进口2，烟气进口2的右侧端连通有换热器壳体3，换热器壳体3的体内等距排列有H型翅片椭圆管9，H型翅片椭圆管9的上下两端分别和换热器壳体3的上下表面相连接；换热器壳体3的右侧端连通有烟气出口4，烟气出口4的侧端紧固连接有烟气出口连接端5，换热器壳体3的上方分别均匀分布设置有获得热量后流体出口6和冷流出口7，获得热量后流体出口6和冷流出口7与H型翅片椭圆管9相连通，H型翅片椭圆管9和相邻管束之间连接有弯头8，H型翅片椭圆管9的外壁管表面分别对称布置有等厚翅片10和非等厚翅片11。

在本实施例中，通过烟气进口连接端1的作用下，便于使得侧端紧固连接的烟气进口2使得热流气体由烟气进口2进入，在烟气进口2右侧端连通的换热器壳体3内部中与冷流换热，在换热器壳体3体内等距排列有H型翅片椭圆管9，H型翅片椭圆管9由椭圆型换热管与管表面对称布置的倾斜H型翅片构成，在H型翅片椭圆管9的上下两端分别和换热器壳体3的上下表面相连接，在换热器壳体3右侧端连通有烟气出口4，烟气出口4的侧端紧固连接有烟气出口连接端5，换热器壳体3的上方分别均匀分布设置有获得热量后流体出口6和冷流出口7、冷流进口，冷流出口7、冷流进口分别和椭圆管束相连，获得热量后流体出口6和冷流出口7与H型翅片椭圆管9相连通，之后获得热量后流体出口6的所连通的椭圆管束与相邻管束之间由弯头8相连接，在H型翅片椭圆管9的外壁管表面分别对称布置有等厚翅片10和非等厚翅片11。

实施例2

如图1-图4所示，H型翅片椭圆管9沿烟气流动方向呈方形矩阵式排列，H型翅片椭圆管9和等厚翅片10、非等厚翅片11沿轴向等距在每根椭圆管进行布置，烟气进口2的方向进气口端作业的单数H型翅片椭圆管9的外壁表面上使用为等厚翅片10，等厚翅片10沿烟气进口2方向截面为矩形，双数H型翅片椭圆管9上使用为非等厚翅片11，非等厚翅片11沿烟气进口2方向截面为梯形，非等厚翅片11厚度沿烟气进口2方向递增，烟气进口2的方向进气口端作业的单数H型翅片椭圆管9上的等厚翅片10采用前低后高，向上倾斜的布置方式，构建气体向斜上方流动的流道，倾斜角度不超过7度，双数H型翅片椭圆管9上的非等厚翅片11采用前高后低，向下倾斜的布置方式，非等厚翅片11的上表面倾斜角度与单数H型翅片椭圆管9上的等厚翅片10的倾斜角度相同，下表面倾斜角度比上表面倾斜角度大不超过2度，烟气出口4采用偏心异径方管的结构。

在本实施例中，H型翅片椭圆管9沿烟气流动方向呈方形矩阵式排列，换热介质通过H型翅片椭圆管9与外界的空气进行热传递，H型翅片椭圆管9和等厚翅片10、非等厚翅片11沿轴向等距在每根椭圆管进行布置，同时H型翅片椭圆管9的椭圆形截面的换热管增大了换热管的表面积，加强了热传递的效率，并且，与圆管相比，由于椭圆管束具有更小的低速回流区域，更小的管壁低速区域，更优化的流场分布等优点，椭圆管束具有更好的抗积灰特性，因此，相比于圆管束，椭圆管束不仅具有更好的综合换热性能，还具有更优的防磨性能及抗积灰性能，之后使得以烟气进口2的方向为基准的单数H型翅片椭圆管9的外壁表面上使用为等厚翅片10，等厚翅片10沿烟气进口2方向截面为矩形，双数H型翅片椭圆管9上使用为非等厚翅片11，非等厚翅片11沿烟气进口2方向截面为梯形，非等厚翅片11厚度沿烟气进口2方向递增，在烟气进口2的方向为基准的单数H型翅片椭圆管9上的等厚翅片10采用前低后高，向上倾斜的布置方式，构建气体向斜上方流动的流道，倾斜角度不超过7度，降低倾斜角度过大，会导致流动阻力的增加和管束抗积灰能力的降低，在双数H型翅片椭圆管9上的非等厚翅片11采用前高后低，向下倾斜的布置方式，非等厚翅片11的上表面倾斜角度与单数H型翅片椭圆管9上的等厚翅片10的倾斜角度相同，下表面倾斜角度比上表面倾斜角度大不超过2度，使得构建气体向斜下方流动的流道，非等厚翅片11的设计会加速气体在翅片间的流动，减少流动死区同时加强气体对非等厚翅片11上下表面的冲刷1在双数列H型翅片椭圆管9下方布置的非等厚翅片11比单数列H型翅片椭圆管9上方布置的等厚翅片10上少1到2组，以便于减小气体对换热器壳体3下表面的冲击，同时烟气出口4采用偏心异径方管的结构，使得出口位置相较于传统的管翅式换热器出口偏下，并且由于最后一列管排采用了前高后低，向下倾斜的翅片布置方式，构建的流道使气体有了向下流动的趋势，因此采用此结构一方面能够降低流动阻力，另一方面也减轻了烟气对出口下斜面的冲刷导致的积灰问题。

本实施例的工作原理：在使用时，首先冷流从冷流出口7流入换热器壳体3中的H型翅片椭圆管9内，流入H型翅片椭圆管9中椭圆热管另一侧后经弯头8转变方向流入第二列H型翅片椭圆管9中，然后依次进入第三列H型翅片椭圆管9，第四列H型翅片椭圆管9中进行作业，与烟气进行换热之后从获得热量后流体出口6流出该装置，之后烟气从烟气进口2流入该装置后，使得进入换热器壳体3中等距排列的H型翅片椭圆管9束之间进行流动，与H型翅片椭圆管9的热管内的冷流充分换热，之后使得烟气依次流经等厚翅片10和非等厚翅片11，构建了烟气向斜上和斜下流动的通道，加强了扰流和对翅片表面的冲刷，延长了烟气的流动路径，使得换热更加充分，最后烟气与冷流充分换热之后，通过烟气出口4流出该装置，同时烟气出口4采用偏心异径方管的结构，降低流动阻力同时减少积灰，具体实施过程结束。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种新型H型翅片椭圆管生物质能源系统换热器，其特征在于：包括烟气进口连接端(1)，所述烟气进口连接端(1)的侧端紧固连接有烟气进口(2)，所述烟气进口(2)的右侧端连通有换热器壳体(3)，所述换热器壳体(3)的体内等距排列有H型翅片椭圆管(9)，所述H型翅片椭圆管(9)的上下两端分别和所述换热器壳体(3)的上下表面相连接，所述换热器壳体(3)的右侧端连通有烟气出口(4)，所述烟气出口(4)的侧端紧固连接有烟气出口连接端(5)，所述换热器壳体(3)的上方分别均匀分布设置有获得热量后流体出口(6)和冷流出口(7)，所述获得热量后流体出口(6)和冷流出口(7)与H型翅片椭圆管(9)相连通，所述H型翅片椭圆管(9)和相邻管束之间连接有弯头(8)，所述H型翅片椭圆管(9)的外壁管表面分别对称布置有等厚翅片(10)和非等厚翅片(11)。

2.根据权利要求1所述的新型H型翅片椭圆管生物质能源系统换热器，其特征在于：所述H型翅片椭圆管(9)沿烟气流动方向呈方形矩阵式排列，所述H型翅片椭圆管(9)和所述等厚翅片(10)、所述非等厚翅片(11)沿轴向等距在每根椭圆管进行布置。

3.根据权利要求1所述的新型H型翅片椭圆管生物质能源系统换热器，其特征在于：所述烟气进口(2)的方向进气口端作业的单数H型翅片椭圆管(9)的外壁表面上使用为所述等厚翅片(10)，所述等厚翅片(10)沿所述烟气进口(2)方向截面为矩形，双数所述H型翅片椭圆管(9)上使用为所述非等厚翅片(11)，所述非等厚翅片(11)沿所述烟气进口(2)方向截面为梯形，所述非等厚翅片(11)厚度沿所述烟气进口(2)方向递增。

4.根据权利要求1所述的新型H型翅片椭圆管生物质能源系统换热器，其特征在于：所述烟气进口(2)的方向进气口端作业的单数所述H型翅片椭圆管(9)上的所述等厚翅片(10)采用前低后高，向上倾斜的布置方式，构建气体向斜上方流动的流道，倾斜角度不超过7度。

5.根据权利要求1所述的新型H型翅片椭圆管生物质能源系统换热器，其特征在于：双数所述H型翅片椭圆管(9)上的所述非等厚翅片(11)采用前高后低，向下倾斜的布置方式，所述非等厚翅片(11)的上表面倾斜角度与单数所述H型翅片椭圆管(9)上的所述等厚翅片(10)的倾斜角度相同，下表面倾斜角度比上表面倾斜角度大不超过2度。

6.根据权利要求1所述的新型H型翅片椭圆管生物质能源系统换热器，其特征在于：所述烟气出口(4)采用偏心异径方管的结构。

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