CN219284075U - 一种气体管道 - Google Patents

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祝春芳
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Abstract

本实用新型公开了一种气体管道，包括依次相连的入气管道、梯形变径管及换热管道，所述梯形变径管内设有第一导流板和第二导流板，所述第一导流板包括相连的第一板和第二板，所述第一板与第二板之间的夹角为110°‑120°，所述第二导流板包括垂直相连的第三板和第四板，所述第一导流板位于所述第二导流板的上方，所述第一板与所述第二板的连接处和所述第三板之间的距离小于所述第三板与所述第四板的连接处和位于所述第二导流板下方的所述梯形变径管的壁面之间的距离。梯形变径管内设置第一导流板和第二导流板，有效地改善了气流走向，令气流分散，使换热管道上部和中部通过的气流增多，从而提高换热板芯体的利用效率，增强换热管道的换热能力。

Description

一种气体管道
技术领域
本实用新型涉及流体管道技术领域，特别涉及一种气体管道。
背景技术
在进行气体热交换时，往往需要使用到气体管道和包覆气体管道至少部分区域的换热板芯体，出于占用空间等因素的考虑，气体管道一般会设置成弯折状，另外，在实际产品中，从入口处到出口处，气体管道的截面并不是一成不变的，如图1所示，该气体管道包括依次相连的入气管道1、梯形变径管2和换热管道3，换热板芯体4套装在换热管道靠近梯形变径管的一端，换热板芯体与换热管道构成气气热交换器。具体来说，入气管道为窄型管道，其截面呈矩形，尺寸500mmx800mm，换热管道的截面呈矩形，尺寸为800mmx800mm，由于入气管道和换热管道截面积不同，因此，需要使用梯形变径管进行过渡，而且，由于入气管道和换热管道截面积不同，气体管道内部的气流也会比较紊乱。如图2所示，气体经梯形变径管进入换热管道时，更大量的气体会靠近换热管道的底部区域流出，而换热管道上部和中部通过的气流会少一些，这样的气流走向在气气热交换器中是极其不利的，其造成的结果就是换热板芯体的上部和中部利用效率不高，影响了整个换热过程。
如若能够将原本要流经换热管道的底部区域气流进行分散，使更多气流经换热管道上部和中部区域流出，那无疑会提高换热板芯体的利用效率。
梯形变径管为两端具有开口的中空结构，其外形大致呈梯形体状，梯形变径管相比于弧形变径管的优势在于：总长度更短、占用空间更小、加工难度更低、制造成本更低，因此，在实际应用中，梯形变径管相比于弧形变径管更受欢迎。
实用新型内容
本实用新型的主要目的是提出新型结构的气体管道，旨在解决现有的气体管道内气流分布不均致使换热器利用效率低的问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种气体管道，包括依次相连的入气管道、梯形变径管及换热管道，所述梯形变径管内设有第一导流板和第二导流板，所述第一导流板包括相连的第一板和第二板，所述第一板与第二板之间的夹角为110°-120°，所述第二导流板包括垂直相连的第三板和第四板，所述第一导流板位于所述第二导流板的上方，所述第一板与所述第二板的连接处和所述第三板之间的距离小于所述第三板与所述第四板的连接处和位于所述第二导流板下方的所述梯形变径管的壁面之间的距离。
进一步地，所述入气管道的第一壁与所述梯形变径管的大口端的端面之间沿水平方向具有间隙。
进一步地，所述间隙为30mm-60mm。
进一步地，所述第三板与所述换热管道的第一壁之间的夹角为42°-48°。
进一步地，所述第三板与所述换热管道的第一壁之间的夹角为45°。
进一步地，所述第一板远离所述第二板一端的端点为A点，所述A点与所述入气管道的第一壁之间的距离为所述入气管道沿水平方向的内径的长度的八分之三。
进一步地，所述第二板远离所述第一板一端的端点为B点，所述B点与所述换热管道的第一壁之间的距离为所述换热管道沿竖直方向的内径的长度的四分之一。
进一步地，所述B点与所述梯形变径管的大口端的端面之间沿水平方向的距离为40mm-70mm。
进一步地，所述第三板远离所述第四板一端的端点为C点，所述C点与所述入气管道的第一壁之间的距离为所述入气管道沿水平方向的内径的长度的二分之一。
进一步地，所述第四板远离所述第三板一端的端点为D点，所述D点与所述换热管道的第一壁之间的距离为所述换热管道沿竖直方向的内径的长度的五分之三。
本实用新型的有益效果在于：梯形变径管内设置第一导流板和第二导流板，有效地改善了气流走向，令气流分散，使换热管道上部和中部通过的气流增多，从而提高换热板芯体的利用效率，增强换热管道的换热能力。
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示出的结构获得其他的附图。
图1为气体管道的结构示意图；
图2为现有技术中气体管道内部气流仿真效果图；
图3为本实用新型实施例一的气体管道的内部结构示意图；
图4为本实用新型实施例一的气体管道内部气流仿真效果图；
图5为本实用新型比较例的气体管道内部气流仿真效果图。
附图标号说明：
1、入气管道；
2、梯形变径管；
3、换热管道；
4、换热板芯体；
5、第一导流板；51、第一板；52、第二板；53、A点；54、B点；
6、第二导流板；61、第三板；62、第四板；63、C点；64、D点；
L1、第一板与第二板的连接处和第三板之间的距离；
L2、第三板与第四板的连接处和位于第二导流板下方的梯形变径管的壁面之间的距离；
L3、入气管道的第一壁与梯形变径管的大口端的端面之间沿水平方向的间隙；
L4、A点与入气管道的第一壁之间的距离；
L5、C点与入气管道的第一壁之间的距离；
L6、入气管道沿水平方向的内径的长度；
L7、B点与换热管道的第一壁之间的距离；
L8、D点与换热管道的第一壁之间的距离；
L9、换热管道沿竖直方向的内径的长度；
L10、B点与梯形变径管的大口端的端面之间沿水平方向的距离。
具体实施方式
本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
另外，若全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“和/或”为例，包括方案，或方案，或和同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
实施例一
请参照图1、图3和图4，本实用新型的实施例一为：一种气体管道，特别适用于换热装置中。
所述气体管道包括依次相连的入气管道1、梯形变径管2及换热管道3，所述换热管道靠近所述入气管道的一端的外部安装有换热板芯体，所述换热管道与所述换热板芯体构成气气热交换器；所述入气管道的截面和所述换热管道的截面分别呈矩形；所述梯形变径管内设有第一导流板5和第二导流板6，所述第一导流板包括相连的第一板51和第二板52，所述第一板与第二板之间的夹角为110°-120°；所述第二导流板6包括垂直相连的第三板61和第四板62，所述第一导流板位于所述第二导流板的上方，所述第一板与所述第二板的连接处和所述第三板之间的距离L1小于所述第三板与所述第四板的连接处和位于所述第二导流板下方的所述梯形变径管的壁面之间的距离L2。
不难理解的，所述第一导流板的两端分别连接所述梯形变径管相对的两个壁板，同理，所述第二导流板的两端分别连接所述梯形变径管相对的两个壁板。也就是说，经由所述入气管道进入所述梯形变径管的气体会经由所述第一导流板上方的通道、第一导流板与第二导流板之间的通道以及所述第二导流板下方的通道三个通道中的一个通道穿过所述第一导流板与第二导流板所在的区域。
需要说明的是，为防止气流紊乱，所述入气管道连接所述梯形变径管的一端的端面与所述梯形变径管连接所述入气管道的壁面共面，也就是说，所述入气管道连接所述梯形变径管的一端的并非是伸入到所述梯形变径管内部的。另外，所述梯形变径管整体是呈梯形体状的，所述梯形变径管的内部为中空区域，所述梯形变径管的大口端及小口端分别具有连通所述中空区域的开口。
所述入气管道的第一壁与所述梯形变径管的大口端的端面之间沿水平方向具有间隙L3，所述间隙L3的取值范围为30mm-60mm。
所述第一板远离所述第二板一端的端点为A点53，所述A点与所述入气管道的第一壁之间的距离L4为所述入气管道沿水平方向的内径的长度L6的八分之三；所述第二板远离所述第一板一端的端点为B点54，所述B点与所述换热管道的第一壁之间的距离L7为所述换热管道沿竖直方向的内径的长度L9的四分之一；所述第三板远离所述第四板一端的端点为C点63，所述C点与所述入气管道的第一壁之间的距离L5为所述入气管道沿水平方向的内径的长度L6的二分之一；所述第四板远离所述第三板一端的端点为D点64，所述D点与所述换热管道的第一壁之间的距离L8为所述换热管道沿竖直方向的内径的长度L9的五分之三。
所述B点与所述梯形变径管的大口端的端面之间沿水平方向的距离L10为40mm-70mm。
所述第一板与第二板之间的夹角角度越大，进风量越多，要想使换热板芯体利用效率提高，所述第一导流板在所述梯形变径管内的位置也应要适当地下移，只要保证经第一导流板上方区域通过的气流满足过盈通风量(相应计算可由专业风量计算得出)，此时，经所述第一导流板上方通道流入所述换热管道的气体会通过换热板芯体上部所对应的区域，从而达到很好地换热效果，并且由于L10的存在，可让流经所述第一导流板上方通道的部分过盈风量往下走，以从换热管道上部靠近换热管道中部的区域通过，从而避免第一导热板的设置而导致的换热板芯体对应的局部区域流经气体较少的问题，使得换热板芯体的利用效率进一步提高。
第二导流板的作用是将剩余通风截面积一分为二，所述第二导流板的上端(即C点)相对于第一导流板的上端(即A点)水平长度应多出些(即L5需要大于L4)，从而更好地将部分气流收集起来，经由90°夹角，将气流更均匀地导向换热管道的中部。一般而言，所述第二导流板的上端相对于第一导流板的上端水平长度多出80mm-100mm。第二导流板下方的通道的通气面积大于第一导流板与第二导流板之间的通道的通气面积，且第四板距所述梯形变径管的大口端尚余较大的距离，使得流经所述第二导流板下方通道的气体有足够的时间以及动力来补充所述第四板的左侧空间，从而进一步改善换热管道底部气流聚集的现象，使气流分布更加均匀。
所述第四板的长度不宜设置得过长，否则第四板会阻挡过多热交换板，且底部气流上不去。因此，所述第三板与所述换热管道的第一壁之间的夹角需要在一个合理的区间，经过多次仿真测试，优选所述第三板与所述换热管道的第一壁之间的夹角为42°-48°，进一步优选，所述第三板与所述换热管道的第一壁之间的夹角为45°。
在本实施例中，所述第一板与第二板之间的夹角为113°，L1的取值为190mm，L2的取值为215mm，L3的取值为60mm，L4的取值为299mm，L5的取值为358mm，L6的取值为800mm，L7的取值为209mm，L8的取值为482mm，L9的取值为800mm，所述入气管道的截面尺寸为500mmx800mm，所述换热管道的截面尺寸为800mmx800mm。
图4为本实施例的气体管道的仿真效果图，为了观看效果更直观，图4中加上换热板芯体并未省略。从图4可以明显的看出，第一导流板和第二导流板的存在有效地改变了管道内气流走向，使得换热板芯体的中部和上部得到了充分利用，从而提高了换热板芯体的利用率，增强了换热效果。而且，根据仿真结果显示，经Y轴方向上的17m/s的红色气流已经降为10m/s左右的速度，梯形变径管大口端各区域气流速度均匀，在进行气气交换时，所达到的热交换效率很高。
比较例
图5为另一种气体管道的仿真效果图，该气体导管与实施例一的气体管道的不同之处仅在于：第一板与第二板的连接处和第三板之间的距离稍大于第三板与第四板的连接处和位于第二导流板下方的梯形变径管的壁面之间的距离，也就是说，第一导流板与第二导流板之间的通道的最小通风面积稍大于第二导流板下方的通道的最小通风面积。
从图5可以看到，虽然第一导流板和第二导流板同样起到将气流疏散的效果，但明显效果不如实施例一，由于第二导流板下方的通道的气流密度大，通风面积小，流速就快，单位时间内通过换热管道时间短，不利于热交换，加之第一导流板与第二导流板之间的通道的通风面积增大了，第四板不够长，造成的换热利用面积就小了，如果将第四板做长，被遮挡部分的面积(第四板左侧空间)又将增大，第二导流板下方的通道的气体流速又大，被遮挡部分无法及时得到补充，相对于实施例一，效果稍逊一筹，因此在设置第二导流板的位置时，应使第一导流板与第二导流板之间的通道的最小通风面积小于第二导流板下方的通道的最小通风面积。
上述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种气体管道，包括依次相连的入气管道、梯形变径管及换热管道，其特征在于：所述梯形变径管内设有第一导流板和第二导流板，所述第一导流板包括相连的第一板和第二板，所述第一板与第二板之间的夹角为110°-120°，所述第二导流板包括垂直相连的第三板和第四板，所述第一导流板位于所述第二导流板的上方，所述第一板与所述第二板的连接处和所述第三板之间的距离小于所述第三板与所述第四板的连接处和位于所述第二导流板下方的所述梯形变径管的壁面之间的距离。
2.根据权利要求1所述的气体管道，其特征在于：所述入气管道的第一壁与所述梯形变径管的大口端的端面之间沿水平方向具有间隙。
3.根据权利要求2所述的气体管道，其特征在于：所述间隙为30mm-60mm。
4.根据权利要求1所述的气体管道，其特征在于：所述第三板与所述换热管道的第一壁之间的夹角为42°-48°。
5.根据权利要求1所述的气体管道，其特征在于：所述第三板与所述换热管道的第一壁之间的夹角为45°。
6.根据权利要求1所述的气体管道，其特征在于：所述第一板远离所述第二板一端的端点为A点，所述A点与所述入气管道的第一壁之间的距离为所述入气管道沿水平方向的内径的长度的八分之三。
7.根据权利要求1所述的气体管道，其特征在于：所述第二板远离所述第一板一端的端点为B点，所述B点与所述换热管道的第一壁之间的距离为所述换热管道沿竖直方向的内径的长度的四分之一。
8.根据权利要求7所述的气体管道，其特征在于：所述B点与所述梯形变径管的大口端的端面之间沿水平方向的距离为40mm-70mm。
9.根据权利要求1所述的气体管道，其特征在于：所述第三板远离所述第四板一端的端点为C点，所述C点与所述入气管道的第一壁之间的距离为所述入气管道沿水平方向的内径的长度的二分之一。
10.根据权利要求1所述的气体管道，其特征在于：所述第四板远离所述第三板一端的端点为D点，所述D点与所述换热管道的第一壁之间的距离为所述换热管道沿竖直方向的内径的长度的五分之三。
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