CN219572769U - 一种新型三维泡沫金属管式换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种新型三维泡沫金属管式换热器，包括管壳，设置在管壳内部的泡沫金属和内管，以及安装在所述内管上的折流板，安装在所述管壳两端的端板，输送热介质的热介质输入管口和热介质输出管口，输送冷介质的冷介质输入管口和冷介质输出管口。所述端板的安装孔孔壁上设置有安装密封胶圈的凹槽，所述泡沫金属通孔率大于80%，通孔孔径0.5~3mm，所述内管外表面带有斜向凸起结构，所述内管、所述泡沫金属和所述折流板为一体式结构，与所述端板采用插入式连接，无需焊接，导热效率高、自带过滤功能，便于维修清洁，单体占地面积小，可进行多组平行连接，安装方便快捷。

Description

一种新型三维泡沫金属管式换热器

技术领域

本实用新型涉及换热器技术领域，特别是涉及一种利用三维泡沫金属制备的换热器。

背景技术

换热器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。在各类型的换热器中，管式的换热器应用占比较大，结构简单紧凑，能承受较高压力，造价低。但是在换热效能方面不及板式换热器，原因在于其换热面积较小，热传递效率较低，所以提高换热器的传热接触面积是改善换热器性能的途径之一。

实用新型内容

本实用新型提供了一种新型三维泡沫金属管式换热器，解决了传统管式换热器的传热比低的技术问题，同时具备杂质过滤功能，方便清洁。

具体方案：一种新型三维泡沫金属管式换热器，包括：管壳，热介质输入管口，热介质输出管口，端板，冷介质输入管口，冷介质输出管口，泡沫金属，内管，折流板。所述热介质输入管口和所述热介质输出管口分别设置在所述管壳的下部和上部，且同在竖直一平面上，分别靠近所述管壳开口两端；所述端板设置在所述管壳的两端，一侧与所述管壳管口相接，另一侧与所述冷介质输入管口、所述冷介质输出管口相接，三者通过螺栓连接；所述内管设置在所述管壳内，两端与所述端板相接；所述泡沫金属填充在所述管壳和所述内管之间的空隙中；所述折流板是安装在所述内管上的导流装置，其与所述内管相垂直，将所述管壳内部包括所述泡沫金属分隔成多个流体区间。

进一步地，所述端板是用于固定连接所述内管的部件，所述端板上设置有所述内管安装孔，安装孔的布置规则与所述内管的布置规则相同，两者能够相互匹配相接；所述端板的安装孔孔壁上设置有两道凹槽，用于安装密封胶圈，有利于所述内管与所述端板孔洞之间连接密封；

所述内管外表面制作有斜向的凸起结构，能够增大与所述泡沫金属之间的接触面积，同时提高管程流体介质的湍流程度；所述内管材质可采用金属材料，如不锈钢管、铜管、铝管等，优选采用纯铜管；

所述泡沫金属是具有金属骨架结构的多孔材料，其可以是泡沫铜、泡沫铝、泡沫镍等，通孔率大于80%，通孔孔径在0.5~3mm范围内；优选采用泡沫铜，通孔率90%，通孔孔径2.2mm。

所述折流板是带有一边缺口的圆形金属板体，表面设置有与所述端板相同的内管安装孔；所述折流板的直径与所述管壳内径相等，缺口高度为所述管壳内径的1/4~1/3。

进一步地，所述内管、所述泡沫金属和所述折流板为一体式结构，制作时先将所述折流板和所述内管排列好，焊接固定，然后将其放置于内部与所述管壳内径相同的模具中进行发泡浇铸，所述泡沫金属在所述模具中发泡成型，将所述内管和所述折流板包覆其内。

本实用新型的有益效果是：提出的一种新型三维泡沫金属管式换热器，具有换热面积大、导热效率高、自带过滤功能的特点。采用三维泡沫金属材料作为换热器的热传导介质，其比表面积大，导热效能高，相比传统的管式换热器，热交换效率可提高1/3，并且多孔的内部结构可增强流体介质的湍流程度，也可过滤杂质，净化流体介质。所述内管与所述管壳之间利用所述端板进行过渡连接，解决了传统管式换热器内管和管壳之间焊接固定拆卸难的问题，便于维修清洁。同时占地面积小，可进行多组之间平行连接，安装方便快捷。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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它的附图，其中：

图1为所述一种新型三维泡沫金属管式换热器的内部结构示意图；

图2为所述一种新型三维泡沫金属管式换热器的横向剖视图；

图3为所述一种新型三维泡沫金属管式换热器的内管的结构示意图；

图4为所述一种新型三维泡沫金属管式换热器的端板结构示意图；

图5为所述一种新型三维泡沫金属管式换热器的端板A-A向示意图；

图6为所述一种新型三维泡沫金属管式换热器的折流板示意图。

图中标号表示：1-热介质输入管口，2-热介质输出管口，3-冷介质输入管口，4-冷介质输出管口，5-端板，501-内管安装孔，502-凹槽，6-管壳，7-泡沫金属，8-内管，801-凸起结构，802-流体输入端，803-流体输出端，9-折流板。

实施方式

下面将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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1至图6所示，所述一种新型三维泡沫金属管式换热器包括管壳6，设置在管壳6内部的泡沫金属7和内管8，以及安装在所述内管8上的折流板9，安装在所述管壳6两端的端板5，输送热介质的热介质输入管口1和热介质输出管口2，输送冷介质的冷介质输入管口3和冷介质输出管口4。

所述热介质输入管口1和所述热介质输出管口2是带有法兰的管道接头，用于热流体介质的输入与输出，两者设置于所述管壳6的右下部和左上部位置，用于提高管程流体的流动行程，两者与所述管壳6通过焊接连接成为一整体；所述端板5是带有安装孔的板体结构，其一侧与所述管壳6相连，另一侧与所述冷介质输入管口3和冷介质输出管口4相连，连接面均设置有密封垫圈，防止泄露。所述端板5的内管安装孔501与所述内管8的排布规则相同，可实现配合连接。所述内管安装孔501的孔洞表面设置有两道凹槽502，用于安装密封胶圈。安装密封圈的好处是当所述内管8插入安装在所述内管安装孔501中时可直接实现完全密封，省去了内管与端板之间的焊接工序。

所述内管8是外表面带有所述凸起结构801的金属管道，平行设置于所述管壳6内，具有多组，两端与所述端板5配合连接固定；所述凸起结构801具有倾斜角度，管程流体通过所述流体输入端802进入后，所述凸起结构801会对流体介质产生湍流扰动，提高冷热流体间的热转化效率，同时也增大与所述泡沫金属7和壳程内流体介质的热交换接触面积。

所述泡沫金属7是具有金属骨架结构的多孔材料，它填充在所述管壳6和所述内管8之间的空隙中；所述折流板9是安装在所述内管8上的导流装置，其与所述内管8相垂直，相邻两组安装时缺口方向反向，将所述管壳6内部分隔成多个流体区间，用于增大流体的流动行程，提高冷热流体热交换效率。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种新型三维泡沫金属管式换热器，其特征在于:包括管壳（6)、设置在管壳（6）内部的泡沫金属（7）和内管（8）以及折流板（9）、安装在所述管壳（6）两端的端板（5）、输送热介质的热介质输入管口（1）和热介质输出管口（2）、输送冷介质的冷介质输入管口（3）、冷介质输出管口（4）。

2.根据权利要求1所述的一种新型三维泡沫金属管式换热器，其特征在于：所述端板（5）的与所述内管（8）配合安装的内管安装孔（501）。

3.根据权利要求2所述的一种新型三维泡沫金属管式换热器，其特征在于：内管安装孔（501）的内表面均设置有凹槽。

4.根据权利要求3所述的一种新型三维泡沫金属管式换热器，其特征在于：所述的内管安装孔（501）内的凹槽数量为2。

5.根据权利要求1所述的一种新型三维泡沫金属管式换热器，其特征在于:所述的管壳（6）内部填充有所述泡沫金属（7）。

6.根据权利要求1所述的一种新型三维泡沫金属管式换热器，其特征在于：所述的泡沫金属（7）通孔率大于80%，通孔孔径0.5~3mm。

7.根据权利要求1所述的一种新型三维泡沫金属管式换热器，其特征在于：所述的内管（8）的外表面设有斜向凸起结构。

8.根据权利要求1所述的一种新型三维泡沫金属管式换热器，其特征在于:所述折流板（9）为设有缺口的圆形金属板。

9.根据权利要求1所述的一种新型三维泡沫金属管式换热器，其特征在于：折流板（9）的直径与所述管壳（6）内径相等，缺口高度为所述管壳（6）内径的1/4~1/3。