TWM574673U - 可做為反應器使用之化工廠纏繞管式熱交換器 - Google Patents

Abstract

本創作關於一種可做為反應器使用之化工廠纏繞管式熱交換器，其包括一殼體、一支撐桶及至少二熱交換層。該殼體定義一軸向，該殼體沿該軸向上之兩端分別設有一上管蓋及一下管蓋，該殼體另設有連通於外界之二開口。該支撐桶設於該殼體內且兩端分別連接於該上管蓋之一上管板及該下管蓋之一下管板。該至少二熱交換層設於該殼體內，各該熱交換層係具有至少一換熱管，各該熱交換層之該至少一換熱管之兩端係分別連接於該上管板及該下管板，各該至少一換熱管係沿該支撐桶螺旋纏繞，其中任相鄰之該二熱交換層之螺旋纏繞方向係為相反。

Description

可做為反應器使用之化工廠纏繞管式熱交換器

本創作係有關於一種可做為反應器使用之化工廠纏繞管式熱交換器。

按，現代工業發展蓬勃，為因應節能減碳需求，化工廠中許多原料混合後會因化學反應而產生放熱，所產生之餘熱，往往因反應放熱時間過長，沒有合適的設備將熱能回收。

因此，有必要提供一種化工廠之纏繞管式熱交換器作反應器使用，以解決上述之問題 。

本創作之主要目的在於提供一種可做為反應器使用之化工廠纏繞管式熱交換器，換熱管之長度能做到超過100公尺，增加物料在換熱管中的滯留時間，讓物料能有時間放熱使熱能回收，以解決上述問題。

為達成上述目的，本創作提供一種可做為反應器使用之化工廠纏繞管式熱交換器，其包括一殼體、一支撐桶及至少二熱交換層。該殼體定義一軸向，該殼體沿該軸向上之兩端分別設有一上管蓋及一下管蓋，該殼體另設有連通於外界之二開口。該支撐桶設於該殼體內且兩端分別連接於該上管蓋之一上管板及該下管蓋之一下管板。該至少二熱交換層設於該殼體內，各該熱交換層係具有至少一換熱管，各該熱交換層之該至少一換熱管之兩端係分別連接於該上管板及該下管板，各該至少一換熱管係沿該支撐桶螺旋纏繞，其中任相鄰之該二熱交換層之螺旋纏繞方向係為相反。

以下將藉由較佳實施例說明本創作之結構特徵及其預期達成之功效，惟非用以限制本創作所欲保護之範疇，合先敘明。

請參考圖1至4，其顯示本創作之一較佳實施例，本創作之可做為反應器使用之化工廠纏繞管式熱交換器包括一殼體1、一支撐桶4及至少二熱交換層5。

該殼體1定義一軸向11，該殼體1沿該軸向11上之兩端分別設有一上管蓋2及一下管蓋3，該殼體1另設有連通於外界之二開口12，以供一第一流體（如氫氣或油氣等流體）自一該開口12進入該殼體1內，再經由另一該開口12離開該殼體1。

該支撐桶4設於該殼體1內且兩端分別連接於該上管蓋2之一上管板21及該下管蓋3之一下管板31。

該至少二熱交換層5設於該殼體1內，各該熱交換層5係具有至少一換熱管51，各該熱交換層5之該至少一換熱管51之兩端係分別連接於該上管板21及該下管板31，各該至少一換熱管51係沿該支撐桶4螺旋纏繞（如圖2所示），其中任相鄰之該二熱交換層5之螺旋纏繞方向係為相反，於本實施例中係為二該熱交換層5。

各該熱交換層5包括二該換熱管51，各該熱交換層5之該二換熱管51相間隔地螺旋纏繞。於本實施例中該上管板21及該下管板31分別具有連通於該等換熱管51之一上通道22與一下通道32，以使一第二流體可經由該上通道22及該下通道32其中一者流入該等換熱管51，再經由另一者流出，該第一流體與該第二流體之間的溫度較高者即可將熱能傳遞至溫度較低者。由於任相鄰之該二熱交換層5之螺旋纏繞方向係為相反，當該第一流體在該殼體1內流動時，該二熱交換層5可使該第一流體形成不規則流動，以有效地混合該第一流體，以增加換熱效率，且各該熱交換層5係螺旋纏繞，可具有較強之機械結構強度，可有效避免各該熱交換管破裂，另外螺旋纏繞之結構僅會具有彎弧段，因此不像習知板殼式熱交換器會具有死角而容易造成堆積現象。

該支撐桶4之兩端具有一漸縮段41，該二漸縮段41係分別連接於該上管板21與該下管板31之間。

較佳地，各該換熱管51之螺旋角度係為15度至35度，於本實施例中係為30度，可使該第二流體不會很快就通過該等換熱管51但也不會停留在該等換熱管51過久，因此可提供通過該等換熱管51之最佳換熱效率的時間。

該殼體1沿軸向11之兩端分別設有一半圓球段13，以維持該殼體1軸向11兩端之結構強度。

各該換熱管51係為不銹鋼管體或鈦合金管體（於本實施例中為不銹鋼管體），以較不易腐蝕，以提高耐用度，於其它實施例中換熱管亦可為其它耐高溫及耐腐蝕之材料。

舉例實際操作說明，如圖4所示，當低溫之該第一流體有被加熱之需求，此時經由一第一管道91自其中一該開口12進入該殼體1內，並經由另一該開口12排出該殼體1，而該第二流體經複數種類之流體混合後，經由該第二管道92自該上通道22流入該等換熱管51內並經由該下通道32流出，於本實施例中該第二流體藉由複數種類之流體混合後，所產生之化學變化而放出熱能，藉由該第一流體與該第二流體在該殼體1內進行熱交換，即可藉由該第二流體之熱能來加熱該第一流體，如此可使該第一流體之溫度大幅上升，之後流入其它需求設備進行其它作業用途，如此可大幅降低加熱該第一流體時所需之能源消耗。

綜上，本創作由於任相鄰之該二熱交換層之螺旋纏繞方向係為相反，當該第一流體在該殼體內流動時，該二熱交換層可使該第一流體形成不規則流動，以有效地混合該第一流體，以增加換熱效率，且各該熱交換層係螺旋纏繞，可具有較強之機械結構強度，可有效避免各該熱交換管破裂，另外螺旋纏繞之結構僅會具有彎弧段，因此不像習知板殼式熱交換器會具有死角而容易造成堆積現象。

1‧‧‧殼體

2‧‧‧上管蓋

3‧‧‧下管蓋

4‧‧‧支撐桶

5‧‧‧熱交換層

11‧‧‧軸向

12‧‧‧開口

13‧‧‧半圓球段

21‧‧‧上管板

22‧‧‧上通道

31‧‧‧下管板

32‧‧‧下通道

41‧‧‧漸縮段

51‧‧‧換熱管

91‧‧‧第一管道

92‧‧‧第二管道

圖1為本創作一較佳實施例之立體圖。 圖2為本創作一較佳實施例之局部隱藏立體圖。 圖3為本創作一較佳實施例之測試剖面圖。 圖4為本創作一較佳實施例之操作示意圖。

Claims (8)

1. 一種可做為反應器使用之化工廠纏繞管式熱交換器，包括： 一殼體，定義一軸向，該殼體沿該軸向上之兩端分別設有一上管蓋及一下管蓋，該殼體另設有連通於外界之二開口；一支撐桶，設於該殼體內且兩端分別連接於該上管蓋之一上管板及該下管蓋之一下管板；至少二熱交換層，設於該殼體內，各該熱交換層係具有至少一換熱管，各該熱交換層之該至少一換熱管之兩端係分別連接於該上管板及該下管板，各該至少一換熱管係沿該支撐桶螺旋纏繞，其中任相鄰之該二熱交換層之螺旋纏繞方向係為相反。
2. 如請求項1所述的可做為反應器使用之化工廠纏繞管式熱交換器，其中各該熱交換層包括二該換熱管，各該熱交換層之該二換熱管相間隔地螺旋纏繞。
3. 如請求項1所述的可做為反應器使用之化工廠纏繞管式熱交換器，其中該支撐桶之兩端具有一漸縮段，該二漸縮段係分別連接於該上管板與該下管板之間。
4. 如請求項1所述的可做為反應器使用之化工廠纏繞管式熱交換器，其中各該換熱管之螺旋角度係為15度至35度。
5. 如請求項1所述的可做為反應器使用之化工廠纏繞管式熱交換器，其中該殼體沿軸向之兩端分別設有一半圓球段。
6. 如請求項1所述的可做為反應器使用之化工廠纏繞管式熱交換器，其中各該換熱管係為不銹鋼管體或鈦合金管體。
7. 如請求項1所述的可做為反應器使用之化工廠纏繞管式熱交換器，其中該上管板及該下管板分別具有連通於該等換熱管之一上通道與一下通道。
8. 如請求項2所述的可做為反應器使用之化工廠纏繞管式熱交換器，其中該支撐桶之兩端具有一漸縮段，該二漸縮段係分別連接於該上管板與該下管板之間；各該換熱管之螺旋角度係為15度至35度；該殼體沿軸向之兩端分別設有一半圓球段；各該換熱管係為不銹鋼管體或鈦合金管體；該上管板及該下管板分別具有連通於該等換熱管之一上通道與一下通道。