[實用新型]異徑管蜂窩換熱器

無效

• 申請號: 200820117102.1
• 申請日: 2008-05-28
• 公開（公告）號: CN201212792Y
• 公開（公告）日: 2009-03-25
• 發明（設計）人: 鄧昌滬
• 申請（專利權）人: 鄧昌滬
• 主分類號: F28D7/10
• 分類號: F28D7/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種熱力工程技術，特別是異徑管蜂窩換熱器。

技術背景

中草藥水提液的濃縮是中藥制藥的主要工序之一，是中藥制藥耗能最多的單元操作，也是中藥制藥制藥系統重要組成部分，濃縮單元的關鍵設備是換熱器，換熱器的性能直接關系到能耗效率，還會對中藥提取的成分活性產生影響，我國現有中藥廠家約1500家，大量的濃縮裝置在使用。對這些設備，如何改進性能提高能耗效率不僅是節約能源還將為環境保護起到積極作用。

中草藥水提液的濃縮能源消耗主要是二個方面：一是在加熱器殼程內用于加熱稀溶液使溶液中溶媒蒸發所消耗的蒸汽；二是已經汽化的溶媒蒸汽再冷凝成溶媒液體時在冷凝器中所需要的冷卻水。前者需要供給熱量，而后者卻需要帶走熱量。產量越大(即蒸發量越大)，供給的熱量越多，所需的蒸汽就越多，同時所需消耗的冷卻水也就越多，參照圖6，根據被濃縮液運動箭號A13可以看到，通過加熱器A1頻率越高，蒸發效率就會越高，加熱器A1面積越大，被濃縮液的熱交換就越充分，加熱流程越短，被濃縮液與加熱器的接觸溫差就越大，從傳熱學原理可以得知，溫差越大，傳熱系數越大，因此，如何實現藥液加熱流程短、傳熱面積大是提高傳熱效率的有效途徑。

現有的外循環濃縮蒸發器的加熱器是采用圓管為列管，兩端焊接悶板法蘭，通常采用管徑25毫米，管間距采用33毫米的均勻分布方式，藥液在管內流動，蒸汽在管外加熱，這種結構的加熱器筒徑475毫米規格，只能分布160支管徑25毫米的列管，筒徑475毫米規格的換熱器高度1米，其換熱面積最大僅有12.566m²，藥液的流通切面積為0.0785m²。

發明內容

本發明是針對現有外循環濃縮裝置采用圓管為列管，兩端焊接悶板法蘭結構列管密度難于布置高密度，難于提高提高藥液的流通切面積，為了提高藥液的流通切面積，提高換熱面積，改進現有列管布置結構的異徑管蜂窩換熱器。

實現本發明的技術方案是：管材加工成兩端等邊六方口段，軸向并列平齊使相鄰邊靠緊焊接，使其呈蜂窩狀結構，在外圍再焊容器筒，筒兩端外再法蘭，法蘭的內側筒的兩端再焊接蒸氣進口、蒸汽出口，焊接完畢之后，異徑管的中間圓徑段管與管之間通隙和筒、與兩端法蘭構成蒸汽流通通道，與異徑管的內徑隔離密封，異徑管內通藥液，異徑管，管與管之間的中間圓形段的管間通隙通蒸汽。藥液在異徑管流通，蒸汽在異徑管外流通，由于蜂窩的間隙，比現有的兩端焊接悶板法蘭，采用管徑25毫米，管間距采用33毫米的均勻分布方式相比，間隙顯著減小，在相同流量狀態下流通截面積較小，流體在腔內流速顯著增加，蒸汽與異徑管即傳熱管碰撞接觸機率顯著增加，碰撞的蒸汽流形成更多局部小渦流，蒸汽流在局部小渦流的干撓作用下，不斷改變流體方向和流動速度，形成紊流，在紊流的干撓下不斷破壞或減薄原來的層流層，使熱交換加速，從而大大增強了其傳熱效果，傳熱效果增強之后，藥液的溶媒蒸發速度加快，藥液的溶媒蒸發速度加快之后濃縮時間縮短，濃縮時間縮短之后，生產效率提高，蒸汽消耗減少，濃縮時間縮短之后還可以減輕中草藥中所含的熱敏物質受熱破壞。

所述的異徑管，可以是兩端等邊六方中段圓形，也可以兩端等邊六方中段縮徑等邊六方形，還可以是兩端等邊六方中段螺旋形。

本發明的積極意義是，相同的體積換熱器，可以實現比面積大，相同傳熱面積的換熱器體積減小，如采用筒徑475毫米規格，列管為異徑管，管徑25毫米的換熱器匹配20m²單面換熱面積，整體換熱器高度僅需1m，采用現有技術圓管為列管，兩端焊接悶板法蘭，采用管徑25毫米為列管，管間距采用33毫米的均勻分布方式，整體換熱器高度需要1.6m。從圖6可以看出，縮短換熱器長度之后，通過加熱器頻率越高，蒸發效率就會越高，被濃縮液的熱交換就越充分，加熱流程越短，被濃縮液與加熱器的接觸溫差就越大，溫差越大，傳熱系數越大，傳熱系數越大，蒸發效率越大，蒸發效率增大之后不僅可以節約蒸汽消耗還可以縮短濃縮時間，提高生產效率。

附圖說明

圖1是本發明異徑管蜂窩換熱器結構示意圖；

圖2是圖1的俯視圖；

圖3是異徑管中段圓形形狀示意圖；

圖3A是異徑管中段螺旋形狀示意圖；

圖3B異徑管中段等邊六方形狀示意圖；

圖4是圖3的俯視圖；

圖4A是圖3A的俯視圖；

圖4B是圖3B的俯視圖；

圖5是異徑管焊接結構示意圖；

圖6是濃縮器系統示意圖；

圖1中，蒸氣進口1、蒸汽出口2、法蘭3、異徑管4、焊接縫5；