[發明專利]內外翅板式換熱管組成的換熱器

無效

• 申請號: 200910093497.5
• 申請日: 2009-10-12
• 公開（公告）號: CN102042770A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發明（設計）人: 王寶華
• 申請（專利權）人: 北京先鋒創新科技發展有限公司
• 主分類號: F28D7/00
• 分類號: F28D7/00;F28D7/16;F28F1/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種內外翅板式換熱管組成的換熱器，它主要由一種新型熱交換管組成，能夠應用于氣液交換、液液交換、氣氣交換等化工、石化等行業的流體熱量傳遞過程中。

背景技術

目前國內使用的換熱器多為列管換熱器和螺旋板換熱器。它們的主要特點是管內外換熱面積相等。這樣當交換系數相差較大的交換介質在管內外進行熱量交換時，由于其不平衡性而達不到理想的交換目的，換熱效率相對較低。雖然現在有一種內展翅片式熱交換管，它是采用加大導熱系數低的一側的換熱面積，和暖氣片的取暖原理一樣，內部是水，外部加熱的是空氣，由于空氣導熱系數低故而加大其換熱面積。由于它只是加強了管子內側的換熱面積，當外部也是導熱系數低的介質時，傳熱效果就不太明顯，故其適用范圍較窄。

發明內容

為了克服現有的內展翅片式熱交換管所存在的上述不足，本發明公布了一種內外翅板式換熱管組成的換熱器，它主要由一種新型熱交換管組成，管內流體和管外流體通過換熱管進行熱量傳遞。內外翅板式換熱管是一種具有強制提高管子內外表面熱傳遞性能的新型高效的換熱管。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：在換熱管的內外兩側同時增加翅板，通過內、外翅板使熱交換管內外側導熱系數低的介質通過加快其在管內外的流速、提高其換熱面積從而達到提高管內外傳熱效果的目的。對螺旋翅板來說，主要是加快螺旋翅板內外側介質的流速，對直翅或其變形來說，主要是提高內外側介質的換熱面積，從而達到提高管內外的傳熱效果和熱量平衡的理想狀態。由于提高了熱交換效率，從而使得冷卻水溫度提高，減少了冷卻介質的用量，從而達到了降低操作成本的目的。

本發明所公布的內外翅板式換熱管組成的換熱器的主要技術內容是：介質導熱系數高的一側表面積小，流速慢，介質導熱系數低的一側表面積較大，流速較快。對于螺旋翅板介質在一定的長度內由于螺旋狀前進提高了其運動速度，強化了介質導熱系數低的一側的傳熱效率，進而達到熱交換的基本平衡。對于直翅板或其變形主要考慮的還是增大其換熱面積和流體流動時呈湍動狀態，同樣強化了傳熱，達到熱交換的基本平衡。本發明所公布的內外翅板式換熱管組成的換熱器，由于在換熱管的內外側采用螺旋型、直翅及其變形的波紋直翅或折線直翅，有效的提高了管內外的換熱效果，因此內外翅板式換熱管組成的換熱器有著廣泛的適用范圍。

總的來說，本發明公布的內外翅板式換熱管組成的換熱器的主要特點為：

1、換熱效率高，與傳統的換熱器相比提高3～8倍。

2、流體流動的阻力小，即壓力降小。

3、結構緊湊、制造成本低。

4、便于安裝、檢修容易。

5、操作彈性大、可操作性好。

6、不宜堵塞、便于除垢。

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

圖1為內外翅板式換熱管組成的換熱器的結構示意圖。

圖2為直翅板換熱管的結構示意圖。

圖3為直翅板換熱管的斷面視圖。

圖4為內螺旋翅板換熱管的結構示意圖。

圖5為內螺旋翅板的結構示意圖。

圖6為內螺旋翅板換熱管的斷面視圖。

圖中：1.封頭，2.管板，3.擋板，4.外殼，5.內外翅板式換熱管，6.外直翅板，7.內直翅板，8.翅板支承柱，9.管子，10.內螺旋翅板。

具體實施方式

如圖1所示，內外翅板式換熱管組成的換熱器由封頭(1)、管板(2)、擋板(3)、外殼(4)、內外翅板式換熱管(5)組成。內外翅板式換熱管由管子(9)、內外翅板(螺旋翅板、直翅及其變形直翅板)和翅板支承柱(8)組成。翅板支承柱位于管子中央起支承內翅板和隔斷作用，內翅板在管子的內壁和支承柱上呈螺旋狀或直線狀或斜線狀分布，內外翅板和翅板支承柱以及管子內外壁之間成緊配合狀態。

如圖2所示，直翅板換熱管由外直翅板(6)、內直翅板(7)、翅板支承柱(8)和管子(9)組成。

如圖4所示，內螺旋翅板換熱管由翅板支承柱(8)、管子(9)和內螺旋翅板(10)組成。

本發明的技術效果在于：對于螺旋翅板來說，由于翅板的螺旋作用，使得流體在管子的直線長度內通過螺旋翅板加長了流體的運動距離，進而可成倍提高流體的流速，從而提高熱交換效率。對于直翅板或其變形則通過增大流體的換熱面積從而強化了傳熱。這樣就可以大大的提高冷卻介質的溫度，降低被冷卻介質的溫度。從而達到了節省冷卻介質和能源的目的。與普通的列管換熱器相比，大大減少了換熱器的體積，降低了成本。其經濟效益和社會效益非常可觀。與普通的列管換熱器相比，價格可降低1/4，節省能源1/5。

實施實例：在甲醇-水的精餾分離中使用本發明公布的內外翅板式換熱管組成的換熱器作為精餾塔的塔頂冷凝器。在換熱管內走待冷凝的甲醇蒸汽，管間走冷卻水。進水溫度35℃，進氣溫度68℃，采出的冷卻甲醇40℃，與傳統的列管換熱器相比，總傳熱系數高出4倍，冷凝面積和造價降低約1/4。