[發明專利]一種漸縮漸擴管與花瓣形孔板組合式換熱元件

有效

• 申請號: 201610375584.X
• 申請日: 2016-05-31
• 公開（公告）號: CN105865233B
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 曲斌;梁有儀;李晶晶;于濤;段有龍
• 申請（專利權）人: 中冶焦耐工程技術有限公司
• 主分類號: F28D7/16
• 分類號: F28D7/16;F28F1/08;F28F9/013;F28F13/02;F28F13/12
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所21224
• 代理人: 張群

技術領域

本發明涉及一種管殼換熱器中使用的換熱元件，尤其涉及一種漸縮漸擴管與花瓣形孔板組合式換熱元件。

背景技術

管殼換熱器是回收余熱、廢液，提高熱能利用率的常用設備，而換熱管和折流板則是管殼換熱器的核心元件。管殼換熱器通常采用直管換熱管和弓形折流板組合作為換熱元件，這種形式的換熱元件存在換熱效率不高，換熱器內污垢沉積快、污垢難清理，殼程壓降大，設備成本高等問題。

發明內容

本發明提供了一種漸縮漸擴管與花瓣形孔板組合式換熱元件，利用換熱管軸向截面的周期性變化和花瓣形孔板的特殊結構，有效提高換熱器的換熱效率，抑制污垢的生成，減小殼程阻力；同時還具有拆卸方便、縮小設備、造價低等優點。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案實現：

一種漸縮漸擴管與花瓣形孔板組合式換熱元件，包括多個平行設置的花瓣形孔板和穿插在花瓣形孔板上的換熱管束；所述換熱管束包括多根漸縮漸擴管，漸縮漸擴管沿軸向由收縮段—喉管段—擴壓段—直流段管體周期排列形成，其中直流段管體與花瓣形孔板上的通孔配合固定；花瓣形孔板上的通孔內徑與直流段管體外徑相切，且沿周向均勻設置數個弧形延伸孔形成花瓣形。

所述漸縮漸擴管的各段管體由直管壓制形成。

所述花瓣形孔板的外形與換熱器殼體內截面形狀相適應。

所述收縮段的長度大于擴壓段的長度。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

1)換熱管管體沿軸向具有收縮段-喉管段-擴壓段-直流段周期性變化的結構，其中的流體始終處于方向反復改變的壓力梯度下流動，在很小的流速下快速達到湍流，可以強化傳熱效果；

2)擴壓段長度短，使流體急速擴張形成漩渦，破壞流動邊界層，減小傳熱阻力，提高了換熱效率，不易形成污垢，實現自動清理；

3)直流段可以與花瓣形孔板無損配合，降低換熱管的磨損率，簡化了換熱管的安裝，更加易于拆卸；

4)由于換熱效率的提高，使換熱面積減小，設備體積隨之下降，使其制造成本大幅降低；

5)花瓣形孔板為多孔擋板，可增加單位時間換熱量，減小殼程壓降，不易產生污垢和振動；

6)殼程流體從花瓣形通孔與漸縮漸擴管的夾縫區域射流出去，增強流體的湍動程度，提高殼程的換熱系數。

附圖說明

圖1是本發明所述漸縮漸擴管與花瓣形孔板組合式換熱元件的安裝示意圖。

圖2是本發明所述漸縮漸擴管的結構示意圖。

圖3是本發明所述花瓣形孔板的結構示意圖。

圖中：1.花瓣形孔板 2.漸縮漸擴管 3.花瓣形通孔 4.直流段 5.收縮段 6.喉管段 7.擴壓段

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步說明：

如圖1所示，本發明所述一種漸縮漸擴管與花瓣形孔板組合式換熱元件，包括多個平行設置的花瓣形孔板1和穿插在花瓣形孔板1上的換熱管束；所述換熱管束包括多根漸縮漸擴管2，漸縮漸擴管2沿軸向由收縮段5—喉管段6—擴壓段7—直流段4管體周期排列形成(如圖2所示)，其中直流段4管體與花瓣形孔板1上的通孔3配合固定；花瓣形孔板1上的通孔3內徑與直流段4管體外徑相切，且沿周向均勻設置數個弧形延伸孔形成花瓣形(如圖3所示)。

所述漸縮漸擴管2的各段管體由直管壓制形成。

所述花瓣形孔板1的外形與換熱器殼體內截面形狀相適應。

所述收縮段5的長度大于擴壓段7的長度。

本發明主要解決管殼換熱器普遍存在的換熱效率低，換熱器內污垢沉積快、難清理，殼程壓降大，設備成本高等問題，提出了一種漸縮漸擴管與花瓣形孔板組合式換熱元件。

本發明所述漸縮漸擴管與花瓣形孔板組合式換熱元件的工作原理是：換熱元件中的換熱管為漸縮漸擴管2，采用光滑直管壓制成收縮段5-喉管段6-擴壓段7-直流段4，沿軸向形成管體截面的周期性變化。管程流體在收縮段5壓力逐漸降低，流速升高，減小流體邊界層；在喉管段6流速達到最大，形成低壓環境，吸入更多管程流體，強化換熱效果；在擴壓段7流體急速擴張，產生劇烈的漩渦增強傳熱；直流段4用于與花瓣形孔板1配合安裝，不易磨損。換熱元件中的折流板為花瓣形孔板1，孔板表面開設多個花瓣形通孔3，用于固定漸縮漸擴管2，并利用花瓣形通孔3與漸縮漸擴管直流段4的夾縫區域射出流體，流體在漸縮漸擴管2外壁經過凹凸不平的折流，增強流體的湍流，避免了流體直接撞擊殼體，不易結垢，減小殼程壓降，降低換熱器的振動，提高換熱器的換熱效果。

以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。