[實用新型]一種自清潔強化傳熱換熱器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720156743.7
• 申請日: 2017-02-21
• 公開（公告）號: CN206670442U
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁文華;朱治國;伏軍;吳浩;黃奇林;馬傳武;何冰
• 申請（專利權(quán)）人: 邵陽學(xué)院
• 主分類號: F28F13/02
• 分類號: F28F13/02;F28F13/12;F28G3/00
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種強化傳熱技術(shù)和自清潔技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于內(nèi)插件和螺旋凹槽管的自清潔強化傳熱換熱器。

背景技術(shù)

換熱器是能量交換的主要部件，對于換熱器的研究主要側(cè)重于如何提高換熱效率、產(chǎn)品強化傳熱等方面。目前主要利用三種方法來強化傳熱，分別是增大換熱面積、提高對數(shù)平均溫差和提高傳熱系數(shù)。特別針對普朗特數(shù)較低的流體，增加換熱器面積強化傳熱效果是非常好的。

目前，已使用的換熱器從截面形狀上分有圓管和扁管，從延伸形式上看有光管和螺紋管等，這些結(jié)構(gòu)不同的換熱管都有各自優(yōu)勢，但在換熱效率和材料的利用上還有待進一步提高。

在殼程介質(zhì)為液體的工況下，傳統(tǒng)弓形折流板換熱器的流體流動阻力和振動較大，能量損失嚴(yán)重，因此，殼程強化傳熱顯得尤為重要。近年來，人們采用了各種各樣的折流支撐結(jié)構(gòu)來改善殼程流體的強化傳熱，常用的方式有:異形折流板(花隔板、螺旋折流板、整圓折流板、螺旋葉片折流桿等)及殼程內(nèi)插物(扭曲帶空心環(huán))等。一般認(rèn)為螺旋折流板殼程扭曲帶結(jié)構(gòu)優(yōu)于其他結(jié)構(gòu)。

在換熱器的傳熱管內(nèi)壁結(jié)垢會導(dǎo)致傳熱效率下降、流體流速阻力增大，因而增加了能源的消耗，甚至對傳熱管路腐蝕，造成安全隱患，縮短使用壽命，需要建立一種自清潔的換熱器。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種自清潔強化傳熱換熱器，該換熱器既強化了換熱器的換熱效率，又能在線清潔換熱器表面的污垢，保證了換熱器高效安全的運行。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采取的技術(shù)方案是：一種自清潔強化傳熱換熱器，其特征在于：包括換熱管、內(nèi)插件和以及固定裝置，所述的固定裝置設(shè)于換熱管兩端的管口處，并且與內(nèi)插件兩端連接，所述的內(nèi)插件包括一個中心軸，中心軸與換熱管同軸，在中心軸纏繞有螺旋的翅片，在翅片的兩端通過限位元件與中心軸固定連接，翅片的螺旋邊界與換熱管內(nèi)壁留有間隙，中心軸的兩端與設(shè)于固定裝置上的轉(zhuǎn)軸連接。

對上述結(jié)構(gòu)作進一步限定，所述的換熱管主體為薄壁圓管，在圓管的側(cè)壁上分布有向內(nèi)凹的螺旋凹槽，所述的螺旋凹槽的螺線方向與翅片的螺旋方向一致。

對上述結(jié)構(gòu)作進一步限定，所述的固定裝置包括螺旋堵頭和轉(zhuǎn)軸，所述的螺旋堵頭為中空結(jié)構(gòu)，其外表面設(shè)有螺旋形折板，折板的邊界與換熱管的內(nèi)壁接觸，在螺旋堵頭的中空部位設(shè)有拉桿，拉桿的一端與中心軸連接，拉桿的另一端與設(shè)于螺旋堵頭一側(cè)的轉(zhuǎn)軸連接，所述的轉(zhuǎn)軸與螺旋堵頭的中空部位旋轉(zhuǎn)配合。

對上述結(jié)構(gòu)作進一步限定，所述的固定裝置包括端蓋和轉(zhuǎn)軸，其中端蓋與換熱管之間螺紋連接，在端蓋的中部設(shè)有與換熱管軸心重合的孔，該孔與T字形的轉(zhuǎn)軸配合，轉(zhuǎn)軸的一端與中心軸之間通過銷釘連接，轉(zhuǎn)軸的另一端限制于端蓋的外側(cè)。

對上述結(jié)構(gòu)作進一步限定，所述的轉(zhuǎn)軸為一種軸向約束位置可沿著轉(zhuǎn)軸軸線方向調(diào)整的旋轉(zhuǎn)體，其旋轉(zhuǎn)軸線與中心軸重合。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：

（1）本實用新型中在換熱管內(nèi)設(shè)置螺旋型內(nèi)插件的方式，在流體的沖擊作用下同步旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子部分與流體相互作用產(chǎn)生渦流，加強了流體近壁面和中心區(qū)域的混合，增強對流動邊界層的剪切作用從而使之變薄，可以實現(xiàn)強化傳熱，同時有效地減少污垢的沉積；

（2）本實用新型中的換熱管的管壁上具有螺旋型凹槽,近壁流體流動時,將產(chǎn)生附加的螺旋流動,以提高近壁面流體和管壁間的相對速度,減薄邊界層厚度,降低熱阻,提高傳熱膜系數(shù)；

（3）本實用新型中換熱管兩端的固定裝置，采用空心結(jié)構(gòu)并設(shè)置轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸與中心軸連接，形成轉(zhuǎn)子部分，可以通過外部動力驅(qū)動或者流體驅(qū)動的方式，來增強流動效果，提高換熱效率。

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型中換熱管的剖視圖；

圖3是本實用新型中固定裝置的一種結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實用新型中固定裝置的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：1、換熱管，2、內(nèi)插件，3、固定裝置，4、轉(zhuǎn)軸，5、掛件，6、中心軸，7、限位元件，8、螺旋堵頭，9、拉桿，10、端蓋。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細(xì)的說明。