專利名稱：新型流體沖擊旋轉(zhuǎn)式換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種管殼式換熱器，尤其是涉及一種新型流體沖擊旋轉(zhuǎn)式換熱
O
背景技術(shù)：
當(dāng)今社會(huì)，能源是一個(gè)國家的重要戰(zhàn)略資源，它深刻地影響著一個(gè)國家的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，因此各個(gè)國家對(duì)本國的能源供應(yīng)都十分看重。面對(duì)能源短缺和能源利用過程中對(duì)環(huán)境造成的巨大污染的嚴(yán)峻形勢(shì)，節(jié)能勢(shì)在必行。而在能源的利用過程當(dāng)中，熱能是主要的實(shí)現(xiàn)形式。在熱能的利用過程中，換熱器又是不可或缺的技術(shù)設(shè)備。換熱器(heat exchanger),是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備，又稱熱交換器。換熱器是化工、石油、動(dòng)力、食品及其它許多工業(yè)部門的通用設(shè)備，在生產(chǎn)中占有重要地位。從20世紀(jì)60年代開始，強(qiáng)化傳熱技術(shù)開始逐漸受到人們的重視，而換熱器正是強(qiáng)化換熱技術(shù)的重要基礎(chǔ)設(shè)備。目前流行的換熱器以管殼式換熱器和板式換熱器為主，其余類型的換熱器，如空冷式換熱器和板翅式換熱器，雖然市場(chǎng)份額不是很大，但在某些特殊領(lǐng)域仍然發(fā)揮著重要作用。管殼式換熱器是目前應(yīng)用最為廣泛的一種換熱器，主要特點(diǎn)是在圓筒形殼體中設(shè)置了由許多管子組成的管束，管子的兩端采用脹接或焊接或脹、焊結(jié)合的方式固定在管板上，管子的軸線與殼體的軸線平行。它屬于間壁傳熱式換熱器，一種換熱流體通過管內(nèi)，另外一種換熱流體通過殼體(管外)，兩種換熱流體通過管束壁面進(jìn)行熱量交換，主要是傳導(dǎo)和對(duì)流兩種傳熱方式。此類換熱器一般說來，易于制造、成本較低、清洗方便、適應(yīng)性強(qiáng)、處理量大、工作可靠、選材范圍廣，且可應(yīng)用于高溫高壓的情形。但是，它的結(jié)構(gòu)緊湊型較差、 耗材大、占地面積較大、傳熱系數(shù)相對(duì)較低，已成為限制其發(fā)展的主要因素。板式換熱器是最近幾十年來發(fā)展最快的換熱器之一，它是由一組波紋金屬板組成，板上有四個(gè)角孔，供傳熱的兩種流體通過。金屬板片安裝在一個(gè)側(cè)面有固定板和活動(dòng)板的框架內(nèi)，并用夾緊螺栓夾緊。板片上裝有密封墊片，將流體通道密封，并且引導(dǎo)流體交替地流至各自的通道內(nèi)，形成熱交換。波紋板不僅提高了湍流程度，并且形成許多支撐點(diǎn)，足以承受介質(zhì)間的壓力差。由于具備高性能、省空間、省能源、維護(hù)簡(jiǎn)單等許多優(yōu)點(diǎn)，板式換熱器已獲得各行業(yè)的高度肯定。其結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積?。唤M裝靈活，傳熱效率較高，熱回收率高，滯流低；拆裝方便，有利于維修和清洗。但是由于密封墊片材料性能限制，操作壓力和溫度不宜過高；流道小，處理量小且不適宜易堵介質(zhì)；需要經(jīng)常清洗。從以上簡(jiǎn)介中對(duì)比看出，管殼式換熱器技術(shù)成熟但是傳熱系數(shù)低，板式換熱器傳熱效率高但是由于易結(jié)垢需要經(jīng)常清洗。并且這兩種換熱器中的換熱面均是固定的，提高換熱系數(shù)只能從流體的流速和傳熱材料上進(jìn)行研究，這就限制了單位換熱面積上的傳熱效率。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種新型流體沖擊旋轉(zhuǎn)式換熱器，它的換熱系數(shù)高，不易結(jié)垢。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為一種新型流體沖擊旋轉(zhuǎn)式換熱器，包括殼體以及殼側(cè)流體入口和出口，所述殼體內(nèi)容納有轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子包括前端管箱和后端管箱以及連接它們的換熱管束；后端管箱的管側(cè)流體出口管沿管束方向延伸穿出殼體端部，管側(cè)流體出口管位于殼側(cè)流體流入處設(shè)有葉輪；葉輪和后端管箱之間的殼體設(shè)有徑向隔板，管側(cè)流體出口管穿過該徑向隔板；前端管箱的管側(cè)流體入口管穿出殼體另一端部；徑向隔板兩側(cè)的殼體由位于殼外的連通管連通。所述轉(zhuǎn)子由管側(cè)流體入口管和出口管轉(zhuǎn)動(dòng)支撐于殼體上。所述管束上設(shè)有若干折流板。所述殼側(cè)流體入口為漸縮噴管。所述葉輪葉片采用彎扭葉片。所述殼體內(nèi)周面呈圓柱形。本實(shí)用新型是在傳統(tǒng)管殼式換熱器內(nèi)部設(shè)置葉輪，通過進(jìn)入流體的沖轉(zhuǎn)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，使殼側(cè)流體摻混、傳熱、傳質(zhì)，提高換熱系數(shù)。本實(shí)用新型還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、不易結(jié)垢的特點(diǎn)。以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說明


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為
圖1中葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中1殼側(cè)流體出口，2殼體，3換熱腔，4后端管箱，5殼側(cè)流體入口，6葉輪，7 動(dòng)力腔，8管側(cè)流體出口管，9連通管，10折流板，11換熱管，12前端管箱，13管側(cè)流體入口管，14徑向隔板，15轉(zhuǎn)動(dòng)接頭。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)精神在于使換熱器的管束能夠在殼體內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，摻混殼側(cè)流體， 加快殼側(cè)流體的傳質(zhì)、傳熱過程并相應(yīng)的提高換熱管束的換熱效率。同時(shí)，由于管束對(duì)殼側(cè)流體的攪動(dòng)，降低了換熱器結(jié)垢的可能性。下面將通過具體實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不限于這些實(shí)例。如
圖1和圖2所示，一種新型流體沖擊旋轉(zhuǎn)式換熱器包括殼體2。殼體2的容置空間通過徑向隔板14將殼體2沿長(zhǎng)度方向分為兩個(gè)密閉空間，分別為換熱腔3和動(dòng)力腔7。 在本例中，殼體2兩端分別設(shè)有殼側(cè)流體入口 5和殼側(cè)流體出口 1，它們相應(yīng)的分別連通換熱腔3和動(dòng)力腔7。換熱腔3和動(dòng)力腔7通過位于殼外的連通管9連通。這樣，就將殼側(cè)流體由動(dòng)力腔7引入換熱腔3。作為本實(shí)用新型最重要的部件，殼體2內(nèi)容納有轉(zhuǎn)子。該轉(zhuǎn)子包括前端管箱12和后端管箱4以及連接它們的換熱管束。換熱管束由換熱管11組成。前端管箱12和后端管箱4的作用是分配和匯集換熱管束中的管側(cè)流體。在本例中，前端管箱 12和后端管箱4分別位于換熱腔3的兩端，后端管箱4靠近徑向隔板14。前端管箱12聯(lián)接有管側(cè)流體入口管13，該管側(cè)流體入口管13沿管束方向延伸穿出殼體2的端部并由轉(zhuǎn)動(dòng)接頭轉(zhuǎn)動(dòng)15支撐于該殼體2上。后端管箱4聯(lián)接有管側(cè)流體出口管8，該管側(cè)流體出口管 8沿管束方向延伸依次穿過徑向隔板14、殼側(cè)入口流體和殼體2的另一端部。該管側(cè)流體出口管8通過轉(zhuǎn)動(dòng)接頭15轉(zhuǎn)動(dòng)支撐于該殼體2上。該管側(cè)流體出口管8位于殼側(cè)流體流入處設(shè)有葉輪6，殼側(cè)入口流體沖轉(zhuǎn)葉輪6。為了提高能量轉(zhuǎn)換效率，葉輪6的葉片優(yōu)選彎扭葉片。殼側(cè)流體入口 5采用漸縮噴管，以提高殼側(cè)流體進(jìn)入殼體2的出流速度。殼側(cè)流體的出流方向優(yōu)選從切向沖刷葉輪6。在本例中，為了取得更好的換熱效果和更好的機(jī)械性能，在換熱器殼程中設(shè)有折流板10。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可知，所述殼體2內(nèi)周面優(yōu)選為呈圓柱形。還有，前端管箱12 和后端管箱4以及連接它們的換熱管束的排列方式均應(yīng)相應(yīng)滿足回轉(zhuǎn)體平衡的要求，管側(cè)流體出口管8與徑向隔板14和殼體2以及管側(cè)流體入口管13與殼體2之間應(yīng)采用密封設(shè)計(jì)。本實(shí)用新型的工作原理殼程殼側(cè)流體由殼側(cè)流體入口 5進(jìn)入動(dòng)力腔7并沖轉(zhuǎn)葉輪6，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)葉輪 6做功后的殼側(cè)流體通過連通管9進(jìn)入換熱腔3，經(jīng)過換熱后的殼側(cè)流體最終從殼側(cè)流體出口流出殼體2。管程管側(cè)流體由管側(cè)流體入口管13進(jìn)入到后端管箱4并分配至換熱管束，經(jīng)過換熱后，匯聚于前端管箱12，并最終由管側(cè)流體出口管8排出。
權(quán)利要求1.一種新型流體沖擊旋轉(zhuǎn)式換熱器，包括殼體以及殼側(cè)流體入口和出口，其特征在于 所述殼體內(nèi)容納有轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子包括前端管箱和后端管箱以及連接它們的換熱管束；后端管箱的管側(cè)流體出口管沿管束方向延伸穿出殼體端部，管側(cè)流體出口管位于殼側(cè)流體流入處設(shè)有葉輪；葉輪和后端管箱之間的殼體設(shè)有徑向隔板，管側(cè)流體出口管穿過該徑向隔板； 前端管箱的管側(cè)流體入口管穿出殼體另一端部；徑向隔板兩側(cè)的殼體由位于殼外的連通管連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型流體沖擊旋轉(zhuǎn)式換熱器，其特征在于所述轉(zhuǎn)子由管側(cè)流體入口管和出口管轉(zhuǎn)動(dòng)支撐于殼體上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型流體沖擊旋轉(zhuǎn)式換熱器，其特征在于所述管束上設(shè)有若干折流板。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型流體沖擊旋轉(zhuǎn)式換熱器，其特征在于所述殼側(cè)流體入口為漸縮噴管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型流體沖擊旋轉(zhuǎn)式換熱器，其特征在于所述葉輪葉片采用彎扭葉片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型流體沖擊旋轉(zhuǎn)式換熱器，其特征在于所述殼體內(nèi)周面呈圓柱形。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種新型流體沖擊旋轉(zhuǎn)式換熱器，包括殼體以及殼側(cè)流體入口和出口，所述殼體內(nèi)容納有轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子包括前端管箱和后端管箱以及連接它們的換熱管束；后端管箱的管側(cè)流體出口管沿管束方向延伸穿出殼體端部，管側(cè)流體出口管位于殼側(cè)流體流入處設(shè)有葉輪；葉輪和后端管箱之間的殼體設(shè)有徑向隔板，管側(cè)流體出口管穿過該徑向隔板；前端管箱的管側(cè)流體入口管穿出殼體另一端部；徑向隔板兩側(cè)的殼體由位于殼外的連通管連通。本實(shí)用新型的換熱系數(shù)高，不易結(jié)垢。
文檔編號(hào)F28F9/02GK202013125SQ20112010738
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月13日
發(fā)明者張文強(qiáng) 申請(qǐng)人:張文強(qiáng)