CN101672590A - 组合管壳式热管换热器 - Google Patents

Abstract

一种组合管壳式热管换热器，包括上壳体和下壳体，其特征是所述的上壳体上设有冷介质进口和冷介质出口，在上壳体中安装有多根U形或直管形上热管，U形或直管形上热管的一端密封固定在上管板上对应的通孔中；所述的下壳体的壳壁上设有热介质进口和热介质出口)，在下壳体中安装有多根U形或直管形下热管，U形或直管形下热管的一端密封固定在下管板上对应的通孔中；所述的上管板与下管板直接相连或分别安装在连接筒体的两端，在上管板与下管板之间形成有一个连通上热管和下热管的汽、液分离交换空间，交换空间装有排气充液管。本发明结构简单，制造、维修方便；可适用很高压力和各种介质，使用范围广等特点。

Description

组合管壳式热管换热器

技术领域

本发明涉及一种换热器，尤其是交换介质不直接接触的热交换设备，具体地说是一种组合管壳式热管换热器。

背景技术

众所周知，热管是一种高效换热元件，用于固体导热、液-液、液-气、气-液、气-气换热等场合，有较高的传热能力。现有的热管换热器是在壳体中间横置一密封隔板，使壳体成为上下两个空间，在隔板上传接有多根换热管，壳体形状大多为方形结构，承受介质的压力较小，一般为微常压，大大限制了热管换热器的使用。热管换热器两种热交换介体分别从壳体上的进出口进出两空间，利用热管的单向导热性实现热交换。这种换热器的换热效率很大程度上取决于内装换热管的数量，但由于热管与隔板间存在密封困难和密封材料占位等原因，使布管密度无法提高，大多采用在管上加装翅片等强化措施来补偿换热面积的减少，而这些措施使热管换热器体积大，占地多。

发明内容

本发明的目的是针对现有的热管换热器存在的加工难度和体积大、耐压性较差的问题，设计一种既耐压，又加工方便和体积小的分体组合式管壳式热管换热器。

本发明的技术方案是：

一种组合管壳式热管换热器，包括上壳体8和下壳体2，其特征是所述的上壳体8的壳壁上设有冷介质进口7和冷介质出口12，在上壳体8中安装有多根U形或直管形上热管9，U形或直管形上热管9的一端密封固定在上管板15上对应的通孔中，上管板15与上壳体8的下端相连，U形或直管形上热管9的另一端悬置或固定在上盖板10中，对于直管形上热管9而言，其悬置或固定在上盖板10中的一端呈封堵状态，上盖板10与上壳体8的上端相连；所述的下壳体2的壳壁上设有热介质进口1和热介质出口16，在下壳体2中安装有多根U形或直管形下热管3，U形或直管形下热管3的一端密封固定在下管板5上对应的通孔中，下管板5与下壳体2的上端相连，U形或直管形下热管3的另一端悬置或固定在下盖板17中，对于直管形下热管9而言，其悬置或固定在下盖板17、10”中的一端呈封堵状态，下盖板17与下壳体2的下端相连；所述的上管板15与下管板5直接相连或分别安装在连接筒体19的两端，从而形成一个完整的由上下两部分相连而成的换热器，在直接相连的上管板15与下管板5的结合面之间或连接筒体19中形成有一个连通上热管9和下热管3的汽、液分离交换空间20，在连接筒体19、上管板15或下盖板17上带连接有排气充液管13，该排气充液管13与所述汽、液分离交换空间20相通或与直管形下热管3的未密封端相通。

所述的上盖板10上连接有排气管11，所述的下盖板17上连接有排液管18。

所述的上热管9和下热管3为直管和U形管的任意组合，即它们同为直管或同为U形管，或上热管9为直管，下热管3为U形管，或上热管9为U形管，下热管3为直管。

所述的上热管9和下热管3的数量相同或不相同。

所述的上壳体8和下壳体2均为圆柱形或方形结构。

当所述的上管板15与下管板5直接相连时，所述的汽、液分离交换空间20很小或没有时，在所述的下壳体2中设有隔板10”，隔板10”与下盖板17之间形成有与下热管3下端相通的分配空间21，下盖板17上安装有与分配空间21相通的排气充液管13。

在所述的8和/或下壳体2中安装有用于支撑其中的上热管9和/或下热管3的支撑件或板。

本发明的有益效果：

本发明通过上下管板的密封对接，使原有各独立的热管组成了一个通过管板间隙而相互连通的管壳式热管换热器，这种换热器由于不存在每根热管与隔板的密封问题，因而可使布管密度大为提高，壳体可采用圆形结构，因此可承受很高压力，适用范围大大扩展。

本发明由于把热管换热器的冷凝段管束和蒸发段管束分别加工后再组装成型，壳体为圆形，可用于中、高压介质，换热管可采用特型管(如波纹管)，由此可提高换热效率，减小设备体积。且一次排气充液即可完成整个换热器的热管制作过程，因此可大大降低加工难度。同时由于冷凝段和蒸发段单独加工，可采用不同材质制作，这样对于冷热流体对设备材质有要求的场合极为有利。再有，由于热管的中间连接部分相通，有自动分布气体及液体的功能，有利于均衡各根管子的传热负荷，避免烧干及不出力现象。对于绝缘有要求的场合，则可以通过工质及密封垫片采用紧固密封得以实现。

本发明还具有结构简单，制造、维修方便的优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图之一。

图2是本发明的结构示意图之二。

图3是本发明的结构示意图之三。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

实施例一。

如图1所示。

一种组合管壳式热管换热器，包括圆柱形上壳体8和同样为圆柱形的下壳体2(具体实施时也可采用其它适合的形状，如方形、多边形、椭圆形等)。上壳体8的壳壁上设有冷介质进口7和冷介质出口12，在上壳体8中安装有多根U形或直管形上热管9(图中所示为U形热管，可采用带翅片或内凹槽、外凹槽的U形热管或直管)，U形或直管形上热管9的一端密封固定在上管板15上对应的通孔中，上管板15与上壳体8的下端可直接焊接相连，也可通过螺栓与焊接在上壳体8上的连接法兰14相连，U形或直管形上热管9的另一端悬置(长度较短时)或固定在上盖板10(长度较长时)中，具体实施时还可通过支撑件或板固定在上壳体8中，对于直管形上热管9而言，其悬置或固定在上盖板10中的一端应采用堵头将开放端封堵住，而U形管由于本身是封闭的，因此无需封堵，只需固定即可，上盖板10与上壳体8的上端相连，在上盖板10上还可连接有排气管11。下壳体2的壳壁上设有热介质进口1和热介质出口16，在下壳体2中安装有多根U形或直管形下热管3(可采用与上热管9形状相同的热管，即同为U形或直管，也可采用与上热管9不相同的形状，即：如果上热管9为U形，下热管3为直管形，上热管9为直管形，下热管3为U形，下热管3的数量可与上热管相同，也可不同)，U形或直管形下热管3的一端密封固定在下管板5上对应的通孔中，下管板5与下壳体2的上端通过焊接直接相连或通过螺栓与预先焊接在下壳体2上的连接法兰4相连，U形或直管形下热管3的另一端悬置或固定在下盖板17中，在下壳体2中还可安装有用于支撑下热管3的下支撑件或板，对于直管形下热管9而言，其悬置或固定在下盖板17中的一端呈封堵状态，下盖板17与下壳体2的下端相连，在下盖板17上可连接有排液管18；上管板15与下管板5分别与连接筒体19的两端相连，从而形成一个完整的由上下两部分相连而成的换热器，在连接筒体19中形成有一个连通上热管9和下热管3的汽、液分离交换空间20，在上管板15上带连接有一个与所述汽、液分离交换空间20相通的排气充液管13。

实施例二。

如图2所示。

本实施例与实施例一的区别在于所述的排气充液管13直接焊接在连接筒体19上并与其中的汽、液分离交换空间20相通。上壳体8的下端与下壳体2的上端连接方式不同，上壳体8的下端与上管板15焊接，连接法兰14与连接筒体19的上端焊接，连接法兰4再与连接筒体19的下端焊接，下壳体2的上端与下管板5焊接，上、下壳体通过螺栓与连接筒体19上的法兰4、14相连。

实施例三。

如图3所示。

本实施例与实施一的区别在于所述的上管板15和下管板5直接焊接相连，在二者的结合面之间形成的气、液分离交换空间20很小或没有时，还应在下壳体2中增加一个隔板10”，将下直管3的下端固定在隔板10”上，并使下直管3固定在隔板10”中的一端与由隔板10”及下盖板17组成的分配空间21相通。如图3，上直管9的上端固定在上盖板10中并加有堵头，上直管9的下端呈开放式与气、液分离交换空间20相通，下直管3的上端固定在下管板5中并呈开通状态，下直管3的下端固定在隔板10”中并且也呈开放式，在下盖板17上安装有与所述分配空间相通的排气充液管13。

上述实施例中的热管既可采用光管，也可采用带翅片或内外凹槽的热管、波纹管等各种能提高热交换效率的热管，当上热管和/或下热管较长时，采用一个(或多个)支撑板或固定板加以支撑。

实施例四。

本实施例与上述实施例一、二、三的区别在于上管壳和下管壳中所安装的热管的形状不相同。具体实施时，当所安装的数量不同时又构成了本发明的其它实施例。

使用过程中，如有一处出现泄漏后就会使整个热管失效，这个问题可通过排气充液管加以解决。当使用一段时间后由于泄漏或反应而造成热管真空度不够时，只要修补好泄漏点，再打开排气充液管重新排一次气即可，从而使得本发明的维修十分简便。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (7)

1、一种组合管壳式热管换热器，包括上壳体(8)和下壳体(2)，其特征是所述的上壳体(8)的壳壁上设有冷介质进口(7)和冷介质出口(12)，在上壳体(8)中安装有多根U形或直管形上热管(9)，U形或直管形上热管(9)的一端密封固定在上管板(15)上对应的通孔中，上管板(15)与上壳体(8)的下端相连，U形或直管形上热管(9)的另一端悬置或固定在上盖板(10)中，对于直管形上热管(9)而言，其悬置或固定在上盖板(10)中的一端呈封堵状态，上盖板(10)与上壳体(8)的上端相连；所述的下壳体(2)的壳壁上设有热介质进口(1)和热介质出口(16)，在下壳体(2)中安装有多根U形或直管形下热管(3)，U形或直管形下热管(3)的一端密封固定在下管板(5)上对应的通孔中，下管板(5)与下壳体(2)的上端相连，U形或直管形下热管(3)的另一端悬置或固定在下盖板(17)中，对于直管形下热管(9)而言，其悬置或固定在下盖板(17)中的一端呈封堵状态，下盖板(17)与下壳体(2)的下端相连；所述的上管板(15)与下管板(5)直接相连或分别安装在连接筒体(19)的两端，从而形成一个完整的由上下两部分相连而成的换热器，在直接相连的上管板(15)与下管板(5)的结合面之间或连接筒体(19)中形成有一个连通上热管(9)和下热管(3)的汽、液分离交换空间(20)，在连接筒体(19)、上管板(15)或下盖板(17)上带连接有排气充液管(13)，该排气充液管(13)与所述汽、液分离交换空间(20)相通或与直管形下热管(3)的未密封端相通。

2、根据权利要求1所述的组合管壳式热管换热器，其特征是所述的上盖板(10)上连接有排气管(11)，所述的下盖板(17)上连接有排液管(18)。

3、根据权利要求1所述的组合管壳式热管换热器，其特征是所述的上热管(9)和下热管(3)为直管和U形管的任意组合，即它们同为直管或同为U形管，或上热管(9)为直管，下热管(3)为U形管，或上热管(9)为U形管，下热管(3)为直管。

4、根据权利要求1所述的组合管壳式热管换热器，其特征是所述的上热管(9)和下热管(3)的数量相同或不相同。

5、根据权利要求1所述的组合管壳式热管换热器，其特征是所述的上壳体(8)和下壳体(2)均为圆柱形或方形结构。

6、根据权利要求1所述的组合管壳式热管换热器，其特征是当所述的上管板(15)与下管板(5)直接相连时，所述的汽、液分离交换空间(20)很小或没有时，在所述的下壳体(2)中设有隔板(10”)，隔板(10”)与下盖板(17)之间形成有与下热管(3)下端相通的分配空间(21)，下盖板(17)上安装有与分配空间(21)相通的排气充液管(13)。

7、根据权利要求1所述的组合管壳式热管换热器，其特征是在所述的(8)和/或下壳体(2)中安装有用于支撑其中的上热管(9)和/或下热管(3)的支撑件或板。

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