CN114264167A - 一种高效节能波纹管换热器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及换热器技术领域，公开了一种高效节能波纹管换热器，包括壳体，所述壳体的中心设有容腔，壳体的前端和后端分别设有前管箱和后管箱，壳体的容腔内部设有多个沿壳体的轴线设置的第一螺旋波纹管；每个第一螺旋波纹管上均设有桨叶，多个第一螺旋波纹管的一个桨叶组成一组桨叶组，每组桨叶组的两侧分别设有一个环形体，桨叶组两侧的两个环形体之间通过组合杆相互连接；桨筒上设有沿其径向设置的转臂，转臂远离桨筒的一端设有导柱，导柱沿桨筒的轴向设置，桨筒远离转臂的一侧设有扇形板；本发明利用水流驱动多个桨叶同步的移动对螺旋波纹管表面的水垢和壳体表面的水垢进行清理。

Description

一种高效节能波纹管换热器

技术领域

本发明涉及换热器技术领域，更具体地说，它涉及一种高效节能波纹管换热器。

背景技术

不锈钢波节换热管是取代列管的一种新型高能换热管，因其具有耐腐蚀能力强，寿命更长，无点蚀，价钱合理等优点，被广泛应用在化工、石化、精炼、油漆、热电供热、换热设备等领域；由于其特殊的波峰与波谷设计，使流体流动时由于管内外截面连续不断地突变形成强烈湍流。即使在流速很小的情况下，流体在管内外均可形成强烈扰动。大大提高了换热管的传热系数。虽然波纹管由于其外形具有更高的传热系数，但是其外形带来的负面问题是表面水垢的去除相较于平滑表面的换热管来说更困难。

发明内容

本发明提供一种高效节能波纹管换热器，解决相关技术中螺旋波纹管表面水垢的去除相较于平滑表面的换热管来说更困难的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种高效节能波纹管换热器，包括壳体，所述壳体的中心设有容腔，壳体的前端和后端分别设有前管箱和后管箱，壳体的容腔内部设有多个沿壳体的轴线设置的第一螺旋波纹管，多个第一螺旋波纹管均匀环形阵列分布；

每个第一螺旋波纹管上均设有桨叶，多个第一螺旋波纹管的一个桨叶组成一组桨叶组，每组桨叶组的两侧分别设有一个环形体，桨叶组两侧的两个环形体之间通过组合杆相互连接；

桨叶包括桨筒以及固定设于桨筒外周的多个叶片，桨筒套设于第一螺旋波纹管上，并且桨筒的内部设有与第一螺旋波纹管的外螺纹配合的内螺纹；

桨筒上设有沿其径向设置的转臂，转臂远离桨筒的一端设有导柱，导柱沿桨筒的轴向设置，桨筒远离转臂的一侧设有扇形板；环形体上设有与导柱间隙配合的轨道以及与扇形板配合的弧形挡板，轨道沿环形体的径向设置；

水流冲击桨叶，带动桨叶旋转，桨叶旋转通过桨筒与第一螺旋波纹管的螺纹配合使桨筒旋转的同时会沿壳体的轴线移动；

在水流冲击多组桨叶组时能够带动多个环形体沿壳体的轴线移动，桨叶的轴线移动能够对第一螺旋波纹管表面的水垢进行清理，环形体沿壳体的轴线移动能够对壳体的内壁的水垢进行清理；

后管箱与壳体之间设有后管板，后管板上设有连通第一螺旋波纹管的管孔，后管箱内部设有多个U型管，U型管的两端分别通过后管板上的管孔连接两个第一螺旋波纹管；

前管箱与壳体之间设有前管板，前管板上设有连通第一螺旋波纹管的管孔；

壳体上设有连通壳体内部容腔的第一进水口、第二进水口、第一出水口和第二出水口，前管箱上设有第三进水口和第三出水口，前管箱内设有隔板，隔板将前管箱内部空间分隔为两部分，第三进水口和第三出水口分别连接隔板两侧的前管箱内部的空间；

后管箱上设有第四进水口和第四出水口。

通过上述的设置，配置为第三进水口进入第二介质，第二介质通过部分第一螺旋波纹管进入，然后通过U型管进入另一部分第一螺旋波纹管，然后回到前管箱，从第三出水口排出；

第三介质从第四进水口进入从第四出水口流出；第三介质可与第二介质相同；

第一介质从第一进水口或第二进水口进入壳体，从第二出水口或第三出水口排出。

进一步地，转臂靠近壳体的两端的两面均设有一个导柱，两个环形体上均设有与导柱间隙配合的轨道。

进一步，环形体的外部设有第一橡胶套，通过第一橡胶套实现环形体与壳体之间的过盈配合。

进一步地，桨叶组设有多个，多个桨叶组对应的环形体之间通过连杆连接。桨叶的叶片包括三个相互连接构成封闭空间的第一面、第二面和第三面，桨叶的一个叶片的第二面和第三面的交界线与另一个叶片的第一面重合。这样的叶片结构在保留受到水流冲击运动的能力的情况下降低水流的通过性，使桨叶配合环形体能够起到对于壳体内部第一介质的扰流的作用，提高换热效率。

由于水流的单向流动只会使桨叶单向的旋转，从而使环形体单向的移动，当一个环形体移动至壳体左端时关闭第二进水口和第二出水口，开启第一进水口和第一出水口，当一个环形体移动至壳体的右端时关闭第一进水口和第一出水口，开启第二进水口和第二出水口。

进一步地，壳体的中心设有第二螺旋波纹管，第二螺旋波纹管上设有副桨叶，两个环形体之间的第二螺旋波纹管上设有一个副桨叶，副桨叶包括副桨筒和副叶片，副桨筒上设有多个均匀环形阵列分布的副叶片，副桨筒上设有与第二螺旋波纹管配合的内螺纹；

副桨筒上设有套筒，套筒与副桨筒转动的连接，套筒通过连接杆连接环形体。

壳体中心设置第二螺旋波纹管是为了充分利用第一螺旋波纹管之间的空间进行利用。

对于第二螺旋波纹管，后管板上设有连通第二螺旋波纹管的管孔，后管箱内设有副U型管，副U型管的两端分别通过后管板上的管孔连接两个第二螺旋波纹管。

本发明的有益效果在于：

本发明利用水流驱动多个桨叶同步的移动对螺旋波纹管表面的水垢和壳体表面的水垢进行清理。

附图说明

图1是本发明的一种高效节能波纹管换热器的前视图；

图2是本发明的一种高效节能波纹管换热器的内部结构示意图；

图3是本发明的环形体和桨叶组的配合示意图一；

图4是本发明的环形体和桨叶组的配合示意图二；

图5是本发明的桨叶的结构示意图一；

图6是本发明的桨叶的结构示意图二；

图7是本发明的桨叶的结构示意图三；

图8是本发明的壳体内部设置第二螺旋波纹管的结构示意图。

图中：壳体100，前管箱200，后管箱300，第一螺旋波纹管101，桨叶102，环形体103，组合杆104，桨筒105，叶片106，第一面1061，第二面1062，第三面1063，转臂107，扇形板108，轨道109，弧形挡板110，导柱111，第一进水口112，第二进水口113，第一出水口114，第二出水口115，前管板201，第三进水口202，第三出水口203，后管板301，U型管302，第四进水口303，第四出水口304，第二螺旋波纹管401，副桨叶402，连接杆403。

具体实施方式

现在将参考示例实施方式讨论本文描述的主题。应该理解，讨论这些实施方式只是为了使得本领域技术人员能够更好地理解从而实现本文描述的主题，并非是对权利要求书中所阐述的保护范围、适用性或者示例的限制。可以在不脱离本说明书内容的保护范围的情况下，对所讨论的元素的功能和排列进行改变。各个示例可以根据需要，省略、替代或者添加各种过程或组件。另外，相对一些示例所描述的特征在其他例子中也可以进行组合。

实施例一

如图1-图5所示，一种高效节能波纹管换热器，包括壳体100，所述壳体100的中心设有容腔，壳体100的前端和后端分别设有前管箱200和后管箱300，壳体100的容腔内部设有多个沿壳体100的轴线设置的第一螺旋波纹管101，多个第一螺旋波纹管101均匀环形阵列分布；

每个第一螺旋波纹管101上均设有桨叶102，多个第一螺旋波纹管101的一个桨叶组成一组桨叶组，每组桨叶组的两侧分别设有一个环形体103，桨叶组两侧的两个环形体103之间通过组合杆104相互连接；

桨叶102包括桨筒105以及固定设于桨筒105外周的多个叶片106，桨筒105套设于第一螺旋波纹管101上，并且桨筒105的内部设有与第一螺旋波纹管101的外螺纹配合的内螺纹；

桨筒105上设有沿其径向设置的转臂107，转臂107远离桨筒105的一端设有导柱111，导柱111沿桨筒105的轴向设置，桨筒105远离转臂107的一侧设有扇形板108；环形体103上设有与导柱111间隙配合的轨道109以及与扇形板108配合的弧形挡板110，轨道109沿环形体103的径向设置；

水流冲击桨叶102，带动桨叶102旋转，桨叶102旋转通过桨筒105与第一螺旋波纹管101的螺纹配合使桨筒105旋转的同时会沿壳体100的轴线移动；

在上述运动过程的同时，桨叶102的旋转会带动转臂107和扇形板108同步转动，转臂107会带动导柱111绕桨叶102转动，当导柱111转动到轨道109内部，并沿轨道109移动的同时会带动环形体103旋转；

但是由于多个桨叶102受到的水流的冲击力是不平均的，可能会存在部分桨叶102的扇形板108脱离弧形挡板110之后其余的桨叶102的扇形板108并未脱离弧形挡板110，虽然此时部分桨叶102的导柱111进入轨道109，但是其他桨叶102的扇形板108依旧配合弧形挡板110限制环形体103的旋转，因此也限制了导柱111进入轨道109的桨叶102的继续转动；

通过上述的方式限制所有桨叶102转动到导柱111进入轨道109时才能够带动环形体103的旋转，实现属于同一桨叶组的桨叶102的转动的控制，使同一桨叶组的多个桨叶102的旋转角度相差不大，并且能够共同驱动环形体103的旋转和轴向移动；

通过上述的过程，在水流冲击多组桨叶组时能够带动多个环形体103沿壳体100的轴线移动，桨叶102的轴线移动能够对第一螺旋波纹管101表面的水垢进行清理，环形体103沿壳体100的轴线移动能够对壳体100的内壁的水垢进行清理；

后管箱300与壳体100之间设有后管板301，后管板301上设有连通第一螺旋波纹管101的管孔，后管箱300内部设有多个U型管302，U型管302的两端分别通过后管板301上的管孔连接两个第一螺旋波纹管101；

前管箱200与壳体100之间设有前管板201，前管板201上设有连通第一螺旋波纹管101的管孔；

壳体100上设有连通壳体100内部容腔的第一进水口112、第二进水口113、第一出水口114和第二出水口115，前管箱200上设有第三进水口202和第三出水口203，前管箱200内设有隔板，隔板将前管箱200内部空间分隔为两部分，第三进水口202和第三出水口203分别连接隔板两侧的前管箱200内部的空间；

后管箱300上设有第四进水口303和第四出水口304。

通过上述的设置，配置为第三进水口202进入第二介质，第二介质通过部分第一螺旋波纹管101进入，然后通过U型管302进入另一部分第一螺旋波纹管101，然后回到前管箱200，从第三出水口203排出；

第三介质从第四进水口303进入从第四出水口304流出；第三介质可与第二介质相同；

第一介质从第一进水口112或第二进水口113进入壳体100，从第二出水口115或第三出水口203排出。

在本发明的一个实施例中，转臂107靠近壳体100的两端的两面均设有一个导柱111，两个环形体103上均设有与导柱111间隙配合的轨道109。

在本发明的一个实施例中，环形体103与壳体100之间存在摩擦，桨叶102的桨筒105与第一螺旋波纹管101之间存在摩擦，通过摩擦去除水垢；

进一步，环形体103的外部设有第一橡胶套，通过第一橡胶套实现环形体103与壳体100之间的过盈配合。

桨叶102的桨筒105的内壁上设有第二橡胶套，第二橡胶套上设有与第一螺旋波纹管101配合的内螺纹。

第一橡胶套也可以替换成其他能够实现壳体100与环形体103之间的过盈配合的结构，第二橡胶套也可以替换成其他能够实现桨叶102的桨筒105与第一螺旋波纹管101之间的过盈配合的结构。

在本发明的一个实施例中，桨叶组设有多个，多个桨叶组对应的环形体103之间通过连杆连接。

如图6、图7所示，在本发明的一个实施例中，桨叶102的叶片106包括三个相互连接构成封闭空间的第一面1061、第二面1062和第三面1063，桨叶102的一个叶片106的第二面1062和第三面1063的交界线与另一个叶片106的第一面1061重合。这样的叶片106结构在保留受到水流冲击运动的能力的情况下降低水流的通过性，使桨叶102配合环形体103能够起到对于壳体内部第一介质的扰流的作用，提高换热效率。

由于水流的单向流动只会使桨叶102单向的旋转，从而使环形体103单向的移动，当一个环形体103移动至壳体100左端时关闭第二进水口113和第二出水口115，开启第一进水口112和第一出水口114，当一个环形体103移动至壳体100的右端时关闭第一进水口112和第一出水口114，开启第二进水口113和第二出水口115。

实施例二

如图8所示，在实施例一的基础上，壳体100的中心设有第二螺旋波纹管401，第二螺旋波纹管401上设有副桨叶402，两个环形体103之间的第二螺旋波纹管401上设有一个副桨叶402，副桨叶402包括副桨筒和副叶片，副桨筒上设有多个均匀环形阵列分布的副叶片，副桨筒上设有与第二螺旋波纹管401配合的内螺纹；

副桨筒上设有套筒，套筒与副桨筒转动的连接，套筒通过连接杆403连接环形体103。

壳体100中心设置第二螺旋波纹管401是为了充分利用第一螺旋波纹管101之间的空间进行利用。

对于第二螺旋波纹管401，后管板301上设有连通第二螺旋波纹管401的管孔，后管箱300内设有副U型管，副U型管的两端分别通过后管板301上的管孔连接两个第二螺旋波纹管401。

上面结合附图对本实施例的实施例进行了描述，但是本实施例并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实施例的启示下，在不脱离本实施例宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本实施例的保护之内。

Claims (10)

1.一种高效节能波纹管换热器，其特征在于，包括壳体，所述壳体的中心设有容腔，壳体的前端和后端分别设有前管箱和后管箱，壳体的容腔内部设有多个沿壳体的轴线设置的第一螺旋波纹管，多个第一螺旋波纹管均匀环形阵列分布；

每个第一螺旋波纹管上均设有桨叶，多个第一螺旋波纹管的一个桨叶组成一组桨叶组，每组桨叶组的两侧分别设有一个环形体，桨叶组两侧的两个环形体之间通过组合杆相互连接；

桨叶包括桨筒以及固定设于桨筒外周的多个叶片，桨筒套设于第一螺旋波纹管上，并且桨筒的内部设有与第一螺旋波纹管的外螺纹配合的内螺纹；

桨筒上设有沿其径向设置的转臂，转臂远离桨筒的一端设有导柱，导柱沿桨筒的轴向设置，桨筒远离转臂的一侧设有扇形板；环形体上设有与导柱间隙配合的轨道以及与扇形板配合的弧形挡板，轨道沿环形体的径向设置；

后管箱与壳体之间设有后管板，后管板上设有连通第一螺旋波纹管的管孔，后管箱内部设有多个U型管，U型管的两端分别通过后管板上的管孔连接两个第一螺旋波纹管；

前管箱与壳体之间设有前管板，前管板上设有连通第一螺旋波纹管的管孔；

壳体上设有连通壳体内部容腔的第一进水口、第二进水口、第一出水口和第二出水口，前管箱上设有第三进水口和第三出水口，前管箱内设有隔板，隔板将前管箱内部空间分隔为两部分，第三进水口和第三出水口分别连接隔板两侧的前管箱内部的空间；

后管箱上设有第四进水口和第四出水口。

2.根据权利要求1所述的一种高效节能波纹管换热器，其特征在于，第三进水口进入第二介质，第二介质通过部分第一螺旋波纹管进入，然后通过U型管进入另一部分第一螺旋波纹管，然后回到前管箱，从第三出水口排出。

3.根据权利要求1所述的一种高效节能波纹管换热器，其特征在于，第三介质从第四进水口进入从第四出水口流出。

4.根据权利要求1所述的一种高效节能波纹管换热器，其特征在于，第一介质从第一进水口或第二进水口进入壳体，从第二出水口或第三出水口排出。

5.根据权利要求1所述的一种高效节能波纹管换热器，其特征在于，转臂靠近壳体的两端的两面均设有一个导柱，两个环形体上均设有与导柱间隙配合的轨道。

6.根据权利要求1所述的一种高效节能波纹管换热器，其特征在于，桨叶组设有多个，多个桨叶组对应的环形体之间通过连杆连接。

7.根据权利要求1所述的一种高效节能波纹管换热器，其特征在于，桨叶的叶片包括三个相互连接构成封闭空间的第一面、第二面和第三面，桨叶的一个叶片的第二面和第三面的交界线与另一个叶片的第一面重合。

8.根据权利要求1所述的一种高效节能波纹管换热器，其特征在于，壳体的中心设有第二螺旋波纹管，第二螺旋波纹管上设有副桨叶，两个环形体之间的第二螺旋波纹管上设有一个副桨叶，副桨叶包括副桨筒和副叶片，副桨筒上设有多个均匀环形阵列分布的副叶片，副桨筒上设有与第二螺旋波纹管配合的内螺纹；

副桨筒上设有套筒，套筒与副桨筒转动的连接，套筒通过连接杆连接环形体。

9.根据权利要求8所述的一种高效节能波纹管换热器，其特征在于，后管板上设有连通第二螺旋波纹管的管孔，后管箱内设有副U型管，副U型管的两端分别通过后管板上的管孔连接两个第二螺旋波纹管。

10.根据权利要求1所述的一种高效节能波纹管换热器，其特征在于，环形体的外部设有第一橡胶套。

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