CN205090836U - 具有强化换热面的套管式换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有强化换热面的套管式换热器，它包括内管和同轴套设在该内管外的外管，所述外管和内管之间留有环状空腔，所述内管的外表面设置有若干个上部扭曲的棱锥形翅片，所述外管的内表面设置有若干个轴向间隔分布的环形凸棱。本实用新型进一步提升套管换热器的性能，强化了套管换热器的换热能力。

Description

具有强化换热面的套管式换热器

技术领域

本实用新型涉及换热器技术领域，具体涉及一种具有强化换热面的套管式换热器。

背景技术

套管式换热器是一种常见的小型换热器，常作为小型制冷***的冷凝器。常规套管式冷凝器由内管和外管构成，内管置于外管之内，内管与外管都为光管，内管通过冷水，两管之间的环状空间通过制冷剂蒸汽，环状通道内制冷剂蒸汽的热量通过内管管壁与内管通过的冷却水进行热交换，产生相变。套管式换热器结构简单，加工方便，方便增减换热面积，体积小，使用范围广泛。内管表面是冷却水与热流体之间热交换的主要换热面，但是换热表面为光面，则换热面积有限，且蒸汽流通过两管之间的环状截面时，没有任何强化换热的手段，换热系数低，影响了套管换热器的换热效率。为此，人们提出了多种改进措施，中国专利：200910217315.0提出的套管式换热器中，内管主体段为具有多条平行螺旋槽结构的多头螺旋管。此种换热器改善了套管换热器内管以及环状空间内流体流动状态，增加了传热性能，但是内管外表面的换热面积增加有限；中国专利：CN201220096931.2，提出的套管换热器特点是外管为光管，内管为双层壁，且双层壁内管为多头螺旋管。

实用新型内容

本实用新型目的是：为了进一步提升套管换热器的性能，提出一种具有强化换热面的套管式换热器。

本实用新型的技术方案是：一种具有强化换热面的套管式换热器，包括内管和同轴套设在该内管外的外管，所述外管和内管之间留有环状空腔，所述内管的外表面设置有若干个上部扭曲的棱锥形翅片，所述外管的内表面设置有若干个轴向间隔分布的环形凸棱。

本实用新型在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：

所述外管外表面设置有处于所述环形凸棱***的圆环形的横纹槽。

所述棱锥形翅片的高度为0.8～2.2mm，每一米长的所述内管上共设置有7000～15000个所述棱锥形翅片。

所述环形凸棱在所述外管内表面等距离均匀分布，且环形凸棱垂直于外管的轴心线布置。

所述环形凸棱的轴向厚度为3～7mm，径向宽度为0.4～0.7mm，相邻两环形凸棱之间的距离为10～16mm。

所述内管的内表面还设置有若干条槽道。

本实用新型的优点是：相比于传统的套管式换热器，本实用新型套管换热器内管增加了换热面积，同时外管设置的环形凸棱起到了对环状通道内流体的扰动作用，两者的结合，大大强化了套管换热器的换热能力。

附图说明

图1为本实用新型实施例中套管式换热器的结构示意图；

其中：1-板状封头，2-制冷剂蒸汽进口，3-制冷剂冷凝液出口，4-冷却水进口，5-冷却水出口，6-槽道，7-棱锥形翅片，8-内管，9-外管，10-环形凸棱，11-横纹槽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

图1示出了本实用新型这种套管式换热器的一个具体实施例，与传统套管式换热器相同的是，它也包括直径较小的内管8和直径较大的外管9，外管9套在内管8外且二者同轴布置，外管9和内管8之间留有环状空腔。外管9的两端分布设置有制冷剂蒸汽进口2和制冷剂冷凝液出口3，内管8的两端分布设置有冷却水进口4和冷却水出口5。换热器端部通过板状封头1与外管进行焊接，达到密封目的；内管伸出板状封头1并且与板状封头1焊接，内管与作为冷却水进出口的接管相连。

本实施例的关键改进在于：所述内管8的外表面设置有许多上部扭曲的棱锥形翅片7，所述外管9的内表面设置有许多环形凸棱10，这些环形凸棱10沿着外管9的轴向均匀间隔分布，且环形凸棱垂直于外管9的轴心线布置。

而且，所述外管9外表面设置有处于所述环形凸棱10***的圆环形的横纹槽11，外表面的每一条横纹槽11与内表面相应的环形凸棱10一一对应，形成外凹内凸的结构，如图1。如此设计是为了方便所述环形凸棱10的成型。

所述棱锥形翅片7的高度一般为0.8～2.2mm，本例具体为1.3mm。每一米长的内管8上一般共设置7000～15000个(本例为10000个)棱锥形翅片7。

本例中，各环形凸棱10在外管9内表面等距离均匀分布，环形凸棱10的轴向厚度一般为3～7mm(本例具体为5mm)，径向宽度一般为0.4～0.7mm(本例具体为0.4mm)，相邻两环形凸棱10之间的距离为10～16mm(本例具体为15mm)。

此外，本例在所述内管8的内表面还设置有多条槽道6。

相比于传统的套管式换热器，本实施例进一步提升套管换热器的性能，强化了套管换热器的换热能力，其工作原理如下：

内管外表面的翅片增加了管外侧的换热效果，尤其是当作为冷凝器使用时，一般制冷剂的传热特性远低于水的传热特性，因此内管壁面两侧的热阻不匹配，热阻主要集中在制冷剂一侧，提高换热性能的关键是降低制冷剂的换热热阻，在这一侧换热表面上设置翅片，增加换热面积，就可以降低制冷剂一侧的换热热阻。另外一方面，内管内壁面设置多条槽道，可以改变管内冷却水的流场，起到破坏流动边界层的作用，提高管内冷却水换热效果。由于内管外表面具有密集的棱锥形翅片，增大了壁面附近的流体摩擦阻力，当制冷剂蒸汽流过环状通道时，容易从翅片与外管的间隙流过，影响了环状通道内蒸汽的冷凝换热效果。于是在外管内壁设置环形凸棱，且垂直轴向，即与流体流动方向垂直。根据流体力学理论，当制冷剂蒸汽流过凸起时，在其后会产生纵向涡，涡旋可以减薄边界层厚度，加强换热。同时也起到了减少流体从翅片与外管之间缝隙的漏流，使得更多流体流过翅片。

Claims (6)

1.一种具有强化换热面的套管式换热器，包括内管(8)和同轴套设在该内管外的外管(9)，所述外管(9)和内管(8)之间留有环状空腔，其特征在于：所述内管(8)的外表面设置有若干个上部扭曲的棱锥形翅片(7)，所述外管(9)的内表面设置有若干个轴向间隔分布的环形凸棱(10)。

2.根据权利要求1所述的具有强化换热面的套管式换热器，其特征在于：所述外管(9)外表面设置有处于所述环形凸棱(10)***的圆环形的横纹槽(11)。

3.根据权利要求1所述的具有强化换热面的套管式换热器，其特征在于：所述棱锥形翅片(7)的高度为0.8～2.2mm，每一米长的所述内管(8)上共设置有7000～15000个所述棱锥形翅片(7)。

4.根据权利要求1所述的具有强化换热面的套管式换热器，其特征在于：所述环形凸棱(10)在所述外管(9)内表面等距离均匀分布，且各环形凸棱垂直于外管的轴心线布置。

5.根据权利要求4所述的具有强化换热面的套管式换热器，其特征在于：所述环形凸棱(10)的轴向厚度为3～7mm，径向宽度为0.4～0.7mm，相邻两环形凸棱(10)之间的距离为10～16mm。

6.根据权利要求1所述的具有强化换热面的套管式换热器，其特征在于：所述内管(8)的内表面设置有若干条槽道(6)。