CN207300003U - 一种管式换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种管式换热器，包括箱体，箱体内设置换热管，箱体上设置进水口和出水口，进水口、出水口分别与换热管的两端相连通，箱体上还设置介质入口和介质出口，介质入口和介质出口均与箱体的内腔相连通，换热管内设置转动装置。其中，转动装置包括钢支架、旋转轴和螺旋纽带，水流进入换热管内，水流依靠自身流速，驱动螺旋纽带在换热管内不断旋转，螺旋纽带在转动过程中会加速水流的扰动，使水流由层流状态转变为紊流状态，打破换热管内温度分层，从而强化水流与换热管管壁之间的热量传递。与此同时，经过扰动的流体也会减少水垢在换热管管内壁的附着，已附着的水垢也会因为水流的冲刷而脱落，达到自动防垢、除垢的目的。

Description

一种管式换热器

技术领域

本实用新型涉及热交换领域，特别是涉及一种管式换热器。

背景技术

换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用更加广泛。换热器种类很多，但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即：间壁式、混合式和蓄热式，在三类换热器中，间壁式换热器应用最多。管式(又称管壳式、列管式)换热器是最典型的间壁式换热器，它在工业上的应用有着悠久的历史，而且至今仍在所有换热器中占据主导地位。管式换热器主要有壳体、管束、管板和封头等部分组成，壳体多呈圆形，内部装有平行管束，管束两端固定于管板上。在管式换热器内进行换热的两种流体，一种在管内流动，其行程称为管程；一种在管外流动，其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。

现有壳管式换热器内部换热管有光管式、波纹管式等形式，光管式换热管制作工艺简单，安装方便，但管内介质流动状态多为层流，换热效果不佳；波纹管式换热管增大了换热面积的同时也增大了介质流动时的波动性，换热效果得以提升，但采用水为换热介质时管壁结垢严重，且清洗不方便，给换热器的长期运行带来了很***烦。

因此，如何改善现有技术中，管式换热器换热效率不佳、管壁容易结垢的现状，是本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种管式换热器，以解决上述现有技术存在的问题，提高管式换热器的换热效率，同时改善换热器管壁容易结垢的现象。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种管式换热器，包括箱体，所述箱体内设置换热管，所述箱体上设置进水口和出水口，所述进水口、所述出水口分别与所述换热管的两端相连通，所述箱体上还设置介质入口和介质出口，所述介质入口和所述介质出口均与所述箱体的内腔相连通，所述换热管内设置转动装置；

所述转动装置包括钢支架、旋转轴和螺旋纽带，所述螺旋纽带与所述旋转轴相连，所述旋转轴与所述钢支架转动连接，所述旋转轴与所述钢支架之间设置陶瓷轴承，所述钢支架与所述换热管的内壁抵接。

优选地，所述箱体为分体式结构，所述箱体包括依次相连的进水管箱、主体管段和出水管箱，所述进水口设置于所述进水管箱上，所述换热管设置于所述主体管段，所述出水口设置于所述出水管箱上，所述介质入口和所述介质出口均设置于所述主体管段上。

优选地，所述进水管箱上设置第一法兰，所述主体管段的两端分别设置第二法兰和第三法兰，所述出水管箱上设置第四法兰，所述第二法兰和所述第三法兰上分别设置换热管孔，所述换热管的两端分别设置于所述换热孔内，所述第一法兰和所述第二法兰螺栓连接，所述第三法兰和所述第四法兰螺栓连接。

优选地，所述换热管的数量为多个，相邻的所述换热管之间具有间隙，所述换热管等间距均布。

优选地，所述介质入口设置于所述主体管段上靠近所述进水口的一端，所述介质出口设置于所述主体管段上靠近所述出水口的一端。

优选地，所述出水管箱上还设置排污口和排气口。

优选地，所述进水口、所述出水口、所述介质入口和所述介质出口均设置连接管，所述连接管上设置连接法兰。

优选地，所述钢支架包括支撑部和***部，所述支撑部为圆环形，所述支撑部的外表面与所述换热管的内壁抵接，所述支撑部的内壁与所述陶瓷轴承的外圈过盈配合，所述***部呈倒锥台形，所述钢支架设置于所述换热管靠近所述进水管箱的一端。

优选地，所述支撑部内壁设置挡肩和轴承位，所述陶瓷轴承设置于所述轴承位，所述挡肩设置于所述轴承位靠近所述螺旋纽带的一侧，所述轴承位的另一侧设置挡圈。

优选地，所述旋转轴与所述螺旋纽带可拆卸连接，所述旋转轴上设置轴肩。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：本实用新型的管式换热器，在换热管内设置转动装置，转动装置包括钢支架、旋转轴和螺旋纽带，水流进入换热管内，水流依靠自身流速，驱动螺旋纽带在换热管内不断旋转，螺旋纽带在转动过程中会加速水流的扰动，使水流由层流状态转变为紊流状态，打破换热管内温度分层，从而强化水流与换热管管壁之间的热量传递。与此同时，经过扰动的流体也会减少水垢在换热管管内壁的附着，已附着的水垢也会因为水流的冲刷而脱落，达到自动防垢、除垢的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型管式换热器的整体结构示意图；

图2为本实用新型管式换热器的旋转结构的局部示意图；

其中，1为箱体，101为进水管箱，102为主体管段，103为出水管箱，104为第一法兰，105为第二法兰，106为第三法兰，107为第四法兰，2为换热管，3为进水口，4为出水口，5为介质入口，6为介质出口，7为旋转装置，701为钢支架，701a为支撑部，701b为***部，702为旋转轴，703为螺旋纽带，704为陶瓷轴承，8为排污口，9为排气口，10为连接管，11为连接法兰。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种管式换热器，以解决上述现有技术存在的问题，提高管式换热器的换热效率，同时改善换热器管壁容易结垢的现象。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

请参考图1和图2，图1为本实用新型管式换热器的整体结构示意图，图2为本实用新型管式换热器的旋转结构的局部示意图。

本实用新型提供一种管式换热器，包括箱体1，箱体1内设置换热管2，箱体1上设置进水口3和出水口4，进水口3、出水口4分别与换热管2的两端相连通，箱体1上还设置介质入口5和介质出口6，介质入口5和介质出口6均与箱体1的内腔相连通，换热管2内设置转动装置7。

其中，转动装置7包括钢支架701、旋转轴702和螺旋纽带703，螺旋纽带703与旋转轴702相连，旋转轴702与钢支架701转动连接，旋转轴702与钢支架701之间设置陶瓷轴承704，钢支架701与换热管1的内壁抵接。

水流由进水口3进入换热管2内，水流依靠自身流速，驱动螺旋纽带703在换热管2内不断旋转，螺旋纽带703在转动过程中会加速水流的扰动，使水流由层流状态转变为紊流状态，打破换热管2内温度分层，从而强化水流与换热管2管壁之间的热量传递，提高换热效率。与此同时，经过扰动的流体也会减少水垢在换热管2管内壁的附着，已附着的水垢也会因为水流的冲刷而脱落，达到自动防垢、除垢的目的。最终，经过强化换热的水流经过换热管2，由出水口4流出，供给热用户使用。

具体地，箱体1为分体式结构，箱体1包括依次相连的进水管箱101、主体管段102和出水管箱103，进水口3设置于进水管箱101上，换热管2设置于主体管段102的内部，出水口4设置于出水管箱103上，介质入口5和介质出口6均设置于主体管段102上，介质入口5和介质出口6均与主体管段102的内腔相连通。在本具体实施方式中，加热介质为蒸汽(热水)，蒸汽(热水)由介质入口5进入主体管段102的内腔中，开始对换热管2的外壁进行冲刷，将热量传递给换热管2的外壁，完成一个壳程的流动后蒸汽(热水)变为冷凝水(换热后的热水)，冷凝水(换热后的热水)经由介质出口6流出，蒸汽(热水)放热完成，由于吸热的换热管2换热效率的提高，降低了供热端介质入口5和介质出口6的温度差，降低了能耗，节约了能源。

更具体地，进水管箱101上设置第一法兰104，主体管段102的两端分别设置第二法兰105和第三法兰106，出水管箱103上设置第四法兰107，第二法兰105和第三法兰106上分别设置换热管孔，换热管2的两端分别设置于换热孔(图中未示出)内，第一法兰104和第二法兰105螺栓连接，第三法兰106和第四法兰107螺栓连接。此处需要说明的是，第一法兰104和第四法兰107为标准管用法兰，第二法兰105和第三法兰106并不是标准法兰，不同于标准法兰中部是通孔，第二法兰105和第三法兰106中部根据换热管2的尺寸、位置设置换热管孔，换热管2一端***第二法兰105上的换热管孔中，换热管2另一端***第三法兰106上的换热管孔中，第一法兰104和第二法兰105之间加密封垫片用螺栓连接，第三法兰106和第四法兰107之间加密封垫片用螺栓连接，水流进入进水管箱101中，而后进入换热管2中，第二法兰105起到支撑、定位换热管2的同时，还能够防止进水管箱101中的水流进入主体管段102的内腔中。

另外，换热管2的数量为多个，相邻的换热管2之间具有间隙，换热管2等间距均布，根据换热管2的数量和分布具体设置第二法兰105、第三法兰106上的换热管孔。

同时，介质入口5设置于主体管段102上靠近进水口3的一端，介质出口6设置于主体管段102上靠近出水口4的一端，尽可能地增大介质入口5与介质出口6之间的距离，加长蒸汽(热水)与换热管2管壁接触的时间，提高换热效率。

与此同时，出水管箱103上还设置排污口8和排气口9。

在本具体实施方式中，进水口3、出水口4、介质入口5和介质出口6均设置连接管10，连接管10上设置连接法兰11，便于与换热器周边配套设备相连接，提高换热器的适用性。

进一步地，钢支架701包括支撑部701a和***部701b，支撑部701a为圆环形，支撑部701a的外表面与换热管2的内壁抵接，支撑部701a的内壁与陶瓷轴承704的外圈抵接，***部701b包括三个支腿，三个支腿呈倒锥台形，便于钢支架701置入换热管2中，钢支架701设置于换热管2靠近进水管箱101的一端，水流进入换热管2时，转动装置7的螺旋纽带703在水流作用下开始转动。

其中，支撑部701a内壁设置挡肩和轴承位，陶瓷轴承704设置于轴承位，挡肩设置于轴承位的一侧，轴承位的另一侧设置挡圈，轴承位和挡肩用于定位陶瓷轴承704，陶瓷轴承704抗高温、耐腐蚀、强度高，且受热胀冷缩的影响较小。

旋转轴702与螺旋纽带703可拆卸连接，便于螺旋纽带703的清洁和更换，旋转轴702上设置轴肩，防止旋转轴702在转动过程中松脱。

本实用新型的管式换热器，在换热管2中设置了转动装置7，转动装置7包括钢支架701、旋转轴702和螺旋纽带703，螺旋纽带703与旋转轴702相连，旋转轴702与钢支架701转动连接，旋转轴702与钢支架701之间设置陶瓷轴承704，钢支架701与换热管1的内壁抵接。水流由进水口3进入换热管2内，水流依靠自身流速，驱动螺旋纽带703在换热管2内不断旋转，陶瓷轴承704的设置使得螺旋纽带703的旋转更平稳顺畅，螺旋纽带703在转动过程中会加速水流的扰动，使水流由层流状态转变为紊流状态，打破换热管2内温度分层，从而强化水流与换热管2管壁之间的热量传递，提高换热效率。与此同时，经过扰动的流体也会减少水垢在换热管2管内壁的附着，已附着的水垢也会因为水流的冲刷而脱落，达到自动防垢、除垢的目的。最终，经过强化换热的水流经过换热管2，由出水口4流出，供给热用户使用。

本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种管式换热器，其特征在于：包括箱体，所述箱体内设置换热管，所述箱体上设置进水口和出水口，所述进水口、所述出水口分别与所述换热管的两端相连通，所述箱体上还设置介质入口和介质出口，所述介质入口和所述介质出口均与所述箱体的内腔相连通，所述换热管内设置转动装置；

所述转动装置包括钢支架、旋转轴和螺旋纽带，所述螺旋纽带与所述旋转轴相连，所述旋转轴与所述钢支架转动连接，所述旋转轴与所述钢支架之间设置陶瓷轴承，所述钢支架与所述换热管的内壁抵接。

2.根据权利要求1所述的管式换热器，其特征在于：所述箱体为分体式结构，所述箱体包括依次相连的进水管箱、主体管段和出水管箱，所述进水口设置于所述进水管箱上，所述换热管设置于所述主体管段，所述出水口设置于所述出水管箱上，所述介质入口和所述介质出口均设置于所述主体管段上。

3.根据权利要求2所述的管式换热器，其特征在于：所述进水管箱上设置第一法兰，所述主体管段的两端分别设置第二法兰和第三法兰，所述出水管箱上设置第四法兰，所述第二法兰和所述第三法兰上分别设置换热管孔，所述换热管的两端分别设置于所述换热孔内，所述第一法兰和所述第二法兰螺栓连接，所述第三法兰和所述第四法兰螺栓连接。

4.根据权利要求3所述的管式换热器，其特征在于：所述换热管的数量为多个，相邻的所述换热管之间具有间隙，所述换热管等间距均布。

5.根据权利要求2所述的管式换热器，其特征在于：所述介质入口设置于所述主体管段上靠近所述进水口的一端，所述介质出口设置于所述主体管段上靠近所述出水口的一端。

6.根据权利要求2所述的管式换热器，其特征在于：所述出水管箱上还设置排污口和排气口。

7.根据权利要求1所述的管式换热器，其特征在于：所述进水口、所述出水口、所述介质入口和所述介质出口均设置连接管，所述连接管上设置连接法兰。

8.根据权利要求1所述的管式换热器，其特征在于：所述钢支架包括支撑部和***部，所述支撑部为圆环形，所述支撑部的外表面与所述换热管的内壁抵接，所述支撑部的内壁与所述陶瓷轴承的外圈过盈配合，所述***部呈倒锥台形，所述钢支架设置于所述换热管靠近所述进水管箱的一端。

9.根据权利要求8所述的管式换热器，其特征在于：所述支撑部内壁设置挡肩和轴承位，所述陶瓷轴承设置于所述轴承位，所述挡肩设置于所述轴承位靠近所述螺旋纽带的一侧，所述轴承位的另一侧设置挡圈。

10.根据权利要求1所述的管式换热器，其特征在于：所述旋转轴与所述螺旋纽带可拆卸连接，所述旋转轴上设置轴肩。