CN209485111U - 一种换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种换热器，其属于换热设备技术领域。该换热器包括壳体、换热管和磁场发生器。其中，换热管设置于壳体的容纳腔中，换热管内通有冷却液，其内设置有多个扰流子，扰流子具有磁性，磁场发生器设置于壳体的两侧，磁场发生器的数量为两个，两个磁场发生器分别对应设置在换热管的两端，以驱动扰流子沿换热管的长度方向运动。在壳体内部通有高温的流体，在换热管内通过冷却液，并使高温流体与换热管的外壁接触，扰流子逆着冷却液的流动方向发生高速旋转，在磁场发生器的作用下，扰流子能够沿换热管的长度方向运动，通过改变磁场发生器发生信号的强弱来使扰流子来回运动，从而提高换热管的换热效率。

Description

一种换热器

技术领域

本实用新型涉及换热设备技术领域，尤其涉及一种换热器。

背景技术

在我国，余热占燃料消耗量的比例较高，余热的高效利用是降低我国能耗的重要手段。在火力发电企业，石化企业，冶金企业和轻工企业等高能耗企业中，换热设备的投资额约占总建设投资的30％～40％。其中，主流的换热设备中，列管式换热器以其特有的换热方式和高效的换热效果占整个换热器市场的一半以上。列管式换热器在使用过程中，管内的冷却水容易在管壁上形成水垢，该水垢包括以碳酸钙为主的硬垢和以生物粘泥为主的软垢，水垢长期堆积，且水垢的热阻较大，就会使换热效率大幅下降。

以螺旋转子为代表的强化换热设备，在列管式换热器中得到广泛应用，螺旋转子的工作原理是：在冷却水水流的冲击下，螺旋转子在管内快速旋转，使管内的水流由层流变为湍流，打破管壁边界滞留层，大幅减少对流热阻，强化换热效率；同时湍急的水流会防止污垢在管壁的附着，起到防垢和除垢的作用。但是在实际使用过程中，为了提高效果而使用的螺旋转子数量较多，导致换热管内的水阻很大，并且由于转子在换热管内的位置固定，螺旋转子无法自清理存在于自身的表面滞留层，螺旋转子表面会逐渐被污垢附着，使管道流通面积减少，水阻增加，螺旋转子的扰流能力下降，最终失效；此外，由于管内水阻增大，从而增加了外部水泵的运行负荷，不利于节能，而且对螺旋转子连接件的强度要求较高。

因此，本实用新型提出一种换热器，可以有效解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种换热器，避免了扰流子以及换热管内产生水垢的现象，同时提高了换热效率，降低了能耗。

如上构思，本实用新型所采用的技术方案是：

一种换热器，包括：

壳体；

换热管，其设置于所述壳体的容纳腔中，所述换热管内转动地设置有多个扰流子，所述扰流子被配置为在所述换热管内的冷却液的冲击作用下转动，所述扰流子具有磁性；以及

磁场发生器，所述磁场发生器的数量为两个，两个所述磁场发生器分别对应设置在所述换热管的两端，以驱动所述扰流子沿所述换热管的长度方向运动。

进一步地，所述换热管内穿设有导向绳，所述导向绳上套设有多个所述扰流子，所述扰流子能够在所述导向绳上转动。

进一步地，所述换热管的两端分别设置有一个限位架，所述导向绳的两端分别连接一个所述限位架，以将所述导向绳拉紧。

进一步地，所述导向绳上固定设置有多个限位件，相邻两个所述限位件的间距由所述导向绳的两端向中间逐渐减小，相邻的两个所述扰流子之间设置有一个所述限位件。

进一步地，所述扰流子包括转子和磁芯，所述磁芯设置于所述转子的内部。

进一步地，所述转子包括固定座和多个叶片，多个所述叶片沿所述固定座的周向均布设置。

进一步地，所述壳体上设置有流体入口和流体出口，所述流体入口、所述流体出口与所述容纳腔连通。

进一步地，所述壳体内还设置有冷却液通道，所述冷却液通道与所述换热管连通。

进一步地，所述冷却液通道的数量为两个，两个所述冷却液通道分别与所述换热管的两端连通。

进一步地，所述换热管的数量为多个，多个所述换热管相互平行设置。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提出的换热器，包括壳体、换热管和磁场发生器。其中，换热管设置于壳体的容纳腔中，换热管内通有冷却液，其内转动地设置有多个扰流子，扰流子具有磁性，磁场发生器设置于壳体上，磁场发生器的数量为两个，两个磁场发生器分别对应设置在换热管的两端，以驱动扰流子沿换热管的长度方向运动。在壳体内部通有高温的流体，在换热管内通过冷却液，并使高温流体与换热管的外壁接触，换热管内通有冷却液之后，扰流子便逆着冷却液的流动方向发生高速的旋转，然后在磁场发生器的作用下，使得扰流子能够沿换热管的长度方向运动，相比现有的换热设备，在换热管内一定的区域内，通过一个扰流子的直线运动，使得扰流的区间变长，故可以替代这个区域内的多个螺旋转子，并实现相同的扰流效果。通过改变磁场发生器发生信号的强弱来使扰流子来回运动，使得换热管内的冷却液的流动状态由层流变成紊流，来提高换热管的换热效率，此外，还可以避免换热管的内壁以及扰流子自身产生水垢的现象。

附图说明

图1是本实用新型提供的换热器的结构示意图；

图2是图1中A处的局部放大图。

图中：

1、壳体；2、换热管；3、磁场发生器；

11、容纳腔；12、流体入口；13、流体出口；14、冷却液通道；21、管体；22、导向绳；23、限位架；24、限位件；25、扰流子；

141、通道口；251、转子；252、磁芯。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。

现有换热设备中，列管式换热器较为常用，同时也存在一些问题。比如换热管内的转子过多，造成水阻增大，即增大了供水设备的运行负荷；此外，由于转子在换热管内的位置固定，因此，转子自身产生水垢的概率大大提高，水垢的热阻比较大，使得换热效率降低。在工作时，高温的流体与换热换的外壁接触，导致换热管的外层冷却液变热，而芯部的冷却液仍处在低温状态，换热效率大大降低。因此本实施例提供一种换热器，以解决上述问题。具体如下。

如图1所示为本实施例提供的换热器的结构示意图，该换热器包括壳体1、换热管2和磁场发生器3。其中，换热管2设置于壳体1的容纳腔11中，换热管2包括管体21。在本实施例中，换热管2的数量有三个，当然也可以根据实际所需增减，三个换热管2平行设置。管体21内通有冷却液，其内转动地设置有多个扰流子25，当换热管2内通有具有高流速的冷却液时，冷却液与扰流子25接触，使扰流子25发生高速的转动。扰流子25具有磁性，在壳体1上相对的两侧设置有两个磁场发生器3，两个磁场发生器3分别对应设置在换热管2的两端，即换热管2的每一端均对应设置一个磁场发生器3。当磁场发生器3工作时会产生磁场，使得位于磁场内的扰流子25发生移动，扰流子25沿换热管2的长度方向运动。

具体工作过程为，在壳体1内部通有高温的流体，在换热管2内通过冷却液，并使高温流体与换热管2的外壁接触，换热管2内通有冷却液之后，扰流子25逆着冷却液的流动方向受到流体的冲击，并在冲击力的作用下发生高速的旋转，然后在磁场发生器3的作用下，使得扰流子25能够沿换热管2的长度方向运动，并可以通过改变磁场的强弱来使扰流子25来回运动。相比现有的列管式换热器，本实施例中的一个扰流子25来回运动可以增大单个扰流子25的扰流区间，代替传统的一个区间内多个螺旋转子的共同旋转，以实现相同的扰流效果。此外，由于扰流子25的自转以及来回往复的直线运动，相比传动螺旋转子位于固定位置上自转，本实施例中的扰流子25不容易产生水垢，同时由于扰流子25的来回运动，使得与换热管2内壁接触的冷却液始终保持紊乱的流动状态，因此换热管2的内壁上不容易产生水垢。

如图1所示，壳体1上设置有流体入口12和流体出口13，流体入口12、流体出口13与容纳腔11连通，壳体1内还设置有冷却液通道14，冷却液通道14与换热管2的一端开口连通。具体地，高温的流体由流体入口12流入容纳腔11中，经换热后，冷却液由流体出口13流出。冷却液通道14的数量为两个，两个冷却液通道14分别设置于壳体1的两侧，每一个冷却液通道14均设置有一个通道口141，且其中一个通道口141负责通入冷却液，另一个则负责流出冷却液。两个冷却液通道14分别对应与一侧的换热管2连通，并向换热管2内供给冷却液，另一个冷却液通道14则与换热管2的另一端连通，负责流出冷却液。

在本实施例中，如图2所示，扰流子25包括转子251和磁芯252，磁芯252设置于转子251的内部，磁芯252可以为永磁铁；转子251包括固定座和多个叶片，固定座为圆形结构，多个叶片沿圆形的固定座的周向均布设置。具体地，转子251内部设置有容纳空间，用来容纳磁芯252。固定座上均匀设置有多个叶片，以便于转子251在换热管2内高速稳定的转动。

为了使扰流子25在换热管2内稳定的转动，换热管2内穿设有导向绳22，导向绳22穿设于多个扰流子25内，每个扰流子25均能够在导向绳22上转动，一根导向绳22上安装有多个扰流子25，为了使导向绳22在换热管2内处于绷紧状态，在换热管2的两端分别设置有一个限位架23，导向绳22的两端分别固定连接一个限位架23，限位架23为三角架，在三角架上设置有一个限位帽，限位帽与导向绳22连接，以将导向绳22拉紧。由于三角架与换热管2之间具有间隙，故可以供冷却液由三角架与换热管2的间隙中流动。

在本实施例中，如图1所示，导向绳22上固定设置有多个限位件24，相邻两个限位件24的间距由导向绳22的两端向中间逐渐减小，两个扰流子25之间设置有一个限位件24，即每两个扰流子25之间被一个限位件24间隔开，则每个扰流子25都有其自身活动的区域，再通过磁场发生器3的作用，每个扰流子25对该区域内的冷却液进行扰动，使层流变为紊流，从而提高换热效率。而且，与现有的列管式换热器相比，本实施例中的每个扰流子25在自转的基础上，还可以沿换热管2的长度方向运动，以此来降低扰流子25自身产生水垢的概率。而且，对于粘性较大的流体而言，也具有一定的适应性。

此外，由于换热管2内的冷却液具有一定的流速，故扰流子25在换热管2内运动时具有一定的阻力，由于远离磁场发生器3的扰流子25受到磁场发生器3的作用较弱，导致扰流子25的运动距离较短，因此，相邻两个限位件24之间的间距由导向绳22的两端向中间逐渐减小设置，以便使每个扰流子25均能够在相邻两个限位件24之间运动，以对管体21内的冷却液进行拨动，提高换热效率。

在安装磁场发生器3时需要注意，两个磁场发生器3中，其中一个磁场发生器3起到吸引扰流子25的作用，另一个则起到排斥扰流子25的作用。由于磁场发生器3对扰流子25的吸引力方向与冷却液的流动方向相反，故具有吸引力的磁场发生器3应安装在冷却液流动方向的上游，反之，另一个磁场发生器3则安装在下游。由于扰流子25在逆着水流的方向才能进行高速旋转，又因为在水阻的作用下，扰流子25若想在换热管2内运动，则需要具有吸引力的磁场发生器3对其进行吸引。而此时，具有推动力的磁场发生器3则推着扰流子25运动。在两个磁场发生器3的共同作用下，使得位于二者之间的扰流子25可以在规定的区域内往复运动。

此外，相比传统的螺旋转子而言，其只适用于直管的换热器。而本实施例提供的换热器，在磁场发生器3的作用下，扰流子25可以在换热管2内移动，使得使用范围更加的广泛，可以用于弯管中，而不只限于直管。

本实施例的工作过程为：首先将冷却液通道14通过通道口141外接冷却液循环设备，以对换热管2内通入冷却液，使得每个扰流子25在冷却液的作用下高速转动，然后由流体入口12处通入高温流体，进行换热。此时，启动磁场发生器3，以驱动扰流子25在换热管2内往复运动，将冷却液的流动状态由层流变为紊流，使得换热管2内的冷却液保持相同的温度。此外，由于扰流子25自转以及来回往复移动，使得其自身不易存有水垢，起到自清洁的目的，并提高了换热效率。

以上实施方式只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施方式限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种换热器，其特征在于，包括：

壳体(1)；

换热管(2)，其设置于所述壳体(1)的容纳腔(11)中，所述换热管(2)内转动地设置有多个扰流子(25)，所述扰流子(25)被配置为在所述换热管(2)内的冷却液的冲击作用下转动，所述扰流子(25)具有磁性；以及

磁场发生器(3)，所述磁场发生器(3)的数量为两个，两个所述磁场发生器(3)分别对应设置在所述换热管(2)的两端，以驱动所述扰流子(25)沿所述换热管(2)的长度方向运动。

2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述换热管(2)内穿设有导向绳(22)，所述导向绳(22)上套设有多个所述扰流子(25)，所述扰流子(25)能够在所述导向绳(22)上转动。

3.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，所述换热管(2)的两端分别设置有一个限位架(23)，所述导向绳(22)的两端分别连接一个所述限位架(23)，以将所述导向绳(22)拉紧。

4.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，所述导向绳(22)上固定设置有多个限位件(24)，相邻两个所述限位件(24)的间距由所述导向绳(22)的两端向中间逐渐减小，相邻的两个所述扰流子(25)之间设置有一个所述限位件(24)。

5.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述扰流子(25)包括转子(251)和磁芯(252)，所述磁芯(252)设置于所述转子(251)的内部。

6.根据权利要求5所述的换热器，其特征在于，所述转子(251)包括固定座和多个叶片，多个所述叶片沿所述固定座的周向均布设置。

7.根据权利要求1-6任一项所述的换热器，其特征在于，所述壳体(1)上设置有流体入口(12)和流体出口(13)，所述流体入口(12)、所述流体出口(13)与所述容纳腔(11)连通。

8.根据权利要求1-6任一项所述的换热器，其特征在于，所述壳体(1)内还设置有冷却液通道(14)，所述冷却液通道(14)与所述换热管(2)连通。

9.根据权利要求8所述的换热器，其特征在于，所述冷却液通道(14)的数量为两个，两个所述冷却液通道(14)分别与所述换热管(2)的两端连通。

10.根据权利要求1-6任一项所述的换热器，其特征在于，所述换热管(2)的数量为多个，多个所述换热管(2)相互平行设置。