CN220083759U - 一种换热效率高的缠绕管式换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种换热效率高的缠绕管式换热器，具体涉及换热器技术领域，包括壳体、内架、芯轴，所述内架将所述壳体的内腔分隔成四个绕着壳体内腔的中心轴周向分布的换热通道，所述芯轴沿着所述换热通道设置，所述芯轴外侧套接有至少两层螺旋缠绕管；本实用新型利用内架将壳体的内腔分隔成四个绕着壳体内腔的中心轴周向分布的换热通道，相比传统的直通型换热通道，在同样长度的壳体情况下，能够延长介质的换热路径，介质依次通过多个换热通道时，利用螺旋缠绕管输送的冷源或热源进行换热，延长了介质与冷源或热源的换热时间，换热效率高。

Description

一种换热效率高的缠绕管式换热器

技术领域

本实用新型涉及换热器技术领域，特别涉及一种换热效率高的缠绕管式换热器。

背景技术

缠绕管式换热器不仅是大型石油化工生产过程重要的单元设备,而且还是一种节能设备。传统的管壳式换热器换热管长度有限，单位体积内布置的换热面积较小。缠绕管式热交换器，由于其结构特点可实现多介质同时换热，具有结构紧凑，换热面积大、传热效率高、能源消耗低、占地面积小等特点，炼油、煤化工、甲醇生产和精细化工等领域得到越来越广范的使用，因此市场对缠绕管式热交换器的需求量也越来越大。

缠绕管式换热器通常具有多层螺旋的缠绕管，如中国专利申请号为CN201720845981.9公开的一种结构稳定的缠绕管式换热器。包括壳体，每组螺旋管束的螺旋管环状螺旋并列密排，螺旋管的螺旋线与竖直方向倾斜夹角为20～45度，相邻组的螺旋管束内外包覆设置，相邻内外层的螺旋管螺旋方向相反，且相互垂直螺旋设置。为了提高结构稳定性，优化方案中还设有固定架、加强环。通过各组螺旋管束的螺旋管缠绕方式增强了设备结构的稳定性，在一定的占地空间范围内提高了设备的换热能力。

现有技术的缠绕管式换热器，普遍存在以下问题：换热通道为直通型结构，介质无阻碍地经过换热通道，介质与螺旋管内的流体之间的热交换时间短，换热效率低。因此，需要设计一种换热效率高的缠绕管式换热器，能够解决上述问题。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种换热效率高的缠绕管式换热器，以解决现有技术的缠绕管式换热器换热效率低的问题。

一种换热效率高的缠绕管式换热器，包括壳体、设于所述壳体内侧的内架、固定在所述内架上的芯轴，所述壳体上设有进料口、出料口，所述内架将所述壳体的内腔分隔成四个绕着所述壳体内腔的中心轴周向分布的换热通道，所有的所述换热通道均沿所述内架的长度方向延伸，所述进料口与第一个所述换热通道的右端连通，第一个所述换热通道的左端与第二个所述换热通道的左端连通，第二个所述换热通道的右端与第三个所述换热通道的右端连通，第三个所述换热通道的左端与第四个所述换热通道的左端连通，第四个所述换热通道的右端与所述出料口连通，所述芯轴沿着所述换热通道设置，所述芯轴外侧套接有至少两层螺旋缠绕管。

具体的，每个所述换热通道内均设有垫座，所述垫座中部形成一个类圆形的窄通道，所述窄通道左右贯通并且外侧具有开口，所述芯轴沿左右方向贯穿所述窄通道。

具体的，每层所述螺旋缠绕管均采用单根管或多根管绕制而成，相邻两层所述螺旋缠绕管的螺旋方向相反。

具体的，相邻两层所述螺旋缠绕管之间通过垫条间隔。

具体的，所述内架左右两端分别连接有挡板，所述芯轴的端部固定在所述挡板上，至少一个所述挡板上设有安装孔，所述螺旋缠绕管的端部穿过所述安装孔。

具体的，所述壳体的左右两端均连接有端盖，至少一个所述端盖上设有管口，所述螺旋缠绕管的端部从所述管口延伸出去。

具体的，所述内架的左上方设有连通第一个所述换热通道与第二个所述换热通道的第一缺口，所述内架的右后方设有连通第二个所述换热通道与第三个所述换热通道的第二缺口，所述内架的左下方设有连通第三个所述换热通道与第四个所述换热通道的第三缺口。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的一种换热效率高的缠绕管式换热器，利用内架将壳体的内腔分隔成四个绕着壳体内腔的中心轴周向分布的换热通道，相比传统的直通型换热通道，在同样长度的壳体情况下，能够延长介质的换热路径，并且芯轴沿着换热通道设置，芯轴外侧套接有至少两层螺旋缠绕管，介质依次通过多个换热通道时，利用螺旋缠绕管输送的冷源或热源进行换热，延长了介质与冷源或热源的换热时间，换热效率高。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型的缠绕管式换热器的立体结构图；

图2为本实用新型的缠绕管式换热器的主视图；

图3为图2中A-A面的剖面图；

图4为本实用新型的缠绕管式换热器的***图；

图5为本实用新型的内架、芯轴和垫座组合后的结构示意图；

图6为本实用新型的内架、芯轴和垫座的***图一；

图7为本实用新型的内架、芯轴和垫座的***图二；

图8为本实用新型的螺旋缠绕管、垫条的结构示意图。

附图标记为：壳体10、内架20、芯轴30、换热通道11、螺旋缠绕管40、进料口12、出料口13、垫座50、窄通道51、开口52、垫条60、挡板21、安装孔211、端盖70、管口71、第一缺口22、第二缺口23、第三缺口24。

具体实施方式

本实用新型提供一种换热效率高的缠绕管式换热器，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1到图4所示：本实施例公开了一种换热效率高的缠绕管式换热器，包括壳体10、设于壳体10内侧的内架20、固定在内架20上的芯轴30，壳体10上设有进料口12、出料口13，内架20将壳体10的内腔分隔成四个绕着壳体10内腔的中心轴周向分布的换热通道11，所有的换热通道11均沿内架20的长度方向延伸，进料口12与第一个换热通道11的右端连通，第一个换热通道11的左端与第二个换热通道11的左端连通，第二个换热通道11的右端与第三个换热通道11的右端连通，第三个换热通道11的左端与第四个换热通道11的左端连通，第四个换热通道11的右端与出料口13连通，芯轴30沿着换热通道11设置，芯轴30外侧套接有至少两层螺旋缠绕管40。

本实施例的缠绕管式换热器，利用内架20将壳体10的内腔分隔成四个绕着壳体10内腔的中心轴周向分布的换热通道11，相比传统的直通型换热通道，在同样长度的壳体10情况下，能够延长介质的换热路径，并且芯轴30沿着换热通道11设置，芯轴30外侧套接有至少两层螺旋缠绕管40，介质依次通过多个换热通道11时，利用螺旋缠绕管40输送的冷源或热源进行换热，延长了介质与冷源或热源的换热时间，换热效率高。

如图3、6、7所示，本实施例的换热通道11的数量为四个，其中，设置第一个换热通道11的左右两端分别为出料端、进料端，设置第二个换热通道11的左右两端分别为进料端、出料端，设置第三个换热通道11的左右两端分别为出料端、进料端，设置第四个换热通道11的左右两端分别为进料端、出料端，进料口12与第一个换热通道11的进料端连通，第一个换热通道11的出料端与第二个换热通道11的进料端连通，第二个换热通道11的出料端与第三个换热通道11的进料端连通，第三个换热通道11的出料端与第四个换热通道11的进料端连通，出料口13与第四个换热通道11的出料端连通，介质从进料口12位置进料，进入第一个换热通道11，再经过第二个换热通道11，然后经过第三个换热通道11，最后经过第四个换热通道11，从第四个换热通道11下方的出料口13位置排出，介质经过四个换热通道11的过程中，与螺旋缠绕管40输送的冷源或热源进行换热，换热路径长，换热效率高。

如图4到图6所示，每个换热通道11内均设有垫座50，垫座50可通过螺丝或焊接的方式固定在内架20上，垫座50中部形成一个类圆形的窄通道51，窄通道51左右贯通并且外侧具有开口52，开口52朝向壳体10设置，通过设置开口52，能够减少垫座50的体积，还能够便于芯轴30的安装，芯轴30沿左右方向贯穿窄通道51，通过设置窄通道51，而且窄通道51呈类圆形结构，当芯轴30外侧缠绕上螺旋缠绕管40后，螺旋缠绕管40的外形呈类似圆柱形而位于窄通道51中，因此使得介质经过窄通道51时，大部分都能从螺旋缠绕管40直接流过，提高了介质与螺旋缠绕管40输送的冷源或热源之间的换热效率。

如图5所示，内架20左右两端分别连接有挡板21，芯轴30的两个端部均固定在右侧的挡板21上，右侧的挡板上设有安装孔211，螺旋缠绕管40的端部穿过安装孔211，利用安装孔211对螺旋缠绕管40进行固定，使得螺旋缠绕管40能够有序地接入或引出。

如图1到图3所示，壳体10的左右两端均连接有端盖70，右侧的端盖70上设有管口71，螺旋缠绕管40的端部从管口71延伸出去，结构简单，螺旋缠绕管40的安装难度低。

如图6到图7所示，内架20中部的轴截面为“十”字形结构，因此内架20装入壳体10的内腔后，内架20将壳体10的内腔分隔成四个绕着壳体10内腔的中心轴周向分布的换热通道11，此外，在内架20的左上方设有连通第一个换热通道11与第二个换热通道11的第一缺口22，内架20的右后方设有连通第二个换热通道11与第三个换热通道11的第二缺口23，内架20的左下方设有连通第三个换热通道11与第四个换热通道11的第三缺口24，介质经过第一个换热通道11后，从第一缺口22位置进入第二个换热通道11，介质经过第二个换热通道11后，从第二缺口23位置进入第三个换热通道11，介质经过第三个换热通道11后，从第三缺口24位置进入第四个换热通道11，介质每进入一个换热通道11都需要转换方向，避免介质较快地从出料口13流出，导致换热效果不理想，本实施例经过多次转换方向，并且延长了换热路径，使得换热器的换热效率得到提高。

如图8所示，每层螺旋缠绕管40均可以采用单根管或多根管绕制而成，本实施例的每层螺旋缠绕管40均采用单根管绕制而成，而且相邻两层螺旋缠绕管40的螺旋方向相反，改变了相邻两层螺旋缠绕管40内流体的流动状态，使换热通道11内的流体形成强烈湍流，换热通道11内螺旋流动得到增强，提高了换热通道11内介质的换热效率。

如图8所示，相邻两层螺旋缠绕管40之间通过垫条60间隔，垫条60通过焊接将螺旋缠绕管40固定，加强了各层螺旋缠绕管40的结构强度，防止换热器工作时振动。

以上对本实用新型的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出各种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本发明创造权利要求所限定的范围内。

Claims (7)

1.一种换热效率高的缠绕管式换热器，其特征在于，包括壳体(10)、设于所述壳体(10)内侧的内架(20)、固定在所述内架(20)上的芯轴(30)，所述壳体(10)上设有进料口(12)、出料口(13)，所述内架(20)将所述壳体(10)的内腔分隔成四个绕着所述壳体(10)内腔的中心轴周向分布的换热通道(11)，所有的所述换热通道(11)均沿所述内架(20)的长度方向延伸，所述进料口(12)与第一个所述换热通道(11)的右端连通，第一个所述换热通道(11)的左端与第二个所述换热通道(11)的左端连通，第二个所述换热通道(11)的右端与第三个所述换热通道(11)的右端连通，第三个所述换热通道(11)的左端与第四个所述换热通道(11)的左端连通，第四个所述换热通道(11)的右端与所述出料口(13)连通，所述芯轴(30)沿着所述换热通道(11)设置，所述芯轴(30)外侧套接有至少两层螺旋缠绕管(40)。

2.根据权利要求1所述的一种换热效率高的缠绕管式换热器，其特征在于，每个所述换热通道(11)内均设有垫座(50)，所述垫座(50)中部形成一个类圆形的窄通道(51)，所述窄通道(51)左右贯通并且外侧具有开口(52)，所述芯轴(30)沿左右方向贯穿所述窄通道(51)。

3.根据权利要求1所述的一种换热效率高的缠绕管式换热器，其特征在于，每层所述螺旋缠绕管(40)均采用单根管或多根管绕制而成，相邻两层所述螺旋缠绕管(40)的螺旋方向相反。

4.根据权利要求1所述的一种换热效率高的缠绕管式换热器，其特征在于，相邻两层所述螺旋缠绕管(40)之间通过垫条(60)间隔。

5.根据权利要求1所述的一种换热效率高的缠绕管式换热器，其特征在于，所述内架(20)左右两端分别连接有挡板(21)，所述芯轴(30)的的端部固定在所述挡板(21)上，至少一个所述挡板(21)上设有安装孔(211)，所述螺旋缠绕管(40)的端部穿过所述安装孔(211)。

6.根据权利要求1所述的一种换热效率高的缠绕管式换热器，其特征在于，所述壳体(10)的左右两端均连接有端盖(70)，至少一个所述端盖(70)上设有管口(71)，所述螺旋缠绕管(40)的端部从所述管口(71)延伸出去。

7.根据权利要求1所述的一种换热效率高的缠绕管式换热器，其特征在于，所述内架(20)的左上方设有连通第一个所述换热通道(11)与第二个所述换热通道(11)的第一缺口(22)，所述内架(20)的右后方设有连通第二个所述换热通道(11)与第三个所述换热通道(11)的第二缺口(23)，所述内架(20)的左下方设有连通第三个所述换热通道(11)与第四个所述换热通道(11)的第三缺口(24)。