一种高效空冷器制造技术

本实用新型专利技术涉及船用柴油机技术领域，公开了一种高效空冷器。该高效空冷器包括壳体和设置在壳体内的冷却管束，其还包括紊流器，紊流器为螺旋叶片式紊流器，紊流器安装在壳体的壳程入口接管的末端，从壳程入口接管内流入的空气流经紊流器产生扩散后流向冷却管束。本实用新型专利技术通过在壳程入口接管的末端设置螺旋叶片式的紊流器，利用螺旋叶片的阻挡和导向作用，使得空气在进入壳体内部时可以充分散开，从而可充分利用冷却管束的换热性能，提高冷却效率。从经济性角度看，降低了冷却水泵的实际运行功率。从可靠性角度看，由于冷却水流量的减少，空冷器的使用寿命得到了提高，同时对积垢问题也产生了一定的缓解作用。

An efficient air cooler

【技术实现步骤摘要】
一种高效空冷器
本技术涉及船用柴油机
，尤其涉及一种高效空冷器。
技术介绍
空冷器作为柴油机的关键零部件，起到冷却高温高压空气的作用。空冷器壳程入口处存在突扩截面，突扩截面使得空气不能在到达空冷器内部的冷却管束之前充分扩散，造成空冷器的冷却能力不能得到充分利用，从而造成高温空气冷却效率降低。为解决这一问题，现有技术一般采用与传统的凝汽器相同的渐变式壳程入口接管的机构，以扩大空气的扩散范围，提高冷却效率。但是，渐变式壳程入口接管长度过长，而在船用柴油机上，由于机舱空间的局限，无法采用上述结构。
技术实现思路
基于以上所述，本技术的目的在于提供一种高效空冷器，以解决现有技术下船用柴油机的空冷器由于突扩截面的存在所造成的高温空气无法充分扩散和换热效率低的技术问题。为达上述目的，本技术采用以下技术方案：提供一种高效空冷器，包括壳体和设置在所述壳体内的冷却管束，其特征在于，还包括紊流器，所述紊流器为螺旋叶片式紊流器，所述紊流器安装在所述壳体的壳程入口接管的末端，从所述壳程入口接管内流入的空气流经所述紊流器产生扩散后流向所述冷却管束。作为优选，所述紊流器包括中心轴和螺旋叶片，所述螺旋叶片的数量为多个，多个所述螺旋叶片沿所述中心轴的圆周方向等间隔固定于所述中心轴。作为优选，所述螺旋叶片的数量为4～10个。作为优选，所述螺旋叶片的数量为6个。作为优选，所述螺旋叶片的螺距角α在20°～40°范围内。作为优选，所述中心轴的直径d为所述螺旋叶片的外径D的0.1～0.3。作为优选，所述壳程入口接管为锥台形管，所述锥台形管的大径端朝向所述冷却管束，所述锥台形管的圆锥顶角β在10°～60°范围内。作为优选，所述螺旋叶片的叶梢为与所述壳程入口接管的内表面相吻合的圆弧形，所述叶梢与所述壳程入口接管的内表面固定连接。作为优选，所述紊流器的数量为两个，两个所述紊流器间隔安装于所述壳程入口接管内，且位于上游的所述紊流器的螺距角大于位于下游的所述紊流器的螺距角。本技术的有益效果为：本技术通过在壳程入口接管的末端设置螺旋叶片式的紊流器，由于螺旋叶片的阻挡和导向作用，使得空气在进入壳体内部时可以充分散开，从而可充分利用空冷器的冷却性能，使得空冷器可以达到更大的热负荷，在冷却同样质量流量的气体并且气体的进出口温度变化不大时，冷却水的质量流量可以减少一部分。从实用性角度看，提高了冷却效率。从经济性角度看，降低了冷却水泵的实际运行功率。从可靠性角度看，由于冷却水流量的减少，空冷器的使用寿命得到了提高，同时对积垢问题也产生了一定的缓解作用。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对本技术实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本技术实施例的内容和这些附图获得其他的附图。图1是本技术实施例提供的高效空冷器的局部正剖视图；图2是本技术实施例提供的高效空冷器的侧剖视图；图3是本技术实施例提供的高效空冷器的紊流器的示意图；图4是本技术实施例提供的高效空冷器的紊流器的正视图；图5是本技术实施例提供的高效空冷器的紊流器的俯视图；图6是本技术实施例提供的高效空冷器的工作原理的正视图；图7是本技术实施例提供的高效空冷器的工作原理的侧视图；图8是现有技术下的空冷器的工作原理的正视图；图9是现有技术下的空冷器的工作原理的侧视图。图中：1、壳体；11、壳程入口接管；2、紊流器；21、中心轴；22、螺旋叶片；221、叶梢；3、冷却管束；331、冷却管。具体实施方式为使本技术所解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本技术实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1-3所示，本实施例提供一种高效空冷器，该高效空冷器包括壳体1、紊流器2和冷却管束3。其中，壳体1上设置有壳程入口接管11和壳程出口接管(未示出)，壳程入口接管11和壳程出口接管分别用于导入高温空气和排出冷却后的空气，冷却管束3设置在壳体1内，用于对所导入的高温空气进行冷却，紊流器2设置在壳程入口接管11的末端，用于使从壳程入口接管11流入的高温空气改变流动方向后流向冷却管束3。具体地，如图1所示，壳程入口接管11一端与发动机的压缩机(未示出)的出气端连通，另一端与壳体1内的冷却管束3正对设置。在船用柴油机领域，空冷器一般采用管壳式换热器，管壳式换热器中的冷却管束3由平行间隔布置的多个冷却管31组成，高温空气在平行布置的多个冷却管31之间流动，通过冷却管31的管壁与冷却管31中的冷却水进行热交换，以实现冷却。由于船舱内空间的局限，空冷器的壳程入口接管11不可能做的太长，因此为提高高温空气的扩散程度，在本实施例中，壳程入口接管11设置为锥台形管，锥台形管的圆锥顶角为β。壳程入口接管11朝向冷却管束3的一端开口的直径大于其远离冷却管束3的一端的开口的直径，以使高温空气的吹扫面的截面为锥形面，扩大高温空气的吹扫面积，以增大高温空气与冷却管1的接触面积。可选地，壳程入口接管11的圆锥顶角β的范围在10°～60°范围内。由于空冷器结构和体积的限制，优选地，壳程入口接管11的圆锥顶角β设置为β＝45°，选择该角度可以在不增大空冷器体积的前提下使高温空气扩散的扩散程度达到最大。紊流器2用于提高高温空气的紊流度，并对高温空气进行导向以使高温空气的扩散程度尽量增大，以提高空冷器的冷却效率。在本实施例中，紊流器2为螺旋叶片式紊流器，其设置在壳程入口接管11的末端，紊流器2的螺旋叶片22与壳程入口接管11的内壁固定连接。沿壳程入口接管11的轴向方向流动的高温空气流经螺旋叶片22后流动方向变为沿螺旋叶片22的切向方向，吹扫面积迅速扩大，显著增大了与冷却管31的接触面积。进一步地，沿高温空气的流动方向，紊流器2的外径逐渐增大，也就是说紊流器2从上向下大致呈逐渐扩大的锥形结构，以与壳程入口接管11的锥形形状相适应，便于紊流器2在壳程入口接管11内壁上的固定。紊流器2的具体结构如图3-5所示，紊流器2包括中心轴21和多个螺旋叶片22，多个螺旋叶片22沿中心轴21的圆周方向等间隔固定于中心轴21。可选地，螺旋叶片22的数量为4～10个，以提高高温空气的紊流度。同时，为尽可能减小高温空气的压降，优选地，在本实施例中，螺旋叶片22的数量设置为6个，设置6个螺旋叶片22可以实现提高紊流度和减小压降的最佳结合。螺旋叶片22对高温空气的阻挡作用使高温空气产生压降，螺旋叶片22的螺距角α是影响高温空气压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效空冷器，包括壳体(1)和设置在所述壳体(1)内的冷却管束(3)，其特征在于，还包括紊流器(2)，所述紊流器(2)为螺旋叶片式紊流器，所述紊流器(2)安装在所述壳体(1)的壳程入口接管(11)的末端，从所述壳程入口接管(11)内流入的空气流经所述紊流器(2)产生扩散后流向所述冷却管束(3)。/n

【技术特征摘要】
1.一种高效空冷器，包括壳体(1)和设置在所述壳体(1)内的冷却管束(3)，其特征在于，还包括紊流器(2)，所述紊流器(2)为螺旋叶片式紊流器，所述紊流器(2)安装在所述壳体(1)的壳程入口接管(11)的末端，从所述壳程入口接管(11)内流入的空气流经所述紊流器(2)产生扩散后流向所述冷却管束(3)。


2.根据权利要求1所述的高效空冷器，其特征在于，所述紊流器(2)包括中心轴(21)和螺旋叶片(22)，所述螺旋叶片(22)的数量为多个，多个所述螺旋叶片(22)沿所述中心轴(21)的圆周方向等间隔固定于所述中心轴(21)。


3.根据权利要求2所述的高效空冷器，其特征在于，所述螺旋叶片(22)的数量为4～10个。


4.根据权利要求2所述的高效空冷器，其特征在于，所述螺旋叶片(22)的数量为6个。


5.根据权利要求2所述的高效空冷器，其特征在于，所述螺旋叶片(22)的螺距角α在2...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘子奇烨，
申请(专利权)人：中船动力研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31