一种分区流量自调整换热器制造技术

本发明专利技术涉及热交换技术领域，公开了一种分区流量自调整换热器。分区流量自调整换热器包括外壳以及流量调整机构，外壳设置有流体进口，外壳内间隔形成有进口室和冷却室，冷却室包括并联且相间隔的第一冷却分区和第二冷却分区，第一冷却分区的入口和第二冷却分区的入口均与进口室连通；流量调整机构设置于进口室内，用以调整进口室内流入第一冷却分区和第二冷却分区内的流体流量。本发明专利技术实施例提供的换热器的进口室内设置有流量调整机构，通过流量调整机构能调整流入第一冷却分区和第二冷却分区内的流体流量，以实现换热器自适应工况地调整不同冷却分区之间的流体流量分配比例，使其能更好地贴合不同冷却分区多工况热负荷变化特征。

【技术实现步骤摘要】
一种分区流量自调整换热器
本专利技术涉及热交换
，特别是涉及一种分区流量自调整换热器。
技术介绍
冷却水系统是船舶动力系统的重要组成部分，承担乏汽、设冷水、滑油等多种工质冷却的功能，是保障船舶动力系统安全、稳定运行必不可少的环节。换热器是冷却水系统的关键设备，为了避免因多台换热器分散布置占用过多的舱室空间，自流式船舶动力中央冷却系统通常采用集成式换热器，通过在换热器内部设置多个并联冷却分区，实现对多种工质的同时冷却。然而，多工况下集成式换热器各冷却分区动态热负荷特性差异显著，对冷却水流量的动态需求亦不相同(例如，乏汽热负荷对工况变化敏感，滑油热负荷几乎不随工况变化)。传统集成式换热器设计中，各冷却分区之间缺乏有效的冷却水流量调控手段，难以同时匹配多工况热负荷特性的变化。当冷却水系统运行工况改变时，为了确保某个冷却分区的冷却水流量需求，常导致另一冷却分区冷却水流量过剩，如此，一方面会造成自流式船舶动力中央冷却系统冷却水流量的浪费、管道等水力部件尺寸的增大；另一方面增大了自流式船舶动力中央冷却系统中间冷却回路流量调控的复杂度。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种分区流量自调整换热器，用于解决或部分解决传统集成式换热器多工况下各冷却分区之间冷却水流量匹配性不佳、难以自适应调整的问题。本专利技术实施例提供一种分区流量自调整换热器，包括：外壳，设置有流体进口，所述外壳内间隔形成有进口室和冷却室，所述进口室与所述流体进口连通，所述冷却室包括并联且相间隔的第一冷却分区和第二冷却分区，所述第一冷却分区的入口和所述第二冷却分区的入口均与所述进口室连通；以及，流量调整机构，设置于所述进口室内，用以调整所述进口室内流入所述第一冷却分区和所述第二冷却分区内的流体流量。其中，所述流量调整机构包括导流元件，所述导流元件对应第一冷却分区和所述第二冷却分区的分界位置设置于所述进口室内，所述导流元件包括第一导流面和第二导流面，所述第一导流面的朝向为从所述第二冷却分区到所述第一冷却分区的方向，所述第二导流面的朝向为从所述第一冷却分区到所述第二冷却分区的方向，其中：所述第一导流面为凸面设置；和/或，所述第二导流面为凹面设置。其中，所述第一导流面和所述第二导流面均为弧形面。其中，所述第一冷却分区和所述第二冷却分区其中之一环绕地设置于另一个的外围，所述导流元件呈环形设置，所述导流元件的外侧面和内侧面分别对应为所述第一导流面和所述第二导流面。其中，所述进口室包括渐扩段，所述渐扩段在从所述流体进口到所述冷却室的方向上呈逐渐外扩设置；所述导流元件至少靠近所述流体进口的部分位于所述渐扩段内，所述导流元件在靠近所述冷却室的方向上呈逐渐外扩设置。其中，所述导流元件靠近所述流体进口的一端的端面为凸出的弧形面；和/或，所述第一导流面和所述第二导流面靠近所述冷却室的部分的间距在靠近所述冷却室的方向上呈逐渐变小设置。其中，所述进口室内设置有第一整流元件和第二整流元件，所述第一整流元件位于所述流量调整机构与所述第一冷却分区之间，用以调整流向所述第一冷却分区的流体的流向，所述第二整流元件位于所述流量调整机构与所述第二冷却分区之间，用以调整流向所述第二冷却分区的流体的流向。其中，所述第一冷却分区环绕地设置于所述第二冷却分区的外围，所述第一整流元件和所述第二整流元件均呈环形设置，所述第一整流元件套设于所述第二整流元件外。其中，所述第一整流元件和所述第二整流元件靠近所述流体进口的一端的端面为凸出的弧形面；和/或，所述第一整流元件和所述第二整流元件靠近所述冷却室的一端于从所述第一冷却分区到所述第二冷却分区的方向上的尺寸在靠近所述冷却室的方向上呈逐渐变小设置。其中，所述外壳设置有流体出口，所述外壳内还间隔形成有出口室，所述出口室与所述流体出口连通，所述第一冷却分区的出口和所述第二冷却分区的出口均与所述出口室连通；所述出口室内分别对应所述第一冷却分区和所述第二冷却分区设置有第一引流元件和第二引流元件，用以分别将自所述第一冷却分区和所述第二冷却分区流出的流体引向所述流体出口。其中，所述第一冷却分区环绕地设置于所述第二冷却分区的外围，所述第一引流元件和所述第二引流元件均呈环形设置，所述第一引流元件套设于所述第二引流元件外。其中，所述第一引流元件靠近所述冷却室的一端呈垂于所述第一冷却分区的出口设置，所述第二引流元件靠近所述冷却室的一端呈垂于所述第二冷却分区的出口设置；和/或，所述第一引流元件和所述第二引流元件远离所述冷却室的一端在远离所述冷却室的方向上呈逐渐内缩设置。其中，所述第一引流元件和所述第二引流元件远离所述冷却室的一端的内缩程度在远离所述冷却室的方向上呈先逐渐加大后逐渐减小设置。其中，所述出口室包括渐缩段和冷却出口段，所述渐缩段在靠近所述流体进口方向上呈逐渐内缩设置，所述冷却出口段位于所述冷却室与所述渐缩段之间；所述第一引流元件靠近所述冷却室的一端位于所述出口段内，所述第一引流元件和所述第二引流元件远离所述冷却室的一端位于所述渐缩段内。其中，所述分区流量自调整换热器还包括支撑元件，所述支撑元件设置于所述外壳的内侧壁，用以支撑所述分区流量自调整换热器的内部结构；所述支撑元件具有靠近所述流体进口的始端以及与所述始端相对的末端，其中：所述支撑元件的始端的端面为凸出的弧形面；和/或，所述支撑元件包括在与从所述始端到所述末端的方向垂直的方向上相对的两个支撑元件侧面，所述两个支撑元件侧面远离所述流体进口的部分之间的间距在远离所述流体进口的方向上呈逐渐变小设置。本专利技术实施例提供的分区流量自调整换热器的进口室内设置有流量调整机构，通过流量调整机构能调整流入第一冷却分区和第二冷却分区内的流体的流量，以实现分区流量自调整换热器自适应工况地调整不同冷却分区之间的流体流量分配比例，使其能更好地贴合不同冷却分区多工况热负荷变化特征。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为传统集成式换热器的热负荷及冷却水流量曲线；图2为本专利技术实施例中的一种分区流量自调整换热器的结构示意图；图3为图2中进口室处的结构示意图；图4为图3中导流元件的工作原理示意图；图5为图2中出口室处的结构示意图；图6为图5中支撑元件的截面示意图；图7为图2中分区流量自调整换热器的热负荷及冷却水流量曲线；附图标记说明：分区流量自调整换热器100、外壳1、流体进口11、流体出口12、进口管13、进口管板14、冷却管15、内管16、出口管板17、出口管18、进口室2、渐扩段21、冷却入口段22、冷却室3、第一冷却分区31、第二冷却分区32、导流元件4、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分区流量自调整换热器，其特征在于，包括：/n外壳，设置有流体进口，所述外壳内间隔形成有进口室和冷却室，所述进口室与所述流体进口连通，所述冷却室包括并联且相间隔的第一冷却分区和第二冷却分区，所述第一冷却分区的入口和所述第二冷却分区的入口均与所述进口室连通；以及，/n流量调整机构，设置于所述进口室内，用以调整所述进口室内流入所述第一冷却分区和所述第二冷却分区内的流体流量。/n

【技术特征摘要】
1.一种分区流量自调整换热器，其特征在于，包括：
外壳，设置有流体进口，所述外壳内间隔形成有进口室和冷却室，所述进口室与所述流体进口连通，所述冷却室包括并联且相间隔的第一冷却分区和第二冷却分区，所述第一冷却分区的入口和所述第二冷却分区的入口均与所述进口室连通；以及，
流量调整机构，设置于所述进口室内，用以调整所述进口室内流入所述第一冷却分区和所述第二冷却分区内的流体流量。


2.根据权利要求1所述的分区流量自调整换热器，其特征在于，所述流量调整机构包括导流元件，所述导流元件对应第一冷却分区和所述第二冷却分区的分界位置设置于所述进口室内，所述导流元件包括第一导流面和第二导流面，所述第一导流面的朝向为从所述第二冷却分区到所述第一冷却分区的方向，所述第二导流面的朝向为从所述第一冷却分区到所述第二冷却分区的方向，其中：
所述第一导流面为凸面设置；和/或，
所述第二导流面为凹面设置。


3.根据权利要求2所述的分区流量自调整换热器，其特征在于，所述第一导流面和所述第二导流面均为弧形面。


4.根据权利要求2所述的分区流量自调整换热器，其特征在于，所述第一冷却分区和所述第二冷却分区其中之一环绕地设置于另一个的外围，所述导流元件呈环形设置，所述导流元件的外侧面和内侧面分别对应为所述第一导流面和所述第二导流面。


5.根据权利要求2所述的分区流量自调整换热器，其特征在于，所述导流元件靠近所述流体进口的一端的端面为凸出的弧形面；和/或，
所述第一导流面和所述第二导流面靠近所述冷却室的部分的间距在靠近所述冷却室的方向上呈逐渐变小设置。


6.根据权利要求1所述的分区流量自调整换热器，其特征在于，所述进口室内设置有第一整流元件和第二整流元件，所述第一整流元件位于所述流量调整机构与所述第一冷却分区之间，用以调整流向所述第一冷却分区的流体的流向，所述第二整流元件位于所述流量调整机构与所述第二冷却分区之间，用以调整流向所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇，柯汉兵，林原胜，王苇，肖颀，李邦明，魏志国，柯志武，张克龙，吕伟剑，黄崇海，王俊荣，陈凯，赵振兴，李勇全，李华峰，苟金澜，庞杰，李献领，劳星胜，
申请(专利权)人：武汉第二船舶设计研究所中国船舶重工集团公司第七一九研究所，
类型：发明
国别省市：湖北;42