一种热交换器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种热交换器，包括外壳和多根中空管形成的管束；外壳包括壳体和第一端盖、第二端盖；管束的两端部分别固定至第一端板和第二端板中，第一端板和第二端板分别固定至外壳；外壳具有第一接头、第二接头、第三接头和第四接头，第一接头和第二接头与中空管的内部连通以供管程流体通过，第三接头和第四接头与壳体的内部连通以供壳程流体通过；第三接头和第四接头位于外壳的侧壁，并朝向管束延伸；第三接头和/或第四接头与管束的外周之间具有用于减小流体流动至第三接头和/或第四接头正对管束外周的区域内的流动阻力的减阻区。本实用新型专利技术的减阻区可以避免形成流动死角，增加壳体内流体流动的不均匀性，提高换热效率。

【技术实现步骤摘要】
一种热交换器
本技术属于换热装置
，尤其是涉及一种热交换器。
技术介绍
热交换器是用来使热量从热流体传递到冷流体，以满足规定的工艺要求的装置，是对流传热及热传导的一种工业应用。美国专利US3228456公开了一种换热器，该热交换器包括壳体、位于壳体内部的管束及密封固定于壳体两端的两端盖，两端盖分别设有一个入口管和一个出口管，以供管内流体流入和流出，壳体两侧各具有一个进液管和一个出液管，供管外流体流入和流出。该热交换器中，为了提高管外流体的利用率，壳体的进液管和出液管通常位于壳体的端部及端板附近。其中，管束均匀固定于端板上，端板的端部和壳体的端部与端盖形成密封连接。由于管束均匀固定于端板上，管束的外壁与进液管和出液管间的距离都比较小，由流体由进液管流入壳体内部时，管束的外壁直接对流入壳体内部的流体产生较大的流动阻力，即由进液管流入的流体由于管束的外壁的阻力作用，流速大幅减小，传热速率大幅降低；同样地，出液管与管束的外壁间的距离也比较小，管束的外壁对到达出液管附近的流体也产生比较大的阻力作用，流体流速也大幅减小，传热速率也进一步降低。该换热器中，进液管和出液管位于壳体的端部，由于管束的外壁与进液管和出液管的距离较小，从而对壳体的端部附近的流体流动产生额外的阻力作用，导致壳体的端部附近流体的传热速率和效率较低。因此，需要改进换热器的结构，解决现有的换热器的壳体端部附近区域换热速率和效率较低的问题。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术提供一种增大了管束的外周与进液管和出液管中至少一个之间的距离，使得正对进液管和/或出液管的管束内流动阻力减小，布水更加均匀，传热效率更高的热交换器。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种热交换器，包括外壳和位于外壳内部多根中空管形成的管束；所述外壳包括具有敞开的两端的壳体和分别密封连接于壳体两端的第一端盖和第二端盖；所述管束的两端部分别密封固定至第一端板和第二端板中，所述第一端板和第二端板分别固定至所述外壳的两端；所述外壳具有第一接头、第二接头、第三接头和第四接头，所述第一接头和第二接头与中空管的内部连通以供管程流体通过，所述第三接头和第四接头与壳体的内部连通以供壳程流体通过；所述第三接头和第四接头位于所述外壳的侧壁，并朝向所述管束延伸；所述第三接头和/或第四接头与管束的外周之间具有用于减小流体流动至第三接头和/或第四接头正对管束外周的区域内的流动阻力的减阻区。现有的换热器中，由于管束均匀固定于端板上，管束的外壁与进液管和出液管间的距离都比较小，由流体由进液管流入壳体内部时，管束的外周直接对流入壳体内部的流体产生较大的流动阻力，即由进液管流入的流体由于管束的外壁的阻力作用，流速大幅减小，传热速率大幅降低；同样地，出液管与管束的外周间的距离也比较小，管束的外壁对到达出液管附近的流体也产生比较大的阻力作用，流体流速也大幅减小，传热速率也进一步降低。该换热器中，进液管和出液管位于壳体的端部，壳体端部附近本身就容易形成流动死角，换热效率和速率比其他区域低，而当管束的外壁与进液管和出液管的距离又比较小，其又对壳体的端部附近的流体流动产生额外的阻力作用，导致壳体的端部附近流体的传热速率和效率降低。本技术的热交换器在管束的外周正对第三接头和/或第四接头的区域形成减阻区，从而对流至该区域内的流体形成一个缓冲作用，减小流体在该区域内的流动阻力，便于流体快速地布满管束的外周与外壳的内壁间的空间内，并提高流体流动的不均匀性，增大换热速率。进一步的，所述管束的两端部在第一端板和第二端板中朝着远离第三接头和/或第四接头的方向布置。管束在端板上偏心排布，外壳的第三接头和第四接头紧靠着两个端板，管束的靠近端板的区域偏离外壳的第三接头和第四接头中的至少一个，靠近端板及外壳的端部附近区域、管束的外周与外壳的内壁间的空隙的形状变得不规则，壳程流体在端板附近的流动的不均匀性增大，其可加快换热速率；同时，由于管束的靠近端板的区域偏离外壳的第三接头和第四接头中的至少一个，其增大了端板附近的管束的外周与进液管和出液管间的距离，可缓冲对流体流动产生的阻力作用，流体流速降低的幅度减小，因而与现有的换热器相比，本技术提供的换热器的换热速率和效率更高。进一步的，所述管束的两端部的中心偏离所述第一端板的中心和第二端板的中心的偏心率为7-10％。进一步的，从所述外壳的端部看，所述第三接头和第四接头之间的夹角为0°。进一步的，从所述外壳的端部看，所述第三接头和第四接头之间的夹角为180°。进一步的，所述管束在第一端板和第二端板之间沿着平行于外壳的轴向的方向延伸，所述减阻区从该管束的外周沿着外壳的径向延伸至第三接头和第四接头所在侧外壳的内壁。管束整体下移使得其中心偏离外壳的中心，从而在管束的外周的上方与外壳的内壁间形成减阻区，该减阻区沿着外壳的轴向在第一端板和第二端板之间延伸，并且该减阻区从管束的外周沿着外壳的径向延伸至第三接头和第四接头所在侧外壳的内壁，即该减阻区不仅包括第三接头和第四接头正对管束的外周间的区域，整个管束的外周的上方与第三接头和第四接头所在侧外壳的内壁间的区域形成一体的减阻区，在该整个减阻区内，流体流动的阻力减小，并能快速布满管束的外周与外壳的内壁间的全部空间，换热速率和效率均能得到改善。进一步的，所述管束在第一端板和第二端板之间倾斜延伸，所述减阻区包括所述第三接头与管束一端的外周之间的区域构成的第一减阻区和所述第四接头与管束另一端的外周之间的区域构成的第二减阻区。第三接头与管束一端的外周之间的区域构成的第一减阻区和第四接头与管束另一端的外周之间的区域构成的第二减阻区，上述两个减阻区内壳程流体的流动的阻力减小、不均匀性增大，换热速率和换热效率均得到改善。针对第三接头和第四接头与壳体呈Z形排布的结构，将减阻区分为两个区域，第一减阻区正对第三接头，第二减阻区正对第四接头，两个减阻区内壳程流体的流动阻力减小，流体可快速地从第一减阻区和第二减阻区流至管束的外周和外壳的内壁间的整个空间，提高了换热效率。进一步的，所述减阻区的宽度不均匀，从所述外壳的中心面朝着第三接头和/或第四接头所在侧的方向，所述减阻区的宽度逐渐变大。减阻区靠近第三接头和/或第四接头的区域宽度最大，减小阻力作用发挥最大。进一步的，所述第一端板的前端面与第三接头之间的距离为1mm-5mm，所述第二端板的前端面与第四接头之间的距离为1mm-5mm。当管束呈一定程度的扭曲时，其靠近第一端板和第二端板附近的区域扭曲程度相对较小，与管束的其他区域相比，该区域与壳体内壁之间的间隙比较大，当将第三接头和第四接头设置在靠近第一端板和第二端板位置附近时，管束的靠近第一端板和第二端板附近的区域与第三接头和第四接头间的距离就比较大，进一步减小流体在该区域内的流动阻力，加快换热速率。进一步的，所述第一端板和第二端板均包括圆盘状的主体和突出形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热交换器，包括外壳和位于外壳内部多根中空管形成的管束；/n所述外壳包括具有敞开的两端的壳体和分别密封连接于壳体两端的第一端盖和第二端盖；/n所述管束的两端部分别密封固定至第一端板和第二端板中，所述第一端板和第二端板分别固定至所述外壳的两端；/n所述外壳具有第一接头、第二接头、第三接头和第四接头，所述第一接头和第二接头与中空管的内部连通以供管程流体通过，所述第三接头和第四接头与壳体的内部连通以供壳程流体通过；/n所述第三接头和第四接头位于所述外壳的侧壁，并朝向所述管束延伸；/n其特征在于：所述第三接头和/或第四接头与管束的外周之间具有用于减小流体流动至第三接头和/或第四接头正对管束外周的区域内的流动阻力的减阻区。/n

【技术特征摘要】
1.一种热交换器，包括外壳和位于外壳内部多根中空管形成的管束；
所述外壳包括具有敞开的两端的壳体和分别密封连接于壳体两端的第一端盖和第二端盖；
所述管束的两端部分别密封固定至第一端板和第二端板中，所述第一端板和第二端板分别固定至所述外壳的两端；
所述外壳具有第一接头、第二接头、第三接头和第四接头，所述第一接头和第二接头与中空管的内部连通以供管程流体通过，所述第三接头和第四接头与壳体的内部连通以供壳程流体通过；
所述第三接头和第四接头位于所述外壳的侧壁，并朝向所述管束延伸；
其特征在于：所述第三接头和/或第四接头与管束的外周之间具有用于减小流体流动至第三接头和/或第四接头正对管束外周的区域内的流动阻力的减阻区。


2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于：所述管束的两端部在第一端板和第二端板中朝着远离第三接头和/或第四接头的方向布置。


3.根据权利要求1或2所述的热交换器，其特征在于：所述管束的两端部的中心偏离所述第一端板的中心和第二端板的中心的偏心率为7%-10%。


4.根据权利要求3所述的热交换器，其特征在于：从所述外壳的端部看，所述第三接头和第四接头之间的夹角为0°。


5.根据权利要求3所述的热...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾建东，郭江明，谢海红，
申请(专利权)人：杭州科百特科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33