不等間距管片式熱交換器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種不等間距管片式熱交換器，包括外殼和芯組，所述外殼內(nèi)部空間分隔為上風(fēng)側(cè)和下風(fēng)側(cè)，所述芯組布置在外殼內(nèi)部，芯組主要由若干翅片和貫穿設(shè)置在所述翅片中的換熱管組成，其特征在于：所述外殼上風(fēng)側(cè)內(nèi)的一部分翅片的間距設(shè)為上風(fēng)側(cè)間距，所述外殼下風(fēng)側(cè)內(nèi)的另一部分翅片的間距設(shè)為下風(fēng)側(cè)間距，所述上風(fēng)側(cè)間距小于下風(fēng)側(cè)間距。本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單合理，通過(guò)對(duì)熱交換器內(nèi)的芯組結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，提高了換熱效率。
【專利說(shuō)明】不等間距管片式熱交換器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熱交換器，具體的說(shuō)是一種應(yīng)用于離心式壓縮機(jī)級(jí)間冷卻和后冷卻的不等間距管片式熱交換器，屬于熱交換【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]在壓縮機(jī)行業(yè)中，管片式熱交換器常用于壓縮空氣的級(jí)間冷卻和后冷卻。目前所采用的熱交換器的核心換熱部件是芯組，現(xiàn)有熱交換器中的芯組主要是由若干等間距布置的翅片和貫穿設(shè)置在所述翅片中的換熱管組成。使用時(shí)，高溫的壓縮空氣在熱交換器內(nèi)由上風(fēng)側(cè)流向下風(fēng)側(cè)，壓縮空氣從換熱管外側(cè)與翅片組成的間隙中流過(guò)，冷卻介質(zhì)從換熱管內(nèi)流過(guò),兩種流體形成交叉流,熱量通過(guò)金屬壁面由換熱管外傳到換熱管內(nèi)。
[0003]對(duì)于壓縮機(jī)所用的熱交換器，其傳熱方程式為:
[0004]P = K*F* Δ Tem
[0005]式中:
[0006]P——換熱功率，W ；
[0007]K——總傳熱系數(shù),W/ (m2.K)；
[0008]F——換熱面積，m2;
[0009]Δ Tem——有效平均溫差，K。
[0010]在壓縮空氣流經(jīng)的下風(fēng)側(cè)，因?yàn)槠湟呀?jīng)被冷卻，壓縮空氣與換熱管內(nèi)的冷卻介質(zhì)溫差變小，此處的換熱功率將遠(yuǎn)低于上風(fēng)側(cè)。在夏季時(shí)，在局部甚至有可能會(huì)出現(xiàn)換熱管內(nèi)的冷卻介質(zhì)反而加熱換熱管外壓縮空氣的情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種不等間距管片式熱交換器，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單合理，通過(guò)對(duì)熱交換器內(nèi)的芯組結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，提高了換熱效率。
[0012]按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案:不等間距管片式熱交換器，包括外殼和芯組，所述外殼內(nèi)部空間分隔為上風(fēng)側(cè)和下風(fēng)側(cè)，所述芯組布置在外殼內(nèi)部，芯組主要由若干翅片和貫穿設(shè)置在所述翅片中的換熱管組成，其特征在于:所述外殼上風(fēng)側(cè)內(nèi)的一部分翅片的間距設(shè)為上風(fēng)側(cè)間距，所述外殼下風(fēng)側(cè)內(nèi)的另一部分翅片的間距設(shè)為下風(fēng)側(cè)間距，所述上風(fēng)側(cè)間距小于下風(fēng)側(cè)間距。
[0013]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述上風(fēng)側(cè)間距與下風(fēng)側(cè)間距之比為1:1.5?1:3。
[0014]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述上風(fēng)側(cè)間距與下風(fēng)側(cè)間距之比為1:3。
[0015]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述外殼包括進(jìn)出水端蓋、回流水端蓋、第一管板、第二管板、殼體和折流板組成，所述進(jìn)出水端蓋和第一管板固定安裝在殼體第一端，所述回流水端蓋和第二管板安裝在殼體第二端，所述進(jìn)出水端蓋的內(nèi)腔通過(guò)隔水筋分隔為進(jìn)水腔和出水腔，進(jìn)水腔上設(shè)有進(jìn)水管，出水腔上設(shè)有出水管；所述芯組中換熱管的兩端分別連接在第一管板、第二管板上，其中一部分換熱管的第一端與進(jìn)出水端蓋的進(jìn)水腔連通，另一部分換熱管的第一端與進(jìn)出水端蓋的出水腔連通，所有換熱管的第二端與回流水端蓋的內(nèi)腔連通，所述進(jìn)水腔與回流水端蓋內(nèi)腔之間的一部分換熱管構(gòu)成第一水程，所述出水腔與回流水端蓋內(nèi)腔之間的另一部分換熱管構(gòu)成第二水程；所述殼體外壁上靠近第一端的部位設(shè)置有進(jìn)氣口，進(jìn)氣口連接進(jìn)氣管，靠近第二端的部位設(shè)置有出氣口、出氣口出氣管，所述折流板設(shè)置在殼體內(nèi)的中央位置，折流板的一部分周邊與殼體內(nèi)壁密封結(jié)合，折流板的另一部分周邊與殼體內(nèi)壁留有流通間隙，所述芯組中換熱管從折流板上的通孔內(nèi)穿過(guò)；所述折流板與第一管板之間的空間為上風(fēng)側(cè)，上風(fēng)側(cè)與進(jìn)氣管連通構(gòu)成第一氣程，折流板與第二管板之間的空間為下風(fēng)側(cè)，下風(fēng)側(cè)與出氣管連通構(gòu)成第一氣程，第一氣程與第二氣程通過(guò)流通間隙連通。
[0016]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述折流板位于殼體內(nèi)的中央位置。
[0017]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一管板、第二管板采用黃銅或碳鋼材料制成。
[0018]本發(fā)明與已有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明中，芯組中的翅片分布在熱交換器內(nèi)溫差較大的位置【上風(fēng)側(cè)】采用了較小的間距，在溫差較小的位置【下風(fēng)側(cè)】采用了較大的間距，從而可以在使用同等數(shù)目的翅片，并且不增加加工難度的情形下，實(shí)現(xiàn)更好的換熱性能，且能減弱夏季在熱交換器局部發(fā)生的管內(nèi)冷卻水反而加熱管外壓縮空氣的情況。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)及使用狀態(tài)圖。
[0020]圖2為圖1中的A部放大結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]附圖標(biāo)記說(shuō)明:1_進(jìn)出水端蓋、2-進(jìn)水腔、3-進(jìn)水管、4-隔水筋、5-出水腔、6_出水管、7-第一管板、8-殼體、9-進(jìn)氣管、10-上風(fēng)側(cè)、11-折流板、12-芯組、13-下風(fēng)側(cè)、14-出氣管、15-第二管板、16-回流水端蓋、17-翅片、18-換熱管。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0023]如圖所示:實(shí)施例中的不等間距管片式熱交換器主要由外殼和芯組12兩大部分組成。
[0024] 如圖1所示，所述外殼主要由進(jìn)出水端蓋1、回流水端蓋16、第一管板7、第二管板15、殼體8和折流板11組成，所述進(jìn)出水端蓋I和第一管板7通過(guò)螺栓緊固件固定安裝在殼體8第一端，所述回流水端蓋16和第二管板15通過(guò)螺栓緊固件安裝在殼體8第二端，所述進(jìn)出水端蓋I的內(nèi)腔通過(guò)隔水筋4分隔為進(jìn)水腔2和出水腔5，進(jìn)水腔2上設(shè)有進(jìn)水管3，出水腔5上設(shè)有出水管6 ;所述芯組12中換熱管18的兩端分別連接在第一管板7、第二管板15上，其中一部分換熱管18的第一端與進(jìn)出水端蓋I的進(jìn)水腔2連通，另一部分換熱管18的第一端與進(jìn)出水端蓋I的出水腔5連通，所有換熱管18的第二端與回流水端蓋16的內(nèi)腔連通，所述進(jìn)水腔2與回流水端蓋16內(nèi)腔之間的一部分換熱管18構(gòu)成第一水程，所述出水腔5與回流水端蓋16內(nèi)腔之間的另一部分換熱管18構(gòu)成第二水程；所述殼體8外壁上靠近第一端的部位設(shè)置有進(jìn)氣口，進(jìn)氣口連接進(jìn)氣管9，靠近第二端的部位設(shè)置有出氣口、出氣口出氣管14，所述折流板11設(shè)置在殼體8內(nèi)的中央位置，折流板11的一部分周邊與殼體8內(nèi)壁密封結(jié)合，折流板11的另一部分周邊與殼體8內(nèi)壁留有流通間隙，所述芯組12中換熱管18從折流板11上的通孔內(nèi)穿過(guò)；所述折流板11與第一管板7之間的空間為上風(fēng)側(cè)10，上風(fēng)側(cè)10與進(jìn)氣管9連通構(gòu)成第一氣程，折流板11與第二管板15之間的空間為下風(fēng)側(cè)13，下風(fēng)側(cè)13與出氣管14連通構(gòu)成第一氣程，第一氣程與第二氣程通過(guò)流通間隙連通。
[0025]如圖1、圖2所示，所述芯組12布置在外殼內(nèi)部，芯組12主要由若干翅片17和貫穿設(shè)置在所述翅片17中的換熱管18組成，所述外殼上風(fēng)側(cè)10內(nèi)的一部分翅片17的間距設(shè)為上風(fēng)側(cè)間距h，所述外殼下風(fēng)側(cè)13內(nèi)的另一部分翅片17的間距設(shè)為下風(fēng)側(cè)間距t2，所述上風(fēng)側(cè)間距h小于下風(fēng)側(cè)間距t2。本發(fā)明實(shí)施例中，所述上風(fēng)側(cè)間距h與下風(fēng)側(cè)間距t2之比為1:3。
[0026]在熱交換器工作時(shí)，高溫的壓縮空氣從進(jìn)氣管9流入殼體8的進(jìn)氣口，流經(jīng)第一氣程后轉(zhuǎn)向流經(jīng)第二氣程，再?gòu)臍んw8的出氣口經(jīng)出氣管14流出。冷卻水從進(jìn)出水端蓋I上的進(jìn)水管3流入進(jìn)水腔2，流經(jīng)第一水程后經(jīng)回流水端蓋16轉(zhuǎn)向流經(jīng)第二水程，再?gòu)倪M(jìn)出水端蓋I上的出水管6流出。在上述過(guò)程中，高溫的壓縮空氣與低溫的冷卻水形成交叉流，熱量由換熱管18外傳到換熱管18內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.不等間距管片式熱交換器，包括外殼和芯組(12)，所述外殼內(nèi)部空間分隔為上風(fēng)側(cè)(10)和下風(fēng)側(cè)(13)，所述芯組(12)布置在外殼內(nèi)部，芯組(12)主要由若干翅片(17)和貫穿設(shè)置在所述翅片(17 )中的換熱管(18 )組成，其特征在于:所述外殼上風(fēng)側(cè)(10 )內(nèi)的一部分翅片(17)的間距設(shè)為上風(fēng)側(cè)間距U1),所述外殼下風(fēng)側(cè)(13)內(nèi)的另一部分翅片(17)的間距設(shè)為下風(fēng)側(cè)間距(t2)，所述上風(fēng)側(cè)間距(h )小于下風(fēng)側(cè)間距(t2)。
2.如權(quán)利要求1所述的不等間距管片式熱交換器，其特征在于:所述上風(fēng)側(cè)間距U1)與下風(fēng)側(cè)間距(t2)之比為1:1.5?1:3。
3.如權(quán)利要求1所述的不等間距管片式熱交換器，其特征在于:所述上風(fēng)側(cè)間距U1)與下風(fēng)側(cè)間距(t2)之比為1:3。
4.如權(quán)利要求1所述的不等間距管片式熱交換器，其特征在于:所述外殼包括進(jìn)出水端蓋(I)、回流水端蓋(16)、第一管板(7)、第二管板(15)、殼體(8)和折流板(11)組成，所述進(jìn)出水端蓋(I)和第一管板(7)固定安裝在殼體(8)第一端,所述回流水端蓋(16)和第二管板(15)安裝在殼體(8)第二端，所述進(jìn)出水端蓋(I)的內(nèi)腔通過(guò)隔水筋(4)分隔為進(jìn)水腔(2)和出水腔(5)，進(jìn)水腔(2)上設(shè)有進(jìn)水管(3)，出水腔(5)上設(shè)有出水管(6);所述芯組(12)中換熱管(18)的兩端分別連接在第一管板(7)、第二管板(15)上，其中一部分換熱管(18)的第一端與進(jìn)出水端蓋(I)的進(jìn)水腔(2)連通，另一部分換熱管(18)的第一端與進(jìn)出水端蓋(I)的出水腔(5)連通，所有換熱管(18)的第二端與回流水端蓋(16)的內(nèi)腔連通，所述進(jìn)水腔(2)與回流水端蓋(16)內(nèi)腔之間的一部分換熱管(18)構(gòu)成第一水程，所述出水腔(5)與回流水端蓋(16)內(nèi)腔之間的另一部分換熱管(18)構(gòu)成第二水程；所述殼體(8)外壁上靠近第一端的部位設(shè)置有進(jìn)氣口，進(jìn)氣口連接進(jìn)氣管(9)，靠近第二端的部位設(shè)置有出氣口、出氣口出氣管(14)，所述折流板(11)設(shè)置在殼體(8)內(nèi)的中央位置，折流板(11)的一部分周邊與殼體(8)內(nèi)壁密封結(jié)合，折流板(11)的另一部分周邊與殼體(8)內(nèi)壁留有流通間隙，所述芯組(12)中換熱管(18)從折流板(11)上的通孔內(nèi)穿過(guò)；所述折流板(11)與第一管板(7)之間的空間為上風(fēng)側(cè)(10)，上風(fēng)側(cè)(10)與進(jìn)氣管(9)連通構(gòu)成第一氣程，折流板(11)與第二管板(15)之間的空間為下風(fēng)側(cè)(13)，下風(fēng)側(cè)(13)與出氣管(14)連通構(gòu)成第一氣程，第一氣程與第二氣程通過(guò)流通間隙連通。
5.如權(quán)利要求4所述的不等間距管片式熱交換器，其特征在于:所述折流板(11)位于殼體(8)內(nèi)的中央位置。
6.如權(quán)利要求1所述的不等間距管片式熱交換器，其特征在于:所述第一管板(7)、第二管板(15)采用黃銅或碳鋼材料制成。
【文檔編號(hào)】F28F1/24GK103994674SQ201410245620
【公開(kāi)日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月4日
【發(fā)明者】吳景生 申請(qǐng)人:無(wú)錫杰爾壓縮機(jī)有限公司