[实用新型]椭圆热管式空气预热器

说明书

技术领域：

本实新型涉及一种热交换器，特别是热管式热交换器。

背景技术：

目前，热管空气预热器广泛应用在石油、化工及冶金等领域的加热炉节能设备中，虽然热管空气预热器有立式和卧式两种，但它们的主要结构基本相同，即由两侧管箱板和两端管箱板及框架构成的方筒形管箱，中部设固定于其上的中间管板，内装传热工质的热管管束中部固定在该中间管板的通孔上，一部分位于烟室内，另一部分位于气室内，该热管管束的两端又分别置于端管板上，这两端管板又分别固定在两个室的端管箱板上，气室前后分别设空气进出口管，烟室前后分别设烟气进出口管。热管空气预热器传热效率较高，但是矿产资源日益紧张，减少设备钢材的使用量，进一步提高热管空气预热器的换热效率尤其重要。

发明内容：

本实用新型的目的在于提供一种成本低、传热效率高、不易积灰的椭圆热管式空气预热器。本实用新型与现有预热器结构基本相同，仍主要是由管箱、热管束、中间管板、端管板、空气进出口管、烟气进出口管组成的，只是将现有圆形热管改成椭圆形热管，热管上的圆形螺旋翅片改成矩形翅片，并且在矩形翅片上增设扰流孔和扰流片。

本实用新型热管管束中的热管截面为椭圆形，并且椭圆的长轴与流体行进方向平行。在上述热管外面设有矩形翅片，该矩形翅片主要是由翅片板和套环组成的，其中翅片板为一块矩形板，中部设有与热管外形尺寸对应的椭圆形通孔，该通孔与椭圆形套环的一端固定连接。该椭圆形套管内径尺寸与热管外形尺寸相对应，于是套环可套在热管上。上述若干个矩形翅片套在热管上，基本可将热管覆盖。最好在矩形翅片的翅片板上设有通孔，即扰流孔，在扰流孔上设有与其相交成一定角度的扰流片，该扰流片可与翅片板连为一体，也可以是另设的。设在矩形翅片上的若干个扰流片均与其上的套环设在同一侧。上述每个矩形翅片上的各扰流片在各扰流孔上的位置可相同，但最好是不同，它们朝向不同的方向可增加扰流效果。

椭圆管呈流线型，在横掠气流中，流体分离点后移，从而减少了管后的漩涡区，另外椭圆管前半部的边界层比圆管薄。这些因素有利于增强传热和减少流阻，通常流速下可以比圆管圆形翅片的流阻减低50％以上；椭圆管的传热面积比同样截面的圆管大15％，因此在相同流速下，管外换热面积可提高15％；在相同的条件下，椭圆管的传热周长比圆管大，因此管内的热阻小，有利于管内介质的传热；对于同样材料的翅片，矩形翅片比圆形翅片效率高8％；矩形翅片上开有扰流孔，它可以使横掠气流扰动，从而减薄管壁及翅片上的边界层，能强化管外侧的换热；椭圆矩形翅片管可以布置得紧凑，它占风道的面积仅为圆管的80％；

当冷空气从空气进口管进入空气热管换热器的气室，便与热管束冷凝段内的汽相传热工质进行热量交换，使其变为流体流至蒸发段，经过热交换升温后的空气从气室排出，而高温烟气其与热管束蒸发段内的液相传热工质进行热量交换，将热量传递给热管内的传热工质使其蒸发变为汽体，同时经过降温后的烟气则从烟气出口管排出，如此循环。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

1、传热效率高。

2、节省材料，制造成本低。

3、不易搭桥积灰，又可自清灰，使用寿命长。

4、流体流动阻力小。

附图说明

图1是本实用新型的主视局剖示意图。

图2是本实用新型椭圆热管的剖视放大示意图。

图3是图2的A-A视图。

具体实施方式：

在图1所示的椭圆热管式空气预热器的示意图中，由两侧管箱板和两端管箱板及框架构成的方筒形管箱1，中部设固定于其上的中间管板2，内装传热工质外设矩形翅片3的椭圆形热管管束4中部通过密封法兰5固定在该中间管板的通孔上，并且椭圆的长轴与流体行进方向平行，上述椭圆形热管管束一部分位于烟室内，另一部分位于气室内，该热管管束的两端又分别置于端管板6、7上，这两端管板又分别固定在两个室的端管箱板8、9上，气室前后分别设空气进出口管10、11，烟室前后分别设烟气进出口管12、13。在图2和图3所示的椭圆热管式空气预热器椭圆热管的剖视放大示意图中，在上述热管外面设有矩形翅片，该矩形翅片中的翅片板14为一块矩形板，中部设有与热管外形尺寸对应的椭圆形通孔，该通孔与椭圆形套环15的一端固定连接。该椭圆形套管内径尺寸与热管外形尺寸相对应，上述若干个矩形翅片套在热管上，基本可将热管覆盖。在矩形翅片的翅片板上设有4个扰流孔16，在扰流孔上设有与其相交成90度的扰流片，该扰流片17与翅片板连为一体。设在矩形翅片上的4个扰流片均与其上的套环设在同一侧。上述每个矩形翅片上的各扰流片在各扰流孔上的位置不相同，它们朝向不同的方向。