[发明专利]一种换热器

说明书

技术领域

本发明涉及一种换热器，具体指一种具有换热效率高的换热器。

背景技术

现有的换热器通常包括有壳体和位于壳体内的管体，壳体上开有流动或位于壳体内的第一介质的进口和出口，即壳程介质进口和壳程介质出口；壳体上还开有分别连通管体两端而成为第二介质的进口和出口，即管程介质进口和管程介质出口。为了提高换热效果，往往将管体制成蛇形状结构，以延长管程介质在管体内的行程。

对于上述蛇形状的管体，虽然也有弯折处可以强制改变管程介质的流动方向，但从整个管体来看，极大部分的管体还是设计成直管，在直管的管体内，管程介质在前进过程中，与管壁之间的温度梯度分别为t_x、t_x-1……t₃、t₂、t₁，如图3所示，即位于管体中部的管程介质温度最高，越靠近管壁的管程介质的温度越低，当壳程介质和管程介质进行热交换时，热交换实际发生在管壁处，即界面a上进行交换，壳程介质的温度t_a通过对流传导到界面a，管程介质的温度也通过对流传导到界面a。由于靠近管壁的管程介质的温度t₁与壳程介质的温度t_a之间的温差相对于管体中部的管程介质的温度t_x与壳程介质的温度t_a之间的温差小，因而对于极大部分为直管的蛇形管在壳体内的换热效果相对较差，换热效率仍有待于进一步的提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能显著提高换热效率的换热器。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种换热器，包括有壳体和位于壳体内的管体，所述的壳体上开有壳程介质进口和壳程介质出口，所述的壳体上还具有供管程介质流经所述管体的管程介质进口和管程介质出口，其特征在于：所述的管体设计成由波峰和波谷相平滑衔接成的波浪形结构，且从管体的轴向剖面中，该管体的下管壁上的波峰要高于相邻的位于上管壁上的波谷。

在上述方案中，所述的管体可以仅有一个波峰和一个波谷平滑衔接组成，但较好的是，所述的管体由多个波峰和波谷依次相平滑衔接而成，以进一步提高换热效率。

作为本发明的优选方案，所述的管体可以有多根，分别并列设置在所述的壳体内，同样可以进一步提高换热效率。

在上述各方案中，所述的波峰和波谷均设计成圆弧形为佳，既便于加工，同时又有利于管程介质流动方向的顺势改变，以获得更好的换热效果。

在上述各方案中，当管程介质为气体时，所述的壳体外还可以设有与所述的管程介质出口相连通的排气通道，在该排气通道的出口处安装有排风机，使得管程介质的流动速度更快，更有利于换热。并且使得这样的换热器在安装使用时，无需再另外配置排风机，即可直接方便地安装使用。

与现有技术相比，由于本发明的换热管体设计成波浪形结构，因此当管程介质在管体内流动遇到管体的连续折弯处时，其流动方向将被不断地强制改变，在这每次的改变过程中，使得原先位于管体中部的管程介质邻近于管体壁或直接与管壁相接触，即相对于现有技术，此时的较高温度的管程介质与壳程介质之间的距离变小，因两者的温差较大，故换热效果明显转好；同时在强制改变方向时，既会提高管体介质的流速，又会在管壁处形成涡流，在这三重作用下，就能提高换热效率。因而这种管程介质在管体内流动方向的连续不断地改变，使得高效率的换热现象重复出现，最终使得本发明的换热效率得到显著提高。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例的换热原理示意图；

图3为现有技术中管体设计成直管时的换热原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。