[实用新型]一种具有内凸肋换热管螺旋逆流换热装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及热交换设备技术领域，尤其是一种具有内凸肋换热管螺旋逆流换热装置。

背景技术

在现有技术中，换热装置作业时，从进气口进入冷冻干燥机被干燥后的压缩空气，进入预冷器中，是通过弓形导流板的倒流作用，在壳体一侧上下流动与换热管侧压缩空气进行顺流热交换的。虽然弓形导流板实现了引流的功能，但换热过程中存在阻流与压降大、有流动滞死区、易结垢、传热的平均温差小、振动条件下易失效等缺陷。而螺旋逆流有应用只限于换热管自身的应用，如专利公告号为CN201715899U提出的一种双纹螺旋管逆流换热器，包括壳体、以及由壳体上下两端封头形成的冷流体进水室和出水室，壳体内相互反向螺旋盘绕着双纹换热管，换热管的两端固定在上下管板上，管板固定在壳体上，冷热流体进出口分别位于壳体的上下两端，上下两端的进出口轴线夹角在90-120度之间。这种结构   的换热管束盘绕于芯管外，相邻层绕向相反，芯管位于壳体中心，由两端芯管支架固定。它只是减小换热器的体积来增加单位体积的换热面积。逆流换热技术中还存在换热铜管换热系数低，换热器中需使用大量的换热铜管来保证较好的换热效果。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术存在换热管换热系数低的问题，提供一种在换热管外侧设置螺旋式折流板进行换热管外侧导流，并且换热管有较大换热面积的具有内凸肋换热管螺旋逆流换热装置。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种具有内凸肋换热管螺旋逆流换热装置，包括预冷器壳体，设置在壳体内的换热管，位于壳体两端的进出气口，换热管两端分别定位在位于壳体内的花孔板上，两块花孔板之间设有螺旋折流板，其特征是所述的换热管具有内凸肋结构。螺旋折流板的设计，使管侧压缩空气与壳体侧压缩空气逆向流动，这种螺旋形结构使介质在壳体内连续平稳做螺旋流动，避免了横向折流产生的严重压力损失，有着明显压降低的特点。并且，螺旋折流板的旋向结构是沿壳体行程介质方向螺旋前进的，在径向截面上会产生一个速度梯度，形成径向湍流，使换热管表面滞留底层的现象减少，有利于提高膜传热系数。换热管自身的内凸肋结构设计，即在换热管内表面形成凸肋、外表面形成沟槽，增大了压缩空气与换热管接触面积，并形成较强的湍流，而传统换热管光滑的管外壁有冷凝液的附着，影响换热系数，沟槽形管外壁能加快冷凝液的排除，冷凝液膜减薄，从而减少热阻，提高冷凝给热系数。

作为优选，所述的内凸肋与换热管成一体式结构，在换热管的外表面，相对内凸肋部位有对应的沟槽。在制作换热管时，把内凸肋的肋、槽一次性成型，制作成本低。

作为优选，所述的内凸肋与换热管管壁之间均设有圆弧过渡面。管内圆弧过渡面可以减少气体流动阻力，管外表面圆弧有利于冷凝液的集结和排除。

作为优选，所述的内凸肋的高点部位为沿轴向的圆弧面。不仅增强管体的自身强度，同时降低气体流动阻力。

作为优选，所述的壳体的一端沿径向设有管侧进气口和壳侧出气口，其中壳侧出气口位于花孔板的内侧，管侧进气口位于花孔板的外侧。管侧进气口和管侧出气口是经蒸发器降温并气水分离后，空气进入预冷器进行管侧流动与壳体侧流动的空气逆流换热通道。

作为优选，所述的壳体的另一端沿径向设有壳侧进气口和管侧出气口，其中壳侧进气口位于花孔板的内侧，管侧出气口位于花孔板的外侧。壳侧进气口是未处理的空气进入预冷器，在壳体侧进行螺旋流动，然后从壳侧出气口流出到蒸发器降温和气水分离。

作为优选，所述的螺旋折流板的两端位于壳侧进气口和壳侧出气口之间。未处理的空气一进一出顺畅无阻，内阻力极小。螺旋折流板的两端口分别位于壳侧进气口和壳侧出气口的端口部位。保证进口和出口点位径向压力损失最小。

作为优选，所述的螺旋折流板内侧与换热管外表面贴合。由于换热管外表面显示沟槽，螺旋折流板只要与换热管外主表面贴合即可，以减少螺旋折流板的细节加工难度。

本实用新型的有效效果是：换热管外壁的沟槽加快了冷凝液的排除，使冷凝液膜减薄，从而减少热阻，提高冷凝给热系数；换热管内表面形成的凸肋，靠近管体壁面的部分流体会旋转形成较强的湍流，使压缩空气边界滞留底层厚度减薄；而另一部分流体则顺壁面沿轴向流动时，凸肋使流体产生周期性的扰动，从而强化管内单相流体的传热；加大了换热管本身的结构强度。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图2是本实用新型图1的右视结构示意图。

图3是本实用新型的一种换热管结构示意图。