[发明专利]一种气化器换热管道及其自增压气化器

说明书

本发明提供一种气化器换热管道及其自增压气化器，其中换热管道为螺旋管道，管道的横截面为星型结构，星型结构的每个尖角处均固定有沿所述换热管道的轴心线方向设置的翅片，且星型结构的每个侧边上还设有沿所述换热管道的轴心线方向设置的半圆凸起。本发明通过优化管道结构来提升换热面积和换热效率，解决在密闭环境中空气流动交换缓慢的问题，使得气化器在工作过程中与大气充分换热。

技术领域

本发明涉及气化器，特别是涉一种气化器换热管道及其自增压气化器。

背景技术

氮气是惰性气体，在工业生产中常作为保护器和喷吐气，因此也可以作为冷却系统，如加工中心和数据中心，可以通过气化器将液氮增压气化为氮气，并通过喷涂器将其喷到空气中，达到冷却降温的效果。

目前，对于如液氮的低温液体气化，国内一般采用空温式气化器进行处理。空温式气化器是一种翅片管气化器，以大气环境中自然对流的空气作为热源，通过导热性能良好的铝材翅片管与低温液体进行热交换，使其气化成一定温度的气体。空温式气化器是依靠自身显热和吸收外界大气环境热量进行工作，无需额外动力和能源消耗，相对于其他气化器，具有无污染、绿色环保、安全简单、维护方便、运行成本低及使用不受条件限制等优点。

空温式气化器的核心装置是换热管道，即从尽可能小的大气环境中换取更多的热量实现气化功能，目前国内生产的空温式气化器多采用导热性良好防锈铝合金的圆形翅片管，其结构为：翅片管中间为圆心空管，管外分布径向翅片，液体在管道中间流动，而通过翅片吸收外界大气热量传递到管内，使液滴吸收气化。例如公告号为CN211344783U、公告日为2020.8.25的中国专利：双层管式气化器，该气化器采用的是常用的圆形翅片管，换热效率低。空温式气化器的换热效率主要由换热管道的换热面积所确定，为了达到一定的流量和工作效率，只能采用增加翅片的设计，由于没有优化设计，因此国内的空温式气化器大多存在以下缺点：设备过于庞大，占据空间较大、由于翅片的增加使得造价过高，换热效率过低导致产品流量不足；同时，在使用空温式气化器气化低温液体作为冷却系统时，由于工作环境常为密闭场所，因此空气流动交换较为缓慢困难，气化器与大气环境的换热效率也较差。

发明内容

本发明提供一种气化器换热管道及其自增压气化器，通过优化管道结构来提升换热面积和换热效率，解决在密闭环境中空气流动交换缓慢的问题，使得气化器在工作过程中与大气充分换热。

本发明的技术方案如下：

一种气化器换热管道，所述换热管道为螺旋管道，管道的横截面为星型结构，星型结构的每个尖角处均固定有沿所述换热管道的轴心线方向设置的翅片，且星型结构的每个侧边上还设有沿所述换热管道的轴心线方向设置的半圆凸起。

本发明所设计的管道结构的横截面为星形，翅片分布在管道的每个尖角处，且还在侧边上增加圆形凸起，该星状管道结构使得管道与空气的接触面积增加，直接增大液体流动表面的换热面积，不需要过多设计增加翅片，因此翅片与空气环境的有效换热面积也得到保证，可有效提高换热效率。

进一步，了避免相邻两侧边上的半圆型凸起发生干涉，所述半圆凸起固定在所述侧边的中部，且直径小于侧边边长的2/3。

进一步，星型结构的侧边数量少于20。

随着星型结构的侧边数增加，其外周长也会不断增加，换热管道的换热面积随之增加，但侧边数过多时，侧边上的凸起结构也会变小，同时每条侧边在换热工作中的换热效率也会下降，因此星型结构的换热管道的侧边数应控制在20以内，以保证较优的换热效率。

进一步，所述翅片的高度小于所述换热管道的内螺旋半径的2/3。