一種紊流換熱器制造技術

本發明專利技術公開了一種紊流換熱器，包括有殼體，殼體內設置有用于容納冷流體的受熱容器以及沿受熱容器外壁設置的熱流體通道，該熱流體通道上設置有熱流體進口和熱流體出口，熱流體通道內設置有格柵，格柵與受熱容器外壁之間形成有窄縫，格柵之間形成有紊流腔；熱流體從熱流體進口流入熱流體通道，在通過熱流體通道過程中在紊流腔內產生紊流，再從熱流體出口流出。其優點在于：結構簡單，制造成本低，氣體的紊流腔和窄縫處的流速變化，造成壓強變化，使高溫質點與低溫質點之間的相互滲透產生紊流效應，提高換熱效率；高溫氣流加熱格柵使其產生紅外線輻射，實現紊流氣流和紅外線輻射的雙重給熱方式，加快熱量交換，提高熱量利用率達到節能的目的。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種熱交換設備，尤其指一種紊流換熱器。
技術介紹
換熱器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體，使流體溫度達到工藝流程規定的指標的熱量交換設備，又稱熱交換器。現有的換熱器多采用管殼式換熱器和沉浸式蛇形換熱器兩種形式。管殼式換熱器又稱列管式換熱器，是以封閉在殼體中管束的壁面作為傳熱面的間壁式換熱器，這類換熱器結構較簡單，操作可靠;管殼式換熱器內進行換熱的冷熱兩種流體，一種在管內流動，稱為管程流體;另一種在管外流動，稱為殼程流體。通常為了提高換熱效率需要把換熱體的表面做的很大以增大換熱面積，這樣勢必要增加材料的使用量或加大制造工藝的復雜程度，從而導致增加很大成本。換熱的應用非常廣泛，優秀的換熱技術是節能減排的基礎，而節能減排技術的優劣除了有較高的熱效率還要有較低的成本，否則無法被廣泛推廣和應用。在現有的換熱器制造中，為了增加換熱效率，多數采用增大換熱面積的方法來實現，比如加裝列管、翅片管，這些措施無疑會增加制作難度，增加制作成本。另外，現有換熱器的流體通道內光滑，流體通道內的氣體流動時基本上處于平流狀態，即貼近受熱體附近的氣流呈現“冷態”而遠離受熱體的氣流呈現“熱態”，“冷態”氣流和“熱態”氣流之間以相對平行的狀態流動，而熱態與冷態之間的高溫質點和低溫質點的交換相對較弱。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是針對現有技術的現狀，提供結構簡單，制造成本低，熱交換效率高，能量利用率高的一種紊流換熱器。本專利技術解決上述技術問題所采用的技術方案為: 一種紊流換熱器，包括有殼體，殼體內設置有用于容納冷流體的受熱容器以及沿所述受熱容器外壁設置的熱流體通道，該熱流體通道上設置有熱流體進口和熱流體出口，熱流體通道內設置有格柵，格柵與所述受熱容器外壁之間形成有窄縫，格柵之間形成有紊流腔；熱流體從熱流體進口流入熱流體通道，在通過熱流體通道過程中在紊流腔內產生紊流，再從熱流體出口流出。為優化上述技術方案，采取的具體措施還包括: 上述的熱流體進口正對爐頭設置，爐頭上連接有燃氣進氣管。上述的燃氣進氣管上連接有空氣進氣管。上述的熱流體通道為S形結構。上述的熱流體出口處設置有引風機。上述的格柵由平行設置的柵板構成。上述的柵板垂直所述受熱容器的外壁設置。上述的格柵由連續的彎折板構成。上述的彎折板的鋸齒為三角形齒或者方齒。上述的格柵由平行設置的柵管構成，柵管為空心管或者實心管。與現有技術相比，本專利技術一種紊流換熱器，其結構簡單，制造成本低，通過在熱流體通道內設置有格柵，格柵與受熱容器外壁之間形成有窄縫，格柵之間形成有紊流腔，氣體在紊流腔內形成紊流，流速變慢，而通過窄縫時，流速加快;根據努伯利原理，氣流速度與壓強成反比:氣流速度快則壓強小，氣流速度慢則壓強大。紊流腔和窄縫處氣流速度不斷變化，從而造成壓強的變化，壓強的不斷改變會造成高溫質點與低溫質點之間的相互滲透，即產生紊流效應，從而提高換熱效率。另外，氣流在產生紊流效應的同時，高溫氣體的熱量也會傳遞至格柵，格柵溫度升高后會產生紅外線輻射，從而實現紊流氣流和紅外線輻射的雙重給熱方式，使受熱容器加熱更快，加速熱量交換，提高熱量利用率，從而達到節能的目的。【附圖說明】圖1是本專利技術實施例一的結構示意圖； 圖2是本專利技術實施例二的結構示意圖； 圖3是本專利技術實施例三的結構示意圖； 圖4是本專利技術實施例四的結構示意圖。【具體實施方式】以下結合附圖實施例對本專利技術作進一步詳細描述。如圖1至圖4所示的實施例， 圖標號說明:殼體1、受熱容器2、熱流體通道3、熱流體進口 3a、熱流體出口 3b、格柵4、窄縫4a、紊流腔4b、柵板41、彎折板42、鋸齒42a、柵管43、爐頭5、燃氣進氣管51、空氣進氣管52、引風機6。實施例一、如圖1所示， 一種紊流換熱器，包括有殼體1，殼體I內設置有用于容納冷流體的受熱容器2以及沿所述受熱容器2外壁設置的熱流體通道3，該熱流體通道3上設置有熱流體進口 3a和熱流體出口 3b，熱流體通道3內設置有格柵4，格柵4與所述受熱容器2外壁之間形成有窄縫4a，格柵4之間形成有紊流腔4b ；熱流體從熱流體進口 3a流入熱流體通道3，在通過熱流體通道3過程中在紊流腔4b內產生紊流，再從熱流體出口 3b流出。實施例中，熱流體進口3a正對爐頭5設置，爐頭5上連接有燃氣進氣管51。實施例中，燃氣進氣管51上連接有空氣進氣管52。爐頭5正對熱流體進口3a設置，即熱流體通道3的熱流體進口 3a正對熱源，能夠使熱流體直接進入熱流體通道3內；而在燃氣進氣管51上連接有空氣進氣管52，將從空氣進氣管52中進入的空氣和從燃氣進氣管51進入的燃氣進行預混，以達到提高爐頭5火焰溫度的目的。實施例中，熱流體通道3為S形結構。采用S形結構的熱流體通道3，在熱流體通道3長度相同的情況下，結構更為緊湊，占用空間小。而且S形結構的熱流體通道3能與中間的受熱容器2的兩側外壁均進行熱量交換，增加了換熱面積，提高了換熱效率。實施例中，熱流體出口3b處設置有引風機6。引風機6的設置使熱流體出口 3b處形成負壓，保證熱流體通道3內的流體能夠從熱流體出口 3b順利地排出。實施例中，格柵4由平行設置的柵板41構成。紊流腔4b位于相鄰的柵板41之間。實施例中，柵板41垂直所述受熱容器2的外壁設置。本實施例中，格柵4的結構簡單，制造成本低。工作原理: 爐頭5點燃后，爐頭5處產生火焰加熱空氣，熱空氣從熱流體進口 3a進入熱流體通道3內，并在引風機6的作用下順著熱流體通道3向熱流體出口 3b流動。熱空氣在殼體I的熱流體通道3內流動，流動過程中，熱空氣與受熱容器2發生熱交換，熱量被受熱容器2吸收從而使受熱容器2以及其內部的冷流體溫度升高，從而達到熱量交換的目的。熱空氣在熱流體通道3內流動的過程中，當熱空氣流經窄縫4a時，由于空間變小，氣流速度加快;而當熱空氣流入紊流腔4b時，尤其空間增大，氣流速度減慢。根據努伯利原理，氣流速度與壓強成反比:氣流速度快則壓強小，氣流速度慢則壓強大。熱空氣不斷流經紊流腔和窄縫使氣流速度不斷變化，從而造成壓強的變化，壓強的不斷改變會造成高溫質點與低溫質點之間的相互滲透，即產生紊流效應，從而提高換熱效率。熱空氣在產生紊流效應的同時，熱空氣的熱量也會傳遞至格柵4使其溫度升高，格柵4溫度升高后會產生紅外線輻射，從而實現紊流氣流和紅外線輻射的雙重給熱方式，使受熱容器2加速熱量交換，受熱容器2升溫更快，提高了熱量的利用率，從而實現節能的目的。實施例二、如圖2所示， 本實施例中的換熱器與實施例一的換熱器結構相似，所不同的是，本實施例中，格柵4由連續的彎折板42構成。實施例中，彎折板42的鋸齒42a為三角形齒。彎折板42與受熱容器2的外壁之間形成窄縫4a，相鄰鋸齒42a之間形成紊流腔4b。采用三角形齒的彎折板42構成格柵4，由于彎折板42為連續彎折的整體結構，裝配更為方便，制造成本更低。實施例三、如圖3所示， 本實施例中的換熱器與實施例二的換熱器結構相似，所不同的是，本實施例中，構成格柵4的彎折板42的鋸齒42a為方齒。采用方齒結構的彎折板42，與三角形齒的彎折板42相比，表面積更大，當彎折板42受熱溫度升高后，其紅外線輻射效果更強。實施例四、如圖4所示， 本實施例中的換熱器與實施例一的換熱本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種紊流換熱器，包括有殼體(1)，其特征是：所述的殼體(1)內設置有用于容納冷流體的受熱容器(2)以及沿所述受熱容器(2)外壁設置的熱流體通道(3)，該熱流體通道(3)上設置有熱流體進口(3a)和熱流體出口(3b)，所述的熱流體通道(3)內設置有格柵(4)，所述的格柵(4)與所述受熱容器(2)外壁之間形成有窄縫(4a)，所述的格柵(4)之間形成有紊流腔(4b)；熱流體從熱流體進口(3a)流入熱流體通道(3)，在通過熱流體通道(3)過程中在紊流腔(4b)內產生紊流，再從熱流體出口(3b)流出。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳立德，
申請(專利權)人：寧波科萊爾節能科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江;33