一种换热组件及换热器论文和设计-简甦

全文摘要

本实用新型涉及换热设备领域，公开了一种换热组件及换热器。换热组件包括外壳和设置于外壳内的换热结构。外壳具有相对设置的入口和出口，换热结构包括形成内流道的导热管，导热管内壁设置有多条沿导热管流通方向延伸的内翅片，导热管的外壁设置有多条沿导热管流通方向延伸的外翅片，内翅片为折线形或波浪形。由于设置了多个翅片，因此增加了热交换的有效面积，使传热性能得以加强。内翅片和外翅片均为波浪形或折线形，因此气流在流通过程中可以增加气流湍动，加快导热管壁附近气体的更新频率，可以使得气体的换热效果更好，使得换热组件的换热效率更高。本申请提出的换热器应用了上述的换热组件，因此也具有较高的换热效率。

主设计要求

1.一种换热组件，其特征在于，其包括：外壳，所述外壳具有相对设置的入口和出口；设置于所述外壳内的换热结构，所述换热结构包括形成内流道的导热管，所述导热管内壁设置有多条沿所述导热管流通方向延伸的内翅片，所述导热管的外壁设置有多条沿所述导热管流通方向延伸的外翅片，所述内翅片为折线形或波浪形，所述外翅片为折线形或波浪形，相邻的两个所述内翅片相互间隔以供气流流通，相邻的两个所述外翅片相互间隔以供气流流通，所述外壳的内壁和所述导热管的外壁之间形成外流道。

设计方案

1.一种换热组件，其特征在于，其包括：

外壳，所述外壳具有相对设置的入口和出口；

设置于所述外壳内的换热结构，所述换热结构包括形成内流道的导热管，所述导热管内壁设置有多条沿所述导热管流通方向延伸的内翅片，所述导热管的外壁设置有多条沿所述导热管流通方向延伸的外翅片，所述内翅片为折线形或波浪形，所述外翅片为折线形或波浪形，相邻的两个所述内翅片相互间隔以供气流流通，相邻的两个所述外翅片相互间隔以供气流流通，所述外壳的内壁和所述导热管的外壁之间形成外流道。

2.根据权利要求1所述的换热组件，其特征在于，相邻的所述内翅片之间形成的通道的宽度在所述导热管流通方向上不均匀。

3.根据权利要求1所述的换热组件，其特征在于，相邻的所述外翅片之间形成的通道的宽度在所述导热管流通方向上不均匀。

4.根据权利要求1所述的换热组件，其特征在于，所述导热管包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体合围形成所述导热管的内流道，部分所述内翅片设置于所述第一壳体的内侧，部分所述内翅片设置于所述第二壳体的内侧。

5.根据权利要求4所述的换热组件，其特征在于，设置于所述第一壳体的内翅片与设置于所述第二壳体的内翅片一一对应，并且相对应的两个所述内翅片相互抵接。

6.根据权利要求5所述的换热组件，其特征在于，相互抵接的两个所述内翅片的用于抵接的侧边在所述内翅片的延伸方向上错开而不重合。

7.根据权利要求4中所述的换热组件，其特征在于，第一壳体包括第一板体和设置于所述第一板体两侧的侧板，所述第二壳体包括第二板体和设置于所述第二板体两侧的侧板，所述第一壳体的侧板和所述第二壳体的侧板相互抵接，使得所述第一壳体和所述第二壳体共同围成截面为矩形的内流道。

8.根据权利要求7所述的换热组件，其特征在于，所述第一壳体上的所述内翅片位于所述第一板体，所述第二壳体上的所述内翅片位于所述第二板体，所述内翅片在所述导热管上的延伸方向与所述侧板的延伸方向一致。

9.根据权利要求1所述的换热组件，其特征在于，所述外壳内设置有至少两个所述换热结构，相邻的两个所述换热结构通过所述外翅片抵接。

10.一种换热器，其特征在于，其包括如权利要求1-9中任一项所述的换热组件。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及换热设备领域，具体而言，涉及一种换热组件及换热器。

背景技术

换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足工艺条件的需要，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。

按传热原理，换热器可以分为间壁式换热器、蓄热式换热器、流体连接间接式换热器、直接接触式换热器、复式换热器等。现有的换热器换热效率不高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种换热组件，其具有较高的换热效率。

本实用新型的另一目的在于提供一种换热器，其具有较高的换热效率。

本实用新型的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请提供了一种换热组件，其包括：

外壳，外壳具有相对设置的入口和出口；

设置于外壳内的换热结构，换热结构包括形成内流道的导热管，导热管内壁设置有多条沿导热管流通方向延伸的内翅片，导热管的外壁设置有多条沿导热管流通方向延伸的外翅片，内翅片为折线形或波浪形，外翅片为折线形或波浪形，相邻的两个内翅片相互间隔以供气流流通，相邻的两个外翅片相互间隔以供气流流通，外壳的内壁和导热管的外壁之间形成外流道。

在本实用新型的一种实施例中，相邻的内翅片之间形成的通道的宽度在导热管流通方向上不均匀。

在本实用新型的一种实施例中，相邻的外翅片之间形成的通道的宽度在导热管流通方向上不均匀。

在本实用新型的一种实施例中，导热管包括第一壳体和第二壳体，第一壳体和第二壳体合围形成导热管的内流道，部分内翅片设置于第一壳体的内侧，部分内翅片设置于第二壳体的内侧。

在本实用新型的一种实施例中，设置于第一壳体的内翅片与设置于第二壳体的内翅片一一对应，并且相对应的两个内翅片相互抵接。

在本实用新型的一种实施例中，相互抵接的两个内翅片的用于抵接的侧边在内翅片的延伸方向上错开而不重合。

在本实用新型的一种实施例中，第一壳体包括第一板体和设置于第一板体两侧的侧板，第二壳体包括第二板体和设置于第二板体两侧的侧板，第一壳体的侧板和第二壳体的侧板相互抵接，使得第一壳体和第二壳体共同围成截面为矩形的内流道。

在本实用新型的一种实施例中，第一壳体上的内翅片位于第一板体，第二壳体上的内翅片位于第二板体，内翅片在导热管上的延伸方向与侧板的延伸方向一致。

在本实用新型的一种实施例中，外壳内设置有至少两个换热结构，相邻的两个换热结构通过外翅片抵接。

第二方面，本申请还提供一种换热器，其包括上述的换热组件。

本实用新型实施例的有益效果是：

本申请提供的换热组件包括外壳和设置于外壳内的换热结构。外壳具有相对设置的入口和出口，换热结构包括形成内流道的导热管，导热管内壁设置有多条沿导热管流通方向延伸的内翅片，导热管的外壁设置有多条沿导热管流通方向延伸的外翅片，内翅片为折线形或波浪形，外翅片为折线形或波浪形，相邻的两个内翅片相互间隔以供气流流通，相邻的两个外翅片相互间隔以供气流流通，外壳的内壁和导热管的外壁之间形成外流道。内流道和外流道可以通过不同温度的气体介质，高温气体和低温气体之间通过换热结构进行热交换。由于在导热管的内壁和外壁设置了多个翅片，因此增加了热交换的有效面积，使传热性能得以加强。内翅片和外翅片均为波浪形或折线形，因此气流在流通过程中增加气流湍动，加快导热管壁附近气体的更新频率，可以使得气体的换热效果更好，使得换热组件的换热效率更高。

进一步的，相邻的翅片之间形成的通道的宽度在导热管流通方向上不均匀，因此在通过翅片之间通道的缩口时，受到挤压而有部分气流垂直于导热管流通方向流动，这样进一步增加了气流湍动。

本申请提出的换热器应用了上述的换热组件，因此也具有较高的换热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型一种实施例中换热组件的结构示意图；

图2为图1中换热组件的A方向视图；

图3为本实用新型一种实施例中第一壳体上内翅片和外翅片的设置示意图；

图4为图3中B-B方向的截面图；

图5为图4中局部V的放大图；

图6为图5中C-C方向的剖视图；

图7为图6中局部VII的放大图。

图标：010-换热组件；100-外壳；110-外流道；200-换热结构；210-导热管；211-内流道；212-第一壳体；213-第一板体；214-侧板；215-第二壳体；216-内翅片；217-外翅片。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

实施例

图1为本实用新型一种实施例中换热组件010的结构示意图，图2为图1中换热组件010的A方向视图。请参照图1和图2，本实施例提供一种换热组件010，可应用于但不限于有机废气治理设备中的气-气换热场合。在有机废气治理设备中，用挥发性有机化合物末端处理设备中废气及辅助燃气燃烧产生的高温烟气，对生产设备进风进行加热或预热。本实用新型实施例的换热组件010包括：

外壳100，外壳100具有相对设置的入口和出口；

设置于外壳100内的换热结构200，换热结构200包括形成内流道211的导热管210，导热管210内壁设置有多条沿导热管210流通方向延伸的内翅片216，导热管210的外壁设置有多条沿导热管210流通方向延伸的外翅片217，内翅片216为折线形，外翅片217为折线形或波浪形，相邻的两个内翅片216相互间隔以供气流流通，相邻的两个外翅片217相互间隔以供气流流通，外壳100的内壁和导热管210的外壁之间形成外流道110。

在本实用新型的实施例中，导热管210的流通方向即是从导热管210的入口到出口的方向，即图1中的左右方向以及图2中的垂直于纸面(展示平面)的方向，内流道211和外流道110的流通方向大体一致，在实际应用中，位于内流道211和外流道110的两种温度不同流体可以同向流动，也可以逆向流动。

内流道211和外流道110可以通过不同温度的气体介质，高温气体和低温气体之间通过换热结构200进行热交换。由于在导热管210的内壁和外壁设置了多个翅片，因此增加了传热的有效面积，使得传热性能得以加强。内翅片216和外翅片217均为折线形，因此气流在流通过程中可以增加气流湍动，加快导热管210壁附近气体的更新频率，可以使得气体的换热效果更好，使得换热组件010的换热效率更高。

可以理解，本实施例中，示出了折线形的翅片，在本实用新型的其他实施例中，内翅片216和外翅片217的形状可以是波浪形，波浪形弯折的结构同样可以增加气流湍动。

在本实用新型的实施例中，外壳100内设置有至少两个换热结构200，相邻的两个换热结构200通过外翅片217抵接，因此外流道110还包括换热结构200之间的区域。如图2所示，本实施例的换热组件010包括了四个换热结构200。

图3为本实用新型一种实施例中第一壳体212上内翅片216和外翅片217的设置示意图。请参照图3，在本实施例中，导热管210包括第一壳体212和第二壳体215，第一壳体212和第二壳体215合围形成导热管210的内流道211，部分内翅片216设置于第一壳体212的内侧，部分内翅片216设置于第二壳体215的内侧。部分外翅片217设置要第一壳体212的外侧，部分外翅片217设置于第二壳体215的外侧。

具体的，在本实施例中，第一壳体212包括第一板体213和设置于第一板体213两侧的侧板214，第二壳体215包括第二板体和设置于第二板体两侧的侧板，第一壳体212的侧板214和第二壳体215的侧板相互抵接，使得第一壳体212和第二壳体215共同围成截面为矩形的内流道211。在本实施例中，第一壳体212和第二壳体215分别为大小尺寸相同，截面为U形的板体，第一壳体212和第二壳体215扣合形成了矩形内流道211。由于第二壳体215以及设置于其上的内翅片216、外翅片217的排布方式大体相同，此处不再单独阐述。

进一步的，第一壳体212上的内翅片216和外翅片217分别位于第一板体213的内、外两侧，第二壳体215上的内翅片216和外翅片217分别位于第二板体的内、外两侧，内翅片216以及外翅片217在导热管210上的延伸方向与侧板214的延伸方向一致。

在本实用新型的一种实施例中，设置于第一壳体212的内翅片216与设置于第二壳体215的内翅片216一一对应，并且相对应的两个内翅片216相互抵接。

图4为图3中B-B方向的截面图，图5为图4中局部V的放大图。请参照图4和图5，图4展示了相互抵接的两层内翅片216的示意图，这两层翅片分别设置于第一壳体212和第二壳体215，两层翅片分别用虚线和实线作以区别。在本实施例中，导热管210上的多个内翅片216在导流管的宽度方向上间隔设置，各内翅片216的整体宏观走向一致且平行(局部弯折部分不平行)。相邻的内翅片216之间形成的通道的宽度在导热管210流通方向上不均匀，比如，相邻的两个折线形内翅片216之间形成的通道宽度在导热管210的流通方向上是周期变化的。在这样的结构下，气体在第一壳体212上相邻的两个内翅片216之间流动时，当通道宽度收缩，则气流的一部分会朝向垂直纸面的方向，流出该通道，进入到第二壳体215的内翅片216之间。

具体的，在本实施例中，第一壳体212和第二壳体215上相互抵接的两个内翅片216的用于抵接的侧边在内翅片216的延伸方向上错开而不重合。如图5所示，相互抵接的两个内翅片216，其在局部的弯折处，总是向相反的两个方向倾斜。这样使得上一层内翅片216之间形成的通道的较宽处，对应下一层内翅片216之间通道的较窄处。这样的结构可以使得当气流在其中一层内翅片216之间流动时，遇到通道收缩的情况时，会受挤压并朝向另一层内翅片216流动，在另一层内翅片216的通道收缩时，又会折返回来，如此反复。这样大大增加了两层内翅片216之间的气体交互，加强了整体气流的湍动，使得传热效果更佳。

图6为图3中C-C方向的剖视图，图7为图6中局部VII的放大图。请参照图6和图7，图6展示了外翅片217在导热管210上的分布示意图，从图7还可以看出相邻两个换热结构200上的外翅片217的抵接方式，其中，分属不同的两个换热结构200的两层外翅片217分别用实线和虚线做以区分。

在本实施例中，位于第一壳体212(或第二壳体215)上的外翅片217是成对排列的，成对的两条外翅片217之间间隔距离小于相邻两对外翅片217之间的距离。与内翅片216的排布方式相似，成对的两个外翅片217之间的通道宽度也是在长度方向上周期性变化，以增气流的湍动；相抵接的两对外翅片217同样也是错开，即其中一层的外翅片217通道在收缩处，对应另一层外翅片217通道的扩张处。该结构的作用原理与内翅片216类似，此处不再赘述。

需要说明的是，内翅片216和外翅片217的数量和形状需根据导热管210内、外侧换热量、气体与壁面的温差、壁面的换热能力等计算确定，本申请的图形仅用于示意，其他任何翅片形状和数量，能达到上述所描述的效果的，都在本申请保护范围内。

本实用新型实施例的换热组件010的工作原理及有益效果如下：

本实用新型实施例的换热组件010中，外壳100和换热结构200的导热管210形成了内流道211和外流道110，高温介质和低温介质可分别通过这两个流道，通过对流传热(同一流道中)、换热结构200的传导传热以及辐射传热交换热量。高温介质可以是高温的废气、燃烧后的烟气等，低温介质可以为待加热的空气、燃气等。在导热管210的内外设置有内翅片216和外翅片217，内翅片216和外翅片217的作用在于：

可以加强气体流动时的湍动程度，增大对流换热系数，加强传热；

增大对流换热面积，加强传热；

在由工业废气燃烧的烟气作为高温介质的情况下，由于气体中挥发性有机化合物的存在及其氧化反应后CO_{2<\/sub>和H_{2<\/sub>O含量增加，且当高温气体温度很高，高温气体与换热结构200之间的温差很大时，气体具备很强的辐射换热能力，内翅片216和外翅片217可增大辐射换热面积和辐射换热角系数，进而加强传热。这些热量通过对流换热扩散至空气组分中；}}

内翅片216和外翅片217还可以为第一壳体212、第二壳体215之间，以及相邻两个换热结构200之间提供支撑，加强设备整体刚性。

导热管210、内翅片216、外翅片217表面可以根据需要，采取改善材料辐射特性的处理工艺，改善其辐射特性，提高发射率，降低表面辐射热阻，增强辐射换热能力，从而提高气体与换热结构200的壁面之间、壁面的高温区域与低温区域之间的辐射换热量。

本实用新型实施例还提供一种换热器(图未示)其包括了上述的换热组件010。作为高温通道的外流道110或内流道211中的一者与高温气源(图未示)连通。

综上所述，本申请提供的换热组件包括外壳和设置于外壳内的换热结构。外壳具有相对设置的入口和出口，换热结构包括形成内流道的导热管，导热管内壁设置有多条沿导热管流通方向延伸的内翅片，导热管的外壁设置有多条沿导热管流通方向延伸的外翅片，内翅片为折线形或波浪形，外翅片为折线形或波浪形，相邻的两个内翅片相互间隔以供气流流通，相邻的两个外翅片相互间隔以供气流流通，外壳的内壁和导热管的外壁之间形成外流道。内流道和外流道可以通过不同温度的气体介质，高温气体和低温气体之间通过换热结构进行热交换。由于在导热管的内壁和外壁设置了多个翅片，因此增加了热交换的有效面积，使传热性能得以加强。内翅片和外翅片均为波浪形或折线形，因此气流在流通过程中可以增加气流湍动，加快导热管壁附近气体的更新频率，可以使得气体的换热效果更好，使得换热组件的换热效率更高。

本申请提出的换热器应用了上述的换热组件，因此也具有较高的换热效率。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

一种换热组件及换热器论文和设计

一种换热组件及换热器论文和设计-简甦

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

相关信息详情

猜你喜欢