[实用新型]一种复合型换热器

说明书

本实用新型公开了一种复合型换热器，包括竖直设置的圆筒形的壳体，壳体上方设有物料出口，下方设有物料进口，壳体外缠绕有盘管，在壳体的中部套接有内换热管，内换热管沿壳体的轴线延伸方向设置。本实用新型的有益效果是：可以不借助桨叶搅拌等外力，对待加热物料进行充分加热。

技术领域

本实用新型属于化工设备领域，具体是一种复合型换热器。

背景技术

换热器可以有效利用热能，是化工行业常用的设备。中国专利文献CN205332851U于2016年6月22日公开了“盘管式换热器”，包括一个密闭的筒体以及两组作为换热管的盘管，两组盘管分别安装在反应釜筒体内的上、下两个半腔内，为层叠排布，而在此密闭的筒体顶部设置有搅拌电机，搅拌电机下部通过搅拌轴连接有搅拌叶片，所述搅拌叶片为向上提升的螺旋叶片，所述螺旋叶片的升角为20°～45°，且叶片宽度小于盘管的螺旋线内径。该申请人宣称，该实用新型工艺简单，加工方便，装配容易，且能有效提高换热效率。类似此类型的盘管式换热器，其盘管内、外各自导入一种流体，仅能实现双流体间的热交换；位于反应釜近侧壁部分的流体由于靠近盘管，加热效果好，升温快，而位于反应釜径向中心部分的流体由于距离反应釜侧壁较远，加热效果不理想。根据热工学的理论，两个物质间的温差越小，热交换的效率越低，由于在反应釜外侧的流体温度较高，导致盘管内的热量尚未充分利用就被排掉，形成了热量的浪费，而与此同时反应釜核心区域的流体温度偏低，尚需进一步加热。如果采用上述传统方案，使用电机带动桨叶搅拌反应釜内容物，一来新增电机和桨叶造成成本和能源上新的支出，二来在一些特定的环境下并不适合桨叶搅拌，该方案难以实施。

发明内容

基于以上问题，本实用新型提供一种复合型换热器，可以不借助桨叶搅拌等外力，对待加热物料进行充分加热。

为了实现发明目的，本实用新型采用如下技术方案：一种复合型换热器，包括竖直设置的圆筒形的壳体，壳体上方设有物料出口，下方设有物料进口，壳体外缠绕有盘管，在壳体的中部套接有内换热管，内换热管沿壳体的轴线延伸方向设置。

本方案设计的复合型换热器，在传统的外盘管盘绕容器外侧的设计基础上，在容器内部增加了内换热管，容器即对应本方案中所称壳体，内置需要加热的物料。壳体外缠绕的盘管内导通含热量的流体，内换热管中也导通含热量的流体，两者可以是来自同一源头的同种流体，也可以是不同源头的两种流体，还可以是将同一流体依次流经外盘管和内换热管。内换热管位于壳体中心区域，沿壳体的轴向设置，使其与温度最低的物料接触，从而拥有最大的温度差，产生最佳的换热效果。由此，本方案还获得了一个特别的优势，可以同时利用两个含有热量的流体对一种待加热物料进行加热，从而提高了加热效率，减少了设备占用量和热量浪费。

作为优选，所述盘管包括彼此独立的上盘管和下盘管；上盘管在上下端分别设有上盘管上进口和上盘管下出口，下盘管在上下端分别设有下盘管上进口和下盘管下出口；上盘管下出口的高度位置高于下盘管上进口。本方案将缠绕在壳体外侧的盘管分为上下两段，彼此独立。这样的设计可以增加一个新的含热量的流体的热交换通道。外部的上下两个盘管，配合内部的内换热管，可以同时导通三种不同温度的流体，形成更好的热量转换效果。理论上，也可以设置更多个盘管，在壳体的轴向上依次排列，每个盘管对应一个待热量的流体。

作为优选，壳体上环绕的设有一圈弹性件，弹性件的伸缩方向为壳体的轴向；弹性件上下端抵接在上盘管下端与下盘管上端之间，弹性件在壳体轴向上可自由滑动。当壳体外缠绕的上盘管和下盘管之间导入的含热量流体的温度有较大差距时，上盘管和下盘管受热后沿壳体轴向膨胀变长的变化量也有较大区别。为了平衡上下的膨胀压力，本方案特别设计了一个弹性件，抵接在上下盘管之间，以便随时伸缩，以适应上下盘管受热膨胀的变化。如果盘管的数量超过2个，可以在任意两个相邻的盘管之间设置一圈弹性件。