[实用新型]一种压缩空气冷却用非连续螺旋折流板换热器

说明书

本实用新型提供了一种压缩空气冷却用非连续螺旋折流板换热器，其能解决现有螺旋折流板换热器存在漏流现象、中心区域换热效率低以及加工难度大的问题。其包括呈圆筒状的外壳体，外壳体的两端固接有管板，管板外侧连接有管箱，外壳体内沿轴向设有螺旋折流板和换热管束，换热管束穿过螺旋折流板和管板与管箱连通；其还包括与外壳体同轴设置且呈圆筒状的内壳体，内壳体的两端分别与两个管板固接，外壳体与内壳体的直径比为2：1~5：1；螺旋折流板固定安装在外壳体和内壳体之间，螺旋折流板由至少四块扇形平板呈螺旋布置而成，且相邻两个扇形平板沿外壳体的轴向投影边缘重合。

技术领域

本实用新型涉及热交换设备领域，具体为一种压缩空气冷却用非连续螺旋折流板换热器。

背景技术

据《中国压缩空气干燥净化行业产销需求与转型升级分析报告前瞻》数据，压缩空气是为仅次于电力的第二大动力能源，其应用范围遍及生物发酵、石油、化工、食品、医药等行业和部门。但由于压缩空气中含有大量水份，不能被直接利用，因此往往需要对其进行冷却除水后再加温整定成合格气体，压缩空气的冷却可以采用换热器。

传统的管壳式换热器由于折流板阻挡等原因，在折流板与壳体连接处的背风面，壳程流体反混严重，部分流体不能充分参与传热，使传热效率降低，因此工业中常采用螺旋折流板换热器代替管壳式换热器来冷却压缩空气。螺旋折流板换热器一般由壳程、管板、换热管、螺旋折流板和管箱等部件组成。理想的螺旋折流板应具有连续的螺旋曲面，但由于加工困难，目前所采用的折流板，一般由若干个1/4的扇形平面板替代曲面相间连接，形成近似的螺旋面，这样的折流板被称为非连续螺旋折流板。换热器工作时，壳程流体在螺旋折流板构成的螺旋通道内流动，螺旋通道内的流体是依靠离心力作用的，故其中心区域为流体的低流速区，对于非连续螺旋折流板，相邻两块折流板的搭接处通常具有间隙，该间隙的存在会导致流体流经此处时由于流速低而出现漏流现象。越是靠近换热器壳程中心的地方，间隙越大，流体的流速越低，漏流的程度则越是严重。漏流会影响换热器管程和壳程介质之间的传热，降低换热效率。

专利号为ZL20141082979.2的发明专利公开了一种螺旋折流板换热器。该换热器的壳体内设有无缝螺旋通道，螺旋通道是由至少两块折流板连接而成，相邻折流板之间连接有隔板。该换热器可以避免壳程流体在流动过程中漏流现象的发生，保证该换热器的换热性能。但这种采用隔板来避免漏流现象发生的方式，增加了组装的复杂度，且没有解决换热器中心部位换热效率低的根本问题。

专利号为ZL20161084491.5的发明专利公开了一种换热器用螺旋折流板，该螺旋折流板沿螺旋状圆环折流板板体螺旋方向的板面上设置有数块鳍片，鳍片的设置可使介质在换热器壳体各处的流速趋向一致，避免介质从螺旋折流板与中间圆柱芯管或壳体的间隙泄露。但这种增加鳍片的方式增加了流动的阻力，且采用连续螺旋折流板加工工艺相当复杂，不适合大规模生产。

专利号为ZL 20181162351.8和ZL 20141012688.5的发明专利公开了带芯管的螺旋折流板换热器，芯管为半圆柱状，其圆弧面设有螺旋折流板，两个芯管通过螺纹或榫卯结构连接在一起。这种带芯管的螺旋折流板加工难度相比非连续螺旋折流板大，虽可小幅度减小中心区域流体漏流的现象，但不适合于大流量的压缩空气换热。

发明内容

针对现有螺旋折流板换热器存在漏流现象、中心区域换热效率低以及加工难度大的技术问题，本实用新型提供了一种压缩空气冷却用非连续螺旋折流板换热器，其能避免壳程流体在流动过程中漏流现象的发生，有效减小中心换热效率较低的区域，提高换热器换热效率，同时加工简单、组装方便。