专利名称：一种箱壳式多壳程逆流增速型管壳式换热器的制作方法
技术领域：
本发明涉及换热器加工制造领域，尤其是一种箱壳式多壳程逆流增速型管壳式换 热器。
背景技术：
壳管式换热器广泛用于化工、食品、制冷空调等领域，是在一个圆筒形壳体内设置 许多平行的管子，让两种流体分别从管内空间和管外空间流过并进行热量交换。对于目前 广泛使用的单壳程管壳式换热器，当换热器传热量较大时导致壳体直径较大和单壳程流通 截面很大，导致壳侧流体的速度很低，造成换热器整体换热系数不高，换热效率低。
发明内容
本发明的目的正是为了解决上述单壳程管壳式换热器所存在的不足，提供一种体 积小、换热效率高的一种箱壳式多壳程逆流增速型管壳式换热器。为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下
本发明的箱壳式多壳程逆流增速型管壳式换热器，包括壳体、壳体一端设有管板I，管 箱连接在管板I的外侧且内部设置隔板，壳体的另一端设有端盖，壳体内设有换热管，管箱 上设有管接口 I和管接口 II，在壳体的上部和下部分别设置管接口III和管接口IV。所述的 换热器壳体为上圆下方结构或上方下圆结构，壳体内设置至少一层纵向逆流增速导流板， 将壳体内部分为至少两个壳程，使形成的管外流体流程数与管内流体流程数相同且沿轴向 流动方向相反。通过壳体内设置的纵向逆流增速导流板将单程壳程分为多壳程，增加了壳 程流体流通的长度，并使壳侧的流体沿纵向和管内的流体形成逆流，通过壳体内设置的横 向增速扰动导流板增加了壳侧流体的流速和扰动。所述纵向逆流增速导流板在壳体内的固定方式为纵向逆流增速导流板一端可与 管板通过焊接固定，也可以通过插入壳体的轴向插槽内固定或其它固定方式。本发明可在纵向逆流增速导流板与壳体间形成的流道内设置横向增速扰动导流 板，所述横向增速扰动导流板形状与壳体内形成的管外流体流道截面形状相同，横向增速 导流板一端留有通道缺口，并在导流板板面上开有若干用于支撑换热管的管孔。本发明优选在换热器壳体内设置一层纵向逆流增速导流板，所述的换热管为直管式 换热管，在壳体的另一端设有管板II，换热管贯穿管板I和管板II与两端的管箱和端盖连通。所述的换热管也可以为U型管型换热管，壳体与端盖焊接或采用法兰连接。所述换热管即可是套管形式也可是非套管形式。当为双热源时，换热管由外套管 和穿装在外套管管腔中的内套管组成，当外套管和内套管为直管时，两端都设置外管板和 内管板，其中一端外管板和内管板之间设置隔板和两个管接口 ；当外套管和内套管为U型 管时，只在一端设置外管板和内管板，外管板和内管板之间设置隔板和两个管接口。可实现 双热源同步换热。本发明的一种箱壳式多壳程逆流增速型管壳式换热器，将壳体设计为上圆下方结构或上方下圆结构，可实现壳管式换热器中壳程内流体沿轴向方向与管内流体形成逆向和 快速流动换热、减小流体间传热温差、提高换热效率，并可实现双热源同步复合利用，其特 出的壳体结构使换热管排列时更加紧凑，可有效的减小换热器体积，并减少制冷剂充注量。
图1为本发明的实施例1的结构示意图。
图2为图1中A-A向剖视图。
图3为本发明的实施例2的结构示意图。
图4为图3中A-A向剖视图。
图5为本发明的实施例3的结构示意图。
图6为图5中A-A向剖视图。
图7为本发明的实施例4的结构示意图。
图8为图7中A-A向剖视图。
图9为本发明的实施例5的结构示意图。
图10为图9中A-A向剖视图。
图11为本发明的实施例6的结构示意图。
图12为图1中A-A向剖视图。
图13为本发明的实施例7的结构示意图。
图14为图13中A-A向剖视图。
图15为本发明的实施例8的结构示意图。
图16为图15中A-A向剖视图。
图17为本发明的实施例9的结构示意图。
图18为图17中A-A向剖视图。
图19为本发明的实施例10的结构示意图。
图20为图19中A-A向剖视图。
具体实施例方式本发明以下将结合实施例作进一步描述，但并不限制本发明。实施例1
如图1所示，箱壳式多壳程逆流增速型管壳式换热器，包括壳体5、壳体两端设有管板 I 3和管板II 8，管箱2连接在管板I 3的外侧且内部设置隔板，壳体的另一端设有端盖11， 壳体内设有换热管6，所述的换热管为直管式换热管，换热管贯穿管板I 3和管板II 8与两 端的管箱和端盖连通。管箱2上设有管接口 I 1和管接口 II 9，在壳体的上部和下部分别设 置管接口III4和管接口IV 10。所述的换热器壳体为上圆下方结构，即其上方为半圆柱形，下 方为四棱柱。壳体内设置一层纵向逆流增速导流板7，将壳体内部分为两个壳程，使形成的 管外流体流程数与管内流体流程数相同且沿轴向流动方向相反。工作流程如下一种介质从管接口 9进入换热器管箱2，经换热管换热后从管接口 1流出换热器，另一种工质从管接口 4进入壳体内，从管接口 10流出壳体，两种介质在流通 过程中形成逆流换热。
实施例2
如图2所示，该实施例是在实施例的结构的基础上，换热管为U型管。实施例3
如图3所示，该实施例是在图3所示结构的基础上，在壳体5内设置横向增速扰动导流 板12。所述横向增速扰动导流板形状与壳体内形成的管外流体流道截面形状相同，横向增 速导流板一端留有通道缺口，并在导流板板面上开有若干用于支撑换热管的管孔。实施例4
如图4所示，该实施方式是在实施例1的结构的基础上，所述的换热管为套管式换热 管，换热管是由外套管13和穿装在外套管管腔中的内套管14组成；增加内管板17、18 ；在 外管板3和内管板17之间设置管接口 V 15和VI 16。实施例5
如图5所示，该实施例是在实施例4的结构的基础上，在壳体5内设置横向增速扰动导 流板12。所述横向增速扰动导流板形状与壳体内形成的管外流体流道截面形状相同，横向 增速导流板一端留有通道缺口，并在导流板板面上开有若干用于支撑换热管的管孔。实施例6
如图6所示，箱壳式多壳程逆流增速型管壳式换热器，包括壳体5、壳体两端设有管板 I 3和管板II 8，管箱2连接在管板I 3的外侧且内部设置隔板，壳体的另一端设有端盖11， 壳体内设有换热管6，所述的换热管为直管式换热管，换热管贯穿管板I 3和管板II 8与两 端的管箱和端盖连通。管箱2上设有管接口 I 1和管接口 II 9，在壳体的上部和下部分别设 置管接口III4和管接口IV 10。所述的换热器壳体为上方下圆结构，即其上方为四棱柱形，下 方为半圆柱形。壳体内设置一层纵向逆流增速导流板7，将壳体内部分为两个壳程，使形成 的管外流体流程数与管内流体流程数相同且沿轴向流动方向相反。工作流程如下一种介质从管接口 9进入换热器管箱2，经换热管换热后从管接口 1流出换热器，另一种工质从管接口 4进入壳体内，从管接口 10流出壳体，两种介质在流通 过程中形成逆流换热。实施例7
如图7所示，该实施方式是在实施例6的结构的基础上，换热管为U型换热管。实施例8
如图8所示，该实施例是在实施例6的结构的基础上，在壳体5内设置横向增速扰动导 流板12。所述横向增速扰动导流板形状与壳体内形成的管外流体流道截面形状相同，横向 增速导流板一端留有通道缺口，并在导流板板面上开有若干用于支撑换热管的管孔。实施例9
如图9所示，该实施例是在实施例6的结构的基础上，所述的换热管为套管式换热管， 换热管是由外套管13和穿装在外套管管腔中的内套管14组成；增加内管板17、18;在外管 板3和内管板17之间设置管接口 V 15和管接口 VI 16。实施例10
如图10所示，该实施例是在实施例9的结构的基础上，在壳体5内设置横向增速扰动 导流板12。所述横向增速扰动导流板形状与壳体内形成的管外流体流道截面形状相同，横 向增速导流板一端留有通道缺口，并在导流板板面上开有若干用于支撑换热管的管孔。
权利要求
一种箱壳式多壳程逆流增速型管壳式换热器，包括壳体(5)、壳体一端设有管板Ⅰ(3)，管箱(2)连接在管板Ⅰ(3)的外侧且内部设置隔板，壳体的另一端设有端盖(11)，壳体内设有换热管(6)，管箱(2)上设有管接口Ⅰ(1)和管接口Ⅱ(9)，在壳体的上部和下部分别设置管接口Ⅲ(4)和管接口Ⅳ(10)，其特征在于所述的换热器壳体为上圆下方结构或上方下圆结构，壳体内设置至少一层纵向逆流增速导流板(7)，将壳体内部分为至少两个壳程，使形成的管外流体流程数与管内流体流程数相同且沿轴向流动方向相反。
2.根据权利要求1所述的箱壳式多壳程逆流增速型管壳式换热器，其特征在于在换 热器壳体内，在壳体(5)与纵向逆流增速导流板(7)形成的每个管外流体流道内部设置有 横向增速扰动导流板(12)，横向增速扰动导流板形状与壳体内形成的管外流体流道截面形 状相同，横向增速导流板一端留有通道缺口，并在导流板板面上开有用于支撑换热管的管 孔。
3.根据权利要求2所述的箱壳式多壳程逆流增速型管壳式换热器，其特征在于换热 器壳体内设置一层纵向逆流增速导流板(7)，所述的换热管为直管式换热管，在壳体的另一 端设有管板II (8)，换热管贯穿管板I (3)和管板II (8)与两端的管箱和端盖连通。
4.根据权利要求2所述的箱壳式多壳程逆流增速型管壳式换热器，其特征在于换热 器壳体内设置一层纵向逆流增速导流板(7)，所述的换热管为U型管型换热管，壳体(5)与 端盖(11)焊接或采用法兰连接。
5.根据权利要求3所述的箱壳式多壳程逆流增速型管壳式换热器，其特征在于所述 的换热管为套管式换热管，套管形式换热管是由外套管(13)和穿装在外套管管腔中的内套 管(14)组成，管板由外管版(3)、(8)和内管板(17)、(18)组成，在外管板(3)和内管板(17) 之间设置管接口 V (15)和VI (16)，可实现双热源同步换热。
6.根据权利要求4所述的箱壳式多壳程逆流增速型管壳式换热器，其特征在于所述 的换热管为套管式换热管。
全文摘要
一种箱壳式多壳程逆流增速型管壳式换热器，包括壳体(5)、壳体一端设有管板Ⅰ(3)，管箱(2)连接在管板Ⅰ(3)的外侧且内部设置隔板，壳体的另一端设有端盖(11)，壳体内设有换热管(6)。所述的换热器壳体为上圆下方结构或上方下圆结构，壳体内设置至少一层纵向逆流增速导流板(7)，将壳体内部分为至少两个壳程，使形成的管外流体流程数与管内流体流程数相同且沿轴向流动方向相反。本发明换热器可实现壳管式换热器中壳程内流体沿轴向方向与管内流体形成逆向和快速流动换热、减小流体间传热温差、提高换热效率，并可实现双热源同步复合利用，其特出的壳体结构使换热管排列时更加紧凑，可有效的减小换热器体积，并减少制冷剂充注量。
文档编号F28F9/22GK101929811SQ201010296508
公开日2010年12月29日 申请日期2010年9月29日 优先权日2010年9月29日
发明者刘寅, 周光辉 申请人:中原工学院