一种新型三维泡沫金属管式换热器的制作方法

本技术涉及换热器，特别是涉及一种利用三维泡沫金属制备的换热器。

背景技术：

1、换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要地位，其在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用广泛。在各类型的换热器中，管式的换热器应用占比较大，结构简单紧凑，能承受较高压力，造价低。但是在换热效能方面不及板式换热器，原因在于其换热面积较小，热传递效率较低，所以提高换热器的传热接触面积是改善换热器性能的途径之一。

技术实现思路

1、本实用新型提供了一种新型三维泡沫金属管式换热器，解决了传统管式换热器的传热比低的技术问题，同时具备杂质过滤功能，方便清洁。

2、具体方案：一种新型三维泡沫金属管式换热器，包括：管壳，热介质输入管口，热介质输出管口，端板，冷介质输入管口，冷介质输出管口，泡沫金属，内管，折流板。所述热介质输入管口和所述热介质输出管口分别设置在所述管壳的下部和上部，且同在竖直一平面上，分别靠近所述管壳开口两端；所述端板设置在所述管壳的两端，一侧与所述管壳管口相接，另一侧与所述冷介质输入管口、所述冷介质输出管口相接，三者通过螺栓连接；所述内管设置在所述管壳内，两端与所述端板相接；所述泡沫金属填充在所述管壳和所述内管之间的空隙中；所述折流板是安装在所述内管上的导流装置，其与所述内管相垂直，将所述管壳内部包括所述泡沫金属分隔成多个流体区间。

3、进一步地，所述端板是用于固定连接所述内管的部件，所述端板上设置有所述内管安装孔，安装孔的布置规则与所述内管的布置规则相同，两者能够相互匹配相接；所述端板的安装孔孔壁上设置有两道凹槽，用于安装密封胶圈，有利于所述内管与所述端板孔洞之间连接密封；

4、所述内管外表面制作有斜向的凸起结构，能够增大与所述泡沫金属之间的接触面积，同时提高管程流体介质的湍流程度；所述内管材质可采用金属材料，如不锈钢管、铜管、铝管等，优选采用纯铜管；

5、所述泡沫金属是具有金属骨架结构的多孔材料，其可以是泡沫铜、泡沫铝、泡沫镍等，通孔率大于80%，通孔孔径在0.5~3mm范围内；优选采用泡沫铜，通孔率90%，通孔孔径2.2mm。

6、所述折流板是带有一边缺口的圆形金属板体，表面设置有与所述端板相同的内管安装孔；所述折流板的直径与所述管壳内径相等，缺口高度为所述管壳内径的1/4~1/3。

7、进一步地，所述内管、所述泡沫金属和所述折流板为一体式结构，制作时先将所述折流板和所述内管排列好，焊接固定，然后将其放置于内部与所述管壳内径相同的模具中进行发泡浇铸，所述泡沫金属在所述模具中发泡成型，将所述内管和所述折流板包覆其内。

8、本实用新型的有益效果是：提出的一种新型三维泡沫金属管式换热器，具有换热面积大、导热效率高、自带过滤功能的特点。采用三维泡沫金属材料作为换热器的热传导介质，其比表面积大，导热效能高，相比传统的管式换热器，热交换效率可提高1/3，并且多孔的内部结构可增强流体介质的湍流程度，也可过滤杂质，净化流体介质。所述内管与所述管壳之间利用所述端板进行过渡连接，解决了传统管式换热器内管和管壳之间焊接固定拆卸难的问题，便于维修清洁。同时占地面积小，可进行多组之间平行连接，安装方便快捷。

技术特征：

1.一种新型三维泡沫金属管式换热器，其特征在于:包括管壳（6)、设置在管壳（6）内部的泡沫金属（7）和内管（8）以及折流板（9）、安装在所述管壳（6）两端的端板（5）、输送热介质的热介质输入管口（1）和热介质输出管口（2）、输送冷介质的冷介质输入管口（3）、冷介质输出管口（4）。

2.根据权利要求1所述的一种新型三维泡沫金属管式换热器，其特征在于：所述端板（5）的与所述内管（8）配合安装的内管安装孔（501）。

3.根据权利要求2所述的一种新型三维泡沫金属管式换热器，其特征在于：内管安装孔（501）的内表面均设置有凹槽。

4.根据权利要求3所述的一种新型三维泡沫金属管式换热器，其特征在于：所述的内管安装孔（501）内的凹槽数量为2。

5.根据权利要求1所述的一种新型三维泡沫金属管式换热器，其特征在于:所述的管壳（6）内部填充有所述泡沫金属（7）。

6.根据权利要求1所述的一种新型三维泡沫金属管式换热器，其特征在于：所述的泡沫金属（7）通孔率大于80%，通孔孔径0.5~3mm。

7.根据权利要求1所述的一种新型三维泡沫金属管式换热器，其特征在于：所述的内管（8）的外表面设有斜向凸起结构。

8.根据权利要求1所述的一种新型三维泡沫金属管式换热器，其特征在于:所述折流板（9）为设有缺口的圆形金属板。

9.根据权利要求1所述的一种新型三维泡沫金属管式换热器，其特征在于：折流板（9）的直径与所述管壳（6）内径相等，缺口高度为所述管壳（6）内径的1/4~1/3。

技术总结
本技术公开一种新型三维泡沫金属管式换热器，包括管壳，设置在管壳内部的泡沫金属和内管，以及安装在所述内管上的折流板，安装在所述管壳两端的端板，输送热介质的热介质输入管口和热介质输出管口，输送冷介质的冷介质输入管口和冷介质输出管口。所述端板的安装孔孔壁上设置有安装密封胶圈的凹槽，所述泡沫金属通孔率大于80%，通孔孔径0.5~3mm，所述内管外表面带有斜向凸起结构，所述内管、所述泡沫金属和所述折流板为一体式结构，与所述端板采用插入式连接，无需焊接，导热效率高、自带过滤功能，便于维修清洁，单体占地面积小，可进行多组平行连接，安装方便快捷。

技术研发人员：武乘旭,赵岩,赵继文,王超,韩双,赵东
受保护的技术使用者：辽宁远东换热设备制造有限公司
技术研发日：20230331
技术公布日：2024/1/13