本實用新型涉及一種加熱設(shè)備，具體涉及一種用于天然氣開采工藝的發(fā)動機輔助設(shè)備。

背景技術(shù)：

伴隨科技的迅猛發(fā)展，人們逐漸認識到了天然氣的用處，并在各個領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，使得天然氣作為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡哪茉?。需求的增加帶來頻繁的開采，但天然氣屬于不可再生資源，隨著開采的深入，部分氣井由于天然氣總量驟減而進入低壓開采階段。為了在低壓開采階段依然能開采出天然氣，對氣井采集的驅(qū)動設(shè)備，即發(fā)動機的功耗要求則大大超出正常的功耗值，從而導致發(fā)動機的轉(zhuǎn)軸部分在工作一定時間后產(chǎn)生大量的熱能，為了保證發(fā)動機能夠正常工作，則需要對發(fā)動機的轉(zhuǎn)軸進行持續(xù)降溫。

用于降溫發(fā)動機的冷卻介質(zhì)在冷卻過后溫度升高，為了重復利用這部分冷卻介質(zhì)，通常將其通入冷卻器中進行冷卻并再循環(huán)。傳統(tǒng)的冷卻器主要采用水冷的方式，但是，由于水冷需要消耗大量冷卻水，在持續(xù)的氣井開采中是會消耗大量的冷卻水的，這樣的開采方式成本高，不經(jīng)濟；現(xiàn)有的空冷器雖然能夠解決成本問題，但是其空氣流道是套設(shè)在冷卻介質(zhì)的流道外側(cè)的，空氣從冷卻介質(zhì)的流道，即換熱管外側(cè)流過，進行熱交換，這種方式存在問題，即在入口處，空氣為低溫，發(fā)動機的冷卻介質(zhì)為高溫，在沿流道流向出口時，發(fā)生熱交換，空氣溫度升高，而冷卻介質(zhì)溫度逐漸降低，當進入流道后半程后，空氣的高溫又會對冷卻介質(zhì)進行加熱，導致冷卻介質(zhì)的溫度增加，所以這種方式降溫效果差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對傳統(tǒng)空氣冷卻裝置的缺陷，目的在于提供一種用于天然氣開采工藝的發(fā)動機輔助設(shè)備，解決傳統(tǒng)的空氣冷卻裝置由于冷卻流道結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的冷卻效果差的問題。

本實用新型通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：一種用于天然氣開采工藝的發(fā)動機輔助設(shè)備，包括箱體，所述箱體的同一個側(cè)面上設(shè)置有進液管和出液管，箱體內(nèi)部彎曲設(shè)置有換熱管，所述換熱管的兩端分別連接進液管、出液管，箱體的內(nèi)壁上固定有若干分隔板，所述分隔板上設(shè)置有若干通孔，換熱管穿過所述通孔，換熱管與通孔之間設(shè)置有密封圈，分隔板均平行于進液管所在的箱體側(cè)面，分隔板將箱體的內(nèi)部空間分為若干連通的空冷區(qū)域，沿進液管所在側(cè)面至與該側(cè)面相平行的另一側(cè)面的方向，在第一個空冷區(qū)域和最后一個空冷區(qū)域的側(cè)面上分別設(shè)置有進氣口，所述進氣口位于箱體上，箱體上還設(shè)置有出氣口，所述出氣口位于兩個進氣口之間，第一個空冷區(qū)域和最后一個空冷區(qū)域的側(cè)壁上還設(shè)置有若干擾流板。

傳統(tǒng)的冷卻器主要分為水冷器或空冷器。水冷器的效果雖然優(yōu)于空冷器，但是，在低壓氣井的開采過程中，對發(fā)動機的功耗要求很高，若要使發(fā)動機維持在正常的工作溫度，則要快速的循環(huán)冷卻介質(zhì)，這種情況下如果要采用水冷器，那么將消耗大量的冷卻液，由于低壓氣井開采所獲得的收益本就低于正常氣壓或是高壓開采，若采用水冷器冷卻冷卻介質(zhì)，不僅增加成本，還浪費能源。空冷器是通過空氣對冷卻介質(zhì)進行降溫，其優(yōu)點是空氣獲取十分方便，通過鼓風機即可對箱體內(nèi)輸入空氣，而空氣是取之不盡的，不會造成能源的浪費，所以在低壓氣井的開采中，選用空冷器是非常節(jié)約成本的。但是，現(xiàn)有的空冷器的流道設(shè)置是有問題的，因為其空氣流道是套設(shè)在冷卻介質(zhì)的流道外側(cè)的，空氣從冷卻介質(zhì)的流道，即換熱管外側(cè)流過，與換熱管內(nèi)的冷卻介質(zhì)進行熱交換，這種方式的問題是在箱體入口處，空氣為低溫，發(fā)動機的冷卻介質(zhì)為高溫，在沿流道流向出口時，發(fā)生熱交換，空氣溫度逐漸升高的同時冷卻介質(zhì)溫度逐漸降低，當進入流道后半程后，空氣的高溫又會對冷卻介質(zhì)進行加熱，導致冷卻介質(zhì)的溫度增加，所以這種方式降溫效果是很差的。

為了解決上述問題，合理利用空氣對冷卻發(fā)動機的冷卻介質(zhì)進行冷卻，本實用新型提供了一種空冷裝置。與傳統(tǒng)的空冷器相同，本裝置也包括箱體，以及設(shè)置在箱體上的進液管和出液管，箱體內(nèi)還彎曲設(shè)置有換熱管，換熱管中流通發(fā)動機冷卻介質(zhì)，換熱管的兩端分別連接進液管和出液管。與現(xiàn)有空冷器不同的是，在箱體的內(nèi)壁上固定有若干相互平行的分隔板，所述分隔板平行于進液管所在的箱體側(cè)面，分隔板的頂面、底面和一個側(cè)面與箱體連接，其余三個面與箱體形成彎曲的空氣流道，空氣流道被若干分隔板阻隔成若干空冷區(qū)域，相鄰的兩個空冷區(qū)域之間通過分隔板與箱體內(nèi)壁之間的縫隙連通，同時，在分隔板上設(shè)置有若干通孔，換熱管穿過所述通孔，通孔使得分隔板還起到了支撐和引導換熱管的作用，通孔內(nèi)側(cè)與換熱管的外側(cè)之間還設(shè)置有密封圈，密封圈能夠防止空氣從通孔內(nèi)流過。沿進液管所在的側(cè)面到與該側(cè)面相平行的另一側(cè)面的方向，在第一個空冷區(qū)域和最后一個空冷區(qū)域的側(cè)面上分別設(shè)置有進氣口，進氣口設(shè)置在箱體上，即本裝置設(shè)置有兩個進氣口，箱體上還設(shè)置有出氣口，出氣口位于兩個進氣口之間。通過上述結(jié)構(gòu)，高溫的發(fā)動機的冷卻介質(zhì)通過進液管進入至箱體內(nèi)的換熱管中，溫度降低后從出液管中排出；空氣從兩個進氣口中同時通入至箱體內(nèi)的，空氣沿分隔板流向出氣口。在箱體內(nèi)，空氣與換熱管外側(cè)接觸，通過換熱管與高溫的冷卻介質(zhì)交換熱量，達到冷卻發(fā)動機冷卻介質(zhì)的目的。在本裝置的設(shè)計中，第一空冷區(qū)域和最后一個空冷區(qū)域由于連接進氣口，其中的空氣溫度最低，而換熱管的進液管和出液管位于第一空冷區(qū)域內(nèi)，這樣低溫空氣就能夠?qū)傔M入箱體內(nèi)和即將排出至箱體外的發(fā)動機冷卻介質(zhì)進行熱交換，避免了傳統(tǒng)的空冷器在換熱管的后半程空氣還會對冷卻介質(zhì)進行加熱的情況，有效地改善了冷卻效果。同時，由于進液管和排液管設(shè)置在箱體的同一側(cè)面上，所以彎曲的換熱管必然在于進液管所在側(cè)面相平行的另一側(cè)面附近有至少一個彎曲處，而該彎曲處即使沒有落在最后一個空冷區(qū)域內(nèi)，也落在其附近的空冷區(qū)域，而最后一個空冷區(qū)域內(nèi)通入的低溫空氣可以有效地對彎曲處的換熱管內(nèi)的發(fā)動機冷卻介質(zhì)進行降溫。由于兩個進氣口之間設(shè)置有出氣口，所以空氣的流程也較之前縮短了一半，溫度升高的空氣最終通過出氣口排出。

綜上所述，本裝置通過合理設(shè)計箱體內(nèi)的空氣流道，并利用兩個進氣口同時進氣，不僅節(jié)約了冷卻器的冷卻液，降低了開采成本，還避免了傳統(tǒng)空冷器在流程的后半段出現(xiàn)高溫空氣對低溫冷卻介質(zhì)進行加熱的情況，有效地提高了換熱效率。

不僅如此，在實際應(yīng)用中還發(fā)現(xiàn)，有時候會出現(xiàn)空氣從通孔與換熱管之間的縫隙中流過，造成降溫效率下降的缺陷。首先，因為箱體內(nèi)空氣流道的設(shè)計是使得從進氣口所在空冷區(qū)域至出氣口所在的空冷區(qū)域，溫度逐漸升高的，這樣固定空冷區(qū)域后，才可以根據(jù)空冷區(qū)域的溫度變化設(shè)置換熱管的位置，更好地從全局把握應(yīng)該在何處設(shè)置換熱管的彎曲處和直管處，達到很好的熱交換效果，但是，當空氣從通孔中流過后，空氣的溫度變化不再是規(guī)律的，各空冷區(qū)域之間的溫差縮小，箱體內(nèi)各處的空氣溫度相差不大，對換熱管內(nèi)的冷卻介質(zhì)的冷卻效果也就是各處一樣的了，所以部分空冷區(qū)域內(nèi)的冷卻效果降低，導致整個裝置的冷卻效果變差。其次，因為縫隙很窄，空氣在通過縫隙時速度迅速提高數(shù)倍，高速流過的空氣與換熱管表面的摩擦使得換熱管的表面被加熱，減弱了降溫效果。為了解決上述問題，在通孔與換熱管之間設(shè)置有密封圈，所述密封圈將縫隙堵住，使得空氣只能從分隔板與箱體之間的空間通過，有效地保證了空冷區(qū)域之間溫度梯度變化的規(guī)律性，進一步提升了裝置的冷卻效果，另外，密封圈還避免了高速通過空氣所產(chǎn)生的噪音，改善了工作環(huán)境。

沿進液管所在的側(cè)面至與該側(cè)面相平行的另一側(cè)面的方向，第一個空冷區(qū)域和最后一個空冷區(qū)域的內(nèi)壁上均設(shè)置有若干擾流板，即擾流板既可以設(shè)置在分隔板的側(cè)面，也可以設(shè)置在箱體的內(nèi)壁上。第一個空冷區(qū)域和最后一個空冷區(qū)域連接有進氣口，所以溫度是所有空冷區(qū)域中最低的，隨著空氣與換熱管進行熱量交換，空氣的溫度逐漸升高，并向下一個空冷區(qū)域流動，所以為了延長低溫空氣在這兩個區(qū)域的停留時間，使空氣充分與換熱管接觸，在這兩個區(qū)域內(nèi)設(shè)置擾流板，擾流板能夠改變空氣流動的方向，使空氣不會快速從第一個空冷區(qū)域和最后一個空冷區(qū)域中流走。同時，擾流板還能改變空氣的流動方式，在沒有增加擾流板的時候，雖然在分隔板與箱體內(nèi)壁垂直處空氣會改變流動方向，但大多數(shù)時候，空氣的運動方式是層流，層流的空氣只有一部分與換熱管接觸的空氣能夠進行換熱，其余沒有接觸到換熱管的空氣則直接進入下一空冷區(qū)域，而且層流的空氣其內(nèi)部空氣之間傳熱速度慢，會出現(xiàn)局部靠近換熱管的層流空氣溫度高，遠離換熱管的層流空氣溫度低的情況。設(shè)置了擾流板之后，空氣在第一個和最后一個空冷區(qū)域中的流動被擾亂，局部形成湍流，加快了空氣內(nèi)部的熱量交換，使區(qū)域內(nèi)的空氣整體溫度較平均，不會出現(xiàn)局部過熱的情況，極大地提高了裝置的冷卻效果。

進一步地，換熱管上設(shè)置有翅片，所述翅片沿換熱管的軸線從換熱管的一端延伸至另一端。設(shè)置翅片的目的與擾流板的目的基本相同，但是翅片更趨向于改變空氣流動狀態(tài)而非流動方向，翅片使得與換熱管接觸的空氣流動方式從層流轉(zhuǎn)變?yōu)橥牧?，加速空氣?nèi)部的熱量傳遞，使即使遠離換熱管的空氣也能接受到部分熱量，從而打的降低換熱管內(nèi)發(fā)動機冷卻介質(zhì)溫度的目的。另外，翅片還能夠增加換熱管與空氣的接觸面積，即加大了發(fā)動機冷卻介質(zhì)與空氣的熱交換面積，能夠進一步提升降溫效果。

進一步地，翅片有4根，相鄰的翅片之間的夾角為90°。經(jīng)過實際應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，翅片數(shù)量為4根且相鄰翅片之間的夾角為直角時，裝置的降溫效果最佳。

進一步地，所述換熱管和翅片均由黃銅制成。黃銅是銅和鋅的合金，不僅具有硬度高、耐氧化的特點，而且傳熱系數(shù)很高，能夠確保空氣與發(fā)動機冷卻介質(zhì)進行充分的熱量交換。

進一步地，沿靠近進液管一側(cè)至遠離進液管一側(cè)的方向，空冷區(qū)域的體積先逐漸減小后逐漸增大、且第一個空冷區(qū)域和最后一個空冷區(qū)域的體積最大。由于第一個空冷區(qū)域和最后一個空冷區(qū)域內(nèi)空氣剛才進氣口中進入箱體，空氣溫度最低，將這兩個區(qū)域的體積設(shè)置最大，能夠降低空氣的通過速度，增加空氣在這兩個空冷區(qū)域內(nèi)的停留時間，使得空氣與區(qū)域內(nèi)的換熱管充分進行熱量交換；隨著向箱體中部靠攏，空冷區(qū)域的體積逐漸減小，提高空氣的通過速度，使得溫度升高的空氣能夠快速從出氣口中排出，減少溫度升高的空氣與換熱管之間的熱量交換。

進一步地，所述體積最大的空冷區(qū)域的體積是體積最小的空冷區(qū)域的體積的2至4倍。通過實踐發(fā)現(xiàn)，當箱體內(nèi)最大的與最小的空冷區(qū)域之間的體積比為2至4時，能夠達到較好的降溫效果。

進一步地，換熱管的彎曲處位于最后一個空冷區(qū)域、或者第一個和最后一個空冷區(qū)域。如果空冷區(qū)域內(nèi)有彎曲處，那么由于液體在彎曲處停留的時間較長，如果該空冷區(qū)域的空氣溫度低，那么將更加有利于發(fā)動機冷卻介質(zhì)的降溫。當換熱管只有一個彎曲處時，即換熱管在箱體內(nèi)呈U形管，此時將彎曲處設(shè)置在最后一個空冷區(qū)域，最后一個空冷區(qū)域設(shè)置有進氣口，該區(qū)域內(nèi)空氣溫度最低，能夠有效地對換熱管內(nèi)的冷卻介質(zhì)降溫；如果換熱管有兩個以上的彎曲處，那么將所有彎曲處都設(shè)置在第一個空冷區(qū)域或是最后一個空冷區(qū)域，其余部分都為直管，不僅能夠很好地對彎曲處的發(fā)動機冷卻介質(zhì)進行降溫，同時，其余空冷區(qū)域內(nèi)的換熱管為直管，能夠使冷卻介質(zhì)快速地通過此冷卻區(qū)域，因為除去第一或最后一個空冷區(qū)域，其余空冷區(qū)域的空氣溫度都相對較高，所以能夠避免冷卻介質(zhì)被加熱。

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果：

1、本實用新型通過合理設(shè)計箱體內(nèi)的空氣流道，并利用兩個進氣口同時進氣，不僅節(jié)約了冷卻液資源，降低了開采成本，還避免了傳統(tǒng)空冷器在流程的后半段出現(xiàn)高溫空氣對低溫冷卻液進行加熱的情況，有效地提高了換熱效率；

2、本實用新型在第一個空冷區(qū)域和最后一個空冷區(qū)域的側(cè)壁上設(shè)置若干擾流板，擾流板能夠改變空氣流動的方向，使空氣不會快速從第一個空冷區(qū)域和最后一個空冷區(qū)域中流走，同時，擾流板還能改變空氣的流動方式，使得空氣形成湍流，加快了空氣內(nèi)部的熱量交換，使區(qū)域內(nèi)的空氣整體溫度較平均，不會出現(xiàn)局部過熱的情況，極大地提高了裝置的冷卻效果；

3、本實用新型在通孔與換熱管之間設(shè)置有密封圈，所述密封圈將縫隙堵住，使得空氣只能從分隔板與箱體之間的空間通過，有效地保證了空冷區(qū)域之間溫度梯度變化的規(guī)律性，進一步提升了裝置的冷卻效果，另外，密封圈還避免了高速通過空氣所產(chǎn)生的噪音，改善了工作環(huán)境；

4、本使用新型沿靠近進液管一側(cè)至遠離進液管一側(cè)的方向，空冷區(qū)域的體積先逐漸減小后逐漸增大、且第一個空冷區(qū)域和最后一個空冷區(qū)域的體積最大，能夠降低第一個和最后一個空冷區(qū)域內(nèi)空氣的通過速度，增加空氣在這兩個空冷區(qū)域內(nèi)的停留時間，使得空氣與區(qū)域內(nèi)的換熱管充分進行熱量交換；隨著向箱體中部靠攏，空冷區(qū)域的體積逐漸減小，提高空氣的通過速度，使得溫度升高的空氣能夠快速從出氣口中排出，減少溫度升高的空氣與換熱管之間的熱量交換。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本實用新型實施例的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本實用新型實施例的限定。在附圖中：

圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為分隔板的局部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3位換熱管的截面圖；

附圖中標記及對應(yīng)的零部件名稱：

1-箱體，2-進液管，3-出液管，4-進氣口，5-出氣口，6-分隔板，7-換熱管，8-密封圈，9-擾流板，10-翅片。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合實施例和附圖，對本實用新型作進一步的詳細說明，本實用新型的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本實用新型，并不作為對本實用新型的限定。

實施例

如圖1、圖2和圖3所示，本實用新型為一種用于天然氣開采工藝的發(fā)動機輔助設(shè)備，包括箱體1，箱體1的同一個側(cè)面上設(shè)置有進液管2和出液管3，箱體1內(nèi)部彎曲設(shè)置有換熱管7，換熱管7的兩端分別連接進液管2、出液管3，箱體1的內(nèi)壁上固定有若干分隔板6，分隔板6上設(shè)置有若干通孔，換熱管7穿過通孔，換熱管7與通孔之間設(shè)置有密封圈8，分隔板6均平行于進液管2所在的箱體1側(cè)面，分隔板6將箱體1的內(nèi)部空間分為若干連通的空冷區(qū)域，沿進液管2所在側(cè)面至與該側(cè)面相平行的另一側(cè)面的方向，在第一個空冷區(qū)域和最后一個空冷區(qū)域的側(cè)面上分別設(shè)置有進氣口4，進氣口4位于箱體1上，箱體1上還設(shè)置有出氣口5，所出氣口5位于兩個進氣口4之間，第一個空冷區(qū)域和最后一個空冷區(qū)域的側(cè)壁上還設(shè)置有若干擾流板9。換熱管7上設(shè)置有翅片10，翅片10沿換熱管7的軸線從換熱管7的一端延伸至另一端。翅片10有4根，相鄰的翅片10之間的夾角為90°。換熱管7和翅片10均由黃銅制成。沿靠近進液管2一側(cè)至遠離進液管2一側(cè)的方向，空冷區(qū)域的體積先逐漸減小后逐漸增大、且第一個空冷區(qū)域和最后一個空冷區(qū)域的體積最大。體積最大的空冷區(qū)域的體積是體積最小的空冷區(qū)域的體積的2至4倍。換熱管7的彎曲處位于最后一個空冷區(qū)域、或者第一個和最后一個空冷區(qū)域。

使用本裝置時，首先將空氣從兩個進氣口4中同時通入至箱體1中，使得空氣在箱體1內(nèi)部與分隔板6所形成的空冷區(qū)域中流通。接著通過進液管2將發(fā)動機冷卻介質(zhì)通入至換熱管7中。高溫的發(fā)動機冷卻介質(zhì)與低溫的空氣通過換熱管7的管壁進行熱量交換，達到降低冷卻介質(zhì)溫度的目的。冷卻后的發(fā)動機冷卻介質(zhì)最終從排液管3排出，而溫度升高的空氣則從出氣口5排出。

本實用新型通過合理設(shè)計箱體1內(nèi)的空氣流道，并利用兩個進氣口4同時進氣，不僅節(jié)約了冷卻液資源，降低了開采成本，還避免了傳統(tǒng)空冷器在流程的后半段出現(xiàn)高溫空氣對低溫冷卻液進行加熱的情況，有效地提高了換熱效率。

以上所述的具體實施方式，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施方式而已，并不用于限定本實用新型的保護范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。