本實用新型涉及一種具有導(dǎo)流擋板的殼管冷凝器
背景技術(shù):
殼管式冷凝器是一類熱交換器,這種類型的換熱器主要由外殼和位于外殼內(nèi)的若干根換熱管組成。一種流體從若干根換熱管中穿過,另一種流體位于殼內(nèi)從該束管道外側(cè)流過。因為兩種流體的起始溫度不同,所以在通過熱交換器殼體內(nèi)部時會進行熱傳遞。
在制冷機組中的冷凝器,制冷劑往往以比較快的速度流入冷凝器中。為了防止高速的制冷劑蒸汽沖擊換熱管,造成換熱管的損壞,現(xiàn)有技術(shù)通常在殼管式冷凝器的進氣口下端布置防沖擋板?,F(xiàn)有技術(shù)中,經(jīng)常將防沖擋板做成管狀,這將導(dǎo)致制冷劑蒸汽以高速的狀態(tài)沖出后,直接噴射到冷凝器兩端的管板上及附近區(qū)域,這就造成了防沖擋板正下方的換熱管的面積得不到充分利用,因而現(xiàn)有冷凝器的整體換熱效率不高。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的是提供一種具有導(dǎo)流擋板的殼管式冷凝器,以充分利用冷凝器的換熱面積,使得冷凝器的整體換熱效率得到提高。
為達到上述目的,本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種具有導(dǎo)流擋板的殼管冷凝器,包括沿橫向延伸且具有中空腔的殼體、分別設(shè)置于所述殼體兩端的兩個管板、連接在兩端的所述管板之間的換熱管,所述殼體上部設(shè)置有制冷劑進口管、下部設(shè)置有制冷劑出口管,所述制冷劑進口管的出口端設(shè)置有進氣擋板,所述進氣擋板包括沿橫向延伸的橫擋板、連接在所述橫擋板與所述制冷劑進口管出口端之間的豎擋板,所述橫擋板的兩端部上均設(shè)置有沿上下方向貫穿的導(dǎo)風(fēng)口,所述進氣擋板還包括分設(shè)于所述橫擋板兩端的兩塊導(dǎo)風(fēng)板,所述導(dǎo)風(fēng)板的長度延伸方向與所述橫擋板相傾斜設(shè)置,且所述導(dǎo)風(fēng)板的上端沿上下方向低于所述豎擋板。
具體地,兩側(cè)的所述導(dǎo)風(fēng)板呈“八”字型排布地設(shè)置在所述橫擋板的兩端。
優(yōu)選地,所述導(dǎo)風(fēng)板與所述橫擋板之間的夾角為30°~60°。
進一步地,所述導(dǎo)風(fēng)板與所述橫擋板之間的夾角為45°。
更進一步地,兩側(cè)的所述導(dǎo)風(fēng)板對稱設(shè)置。
進一步地,所述橫擋板的兩側(cè)端部均開設(shè)有U型缺口,所述導(dǎo)風(fēng)板固定地設(shè)置在所述U型缺口的開口端,使得所述導(dǎo)風(fēng)板與所述U型缺口之間形成所述的導(dǎo)風(fēng)口。
進一步地,所述橫擋板的端部與所述導(dǎo)風(fēng)板的中部相固定連接。
進一步地,所述導(dǎo)風(fēng)板與所述豎擋板之間沿橫向具有間距地設(shè)置。
由于上述技術(shù)方案的運用,本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點:本實用新型的殼管冷凝器中,通過在制冷劑進口管的出口端設(shè)置新型結(jié)構(gòu)的進氣擋板,這樣,經(jīng)制冷劑進口管高速流出的制冷劑蒸汽在沖擊到該擋板后,有一部分會在導(dǎo)風(fēng)板的引導(dǎo)下流向進氣擋板的下方,使得進氣擋板下方的換熱管也得到充分的利用,從而充分地利用冷凝器的換熱面積,提高冷凝器的換熱效率。
附圖說明
附圖1為本實用新型的殼管冷凝器的透視結(jié)構(gòu)示意圖;
附圖2為附圖1中進氣擋板的放大圖。
附圖3為現(xiàn)有技術(shù)中殼管冷凝器的CFD模擬圖;
附圖4為本實施例的殼管冷凝器的CFD模擬圖,其中,導(dǎo)風(fēng)板與橫擋板呈45°;
附圖5為本實用新型的殼管冷凝器另一實施例的CFD模擬圖,其中,導(dǎo)風(fēng)板與橫擋板呈135°;
附圖6為本實用新型的殼管冷凝器又一實施例的CFD模擬圖;
其中:1、殼體;2、管板;3、換熱管;4、制冷劑進口管;5、制冷劑出口管;6、進氣擋板;61、橫擋板;62、豎擋板;63、導(dǎo)風(fēng)口;64、導(dǎo)風(fēng)板。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體的實施例來對本實用新型的技術(shù)方案作進一步的闡述。
參見圖1所示,一種具有導(dǎo)流擋板的殼管冷凝器,包括沿橫向延伸且具有中空腔的殼體1、分別設(shè)置于殼體1兩端的兩個管板2、連接在兩端管板2之間的多根換熱管3。殼體1上部設(shè)置有制冷劑進口管4、下部設(shè)置有制冷劑出口管5,制冷劑蒸汽從制冷劑進口管4中流進冷凝器中,在冷凝器中與換熱管3外部接觸進行熱傳遞后,再從制冷劑出口管5中流出。其中,制冷劑進口管4的出口端下方設(shè)置有進氣擋板6,以防止高速的制冷劑蒸汽造成換熱管3的損壞,同時改變制冷劑蒸汽的流動方向,以使其在殼體1的內(nèi)腔中充分地流動起來而進行熱交換。
參見圖2所示,進氣擋板6包括沿橫向延伸的橫擋板61、連接在橫擋板61與制冷劑進口管4出口端之間的豎擋板62、分設(shè)于橫擋板61兩端的兩塊導(dǎo)風(fēng)板64、分別開設(shè)于橫擋板61的兩端部且沿上下方向貫穿的兩個導(dǎo)風(fēng)口63。在本實施例中,導(dǎo)風(fēng)口63是通過如下方式形成:橫擋板61的兩側(cè)端部均開設(shè)有U型缺口,導(dǎo)風(fēng)板64固定地設(shè)于U型缺口的開口端,導(dǎo)風(fēng)板64與U型缺口之間便形成了導(dǎo)風(fēng)口63。
參見圖2所示,兩側(cè)的導(dǎo)風(fēng)板64的長度延伸方向分別與橫擋板61相傾斜設(shè)置,導(dǎo)風(fēng)板64的上端沿上下方向低于豎擋板62,使得經(jīng)制冷劑進口管4進入的一部分制冷劑蒸汽能夠從導(dǎo)風(fēng)板64的上方到達進氣擋板6的左右兩側(cè)區(qū)域;導(dǎo)風(fēng)板64同時與豎擋板62之間沿橫向具有間距地設(shè)置,使得一部分制冷劑蒸汽也能夠從導(dǎo)風(fēng)板64與豎擋板62之間的間隙到達進氣擋板6的前后兩側(cè)區(qū)域。
參見圖2所示,橫擋板61的端部與導(dǎo)風(fēng)板64的中間位置固定連接,兩側(cè)的導(dǎo)風(fēng)板64呈“八”字型地排布地設(shè)置在橫擋板61的兩端,導(dǎo)風(fēng)板64與橫擋板61之間的夾角優(yōu)選為30°~60°,最優(yōu)角度為45°。具體設(shè)置時,兩側(cè)的導(dǎo)風(fēng)板64對稱設(shè)置,且上述的橫擋板61、豎擋板62及兩側(cè)的導(dǎo)風(fēng)板64可采用一體成型設(shè)置。
這樣,當(dāng)制冷劑蒸汽自制冷劑進口管4進入殼體1內(nèi)腔中時,制冷劑蒸汽在沖擊到橫擋板61及兩側(cè)的導(dǎo)風(fēng)板64后,可以改變制冷劑蒸汽的流動方向,一部分從導(dǎo)風(fēng)板64的上方流過,一部分從導(dǎo)風(fēng)板64與豎擋板62之間的間隙流過,還有一部分經(jīng)導(dǎo)風(fēng)板64引導(dǎo)后穿過導(dǎo)風(fēng)口63流至橫擋板61的下方。這樣,冷凝器殼體1的內(nèi)腔中的各區(qū)域中均充盈有制冷劑蒸汽,使得換熱管3的換熱面積得到充分的利用,進而使得冷凝器的整體換熱效率得到顯著提高。
具體設(shè)置時,還可以通過調(diào)整兩側(cè)導(dǎo)風(fēng)板64之間的間距及導(dǎo)風(fēng)口63的大小來調(diào)節(jié)橫擋板61下方流體逆流的長度,以達到充分利用橫擋板61下方換熱管3的換熱面積的目的。
為進一步說明本實用新型的技術(shù)效果,此處給出采用四種不同擋板結(jié)構(gòu),針對冷凝器內(nèi)流體運動狀態(tài)進行了模擬,即CFD模擬。通過CFD模擬圖能夠顯示制冷劑蒸汽的流動路線,從而可以清楚地看出冷凝器的換熱效率,其結(jié)果如附圖3至6所示。
其中,附圖3所示為現(xiàn)有技術(shù)中常用的殼管冷凝器的結(jié)構(gòu)CFD模擬圖,從圖上可以看出,在進氣擋板6正下方及其兩側(cè)區(qū)域內(nèi),只有數(shù)量不多的制冷劑在該區(qū)域流動,可見此處的換熱管3的利用率不高。
附圖4所示為導(dǎo)風(fēng)板64與橫擋板61之間的夾角為45°時殼管冷凝器的結(jié)構(gòu)CFD模擬圖;附圖5所示為導(dǎo)風(fēng)板64與橫擋板61之間的夾角為135°時殼管冷凝器的結(jié)構(gòu)CFD模擬圖;附圖6所示為導(dǎo)風(fēng)板64上端部與橫擋板61相連接,且所成角度為45°時殼管冷凝器的結(jié)構(gòu)CFD模擬圖。
通過觀察三種不同擋板結(jié)構(gòu)的CFD模擬出來的結(jié)果,并與現(xiàn)有技術(shù)的CFD模擬圖相比較,顯然可以發(fā)現(xiàn)如圖4所示的狀態(tài)下,制冷劑蒸汽的均勻流動性最好,能夠充分利用進氣擋板6正下方的換熱管3,從而提高冷凝器的熱交換率。
上述實施例只為說明本實用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點,其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本實用新型的內(nèi)容并據(jù)以實施,并不能以此限制本實用新型的保護范圍。凡根據(jù)本實用新型精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾,都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。