蒸汽換熱器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種蒸汽換熱器，包括蒸汽管路和凝水管路；蒸汽管路包括：蒸汽進(jìn)管，與蒸汽進(jìn)管連接并相通的蒸汽匯管，以及一端與蒸汽匯管連接并相通的蒸汽支管，蒸汽支管的管壁上設(shè)有噴孔，噴孔的開孔方向與蒸汽支管內(nèi)的蒸汽流動(dòng)方向相逆；凝水管路包括：套設(shè)于蒸汽匯管外的凝水匯管，一端與凝水匯管連接并相通的換熱支管，換熱支管套設(shè)于蒸汽支管外，以及與凝水匯管連接并相通的凝水出管。本實(shí)用新型的蒸汽換熱器，有效避免了水錘效應(yīng)，提高了換熱效率，延長(zhǎng)了使用壽命，降低了制造成本和運(yùn)行成本。
【專利說明】
蒸汽換熱器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及換熱設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種蒸汽換熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]以蒸汽作為加熱熱源，因其發(fā)生相變時(shí)冷凝潛熱較大，相對(duì)于表面式換熱器來說，需要的換熱面積相對(duì)較小，再加上其單位熱量的輸送運(yùn)力也較小，目前在各行各業(yè)都應(yīng)用比較廣泛。特別是在空調(diào)制造行業(yè)，以蒸汽做為加熱的熱源，也是非常常見，通常的做法是通過盤管式表面換熱器，進(jìn)行熱量的交換。
[0003]目前盤管式蒸汽換熱器通常采用金屬管穿翅片的型式。眾所周知，金屬有明顯的熱脹冷縮性能。做為熱媒的蒸汽，為了輸送較遠(yuǎn)的距離，都會(huì)有一定的壓力，一般在2?5bar之間，在該壓力下蒸汽對(duì)應(yīng)的溫度大致在120?150°C之間。換熱器在開啟與停止的一段時(shí)間內(nèi)，會(huì)形成比較明顯的熱脹冷縮應(yīng)力，因此，為了保證加熱器的安全性，目前蒸汽盤管普遍使用的是熱脹冷縮效應(yīng)較小、硬度較高的碳鋼材質(zhì)的管子，其結(jié)構(gòu)及工作原理如圖4所示，蒸汽從盤管一端的蒸汽進(jìn)管10進(jìn)入，經(jīng)蒸汽匯管20分配給各換熱支管30，換熱后冷凝成水，冷凝水經(jīng)凝水匯管50后從凝水出管40排出。現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的該蒸汽換熱器存在以下缺點(diǎn):
[0004]首先，盤管式換熱器焊口本來就比較多，碳鋼的焊接工藝要比銅的焊接工藝難度大，效率較低，容易形成焊口泄漏。
[0005]其次，為了保證運(yùn)行安全性，其選用了硬度較高的碳鋼材質(zhì)做為傳熱界質(zhì)，但鋼并不是理想的傳熱材料，其傳熱效率比較低，遠(yuǎn)不如常用的銅、鋁，因此為了保證一定的換熱效果，就必須要加大換熱器的面積，也就是延長(zhǎng)蒸汽在換熱管子中的流動(dòng)時(shí)間，導(dǎo)致成本增加。
[0006]再次，如上所述，為了保證足夠的換熱面積，在空調(diào)機(jī)組尺寸一定的情況下，換熱器的厚度就勢(shì)必會(huì)增加，厚度加大，空氣的阻力就會(huì)增大，從而導(dǎo)致送風(fēng)機(jī)的耗電量增大，不利于空調(diào)的節(jié)能運(yùn)行。
[0007]最后，蒸汽匯管只是起到分流作用，并沒有對(duì)進(jìn)汽起到保溫作用，再加上換熱支管上的換熱作用，蒸汽在蒸汽匯管及換熱支管中流動(dòng)的過程中會(huì)產(chǎn)生大量的冷凝水，造成氣態(tài)的蒸汽和液態(tài)的水混合流動(dòng)的現(xiàn)象，并且流動(dòng)速度相對(duì)較高，從而形成水錘效應(yīng)，長(zhǎng)時(shí)間將會(huì)擊穿管壁，損壞盤管，縮短換熱器的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是:提供一種蒸汽換熱器，有效避免水錘效應(yīng)，提高換熱效率，延長(zhǎng)使用壽命。
[0009]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:蒸汽換熱器，包括蒸汽管路和凝水管路，所述蒸汽管路包括:蒸汽進(jìn)管，與所述蒸汽進(jìn)管連接并相通的蒸汽匯管，以及一端與所述蒸汽匯管連接并相通的蒸汽支管，所述蒸汽支管的管壁上設(shè)有噴孔，所述噴孔的開孔方向與所述蒸汽支管內(nèi)的蒸汽流動(dòng)方向相逆;所述凝水管路包括:套設(shè)于所述蒸汽匯管外的凝水匯管，一端與所述凝水匯管連接并相通的換熱支管，所述換熱支管套設(shè)于所述蒸汽支管外，以及與所述凝水匯管連接并相通的凝水出管。
[0010]本實(shí)用新型的蒸汽換熱器，由于其蒸汽管路套設(shè)于凝水管路內(nèi)，蒸汽支管管壁上的噴孔開孔方向與蒸汽支管內(nèi)的蒸汽流動(dòng)方向相逆;換熱過程中，蒸汽從蒸汽進(jìn)管進(jìn)入，經(jīng)過蒸汽匯管進(jìn)入蒸汽支管內(nèi)，再?gòu)恼羝Ч苌系膰娍讎姵?，在換熱支管中與外界空氣進(jìn)行熱交換，換熱支管中的蒸汽冷凝成液態(tài)高溫水，液態(tài)高溫水在噴孔的噴射推動(dòng)下，在換熱支管內(nèi)快速向凝水匯管的方向流動(dòng)，最后，各換熱支管內(nèi)的冷凝水都匯集于凝水匯管中，從凝水出管排出，完成整個(gè)換熱過程。由于蒸汽匯管套設(shè)于凝水匯管內(nèi)，凝水匯管中的冷凝水溫度在90?100°C之間，會(huì)對(duì)蒸汽匯管中的蒸汽起到保溫作用，防止蒸汽在蒸汽匯管中發(fā)生冷凝，避免進(jìn)入蒸汽支管的蒸汽出現(xiàn)帶水的情況；同理，由于蒸汽支管套設(shè)于換熱支管內(nèi)，換熱支管中的冷凝水對(duì)蒸汽支管中的蒸汽起到保溫作用，避免噴孔噴蒸汽時(shí)出現(xiàn)帶水的情況；由于蒸汽中不帶水，因而干燥的蒸汽在高速流動(dòng)中無(wú)法形成水錘效應(yīng)，避免對(duì)各部件造成撞擊傷害，延長(zhǎng)了換熱器的使用壽命;同時(shí)，高溫冷凝水對(duì)蒸汽的保溫作用也防止了蒸汽熱量損失，提高了換熱效率。
[0011]以下為對(duì)本實(shí)用新型的蒸汽換熱器的多處優(yōu)化設(shè)計(jì):
[0012]其中，所述蒸汽支管的另一端為自由端。由于蒸汽支管的一端與蒸汽匯管相連，另一端為自由端，可以自由伸縮，使得溫度變化大的蒸汽支管可以因熱脹冷縮自由的變長(zhǎng)或變短，而不會(huì)形成機(jī)械應(yīng)力，拉壞蒸汽支管。
[0013]其中，所述換熱支管的另一端為自由端。
[0014]其中，所述蒸汽支管及所述換熱支管分別設(shè)有若干，且數(shù)量一致;若干所述蒸汽支管沿所述蒸汽匯管的長(zhǎng)度方向間隔設(shè)置，若干所述換熱支管沿所述凝水匯管的長(zhǎng)度方向間隔設(shè)置。多組蒸汽支管及換熱支管的設(shè)置，可以大大提高蒸汽換熱器的換熱能力。
[0015]還可以是，相鄰的兩所述換熱支管的另一端連接在一起并相通。
[0016]進(jìn)一步地，連接并相通的兩所述換熱支管呈U形結(jié)構(gòu)。
[0017]其中，所述蒸汽換熱器為銅質(zhì)的蒸汽換熱器。由于銅的換熱效率遠(yuǎn)大于碳鋼的換熱效率，因此，相同的換熱量使用本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的蒸汽換熱器后，相對(duì)于常規(guī)換熱器的換熱面積會(huì)大大減少，材料成本大大降低；同時(shí)，由于換熱效率的提高，在同等空調(diào)機(jī)箱內(nèi)，換熱器的厚度會(huì)減小，空氣的流動(dòng)阻力也會(huì)較小，送風(fēng)機(jī)的輸送能耗會(huì)相應(yīng)降低，節(jié)省風(fēng)機(jī)的用電量;另外，本實(shí)用新型蒸汽換熱器的各部件均選用銅材質(zhì)，其焊接加工性能遠(yuǎn)比碳鋼簡(jiǎn)單，因此也會(huì)降低其生產(chǎn)加工的人工成本。
[0018]綜上所述，采用了上述技術(shù)方案后，本實(shí)用新型的蒸汽換熱器，有效避免了水錘效應(yīng)，提高了換熱效率，延長(zhǎng)了使用壽命，降低了制造成本和運(yùn)行成本。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；
[°02°]圖2是圖1中I處的放大示意圖；
[0021]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4是現(xiàn)有技術(shù)的盤管式蒸汽換熱器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖1至圖3中:1-蒸汽進(jìn)管;2-蒸汽匯管;3-凝水匯管;4_換熱支管;5_蒸汽支管;6_噴孔;7-凝水出管；
[0024]圖4中:10-蒸汽進(jìn)管;20-蒸汽匯管;30-換熱支管;40-凝水出管;50-凝水匯管。
【具體實(shí)施方式】
[0025]本實(shí)用新型的核心是提供一種蒸汽換熱器，通過將蒸汽管路套設(shè)于凝水管路內(nèi)，蒸汽支管管壁上的噴孔開孔方向與蒸汽支管內(nèi)的蒸汽流動(dòng)方向相逆，有效避免水錘效應(yīng)，提高換熱效率，延長(zhǎng)換熱器使用壽命。
[0026]為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0027]實(shí)施例一
[0028]如圖1所示，本實(shí)施例的蒸汽換熱器，包括蒸汽管路和凝水管路。其中，蒸汽管路包括:蒸汽進(jìn)管I，與蒸汽進(jìn)管I連接并相通的蒸汽匯管2，以及一端與蒸汽匯管2連接并相通的蒸汽支管5，蒸汽支管5的另一端為自由端，在蒸汽支管5的管壁上均布有若干噴孔6;如圖2所示，噴孔6的孔中心線與蒸汽支管5的管中心線之間的夾角α為銳角，使得噴孔6的開孔方向與蒸汽支管5內(nèi)的蒸汽流動(dòng)方向相逆。其中，凝水管路包括:套設(shè)于蒸汽匯管2外的凝水匯管3，一端與凝水匯管3連接并相通的換熱支管4，換熱支管4的另一端為自由端，換熱支管4套設(shè)于蒸汽支管5外，以及與凝水匯管3連接并相通的凝水出管7。
[0029]為提高蒸汽換熱器的換熱能力，蒸汽支管5及換熱支管4分別設(shè)有若干，且數(shù)量一致;若干蒸汽支管5沿蒸汽匯管2的長(zhǎng)度方向間隔設(shè)置，若干換熱支管4沿凝水匯管3的長(zhǎng)度方向間隔設(shè)置。
[0030]為提高換熱效率，本實(shí)用新型的蒸汽換熱器的各部件皆優(yōu)選采用銅質(zhì)部件。
[0031]實(shí)施例二
[0032]如圖3所示，實(shí)施例二的蒸汽換熱器與實(shí)施例一的蒸汽換熱器結(jié)構(gòu)基本相同，不同之處在于:相鄰的兩換熱支管4的另一端連接并相通。進(jìn)一步地，連接后的兩換熱支管4呈U形管結(jié)構(gòu)，U形管結(jié)構(gòu)易于制作、安裝，且外形美觀。
[0033]本實(shí)用新型蒸汽換熱器的工作原理如下:蒸汽從蒸汽進(jìn)管I進(jìn)入蒸汽匯管2內(nèi)，由蒸汽匯管2分配進(jìn)入各蒸汽支管5內(nèi)，再?gòu)恼羝Ч?上的若干噴孔6噴出，在換熱支管4中與外界空氣進(jìn)行熱交換，換熱支管4中的蒸汽冷凝成液態(tài)高溫水，由于噴孔6的開孔方向與蒸汽支管5內(nèi)的蒸汽流動(dòng)方向相逆，如圖1和圖3中箭頭所示，液態(tài)高溫水在噴孔6的噴射推動(dòng)下，在換熱支管4內(nèi)快速向凝水匯管3的方向流動(dòng)，最后，各換熱支管4內(nèi)的冷凝水都匯集于凝水匯管3中，從凝水出管7排出，完成整個(gè)換熱過程。由于蒸汽管路套設(shè)于凝水管路內(nèi)，凝水匯管3中的冷凝水溫度在90?100°C之間，會(huì)對(duì)蒸汽匯管2中的蒸汽起到保溫作用，防止蒸汽在蒸汽匯管2中發(fā)生冷凝，避免進(jìn)入蒸汽支管5的蒸汽出現(xiàn)帶水的情況；同理，換熱支管4中的冷凝水對(duì)蒸汽支管5中的蒸汽起到保溫作用，避免噴孔6噴蒸汽時(shí)出現(xiàn)帶水的情況；由于蒸汽中不帶水，因而干燥的蒸汽在高速流動(dòng)中無(wú)法形成水錘效應(yīng)，避免對(duì)各部件造成撞擊傷害，延長(zhǎng)了換熱器的使用壽命;同時(shí)，高溫冷凝水對(duì)蒸汽的保溫作用也防止了蒸汽熱量損失，提尚了換熱效率。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.蒸汽換熱器，包括蒸汽管路和凝水管路，其特征在于，所述蒸汽管路包括:蒸汽進(jìn)管，與所述蒸汽進(jìn)管連接并相通的蒸汽匯管，以及一端與所述蒸汽匯管連接并相通的蒸汽支管，所述蒸汽支管的管壁上設(shè)有噴孔，所述噴孔的開孔方向與所述蒸汽支管內(nèi)的蒸汽流動(dòng)方向相逆； 所述凝水管路包括:套設(shè)于所述蒸汽匯管外的凝水匯管，一端與所述凝水匯管連接并相通的換熱支管，所述換熱支管套設(shè)于所述蒸汽支管外，以及與所述凝水匯管連接并相通的凝水出管。2.如權(quán)利要求1所述的蒸汽換熱器，其特征在于，所述蒸汽支管的另一端為自由端。3.如權(quán)利要求1或2所述的蒸汽換熱器，其特征在于，所述換熱支管的另一端為自由端。4.如權(quán)利要求3所述的蒸汽換熱器，其特征在于，所述蒸汽支管及所述換熱支管分別設(shè)有若干，且數(shù)量一致;若干所述蒸汽支管沿所述蒸汽匯管的長(zhǎng)度方向間隔設(shè)置，若干所述換熱支管沿所述凝水匯管的長(zhǎng)度方向間隔設(shè)置。5.如權(quán)利要求1或2所述的蒸汽換熱器，其特征在于，所述蒸汽支管及所述換熱支管分別設(shè)有若干，且數(shù)量一致;若干所述蒸汽支管沿所述蒸汽匯管的長(zhǎng)度方向間隔設(shè)置，若干所述換熱支管沿所述凝水匯管的長(zhǎng)度方向間隔設(shè)置;相鄰的兩所述換熱支管的另一端連接并相通。6.如權(quán)利要求5所述的蒸汽換熱器，其特征在于，連接并相通的兩所述換熱支管呈U形結(jié)構(gòu)。7.如權(quán)利要求1所述的蒸汽換熱器，其特征在于，所述蒸汽換熱器為銅質(zhì)的蒸汽換熱器。
【文檔編號(hào)】F28F9/00GK205561592SQ201620361440
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年4月26日
【發(fā)明人】于林中
【申請(qǐng)人】山東雅士股份有限公司