專利名稱：換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種換熱器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，參見(jiàn)圖1和圖2所示，圖1顯示了一種氣化器或者加熱器，圖2顯示了一種冷卻器，在圖1中，外筒體11’為中空，其空腔形成冷卻腔12’，外筒體11’的底部開(kāi) 設(shè)有冷卻水進(jìn)口 13’，頂部開(kāi)設(shè)有冷卻水出口 14’，在冷卻腔12’內(nèi)有一螺旋管15’，該螺旋 管15，的兩端部均穿過(guò)外筒體11，的上筒壁，伸至外筒體11，的外面，形成流體輸入口 16， 和輸出口 17’，在圖2中，外筒體21’為中空，外筒體21，內(nèi)有兩塊隔板22’、23’，兩塊隔板 22，、23，將外筒體21，的空腔隔成三個(gè)腔，輸出腔24，、換熱腔25，、輸入腔26，，外筒體21， 的左右端壁上開(kāi)設(shè)有冷卻水輸入口 27’、冷卻水輸出口 28’，分別與輸入腔26’、輸出腔24’ 相通，兩塊隔板22’、23’之間有多根支管29’，每根支管29’穿過(guò)換熱腔25’，并穿透隔板 22’、23’，連通輸入腔26’和輸出腔24’，外筒體21’的側(cè)壁上還開(kāi)設(shè)有一對(duì)輸入輸出口 30’、 31’，與換熱腔25’相連通，圖1所示設(shè)備的冷卻水進(jìn)口 13’與圖2所示設(shè)備的冷卻水輸出 口 28’通過(guò)連接管相連通，冷卻水出口 14’與冷卻水輸入口 27’也通過(guò)連接管相連通。設(shè) 備工作時(shí)，輸入口 30’輸入高溫氣體或者液體，充滿換熱腔25’后，從輸出口 31’輸出，冷卻 水輸入口 27’中輸入冷卻水，流經(jīng)支管29’后從冷卻水輸出口 28’輸出，換熱腔25’內(nèi)高溫 氣體或液體與支管29’內(nèi)的冷卻水進(jìn)行熱交換，高溫氣體或液體被降溫，冷卻水被加熱，被 加熱的冷卻水通過(guò)冷卻水進(jìn)口 13’進(jìn)入冷卻腔12’，在圖1中，氣體或者液體通過(guò)流體輸入 口 16’進(jìn)入螺旋管15’，與冷卻水進(jìn)行熱交換，氣體或液體獲得熱量，升溫或者氣化，從流體 輸出口 17’輸出，冷卻水降溫后，從冷卻水出口 14’流出后回到冷卻水輸入口 27’，重新進(jìn)行 下一輪循環(huán)，綜上，實(shí)現(xiàn)兩種流體之間的換熱需要，需要聯(lián)合兩臺(tái)設(shè)備，兩臺(tái)設(shè)備所占的空 間大，重量大，生產(chǎn)成本和運(yùn)輸成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種換熱器，通過(guò)傳熱介質(zhì)作為中間介質(zhì)，一臺(tái)設(shè)備就能 實(shí)現(xiàn)兩種流體之間的熱交換。為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種換熱器，具有中空的外筒體， 所述外筒體上開(kāi)設(shè)有第一流體輸入口和第一流體輸出口，所述第一流體輸入口和第一流體 輸出口之間連接有第一流體管路，所述第一流體管路與所述外筒體的內(nèi)壁之間形成換熱 腔，所述外筒體上還開(kāi)設(shè)有與所述換熱腔相連通的傳熱介質(zhì)進(jìn)出口，所述外筒體上還開(kāi)設(shè) 有第二流體輸入口和第二流體輸出口，所述第二流體輸入口和所述第二流體輸出口之間連 接有第二流體管路，所述第二流體管路至少部分位于所述換熱腔內(nèi)。所述外筒體內(nèi)設(shè)有上下分隔板，所述上下分隔板將所述外筒體分隔為上段部、中 段部、下段部，所述上下分隔板之間有至少一根支管，所述支管穿透所述上下分隔板，連通 所述上段部的內(nèi)腔和所述下段部的內(nèi)腔，所述上段部的內(nèi)腔、所述下段部的內(nèi)腔兩個(gè)腔體中的一個(gè)與所述第一流體輸入口相連通，另一個(gè)與所述第一流體輸出口相連通，所述第一 流體管路包括所述上段部、所述支管、所述下段部，所述支管與所述中段部的內(nèi)壁之間形成 所述換熱腔。所述第二流體輸入口和所述第二流體輸出口兩個(gè)開(kāi)口中的一個(gè)開(kāi)設(shè)在所述外筒 體的頂壁上，另一個(gè)開(kāi)設(shè)在所述外筒體的底壁上，所述第二流體管路為沿所述外筒體的軸 向貫穿整個(gè)外筒體的直管。由于本發(fā)明采用了以上的技術(shù)方案，其優(yōu)點(diǎn)在于將第一流體從輸入口送入第一 流體管路內(nèi)，同時(shí)，傳熱介質(zhì)經(jīng)進(jìn)口進(jìn)入換熱腔中，第二流體經(jīng)輸入口進(jìn)入第二流體管路 中，傳熱介質(zhì)作為第一流體與第二流體之間傳熱的中間介質(zhì)，第一流體或者第二流體將熱 量傳遞給傳熱介質(zhì)，再由傳熱介質(zhì)將熱量送給第二流體或者第一流體，通過(guò)一臺(tái)設(shè)備即該 換熱器，實(shí)現(xiàn)了兩種流體之間的熱交換，不難看出，一臺(tái)設(shè)備所占用的空間體積小，重量輕， 生產(chǎn)成本和運(yùn)輸成本會(huì)降低，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便。


附圖1為現(xiàn)有技術(shù)中氣化器或者加熱器的剖視圖；附圖2為現(xiàn)有技術(shù)中冷卻器的剖視圖；附圖3為本發(fā)明的剖視圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖來(lái)進(jìn)一步闡述本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)。參見(jiàn)圖3，換熱器具有中空的外筒體1，外筒體1由筒壁11和封在筒壁11端部的 頂端板12和底端板13組成，外筒體1上開(kāi)設(shè)有三對(duì)輸入輸出口，分別為傳熱介質(zhì)進(jìn)出口、 第一流體輸入輸出口、第二流體輸入輸出口，該換熱器設(shè)備工作時(shí)，需要通過(guò)連接管和其他 設(shè)備相連接，考慮到連接管的位置需要，傳熱介質(zhì)進(jìn)口 2和出口 3、第一流體輸入口 4和輸 出口 5開(kāi)設(shè)在筒壁11上，第二流體輸入口 6和輸出口 7開(kāi)設(shè)在頂端板12和底端板13上， 傳熱介質(zhì)在第一流體和第二流體之間進(jìn)行熱傳遞，第一流體、第二流體可以采用本領(lǐng)域技 術(shù)人員所知曉的任何氣體或者液體，本實(shí)施例中，第一流體采用氨分解后的高溫混合氣體， 包括氫氣、氮?dú)?，第二流體采用液氨，傳熱介質(zhì)采用冷卻水，氨氣在高溫并有催化劑存在下 可以幾乎完全分解為氫氣和氮?dú)?，氫氣和氮?dú)庑枰冉禍卦龠M(jìn)入下一步處理工序，而氨氣 一般是經(jīng)壓縮后成液氨在儲(chǔ)存罐中儲(chǔ)存，在使用時(shí)需要吸收熱量成氨氣后再利用，本發(fā)明 設(shè)計(jì)的換熱器可以實(shí)現(xiàn)氨分解后的高溫混合氣體和液氨之間的熱交換，達(dá)到能量的最大利 用，避免浪費(fèi)能量，第一流體輸入口 4和第一流體輸出口 5之間連接有第一流體管路45，第 二流體輸入口 6和第二流體輸出口 7之間連接有第二流體管路67，第一流體管路45與外 筒體1的內(nèi)壁之間形成換熱腔8，第二流體管路67至少部分位于換熱腔8內(nèi)。將氨分解后 的高溫混合氣體從輸入口 4送入管路45內(nèi)，同時(shí)，冷卻水經(jīng)進(jìn)口 2進(jìn)入換熱腔8中，液氨經(jīng) 輸入口 6進(jìn)入管路67中，高溫混合氣體先將熱量傳遞給冷卻水，冷卻水再將熱量傳遞給液 氨，使液氨發(fā)生氣化，從輸出口 7輸出利用，高溫氣體則得到降溫，通過(guò)一臺(tái)設(shè)備即該換熱 器，實(shí)現(xiàn)了兩種流體之間的熱交換，不難看出，一臺(tái)設(shè)備所占用的空間體積小，重量輕，生產(chǎn) 成本和運(yùn)輸成本會(huì)降低，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便。為了達(dá)到較高的換熱效率，液氨的流向和高溫氣體的流向設(shè)置成相反，因此液氨的輸入口 6開(kāi)設(shè)在底端板13上，輸出口 7開(kāi)設(shè)在 頂端板12上，而高溫氣體的輸入口 4開(kāi)設(shè)在筒壁11的上部，輸出口 5開(kāi)設(shè)在筒壁11的下 部，冷卻水的進(jìn)口 2開(kāi)設(shè)在筒壁11的下部，出口 3開(kāi)設(shè)在筒壁11的上部。第一流體管路45、第二流體管路67的管路形式可以有多種，譬如說(shuō)第一流體管路 45和第二流體管路67可以為直接連接在輸入口和輸出口之間的直管，這種結(jié)構(gòu)雖然簡(jiǎn)單 方便，但是換熱效率不高，冷卻水與第一流體或者說(shuō)高溫混合氣體進(jìn)行熱交換的面積為直 管的外表面積，由于該表面積比較小，因此熱交換比較慢，熱量傳遞不充分，從而冷卻水與 第二流體或者說(shuō)液氨的熱交換也會(huì)不充分，熱傳遞效率低。為了提高換熱效率，第一流體 管路45的管路形式進(jìn)行了設(shè)計(jì)，第一流體管路45可采用螺旋管，但加工和安裝均不方便， 或者如圖3 所示，外筒體1內(nèi)設(shè)有上下分隔板14和15，上下分隔板將外筒體1分隔為上段 部16、中段部17、下段部18，上下分隔板之間有多根支管19，支管19穿透上下分隔板14和 15，連通上段部17的內(nèi)腔和下段部18的內(nèi)腔，上下分隔板14和15上分布有多個(gè)通孔，支 管19的兩端插在分隔板上的通孔內(nèi)，并且支管19的端部外表面與分隔板上通孔的內(nèi)表面 相氣密封連接，則上段部16和下段部18均與中段部17不相連通，上段部16和下段部18 之間只能通過(guò)支管19相連通，上段部16的內(nèi)腔、下段部18的內(nèi)腔兩個(gè)腔體中的一個(gè)與第 一流體輸入口 4相連通，另一個(gè)與第一流體輸出口 5相連通，因此，第一流體管路45由上段 部16、支管19、下段部18組成，支管19與中段部17的內(nèi)壁之間形成換熱腔。當(dāng)?shù)谝涣黧w采用氨分解的高溫混合氣體，第二流體采用液氨，按照前面所述，為了 設(shè)備操作的方便性以及達(dá)到較高的換熱效率，液氨的輸入口 6開(kāi)設(shè)在底端板13上，輸出口 7開(kāi)設(shè)在頂端板12上，此時(shí)高溫氣體的輸入口 4開(kāi)設(shè)在筒壁11上上段部16，輸出口 5開(kāi)設(shè) 在筒壁11上下段部18，即上段部16的內(nèi)腔形成輸入腔，下段部18的內(nèi)腔形成輸出腔，冷卻 水進(jìn)口 2開(kāi)設(shè)在筒壁11上中段部18的下部，出口 3開(kāi)設(shè)在中段部18的上部，通液氨的第 二流體管路67為沿外筒體1的軸向貫穿整個(gè)外筒體1的直管，當(dāng)然，該第二流體管路67液 可采用螺旋管，可以增大液氨與冷卻水的換熱面積，提高換熱效率，但是螺旋管的加工以及 在外筒體1內(nèi)的安裝比較復(fù)雜，沒(méi)有直管方便，且生產(chǎn)成本必定升高。從換熱器底部的輸入口 6輸入液氨，同時(shí)，從換熱器上部的輸入口 4輸入高溫混合 氣體，從換熱器下部的進(jìn)口 2通冷卻水，高溫氣體從輸入口 4進(jìn)入外筒體1上段部的內(nèi)腔 中，再進(jìn)入多根支管19內(nèi)，冷卻水和高溫氣體進(jìn)行熱交換的面積為多根支管19的外表面積 之和，由于增大了熱交換的面積，因此提高了換熱效率，更多的熱量通過(guò)冷卻水從高溫氣體 傳遞給液氨，液氨氣化后從換熱器頂部的輸出口 7輸出，進(jìn)行后續(xù)利用，高溫氣體降溫后從 換熱器下部的輸出口 5輸出，再進(jìn)行下一步操作。
權(quán)利要求
一種換熱器，具有中空的外筒體，所述外筒體上開(kāi)設(shè)有第一流體輸入口和第一流體輸出口，所述第一流體輸入口和第一流體輸出口之間連接有第一流體管路，所述第一流體管路與所述外筒體的內(nèi)壁之間形成換熱腔，所述外筒體上還開(kāi)設(shè)有與所述換熱腔相連通的傳熱介質(zhì)進(jìn)出口，其特征在于所述外筒體上還開(kāi)設(shè)有第二流體輸入口和第二流體輸出口，所述第二流體輸入口和所述第二流體輸出口之間連接有第二流體管路，所述第二流體管路至少部分位于所述換熱腔內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器，其特征在于所述外筒體內(nèi)設(shè)有上下分隔板，所述上 下分隔板將所述外筒體分隔為上段部、中段部、下段部，所述上下分隔板之間有至少一根支 管，所述支管穿透所述上下分隔板，連通所述上段部的內(nèi)腔和所述下段部的內(nèi)腔，所述上段 部的內(nèi)腔、所述下段部的內(nèi)腔兩個(gè)腔體中的一個(gè)與所述第一流體輸入口相連通，另一個(gè)與 所述第一流體輸出口相連通，所述第一流體管路包括所述上段部、所述支管、所述下段部， 所述支管與所述中段部的內(nèi)壁之間形成所述換熱腔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的換熱器，其特征在于所述第二流體輸入口和所述第二 流體輸出口兩個(gè)開(kāi)口中的一個(gè)開(kāi)設(shè)在所述外筒體的頂壁上，另一個(gè)開(kāi)設(shè)在所述外筒體的底 壁上，所述第二流體管路為沿所述外筒體的軸向貫穿整個(gè)外筒體的直管。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種換熱器，具有中空的外筒體，外筒體上開(kāi)設(shè)有第一流體輸入口和第一流體輸出口、第二流體輸入口和第二流體輸出口，第一流體輸入口和第一流體輸出口之間連接有第一流體管路，第一流體管路與外筒體的內(nèi)壁之間形成換熱腔，外筒體上有與換熱腔相連通的傳熱介質(zhì)進(jìn)出口，第二流體輸入口和所述第二流體輸出口之間連接有第二流體管路，第二流體管路至少部分位于所述換熱腔內(nèi)。第一流體或者第二流體將熱量傳遞給傳熱介質(zhì)，再由傳熱介質(zhì)將熱量送給第二流體或者第一流體，通過(guò)一臺(tái)設(shè)備即該換熱器，實(shí)現(xiàn)了熱交換，不難看出，一臺(tái)設(shè)備所占用的空間體積小，重量輕，生產(chǎn)成本和運(yùn)輸成本會(huì)降低。
文檔編號(hào)F28D7/16GK101818998SQ20091011499
公開(kāi)日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2009年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月27日
發(fā)明者尹泉生, 張敬成, 張文波 申請(qǐng)人:張文波