一種直管圓筒式蓄熱器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種圓筒體自動調(diào)節(jié)適應(yīng)直換熱管熱脹冷縮的直管圓筒式蓄熱器，解決現(xiàn)有箱式蓄熱器箱體與換熱管連接無法密封，導(dǎo)致液相滯留、氣塞、換熱效率低的問題。本裝置包括蓄熱介質(zhì)容器和穿過蓄熱介質(zhì)容器的換熱管，換熱管內(nèi)流通換熱介質(zhì)，其特征在于：所述蓄熱介質(zhì)容器為臥式圓柱狀的筒體，筒體兩端分別設(shè)有管板，換熱管穿過管板并與管板焊接密封固定，筒體圓周上還設(shè)有自適應(yīng)調(diào)節(jié)筒體長度的膨脹節(jié)。本實用新型避免了換熱管彎折導(dǎo)致的液相滯留及氣塞問題，換熱介質(zhì)流通更加順暢；筒體內(nèi)能設(shè)置多組立體布置的換熱管，換熱效率高；采用分割后點焊的支撐板對換熱支管形成支撐，簡化了裝配過程。
【專利說明】一種直管圓筒式蓄熱器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種熱交換設(shè)備，尤其涉及一種圓筒體自動調(diào)節(jié)適應(yīng)直換熱管熱脹冷縮的直管圓筒式蓄熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的管箱式蓄熱器，就是傳熱介質(zhì)在換熱管內(nèi)通過，蓄熱介質(zhì)放置在箱形的殼體里，而換熱管則穿過蓄熱介質(zhì)。
[0003]管箱式蓄熱器的優(yōu)點:放置平穩(wěn)、支撐結(jié)構(gòu)簡單、容易制造、運輸方便，適用于低溫時直換熱管熱脹冷縮量不大的工況。
[0004]管箱式蓄熱器的缺點:①因為換熱管的熱脹冷縮量大于箱體的熱脹冷縮量，而箱體的幾何特征決定決定了箱體上不能安裝膨脹節(jié)等既能可靠密封又能跟隨換熱管熱脹冷縮的結(jié)構(gòu)，故換熱管不能兩端同時與箱體焊接，必須至少一端自由穿過箱體；②如果換熱管兩端都自由穿過箱體，則帶來了另外一個問題，即換熱管從低于蓄熱介質(zhì)面穿過箱體就會導(dǎo)致蓄熱介質(zhì)泄漏，換熱管向上彎曲從高于蓄熱介質(zhì)面穿過箱體，如果傳熱介質(zhì)是單相(液相或氣相)流體當(dāng)然是可行的，但如果傳熱介質(zhì)是在蓄熱過程中會發(fā)生相變的兩相流體(如水)，液相流體就會滯留在水平段，而氣相流體則滯留在管內(nèi)兩端彎曲段形成氣塞，因此有礙于傳熱介質(zhì)的流動和傳熱如果換熱管一端在高于蓄熱介質(zhì)面自由穿過箱體，另一端在低于蓄熱介質(zhì)面與箱體焊接，則單箱內(nèi)不能多層布管，影響換熱效率，因此導(dǎo)致整個蓄熱裝置的體積和規(guī)模大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有管箱式蓄熱器的換熱管和箱體熱脹冷縮量不一致，導(dǎo)致?lián)Q熱管不能兩端同時與箱體焊接，進(jìn)而導(dǎo)致?lián)Q熱管需向上彎曲從高于蓄熱介質(zhì)位置設(shè)置進(jìn)出口，從而帶來換熱管內(nèi)液相滯留、氣塞、換熱效率低等一系列的問題，提供一種筒體能隨換熱管熱脹冷縮調(diào)節(jié)的直管圓筒式蓄熱器。
[0006]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種直管圓筒式蓄熱器，包括蓄熱介質(zhì)容器和穿過蓄熱介質(zhì)容器的換熱管，換熱管內(nèi)流通換熱介質(zhì)，所述蓄熱介質(zhì)容器為臥式圓柱狀的筒體，筒體兩端分別設(shè)有管板，換熱管穿過管板并與管板焊接密封固定，筒體圓周上還設(shè)有自適應(yīng)調(diào)節(jié)筒體長度的膨脹節(jié)。換熱管和筒體端部的管板焊接密封，采用膨脹節(jié)來自適應(yīng)調(diào)節(jié)筒體和換熱管之間的熱脹冷縮差值，與【背景技術(shù)】所述的管箱式蓄熱器相比，換熱管進(jìn)出筒體的進(jìn)出口不必伸出到蓄熱介質(zhì)上方，因此，換熱管道可以呈水平設(shè)置，避免了換熱管道中換熱介質(zhì)汽液相變導(dǎo)致的液相滯留、氣塞等不利情況。同時，由于每個換熱管道只占據(jù)一個水平面，筒體中可以從上到下設(shè)置多層的換熱管道，提高換熱效率，降低蓄熱裝置整體的體積和規(guī)模。
[0007]作為優(yōu)選，所述換熱管包括與管板焊接的換熱總管以及設(shè)置在筒體內(nèi)的換熱支管，一根換熱總管對應(yīng)多根換熱支管，換熱總管與對應(yīng)的多根換熱支管通過聯(lián)箱轉(zhuǎn)換對接。換熱管道連接聯(lián)箱，經(jīng)聯(lián)箱穩(wěn)流和分流后連接多個換熱支管，多根換熱支管設(shè)置增大換熱面積，提聞?chuàng)Q熱效率。
[0008]作為優(yōu)選，所述筒體內(nèi)從上到下排列有多條相互獨立、互不連通換熱管。換熱管和筒體端面的密封焊接，使每根換熱管可以設(shè)置為只占據(jù)一個水平面的水平管，筒體內(nèi)在不同水平面設(shè)置多條換熱管，形成立體的換熱支管管束，換熱效率高。換熱介質(zhì)容器中換熱管分多根，每根換熱管都是包括有換熱主管、聯(lián)箱、換熱支管的水平管，換熱管內(nèi)流通換熱介質(zhì)，且各換熱管之間并不連通，這樣就能避免氣液分層這種會極大影響蓄熱器溫度梯度建立的情況發(fā)生。與傳統(tǒng)換熱器相比，本裝置的聯(lián)箱也在蓄熱介質(zhì)容器內(nèi)。
[0009]作為優(yōu)選，聯(lián)箱的高度大于換熱總管及換熱支管的高度，上下相鄰的換熱管的聯(lián)箱沿筒體方向相互錯開。聯(lián)箱相互錯開后，可以在豎直方向上形成一定的交疊，使換熱管道排布更緊密。
[0010]作為優(yōu)選，同一個換熱管的換熱支管排列在同一水平面上。保證每根換熱支管中換熱介質(zhì)的流動。
[0011]作為優(yōu)選，所述筒體內(nèi)還設(shè)有支撐換熱支管的支撐板，支撐板外緣與筒體內(nèi)表面適配，支撐板上設(shè)有多行管孔，每一行的各管孔位于同一水平高度，各換熱支管從支撐板上對應(yīng)的管孔穿過。換熱支管管徑小，長度大，設(shè)置支撐板對換熱支管進(jìn)行支撐，避免換熱支管變形，筒體內(nèi)每隔一段設(shè)置一個支撐板，根據(jù)筒體長度選擇支撐板的數(shù)量。
[0012]作為優(yōu)選，所述支撐板沿每行管孔的中心高度線切割形成多個支撐條，支撐條與換熱支管依次疊放組裝后，上下相鄰的支撐條點焊固定。支撐板采用線切割分割成多個水平條狀，便于與換熱支管組裝，多層換熱支管與支撐條交替疊放組裝，支撐條之間采用點焊重新固定成一塊支撐板。
[0013]作為優(yōu)選，所述換熱支管外套焊螺旋翅片形成翅片管，螺旋翅片在換熱支管與支撐板連接位置留有用于安裝的間隔。
[0014]作為優(yōu)選，所述換熱主管和聯(lián)箱可以為同一根管道彎折形成。將換熱主管端部彎折90度后，彎折后的端部即為聯(lián)箱，再在聯(lián)箱側(cè)壁開設(shè)多個連通孔與換熱支管分別連接。
[0015]作為優(yōu)選，所述膨脹節(jié)位置的筒體內(nèi)側(cè)設(shè)有環(huán)形的襯板，襯板上設(shè)有沿筒體方向的縫隙，襯板一端與膨脹節(jié)一側(cè)的筒體內(nèi)壁焊接固定，襯板另一端與膨脹節(jié)另一側(cè)的筒體內(nèi)壁滑動配合。襯板使膨脹節(jié)處的筒體內(nèi)壁保持連貫性，當(dāng)組裝好的換熱管束塞入筒體時起到導(dǎo)向作用，并保證膨脹節(jié)兩側(cè)的筒體不會相對錯位。同時在襯板上開縫，當(dāng)膨脹節(jié)伸縮時，蓄熱介質(zhì)可以從縫隙中進(jìn)出膨脹節(jié)。
[0016]一種上述的直管圓筒式蓄熱器的制造方法，包括以下步驟:
[0017]a、將筒體分別兩段，其中一段的內(nèi)側(cè)壁焊接襯板，將襯板插入另一段筒體內(nèi)，并將兩段筒體通過膨脹節(jié)固定連接；
[0018]b、制作多根換熱管，每根換熱管制作如下:多根換熱支管同一水平排列，各換熱支管兩端分別焊接在兩個聯(lián)箱上，聯(lián)箱的另一側(cè)焊接換熱總管，換熱支管上套焊螺旋翅片，螺旋翅片每隔固定位置形成間斷用于與支撐板安裝；
[0019]C、選取若干外徑略小于筒體內(nèi)徑、并能穿過襯板的圓形鋼板作為支撐板，支撐板中部沖設(shè)多行的管孔，管孔孔徑與換熱支管適配，每行管孔間隔與每個換熱管的換熱支管間隔一致，每行管孔位于同一水平線；[0020]d、沿支撐板每行管孔的中線進(jìn)行線切割將每塊支撐板切割成多個支撐條，使上下相鄰的兩支撐條相鄰側(cè)面分別具有對應(yīng)的半管孔；
[0021]e、將最下側(cè)的換熱管的換熱支管卡設(shè)到最下方支撐條的半管孔中，然后將次下方的支撐條扣合在最下方支撐條上進(jìn)行點焊，以此順序交替疊放支撐條和換熱管，形成有支撐板支撐的換熱支管管束，疊放時保持上下相鄰的換熱管聯(lián)箱相互交錯；
[0022]f、將換熱支管管束從筒體一端送入筒體內(nèi)，并保持換熱總管位于筒體的兩端出口處；
[0023]g、扣合筒體兩端的管板，使換熱總管穿過管板并與管板密封焊接。
[0024]本實用新型筒體和換熱管道自適應(yīng)調(diào)節(jié)縮脹，換熱管道和筒體端部密封，保證換熱管能設(shè)置成水平管，避免了換熱管彎折導(dǎo)致的液相滯留及氣塞問題，換熱介質(zhì)流通更加順暢；筒體內(nèi)能設(shè)置多組立體布置的換熱管，換熱效率高；采用分割后點焊的支撐板對換熱支管形成支撐，簡化了裝配過程，保證蓄熱裝置整體的工作穩(wěn)定性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是本實用新型一種內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2是本實用新型圖1的俯視方向示意圖。
[0027]圖3是本實用新型支撐板位置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖4是本實用新型支撐板切割的正面示意圖。
[0029]圖5是本實用新型一種聯(lián)箱結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖6是本實用新型第二種聯(lián)箱結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖中:I一換熱主管，2—管板，3—聯(lián)箱，4一換熱支管，5—支撐板，6—筒體，7—襯板，8一膨脹節(jié)，9一支座。
【具體實施方式】
[0032]下面通過具體實施例并結(jié)合附圖對本實用新型進(jìn)一步說明。
[0033]實施例1:一種直管圓筒式蓄熱器，如圖1、圖2、圖5所示。本裝置包括臥式的圓柱狀筒體6，筒體分為左右兩段，中間采用膨脹節(jié)8對接，膨脹節(jié)處設(shè)有襯板7，襯板7的一端焊接到膨脹節(jié)一側(cè)的筒體內(nèi)側(cè)，另一端活動插接到膨脹節(jié)另一側(cè)的筒體內(nèi)側(cè)，兩段筒體的下方分別設(shè)有支座9。筒體的端部采用管板2密封。筒體6內(nèi)灌裝蓄熱介質(zhì)，換熱管貫穿筒體并穿過筒體內(nèi)的蓄熱介質(zhì)。每根換熱管包括穿過管板2并與管板密封焊接的換熱主管
1、位于筒體內(nèi)的多根換熱支管4，換熱主管I和換熱支管4之間通過聯(lián)箱3轉(zhuǎn)接分流，同一根換熱管的換熱主管1、聯(lián)箱3和換熱支管4中軸線位于同一水平面。筒體內(nèi)從上到下設(shè)有有多根換熱管，如圖5所示，各換熱管的聯(lián)箱3在相互對齊排列在一條豎直線上。
[0034]如圖1、2、3所示，換熱支管4上套焊有螺旋翅片，每隔一段距離設(shè)置有支撐換熱支管4的支撐板5，換熱支管與支撐板連接處螺旋翅片具有間斷。
[0035]支撐板5結(jié)構(gòu)如圖4所示，支撐板為與外徑略小于筒體及襯板內(nèi)徑的圓鋼板，支撐板5上開設(shè)有多行管孔10，每行管孔中心線處于同一水平面，沿每行管孔中心線將支撐板線切割成多個支撐條11，各支撐條與各換熱管的換熱支管交替疊放組裝，并將相鄰支撐條點焊固定重新形成整體的支撐板。在支撐板的支撐下，多根換熱管的換熱支管形成矩陣形式的管束，提高換熱效率。
[0036]本裝置的制造過程如下:
[0037]a、將筒體分別兩段，其中一段的內(nèi)側(cè)壁焊接襯板，將襯板插入另一段筒體內(nèi)，并將兩段筒體通過膨脹節(jié)固定連接；
[0038]b、制作多根換熱管，每根換熱管制作如下:多根換熱支管同一水平排列，各換熱支管兩端分別焊接在兩個聯(lián)箱上，聯(lián)箱的另一側(cè)焊接換熱總管，換熱支管上套焊螺旋翅片，螺旋翅片每隔固定位置形成間斷用于與支撐板安裝；
[0039]C、選取若干外徑略小于筒體內(nèi)徑、并能穿過襯板的圓形鋼板作為支撐板，支撐板中部沖設(shè)多行的管孔，管孔孔徑與換熱支管適配，每行管孔間隔與每個換熱管的換熱支管間隔一致，每行管孔位于同一水平線；
[0040]d、沿支撐板每行管孔的中線進(jìn)行線切割將每塊支撐板切割成多個支撐條，使上下相鄰的兩支撐條相鄰側(cè)面分別具有對應(yīng)的半管孔；
[0041]e、將最下側(cè)的換熱管的換熱支管卡設(shè)到最下方支撐條的半管孔中,然后將次下方的支撐條扣合在最下方支撐條上進(jìn)行點焊，以此順序交替疊放支撐條和換熱管，形成有支撐板支撐的換熱支管管束，疊放時保持上下相鄰的換熱管聯(lián)箱相互交錯；
[0042]f、將換熱支管管束從筒體一端送入筒體內(nèi)，并保持換熱總管位于筒體的兩端出口處；
[0043]g、扣合筒體兩端的管板，使換熱總管穿過管板并與管板密封焊接。
[0044]實施例2:—種管筒式蓄熱器，如圖6所示。本裝置聯(lián)箱3的高度大于換熱主管I及換熱支管4的高度，相鄰換熱管的聯(lián)箱3在水平方向相互錯開，并在垂直方向相互疊合，使換熱管排列更加緊密。
【權(quán)利要求】
1.一種直管圓筒式蓄熱器，包括蓄熱介質(zhì)容器和穿過蓄熱介質(zhì)容器的換熱管，換熱管內(nèi)流通換熱介質(zhì)，其特征在于:所述蓄熱介質(zhì)容器為臥式圓柱狀的筒體，筒體兩端分別設(shè)有管板，換熱管穿過管板并與管板焊接密封固定，筒體圓周上還設(shè)有自適應(yīng)調(diào)節(jié)筒體長度的膨脹節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直管圓筒式蓄熱器，其特征在于:所述換熱管包括與管板焊接的換熱總管以及設(shè)置在筒體內(nèi)的換熱支管，一根換熱總管對應(yīng)多根換熱支管，換熱總管與對應(yīng)的多根換熱支管通過聯(lián)箱轉(zhuǎn)換對接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種直管圓筒式蓄熱器，其特征在于:所述筒體內(nèi)從上到下排列有多條相互獨立、互不連通的換熱管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種直管圓筒式蓄熱器，其特征在于:聯(lián)箱的高度大于換熱總管及換熱支管的高度，上下相鄰的換熱管的聯(lián)箱沿筒體方向相互錯開。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的一種直管圓筒式蓄熱器,其特征在于:同一個換熱管的換熱支管排列在同一水平面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的一種直管圓筒式蓄熱器，其特征在于:所述筒體內(nèi)還設(shè)有支撐換熱支管的支撐板，支撐板外緣與筒體內(nèi)表面適配，支撐板上設(shè)有多行管孔，每一行的各管孔位于同一水平高度，各換熱支管從支撐板上對應(yīng)的管孔穿過。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種直管圓筒式蓄熱器，其特征在于:所述支撐板沿每行管孔的中心高度線切割形成多個支撐條，支撐條與換熱支管依次疊放組裝后，上下相鄰的支撐條點焊固定。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種直管圓筒式蓄熱器，其特征在于:所述換熱支管外套焊螺旋翅片形成翅片管，螺旋翅片在換熱支管與支撐板連接位置留有用于安裝的間隔。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種直管圓筒式蓄熱器，其特征在于:所述膨脹節(jié)位置的筒體內(nèi)側(cè)設(shè)有環(huán)形的襯板，襯板上設(shè)有沿筒體方向的縫隙，襯板一端與膨脹節(jié)一側(cè)的筒體內(nèi)壁焊接固定，襯板另一端與膨脹節(jié)另一側(cè)的筒體內(nèi)壁滑動配合。
【文檔編號】B23K37/04GK203550705SQ201320512759
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月22日
【發(fā)明者】朱亞農(nóng), 顧向明, 姚利森, 彭才元, 田偉豐 申請人:杭州工電能源科技有限公司