內置左右螺旋片的換熱管的制作方法
【專利摘要】內置左右螺旋片的換熱管，本發(fā)明的技術方案由圓形換熱管和螺旋片組成，螺旋片由多個左螺旋片和右螺旋片組成，換熱管內腔放置左螺旋片和右螺旋片，左右螺旋片數(shù)量根據(jù)換熱管長度增減，螺旋片厚度為0.5mm～2.5mm，螺旋片外緣與換熱管的內表面的單邊間隙為0～3mm，左螺旋片為向左扭轉90°的螺旋板，右螺旋片為向右扭轉90°的螺旋板；左、右螺旋片以換熱管中心線為軸線等距離間隔排列，相鄰兩螺旋片的旋轉方向相反，且相互交錯90°，左、右螺旋片之間焊接連接；左、右螺旋片之間焊接連接完成后置于換熱管內腔，兩頭端部通過焊縫與換熱管內壁焊接固定。
【專利說明】內置左右螺旋片的換熱管

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)藥、化工、化妝品、飲料等行業(yè)的套管換熱器和管殼式換熱器等熱交換設備，尤其是內置螺旋片的換熱管。

【背景技術】
[0002]套管換熱器和管殼式換熱器是應用廣泛的換熱設備，也是高耗能設備。在工業(yè)快速發(fā)展，能源日趨緊張的趨勢下，提高換熱器效率已成為必然選擇。套管換熱器和管殼式換熱器是通過換熱管壁面來實現(xiàn)熱量交換的，為滿足低成本，高效率的需要，常采用強化傳熱方式以達到目的。一種方法是通過換熱管表面形狀設計，將換熱管做成波紋管、波節(jié)管、螺旋槽管、螺紋管、翅片管等以增加換熱面積，同時也使介質流動特性產(chǎn)生變化以提高換熱管的傳熱性能；另一種方法是在換熱管內放置內插件，如螺旋片、擾流片、繞花絲等物件，迫使管內流體產(chǎn)生擾流，改變介質流動特性以提高換熱管的傳熱性能。以上技術雖有應用但都存在明顯不足。通過設計改變換熱管表面形狀的方法，換熱面積有所增加，也適當改善了流動性能，但使換熱管加工工藝復雜化，制作成本提高，綜合經(jīng)濟效益不明顯，而且成型減薄部分容易發(fā)生開裂，特別是波紋管容易產(chǎn)生周向失穩(wěn)扁塌以及軸向失穩(wěn)，影響使用壽命。在換熱管內放置內插件，但常用的內插件形狀結構復雜，制造困難，且不能消除管壁與管中心部位介質的溫度梯度，也不能實現(xiàn)管內介質的均質化，強化傳熱效果不明顯。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明需要解決的問題是提供一種結構簡單，制造容易，強化傳熱效果明顯的換熱管。
[0004]本發(fā)明的技術方案由圓形換熱管和螺旋片組成，其特征是螺旋片由多個左螺旋片和右螺旋片組成，左、右螺旋片數(shù)量可根據(jù)換熱管長度增減，左螺旋片為向左扭轉90°的螺旋板，右螺旋片為向右扭轉90°的螺旋板；左、右螺旋片以換熱管中心線為軸線等距離間隔排列，相鄰兩螺旋片的旋轉方向相反，且相互交錯90°，左、右螺旋片之間焊接連接；左、右螺旋片之間焊接連接完成后，兩頭端部與換熱管內壁焊接固定。
[0005]本發(fā)明的突出特點是換熱管內置左右螺旋片，使介質在管內流動時左右交替旋轉，不斷分割、折返，有明顯的強化傳熱效果，可用于套管換熱器和管殼式換熱器。流體在管內流經(jīng)每一個螺旋單元(一個左螺旋片或右螺旋片為一個螺旋單元)，產(chǎn)生一次分割，總分割次數(shù)為N=2n，其中η為換熱管內螺旋單元總數(shù)。由于左、右螺旋片的螺旋作用使流體在管內產(chǎn)生渦流，流體由換熱管中央流向管壁，再從管壁流向中央相互交替推進。激烈的旋轉，分割和折返，使管壁邊界膜剝離，提高了傳熱系數(shù)，提高幅度為普通換熱管的3飛倍，因此可以縮短熱交換時間，使換熱器結構小型化。流體的激烈旋轉和折返，消除了局部換熱的不均勻現(xiàn)象，在管內同一橫截面上溫度趨于均勻化，可以使流體在管內實現(xiàn)均質化。由內置左、右螺旋片換熱管制造的換熱器不但適用于低粘度流體，還可以用于帶固形物流體和高粘度流體以及用于流體在換熱管內反應，擴大了換熱器的應用范圍。內置左右螺旋片結構簡單，加工容易，降低了制造費用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1是內置左右螺旋片的換熱管結構主視圖；
圖2是內置左右螺旋片的換熱管結構側視圖；
圖3是右螺旋片零件圖；
圖:4是左螺旋片零件圖；
圖5是圖1的A-A局部剖視圖；
圖6是圖1的I部放大圖；
圖7是圖1的B-B局部剖視圖。
[0007]圖8是實施例左螺旋片下料圖。
[0008]圖9是實施例右螺旋片下料圖。

【具體實施方式】
[0009]本發(fā)明由圓形換熱管3 (圖1)和螺旋片組成；螺旋片由多個左螺旋片和右螺旋片組成，左右螺旋片數(shù)量可根據(jù)圓形換熱管長度增減；左右螺旋片厚度0.5mm?2.5_，螺旋片外緣8 (圖6，圖1)與圓形換熱管3 (圖1)的內表面7 (圖6)的單邊間隙0?3mm，左右螺旋片長度T等于圓形換熱管內徑D (圖1，圖8，圖9);左螺旋片為向左扭轉90° (圖1，圖4)的螺旋板，右螺旋片為向右扭轉90° (圖1，圖3)的螺旋板；左、右螺旋片以圓形換熱管中心線4 (圖1)為軸線等距離間隔排列，相鄰兩螺旋片的旋轉方向相反，且相互交錯90°，左、右螺旋片之間由焊縫9 (圖5)焊接連接；左、右螺旋片之間焊接連接完成后置于圓形換熱管3 (圖1)的內腔，兩頭端部通過焊縫5、6 (圖1，圖7)與圓形換熱管內壁7 (圖1)焊接固定。工作時介質流動，內置螺旋片不動。
[0010]所述左右螺旋片的實施例:外徑φ=34 mm,壁厚t=2mm,內徑D=30mm的圓形換熱管3 (圖1)的內置左右螺旋片用厚度0.5mm?2.5mm的不銹鋼板制造，以寬度B (圖8，圖9)等于換熱管3的內徑D等于30mm (圖1);長度L (圖8，圖9)由螺旋片長度T=30mm (圖8，圖9)兩端再各加夾持量與扭轉延伸補償量之和20mm (圖8，圖9)，計70mm下料。用工裝夾持板料長度L的兩頭(圖9)，順時針扭轉90°，使長度T=30mm的兩端面10與11互成90°(圖4，圖9)，然后切割加工出10，11端面(圖4，圖9)，即成左螺旋片1(圖4)。同樣，用工裝夾持板料長度L的兩頭(圖8)，逆時針扭轉90°使長度T=30mm的兩端面12與13互成90°(圖3，圖8)，然后切割加工出12、13端面(圖3，圖8)即成右螺旋片2 (圖3)。此外，螺旋片也可以用鑄造或模壓等方法加工制造。加工成型后左、右螺旋片的長度T等于換熱管內徑D=30mm (圖1，圖3，圖4)，左、右螺旋片外緣8 (圖6，圖1)的直徑為29.5mm，與換熱管3 (圖1)的內表面7 (圖6)的單邊間隙為0.25mm。
【權利要求】
1.內置左右螺旋片的換熱管，由圓形換熱管和螺旋片組成，其特征是螺旋片由多個左螺旋片和右螺旋片組成；圓形換熱管內腔放置左螺旋片和右螺旋片，左右螺旋片數(shù)量根據(jù)圓形換熱管長度增減，螺旋片厚度0.5mnT2.5mm，螺旋片外緣與圓形換熱管的內表面的單邊間隙為O?3mm，左、右螺旋片長度等于圓形換熱管內徑；左螺旋片為向左扭轉90°的螺旋板，右螺旋片為向右扭轉90°的螺旋板；左、右螺旋片以圓形換熱管中心線為軸線等距離間隔排列，相鄰兩螺旋片的旋轉方向相反，且相互交錯90°，左、右螺旋片之間焊接連接；左、右螺旋片之間焊接連接完成后置于換熱管內腔，兩頭端部通過焊縫與圓形換熱管內壁焊接固定。
【文檔編號】F28F13/12GK104344759SQ201310336183
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年8月5日 優(yōu)先權日:2013年8月5日
【發(fā)明者】吳新華 申請人:上海通華不銹鋼壓力容器工程有限公司