專利名稱：一種傳熱管內外螺旋翅片式叉流換熱器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于氣-氣換熱的熱交換設備，尤其是涉及一種傳熱管內外
螺旋翅片式叉流換熱器。
背景技術：
叉流式換熱器是間壁式換熱器中的一種主要形式，根據換熱表面結構的不同可分 為管束式、管翅式、管帶式及板翅式等類型。目前，國內外常用的換熱器大體上可以分為管 式和板式兩大類。對于有氣體換熱的情況，一般采用增加翅片的方式來強化氣側換熱。通 常而言，板翅式換熱器廣泛應用于氣_氣換熱，管翅式換熱器較多的應用于氣_液換熱。對 于板翅式換熱器，因其在釬接過程中局部沒有釬牢而形成薄弱環(huán)節(jié)，而且隔板厚度相當小， 決定了板翅式換熱器不能承受較高的絕對壓力或者故障狀態(tài)下較高的相對壓力，在極限工 況下會發(fā)生脹裂，帶來較大的經濟損失和安全隱患，這就限制了板翅式換熱器的使用場合。 而對于管翅式換熱器， 一般僅在傳熱管外側增加翅片，管側方面的圓管能夠承受較高的絕 對壓力，適用于具有高壓流體運作的場合，且操作壓力的應用范圍較寬，如冷凝器、蒸發(fā)器 和空冷器等，但其單位體積內的換熱面積相對于板翅式換熱器較低，換熱能力低于板翅式 換熱器的換熱能力。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現(xiàn)有技術中的不足，提供一種傳熱 管內外螺旋翅片式叉流換熱器，其結構設計合理且使用操作方便，在滿足強化傳熱要求的 前提之下，能有效降低管內流動阻力增加，并能滿足承受較高絕對壓力或者故障狀態(tài)下較 高相對壓力的要求。 為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是一種傳熱管內外螺旋翅片 式叉流換熱器，包括殼體、設置在殼體上下兩端的管程進口和管程出口 、分別位于殼體內部 兩端的兩個管板、平行固定于兩個管板之間的多個傳熱管組成的傳熱管束和分別位于殼體 側壁左右兩側中部的殼程進口和殼程出口，所述傳熱管與管程進口和管程出口連通組成管 內流通通道；所述傳熱管包括同心穿套的外管和堵塞的芯管以及在二者間繞管芯環(huán)繞嵌設 的內翅片，其特征在于所述傳熱管外設置有縱向螺旋外翅片，所述縱向螺旋外翅片與殼程 進口和殼程出口連通組成螺旋式殼側流通通道，所述管內流通通道和螺旋式殼側流通通道 的流動方向相垂直。 所述多個傳熱管外所設置的縱向螺旋外翅片為交錯排列。 所述內翅片由波紋內翅片板彎曲而成且其在外管和芯管之間形成一個圓柱狀的 縱向螺旋式內翅片管，所述縱向螺旋式內翅片管上分布有多個縱向螺旋式流通通道。 所述縱向螺旋外翅片的橫截面形狀為矩形、三角形或梯形。 所述波紋內翅片板波紋的紋路與水平方向間的夾角為a，其中15?！禷《85° ; 所述波紋的波紋形狀為連續(xù)周期函數，其縱向幅高與外管和芯管之間的間距相等；[0009] 所述內翅片中所流通的介質黏性越大，所述波紋內翅片板的波紋越稀疏，所述波
紋的波長A越大，所述縱向螺旋式流通通道的數量越少，a越大。 所述波紋內翅片板的波紋為鋸齒形、矩形或正弦波形。 所述波紋內翅片板為打孔翅片板。 所述縱向螺旋外翅片上連續(xù)開有多個孔或多條縫。 本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點 1、結構合理，使用操作方便。 2、傳熱管采用設有內外螺旋翅片的傳熱管，能夠有效地增加管內傳熱面積，同時 改善管內外對流傳熱的場協(xié)效果，提高其綜合傳熱效率；并且還省略了殼側弓字型折流板， 使得換熱器的結構得到一定程度的簡化。 3、在叉流換熱器的傳熱管外側增加縱向螺旋外翅片后，使得傳熱管內外都設置有
縱向螺旋翅片，因而使傳熱管兩側的對流傳熱能力同時得到了強化，這樣使所得到換熱器 的單位體積內的換熱面積遠遠大于一般的管翅式換熱器，與板翅式換熱器單位體積內的換
熱面積相當。因此，本實用新型在換熱能力方面可以達到板翅式換熱器的水平，而在承受高 壓方面與板翅式相比更具有優(yōu)勢，因為將內外翅片隔開的傳熱管可以承受管側高壓，殼側 壓力則由殼體承受。 綜上所述，本實用新型提供一種新型傳熱管內外螺旋翅片式叉流換熱器，增加了 管內外兩側的換熱面積，同時增加管內外流速對流的擾動性，強化兩側的對流換熱，使所得 到換熱器的換熱密度遠大于一般的管翅式換熱器，與板翅式換熱器換熱密度相當，在換熱 能力方面接近板翅式換熱器的水平，同時能夠承受較高的絕對壓力或者故障狀態(tài)下較高的 相對壓力，從而能有效防止換熱器發(fā)生脹裂。 下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。


圖1為本實用新型的結構示意圖。
圖2為本實用新型傳熱管的外部結構示意圖。
圖3為本實用新型所采用波紋內翅片板的整體結構示意圖。
圖4為本實用新型傳熱管的內部結構示意圖。
圖5為本實用新型縱向螺旋外翅片上開孔的傳熱管外部結構示意圖, 圖6為本實用新型縱向螺旋外翅片上開縫的傳熱管外部結構示意圖, 附圖標記說明
3-縱向螺旋外翅片； 6_外管；
10-1-管程進口 ；
ll-l-殼程進口； ll-2-殼程出口； 13-縫。
l-管板； 2-傳熱管 4-通孔； 5_殼體；
7-內翅片； 8-芯管； 10-2-管程出口 ； 12-孔；
具體實施方式如圖1 、圖2所示，本實用新型包括殼體5、設置在殼體5上下兩端的管程進口 10-1
4和管程出口 10-2、分別位于殼體5內部兩端的兩個管板1、平行固定于兩個管板1之間的多 個傳熱管2組成的傳熱管束和分別位于殼體5側壁左右兩側中部的殼程進口 11-1和殼程 出口 11-2，所述傳熱管2與管程進口 10-1和管程出口 10-2連通組成管內流通通道。所述 傳熱管2包括同心穿套的外管6和堵塞的芯管8以及在二者間繞管芯環(huán)繞嵌設的內翅片7。 所述傳熱管2外設置有縱向螺旋外翅片3，所述縱向螺旋外翅片3與殼程進口 11-1和殼程 出口 11-2連通組成螺旋式殼側流通通道，所述管內流通通道和螺旋式殼側流通通道的流 動方向相垂直。所述多個傳熱管2外所設置的縱向螺旋外翅片3為交錯排列。 結合圖3、圖4，所述傳熱管2包括同心穿套的外管6和芯管8以及在二者間繞管芯 環(huán)繞嵌設的內翅片7，其內翅片7由波紋內翅片板彎曲而成且在外管6和芯管8之間形成一 個圓柱狀的縱向螺旋式內翅片管，所述縱向螺旋式內翅片管上分布有多個縱向螺旋式流通 通道。另外，波紋內翅片板波紋的紋路與水平方向間的夾角為a，其中15。《a《85° ; 所述波紋的波紋形狀為連續(xù)周期函數，其縱向幅高與外管6和芯管8之間的間距相等，并且 所述內翅片7與外管6和芯管8之間采用釬焊進行連接，同時，芯管8為堵塞芯管。在實際 應用過程中，內翅片7中所流通的介質黏性越大，所述波紋內翅片板的波紋越稀疏，所述波 紋的波長A越大，縱向螺旋式流通通道的數量越少，a越大。本實施例中，波紋內翅片板 的波紋為正弦波形，實踐中，也可以將波紋內翅片板的波紋加工制作為鋸齒形或矩形等其 他波紋形狀。本實施例中，所述波紋內翅片板為打孔翅片板。 實際加工制作時，所述多個傳熱管2外所設置的縱向螺旋外翅片3為正對排列或 交錯排列。所述多個縱向螺旋外翅片3的橫截面形狀為矩形、三角形或梯形，加工制作時， 可以根據需要將縱向螺旋外翅片3的橫截面波紋制作為相應的形狀。另外，所述縱向螺旋 外翅片3上連續(xù)開有多個孔12或多條縫13，詳見圖5和圖6。另外，當流通的的介質黏性 比較大時，縱向螺旋外翅片3采用單螺旋或雙螺旋結構；而當流通的介質黏性較小時，則縱 向螺旋外翅片3可以相應采用多螺旋結構。本實施例中，縱向螺旋外翅片3為單螺旋結構。 以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根 據本實用新型技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍 屬于本實用新型技術方案的保護范圍內。
權利要求一種傳熱管內外螺旋翅片式叉流換熱器，包括殼體(5)、設置在殼體(5)上下兩端的管程進口(10-1)和管程出口(10-2)、分別位于殼體(5)內部兩端的兩個管板(1)、平行固定于兩個管板(1)之間的多個傳熱管(2)組成的傳熱管束和分別位于殼體(5)側壁左右兩側中部的殼程進口(11-1)和殼程出口(11-2)，所述傳熱管(2)與管程進口(10-1)和管程出口(10-2)連通組成管內流通通道；所述傳熱管(2)包括同心穿套的外管(6)和堵塞的芯管(8)以及在二者間繞管芯環(huán)繞嵌設的內翅片(7)，其特征在于所述傳熱管(2)外設置有縱向螺旋外翅片(3)，所述縱向螺旋外翅片(3)與殼程進口(11-1)和殼程出口(11-2)連通組成螺旋式殼側流通通道，所述管內流通通道和螺旋式殼側流通通道的流動方向相垂直。
2. 按照權利要求1所述的一種傳熱管內外螺旋翅片式叉流換熱器，其特征在于所述多個傳熱管(2)外所設置的縱向螺旋外翅片(3)為交錯排列。
3. 按照權利要求1或2所述的一種傳熱管內外螺旋翅片式叉流換熱器，其特征在于所述內翅片(7)由波紋內翅片板彎曲而成且其在外管(6)和芯管(8)之間形成一個圓柱狀的縱向螺旋式內翅片管，所述縱向螺旋式內翅片管上分布有多個縱向螺旋式流通通道。
4. 按照權利要求1或2所述的一種傳熱管內外螺旋翅片式叉流換熱器，其特征在于所述縱向螺旋外翅片(3)的橫截面形狀為矩形、三角形或梯形。
5. 按照權利要求3所述的一種傳熱管內外螺旋翅片式叉流換熱器，其特征在于所述波紋內翅片板波紋的紋路與水平方向間的夾角為a，其中15。《a《85° ;所述波紋的波紋形狀為連續(xù)周期函數，其縱向幅高與外管(6)和芯管(8)之間的間距相等；所述內翅片(7)中所流通的介質黏性越大，所述波紋內翅片板的波紋越稀疏，所述波紋的波長A越大，所述縱向螺旋式流通通道的數量越少，a越大。
6. 按照權利要求3所述的一種傳熱管內外螺旋翅片式叉流換熱器，其特征在于所述波紋內翅片板的波紋為鋸齒形、矩形或正弦波形。
7. 按照權利要求3所述的一種傳熱管內外螺旋翅片式叉流換熱器，其特征在于所述波紋內翅片板為打孔翅片板。
8. 按照權利要求1或2所述的一種傳熱管內外螺旋翅片式叉流換熱器，其特征在于所述縱向螺旋外翅片(3)上連續(xù)開有多個孔(12)或多條縫(13)。
專利摘要本實用新型公開了一種傳熱管內外螺旋翅片式叉流換熱器，包括殼體、設置在殼體上下兩端的管程進口和管程出口、分別位于殼體內部兩端的兩個管板、平行固定于兩個管板之間的多個傳熱管組成的傳熱管束和位于殼體左右兩側中部的殼程進口和殼程出口，傳熱管與管程進口和管程出口連通組成管內流通通道；傳熱管包括外管和芯管及在二者間繞管芯環(huán)繞嵌設的內翅片，傳熱管外設置有縱向螺旋外翅片，縱向螺旋外翅片與殼程進口和殼程出口連通組成螺旋式殼側流通通道，管內流通通道和螺旋式殼側流通通道的流動方向相垂直。本實用新型結構設計合理且使用操作方便，在滿足強化傳熱要求的前提之下，能有效降低管內流動阻力增加，并具有較高的承壓能力。
文檔編號F28F3/02GK201449186SQ200920033890
公開日2010年5月5日 申請日期2009年7月14日 優(yōu)先權日2009年7月14日
發(fā)明者吳峰 申請人:西安石油大學