換熱管的製作方法
2023-05-06 13:46:21
換熱管的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種換熱管，包括管體，管體的外表面沿軸向設置有螺旋形翅片，管體的材質為鈦或鈦合金；能夠有效提高耐腐蝕性和強度，管體外表面的螺旋形翅片，其較大的傳熱面積，能夠有效提高換熱管的傳熱效率，滿足船舶用換熱管的需求。
【專利說明】換熱管
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及熱交換【技術領域】，尤其涉及一種換熱管。
【背景技術】
[0002]在船舶製造領域，考慮到海洋性環境、氣候的影響，用於主機空冷器、汽輪機、熱交換器、潤滑油冷卻、給水加熱器等涉及到熱交換的空心管件，一方面要考慮到結構的剛性需求，另一方面還要考慮到耐腐蝕性的需求，因為是換熱部件，還要考慮其傳熱效率。
[0003]目前，船舶上一般都是採用銅合金換熱管作為熱交換用管，銅合金管主要為黃銅管(H80A、HSn70-l、HAL77-2)與白銅管(BFelO-1-1)。但由於該合金在海水中脫合金(脫鋅、脫鎳)較為嚴重，換熱管使用壽命較短，腐蝕洩露故障率極高。也有人嘗試用不鏽鋼管作為換熱管使用，不鏽鋼管雖然比銅合金耐腐蝕性強，但耐海水腐蝕依然不夠，此外，不鏽鋼管的傳熱效率卻不到銅的1/20，傳熱效率低。因此銅合金換熱管和不鏽鋼換熱管都不能滿足船舶用換熱管的需求。
實用新型內容
[0004]在下文中給出關於本實用新型的簡要概述，以便提供關於本實用新型的某些方面的基本理解。應當理解，這個概述並不是關於本實用新型的窮舉性概述。它並不是意圖確定本實用新型的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本實用新型的範圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍後論述的更詳細描述的前序。
[0005]為解決上述問題，本實用新型提出一種能夠滿足船舶需求的換熱管。
[0006]本實用新型提供一種換熱管，包括管體，所述管體的外表面沿軸向設置有螺旋形翅片，所述管體的材質為鈦或鈦合金。
[0007]進一步地，所述螺旋形翅片設置於所述管體的外表面的中部。
[0008]進一步地，所述螺旋形翅片的縱截面為鋸齒形。
[0009]進一步地，所述螺旋形翅片的頂部形成有多個翅尖。
[0010]進一步地，所述螺旋形翅片的翅片高度為0.2mm-l.2mm ;和/或，所述螺旋形翅片的底壁厚度為0.5mm-2.5mm。
[0011]進一步地，所述螺旋形翅片的螺距為每英寸3-39個。
[0012]進一步地，所述管體的端部為光管。
[0013]進一步地,所述光管的外徑為15mm-26mm。
[0014]進一步地，所述光管的壁厚為0.9mm-3mm。
[0015]進一步地，所述管體的內壁為光滑曲面。
[0016]本實用新型提供的換熱管，管體的材質為鈦或鈦合金，能夠有效提高耐腐蝕性和強度，管體外表面的螺旋形翅片，其較大的傳熱面積，能夠有效提高換熱管的傳熱效率，滿足船舶用換熱管的需求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1為本實用新型提供的換熱管第一種實施例的結構示意圖。
[0019]圖2為本實用新型提供的換熱管的螺旋形翅片第一種實施例的結構示意圖。
[0020]圖3為本實用新型提供的換熱管第二種實施例的結構示意圖。
[0021]圖4為本實用新型提供的換熱管的螺旋形翅片第二種實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面參照附圖來說明本實用新型的實施例。在本實用新型的一個附圖或一種實施方式中描述的元素和特徵可以與一個或者更多個其他附圖或實施方式中示出的元素和特徵相結合。應當注意，為了清楚目的，附圖和說明中省略了與本實用新型無關的、本領域普通技術人員已知的部件和處理的表示和描述。
[0023]實施例一
[0024]參考圖1，圖1為本實施例提供的換熱管沿軸向的截面圖，包括管體101，管體101的外表面沿軸向設置有螺旋形翅片102，管體101的材質為鈦或鈦合金。
[0025]一方面，鈦或鈦合金的比強度(強度與密度之比)遠高於傳統的銅合金，另一方面，鈦或鈦合金的耐海水腐蝕性較高，同時，管體101外表面的螺旋形翅片102具有較大的傳熱面積，以彌補鈦或鈦合金換熱係數低的差距，使得換熱性能有了較大的提高，因此，本實施例提供的換熱管的耐腐蝕性、比強度以及換熱效率較高，更加能夠適應海洋性環境和氣候，滿足船舶用換熱管的需求。
[0026]螺旋形翅片102起到了加強筋的作用，加強了管體在流體中的穩定性和可靠性，提高了換熱管的抗疲勞性。
[0027]此外，鈦或鈦合金的密度小於銅合金和不鏽鋼，同等尺寸的鈦或鈦合金管體的重量輕於銅合金管體和不鏽鋼管體，因此本實施例提供的換熱管具有更輕的重量。
[0028]作為一種優選的實施方式，螺旋形翅片102設置於管體101的外表面的中部。
[0029]作為其他可選的實施方式，螺旋形翅片102可沿管體101的軸向設置在管體101外表面的其他部位，還可以間隔設置，螺旋形翅片102的長度可根據實際的使用需求進行設置。
[0030]螺旋形翅片102的形成方法如下:將光管的管壁經過一芯頭和一組制翅片刀組之間的組合滾軋加工成型，形成螺旋形翅片。
[0031]參考圖2，圖2為本實施例提供的換熱管的螺旋形翅片的縱向截面圖，作為一種優選的實施例，螺旋形翅片102的縱截面為鋸齒形。
[0032]縱截面為鋸齒形的螺旋形翅片102，翅形高而尖，使其具有較大的傳熱面積，同時，在換熱過程中，高溫氣體在螺旋形翅片102頂部的尖角處冷凝形成水珠，水珠可順勢流至螺旋形翅片102的螺旋形凹槽103中，並沿螺旋形凹槽103快速流走，使得熱傳遞的阻礙大大降低，因此能夠進一步地提高換熱管的傳熱性能。
[0033]作為一種優選的實施方式，參考圖2，螺旋形翅片102的翅片高度hi為
0.2mm-1.2mm。
[0034]螺旋形翅片102的翅片高度如果小於0.2mm,因傳熱面積過小而達不到較好的傳熱效果；如果高於1.2mm，則不易於加工，因此螺旋形翅片102的翅片高度在0.2mm-1.2mm之間，能夠保證傳熱效率的同時，最大限度的簡化工藝流程，進而減少成本。
[0035]作為一種優選的實施方式，螺旋形翅片102的底壁厚度h2為0.5mm_2.5mm。
[0036]由於鈦或鈦合金的強度高於銅合金，因此以鈦或鈦合金製成的管體具有更高的強度，相較於傳統的銅合金換熱管，在保證強度的同時可將鈦或鈦合金管體的管壁做的更薄，進一步減輕換熱管的重量。
[0037]作為一種優選的實施方式，螺旋形翅片102的螺距為每英寸3-39個。
[0038]考慮到鈦或鈦合金強度較大，形成螺旋形翅片的加工工藝困難，因此螺旋形翅片102的螺距優選為每英寸3-39個，在保證散熱面積的同時，最大限度的簡化工藝流程，節約生產成本。
[0039]作為一種優選的實施方式，參考圖1，管體101的端部104為光管。
[0040]端部104為光管，用於與其他結構件進行焊接，此外，還可根據實際焊接的情況，將管體101的其他部位設置為光管，本實施例對此並不限制。
[0041]作為一種優選的實施方式,光管的外徑為15mm-26mm。
[0042]光管用於與其他結構件進行焊接，外徑為15_26mm的光管與目前市場上相關的結構件相匹配。
[0043]作為一種優選的實施方式，光管的壁厚為0.9mm-3mm。
[0044]壁厚適宜的光管，能夠有效減小焊接時破損的概率，同時最大限度的節約材料。
[0045]作為一種優選的實施方式，管體101的內壁為光滑曲面。
[0046]管體101的內壁為光滑曲面，可以使得管體101內的流體流動更加順暢，使得管體101內無死角。
[0047]本實施例提供的換熱管，管體的材質為鈦或鈦合金，能夠有效提高耐腐蝕性和強度，因此提高了換熱管的使用壽命，同時換熱管具有較小的體積和較輕的重量，管體外表面的螺旋形翅片，其較大的傳熱面積，能夠有效提高換熱管的傳熱效率，特別適用於船舶上的主機空冷器、汽輪機、熱交換器、潤滑油冷卻、給水加熱器等。
[0048]實施例二
[0049]參考圖3，圖3為本實施例提供的換熱管的縱界面圖，包括管體201，管體201的外表面沿軸向設置有螺旋形翅片202，管體201的材質為鈦或鈦合金；螺旋形翅片202的頂部形成有多個翅尖203。
[0050]作為一種優選的實施方式，多個翅尖203間隔形成於螺旋形翅片202的頂部，本實用新型提供的換熱管主要用於冷凝，換熱過程中冷劑蒸汽在換熱管表面形成冷凝液膜，隨著冷凝液膜的增厚，必然會影響整體的換熱效率，因此，本實施例提供的換熱管的螺旋形翅片202頂部的多個翅尖203可快速刺破冷凝器液膜，在表面張力等綜合作用下，使得液膜形成冷凝液珠，沿螺旋形翅片202的底部迅速下落，進而加速製冷蒸汽的冷凝速率，進一步提高了換熱管的換熱能力。
[0051]作為一種優選的實施方式，參考圖4，螺旋形翅片202的翅片高度hi為0.2mm~ 1.2mm,底壁厚度 h2 為 0.5mm_2.5mm。
[0052]雖然已經詳細說明了本實用新型及其優點，但是應當理解在不超出由所附的權利要求所限定的本實用新型的精神和範圍的情況下可以進行各種改變、替代和變換。而且，本申請的範圍不僅限於說明書所描述的過程、設備、手段、方法和步驟的具體實施例。本領域內的普通技術人員從本實用新型的公開內容將容易理解，根據本實用新型可以使用執行與在此所述的相應實施例基本相同的功能或者獲得與其基本相同的結果的、現有和將來要被開發的過程、設備、手段、方法或者步驟。因此，所附的權利要求旨在它們的範圍內包括這樣的過程、設備、手段、方法或者步驟。
【權利要求】
1.一種換熱管，其特徵在於，包括管體，所述管體的外表面沿軸向設置有螺旋形翅片，所述管體的材質為鈦或鈦合金。
2.根據權利要求1所述的換熱管，其特徵在於，所述螺旋形翅片設置於所述管體的外表面的中部。
3.根據權利要求1或2所述的換熱管，其特徵在於，所述螺旋形翅片的縱截面為鋸齒形。
4.根據權利要求1或2所述的換熱管，其特徵在於，所述螺旋形翅片的頂部形成有多個翅尖。
5.根據權利要求3所述的換熱管，其特徵在於，所述螺旋形翅片的翅片高度為0.2mm-1.2mm ;和 / 或， 所述螺旋形翅片的底壁厚度為0.5mm-2.5mm。
6.根據權利要求3所述的換熱管，其特徵在於，所述螺旋形翅片的螺距為每英寸3-39個。
7.根據權利要求1或2所述的換熱管，其特徵在於，所述管體的端部為光管。
8.根據權利要求7所述的換熱管，其特徵在於，所述光管的外徑為15mm-26mm。
9.根據權利要求7所述的換熱管，其特徵在於，所述光管的壁厚為0.9mm-3mm。
10.根據權利要求1所述的換熱管，其特徵在於，所述管體的內壁為光滑曲面。
【文檔編號】F28F21/08GK203940769SQ201420382061
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年7月11日 優先權日:2014年7月11日
【發明者】許沂, 倪樹敏, 劉振軍, 肖波, 韋鬥鬥 申請人:航天海鷹(哈爾濱)鈦業有限公司