橢圓扁螺旋換熱管及其加工工藝的製作方法
2023-10-06 04:14:49
專利名稱：橢圓扁螺旋換熱管及其加工工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及金屬管加工技術領域，尤其涉及一種用於換熱器等換熱設備的橢圓扁螺旋換熱管。本發明還涉及前述橢圓扁螺旋換熱管的加工工藝。
背景技術：
換熱管是換熱設備的關鍵部件，換熱管的換熱效率直接影響到換熱設備的工作效率。因此，本領域的技術人員一直致力於採用多種多樣的方式，提高換熱管的換熱效率。如圖1所示，CN201780028U公開了一種「螺旋式換熱管」，所述的換熱管1為採用銅管彎曲成型製成的螺旋式換熱管，該換熱管1兩個連接頭2的方向與換熱管1彎曲繞制的軸線方向一致。該技術方案結構簡單、體積小、換熱性能比高，安裝方便，省時省力。但這種彎曲結構只是在有限的空間裡增加了換熱管的長度，並未提高換熱管單位長度上的換熱效率，比較適用於無縫的直光管(例如無縫不鏽鋼管等)。對焊管而言，這種彎曲極易破壞其焊縫處的牢固程度。如圖2所示，CN201867111U公開了一種「內置強化擾流片式換熱管」，它具有管體1，管體1內中心處沿軸線全長布置有擾流片，所述擾流片具有長條平板基片2，基片上衝制有多個上、下交錯翻折的擾流花瓣4，擾流花瓣4的外端呈圓弧面或圓弧倒角面，其圓弧段面與管體1緊密貼合，且在擾流花瓣4上開有液流孔3。該技術方案具有強化管內換熱面積和對流體擾流、防止擾流片振動的作用；可提高換熱管的換熱係數，主要應用於石油化工、船舶、冶金、艦艇、電力等行業高性能要求的液體換熱器、氣體換熱器。但同樣地，這種換熱管加工工藝複雜，並且容易結汙難以清除。尤其是，不適用於管直較小的換熱管。如圖3所示，CN201811631U公開了一種「外齒內螺旋換熱管」，包括管體1，管體1外壁周面上軋制齒牙2，所述管體1內壁軋制螺旋翅片4 ；所述齒牙2呈長條形，其方向與管體1軸線平行，所述齒牙2截面呈梯形，相鄰齒牙2之間形成「V」字形溝槽3。該技術方案一定程度上改善了管的傳熱性能，管體外壁長條形齒牙的設置，具有疏導作用，管體內壁螺旋翅片的設置，增大換熱面積，強化換熱效果。但這種換熱管加工工藝複雜，對原材料損耗較大。現有技術中的上述各種換熱管在做熱交換時，水、油、氣等換熱介質在換熱管內流通，藉助於換熱管壁實現與換熱管外的其他介質之間交換熱量的技術目的。在熱交換過程中，靠近換熱管管壁區域的換熱介質所進行的熱交換比較充分，換熱效率較高；而遠離換熱管管壁、位於換熱管中心區域的換熱介質的熱交換並不充分，因此現有技術中的上述換熱管雖經過一定改進，但各有缺點。因此，本領域的技術人員致力於開發一種結構簡單、加工方便、換熱效率高的換熱管。
發明內容
有鑑於現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種換熱效率高
3的橢圓扁螺旋換熱管。為實現上述目的，本發明提供了一種橢圓扁螺旋換熱管，至少包括管體，所述管體合圍形成一介質通道；所述管體由位於中部的異形管段及分別位於所述異形管段兩端的第一直管段、第二直管段一體構成；所述異形管段具有橢圓扁橫截面，該橢圓的長軸與短軸一起相對所述管體的軸線具有一旋轉夾角。較佳地，所述長軸的長度大於所述管體的直徑。 較佳地，所述第一直管段與所述第二直管段為不等長。較佳地，所述第一直管段與所述第二直管段為等長。較佳地，所述旋轉夾角為順時針或逆時針。較佳地，所述旋轉夾角為1° -75°。本發明的橢圓扁螺旋換熱管由於採用了上述結構設計的異形管段，換熱介質通道的內壁具有螺旋波紋，對換熱介質的擾流效果明顯，換熱介質在管內與管外的熱交換效果充分，提高了管體的熱交換效率。並且，上述結構的管體具有結汙少、清洗容易的有益效果。由於在異形管段的兩端增設了一體結構的不等長的第一直管段、第二直管段，在製作換熱設備時，便於借位安裝，改善了換熱設備的組裝條件。與現有技術中的直光管相比，直光管內的介質通道，在靠近管壁的部分流速慢，靠近中心的部分流速快，因此，管內介質通道不同部分的溫差大，在管內壁上容易形成汙垢。而本發明的換熱管，由於管內形成有渦流，因此管內介質通道不同部分的溫差小，結垢相對就少。與現有技術中的星形換熱管相比，雖然星形換熱管縮短了介質通道的中心部分與管壁之間的距離，改善了中心部分的熱交換效率，但星形換熱管內各部分相互之間並不形成渦流。而本發明在介質通道內的各部分之間形成渦流，提高了管體的換熱效率。因此，與現有技術中的各種換熱管相比本發明的橢圓扁螺旋換熱管具有顯著的有益效果。本發明還提供了上述任一橢圓扁螺旋換熱管的加工工藝，包括以下步驟步驟一，獲得一金屬圓管；步驟二，將所述金屬圓管的中段放置入輥機，擠壓形成橢圓扁形的異形管段；步驟三，將步驟二獲得的所述橢圓扁形的異形管段的第二端相對其第一端扭轉一旋轉夾角，獲得所述橢圓扁螺旋換熱管。較佳地，所述金屬圓管為焊管。較佳地，所述步驟三之後，對獲得的所述橢圓扁螺旋換熱管做進一步熱處理。較佳地，所述步驟三之後，將所述金屬圓管彎曲成U型或S型。本發明的橢圓扁螺旋換熱管的加工工藝，主要的加工環節為「一壓一扭」，具有步驟簡便、操作便利等有益效果。
圖1是現有技術中一種換熱管的結構示意圖。圖2是現有技術中又一種換熱管的結構示意圖。圖3是現有技術中再一種換熱管的結構示意圖。
圖4是本發明一具體實施例的整體結構示意圖。圖5是圖4中A-A部的剖視結構示意圖。
具體實施例方式以下將結合附圖對本發明的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本發明的目的、特徵和效果。如圖4、圖5所示，本發明的一種橢圓扁螺旋換熱管，其主體是一金屬的管體，尤其是，本實施例中為金屬焊管。管體合圍形成一供換熱介質在其中流通的介質通道，以實現管體內外介質的換熱。本發明中，管體由位於中部的異形管段10，及分別位於異形管段10兩端的第一直管段11、第二直管段12 —體構成。異形管段11具有橢圓扁橫截面，並且，該橢圓的長軸與短軸一起相對管體的軸線具有一旋轉夾角。本實施例中，異形管段11的長軸的長度大於管體的直徑。進一步地，第一直管段11與第二直管段12為不等長。其有益效果在於，本發明的橢圓扁螺旋換熱管在用於裝配換熱設備時，由於管板的間距空間有限，採用兩端不等長的直管段，在裝配時就可以往一端借尺寸，以充分利用管板之間的空間，提高了換熱設備安裝的便利性。當然，在一般情況下，也可以採用第一直管段11與第二直管段12為等長。具體地，在不同實施例中，上述旋轉夾角可以為順時針，也可以為逆時針。旋轉夾角可以在1°至75°中根據實際情況選取。一般而言，旋轉夾角的大小與管體的長度相關，管體的長度越長，可以採取的旋轉夾角也就越大。上述各種旋轉夾角的選用，還與換熱介質的流體力學屬性有關，並不是對本發明的限制。本發明的上述技術方案，可適用於不鏽鋼直光管(無縫鋼管)，尤其適用於金屬焊管。本發明還提供了上述橢圓扁螺旋換熱管的加工工藝，包括以下步驟；步驟一，獲得一金屬圓管，例如金屬焊管。步驟二，將金屬圓管的中段放置入輥機，擠壓形成橢圓扁形的異形管段。步驟三，將步驟二獲得的橢圓扁形的異形管段的第二端相對其第一端扭轉一旋轉夾角，獲得橢圓扁螺旋換熱管。進一步地，在步驟三之後，對獲得的橢圓扁螺旋換熱管做進一步熱處理，以改善其力學性能。上述旋轉夾角可以為順時針，也可以為逆時針。作為一種改進，所述步驟三之後，將金屬圓管彎曲成U型或S型。本發明的加工方法，主要工藝步驟為「一壓一扭」，具有工藝簡單，操作便利，對原材料損傷小等有益效果。綜上所述，本說明書中所述的只是本發明的幾種較佳具體實施例，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制。凡本技術領域中技術人員依本發明的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在本發明的權利要求保護範圍之內。
權利要求
1.一種橢圓扁螺旋換熱管，至少包括管體，所述管體合圍形成一介質通道；其特徵在於所述管體由位於中部的異形管段及分別位於所述異形管段兩端的第一直管段、第二直管段一體構成；所述異形管段具有橢圓扁橫截面，該橢圓的長軸與短軸一起相對所述管體的軸線具有一旋轉夾角。
2.如權利要求1所述的橢圓扁螺旋換熱管，其特徵在於所述長軸的長度大於所述管體的直徑。
3.如權利要求1所述的橢圓扁螺旋換熱管，其特徵在於所述第一直管段與所述第二直管段為不等長。
4.如權利要求1所述的橢圓扁螺旋換熱管，其特徵在於所述第一直管段與所述第二直管段為等長。
5.如權利要求1所述的橢圓扁螺旋換熱管，其特徵在於所述旋轉夾角為順時針或逆時針。
6.如權利要求1所述的橢圓扁螺旋換熱管，其特徵在於所述旋轉夾角為1°-75°。
7.—種上述任一橢圓扁螺旋換熱管的加工工藝，包括以下步驟步驟一，獲得一金屬圓管；步驟二，將所述金屬圓管的中段放置入輥機，擠壓形成橢圓扁形的異形管段；步驟三，將步驟二獲得的所述橢圓扁形的異形管段的第二端相對其第一端扭轉一旋轉夾角，獲得所述橢圓扁螺旋換熱管。
8.如權利要求7所述的加工工藝，其特徵在於所述金屬圓管為焊管。
9.如權利要求7所述的加工工藝，其特徵在於所述步驟三之後，對獲得的所述橢圓扁螺旋換熱管做進一步熱處理。
10.如權利要求7所述的加工工藝，其特徵在於所述步驟三之後，將所述金屬圓管彎曲成U型或S型。
全文摘要
本發明公開了一種橢圓扁螺旋換熱管，至少包括管體，所述管體合圍形成一介質通道；所述管體由位於中部的異形管段及分別位於所述異形管段兩端的第一直管段、第二直管段一體構成；所述異形管段具有橢圓扁橫截面，該橢圓的長軸與短軸一起相對所述管體的軸線具有一旋轉角度。本發明還公開了上述橢圓扁換熱管的加工工藝。本發明的橢圓扁螺旋換熱管由於採用了上述結構設計的異形管段，結構簡單，加工容易，提高了管體的熱交換效率，還具有結汙少、清洗容易的有益效果，可廣泛應用於各種換熱設備。
文檔編號F28F1/10GK102368028SQ20111019218
公開日2012年3月7日 申請日期2011年7月11日 優先權日2011年7月11日
發明者孔詳鋒 申請人:上海科米鋼管有限公司