[發(fā)明專利]繞絲螺旋波紋換熱管

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 00124550.3
• 申請日: 2000-09-20
• 公開（公告）號: CN1343866A
• 公開（公告）日: 2002-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孟繼安
• 申請（專利權(quán)）人: 孟繼安
• 主分類號: F28F1/08
• 分類號: F28F1/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種用于傳熱過程的高效換熱元件，特別是通過管內(nèi)脹接使基管與管外纏繞金屬絲貼合并在管壁產(chǎn)生螺旋波紋的雙面高效換熱管。

薄壁波紋/波節(jié)換熱管由于其橫向擾流強化和擴展表面強化等作用，具有較好的強化傳熱效果。同時，由于其薄壁波紋優(yōu)良的可伸縮性，薄壁波紋/波節(jié)換熱管還具有熱應(yīng)力小和自除垢或防結(jié)垢等特點。薄壁波紋/波節(jié)換熱管已在供熱、熱電等行業(yè)中得到推廣，主要用于水—水、水—汽等介質(zhì)的換熱，但其阻力降過大、承壓低以及安全性等問題，障礙了其在具有巨大市場的煉油、化工等行業(yè)中的應(yīng)用。螺旋扭曲橢型截面換熱管具有較強的旋流擾動強化傳熱作用，特別是對于難于傳熱的粘性介質(zhì)(如油類)等的換熱具有突出的強化傳熱效果和小阻力降等特點，但由于與薄壁管比較其管壁較厚(常規(guī)換熱管壁厚)，在管內(nèi)外換熱系數(shù)較大(如水—水換熱等)的場合下，其管壁導(dǎo)熱熱阻較大，強化效果不如薄壁波紋/波節(jié)換熱管顯著。薄壁螺旋波紋(波節(jié))換熱管由于其薄壁波紋和強制旋流的特點，同時具有薄壁波紋/波節(jié)換熱管和螺旋扭曲橢型截面換熱管所具有的綜合優(yōu)良特性。但在非圓截面條件下，薄壁管的承壓能力將進一步明顯降低。因此，無加強等措施的薄壁波紋/波節(jié)換熱管，特別是具有優(yōu)良旋流特性的多頭螺旋波紋換熱管，由于承壓能力較低的緣故，其實際應(yīng)用價值十分有限。

本發(fā)明的目的是提供一種管外繞絲的螺旋波紋換熱管，是現(xiàn)有薄壁螺旋波紋/波節(jié)換熱管的改進，既通過在管外繞絲等措施提高其承壓能力，拓寬了其應(yīng)用范圍，并簡化了制造工藝，提高了加工效率。????

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

(1)將一定規(guī)格的金屬絲按一定的節(jié)距纏繞在或?qū)椈蔂罱饘俳z套在具有良好塑性薄壁金屬基管上，將基管通過脹接使其在與管外纏繞金屬絲緊密貼合的同時，在基管管壁上產(chǎn)生螺旋波紋。由于管外的纏繞金屬絲的作用，薄壁螺旋波紋換熱管的承壓能力得到提高，其承壓能力一般高于同規(guī)格的薄壁波紋/波節(jié)換熱管。

(2)為了減少由于管外纏繞金屬絲的部分松動或損壞以及管間支撐折流件對薄壁管的磕碰而引起薄壁螺旋波紋換熱管的失效，在薄壁基管外還每按一定的距離套裝一套管(固定擋套)，以提高其可靠性。固定擋套通過脹接等方法與纏繞金屬絲、薄壁基管相連接。

(3)為了保證薄壁金屬基管與管板的連接強度，在基管兩端各套裝一套管，并通過脹接、脹接+焊接等方法，使其接合牢靠緊密。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點。

(1)繞絲螺旋波紋換熱管由于管外采用纏繞金屬絲等措施，與薄壁波紋/波節(jié)換熱管相比較，使其具有更高的承壓能力和安全可靠性，應(yīng)用更加廣泛。

(2)繞絲螺旋波紋換熱管可通過管內(nèi)擠脹和管外的纏繞金屬絲的限位作用等形成螺旋波紋，與薄壁波紋/波節(jié)換熱管的成型需要復(fù)雜的模具和較準(zhǔn)確的定位相比較，其制造工藝更簡便，效率更高。

(3)繞絲螺旋波紋換熱管由于其較強的管內(nèi)旋轉(zhuǎn)擾動，與波紋/波節(jié)換熱管相比，因而具有更好的強化傳熱效果，且管內(nèi)流阻較小。

本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)由以下的實施例及其附圖給出。

圖1是繞絲螺旋波紋換熱管的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1為螺旋薄壁波紋基管，2為端部套管，3為纏繞金屬絲，4為固定擋套。

見圖1，本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)可進一步說明如下：

繞絲螺旋波紋換熱管的螺旋波紋的頭數(shù)(也即管外纏繞金屬絲的頭數(shù))可以為單頭也可以為多頭，可以為單旋向(左或右)也可以為雙旋向(左和右)，推薦選用頭數(shù)為2-4頭的單旋向螺旋波紋。繞絲緊貼螺旋波紋外壁的凹槽中，承受部分工作應(yīng)力，以提高螺旋波紋換熱管的承壓能力。

繞絲螺旋波紋換熱管的波紋可以為三角形、矩形、梯形、圓弧形、弧線形和漸縮漸放的其它截面形狀，推薦選用圓弧形或弧線形。

固定擋套的主要作用是固定纏繞金屬絲和防止管間支撐折流件對薄壁管的磕碰而引起薄壁螺旋波紋換熱管的失效。固定擋套的間距可根據(jù)需要確定，一般為換熱器管束的折流板/桿間距。固定擋套可以為波紋壁面也可以為光滑壁面。

端部套管與管板相連接的兩端為圓形光滑截面，端部套管可通過脹接(包括翻邊脹接)、脹接+焊接或焊接與基管相連接。端部套管與基管的連接方式建議使用脹接或脹接+焊接方式。端部套管可根據(jù)換熱管與管板連接的方式和要求進行取舍。