[實用新型]雙螺旋渦流管

有效

• 申請號: 201020122788.0
• 申請日: 2010-03-04
• 公開（公告）號: CN201611236U
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 李長明;李振宙;婁毓昌;辛偉
• 申請（專利權）人: 山東華拓石化設備有限公司
• 主分類號: F28F1/42
• 分類號: F28F1/42
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 李桂存

技術領域

本實用新型涉及一種適用于石油化工、化肥和電力等行業進行能量交換的異型結構換熱元件，是能量交換設備的基本元件，其中所說的能源交換設備通常稱為換熱器，是將熱流體部分的熱量傳遞給冷流體的設備，又稱熱交換器。

背景技術

公知的換熱元件主體結構為管形體，內外壁都比較光滑，目前應用于各類換熱器中的熱交換元件均屬此類。但基于牛頓內摩擦定律的流體力學的邊界層理論可知，流體在管內的輸送會形成層流，在邊界的流體質點必然黏附在固體邊界上，流速為零，加之內摩擦的作用，使得在管的軸線區域流速最大。這必然使得流速較慢的部分溫度低，而流速較快的部分溫度高，邊界層形成了一個熱傳導的阻礙層，對熱交換效率有比較大的負面影響。

因此，本領域的技術人員在如何解決邊界層的負面影響問題方面作出了很多有益的探索，并設計出了多種模型。其一是在換熱元件內設置擾流板，以使流通于所述管形體內的流體不僅沿管體軸線方向流動，還直接作用于管壁上形成沖刷邊界層的紊流。但由于所述擾流板位于管體內，加工非常困難，且此類換熱元件流阻太大。

再一種模型是所說的管形體是由一組錐臺形體依次焊接而成，可以增大換熱面積，并具有一定的消除邊界層的作用，但其作用有限，主要是其所形成的流體狀態仍然是層流，并且此類換熱元件加工成本偏高。

還有一種則是在換熱元件內外各設置一組環形槽，用以形成擾流，該類換熱元件仍然存在加工困難的問題，且除環型槽區域外，其余部分的所形成的仍然是層流。

目前具有較好換熱性能的一種管體的管內管壁上設有小波紋、管外管壁上設有螺旋狀圓弧凹槽的螺旋波紋換熱管。不過其管體上所形成的小波紋和螺旋狀圓弧形態相差太大，從加工形式上來看，若想形成此結構，必然管體內外分別進行加工，且兩個加工工序應當不會相互影響，加工比較困難。此外，波紋形態的擾流結構所形成的擾流主要是以受沖擊表面的切平面為反射面按照反射原理形成的擾流，顯然，背向于管體軸線的波紋面仍然無法克服邊界層的影響，有效換熱面積仍然很小。

發明內容

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種雙螺旋渦流管，該雙螺旋渦流管換熱效率高，且制造成本低。

本實用新型采用的技術方案為：

本實用新型雙螺旋渦流管，其管體內部在管壁上形成預定旋向的內螺旋線，相應地，管體外部在管壁上形成與所述內螺旋線向相同的外螺旋線，且所述內螺旋線和外螺旋線的導程相同，對應牙頂一一對應。

根據本實用新型技術方案的雙螺旋渦流管的管體具有內外的雙螺旋結構，能夠將層流的流體導流成渦流，渦流可以很好的沖刷管壁，從而，可以對邊界層有比較好的沖刷效果。另一方面，此結構可以加大有效換熱元件的換熱面積，進一步地提高了換熱效率，同類管材可提高換熱面積8％-20％。顯然，在等效條件下，也已明顯節省設備原材料的消耗，此消耗可降低5％-15％。

此外，由于內外螺旋結構對應，在加工過程中利用機壓成型工藝可以一次成型，加工簡單，制造成本低。

上述雙螺旋渦流管，所述內螺旋線和外螺旋線的牙型主體為圓弧形。

上述雙螺旋渦流管，所述圓弧形的曲率在0.05-1。

上述雙螺旋渦流管，所述內螺旋線和外螺旋線的頭數為1頭以上。

上述雙螺旋渦流管，所述導程為管體名義內徑的0.2-1.2倍。

上述雙螺旋渦流管，所述內螺旋線的牙頂到牙底的徑向距離為所述導程的0.03-0.15倍。

上述雙螺旋渦流管，所述內螺旋線的牙頂到牙底的徑向距離為所述導程的0.03-0.08倍

所述內螺旋線的螺旋角的角度為70-85度。

所述管體兩端設有連接部。

所述管體內外均設有防腐層。

附圖說明

下面結合說明書附圖對本實用新型的技術方案作進一步的說明，其中：

圖1為本實用新型實施例的結構示意圖。

圖中：1、連接部，2、內螺旋線，3、外螺旋線，4、管體。

具體實施方式

參照說明附圖1，其示出了一種雙螺旋渦流管，其管體4內部在管壁上形成預定旋向的內螺旋線2，相應地，管體外部在管壁上形成與所述內螺旋線向相同的外螺旋線3，且所述內螺旋線和外螺旋線的導程S相同，對應牙頂一一對應。

關于本方案中所使用的技術特征名稱，部分的借用了螺紋的概念，但需要指出的是，在熱交換技術領域中，尤其是關于異型換熱元件技術領域中，還沒有形成統一的行業標準，因此，這里的技術特征名稱僅是為了行為的方便，并不對技術特征本身形成具體限定。