CN201476658U - 波节式内翅片换热管 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种波节式内翅片换热管，包括外换热管、内支撑管与内翅片，内翅片分布于外换热管与内支撑管之间，内翅片的立面为波纹形状，内翅片与外换热管及内支撑管的接触面为圆弧状结构，在相邻的内翅片之间形成圆弧状的波节式独立通道，内翅片的顶部弧度及底部弧度分别与外换热管的内侧表面及内支撑管的外侧表面的弧度相同。本实用新型设计结构简单合理，采用周期脉动传热技术，能够增加管内有效的换热面积与管内介质流动时的脉动流动及扰动性能，又能免保证翅片与外换热管内壁的接触面积，传热热阻更小，使管内的给热系数能够得到明显提高，从而大幅度提高了换热效率。

Description

波节式内翅片换热管

技术领域

本实用新型涉及一种高效换热设备中的换热管，尤其是内翅片的立面带有波纹的波节式内翅片换热管。

背景技术

目前，使用最普遍的内翅片式换热管主要分为平直的内翅片换热管与波纹形的内翅片换热管。其中，平直内翅片管虽然增加了管内的换热面积，但平直通道中的介质在流动时的脉动效果不佳，扰动性不强，管内的给热系数提高的不明显，传热效果不理想。而波纹形的内翅片换热管的翅片为整体波纹形状的，虽然增加了管内换热面积、扰动性能也很好，但因它的翅片整体为波纹形状的，内翅片与换热管的内表面接触的面积大大减少，热阻的增加反而又影响了传热，使传热效果难以达到理想状态，有时还不如平直内翅片的传热性能。

在公开号为CN 201050958Y，名称为“具有波纹形状内翅片的换热管”的中国专利中，公开了一种内翅片轴向设置在外换热管和内支撑管之间，内翅片整体为波纹形状。通过波纹形状的内翅片在增加二次换热面积的同时，使管内换热介质在不断变换流通截面积从而不断产生二次干扰流，有效的提高了换热管内换热系数，而且还避免了横向内翅片产生阻力过大的缺点。上述专利虽然能够有效提高换热管内的换热系统，但是由于其内翅片整体均为波纹形状，不但使其无法充分与外换热管内表面相接触，还增加了内翅片和外换热管的接触热阻，从而使换热设备的效率提高不明显，达不到所预期的效果。

实用新型内容

针对上述技术中存在的不足之处，本实用新型提供一种能够增加管内有效的换热面积与管内介质流动时的脉冲流动及扰动性能，又能够保证翅片与外换热管内壁的接触面积，减小热阻，从而使管内的给热系数能够得到明显提高的一种波节式内翅片换热管。

为实现上述目的，本实用新型提供一种波节式内翅片换热管，包括外换热管、内支撑管与内翅片，所述内翅片分布于所述外换热管与所述内支撑管之间，所述内翅片的立面为波纹形状，所述内翅片与所述外换热管及所述内支撑管的接触面为圆弧状结构。

相邻的所述内翅片之间形成圆弧状波节式的独立通道。

所述内翅片的顶部弧度与所述外换热管的内侧表面的弧度相同。

所述内翅片的底部弧度与所述内支撑管的外侧表面的弧度相同。

所述波纹形状设有波峰与波谷，所述波峰与所述波谷之间的距离(L)为10mm-20mm。

所述内支撑管的端部分别内置有堵头。

所述堵头为球状结构。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型提供的波节式内翅片换热管，包括外换热管、内支撑管与内翅片，内翅片分布于外换热管与内支撑管之间，内翅片的立面为波纹形状，内翅片与外换热管及内支撑管的接触面为圆弧状结构，在相邻的内翅片之间形成圆弧状的波节式独立通道，内翅片的顶部弧度及底部弧度分别与外换热管的内侧表面及内支撑管的外侧表面的弧度相同。本实用新型设计结构简单合理，采用脉动传热技术，能够增加管内有效的换热面积与管内介质流动时的脉冲流动及扰动性能，又能够保证翅片与外换热管内壁的接触面积，传热热阻更小，使管内的给热系数能够得到明显提高，从而大幅度提高了换热效率。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型的侧视图；

图3为本实用新型的剖面图。

主要元件符号说明如下：

1外换热管                2内翅片

3内支撑管                4波峰

5波谷                    6堵头

7独立通道

具体实施方式

为了更清楚的表述本实用新型，下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。

如图1至图3所示，本实用新型提供一种波节式内翅片换热管，包括外换热管1、内翅片2与内支撑管3。外换热管1与内支撑管3为同轴线设置，在内支撑管3的两个端部分别内置有球状的堵头6。内翅片2设置于外换热管1与内支撑管3中间的环状区域内，内翅片2将外换热管1与内支撑管3中间的环状区域分割成多个通道，通道截面面积大小随波纹的变化而呈周期性变化。内翅片2的立面为波纹形状，内翅片2与外换热管1及内支撑管3的接触面为圆弧状结构，在相邻的内翅片之间形成圆弧状波节式的独立通道7。内翅片2的顶部弧度及底部弧度分别与外换热管1的内侧表面及内支撑管3的外侧表面的弧度相同。波纹形状上设有波峰4与波谷5，波峰4为波纹形状的最高处，而波谷为波纹形状的最低处，在两个相邻波峰4或波谷5之间的距离L为10-20mm。

本实用新型的加工方法是：首先把内翅片2置于外换热管1中，再用机械或液压装置把内支撑管3强行压入内翅片2的中心，内翅片沿外换热管轴向均匀布置在外换热管和内支撑管中间的环状区域内。由于内支撑管是强行压入内翅片中的，在外力的作用下，内翅片的波形立面会有一定的变形，而变形后内翅片的所产生的弹力会使外换热管1、内翅片2、内支撑管3之间会紧紧贴在一起，从而使本实用新型的传热效果更加完美。另外，内翅片2的外周也可以采用钎焊的方法焊接于外换热管1的内表面和内支撑管的外表面上。内翅片2可用多种金属制成，如不锈钢、铜、铝、钛、镀锌板等多种材质，外换热管1可采用碳钢、不锈钢、铜、钛等多种金属材质，内支撑管3可采用不锈钢、铝、铜、碳钢等材料，另外，还可根据使用工况的不同选用不同的材料进行加工制成。

与现有的平直内翅片换热管和波纹形状的内翅片换热管相比，本实用新型提供的波节式内翅片换热管具有以下优点：

1、与平直内翅片换热管的对比及优点：

本实用新型中的内翅片的立面为波纹形状，由外换热管、内翅片的两个立面及内支撑管组成的通道为波节式的，每个通道相当于一个波节管，这种波节式内翅片换热管不仅增加了管内的换热面积，同时增大了介质在管内流动时的脉动流动和介质分之间的掺混性能，破坏管内流动边界层的能力更强，层流层底层更薄，换热的主要热阻也就大大降低了，管内的给热系数更高，所以传热效果提高的更明显，换热器可以做的更小，换热器的制造成本更低。

2、与波纹形状的内翅片换热管的对比及优点：

由于波纹形状的内翅片换热管的内翅片整体为波纹形状，也增大了管内换热面积、介质在管内的扰动性能也很好。由于其翅片整体是波纹形状，并且与外换热管的接触面也带有波纹，这样内翅片与换热管的接触面积大大减小了，增大了接触热阻，而这个热阻是换热器的主要热阻，严重影响了换热效率的提高，很难达到强化传热的目的。如果在波纹很大的情况下，接触热阻会更大，这样都难以达到平直内翅片的强化传热效果，应用前景不佳。

本实用新型克服了以上两种内翅片管的缺点，内翅片和外换热管的接触面积大而紧密，接触热阻小，管内介质流动时的脉动流动性能和介质间的掺混性能强，这种脉动流动能够不断改变介质在波节式内翅片流动时的流动状态，从而起到了强化传热作用。内翅片的效率、单位换热管和内翅片的热负荷有了明显的提高，设计更合理，优势更加明显，强化传热的效果更加显著。因换热效率高，节能效果更加明显，可以节约更多的水资源。换热器的制造和运行成本都有明显的降低。水资源用量的减少、原材料消耗的降低，体现出更大的经济效益和社会效益。尤其在CO2、SO2、H2S等气体回收上更能体现出它节能减排的意义。

以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是，本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种波节式内翅片换热管，包括外换热管、内支撑管与内翅片，所述内翅片分布于所述外换热管与所述内支撑管之间，其特征在于，所述内翅片的立面为波纹形状，所述内翅片与所述外换热管及所述内支撑管的接触面为圆弧状结构。

2.如权利要求1所述的一种波节式内翅片换热管，其特征在于，相邻的所述内翅片之间形成圆弧状的波节式独立通道。

3.如权利要求1所述的一种波节式内翅片换热管，其特征在于，所述内翅片的顶部弧度与所述外换热管的内侧表面的弧度相同。

4.如权利要求1所述的一种波节式内翅片换热管，其特征在于，所述内翅片的底部弧度与所述内支撑管的外侧表面的弧度相同。

5.如权利要求1所述的一种波节式内翅片换热管，其特征在于，所述波纹形状设有波峰与波谷，所述波峰与所述波谷之间的距离(L)为10mm-20mm。

6.如权利要求1所述的一种波节式内翅片换热管，其特征在于，所述内支撑管的端部分别内置有堵头。

7.如权利要求6所述的一种波节式内翅片换热管，其特征在于，所述堵头为球状结构。

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