CN205079666U - 一种浮头式换热器用高效换热管 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种浮头式换热器用高效换热管，属于机械技术领域。该换热管外壁设有翅片，翅片呈“∧”型，相邻翅片间构成凹槽。翅片的尖端呈曲线型，尖端曲率和翅片底部管壁曲率相同，经过翅片尖端中点及与尖端曲率相同的两个翅片底边中点且与翅片底面垂直的截面呈“∧”型，翅片尖端长度小于与其曲率相同的翅片底边的长度。本实用新型具有提高换热器换热效率，减小换热器的体积，减轻换热器的重量，增强换热器的抗结垢性能，增强换热管强度的优越性能，也极大地提高了换热器的使用寿命。

Description

一种浮头式换热器用高效换热管

技术领域

本实用新型涉及一种浮头式换热器用高效换热管，属于机械技术领域。

背景技术

在化工行业浮头式换热器中涉及到热交换的空心管件，因为是换热管件，所以首先要考虑的是换热效果。

目前，化工行业换热器中一般的都是选用TP304光管作为热交换用管。此类光管在使用中用量大，一般的换热器中要用到(根据热交换要求不同)几十根或上百根光管才能达到换热效果，造成设备重量增加，体积庞大，组装困难，生产周期长，以及安装设备时费时费力。另外，在使用过程中，TP304光管上易形成延轴向或圆周的整体垢层。因此，光管在工艺选择上不占优势。近几年，随着科技的进步，新技术、新方法的不断创新，满足换热器高效化、小型化、轻量化已经成为发展方向。

实用新型内容

本实用新型提供了一种浮头式换热器用高效换热管，解决了设备重量大，换热器效率低，体积庞大，组装困难，生产周期长，安装设备时费时费力等问题。

为了解决上述问题，本实用新型的技术方案如下：一种浮头式换热器用高效换热管，该换热管外壁设有翅片1；所述翅片1呈“∧”型，相邻翅片1间构成凹槽2。

所述翅片1的尖端11呈曲线型，尖端11曲率和翅片1底部管壁曲率相同，经过翅片1尖端11中点及与尖端11曲率相同的两个翅片1底边中点且与翅片1底面垂直的截面呈“∧”型，翅片1尖端11长度小于与其曲率相同的翅片1底边的长度，相邻翅片1间构成呈V形的凹槽2。

优选地，所述翅片1，沿换热管外壁呈螺旋状排布。

优选地，所述翅片1，平均螺距为1.7mm。

优选地，所述翅片1，高度为1.2mm-1.5mm。

优选地，所述换热管外径为15mm-35mm，光端壁厚为0.9mm-5mm，翅片根部底壁厚度为2.0mm-2.5mm。

优选地，所述换热管，以TP304管材为原材料。

本实用新型浮头式用高效换热管具有翅片结构，相对目前常用的换热器用光管具有以下特点：(1)传热能力强。翅片管与光管相比，传热面积可增大2～10倍，传热系数可提高1～2倍。例如当空气流速为1.5～4m/s时，空气侧的对流传热系数(以光管外表面为基准)约可达550～1100(W/m2·℃)。(2)结构紧凑。翅片管由于单位体积传热面加大，传热能力增强，同样热负荷下与光管相比，翅片管换热器管子少。壳体直径或高度可减小，因而结构紧凑且便于布置。(3)翅片管的另一个特性是结垢减轻。翅片管不会像光管那样沿圆周或轴向结成均匀的整体垢层，沿翅片和管子表面结成的污垢、水垢在翅片管本身胀缩作用下，会在翅根处断裂，促使硬垢自行脱落，这样就有利于长时间保持较高的传热性能。(4)对于相变换热，可使换热系数或临界热流密度及“恶化含气量”提高。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型提供一种不锈钢翅片管作为化工行业浮头式换热器用管。通过对化工行业浮头式换热器内流体流动规律、流体能量传递及流体性质的研究与分析，以及TP304翅片管加工工艺的研究与分析，反复试验、摸索出一种翅高在1.2～1.5mm化工行业浮头式换热器专用TP304换热管，翅形高尖，拥有光管3到4传热面积，以及在表面张力的作用下，翅片上液体制冷剂膜的厚度通常要远小于光管表面主要部分上的液体制冷剂膜的厚度，因而热传递的阻碍大大降低，因而可以极大的提高传热管的传热性能；同时，螺旋来复线形外肋片也起到了加强筋的作用，加强了管材在流体中的稳定性可靠性。

2.本实用新型浮头式换热器采用高效换热管采用TP304为材料。TP304翅片管具有成本低，抗腐蚀性强，抗氧化性强，结构强度高，换热系数高，加工成型容易等优点。

3.本实用新型具有提高换热器换热效率，减小换热器的体积，减轻换热器的重量，增强换热器的抗结垢性能，增强换热管强度的优越性能，也极大地提高了换热器的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型部分轴二测视图；

图2为本实用新型部分剖视图；

图3为实用新型部分剖视局部放大视图；

图4为本实用新型径向剖图；

(1，翅片；11，尖端；2，凹槽；h1，翅片高度；h2，底壁厚度；FPI，平均螺距；D，管壁外径；T，光端壁厚)。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型做进一步说明，以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”和“竖着”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，亦可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个部件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”、“多组”、“多根”的含义是两个或两个以上。

结合图1-4说明本实施方式，本实施方式的一种浮头式换热器用高效换热管，该换热管外壁设有翅片1；翅片1呈“∧”型，相邻翅片1间构成呈V形的凹槽2。

翅片1的尖端11呈曲线型，尖端11曲率和翅片1底部管壁曲率相同，经过翅片1尖端11中点及与尖端11曲率相同的两个翅片1底边中点且与翅片1底面垂直的截面呈“∧”型，翅片1尖端11长度小于与其曲率相同的翅片1底边的长度。

翅片1，沿换热管外壁呈螺旋状排布。

所述翅片1，高度为1.2mm-1.5mm；平均螺距为1.7mm。

换热管外径为15mm-35mm，光端壁厚为0.9mm-5mm，翅片根部底壁厚度为2.0mm-2.5mm。

换热管，以TP304管材为原材料。

本实施例的浮头式换热器用高效换热管母体材料选用TP304不锈钢管(材料牌号为0Cr18Ni9)，它具有以下特征：(1)、本实用新型材料由传热系数高且易于加工成型的不锈钢制成；(2)、本实用新型管外径(D)为φ15mm到φ35mm，光端壁厚T为0.9--5mm；(3)、本实用新型管外表面沿轴向具有一定螺距的翅片，外翅螺距(FPI)每英寸为3到39个，平均螺距为1.7mm，外翅高度(h1)为1.20mm到1.50mm，翅部底壁厚为h2为2.0mm到2.5mm之间。(4)、本实用新型管根据使用要求，有效的增大了换热面积，提高抗疲劳强度，强化扰动了流体流态，减薄了温度边介层，提高了传热效率。使本实用新型管具有较小的米克重和较大的传热面积，从而提高本实用新型的传热效率和耐压性，使换热器具有高的传热效率的同时具有较小的体积、较轻的重量、较强的刚性以及极好的防垢层性能。

本实用新型浮头式换热器高效换热管适用于化工行业，利用TP304的高传热性能以及其易加工性能，外部再附之以加工后形成的螺旋来复线形的翅片螺旋，其强度得以加强。同时，通过加工后形成的螺旋形外翅片大大提高了其换热的外表面积，使得其换热效果得以大幅提高。加工后形成的外翅片对底壁胀缩产生会产生一定的影响，使此换热管的防结垢性能得以增强。本实用新型“一种浮头式换热器用高效换热管”原材料选取优质无缝TP304管材，管材经无损探伤排除裂纹、夹杂等缺陷，在制造中采用特殊材质制作的工装刀具、工装、卡具，经组合排列后安装在设备上。TP304管壁经过在一内部的芯头和一组制翅片刀组之间的组合滚轧加工成型，原料管在刀组的加工挤压下，沿着管的圆周方向形成螺旋翅片，最后定尺、锯切，检验入库。

以外径φ28mm不锈钢管为例，加工后的管外翅片，是呈螺旋状排列在管的外表面，单螺距状态，翅片节距为14.68片/英寸，平均螺距为1.732mm，外翅高度(h1)为1.5mm，翅部底壁h2为2.5mm，形成的轴向外翅片增强其换热的外表面积，外表面积达到0.471m²/m，使得其换热性能得以加强，其外表面积达到原光管面积的3倍以上。

本实用新型浮头式用高效换热管具有翅片结构，相对目前常用的换热器用光管具有以下特点：(1)传热能力强。翅片管与光管相比，传热面积可增大2～10倍，传热系数可提高1～2倍。例如当空气流速为1.5～4m/s时，空气侧的对流传热系数(以光管外表面为基准)约可达550～1100(W/m2·℃)。(2)结构紧凑。翅片管由于单位体积传热面加大，传热能力增强，同样热负荷下与光管相比，翅片管换热器管子少。壳体直径或高度可减小，因而结构紧凑且便于布置。(3)翅片管的另一个特性是结垢减轻。翅片管不会像光管那样沿圆周或轴向结成均匀的整体垢层，沿翅片和管子表面结成的污垢、水垢在翅片管本身胀缩作用下，会在翅根处断裂，促使硬垢自行脱落，这样就有利于长时间保持较高的传热性能。(4)对于相变换热，可使换热系数或临界热流密度及“恶化含气量”提高。

综上，本实用新型具有提高换热器换热效率，减小换热器的体积，减轻换热器的重量，增强换热器的抗结垢性能，增强换热管强度的优越性能，也极大地提高了换热器的使用寿命。

以上所述仅为本实用新型示意性具体实施方案，并非用以限制本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (7)

1.一种浮头式换热器用高效换热管，其特征在于，换热管外壁设有翅片(1)；所述翅片(1)呈“∧”型，相邻翅片(1)间构成凹槽(2)。

2.如权利要求1所述换热管，其特征在于，所述翅片(1)的尖端(11)呈曲线型，尖端(11)曲率和翅片(1)底部管壁曲率相同，经过翅片(1)尖端(11)中点及与尖端(11)曲率相同的两个翅片(1)底边中点且与翅片(1)底面垂直的截面呈“∧”型，翅片(1)尖端(11)长度小于与其曲率相同的翅片(1)底边的长度，相邻翅片(1)间构成呈V形的凹槽(2)。

3.如权利要求1所述换热管，其特征在于，所述翅片(1)，沿换热管外壁呈螺旋状排布。

4.如权利要求3所述换热管，其特征在于，所述翅片(1)，平均螺距为1.7mm。

5.如权利要求1所述换热管，其特征在于，所述翅片(1)，高度为1.2mm-1.5mm。

6.如权利要求1所述换热管，其特征在于，换热管外径为15mm-35mm，光端壁厚为0.9mm-5mm，翅片根部底壁厚度为2.0mm-2.5mm。

7.如权利要求1所述换热管，其特征在于，以TP304管材为原材料。