CN206488681U - 一种换热管 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开一种换热管，包括管体，在管体的内壁上设有多个与管体一体成型的螺旋片，每个螺旋片的螺旋轴与所述管体的中心轴重合，管体和螺旋片均为陶瓷材质。本申请在管体内壁上设置多个与管体一体成型的螺旋片，一方面增加换热管与管内工质的换热面积，另一方面增大管体内壁与管内换热工质的贴紧程度，再一方面陶瓷的导热系数相比常用钢材的高，因此整体上能降低换热管的换热热阻，提高了换热管的换热效率；由于螺旋片的阻碍，使得换热管具有了调节管内换热工质流速的功能。

Description

一种换热管

技术领域

本实用新型涉及换热技术领域，尤其涉及一种换热器用换热管。

背景技术

通常情况下，液体、气体、固体颗粒、熔融盐等均可作为换热器中的传热工质，使用固体颗粒作为传热储热工质有如下优点：可常压传输储存、能耐受高温、对接触的管路及储存装置没有腐蚀性，因此适于使用固体颗粒状工质的换热器，有着广泛的应用性。

固体颗粒状工质在换热器的换热管内流动，流经换热管的同时与换热管进行换热，换热管与管外工质进行换热。传统的换热管内壁是光滑的圆柱面，当固体颗粒状工质在换热管内垂直下落时，固体颗粒状工质处于松散的流动状态，其与换热管内壁之间处于轻微接触，甚至分离的状态，导致固体颗粒状工质与换热管之间的换热热阻较大，导致换热效率较低。同时固体颗粒状工质在换热管内垂直下落时，由于受重力作用，其下落速度较大，不利于固体颗粒状工质与换热管的充分换热。

传统的换热管为金属材质，铜或铝材质的换热管换热效率高，但硬度低，容易磨损，寿命短；钢材质的换热管硬度高一些，更耐磨，可是导热系数小，换热效率低。

因此有必要提供一种换热效率高的，耐高温的，耐磨且能够使固体颗粒状工质流动速度可控的换热管。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种换热效率高、耐高温、耐磨且能够使固体颗粒状工质流动速度可控的换热管。

根据本申请的实施例，提供了一种换热管，其包括陶瓷材质的管体，在管体的内壁上设有多个与管体一体成型且为陶瓷材质的螺旋片，每个螺旋片的螺旋轴与所述管体的中心轴重合。

优选的，多个螺旋片几何尺寸相同，且多个螺旋片的长度均与所述管体的长度相同。

作为其中一种优选方案，螺旋片沿管体内径方向延伸的长度与管体内壁半径相同。螺旋片相互连接到一起，将管体内的空间分隔成几个独立的空间，隔离后的空间数量与螺旋片数量相同。

作为另一种优选方案，螺旋片沿管体内径方向延伸的长度L满足0＜L＜r，其中， r为所述管体内壁的半径。螺旋片沿管体内径方向延伸的长度L小于管体内壁的半径时，各个螺旋片靠近管体中心轴的边沿互不接触，管体内部是一个整体连通的空间。

进一步优选的，在管体的中心轴位置设有通管，每个螺旋片靠近管体中心轴侧的边沿与通管的外表面接触。在管体的中心轴位置设有通管，可将管体内的空间分隔成包括螺旋片与螺旋片之间形成的独立空间以及通管自身围成的一个独立空间。

更进一步优选的，所述通管为陶瓷材质的通管，所述通管与螺旋片一体成型。

优选地，在管体的出口处设有渐缩管。渐缩管可用以调节固体颗粒状工质的流速。

进一步优选的，管体的内径为6～20毫米。

优选地，多个螺旋片绕管体的中心轴环形均匀阵列布置，如此设置可以使得换热管的周向换热均匀。

由以上技术方案可知，本申请采用陶瓷材料制作的管体，并在管体内壁上设置多个螺旋片，管体与螺旋片一体成型。本申请中的换热管，其内壁上设置的螺旋片一方面能够增加换热管与管内工质的换热面积，另一方面增大了管体内壁与管内换热工质的贴紧程度，同时陶瓷材料制作的管体的导热系数相比传统的用于制作换热管的钢材更高，且硬度也较高，因此本申请不仅能够提高换热管的换热效率，延长使用寿命，耐磨损，还能够利用螺旋片的阻碍，使得换热管具有了调节管内换热工质流速的功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据一种优选实施例示出的换热管的结构示意图；

图2为图1所示换热管的截面图；

图3为根据另一种优选实施例示出的换热管的结构示意图；

图4为图3所示换热管的截面图；

图5为根据再一种优选实施例示出的换热管的结构示意图；

图6为图5所示换热管的截面图；

图7为根据一种优选实施例示出的带有渐缩管的换热管的结构示意图。

图示说明：1.管体，2.螺旋片，3.通管，4.渐缩管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1和图2为根据一种优选实施例示出的换热管的结构示意图及截面图。如图1和图2所示，换热管包括管体1，在管体1的内壁上设有多个与管体1一体成型的螺旋片2，每个螺旋片2的螺旋轴与管体1的中心轴重合，换热管为一体成型的实体，管体1和螺旋片2均为陶瓷材质。优选地，本实施例中的陶瓷材质包括但不限于氧化铝、氮化硅、碳化硅、氮化铝或氧化锆。

本申请实施例中的换热管，采用陶瓷材质的管体，且在管体的内壁设置多个陶瓷材质的螺旋片。相对于只有内壁作为换热面的换热器，本申请多个螺旋片增大了换热管与管体1内工质接触的面积，提高了换热效率。同时，由于螺旋片2的阻碍与导向作用，固体颗粒状工质在管体1内穿过的同时，会绕管体中轴线旋转，产生离心力，紧贴着管体1内壁下滑，防止固体颗粒状工质处于松散的流动状态，从而改善固体颗粒状工质与换热管的换热效果，提高换热效率，而螺旋片通过阻碍固体颗粒状工质的流动，还能有效控制固体颗粒状工质的流速。螺旋片对流经换热管的固体颗粒状工质有搅拌作用，使固体颗粒状工质能均匀的与换热管进行热交换，避免了固体颗粒状工质在换热管内受热不均，进一步提高换热效率。此外，陶瓷材料制作的管体的导热系数相比传统的用于制作换热管的钢材更高，如氧化铝、氮化硅、碳化硅等，其导热系数与钢材接近，超过25W/m·K，氮化铝陶瓷的导热系数甚至超过220W/m·K，能与铝材媲美，因此本申请具有较为优异的换热效率；同时，陶瓷材料耐高温、高温环境下硬度高，用于制作的换热管更耐磨，寿命更长。

作为优选方案，本实施例中的多个螺旋片2的长度几何尺寸相同，且多个螺旋片的长度均与管体的长度相同。

图3为根据另一种优选实施例示出的换热管的结构示意图；图4为图3所示换热管的截面图。如图3和图4所示，螺旋片2沿管体1内径方向延伸的长度与管体1内壁半径相同，即螺旋片2相互连接到一起。将管体1内的空间分隔成几个独立的空间，隔开后的空间数量与螺旋片2数量相同。该种结构的换热管内，被隔开的空间之间，相互独立，多种类型的固体颗粒状工质可同时穿行各自的空间通道，不互相干涉，也不混合。

图5为根据再一种优选实施例示出的换热管的结构示意图；图6为图5所示换热管的截面图。如图5或图6所示，在管体1的中心轴位置设有通管3，每个螺旋片2靠近管体1中心轴侧的边沿与通管3的外表面接触，通管3材质亦优选采用陶瓷材质制作。在管体1的中心轴位置设有通管3，可将管体1内的空间分隔成包括螺旋片2与螺旋片2之间形成的独立空间以及通管3自身围成的一个独立空间。通管3内的空间可以走换热工质，使之与通管3外围通道空间内的工质进行换热；或者在通管3内设置传感器，监测其周围空间内工质的温度。

作为进一步优选的方案，在管体1的出口处，还可设置渐缩管4，用以调节固体颗粒状工质的流速。图7为根据一种优选实施例示出的带有渐缩管的换热管的结构示意图。由此可知，本实施例中的固体颗粒状工质的流速可通过螺旋片数量、螺距、变径、螺旋片厚度、颗粒粒径及渐缩管的管径中的一种或多种因素的改变而实现调节。

作为进一步优选的方案，管体1的内径为6～20毫米。

作为再进一步优选的方案，多个螺旋片2绕管体1的中心轴环形均匀阵列布置，如此设置可以使得换热管的周向换热均匀。

由以上技术方案可知，本申请在陶瓷材质制作的管体内壁上设置多个与管体一体成型的螺旋片，一方面增加了换热管与管内工质的换热面积，另一方面增大了管体内壁与管内换热工质的贴紧程度，同时还能对管内的换热工质进行导流，因此整体上降低了换热管的换热热阻，提高了换热管的换热效率；由于螺旋片的阻碍，使得换热管具有了调节管内换热工质流速的功能。同时，本申请还具有耐磨的优点。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种换热管，其特征在于，包括陶瓷材质的管体，在所述管体的内壁上设有多个与所述管体一体成型且为陶瓷材质的螺旋片；每个螺旋片的螺旋轴与所述管体的中心轴重合。

2.根据权利要求1所述的换热管，其特征在于，所述螺旋片沿所述管体内径方向延伸的长度与所述管体内壁半径相同。

3.根据权利要求1所述的换热管，其特征在于，所述螺旋片沿所述管体内径方向延伸的长度L满足0＜L＜r，其中， r为所述管体内壁的半径。

4.根据权利要求3所述的换热管，其特征在于，在所述管体的中心轴位置设有通管，每个所述螺旋片靠近所述管体中心轴侧的边沿与所述通管的外表面接触。

5.根据权利要求4所述的换热管，其特征在于，所述通管为陶瓷材质的通管，所述通管与所述螺旋片一体成型。

6.根据权利要求1至5中任一所述的换热管，其特征在于，还包括：渐缩管，设置于所述管体的出口处。

7.根据权利要求6所述的换热管，其特征在于，所述管体的内径为6～20毫米。

8.根据权利要求1所述的换热管，其特征在于，多个所述螺旋片绕所述管体的中心轴环形阵列布置。