CN212390893U - 一种换热器翅片管 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种换热器翅片管，包括中心管；设置在所述中心管的外壁上的螺旋翅片，所述螺旋翅片呈螺旋环状盘绕在所述中心管上，所述螺旋翅片的螺旋间隙形成螺旋的流道；设置在所述中心管的外壁上的若干平行翅片，所述平行翅片呈放射状沿所述中心管的径向设置，所述平行翅片上穿过螺旋的所述流道的位置上设置有过水孔；其中，温度不同的两种流体分别从所述中心管和所述流道内流动，并发生热交换。本实用新型采用平常翅片和螺旋翅片结合的方式，提高了换热面积，并能够在一定程度上限制流速，并提高管外水与螺旋、平行翅片接触面的压力，令热交换更为充分，提高了换热效率。

Description

一种换热器翅片管

技术领域

本实用新型涉及一种换热器翅片管，属于换热器设备领域。

背景技术

管目前油田现场换热设备中广泛采用管壳式换热器和翅片式换热器，目前管壳式换热器中板式换热器热效率低且能耗大，而传统翅片式换热器由于翅片结构设计简单，存在翅片比表面积小、翅片与管外液体接触不充分等缺陷，限制了壳内的换热效率。

张辅乾在《高效翅片管的加工及传热性能的研究进展》中，综述了传热管表面热结构加工方法及存在的不足。当前我国换热器能源消耗占工业用能的13％-15％，换热器作为工业生产装置中的重要节能设备，其传热性能的高低，直接影响着工业系统的能耗水平。而传热管是换热器的重要部件，其性能的优良直接决定了换热器的传热性能，当前国内外针对换热器核心部件的制造方法和应用进行了大量的研究工作，但换热器整体性能的提升是系统问题，缺乏较为系统的设计。这些迫切需要对翅片管的热结构设计及制造进行深入的研究。

综上所述，应当从如何开发一种具有高效的制造工艺与换热性能的翅片的方面解决上述问题，通过对翅片结构的设计及制造的研究，可以在油田现场换热设备里提供高换热效率，为油田节能增效做出一定的贡献，满足油田节能要求。

实用新型内容

针对现有技术中所存在的上述技术问题，本实用新型提出了一种换热器翅片管，采用平常翅片和螺旋翅片结合的方式，提高了换热面积，并能够在一定程度上限制流速，并提高管外水与螺旋、平行翅片接触面的压力，令热交换更为充分，提高了换热效率。

为了实现以上实用新型目的，本实用新型提出了一种换热器翅片管，包括：

中心管；

设置在所述中心管的外壁上的螺旋翅片，所述螺旋翅片呈螺旋环状盘绕在所述中心管上，所述螺旋翅片的螺旋间隙形成螺旋的流道；

设置在所述中心管的外壁上的若干平行翅片，所述平行翅片呈放射状沿所述中心管的径向设置，所述平行翅片上穿过螺旋的所述流道的位置上设置有过水孔；

其中，温度不同的两种流体分别从所述中心管和所述流道内流动，并发生热交换。

本实用新型的进一步改进在于，所述螺旋翅片上设置有若干条增效线，所述增效线以所述中心管的中心轴为轴呈螺旋方式设置。

本实用新型的进一步改进在于，所述增效线包括沿着所述流道设置的螺旋形的两条增效褶，所述增效褶的之间形成两个相对的增效槽。

本实用新型的进一步改进在于，所述平行翅片每穿过一层螺旋翅片设置一组过水孔，并且所述过水孔的位置与所述增效线的位置相对应。

本实用新型的进一步改进在于，所述增效线的数量为2～5个，每一组所述过水孔的数量与所述增效线的数量相同。

本实用新型的进一步改进在于，所述增效线和每一组所述过水孔的数量为3个

本实用新型的进一步改进在于，所述螺旋翅片连接所述中心管的外壁的位置设置圆角支撑。

本实用新型的进一步改进在于，所述平行翅片的数量为四个，两个相邻的平行翅片之间的夹角为90度。

本实用新型的进一步改进在于，所述平行翅片和所述螺旋翅片为金属片。

本实用新型的进一步改进在于，所述金属片为铝合金片。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型的一种换热器翅片管，采用平常翅片和螺旋翅片结合的方式，通过对翅片形状结构、翅片与中心管外壁的接触方式的改进，提供了高于现有板式换热器或普通翅片换热器的比表面积，并能够在一定程度上限制流速，并提高管外水与螺旋、平行翅片接触面的压力，令热交换更为充分，提高了换热效率。

附图说明

下面将结合附图来对本实用新型的优选实施例进行详细地描述，在图中：

图1所示为本实用新型的一个实施例的换热器翅片管的结构示意图；

图2所示为本实用新型的一个实施例的换热器翅片管的结构示意图，显示了换热器翅片管纵向方向的结构；

图3所示为本实用新型的一个实施例的换热器翅片管的剖面结构示意图，显示了增效线的位置和结构；

图4所示为本实用新型的一个实施例的换热器翅片管的结构示意图，显示了换热器翅片管横向方向的结构。

附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

在附图中各附图标记的含义如下：1、中心管，2、螺旋翅片，3、平行翅片，21、增效线，22、增效褶，23、增效槽，31、过水孔。

具体实施方式

为了使本实用新型的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本实用新型的示例性实施例进行进一步详细的说明。显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。

图1示意性地显示了根据本实用新型的一个实施例的一种换热器翅片管，包括中心管1，中心管1为圆筒形的结构，其内部能够通过流体。中心管1的外壁上设置有螺旋翅片2，螺旋翅片2呈螺旋环状盘绕在中心管1上，螺旋翅片2的螺旋间隙形成流道。流道的位置即上一圈的螺旋翅片2与下一圈的螺旋翅片2之间的间隙，流道同样呈螺旋型环绕在中心管1的外侧，中心管1的外壁上设置有平行翅片3，平行翅片3沿中心管1的径向设置，中心管1的中心线与平行翅片3的中心线相互平行。平行翅片3呈放射状设置，平行翅片3的横截面所在的直线过中心管1的横截面所在圆的圆心。平行翅片3和螺旋翅片2之间交叉设置，其中，平行翅片3上设置有若干组过水孔31，过水孔31设置在所述流道的位置。当流体在所述流道内流动时，可以从所述过水孔31流过。在本实施例中，温度不同的两组流体分别从中心管1和流道内流动，并且在流动的过程中发生热交换。

在使用根据本实施例所述的换热器翅片管时，较热的流体可以从中心管1内流动，较冷的流体可以从螺旋的流道内流动，在两中流体流动的过程中，中心管1内的流体和流道内的流体之间发生热交换，较冷的流体温度会提升；当然，也可以是较热的流体从流道内流动，较冷的流体从中心管1内流动，流道内的流体的热量传递给中心管1内的流体，较热的流体温度会降低。

由于螺旋翅片2是呈螺旋形状的，流道也同样时螺旋型的，这样会增加流道内流体的流程，从而增加流体在流道内的停留时间。同时，平行翅片3能够为流体内的流体提供一定的阻力，流体从过水孔31内流出，会减小流体的流动速度，增强换热效果。如果以将较冷的流体升温为目的，则将较冷的流体通过螺旋的流道内，较热的流体通过中心管1内；如果以较热的流体降温为目的，曾将较冷的流体通过中心管1，较热的流体通过螺旋的流道内。

在一个实施例中，如图1和图2所示，所述螺旋翅片2上设置有若干条增效线21，增效线21以中心管1的中心为轴成螺旋方式设置。增效线21的形状与螺旋翅片2的边缘的形状接近，其沿径向螺旋延伸时，与螺旋翅片2的边缘的距离保持不变。多条增效线21并排设置，并且同轴布置在螺旋翅片2上。

在根据本实施例所述的换热器翅片管中，增效线21能够起到导向的作用，流体在流动的过程中，会沿着增效线21在流道内流动。同时，增效线21增加了螺旋翅片2的表面积，从而增强了换热效果。

在一个实施例中，如图3所示，所述增效线21包括两条增效褶22，增效褶22平行设置，并且沿着流道的方向螺旋设置。增效褶22的两侧为相对的增效槽23。通过设置增效褶22的结构，所述增效线21成为呈“H”形的结构，其两侧均形成向内的槽口。根据本实施例所述的换热器翅片管中，增效褶22进一步增大了螺旋翅片2的比表面积，进而提高翅片单位行程的导热量。

在一个实施例中，平行翅片3穿过一层流道的位置设置一组过水孔31，每一组中包括多个过水孔31。其中，每一组的过水孔31中的过水孔31数量与增效线21的数量相同。并且，过水孔31的位置与增效线21的位置相对应。过水孔31可以设置在两层螺旋翅片2的增效线21之间的位置或附近位置。优选地，所述增效线21的数量为2～5个，优选为3个，这样既能起到换热和导向的作用也节约了制作成本，减小制作难度。过水孔31的数量也为2～5个，在一个实施例中，一组过水孔31的数量优选为三个，增效线21的数量也为三个。

使用根据本实施例所述的换热器翅片管时，流体从流道内流动的过程中，在穿过平行翅片3时，流体会随着流道的形状螺旋流动，其中的增效线21能够引导流体流动，过水孔31的位置与增效线21的位置相对应，增效线21和过水孔31共同引导流体流动。每一组所述过水孔31中的过水孔31的数量与所述增效线21相同，并且所述过水孔31的位置与所述增效线21的位置相对应。平行翅片3能够为流体内的流体提供一定的阻力，流体从过水孔31内流出，会减小流体的流动速度，增强换热效果，同时过水孔31还起到导流的作用，配合增效线21能够使液体按照螺旋的方式流动。

在一个实施例中，所述螺旋翅片2连接所述中心管1的外壁的位置设置圆角支撑。所述螺旋翅片2与中心管1外壁的连接处采用堆焊的方式设置为圆角。这样，能够增大翅片与中心管1外壁的导热金属体积，来增强中心管1外壁向螺旋翅片2导热的效率。所述

在一个实施例中，所述平行翅片3的数量为四个，两个相邻的平行翅片3之间的夹角为90度。所述螺旋翅片2上设置有四个安装缝(如图4所示)，平行翅片3穿过安装缝。

当然，四个平行翅片3是一种优选的方式。平行翅片3的数量也可以是三个、五个或者更多，可以根据实际需要进行调整。

在一个实施例中，所述平行翅片3和所述螺旋翅片2为金属片。优选地，所述金属片为铝合金片。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。因此，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和/或修改，根据本实用新型的实施例作出的变更和/或修改都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种换热器翅片管，其特征在于，包括：

中心管；

设置在所述中心管的外壁上的螺旋翅片，所述螺旋翅片呈螺旋环状盘绕在所述中心管上，所述螺旋翅片的螺旋间隙形成螺旋的流道；

设置在所述中心管的外壁上的若干平行翅片，所述平行翅片呈放射状沿所述中心管的径向设置，所述平行翅片上穿过螺旋的所述流道的位置上设置有过水孔；

其中，温度不同的两种流体分别从所述中心管和所述流道内流动，并发生热交换。

2.根据权利要求1所述的换热器翅片管，其特征在于，所述螺旋翅片上设置有若干条增效线，所述增效线以所述中心管的中心轴为轴呈螺旋方式设置。

3.根据权利要求2所述的换热器翅片管，其特征在于，所述增效线包括沿着所述流道设置的螺旋形的两条增效褶，所述增效褶的之间形成两个相对的增效槽。

4.根据权利要求2或3所述的换热器翅片管，其特征在于，所述平行翅片每穿过一层螺旋翅片设置一组过水孔，并且所述过水孔的位置与所述增效线的位置相对应。

5.根据权利要求4所述的换热器翅片管，其特征在于，所述增效线的数量为2～5个，每一组所述过水孔的数量与所述增效线的数量相同。

6.根据权利要求5所述的换热器翅片管，其特征在于，所述增效线和每一组所述过水孔的数量为3个。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的换热器翅片管，其特征在于，所述螺旋翅片连接所述中心管的外壁的位置设置圆角支撑。

8.根据权利要求7所述的换热器翅片管，其特征在于，所述平行翅片的数量为四个，两个相邻的平行翅片之间的夹角为90度。

9.根据权利要求7所述的换热器翅片管，其特征在于，所述平行翅片和所述螺旋翅片为金属片。

10.根据权利要求9所述的换热器翅片管，其特征在于，所述金属片为铝合金片。

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