CN213714068U - 换热管及换热器 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种换热管及换热器，所述换热管包括管体(11)和形成于所述管体(11)的外壁上的多个翅片(12)，多个所述翅片(12)沿所述管体(11)的周向和轴向均依次布置，每个所述翅片(12)均构造为棱锥状并且具有远离所述管体(11)的顶点(10)和靠近所述管体(11)的底面(20)，所述顶点(10)在所述底面(20)上的投影位于所述底面(20)的中心点。该换热管能够有效保证自身的传热能力。

Description

换热管及换热器

技术领域

本公开涉及热交换装备技术领域，具体地，涉及一种换热管及换热器。

背景技术

换热管是用于两介质之间热量交换的元件，其可以形成为换热器的一部分，并且该换热管在石油及化工领域的应用也越来越广泛，因此致力于高效换热管的设计。相关技术中，在管外介质被冷凝的情况下，一般采用换热管的管外侧被强化的状态，这样可以使得换热管与管外介质的换热面积大幅增加，然而由于管外介质被冷凝，使得管外介质冷凝后的液滴附着到换热管的外壁上，久而久之，换热管外壁被液膜包裹，液膜的厚度也逐渐增加，该液膜对换热管的传热系数有较大程度地影响，由此导致换热管的传热能力下降。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种换热管，该换热管能够有效保证自身的传热能力。

为了实现上述目的，本公开提供一种换热管，所述换热管包括管体和形成于所述管体的外壁上的多个翅片，多个所述翅片沿所述管体的周向和轴向均依次布置，每个所述翅片均构造为棱锥状并且具有远离所述管体的顶点和靠近所述管体的底面，所述顶点在所述底面上的投影位于所述底面的中心点。

可选地，所述翅片具有在所述周向上相对设置的两个第一侧面，所述第一侧面构造为平面或朝向所述底面下凹的弧形面。

可选地，所述翅片具有在所述轴向上相对设置的两个第二侧面，两个所述第二侧面均构造为平面或朝向所述底面下凹的弧形面。

可选地，两个所述第一侧面和两个所述第二侧面均构造为朝向所述底面下凹的弧形面且相交于一点，以限定所述翅片的顶角。

可选地，所述翅片的底面与所述外壁一体设置，所述底面在所述周向上的尺寸大于在所述轴向上的尺寸。

可选地，所述翅片均与所述外壁圆角过渡地连接在一起。

可选地，所述管体的内壁上设置有多条引流凸起，每条所述引流凸起沿所述管体的轴向呈螺旋状延伸，所述多条引流凸起关于所述管体的中心轴线呈环形阵列地布置。

可选地，所述引流凸起的螺旋升角为40-80°。

可选地，所述引流凸起的横截面呈三角形，该引流凸起的底边与所述内壁一体设置，经过与所述底边对应的引流角的中线与所述中心轴线异面布置。

根据本公开的第二个方面，提供一种换热器，该换热器包括如上所述的换热管。

通过上述技术方案，在本公开提供的换热管中，多个翅片能够增大管体与管外介质的接触面积，提高换热系数，在管外介质被冷凝的情况下，冷凝的管外介质会附着在管体的外壁，因此，本公开的翅片构造为棱锥状，顶点远离管体，且顶点在底面的投影位于底面的中心点，这样，能够使得冷凝的管外介质能够顺着翅片的侧面逐渐汇集到该顶点处，进而使冷凝的管外介质更容易地滴落，避免管体的外壁上形成连续的液膜，降低换热管的换热能力，即本公开的换热管能够有效保证自身的换热能力。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是根据本公开提供的换热管的一种实施例的结构示意图；

图2是图1中A-A的剖视图；

图3是根据本公开实施例提供的换热管中翅片的结构示意图；

图4是根据本公开提供的换热管的另一种实施例的结构示意图；

图5是图4中B-B的剖视图；

图6是根据本公开实施例提供的换热管的部分剖视图。

附图标记说明

11-管体，12-翅片，121-第一侧面，122-第二侧面，123-顶角，13-引流凸起，131-引流角，10-顶点，20-底面。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“顶、底”是基于管体定义的，具体地，以靠近管体的一侧为底，且下与底对应，远离管体的一侧为顶；“内、外”是指换热管自身轮廓的内和外。使用的术语“第一、第二”是为了区分一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。此外，下面的描述在涉及附图时，不同附图中的同一附图标记表示相同或相似的元素。

根据本公开的具体实施方式，提供一种换热管，参考图1至图3中所示，换热管包括管体11和形成于管体11的外壁上的多个翅片12，多个翅片12沿管体11的周向和轴向均依次布置，每个翅片12均构造为棱锥状并且具有远离管体11的顶点10和靠近管体11的底面20，顶点10在底面20上的投影位于底面20的中心点。

通过上述技术方案，在本公开提供的换热管中，多个翅片12能够增大管体11与管外介质的接触面积，提高换热系数，在管外介质被冷凝的情况下，冷凝的管外介质会附着在管体11的外壁，因此，本公开的翅片12构造为棱锥状，顶点10远离管体11，且顶点10在底面20的投影位于底面20的中心点，这样，能够使得冷凝的管外介质能够顺着翅片12的侧面逐渐汇集到该顶点10处，进而使冷凝的管外介质更容易地滴落，避免管体11的外壁上形成连续的液膜，降低换热管的换热能力，即本公开的换热管能够有效保证自身的换热能力。

需要说明的是，上述的底面20即对应于棱锥体自身所限定的底面，顶点10即是棱锥体的各个侧面所交汇的点。另外，本公开的翅片12可以构造为多棱的棱锥体，例如四棱锥体或六棱锥体等等，本公开对此不作限制。

在本公开的具体实施方式中，参考图2和图5中所示，翅片12具有在周向上相对设置的两个第一侧面121，该第一侧面121可以构造为平面或朝向底面20下凹的弧形面。

例如，在第一种实施方式中，参考图2中所示，第一侧面121构造为朝向底面20下凹的弧形面，这样，一方面，冷凝的管外介质能够经该弧形面的引导逐渐顺畅地汇集到顶点10处，另一方面，下凹的弧形面使得冷凝的管外介质可以通过自身重力的作用经该弧形面加速汇集到顶点10处，从而进一步提高冷凝的管外介质滴落的速度。这里，本公开对第一侧面121形成为下凹的弧形面的曲率不作限制，本公开可以根据需要作适应性设计。

在第二种实施方式中，参考图5中所示，第一侧面121构造为平面，该平面也能够引导冷凝的管外介质逐渐汇集到顶点10处，使冷凝的管外介质更容易地滴落。

根据一些实施例，参考图1和图4中所示，翅片12具有在轴向上相对设置的两个第二侧面122，两个第二侧面122均可以构造为平面或朝向底面20下凹的弧形面。

例如，在第一种实施方式中，参考图1中所示，第二侧面122构造为朝向底面20下凹的弧形面，这里，该第二侧面122与形成为下凹的弧形面的第一侧面121的作用大致相同，即，一方面，冷凝的管外介质能够经该弧形面的引导逐渐顺畅地汇集到顶点10处，另一方面，下凹的弧形面也能够使得冷凝的管外介质可以通过自身重力的作用经该弧形面加速汇集到顶点10处，从而进一步提高冷凝的管外介质滴落的速度。这里，本公开对第二侧面122形成为下凹的弧形面的曲率不作限制，本公开可以根据需要作适应性设计。

在第二种实施方式中，参考图4中所示，第二侧面122构造为平面，该平面也能够引导冷凝的管外介质逐渐汇集到顶点10处，使冷凝的管外介质更容易地滴落。

可选择地，参考图1和图2中所示，两个第一侧面121和两个第二侧面122均可以构造为朝向底面20下凹的弧形面且相交于一点，以限定翅片12的顶角123。这样，附着在第一侧面121上和第二侧面122上的冷凝的管外介质均能够加速的汇集到该顶角123处，从而使得冷凝的管外介质不会长时间在管体11的外壁上积存。

可选择地，两个第一侧面121关于翅片12的中心线对称布置，这样，能够实现翅片12在周向上的均匀换热。

进一步地，两个第二侧面122可以关于翅片12的中心线对称布置，这样，能够实现翅片12在轴向上的均匀换热。根据一些实施方式，参考图3中所示，翅片12可以形成为正棱锥体，例如正四棱锥体，该正四棱锥体的翅片的两个第一侧面121能够关于翅片12的中心线对称布置，两个第二侧面122能够关于翅片12的中心线对称布置。

此外，多个翅片12可以沿管体11的周向和轴向均间隔均匀地布置，从而实现换热管自身在各个位置上的均匀换热。

在本公开的具体实施方式中，参考图1和图4中所示，翅片12的底面20与外壁一体设置，底面20在周向上的尺寸可以大于在轴向上的尺寸。这样，能够减少管体11外壁上在周向上的翅片12的数量，降低管体11外壁上的翅片12的加工难度。

在一些实施例中，参考图1、图2、图4和图5中所示，翅片12均可以与外壁圆角过渡地连接在一起。这样，一方面避免翅片12与管体11外壁之间连接处产生应力集中，防止该连接处产生裂纹等缺陷；另一方面还能够起到导流的作用，即能够类似于导流槽，方便位于管体11外壁上冷凝的管外介质的流动。

在本公开的具体实施方式中，参考图1、图2、图4和图5中所示，管体11的内壁上可以设置有多条引流凸起13，每条引流凸起13沿管体11的轴向呈螺旋状延伸，多条引流凸起13关于管体11的中心轴线呈环形阵列地布置。这样，管内介质的流动能够呈螺旋推进的流态，一方面，能够提高管内介质的湍流程度，提高管内介质的传热系数；另一方面，螺旋推进状态的流体还能够防止管体11内结垢，防止固体物和微生物沉积，减轻腐蚀。这里，多条引流凸起13关于管体11的中心轴线呈环形阵列地布置，即任意一条引流凸起13以中心轴线为旋转轴线旋转一定角度后，能够与另一条引流凸起13重合。

需要说明的是，本公开对引流凸起13的数量不作限制，例如，该引流凸起13的数量可以为3-10条，这样，引流凸起13的数量较少，能够降低管体11自身的变形量，提高换热管的使用寿命。

在一些实施例中，引流凸起13的螺旋升角可以为40-80°。这样，较大的螺旋升角能够降低管内介质的流阻。例如，该螺旋升角可以为45°或75°。

在一些实施例中，参考图2、图5和图6中所示，引流凸起13的横截面呈三角形，该引流凸起13的底边与管体11的内壁一体设置，经过与底边对应的引流角131的中线与中心轴线异面布置。这里，横截面指的是垂直于管体11的中心轴线的截面，上述的中线与管体11的中心轴线异面布置，即不指向管体11的中心轴线，这样，使得引流凸起13能够呈偏转的姿态沿轴向延伸，从而进一步降低管内介质的流阻，保证换热管的换热能力。

根据本公开的第二个方面，提供一种换热器，该换热器包括如上所述的换热管，从而该换热器能够保证自身的换热能力。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种换热管，其特征在于，所述换热管包括管体(11)和形成于所述管体(11)的外壁上的多个翅片(12)，多个所述翅片(12)沿所述管体(11)的周向和轴向均依次布置，每个所述翅片(12)均构造为棱锥状并且具有远离所述管体(11)的顶点(10)和靠近所述管体(11)的底面(20)，所述顶点(10)在所述底面(20)上的投影位于所述底面(20)的中心点。

2.根据权利要求1所述的换热管，其特征在于，所述翅片(12)具有在所述周向上相对设置的两个第一侧面(121)，所述第一侧面(121)构造为平面或朝向所述底面(20)下凹的弧形面。

3.根据权利要求2所述的换热管，其特征在于，所述翅片(12)具有在所述轴向上相对设置的两个第二侧面(122)，两个所述第二侧面(122)均构造为平面或朝向所述底面(20)下凹的弧形面。

4.根据权利要求3所述的换热管，其特征在于，两个所述第一侧面(121)和两个所述第二侧面(122)均构造为朝向所述底面(20)下凹的弧形面且相交于一点，以限定所述翅片(12)的顶角(123)。

5.根据权利要求1所述的换热管，其特征在于，所述翅片(12)的底面(20)与所述外壁一体设置，所述底面(20)在所述周向上的尺寸大于在所述轴向上的尺寸。

6.根据权利要求5所述的换热管，其特征在于，所述翅片(12)均与所述外壁圆角过渡地连接在一起。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的换热管，其特征在于，所述管体(11)的内壁上设置有多条引流凸起(13)，每条所述引流凸起(13)沿所述管体(11)的轴向呈螺旋状延伸，所述多条引流凸起(13)关于所述管体(11)的中心轴线呈环形阵列地布置。

8.根据权利要求7所述的换热管，其特征在于，所述引流凸起(13)的螺旋升角为40-80°。

9.根据权利要求7所述的换热管，其特征在于，所述引流凸起(13)的横截面呈三角形，该引流凸起(13)的底边与所述内壁一体设置，经过与所述底边对应的引流角(131)的中线与所述中心轴线异面布置。

10.一种换热器，其特征在于，包括权利要求1-9中任意一项所述的换热管。

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