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CN120160469A - 一种同轴式螺旋管换热器及制造方法 - Google Patents

一种同轴式螺旋管换热器及制造方法 Download PDF

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CN120160469A
CN120160469A CN202510418254.3A CN202510418254A CN120160469A CN 120160469 A CN120160469 A CN 120160469A CN 202510418254 A CN202510418254 A CN 202510418254A CN 120160469 A CN120160469 A CN 120160469A
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CN
China
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tube
spoiler
inner tube
outer tube
liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202510418254.3A
Other languages
English (en)
Inventor
李隆骏
郑渊蔚
倪三明
马刚
赵丹华
程林
吕信策
金平建
王涤宇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taizhou Special Equipment Inspection And Testing Research Institute
Original Assignee
Taizhou Special Equipment Inspection And Testing Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taizhou Special Equipment Inspection And Testing Research Institute filed Critical Taizhou Special Equipment Inspection And Testing Research Institute
Priority to CN202510418254.3A priority Critical patent/CN120160469A/zh
Publication of CN120160469A publication Critical patent/CN120160469A/zh
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/10Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
    • F28D7/106Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically consisting of two coaxial conduits or modules of two coaxial conduits
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/26Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass heat exchangers or the like
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/06Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
    • F28F13/12Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by creating turbulence, e.g. by stirring, by increasing the force of circulation
    • F28F13/125Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by creating turbulence, e.g. by stirring, by increasing the force of circulation by stirring

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

本发明提供了一种同轴式螺旋管换热器及制造方法,属于换热器技术领域。它解决了现有的螺旋管换热器在保证换热效果较好的前提下加工难度较大的问题。本同轴式螺旋管换热器,包括多根换热管,换热管包括内管、外管和呈环形的封闭件,内管具有穿设在外管内的换热段,内管的两端伸出外管并形成连接段,封闭件的内边沿与内管的外壁固连,封闭件的外边沿与外管的端口处固连,换热段的外壁沿内管的长度方向依次间隔设置有多个扰流组件,每个扰流组件的外侧壁均与外管的内侧壁相抵靠,扰流组件与内管和/或外管之间沿内管的周向依次形成至少两个相互独立的扰流口。本同轴式螺旋管换热器在保证有较好的换热效果的同时降低了加工制造的难度。

Description

一种同轴式螺旋管换热器及制造方法
技术领域
本发明属于换热器技术领域,涉及一种同轴式螺旋管换热器及制造方法。
背景技术
随着环保理念的不断提高,对于现有的能源资源利用率的逐步提升,而换热器作为一种热交换通用设备,具有能够回收热量并再利用等优点,从而达到提升能源利用率等优点,换热器中有螺旋绕管式换热器、列管式换热器和板式换热器等,在对流体的流量都非常小时,无论采用列管式换热器还是板式换热器都会因流体流速太低而导致换热器的总传热系数较小,不能充分发挥换热器的传热性能,而螺旋绕管式换热器除了能满足小流量工况,还具有结构紧凑、耐压强度高且传热系数大。
而且对于粘度较高的流体,一般是需要再螺旋管上设置有扰流元件,防止流体短路。现有的扰流元件,如中国专利申请【授权公告号:CN101566437B】公开了一种复合套管双螺旋管壳式换热器,其组成包括,具有甲流体入口、出口及膨胀节的筒体,筒体近左端处固定有左内管板,筒体左端固定有左外管板,筒体近右端处固定有右内管板,筒体右端固定有右外管板,筒体中部固定有中间支撑管板,筒体中部固定有支座,左外管板上固定有换热管束的各外管的左端,右外管板上固定有换热管束的各外管的右端,外管左端面上固定有外管左端堵板,外管右端面上固定有外管右端堵板,外管近左端处及外管近右端处开有通液窗口,外管左端堵板及外管右端堵板面上固定有换热管束的各中管的左端,外管左端堵板及外管右端堵板面上分别固定有换热管束的各中管的左端及右端,中管的外面固定有外螺旋叶片,左外管板上与短固定板条相连接,短固定板条通过螺栓与长固定板条相连接,长固定板条通过螺栓与短固定杆相连接,右外管板上与短固定板条相连接,短固定板条通过螺栓与长固定板条相连接,长固定板条通过螺栓与短固定杆相连接,短固定杆与换热管束的各空心内管的左、右端堵板相固定,空心内管的左端堵板、右端堵板固定在空心内管的左端与右端,空心内管的外面固定有内螺旋叶片,左外管板通过密封垫及拉紧螺栓与左管箱法兰相连接,左管箱法兰上固定有左管箱,左管箱上固定有左封头,左管箱上固定有乙流体进口,右外管板通过密封垫及拉紧螺栓与右管箱法兰相连接,右管箱法兰上固定有右管箱,右管箱上固定有右封头,右管箱上固定有一流体出口。
上述结构是通过中管的外面固定有外螺旋叶片,空心内管的外面固定有内螺旋叶片,通过内螺旋、外螺旋采用顺时针或逆时针互为相反的螺旋旋转方向,使得流体在流动时始终互呈交叉错流流动状态,从而提升换热效果,并且外螺旋叶片和内螺旋叶片叶能起到较好的扰流效果,但是不管是外螺旋叶片还是内螺旋叶片整体是一长段片状物,一般是采用焊接或者一体成型的方式与中管和空心内管连接,导致了需要严格按照既定的焊接点位进行焊接,或者是需要采用特定的模具脱模,使得内螺旋叶片和外螺旋叶片的安装加工存在较大的难度,因此虽然说上述结构能达到较好的换热效果,但是加工难度较大,提升了换热器的制造成本。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题,提出了一种同轴式螺旋管换热器,本发明所要解决的技术问题是:如何解决现有的螺旋管换热器在保证换热效果较好的前提下加工难度较大的问题。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现:
一种同轴式螺旋管换热器,包括多根换热管,所述换热管包括内管、外管和呈环形的封闭件,所述内管具有穿设在外管内的换热段,所述内管的两端伸出外管并形成连接段,所述封闭件的内边沿与内管的外壁固连,所述封闭件的外边沿与外管的端口处固连,其特征在于,所述换热段的外壁沿内管的长度方向依次间隔设置有多个扰流组件,每个扰流组件的外侧壁均与外管的内侧壁相抵靠,所述扰流组件与内管和/或外管之间沿内管的周向依次形成至少两个相互独立的扰流口,所述换热段上套接有呈环形的均液板,所述均液板的外边沿与外管之间形成导液流道,所述外管具有沿内管进口的方向朝向均液板倾斜设置的进液管部,所述进液管部的外端口为外管的进液口。
内管和外管之间设置有多个扰流组件,扰流组件是沿着内管的换热段的外壁沿内管长度方向间隔设置的,通过扰流组件与内管和/或外管之间形成多个扰流口,当流体的流量较小且粘性较大时,只需要通过多个沿内管周向间隔设置的扰流口进行扰流,增大流体的湍流程度,来提高对流体的传热系数,在加工时,由于扰流组件是多个,并沿着换热段的长度方向依次间隔分布,因此每个扰流组件的连接是相对独立的,只需要在内管上找出相应的扰流组件的安装位置即可,当其中一个扰流组件出现位置误差时不影响另外的扰流组件的安装,使得扰流组件能稳定的焊接在内管上,降低了换热管的加工难度;需要加热的流体是从外管的进液管部进入到外管和内管之间,通过在靠近外管进液口处套设有均液板,外管是倾斜设置,流体经过进液管部的导向直接流动至均液板处,通过均液板的导向流体从导液流道向下流动,使得粘性较大的流体能均匀的沿着导液流道向下流动,避免了热交换过程中流体的局部不均匀性,并且结合多个扰流口,将内管和外管之间流通截面分成多个相对独立的流道,防止了流体流动过程中发生层流,提升换热管的传热效率,综上,上述结构在保证有较好的换热效果的同时降低了加工制造的难度。
在实际使用时,流体一从内管的进口进入,沿着内管轴向流动,流体二从进液管部进入到内管外侧壁与外管内侧壁之间的空间,流体二以沿内管外表面相切具有轴向流和周向流的方式进入,流体二在遇到均液板会改变方向,以具有径向流和周向流的方式进入导液流道,之后均匀的分配到扰流组件沿内管长度方向分隔成的通道内,并经过多个扰流组件的扰流口,沿着内管的轴向流动进行热量交换。
在上述的同轴式螺旋管换热器中,所述扰流组件为至少三个扰流块,所述扰流块呈圆柱状,所述扰流块与内管和外管之间合围形成扰流口,每组扰流组件的扰流块沿内管周向均匀设置。
扰流块的设置,便于安装在内管上,且通过设置有至少三个扰流块,扰流块沿内管周向均匀设置,能对流体起到扰流效果的同时,又能减少对流体流动速度的影响。
在上述的同轴式螺旋管换热器中,所述扰流块呈圆柱状,所述扰流块的外端面呈圆弧形,且与外管的内侧壁具有相同的曲率半径。
扰流块的形状设置,能防止内管与外管发生相对位移是对外管产生机械损伤。
在上述的同轴式螺旋管换热器中,所述扰流组件为呈环形板状的扰流板,所述扰流板套设在内管上,所述扰流板的内侧壁沿周向间隔开设有多个开口,所述开口与内管的外侧壁合围形成上述扰流口。
扰流板相较于扰流块而言,能增大与流体的接触面积,提升流体的扰流效果,而扰流板一体式设计,也便于将扰流板安装在内管上,简化了加工。
在上述的同轴式螺旋管换热器中,所述扰流板的外侧壁呈圆弧形,且与外管的内侧壁具有相同的曲率半径。
扰流板的形状设置,能防止内管与外管发生相对位移是对外管产生机械损伤。
在上述的同轴式螺旋管换热器中,所述外管还具有沿内管出口的朝外倾斜设置的出液管部,所述进液管部和出液管部分别位于外管的两端,所述出液管部的外端口为外管的出液口,所述换热段靠近进液口和出液口处均形成导流部,所述导流部呈直管状,仅靠近进液管部的导流部上套设有上述均液板。
仅仅只有靠近进液管部的导流部是设置有均液板的,均液板主要是对外管刚进入到外管与内管之间的流体进行均分,而导流部的设置,避免了扰流组件设置在进液口和出液口处,影响流体的进出效率,在保证传热效率的同时也提升流体的流动速度。
将出液管部也采用倾斜设置,使得流体二在经过换热管加热后,能通过出液管部快速的流出。
在上述的同轴式螺旋管换热器中,所述进液管部呈直管状,且进液管部的中轴线与内管的中轴线所形成的夹角A小于45°,所述进液管部沿外管周向向一侧倾斜设置,且倾斜的角度B小于30°。
通过将进液管部的中轴线相对于内管的中轴线有两个方向的倾斜角度,使得从进液管部进入到内管内撞击到均液板上时,能形成旋流,有助于粘性较大流体能沿着均液板周向转动后再沿着导液流道流下,进而提升了流体经过内管和外管之间的均匀性,实现了对流体均匀的换热。
进液管部与外管非正交的方式设置,是防止流体二进入后直接冲击内管,造成内管的冲刷,同时也增大流体二进入后的流通截面积;进液管部与外管非完全轴向相切的方式进入,防止流体二进入后过于集中,会在进入侧以较大流量向前流动,无法做到流体二的较均匀分配;进液管部与外管非完全周向相切的方式进入,也是防止流体二进入后没有径向流,无法做到流体二的较均匀分配。
一种同轴式螺旋管换热器的制造方法,该制造方法基于上述结构内容,其特征在于,包括以下步骤:
A、将符合内管规格尺寸的直钢管依次拼接到设计长度;
B、将若干呈圆柱状的扰流块的两个端面进行加工,加工成同轴圆弧面,一个圆弧面曲率半径等于内管外表面的曲率半径,另一端的圆弧面曲率半径等于外管内表面的曲率半径;
C、将多组扰流块沿着内管长度方向等距间隔焊接在内管上,同一横截面上内管的扰流块沿内管周向均匀分布;
D、将最靠近内管进口的扰流块朝向相应的内管进口方向之间距离50mm~80mm处标记,将均液板焊接在内管进口的标记处;
E、将多段符合规格尺寸的直钢管的两端打磨出焊接坡口,对齐相应的外管,并将对齐的外管套在内管外,再将相邻的两段外管焊接;
F、封闭件套入外管的两端,封闭件的外边沿焊接在外管的端部上,封闭件的内边沿焊接在内管上;
G、将焊接后的内管和外管放置在弯模管上,按照要求的螺距、旋向和弯曲半径将焊接后的外管和内管弯制成螺旋盘管。
上述换热管的制造方法,是先将多段直钢管进行拼接,拼接成内管,再将扰流块和均液板焊接在内管上,再将多段直钢管状的外管套在内管外并焊接,将封闭件焊接在内管的两端,安装完成后,再将整个焊接过的内管和外管放置在弯模管上,支撑螺旋盘管,从而能快速的实现内管内扰流板和均液板的安装,也便于在弯曲时内管和外管能保持同轴设置,提升了加工效率。
在上述的同轴式螺旋管换热器的制造方法中,在所述步骤G后,测量出均液板对应的外管的水平位置,在外管高出均液板位置处开设有缺口,将呈直管状的进液管部的一端进行斜面加工,进液管部的斜面端与外管的缺口处焊接并呈倾斜设置。
由于进液管部的中轴线相较于内管的中轴线是由两个方向的倾斜,并且进液管部是位于外管外,在弯模管弯模时进液管部容易影响定位等,因此弯曲成型后,再将进液管部焊接在外管上,便于加工。
在上述的同轴式螺旋管换热器的制造方法中,在所述步骤G后,在外管的另一端开设有安装口,将呈直管状的出液管部的一端进行斜面加工,出液管部的斜面端与外管的安装口处焊接并呈倾斜设置。
直接在外管上开设有安装口,并将出液管部的斜面端与外管的安装口处焊接,使得出液管部的安装更加方便,便于加工。
一种同轴式螺旋管换热器的制造方法,该制造方法基于上述结构内容,其特征在于,包括以下步骤:
A、将符合内管规格尺寸的直钢管依次拼接到设计长度;
B、将若干呈板状的扰流板加工成内圆直径等于内管的外圆直径、外圆直径等于外管的内圆直径,在扰流板的内圆沿径向朝外开设有多个沿周向均匀分布的开口;
C、将多个扰流板沿着内管长度方向等距间隔焊接在内管上;
D、将最靠近内管进口的扰流块朝向相应的内管进口方向之间距离50mm~80mm处标记,将均液板焊接在内管进口的标记处;
E、将多段符合规格尺寸的直钢管的两端打磨出焊接坡口,对齐相应的外管,并将对齐的外管套在内管外,再将相邻的两段直管焊接;
F、封闭件套入外管的两端,封闭件的外边沿焊接在外管的端部上,封闭件的内边沿焊接在内管上;
G、将焊接后的内管和外管放置在弯模管上,按照要求的螺距、旋向和弯曲半径将焊接后的外管和内管弯制成螺旋盘管。
上述换热管的制造方法,是先将多段直钢管进行拼接,拼接成内管,再将扰流板和均液板焊接在内管上,再将多段直钢管状的外管套在内管外并焊接,将封闭件焊接在内管的两端,安装完成后,再将整个焊接过的内管和外管放置在弯模管上,支撑螺旋盘管,从而能快速的实现内管内扰流板和均液板的安装,也便于在弯曲时内管和外管能保持同轴设置,提升了加工效率。
在上述的同轴式螺旋管换热器的制造方法中,在所述步骤G后,测量出均液板对应的外管的水平位置,在外管高出均液板位置处开设有缺口,将呈直管状的进液管部的一端进行斜面加工,进液管部的斜面端与外管的缺口处焊接并呈倾斜设置。
由于进液管部的中轴线相较于内管的中轴线是由两个方向的倾斜,并且进液管部是位于外管外,在弯模管弯模时进液管部容易影响定位等,因此弯曲成型后,再将进液管部焊接在外管上,便于加工。
在上述的同轴式螺旋管换热器的制造方法中,在所述步骤G后,在外管的另一端开设有安装口,将呈直管状的出液管部的一端进行斜面加工,出液管部的斜面端与外管的安装口处焊接并呈倾斜设置。
直接在外管上开设有安装口,并将出液管部的斜面端与外管的安装口处焊接,使得出液管部的安装更加方便,便于加工。
与现有技术相比,本同轴式螺旋管换热器具有以下优点:
1、在加工时,由于扰流组件是多个,并沿着换热段的长度方向依次间隔分布,因此每个扰流组件的连接是相对独立的,只需要在内管上找出相应的扰流组件的安装位置即可,当其中一个扰流组件出现位置误差时不影响另外的扰流组件的安装,使得扰流组件能稳定的焊接在内管上,降低了换热管的加工难度。
2、通过将进液管部的中轴线相对于内管的中轴线有两个方向的倾斜角度,使得从进液管部进入到内管内撞击到均液板上时,能形成旋流,有助于粘性较大流体能沿着均液板周向转动后再沿着导液流道流下,进而提升了流体经过内管和外管之间的均匀性,实现了对流体均匀的换热。
3、无论是进入到内管的流体一和从进液管部进入到内管和外管之间的流体二的温差较大,还是流体一或流体二的单股流体温差较大,本换热器均具有较好的机械结构,不会因温差应力引起结构失稳。
4、通过先将呈直管状的内管上焊接有扰流块和均液板,再将多段呈直管状的外管套在内管上并焊接,焊接完成后再用弯摸管上实现整个换热管的弯曲,保证了内管和外管同轴设置,并且在弯曲后再将进液管部依照之前的倾斜角度要求将其焊接在外管上,使其制造加工更加方便快捷。
5、通过先将呈直管状的内管上焊接有扰流板和均液板,再将多段呈直管状的外管套在内管上并焊接,焊接完成后再用弯摸管上实现整个换热管的弯曲,保证了内管和外管同轴设置,并且在弯曲后再将进液管部依照之前的倾斜角度要求将其焊接在外管上,使其制造加工更加方便快捷。
附图说明
图1是本实施例一的部分结构示意图。
图2是本发明的俯视图。
图3是本实施例一的局部示意图。
图4是本发明中进液管部的部分剖视图。
图5是本发明的部分侧视图。
图6是本实施例二的局部示意图。
图7是本实施例二中扰流板的结构示意图。
图中,1、换热管;2、内管;21、换热段;21a、导流部;21b、进口;21c、出口;22、连接段;3、外管;31、进液管部;32、进液口;33、出液口;34、出液管部;4、封闭件;5、扰流组件;51、扰流口;52、扰流块;53、扰流板;53a、开口;6、均液板;7、导液流道。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图,对本发明的技术方案作进一步的描述,但本发明并不限于这些实施例。
实施例一
如图1-5所示,本同轴式螺旋管换热器,包括换热管1,换热管1包括内管2、外管3和呈环形的封闭件4,内管2具有穿设在外管3内的换热段21,内管2的两端伸出外管3并形成连接段22,封闭件4的内边沿与内管2的外壁固连,封闭件4的外边沿与外管3的端口处固连。
具体的说,如图1-5所示,换热段21的外壁沿内管2的长度方向依次间隔设置有多个扰流组件5,每个扰流组件5的外侧壁均与外管3的内侧壁相抵靠,扰流组件5与内管2和/或外管3之间沿内管2的周向依次形成至少两个相互独立的扰流口51,换热段21上套接有呈环形的均液板6,均液板6的外边沿与外管3之间形成导液流道7,外管3具有沿内管2进口21b的方向朝向均液板6倾斜设置的进液管部31,进液管部31的外端口为外管3的进液口32,内管2与外管3具有相同的弯曲半径、相同的旋转轴和相同的螺旋升角。
内管2和外管3之间设置有多个扰流组件5,扰流组件5是沿着内管2的换热段21的外壁沿内管2长度方向间隔设置的,通过扰流组件5与内管2和/或外管3之间形成多个扰流口51,当流体的流量较小且粘性较大时,只需要通过多个沿内管2周向间隔设置的扰流口51进行扰流,增大流体的湍流程度,来提高对流体的传热系数,在加工时,因此每个扰流组件5的连接是相对独立的,只需要在内管2上找出相应的扰流组件5的安装位置即可,当其中一个扰流组件5出现位置误差时不影响另外的扰流组件5的安装,使得扰流组件5能稳定的焊接在内管2上,降低了换热管1的加工难度;需要加热的流体是从外管3的进液管部31进入到外管3和内管2之间,通过在靠近外管3进液口处套设有均液板6,外管3是倾斜设置,流体经过进液管部31的导向直接流动至均液板6处,通过均液板6的导向流体从导液流道7向下流动,使得粘性较大的流体能均匀的沿着导液流道7向下流动,避免了热交换过程中流体的局部不均匀性,并且结合多个扰流口51,将内管2和外管3之间流通截面分成多个相对独立的流道,防止了流体流动过程中发生层流,提升换热管1的传热效率,综上,上述结构在保证有较好的换热效果的同时降低了加工制造的难度。
在实际使用时,流体一从内管2的进口21b进入,沿着内管2轴向流动,流体二从进液管部31进入到内管2外侧壁与外管3内侧壁之间的空间,流体二以沿内管2外表面相切具有轴向流和周向流的方式进入,流体二在遇到均液板6会改变方向,以具有径向流和周向流的方式进入导液流道7,之后均匀的分配到扰流组件5沿内管2长度方向分隔成的通道内,并经过多个扰流组件5的扰流口51,沿着内管2的轴向流动进行热量交换。
如图1和图3所示,扰流组件5为至少三个扰流块52,扰流块52与内管2和外管3之间合围形成扰流口51,每组扰流组件5的扰流块52沿内管2周向均匀设置,作为优选,扰流块52沿内管2周向均匀设置有四块,扰流块52呈圆柱状,扰流块52的外端面呈圆弧形,且与外管3的内侧壁具有相同的曲率半径。
如图2、图4和图5所示,外管3还具有沿内管2出口21c的方向朝外倾斜设置的出液管部34,进液管部31和出液管部34分别位于外管3的两端,出液管部34的外端口为外管3的出液口33,换热段21靠近进液口32和出液口33处均形成导流部21a,导流部21a呈直管状,仅靠近进液管部31的导流部21a上套设有上述均液板6,进液管部31呈直管状,且进液管部31的中轴线与内管2的中轴线所形成的夹角A小于45°,进液管部31沿外管3周向向一侧倾斜设置,且倾斜的角度B小于30°。
进液管部31与外管3非正交的方式设置,是防止流体二进入后直接冲击内管2,造成内管2的冲刷腐蚀,同时也增大流体二进入后的流通截面积;进液管部31与外管3非完全轴向相切的方式进入,防止流体二进入后过于集中,会在进入侧以较大流量向前流动,无法做到流体二的较均匀分配;进液管部31与外管3非完全周向相切的方式进入,也是防止流体二进入后没有径向流,无法做到流体二的较均匀分配。
如图1-5所示,本同轴式螺旋管换热器的制造方法,包括以下步骤:
A、将符合内管2规格尺寸的直钢管依次拼接到设计长度;
B、将若干呈圆柱状的扰流块52的两个端面进行加工,加工成同轴圆弧面,一个圆弧面曲率半径等于内管2外表面的曲率半径,另一端的圆弧面曲率半径等于外管3内表面的曲率半径;
C、将多组扰流块52沿着内管2长度方向等距间隔焊接在内管2上,同一横截面上内管2的扰流块52沿内管2周向均匀分布;
D、将最靠近内管2进口21b的扰流块52朝向相应的内管2进口21b方向之间距离50mm~80mm处标记,将均液板6焊接在内管2进口21b的标记处;
E、将多段符合规格尺寸的直钢管的两端打磨出焊接坡口,对齐相应的外管3,并将对齐的外管3套在内管2外,再将相邻的两段外管3焊接;
F、封闭件4套入外管3的两端,封闭件4的外边沿焊接在外管3的端部上,封闭件4的内边沿焊接在内管2上;
G、将焊接后的内管2和外管3放置在弯模管上,按照要求的螺距、旋向和弯曲半径将焊接后的外管3和内管2弯制成螺旋盘管;
测量出均液板6对应的外管3的水平位置,在外管3高出均液板6位置处开设有缺口,将呈直管状的进液管部31的一端进行斜面加工,进液管部31的斜面端与外管3的缺口处焊接并呈倾斜设置;在外管3的另一端开设有安装口,将呈直管状的出液管部34的一端进行斜面加工,出液管部34的斜面端与外管3的安装口处焊接并呈倾斜设置。
实施例二
本实施例的内容与实施例一的基本相同,其不同之处在于:
如图6和图7所示,扰流组件5为呈环形板状的扰流板53,扰流板53套设在内管2上,扰流板53的内侧壁沿周向间隔开设有多个开口53a,开口53a与内管2的外侧壁合围形成上述扰流口51,扰流板53的外侧壁呈圆弧形,且与外管3的内侧壁具有相同的曲率半径。
扰流板53相较于扰流块52而言,能增大与流体的接触面积,提升流体的扰流效果,而扰流板53一体式设计,也便于将扰流板53安装在内管2上,简化了加工,扰流板53的形状设置,能防止内管2与外管3发生相对位移是对外管3产生机械损伤。
如图2和图4-7所示,本同轴式螺旋管换热器的制造方法,包括以下步骤:
A、将符合内管2规格尺寸的直钢管依次拼接到设计长度;
B、将若干呈板状的扰流板53加工成内圆直径等于内管2的外圆直径、外圆直径等于外管3的内圆直径,在扰流板53的内圆沿径向朝外开设有多个沿周向均匀分布的开口53a;
C、将多个扰流板53沿着内管2长度方向等距间隔焊接在内管2上;
D、将最靠近内管2进口21b的扰流板53朝向相应的内管2进口21b之间距离50mm~80mm处标记,将均液板6焊接在内管2进口21b标记处;
E、将多段符合规格尺寸的直钢管的两端打磨出焊接坡口,对齐相应的外管3,并将对齐的外管3套在内管2外,再将相邻的两段直管焊接;
F、封闭件4套入外管3的两端,封闭件4的外边沿焊接在外管3的端部上,封闭件4的内边沿焊接在内管2上;
G、将焊接后的内管2和外管3放置在弯模管上,按照要求的螺距、旋向和弯曲半径将焊接后的外管3和内管2弯制成螺旋盘管;
测量出均液板6对应的外管3的水平位置,在外管3高出均液板6位置处开设有缺口,将呈直管状的进液管部31的一端进行斜面加工,进液管部31的斜面端与外管3的缺口处焊接并呈倾斜设置;在外管3的另一端开设有安装口,将呈直管状的出液管部34的一端进行斜面加工,出液管部34的斜面端与外管3的安装口处焊接并呈倾斜设置。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种同轴式螺旋管换热器,包括换热管(1),所述换热管(1)包括内管(2)、外管(3)和呈环形的封闭件(4),所述内管(2)具有穿设在外管(3)内的换热段(21),所述内管(2)的两端伸出外管(3)并形成连接段(22),所述封闭件(4)的内边沿与内管(2)的外壁固连,所述封闭件(4)的外边沿与外管(3)的端口处固连,其特征在于,所述换热段(21)的外壁沿内管(2)的长度方向依次间隔设置有多个扰流组件(5),每个扰流组件(5)的外侧壁均与外管(3)的内侧壁相抵靠,所述扰流组件(5)与内管(2)和/或外管(3)之间沿内管(2)的周向依次形成至少两个相互独立的扰流口(51),所述换热段(21)上套接有呈环形的均液板(6),所述均液板(6)的外边沿与外管(3)之间形成导液流道(7),所述外管(3)具有沿着内管(2)进口(21b)的方向朝向均液板(6)倾斜设置的进液管部(31),所述进液管部(31)的外端口为外管(3)的进液口(32)。
2.根据权利要求1所述的同轴式螺旋管换热器,其特征在于,所述扰流组件(5)为至少三个扰流块(52),所述扰流块(52)与内管(2)和外管(3)之间合围形成扰流口(51),每组扰流组件(5)的扰流块(52)沿内管(2)周向均匀设置。
3.根据权利要求2所述的同轴式螺旋管换热器,其特征在于,所述扰流块(52)呈圆柱状,所述扰流块(52)的外端面呈圆弧形,且与外管(3)的内侧壁具有相同的曲率半径。
4.根据权利要求1所述的同轴式螺旋管换热器,其特征在于,所述扰流组件(5)为呈环形板状的扰流板(53),所述扰流板(53)套设在内管(2)上,所述扰流板(53)的内侧壁沿周向间隔开设有多个开口(53a),所述开口(53a)与内管(2)的外侧壁合围形成上述扰流口(51)。
5.根据权利要求4所述的同轴式螺旋管换热器,其特征在于,所述扰流板(53)的外侧壁呈圆弧形,且与外管(3)的内侧壁具有相同的曲率半径。
6.根据权利要求1-5任一项所述的同轴式螺旋管换热器,其特征在于,所述外管(3)还具有沿内管(2)出口(21c)的方向上朝外倾斜设置的出液管部(34),所述进液管部(31)和出液管部(34)分别位于外管(3)的两端,所述出液管部(34)的外端口为外管(3)的出液口(33),所述换热段(21)靠近进液口(32)和出液口(33)处均形成导流部(21a),所述导流部(21a)呈直管状,仅靠近进液管部(31)的导流部(21a)上套设有上述均液板(6)。
7.根据权利要求1-5任一项所述的同轴式螺旋管换热器,其特征在于,所述进液管部(31)呈直管状,且进液管部(31)的中轴线与内管(2)的中轴线所形成的夹角A小于45°,所述进液管部(31)沿外管(3)周向向一侧倾斜设置,且倾斜的角度B小于30°。
8.一种同轴式螺旋管换热器的制造方法,制造方法包含了权利要求1-3以及权利要求6和权利要求7任一项所述的换热管(1),其特征在于,包括以下步骤:
A、将符合内管(2)规格尺寸的直钢管依次拼接到设计长度;
B、将若干呈圆柱状的扰流块(52)的两个端面进行加工,加工成同轴圆弧面,一个圆弧面曲率半径等于内管(2)外表面的曲率半径,另一端的圆弧面曲率半径等于外管(3)内表面的曲率半径;
C、将多组扰流块(52)沿着内管(2)长度方向等距间隔焊接在内管(2)上,同一横截面上内管(2)的扰流块(52)沿内管(2)周向均匀分布;
D、将最靠近内管(2)进口(21b)的扰流块(52)朝向相应的内管(2)进口(21b)方向之间距离50mm~80mm处标记,将均液板(6)焊接在内管(2)进口(21b)的标记处;
E、将多段符合规格尺寸的直钢管的两端打磨出焊接坡口,对齐相应的外管(3),并将对齐的外管(3)套在内管(2)外,再将相邻的两段外管(3)焊接;
F、封闭件(4)套入外管(3)的两端,封闭件(4)的外边沿焊接在外管(3)的端部上,封闭件(4)的内边沿焊接在内管(2)上;
G、将焊接后的内管(2)和外管(3)放置在弯模管上,按照要求的螺距、旋向和弯曲半径将焊接后的外管(3)和内管(2)弯制成螺旋盘管。
9.根据权利要求8所述的同轴式螺旋管换热器的制造方法,其特征在于,在所述步骤F后,测量出均液板(6)对应的外管(3)的水平位置,在外管(3)高出均液板(6)位置处开设有缺口,将呈直管状的进液管部(31)的一端进行斜面加工,进液管部(31)的斜面端与外管(3)的缺口处焊接并呈倾斜设置。
10.一种同轴式螺旋管换热器的制造方法,制造方法包含了权利要求1以及权利要求4-7任一项所述的换热管(1),其特征在于,包括以下步骤:
A、将符合内管(2)规格尺寸的直钢管依次拼接到设计长度;
B、将若干呈板状的扰流板(53)加工成内圆直径等于内管(2)的外圆直径、外圆直径等于外管(3)的内圆直径,在扰流板(53)的内圆沿径向朝外开设有多个沿周向均匀分布的开口(53a);
C、将多个扰流板(53)沿着内管(2)长度方向等距间隔焊接在内管(2)上;
D、将最靠近内管(2)进口(21b)的扰流板(53)朝向相应的内管(2)进口(21b)方向之间距离50mm~80mm处标记,将均液板(6)焊接在内管(2)进口(21b)的标记处;
E、将多段符合规格尺寸的直钢管的两端打磨出焊接坡口,对齐相应的外管(3),并将对齐的外管(3)套在内管(2)外,再将相邻的两段直管焊接;
F、封闭件(4)套入外管(3)的两端,封闭件(4)的外边沿焊接在外管(3)的端部上,封闭件(4)的内边沿焊接在内管(2)上;
G、将焊接后的内管(2)和外管(3)放置在弯模管上,按照要求的螺距、旋向和弯曲半径将焊接后的外管(3)和内管(2)弯制成螺旋盘管。
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