专利名称：椭圆扁螺旋换热管及其加工工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及金属管加工技术领域，尤其涉及一种用于换热器等换热设备的椭圆扁螺旋换热管。本发明还涉及前述椭圆扁螺旋换热管的加工工艺。
背景技术：
换热管是换热设备的关键部件，换热管的换热效率直接影响到换热设备的工作效率。因此，本领域的技术人员一直致力于采用多种多样的方式，提高换热管的换热效率。如图1所示，CN201780028U公开了一种“螺旋式换热管”，所述的换热管1为采用铜管弯曲成型制成的螺旋式换热管，该换热管1两个连接头2的方向与换热管1弯曲绕制的轴线方向一致。该技术方案结构简单、体积小、换热性能比高，安装方便，省时省力。但这种弯曲结构只是在有限的空间里增加了换热管的长度，并未提高换热管单位长度上的换热效率，比较适用于无缝的直光管(例如无缝不锈钢管等)。对焊管而言，这种弯曲极易破坏其焊缝处的牢固程度。如图2所示，CN201867111U公开了一种“内置强化扰流片式换热管”，它具有管体1，管体1内中心处沿轴线全长布置有扰流片，所述扰流片具有长条平板基片2，基片上冲制有多个上、下交错翻折的扰流花瓣4，扰流花瓣4的外端呈圆弧面或圆弧倒角面，其圆弧段面与管体1紧密贴合，且在扰流花瓣4上开有液流孔3。该技术方案具有强化管内换热面积和对流体扰流、防止扰流片振动的作用；可提高换热管的换热系数，主要应用于石油化工、船舶、冶金、舰艇、电力等行业高性能要求的液体换热器、气体换热器。但同样地，这种换热管加工工艺复杂，并且容易结污难以清除。尤其是，不适用于管直较小的换热管。如图3所示，CN201811631U公开了一种“外齿内螺旋换热管”，包括管体1，管体1外壁周面上轧制齿牙2，所述管体1内壁轧制螺旋翅片4 ；所述齿牙2呈长条形，其方向与管体1轴线平行，所述齿牙2截面呈梯形，相邻齿牙2之间形成“V”字形沟槽3。该技术方案一定程度上改善了管的传热性能，管体外壁长条形齿牙的设置，具有疏导作用，管体内壁螺旋翅片的设置，增大换热面积，强化换热效果。但这种换热管加工工艺复杂，对原材料损耗较大。现有技术中的上述各种换热管在做热交换时，水、油、气等换热介质在换热管内流通，借助于换热管壁实现与换热管外的其他介质之间交换热量的技术目的。在热交换过程中，靠近换热管管壁区域的换热介质所进行的热交换比较充分，换热效率较高；而远离换热管管壁、位于换热管中心区域的换热介质的热交换并不充分，因此现有技术中的上述换热管虽经过一定改进，但各有缺点。因此，本领域的技术人员致力于开发一种结构简单、加工方便、换热效率高的换热管。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种换热效率高
3的椭圆扁螺旋换热管。为实现上述目的，本发明提供了一种椭圆扁螺旋换热管，至少包括管体，所述管体合围形成一介质通道；所述管体由位于中部的异形管段及分别位于所述异形管段两端的第一直管段、第二直管段一体构成；所述异形管段具有椭圆扁横截面，该椭圆的长轴与短轴一起相对所述管体的轴线具有一旋转夹角。较佳地，所述长轴的长度大于所述管体的直径。 较佳地，所述第一直管段与所述第二直管段为不等长。较佳地，所述第一直管段与所述第二直管段为等长。较佳地，所述旋转夹角为顺时针或逆时针。较佳地，所述旋转夹角为1° -75°。本发明的椭圆扁螺旋换热管由于采用了上述结构设计的异形管段，换热介质通道的内壁具有螺旋波纹，对换热介质的扰流效果明显，换热介质在管内与管外的热交换效果充分，提高了管体的热交换效率。并且，上述结构的管体具有结污少、清洗容易的有益效果。由于在异形管段的两端增设了一体结构的不等长的第一直管段、第二直管段，在制作换热设备时，便于借位安装，改善了换热设备的组装条件。与现有技术中的直光管相比，直光管内的介质通道，在靠近管壁的部分流速慢，靠近中心的部分流速快，因此，管内介质通道不同部分的温差大，在管内壁上容易形成污垢。而本发明的换热管，由于管内形成有涡流，因此管内介质通道不同部分的温差小，结垢相对就少。与现有技术中的星形换热管相比，虽然星形换热管缩短了介质通道的中心部分与管壁之间的距离，改善了中心部分的热交换效率，但星形换热管内各部分相互之间并不形成涡流。而本发明在介质通道内的各部分之间形成涡流，提高了管体的换热效率。因此，与现有技术中的各种换热管相比本发明的椭圆扁螺旋换热管具有显著的有益效果。本发明还提供了上述任一椭圆扁螺旋换热管的加工工艺，包括以下步骤步骤一，获得一金属圆管；步骤二，将所述金属圆管的中段放置入辊机，挤压形成椭圆扁形的异形管段；步骤三，将步骤二获得的所述椭圆扁形的异形管段的第二端相对其第一端扭转一旋转夹角，获得所述椭圆扁螺旋换热管。较佳地，所述金属圆管为焊管。较佳地，所述步骤三之后，对获得的所述椭圆扁螺旋换热管做进一步热处理。较佳地，所述步骤三之后，将所述金属圆管弯曲成U型或S型。本发明的椭圆扁螺旋换热管的加工工艺，主要的加工环节为“一压一扭”，具有步骤简便、操作便利等有益效果。
图1是现有技术中一种换热管的结构示意图。图2是现有技术中又一种换热管的结构示意图。图3是现有技术中再一种换热管的结构示意图。
图4是本发明一具体实施例的整体结构示意图。图5是图4中A-A部的剖视结构示意图。
具体实施例方式以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。如图4、图5所示，本发明的一种椭圆扁螺旋换热管，其主体是一金属的管体，尤其是，本实施例中为金属焊管。管体合围形成一供换热介质在其中流通的介质通道，以实现管体内外介质的换热。本发明中，管体由位于中部的异形管段10，及分别位于异形管段10两端的第一直管段11、第二直管段12 —体构成。异形管段11具有椭圆扁横截面，并且，该椭圆的长轴与短轴一起相对管体的轴线具有一旋转夹角。本实施例中，异形管段11的长轴的长度大于管体的直径。进一步地，第一直管段11与第二直管段12为不等长。其有益效果在于，本发明的椭圆扁螺旋换热管在用于装配换热设备时，由于管板的间距空间有限，采用两端不等长的直管段，在装配时就可以往一端借尺寸，以充分利用管板之间的空间，提高了换热设备安装的便利性。当然，在一般情况下，也可以采用第一直管段11与第二直管段12为等长。具体地，在不同实施例中，上述旋转夹角可以为顺时针，也可以为逆时针。旋转夹角可以在1°至75°中根据实际情况选取。一般而言，旋转夹角的大小与管体的长度相关，管体的长度越长，可以采取的旋转夹角也就越大。上述各种旋转夹角的选用，还与换热介质的流体力学属性有关，并不是对本发明的限制。本发明的上述技术方案，可适用于不锈钢直光管(无缝钢管)，尤其适用于金属焊管。本发明还提供了上述椭圆扁螺旋换热管的加工工艺，包括以下步骤；步骤一，获得一金属圆管，例如金属焊管。步骤二，将金属圆管的中段放置入辊机，挤压形成椭圆扁形的异形管段。步骤三，将步骤二获得的椭圆扁形的异形管段的第二端相对其第一端扭转一旋转夹角，获得椭圆扁螺旋换热管。进一步地，在步骤三之后，对获得的椭圆扁螺旋换热管做进一步热处理，以改善其力学性能。上述旋转夹角可以为顺时针，也可以为逆时针。作为一种改进，所述步骤三之后，将金属圆管弯曲成U型或S型。本发明的加工方法，主要工艺步骤为“一压一扭”，具有工艺简单，操作便利，对原材料损伤小等有益效果。综上所述，本说明书中所述的只是本发明的几种较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的权利要求保护范围之内。
权利要求
1.一种椭圆扁螺旋换热管，至少包括管体，所述管体合围形成一介质通道；其特征在于所述管体由位于中部的异形管段及分别位于所述异形管段两端的第一直管段、第二直管段一体构成；所述异形管段具有椭圆扁横截面，该椭圆的长轴与短轴一起相对所述管体的轴线具有一旋转夹角。
2.如权利要求1所述的椭圆扁螺旋换热管，其特征在于所述长轴的长度大于所述管体的直径。
3.如权利要求1所述的椭圆扁螺旋换热管，其特征在于所述第一直管段与所述第二直管段为不等长。
4.如权利要求1所述的椭圆扁螺旋换热管，其特征在于所述第一直管段与所述第二直管段为等长。
5.如权利要求1所述的椭圆扁螺旋换热管，其特征在于所述旋转夹角为顺时针或逆时针。
6.如权利要求1所述的椭圆扁螺旋换热管，其特征在于所述旋转夹角为1°-75°。
7.—种上述任一椭圆扁螺旋换热管的加工工艺，包括以下步骤步骤一，获得一金属圆管；步骤二，将所述金属圆管的中段放置入辊机，挤压形成椭圆扁形的异形管段；步骤三，将步骤二获得的所述椭圆扁形的异形管段的第二端相对其第一端扭转一旋转夹角，获得所述椭圆扁螺旋换热管。
8.如权利要求7所述的加工工艺，其特征在于所述金属圆管为焊管。
9.如权利要求7所述的加工工艺，其特征在于所述步骤三之后，对获得的所述椭圆扁螺旋换热管做进一步热处理。
10.如权利要求7所述的加工工艺，其特征在于所述步骤三之后，将所述金属圆管弯曲成U型或S型。
全文摘要
本发明公开了一种椭圆扁螺旋换热管，至少包括管体，所述管体合围形成一介质通道；所述管体由位于中部的异形管段及分别位于所述异形管段两端的第一直管段、第二直管段一体构成；所述异形管段具有椭圆扁横截面，该椭圆的长轴与短轴一起相对所述管体的轴线具有一旋转角度。本发明还公开了上述椭圆扁换热管的加工工艺。本发明的椭圆扁螺旋换热管由于采用了上述结构设计的异形管段，结构简单，加工容易，提高了管体的热交换效率，还具有结污少、清洗容易的有益效果，可广泛应用于各种换热设备。
文档编号F28F1/10GK102368028SQ20111019218
公开日2012年3月7日 申请日期2011年7月11日 优先权日2011年7月11日
发明者孔详锋 申请人:上海科米钢管有限公司