一种螺旋式热交换管的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于热交换技术领域，尤其涉及一种螺旋式热交换管。
【背景技术】
[0002]热交换管主要是用在将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，流体在热交换管内部流过进行热交换。热交换器是化工、石油、动力、食品及其他许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。热交换器中重要的一个部件就是热交换管，热交换管的换热效果也是换热器性能的重要保证。在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器等，应用更加广泛。
[0003]现有强化热交换器种类有多种，如:螺旋管热交换器、波纹管热交换器等，因为结构上存在的缺陷，无法同时实现双侧的换热强化，最大限度的提高单位体积的热交换器换热能力，限制了其在对单位体积有高换热量要求的产品领域的应用。与专利200910199693.0相比较，不同之处在于，本发明利用藕节状螺旋结构作为热交换管为主体，不仅具备了上述专利的特征，而且利用藕节状的设计使得液体流过藕节状型腔过程中能够形成扰流，而螺旋状结构也为了更好的体现涡流的作用，中和液体在热交换过程中热量扩散的均匀性；最主要的是藕节状螺旋结构可大大增加热交换面积，提高热交换管的工作效率；在同等热量交换下减少热交换管长度，降低材料成本；减少占用空间。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种受热均匀、热交换率高、应用领域广泛的螺旋式热交换管。
[0005]本发明的目的是通过如下技术方案来完成的。这种螺旋式热交换管，包括内管、夕卜管，所述的内管为藕节状螺旋管，并由若干个藕节状型腔和孔隙构成，且该藕节状型腔与孔隙间呈交替分布结构一体焊接或压铸而成；所述的内管上的藕节状型腔的部分突出部位与外管的内壁间呈过盈配合连接，形成密封面，所述的内管上的藕节状型腔的部分凹陷部位与外管的内壁间为螺旋状结构，形成螺旋体，从而构成外管包裹内管的结构；所述的外管的外壁上包裹有保温层，在该保温层的外层上包裹有表层；所述的内管上的首尾两个藕节状型腔的中心位置上分别设置有内管进口与内管出口，并与内管相通；所述的外管的管壁上设置有外管进口与外管出口，并与螺旋体相通。
[0006]作为优选，所述的内管进口与外管出口位于同一端，内管出口和外管进口位于同一端。
[0007]作为优选，所述的由内管、外管构成的热交换管的结构设计为直管、U型管或螺旋管。
[0008]作为优选，所述的内管所采用的材质为铝、铜或不锈钢。
[0009]作为优选，所述的外管所采用的材质为PVC、铝或钢。
[0010]作为优选，所述的保温层所采用的材质为石棉或真空绝热一体材料。
[0011]本发明的有益效果为:
[0012]1、采用藕节状结构，与等距离等体积的热交换器相比，可增加热交换表面积20%，使得热交换效率提高近20%，采用藕节状结构所产生的扰流与螺旋体在外管内产生涡流配合可提高热交换效率10%以上，使得在热交换过程中外管和内管内的导热介质都能够在体热得到充分进行热交换，与普通热交换器相比提高热交换效率30%以上；
[0013]2、本发明结构紧凑，与普通热交换器相比，一般都使用直管或螺旋管让入容器内进行单一的冷却或加热，而本发明是冷热两种导热介质同时进行热交换是1:1的工作状态，使得两种导热介质充分发挥热效率，提高热交换率；
[0014]3、采用藕节状螺旋结构，可使得内部热交换介质产生扰流和涡流，使得热交换介质受热均勾，热量交换更加充分；
[0015]4、应用领域广泛，特别适用于热泵工作系统中，形成分体式结构，提高运行稳定性，减少使用空间，降低使用成本；
[0016]5、热交换的可控性，利用不同液体比热容的不同，在选择作为导热介质的时候，利用比热容的数值可控制内管或外管内导热介质的流速以达到所需要的温度或热量。
【附图说明】
[0017]图1是本发明的结构示意图。
[0018]图2是图1的A处放大结构示意图。
[0019]图3是图2的I处放大结构示意图。
[0020]附图中的标号分别为:1、内管；2、外管；3、密封面；4、螺旋体；5、保温层；6、表层；
11、藕节状型腔；12、孔隙；13、内管进口 ；14、内管出口 ；21、外管进口 ；22、外管出口。
【具体实施方式】
[0021]下面将结合附图对本发明做详细的介绍:如附图1至3所示，本发明包括内管1、外管2，所述的由内管1、外管2构成的热交换管的结构设计为直管、U型管或螺旋管。所述的内管I为藕节状螺旋管，并由若干个藕节状型腔11和孔隙12构成，且该藕节状型腔11与孔隙12间呈交替分布结构一体焊接或压铸而成；所述的内管I上的藕节状型腔11的部分突出部位与外管2的内壁间呈过盈配合连接，形成密封面3，所述的内管I上的藕节状型腔11的部分凹陷部位与外管2的内壁间为螺旋状结构，形成螺旋体4，从而构成外管2包裹内管I的结构；所述的外管2的外壁上包裹有保温层5，在该保温层5的外层上包裹有表层6 ;所述的内管I上的首尾两个藕节状型腔11的中心位置上分别设置有内管进口 13与内管出口 14，并与内管I相通；所述的外管2的管壁上设置有外管进口 21与外管出口 22，并与螺旋体4相通；藕节状的内管I内介质能够形成扰流，而内管I与外管2形成的螺旋腔体能够使介质形成涡流，这样的设计使得整个热交换管具有了能够让介质内热量始终保持均匀，从而提高热交换效率。
[0022]所述的内管进口 13与外管出口 22位于同一端，内管出口 14和外管进口 21位于同一端，此设计为确保两种介质进行充分热交换。
[0023]所述的内管I所采用的材质为铝、铜或不锈钢；所述的外管2所采用的材质为PVC、铝或钢；所述的保温层5所采用的材质为石棉或真空绝热一体材料。
[0024]设定2米长的本热交换管的热交换率为95%，内管I的导热介质为导热姆，外管2的介质为水。现在我们要将导热油炉内流出来的导热姆与水进行热交换，将水变成水蒸气。设定从导热油炉内出来的导热姆为200°C，从热交换管内管I的内管进口 13进入到热交换管内，而常温20°C的水从热交换管的外管2的外管进口 21进入。设定水与导热姆的热价换程度为100%，即对等交换。此时进入热交换管的外管2的水与内管I内的导热姆开始进行热交换作用，当导热姆从内管I的藕节状型腔11内通过孔隙12时，导热姆会从一个低压到高压的过程，在此期间贴敷于藕节状内管壁的导热姆由于跟水进行了热交换，相对于在内管I中心的导热姆的温度要低，而通过孔隙12时由于压力和过流面的变化，温度不同的导热姆进行了热量混合，使得流出孔隙12的导热姆由于扰流作用进入下一节藕节状型腔11内的温度保持均匀，再与外壁的水进行热交换。而水在螺旋腔体内始终处于螺旋运动中会产生涡流，使得参加热交换的水始终保持均匀温度，形成最优交换状态。当水吸收导热姆的热量后温度不断升高，直到外管出口 22处(即内管进口 13)时热交换停止，水已经变成了190°C水蒸气，而相反的是，内管I内的导热姆进入内管I后热量不断的释放，被水吸收，直到内管出口 14处(即外管进口 21)时热交换停止，导热姆的温度降低到21°C，完成整个热交换过程。
[0025]可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种螺旋式热交换管，包括内管(I)、外管(2)，其特征在于:所述的内管(I)为藕节状螺旋管，并由若干个藕节状型腔(11)和孔隙(12)构成，且该藕节状型腔(11)与孔隙(12)间呈交替分布结构一体焊接或压铸而成；所述的内管(I)上的藕节状型腔(11)的部分突出部位与外管(2)的内壁间呈过盈配合连接，形成密封面(3)，所述的内管(I)上的藕节状型腔(11)的部分凹陷部位与外管(2)的内壁间为螺旋状结构，形成螺旋体(4)，从而构成外管(2)包裹内管(I)的结构；所述的外管(2)的外壁上包裹有保温层(5)，在该保温层(5)的外层上包裹有表层(6);所述的内管(I)上的首尾两个藕节状型腔(11)的中心位置上分别设置有内管进口(13)与内管出口(14)，并与内管⑴相通；所述的外管(2)的管壁上设置有外管进口(21)与外管出口(22)，并与螺旋体(4)相通。2.根据权利要求1所述的螺旋式热交换管，其特征在于:所述的内管进口(13)与外管出口(22)位于同一端，内管出口(14)和外管进口(21)位于同一端。3.根据权利要求1所述的螺旋式热交换管，其特征在于:所述的由内管(1)、外管(2)构成的热交换管的结构设计为直管、U型管或螺旋管。4.根据权利要求1所述的螺旋式热交换管，其特征在于:所述的内管(I)所采用的材质为铝、铜或不锈钢。5.根据权利要求1所述的螺旋式热交换管，其特征在于:所述的外管(2)所采用的材质为PVC、铝或钢。6.根据权利要求1所述的螺旋式热交换管，其特征在于:所述的保温层(5)所采用的材质为石棉或真空绝热一体材料。
【专利摘要】本发明涉及一种螺旋式热交换管，包括内管、外管，所述的内管为藕节状螺旋管，并由若干个藕节状型腔和孔隙构成，且该藕节状型腔与孔隙间呈交替分布结构一体焊接或压铸而成；所述的内管上的藕节状型腔的部分突出部位与外管的内壁间呈过盈配合连接，形成密封面，所述的内管上的藕节状型腔的部分凹陷部位与外管的内壁间为螺旋状结构，形成螺旋体，从而构成外管包裹内管的结构；所述的外管的外壁上包裹有保温层，在该保温层的外层上包裹有表层；所述的内管上的首尾两个藕节状型腔的中心位置上分别设置有内管进口与内管出口；所述的外管的管壁上设置有外管进口与外管出口。本发明有益的效果：本发明具有受热均匀、热交换率高、应用领域广泛的优点。
【IPC分类】F28F1/00
【公开号】CN104990441
【申请号】CN201510416181
【发明人】陈峰磊
【申请人】宁波高新区金杉新能源科技有限公司
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年7月15日