专利名称：螺旋线圈强化传热管式空气预热器的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种对管式空气预热器的改进，属于热交换设备的技术领域。
空气预热器在热交换的设备领域中应用已有漫长的历史，尤其是管式空气预热器在锅炉通风和余热回收方面应用十分广泛，但到目前为止，各类管式空气预热器，除在外形及尺寸方面有所变化外，在其内部结构方面均没有本质的改变，因此其热交换的效率也没有明显的提高。通常，为了提高热交换的效率，只是从增加管子的换热面积着手，由此而产生的后果是设备既大又重。
本实用新型的发明目的就是提供一种热交换效率高，且又不增加设备体积的螺旋线圈强化传热管式空气预热器。
本实用新型的螺旋线圈强化传热管式空气预热器采用螺旋线圈插入管式空气预热器中的通气管，螺旋线圈基本紧靠在管子的内壁上，即螺旋线圈的外径等于空心管的内径D，在φ40～φ70毫米的管式空气预热器中，插入管内的螺旋线圈，其螺距P与螺旋线圈的外径D之比为P／D＝0.315～4.094，螺旋线圈的线径d与螺旋线圈的外径D之比为d／D＝0.033～0.157。当螺旋线圈的线截面为矩形时，其矩形的高度h与螺旋线圈的外径D之比h／D＝0.033～0.157，其螺距P与外径D之比P／D＝0.315～4.094。
本实用新型的优点在于采用螺旋线圈插入管内强化传热，使管内对流换热系数提高60～170％，相应流动阻力系数增加85～720％，根据能量利用率评价，可以大大提高热交换器的换热效率。在普通光滑管式热交换器中，管内壁面附近区域往往存在流速大大低于紊流核心区的层流边界层，经计算，流速＜0.5m／s的边界层厚度约为1.2～4.0mm。采用螺旋线圈强化传热，增加管内旋转的切向分量和管内流团分子的脉动度，破坏管壁处的层流边界层，减小传热热阻，提高了管内换热系数。另外，管内扰动度的增加，更有利于管内抗积灰。经实测，本技术在层燃炉、煤粉炉的管式空气预热器上使用，降低了排烟温度10℃～17℃，减小了排烟热损失；提高热风温度12℃～25℃，改善了炉内燃烧；降低了锅炉的煤耗率，提高了管内抗积灰的性能。
图1是本实用新型的螺旋线圈插入空心管的结构示意图。
图2是螺旋线圈插入空心管后，某一根热交换管的剖面结构示意图。
图3是当螺旋线圈的线截面为矩形时的剖面结构示意图。
图4是整个空气预热器的结构示意图。
本实用新型的实施方案如下采用金属线材，其截面为圆形或矩形的均可以，将其在圆棒上绕成线圈，其线圈的外径等于空气预热器空心管的内径，然后将圆棒抽出，再将绕制好的线圈插入空气预热器的空心管中，把线圈的头部折弯，勾在空气预热器的端板上即可。线圈的线径根据空气预热器空心管的内径而定，即线径d与螺旋线圈的外径之比d／D＝0.033～0.157，螺距P与线圈外径之比P／D＝0.315～4.094。根据以上所述，便可制成本实用新型的螺旋线圈强化传热管式空气预热器。
权利要求1.一种管式空气预热器，由若干圆管及端板(3)所组成，其特征在于管(2)内插入了螺旋线圈(1)，螺旋线圈(1)的外径即为管(2)的内径。
2.根据权利要求1所述的螺旋线圈强化传热管式空气预热器，其特征在于在φ40～φ70毫米的管式空气预热器中，插入空心管(2)的螺旋线圈(1)，其螺距P与螺旋线圈的外径D之比为P／D＝0.315～4.094，螺旋线圈的线径d与螺旋线圈的外径D之比为d／D＝0.033～0.157。
3.根据权利要求2所述的螺旋线圈强化传热管式空气预热器，其特征在于主螺旋线圈(1)的线截面为矩形时，其高度h与螺旋线圈的外径D之比h／D＝0.033～0.157，其螺距P与外径D之比P／D＝0.315～4.094。
专利摘要螺旋线圈强化传热管式预热器，是对通常使用的空气预热器的改进，属于热交换设备的技术领域，其主要方案是在空气预热器的空心管子中插入了具有一定结构尺寸的螺旋线圈，使得流经管子里的流体能充分扰动，以致有效地提高空气预热器的热交换率，减少排烟的热损失，提高热风温度，改善燃烧，降低了锅炉的耗煤率，同时又提高了空气预热器的抗积灰效果。用于新设计空气预热器，可以节省钢材和烟道空间。
文档编号F23L15/00GK2137327SQ9221372
公开日1993年6月30日 申请日期1992年4月29日 优先权日1992年4月29日
发明者张承福, 李方钺, 梁志明, 许春旭 申请人:东南大学