本發(fā)明涉及熱交換設(shè)備領(lǐng)域，具體而言，涉及一種翅片螺旋換熱管及換熱器。

背景技術(shù)：

換熱管是熱交換裝置的關(guān)鍵零部件，其換熱能力的大小直接影響到熱交換裝置的性能。

目前市面上廣泛應(yīng)用的換熱管普遍存在換熱效率低、成型工藝復(fù)雜、生產(chǎn)成本高等缺點(diǎn)，導(dǎo)致熱交換裝置的工作效率低、能耗較高、成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種翅片螺旋換熱管，其換熱效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成型方便。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種換熱器，其熱交換工作效率高、能耗低、制造成本低。

本發(fā)明的實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種翅片螺旋換熱管，其包括管體內(nèi)壁和管體外壁，管體外壁具有沿翅片螺旋換熱管的軸向螺旋設(shè)置的多個(gè)第一螺旋槽以及多個(gè)第一螺旋凸起，多個(gè)第一螺旋槽和多個(gè)第一螺旋凸起的延伸方向相同，管體內(nèi)壁具有與第一螺旋凸起位置對(duì)應(yīng)的第二螺旋槽以及與第一螺旋槽位置對(duì)應(yīng)的第二螺旋凸起，管體外壁還并排設(shè)置有多個(gè)翅片。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，每個(gè)翅片的至少一個(gè)側(cè)壁設(shè)置有至少一個(gè)齒塊。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，每個(gè)翅片的兩側(cè)壁對(duì)稱(chēng)設(shè)置有至少一個(gè)齒塊。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，齒塊沿遠(yuǎn)離管體外壁的方向厚度逐漸增大。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，每個(gè)翅片沿翅片螺旋換熱管的軸向螺旋設(shè)置。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，第一螺旋槽的切線和翅片在同一位置處的切線之間形成的夾角為60-120°。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，每個(gè)翅片包括沿翅片延伸方向并排設(shè)置的多個(gè)齒片，相鄰兩個(gè)齒片之間具有缺口。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，相鄰兩個(gè)翅片的缺口交錯(cuò)設(shè)置。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，第一螺旋槽與第一螺旋凸起相間設(shè)置，第二螺旋槽與第二螺旋凸起相間設(shè)置。

一種換熱器，其包括上述的翅片螺旋換熱管。

本發(fā)明實(shí)施例的有益效果是：

本發(fā)明實(shí)施例提供的翅片螺旋換熱管，第一螺旋槽、第二螺旋槽、第一螺旋凸起和第二螺旋凸起的設(shè)置，使得換熱管的管體內(nèi)壁和管體外壁形成了多個(gè)凹凸的曲面，從而明顯地增大了換熱管的換熱面積，有效地提高了換熱管的換熱能力。當(dāng)流體在管內(nèi)或管外流動(dòng)時(shí)，換熱管的螺旋結(jié)構(gòu)使得流體形成漩渦，流體在管體外壁或是管體內(nèi)壁的表面產(chǎn)生紊流，使得邊界層減薄，從而有效地提高了換熱管的換熱效果。第一螺旋槽和第二螺旋凸起的位置對(duì)應(yīng)且第二螺旋槽和第一螺旋凸起的位置對(duì)應(yīng)的目的在于，便于通過(guò)普通管體擠壓、扭曲變形直接制得，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、節(jié)省材料、加工方便。翅片的設(shè)置進(jìn)一步增大了換熱管的換熱面積，換熱能力提高。

本發(fā)明實(shí)施例提供的換熱器，采用上述的翅片螺旋換熱管，熱交換工作效率高、能耗低、制造成本低。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的翅片螺旋換熱管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的翅片螺旋換熱管的剖視圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的翅片在第一視角的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的翅片在第二視角的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖標(biāo)：200-翅片螺旋換熱管；210-管腔；220-管體內(nèi)壁；221-第二螺旋槽；222-第二螺旋凸起；230-管體外壁；231-第一螺旋槽；232-第一螺旋凸起；240-翅片；241-第一側(cè)壁；242-第二側(cè)壁；243-齒片；244-缺口；245-齒塊。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來(lái)布置和設(shè)計(jì)。

因此，以下對(duì)在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類(lèi)似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“內(nèi)”、“外”、“軸向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該發(fā)明產(chǎn)品使用時(shí)慣常擺放的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

此外，術(shù)語(yǔ)“平行”等術(shù)語(yǔ)并不表示要求部件絕對(duì)平行，而是可以稍微傾斜。如“平行”僅僅是指其方向相對(duì)“垂直”而言，并不是表示結(jié)構(gòu)之間一定要完全平行，而是可以稍微傾斜。

在本發(fā)明的描述中，還需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“設(shè)置”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

請(qǐng)一并參閱圖1及圖2，本實(shí)施例提供一種翅片螺旋換熱管200，翅片螺旋換熱管200內(nèi)部具有用于傳熱介質(zhì)通過(guò)的管腔210。翅片螺旋換熱管200包括管體內(nèi)壁220和管體外壁230，管體外壁230設(shè)置于管體內(nèi)壁220的遠(yuǎn)離管腔210的一側(cè)。

熱交換時(shí)，流經(jīng)管腔210內(nèi)的換熱介質(zhì)通過(guò)管體內(nèi)壁220進(jìn)行熱交換，流經(jīng)管腔210外的換熱介質(zhì)通過(guò)管體外壁230進(jìn)行熱交換。換熱管較佳地由銅管、鎳白銅管、不銹鋼管或是鈦管加工制成，其熱傳導(dǎo)效果好、加工性能優(yōu)良。

在本實(shí)施例中，管體外壁230具有四個(gè)第一螺旋槽231以及四個(gè)第一螺旋凸起232。管體內(nèi)壁220具有四個(gè)分別與第一螺旋凸起232位置對(duì)應(yīng)的第二螺旋槽221以及四個(gè)分別與第一螺旋槽231位置對(duì)應(yīng)的第二螺旋凸起222。第一螺旋槽231、第一螺旋凸起232、第二螺旋槽221及第二螺旋凸起222的延伸方向相同，即第一螺旋槽231、第一螺旋凸起232、第二螺旋槽221以及第二螺旋凸起222之間大致地平行，其旋向相同且螺旋角大小大致地相等。

上述設(shè)置使得翅片螺旋換熱管200的管體內(nèi)壁220和管體外壁230形成了多個(gè)凹凸的曲面，從而明顯地增大了翅片螺旋換熱管200的換熱面積，有效地提高了換熱管的換熱能力。

同時(shí)，當(dāng)換熱介質(zhì)在翅片螺旋換熱管200的內(nèi)部或外部流動(dòng)時(shí)，翅片螺旋換熱管200的螺旋結(jié)構(gòu)使得換熱介質(zhì)流體形成漩渦，流體在管體外壁230或是管體內(nèi)壁220的表面產(chǎn)生紊流，使得邊界層減薄，從而有效地提高了翅片螺旋換熱管200的換熱效率，降低了熱交換工藝過(guò)程中的能耗。

在本實(shí)施例中，第一螺旋槽231和第一螺旋凸起232相間設(shè)置，相鄰兩個(gè)第一螺旋槽231之間設(shè)置有一個(gè)第一螺旋凸起232，相鄰兩個(gè)第一螺旋凸起232之間設(shè)置有一個(gè)第一螺旋槽231。

由于第二螺旋槽221和第一螺旋凸起232的位置對(duì)應(yīng)，且第二螺旋凸起222與第一螺旋槽231的位置對(duì)應(yīng)，故同樣地，第二螺旋槽221和第二螺旋凸起222相間設(shè)置，相鄰兩個(gè)第二螺旋槽221之間設(shè)置有一個(gè)第二螺旋凸起222，相鄰兩個(gè)第二螺旋凸起222之間設(shè)置有一個(gè)第二螺旋槽221。

翅片螺旋換熱管200采用上述的設(shè)置方式，使翅片螺旋換熱管200可通過(guò)對(duì)普通管體擠壓、扭曲變形直接制得，節(jié)省材料、加工方便、生產(chǎn)成本低。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，第一螺旋槽231、第一螺旋凸起232、第二螺旋槽221、第二螺旋凸起222的個(gè)數(shù)優(yōu)選為4-6個(gè)，其垂直于延伸方向的截面的形狀可以是梯形、三角形、圓弧形、矩形等形狀中的任一種或多種組合。較佳地，第一螺旋槽231、第一螺旋凸起232、第二螺旋槽221、第二螺旋凸起222沿翅片螺旋換熱管200的軸線均勻分布。

上述的設(shè)置方式使管體內(nèi)壁220和管體外壁230的換熱表面間隔均勻地分布，從而使得管體外壁230、管體內(nèi)壁220表面的流體沿著該螺旋曲面均勻地進(jìn)行熱交換，同時(shí)有利于減小換熱死區(qū)面積，提升換熱效果。

在本實(shí)施例中，管體外壁230并排設(shè)置有多個(gè)翅片240，多個(gè)翅片240之間大致地平行。多個(gè)翅片240的設(shè)置能夠進(jìn)一步地提高翅片螺旋換熱管200的換熱面積及流體在管體外壁230的湍流作用，從而使翅片螺旋換熱管200的換熱性能進(jìn)一步提高，熱交換能耗進(jìn)一步有效降低。

由于管體外壁230呈大致的螺旋狀結(jié)構(gòu)，在對(duì)管體進(jìn)行加工變形之前，先將翅片240設(shè)置于管體外壁230，便于翅片240的設(shè)置，使翅片螺旋換熱管200的加工工藝簡(jiǎn)便。

具體地，每個(gè)翅片240沿翅片螺旋換熱管200的軸向螺旋設(shè)置，使每個(gè)翅片240具有較大的表面積。

第一螺旋槽231的切線與翅片240在同一位置處的切線之間形成的夾角為60-120°。該設(shè)置方式對(duì)流經(jīng)管體外壁230的熱交換介質(zhì)具有擾動(dòng)效果，能夠有效提高熱交換介質(zhì)和翅片240的熱交換效率。

請(qǐng)一并參閱圖3及圖4，每個(gè)翅片240包括沿翅片240延伸方向并排設(shè)置的多個(gè)齒片243，多個(gè)齒片243沿翅片240的延伸方向均勻分布。

相鄰兩個(gè)齒片243之間具有缺口244，缺口244開(kāi)設(shè)于翅片240的遠(yuǎn)離管體外壁230的一側(cè)。相鄰兩個(gè)翅片240的缺口244交錯(cuò)設(shè)置。

該設(shè)置方式能夠增大翅片240的換熱面積，從而提高翅片螺旋換熱管200換熱效果。同時(shí)，上述的設(shè)置方式使熱交換介質(zhì)在管體外壁230流動(dòng)時(shí)呈擾動(dòng)狀態(tài)，使翅片螺旋換熱管200的換熱效率得到進(jìn)一步的提高。

進(jìn)一步地，在本實(shí)施例中，每個(gè)齒片243包括相對(duì)的第一側(cè)壁241以及第二側(cè)壁242，該第一側(cè)壁241和第二側(cè)壁242均大致地沿翅片240的延伸方向進(jìn)行延伸。

每個(gè)齒片243第一側(cè)壁241和第二側(cè)壁242大致對(duì)稱(chēng)地設(shè)置有齒塊245。

齒塊245的設(shè)置增加了管腔210外熱交換介質(zhì)和翅片240的接觸面積，從而提高了翅片240的換熱面積。同時(shí)，齒塊245能增加管體外壁230的活性氣化核心密度以及液膜的湍流度，增強(qiáng)了氣液兩相的混合，提高了管體外壁230的換熱系數(shù)。

當(dāng)然，在本發(fā)明其他的實(shí)施例中，齒塊245的設(shè)置可以是對(duì)稱(chēng)的或是非對(duì)稱(chēng)的，如還可以僅在齒塊245的第一側(cè)壁241設(shè)置齒塊245或是僅在齒塊245的第二側(cè)壁242設(shè)置齒塊245。另外，齒塊245在翅片240上的設(shè)置可以是均勻的或非均勻的。

齒塊245設(shè)置于翅片240的遠(yuǎn)離管體外壁230的一側(cè)，齒塊245的遠(yuǎn)離齒塊245的一側(cè)朝向相鄰的翅片240延伸。齒塊245、設(shè)置該齒塊245的齒片243以及管體外壁230依次連接圍成換熱槽，換熱效率得到有效提高。

本實(shí)施例中，齒塊245的厚度沿遠(yuǎn)離管體外壁230的方向逐漸增大，即齒塊245的遠(yuǎn)離齒片243的表面到設(shè)置該齒塊245的側(cè)壁的距離沿遠(yuǎn)離管體外壁230的方向逐漸增大，有利于增大流體在管體外壁230的湍流作用，換熱性能增強(qiáng)。當(dāng)然在本發(fā)明其他的實(shí)施例中齒塊245也可以根據(jù)換熱需求及換熱介質(zhì)的性能進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

經(jīng)試驗(yàn)測(cè)定，本實(shí)施例提供的翅片螺旋換熱管200和相同規(guī)格的普通換熱管相比，熱交換面積增加5-6倍，熱交換效率提高50％-70％，節(jié)能40％以上。和相同規(guī)格的螺紋管相比，換熱面積增加2-3倍，換熱效率提高40-50％，節(jié)能30％以上。

綜上所述，本發(fā)明提供的翅片螺旋換熱管200，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、節(jié)省材料、加工方便。螺旋槽、螺旋凸起及翅片240的設(shè)置，增大了管體和換熱介質(zhì)的換熱面積以及熱交換介質(zhì)在管體內(nèi)壁220和管體外壁230的湍流作用，有效地提高了翅片螺旋換熱管200的換熱效率。本發(fā)明提供的換熱器，采用該翅片螺旋換熱管200進(jìn)行熱交換，制造成本低、換熱效率高、能耗低。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。