[发明专利]旋弧形换热管及其加工工艺

说明书

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旋弧形换热管。本发明还涉及前述旋弧形换热管的加工工艺。

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的旋弧形换热管。

为实现上述目的，本发明提供了一种旋弧形换热管，至少包括管体，所述管体合围形成一介质通道；所述管体为一异形管段；所述异形管段的管壁上形成有弧形延伸的凹槽，所述凹槽与所述管体的轴线形成一旋转夹角；所述凹槽在所述管体的内壁相应地形成有凸起的弧形纹路。

较佳地，所述凹槽为一条或多条。

较佳地，所述凹槽的横截面为弧形或三角形或等腰梯形。

较佳地，所述旋转夹角为1°至75°。

较佳地，所述凹槽相对所述管体为顺时针方向或逆时针方向延伸。

较佳地，所述管体还包括分别位于所述异形管段两端的第一直管段、第二直管段，两者与所述异形管段为一体构成。

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，所述管体为U型或S型。

较佳地，所述管体为圆形或椭圆形或不规则扁圆形。

较佳地，所述管体为焊管或无缝钢管。

本发明的旋弧形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弧形波纹，换热介质在介质通道内流动时，在转动的同时，还受到弧形波纹的扰流影响，扰流效果明显，因而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。