[发明专利]旋流扰动装置及换热管结构

说明书

本发明提供了一种旋流扰动装置及换热管结构，旋流扰动装置用于安装在换热管结构内，换热管结构包括第一管和穿设在第一管内的第二管；第一管与第二管之间形成供第一流体流动的环形流路；第二管供第二流体流动；第一流体与第二流体温度不同；旋流扰动装置包括沿第一管的延伸方向依次布置且可拆卸地连接的具有第一外螺纹的第一旋流组件和具有第二外螺纹的第二旋流组件；第一旋流组件和第二旋流组件均穿设在第一管内且套接在第二管上；第一旋流组件的外径沿自身延伸方向不变，第二旋流组件的外径沿远离第一旋流组件的方向逐渐减小，第一旋流组件的最大外径等于第二旋流组件的最大外径，以解决现有技术中具有旋流器的换热管的流体流动压降过大的问题。

技术领域

本发明涉及换热管领域，具体而言，涉及一种旋流扰动装置及换热管结构。

背景技术

换热管作为换热设备的核心元件，换热设备的实际换热性能总是受到换热管的材料物性及形状结构的影响。为了强化管内的换热效果，较常见的做法是利用旋流扰动的管内流动模式。流体流经旋流器后，形成强烈的涡旋流动，以减薄边界层厚度并促进管内传热传质，对管壁还能起到一个强劲的冲刷作用，从而减少管道内壁面的水垢的形成，减少换热的阻碍。

现有技术中换热管的旋流扰动形式中，利用螺旋结构，增加了换热管内的流体的流动路径，使换热面积增大，有效提高了换热管的换热效率，改善了换热管的换热效果和提高了换热管结构一体化的可靠性。

但是，为了能稳定维持旋流的扰动，往往旋流器都会贯穿于整个换热管设置，制造旋流器的材料成本也比较大，其造成的流动压降就会比较大，管道压降显著增大，因此存在强化传热的同时，必然伴随着流动阻力造成的能量额外损耗。另外，由于离心力的驱使，大部分的旋流扰动都集中在管道外壁区域，距离管道外壁较远的内部区域的传热传质现象并不显著，甚至在局部区域会形成流动换热的“死区”，造成旋流换热分布不均匀。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种旋流扰动装置及换热管结构，以解决现有技术中的具有旋流器的换热管中的流体的流动阻力过大的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种旋流扰动装置，用于安装在换热管结构内，换热管结构包括第一管和穿设在第一管内的第二管；第一管与第二管之间间隔布置，以形成用于供第一流体流动的环形流路；第二管用于供第二流体流动；第一流体的温度与第二流体的温度不相同；旋流扰动装置包括：沿第一管的延伸方向依次布置的具有第一外螺纹的第一旋流组件和具有第二外螺纹的第二旋流组件，第一旋流组件的第二端与第二旋流组件的第一端之间可拆卸地连接；第一旋流组件和第二旋流组件均穿设在第一管内且套接在第二管上；其中，第一旋流组件的外径沿第一旋流组件的延伸方向保持不变，第二旋流组件的外径沿远离第一旋流组件的方向逐渐减小，第一旋流组件的最大外径等于第二旋流组件的最大外径。

进一步地，第一旋流组件的第二端设置有插接槽，第二旋流组件的第一端设置有与插接槽对应的插接部，插接部插设在插接槽内，以将第一旋流组件与第二旋流组件连接。

进一步地，插接部和插接槽均为多个，多个插接槽与多个插接部一一对应地设置，以使各个插接部分别插设在相应的插接槽内。

进一步地，第一旋流组件包括开设有第一通孔的第一旋流器，第一旋流器套设在第二管的外周面上；第一外螺纹位于第一旋流器的外周面上，第一外螺纹与第一管的管内壁之间形成第一螺旋流道；第二旋流组件包括开设有第二通孔的第二旋流器，第二旋流器套设在第二管的外周面上；第二外螺纹位于第二旋流器外周面上，第二外螺纹与第一管的管内壁之间形成第二螺旋流道。

进一步地，第一旋流组件还包括位于第一旋流器远离第二旋流组件一端的第一挡圈，第一挡圈套设在第二管上；第二管上设置有用于安装第一挡圈的第一卡槽，第一卡槽与第一挡圈对应设置，以对第一旋流器的第一端进行限位；第二旋流组件还包括位于第二旋流器远离第一旋流组件一端的第二挡圈，第二挡圈套设在第二管上；第二管上设置有用于安装第二挡圈的第二卡槽，第二卡槽与第二挡圈对应设置，以对第二旋流器的第二端进行限位。