[实用新型]波浪形螺旋凹槽换热管及其换热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及热交换器，特别涉及波浪形螺旋凹槽换热管及其换热器，该换热器尤其适于应用到汽车发动机废气再循环冷却系统中，以减少汽车尾气污染物的排放，或作为发动机涡轮增压中冷器以提高发动机的性能。

背景技术

换热器的应用历史悠久，但仍处于不断的改进和发展中。换热器在石油化工、机械制造、炼油、冶金、轻工、制药、食品等行业的应用占全部工艺设备投资的40％～60％，因此新型换热器随着科技的进步而不断涌现。在汽车领域，发动机废气再循环冷却系统用冷却器也在不断的改进，以适应日益严格的汽车尾气排放的标准。

废气再循环冷却器的应用是汽车制造行业降低汽车尾气排放的有效措施之一。废气再循环冷却技术是将汽车发动机所排放的部分废气通过冷却器冷却后再次回传到发动机燃烧室，与新鲜空气进行充分混合后燃烧、循环再利用废气的一种技术。针对氮氧化合物(NOx)的生成条件是高温富氧这一特性，该技术的应用有效降低NOx的生成；废气中含有大量比热较高的氮气、二氧化氮和水蒸气，温度较低的废气的引入一方面使混合气热容量增大，使得相同量的混合气升高同样温度所需的热量增加，从而有效偏离了NOx的高温生成区；另一方面废气对新鲜空气的稀释也相应降低了氧气的浓度，从而有效地抑制NOx的生成。因此在废气再循环系统中，设置高效的废气再循环冷却器可以使汽车的尾气排放量满足严格法规的要求。

目前，如何在有限的汽车发动机空间内不增大换热器尺寸的情况下，提高换热器的工作效率，人们在换热管结构以及换热管在换热器中的布局采取了许多技术改进，包括中国专利号93228596.1公开的“缩放式换热管”所述的是管的直径大小不一，中国专利号96235149.0公开的“球面形凹凸换热管”所述的是在光滑的换热管表面顺序排列凹坑，上述专利的目的都是增加流体在换热管中的换热面积以及增加流体在换热管内的扰动以提高换热管的换热效率；但是上述换热管结构还不能充分的对流体进行散热，随着世界各国汽车排放法规的日益严格，对换热管和换热器的结构还需不断的改进。

发明内容

本实用新型的目的是为了提高换热器的换热效率而提出的一种波浪形螺旋凹槽换热管及其换热器的技术方案，该换热器尤其适于作为汽车发动机系统中的废气再循环冷却器或涡轮增压中冷器。

本实用新型技术方案是：

一.波浪形螺旋凹槽换热管，在换热管表面设置有向管内凸起的螺旋凹槽，所述的换热管管体沿长度方向两端为直管段，中间为波浪形弯曲管段；所述的波浪形是换热管截面中心沿水平轴线上下弯曲、且上下最大弯曲幅度相同；所述波浪形弯曲管段的弯曲弧线与所述两端直管段轴线夹角小于60度。

所述的波浪形螺旋凹槽换热管还具有如下特征：

1.所述两端直管段的轴线与所述水平轴线重合。

2.所述换热管波浪形弯曲管段是正弦波浪形弯曲管段。

3.所述波浪形弯曲管段的弯曲弧线与直管段轴线夹角是30度。

4.所述波浪形弯曲管段的弯曲弧线与直管轴线夹角是45度。

5.所述波浪形弯曲管段弯曲轴线波峰与所述两端直管段轴线的偏心距小于换热管管径的二分之一。

6.所述换热管的截面形状为圆形。

7.所述换热管的截面形状为高度与宽度不等的扁状。

二.波浪形螺旋凹槽换热管换热器，包括：壳体、换热管和管板；所述管板设置在壳体一端或两端，所述换热管管口焊接在管板上与之对应的固定孔中，且与壳体侧表面平行；所述换热管表面设置有向管内凸起的螺旋凹槽，所述的换热管管体沿长度方向两端为直管段，中间为波浪形弯曲管段；所述的波浪形是换热管截面中心沿水平轴线上下弯曲、且上下最大弯曲幅度相同；所述波浪形弯曲管段的弯曲弧线与所述两端直管段轴线夹角小于60度。

所述的波浪形螺旋凹槽换热管换热器还具有如下的特征：

1.所述换热管的截面形状为高度与宽度不等的扁状，且换热管端面与壳体侧面呈一定的角度倾斜设置、平行排列。

2.所述换热管的截面形状为高度与宽度不等的扁状，且换热管双管为一组排列角度一致，组与组相互垂直、平行排列。

3.所述管板设置在壳体的一端，所述换热管形状为U形。

4.所述换热管分为第一管程和第二管程设置，第一管程的出口端与第二管程的进口端，通过固定在壳体一端管板上的封头相互贯通连接，所述换热管在各管程中平行排列，所述第一管程的换热管的数量多于第二管程的换热管的数量。

本实用新型与现有技术相比：