CN104048543A - 平齿纵向翅片管 - Google Patents

平齿纵向翅片管 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种平齿纵向翅片管。本发明提供的平齿纵向翅片管包括：基管部，呈管状；以及翅片部，包括在基管部的纵向上延伸位于该基管部的外壁上环绕相间隔分布的多个翅片，其中，每个翅片包含固定在基管部外壁上并且连续形成的基片、连接在基片上且沿基管部径向向外延伸的多个平齿、以及多个形成在每相邻的两个平齿之间的开口槽，平齿的底端与基片连成一体，平齿的顶端与底端处于基管部的同一轴面内。本发明的平齿纵向翅片管能够在在翅片上形成不连续换热表面，从而提高强化换热性能。

Description

平齿纵向翅片管
技术领域
本发明涉及一种纵向翅片管，具体涉及一种平齿纵向翅片管。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种能够在在翅片上形成不连续换热表面的平齿纵向翅片管，从而提高强化换热性能。
为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：
<结构一>
本发明提供一种平齿纵向翅片管,其特征在于，包括：基管部，呈管状；以及翅片部，包括在基管部的纵向上延伸位于该基管部的外壁上环绕相间隔分布的多根翅片，其中，每根翅片包含固定在基管部外壁上并且连续形成的基片、连接在基片上且沿基管部径向向外延伸的多个平齿、以及多个形成在每相邻的两个平齿之间的开口槽，平齿的底端与基片连成一体，平齿的顶端与底端处于基管部的同一轴面内。
在本发明提供的平齿纵向翅片管中，还可以具有这样的特征：其中，基管部为呈圆管状、椭圆管状以及扁管状中的任意一种形状。
在本发明提供的平齿纵向翅片管中，还可以具有这样的特征：其中，顶端的顶缘为呈梯形、圆弧形、锯齿形以及波浪形中的任意一种形状。
在本发明提供的平齿纵向翅片管中，还可以具有这样的特征：其中，平齿的侧壁具有凹凸不平的表面、凹坑、凹痕和凹槽中的任意一种，凹痕为长条形、网格形、V字形以及波浪形中的任意一种，凹槽为一字槽以及十字槽中的任意一种。
在本发明提供的平齿纵向翅片管中，还可以具有这样的特征：其中，平齿侧壁上至少贯穿有孔洞和狭缝中任意一种。
背景技术
在管侧流体的换热系数较高、壳侧流体换热系数较低的情况下，通常采用纵向翅片管。纵向翅片管被广泛应用于冷却高温流体的工程装置中，如炼油化工工艺中的油加热器、燃气轮机的再生加热器、烟气余热回收装置、锅炉尾部受热面等。纵向翅片管具有流动阻力小、抗积灰和体积小等优点。
现有纵向翅片管中的翅片为平直且表面连续完整。流体通过纵向翅片管时，在翅片间的流道也是平直且连续稳定的，因此，纵向翅片管的传热系数较小，强化换热性能较差。
发明作用与效果
根据本发明提供的平齿纵向翅片管，多根翅片在基管部的外壁上环绕相间隔分布，单根翅片中连续形成的基片设置在基管部的外壁上，多个连接在基片上的平齿向基管部的外部延伸，并且在相邻的两个平齿之间形成开口槽，使得翅片上换热表面不连续，所以在翅片上会不断生成与破坏流动边界层，而边界层发展段换热能力增强，因此形成开口槽后，翅片表面换热系数提高；而且，虽然开口槽会损失一部分翅片侧面的换热面积，但同时平齿间又新生出由开口槽露出的换热表面，这部分增加的换热表面面积在平齿间距较小时，可能会大于被减少的翅片侧表面积，从而，平齿纵向翅片管相对现有的纵向翅片管，不仅翅片表面换热系数提高，换热面积也不会减少甚至增加，因此强化换热性能有明显提高。
附图说明
图1为本发明的实施例一中平齿纵向翅片管的立体斜视结构示意图；
图2为本发明的实施例一中平齿纵向翅片管的正视图；
图3(a)为本发明的实施例一中平齿纵向翅片管的侧视图；
图3(b)为本发明的变形例一中平齿纵向翅片管的侧视图；
图3(c)为本发明的变形例二中平齿纵向翅片管的侧视图；
图4(a)为本发明的变形例三中平齿的结构示意图；
图4(b)为本发明的变形例四中平齿的结构示意图；
图4(c)为本发明的变形例五中平齿的结构示意图；
图4(d)为本发明的变形例六中平齿的结构示意图；
图5(a)为本发明的变形例七中平齿的结构示意图；
图5(b)为本发明的变形例八中平齿的结构示意图；
图5(c)为本发明的变形例九中平齿的结构示意图；
图5(d)为本发明的变形例十中平齿的结构示意图；
图5(e)为本发明的变形例十一中平齿的结构示意图；
图5(f)为本发明的变形例十二中平齿的结构示意图；
图5(g)为本发明的变形例十三中平齿的结构示意图；
图6(a)为本发明的变形例十四中平齿的结构示意图；以及
图6(b)为本发明的变形例十五中平齿的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明作具体阐述。
实施例一
图1为本发明的实施例一中平齿纵向翅片管的立体斜视结构示意图。
图2为本发明的实施例一中平齿纵向翅片管的正视图。
图3(a)为本发明的实施例一中平齿纵向翅片管的侧视图。
如图、图2和图3(a)所示，平齿翅片管200包括：基管部1和翅片部2。
基管部1为圆管状，内充有流动换热工质。翅片部2包括多根固定设置在基管部1上且沿纵向延伸的翅片3。这多根翅片3相对称分布且环绕在基管部1的外壁上。
图中的F所指的箭头方向为气体流动方向，也就是翅片3的延伸方向与基管部1外的气体流动方向相同。
翅片3包含：基片4、平齿5、以及开口槽6。
翅片3由钢带制成，钢带按一定间距进行局部切割被开齿，开齿后钢带下端形成了连续一体的基片4。钢带上端形成了间隔排列的多个平齿5。每相邻的两个平齿5之间形成了U字形的开口槽6。开口槽的长度为翅片长度的0.01至2倍，虽然开口槽会损失一部分翅片侧面的换热面积，但同时平齿间又新生出由开口槽露出的换热表面，这部分增加的换热表面面积在平齿间距较小时，大于被减少的翅片侧表面积。气流流过翅片3时，基片4和平齿5共同形成了不连续的换热表面。
平齿5的底端与基片4连成一体并保持平行，平齿5的顶端与底端处于基管部1的同一轴面内。
实施例的作用与效果
根据本实施例涉及的平齿纵向翅片管，多根翅片在基管部的外壁上环绕相间隔分布，单根翅片中连续形成的基片设置在基管部的外壁上，多个连接在基片上的平齿向基管部的外部延伸，并且在相邻的两个平齿之间形成开口槽，使得翅片上换热表面不连续，所以在翅片上流动边界层会不断生成与破坏，而边界层发展段换热能力增强，因此形成开口槽后，翅片表面换热系数提高；而且，虽然开口槽会损失一部分翅片侧面的换热面积，但同时平齿间又新生出由开口槽露出的换热表面，这部分增加的换热表面面积在开槽宽度较小时，可能会大于被减少的翅片侧表面积，从而，平齿纵向翅片管相对现有的纵向翅片管，不仅翅片表面换热系数提高，换热面积也不会减少甚至增加，因此强化换热性能有明显提高。
当然，本发明涉及的平齿纵向翅片管并不仅仅限定于在本实施例中的结构。
在实施例一中，翅片部由钢带制造，本发明涉及的平齿纵向翅片管中，翅片部还可以是铜合金或铝合金等任意一种软质金属带制造。
在实施例一中提供的平齿纵向翅片管中，基管部为呈圆管状，本发明提供的平齿纵向翅片管中，基管部还可以为椭圆管状和扁管状中的任意一种形状。见变形例一和变形例二。
在实施例一提供的平齿纵向翅片管中，平齿的顶缘和侧壁均为光滑的表面，本发明提供的平齿纵向翅片管中，平齿还可以具有高低不一致的顶缘，凹凸不平的侧壁表面，或者是贯穿有孔洞和狭缝中任意一种，见变形例三至变形例十五。
变形例一
在本变形例一中，对于和实施例一中相同的结构，给予相同的符号，并省略相同的说明。
本实施例的平齿纵向翅片管300包括基管部9和翅片部2。
图3(b)为本发明的变形例一中平齿纵向翅片管的侧视图。
如图3(b)所示，基管部9为椭圆管状。
变形例二
在本变形例二中，对于和实施例一中相同的结构，给予相同的符号，并省略相同的说明。
本实施例的平齿纵向翅片管400包括基管部10和翅片部2。
图3(c)为本发明的变形例二中平齿纵向翅片管的侧视图。
如图3(c)所示，基管部10为扁管状。
变形例一至变形例二的作用和效果
根据变形例一和变形例二提供的平齿纵向翅片管，与实施例一中的平齿纵向翅片管具有相同的效果。
变形例三
在本变形例三中，对于和实施例一中相同的结构，给予相同的符号，并省略相同的说明。
图4(a)为本发明的变形例三中平齿的结构示意图。
如图4(a)所示，平齿11的顶端具有梯形状的顶缘111。
变形例四
在本变形例四中，对于和实施例一中相同的结构，给予相同的符号，并省略相同的说明。
图4(b)为本发明的变形例四中平齿的结构示意图。
如图4(b)所示，平齿12的顶端具有圆弧形的顶缘121。
变形例五
在本变形例五中，对于和实施例一中相同的结构，给予相同的符号，并省略相同的说明。
图4(c)为本发明的变形例五中平齿的结构示意图。
如图4(c)所示，平齿13的顶端具有波浪形的顶缘131。
变形例六
在本变形例六中，对于和实施例一中相同的结构，给予相同的符号，并省略相同的说明。
图4(d)为本发明的变形例六中平齿的结构示意图。
如图4(d)所示，平齿14的顶端具有锯齿形的顶缘141。
变形例三至变形例六的作用和效果
根据变形例三至变形例六提供的平齿纵向翅片管中，通过在平齿的顶端设置高低不平的顶缘以增强对翅片侧的气体扰动，以强化换热效果。
变形例七
在本变形例七中，对于和实施例一中相同的结构，给予相同的符号，并省略相同的说明。
图5(a)为本发明的变形例七中平齿的结构示意图。
如图5(a)所示，平齿20的两侧壁都具有凹坑201。
变形例八
在本变形例八中，对于和实施例一中相同的结构，给予相同的符号，并省略相同的说明。
图5(b)为本发明的变形例八中平齿的结构示意图。
如图5(b)所示，平齿21的两侧壁都具有网格形的凹痕211。
变形例九
在本变形例九中，对于和实施例一中相同的结构，给予相同的符号，并省略相同的说明。
图5(c)为本发明的变形例九中平齿的结构示意图。
如图5(c)所示，平齿22的两侧壁都具有人字形的凹痕221。
变形例十
在本变形例十中，对于和实施例一中相同的结构，给予相同的符号，并省略相同的说明。
图5(d)为本发明的变形例十中平齿的结构示意图。
如图5(d)所示，平齿23的两侧壁都具有长条形的凹痕231。
变形例十一
在本变形例十一中，对于和实施例一中相同的结构，给予相同的符号，并省略相同的说明。
图5(e)为本发明的变形例十一中平齿的结构示意图。
如图5(e)所示，平齿24的两侧壁都具有波浪形的凹痕241。
变形例十二
在本变形例十二中，对于和实施例一中相同的结构，给予相同的符号，并省略相同的说明。
图5(f)为本发明的变形例十二中平齿的结构示意图。
如图5(f)所示，平齿25的两侧壁都具有一字型的凹槽251。
变形例十三
在本变形例十三中，对于和实施例一中相同的结构，给予相同的符号，并省略相同的说明。
图5(g)为本发明的变形例十三中平齿的结构示意图。
如图5(g)所示，平齿26的两侧壁都具有十字型的凹槽261。
变形例十四
在本变形例十四中，对于和实施例一中相同的结构，给予相同的符号，并省略相同的说明。
图6(a)为本发明的变形例十四中平齿的结构示意图。
如图6(a)所示，平齿27的两侧壁之间贯穿有孔洞271。
变形例十五
在本变形例十五中，对于和实施例一中相同的结构，给予相同的符号，并省略相同的说明。
图6(b)为本发明的变形例十五中平齿的结构示意图。
如图6(b)所示，平齿28的两侧壁之间贯穿有狭缝281。
变形例七至变形例十五的作用和效果
根据变形例七至变形例十五提供的平齿纵向翅片管中，通过在平齿的两侧壁设置凹坑、凹痕或凹槽以形成了两侧壁上凹凸不平的表面，或者在两侧壁间贯穿孔洞或者狭缝，这些凹凸不平的表面、孔洞或者狭缝增强了平齿的两侧的气流扰动，强化了换热效果。

Claims (5)

1.一种平齿纵向翅片管,其特征在于，包括：
基管部，呈管状；以及
翅片部，包括在所述基管部的纵向上延伸位于该基管部的外壁上环绕相间隔分布的多个翅片，
其中，每个所述翅片包含固定在所述基管部外壁上并且连续形成的基片、连接在所述基片上且沿所述基管部径向向外延伸的多个平齿、以及多个形成在每相邻的两个平齿之间的开口槽，
所述平齿的底端与所述基片连成一体，
所述平齿的顶端与所述底端处于所述基管部的同一轴面内。
2.根据权利要求1所述的平齿纵向翅片管，其特征在于：
其中，所述基管部为呈圆管状、椭圆管状以及扁管状中的任意一种形状。
3.根据权利要求1所述的平齿纵向翅片管，其特征在于：
其中，所述顶端的顶缘为呈梯形、圆弧形、锯齿形以及波浪形中的任意一种形状。
4.根据权利要求1所述的平齿纵向翅片管，其特征在于：
其中，所述平齿的侧壁具有凹凸不平的表面、凹坑、凹痕和凹槽中的任意一种，
所述凹痕为长条形、网格形、V字形以及波浪形中的任意一种，
所述凹槽为一字槽以及十字槽中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的平齿纵向翅片管，其特征在于：
其中，所述平齿侧壁上至少贯穿有孔洞和狭缝中任意一种。
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