CN203928842U - 矩形平齿翅片管及矩形平齿翅片管换热管束 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种矩形平齿翅片管及矩形平齿翅片管换热管束，矩形平齿翅片管包括：基管部和翅片部，翅片部包含：多片分别沿基管部的轴向以预定间距连接在基管部的外壁上的矩形平齿翅片，其中，每片矩形翅片包含固定设置在外壁上的基片、与基片连成一体的多个平齿、以及多个形成在每相邻的两个平齿之间的开口槽，多个平齿设置在矩形翅片与基管外气流流向相平行方向上的两侧边部上，翅片部的这种结构提供了一种间断性不连续换热表面，进一步提高现有矩形翅片管的强化换热性能。
Description
技术领域
本实用新型属于翅片管领域，具体涉及一种矩形平齿翅片管及其翅片管换热管束。
背景技术
矩形翅片管一般指管外套装矩形横向翅片的翅片管，钢质的矩形翅片管曾用于早期的燃煤锅炉省煤器中。目前广泛应用的矩形翅片管为在椭圆管或扁平管外套装矩形翅片，称为矩形翅片椭圆管或矩形翅片扁平管，是大型电站空冷凝汽器、电站暖风器、汽车散热器及空调蒸发器冷凝器等换热装置中的重要换热元件。
目前常见的矩形翅片管由连续平直矩形翅片平行布置而构成，对翅片间距要求较高，若翅片间距过小，翅片对管外流动存在过度“整流”的现象，使得翅片表面换热能力明显降低，不利于换热效果的增加，翅片间距过大，则会严重降低翅片管的翅化比。
为进一步提高矩形翅片管的强化换热性能，现有技术中，有一种措施为在矩形翅片上开圆孔，在研究文献中还讨论过在翅片表面开矩形孔。然而应用及研究结果表明在翅片表面开孔对翅片管强化换热性能的提高有限，这主要是因为开孔过小时翅片表面对翅片附近流体扰动不明显，翅片表面仍呈连续平直翅片换热的特征；而开孔足够大时，尽管翅片侧流体扰动及横向混合得以强化，但会使得翅片损失了过多的换热面积。因此，采用在翅片部进行开孔的方式，对于强化换热效果十分不理想。
实用新型内容
为解决上述矩形翅片管存在的问题，本实用新型通过提供一种间断型不连续换热表面，进一步提高现有矩形翅片管的强化换热性能。
为了达到上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：
<结构一>
本实用新型提供了一种矩形平齿翅片管，具有这样的特征，包括：基管部，呈管状；以及翅片部，包含多片分别沿基管部的轴向以预定间距连接在基管部的外壁上的矩形翅片，其中，每片矩形翅片包含固定设置在外壁上的基片、与基片连成一体的多个平齿、以及多个形成在每相邻的两个平齿之间的开口槽，多个平齿设置在基片与基管外气流流向相平行方向上的两侧边部上。
在本实用新型提供的矩形平齿翅片管中，还可以具有这样的特征：其中，基管形状为呈圆管状、椭圆管状、扁管状中的任意一种。
在本实用新型提供的矩形平齿翅片管中，还可以具有这样的特征：其中，每相邻两片矩形平齿翅片相平行。
在本实用新型提供的矩形平齿翅片管中，还可以具有这样的特征：其中，平齿的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。
在本实用新型提供的矩形平齿翅片管中，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以及凹痕或凹槽中的任意一种。
<结构二>
更进一步地，本实用新型还提供了一种矩形平齿翅片管换热管束，具有这样的特征，包括：至少三个矩形平齿翅片管，矩形平齿翅片管换热管束为顺列布置，错列布置以及不等间距布置中的任意一种。
实用新型的作用与效果
根据本实用新型所涉及的矩形平齿翅片管，因为翅片部设置在基管部的外壁上，翅片部上与基片连成一体的多个平齿向基管的外部延伸，并且每相邻的两个平齿之间形成开口槽，使得翅片表面形成间断型不连续换热表面，在该间断型换热表面上流体边界层不断生成与破坏，而边界层发展段换热能力较强，因而翅片管的换热性能更佳，因该开口槽而形成的换热面积大于开口槽本身所损失的部分翅片侧表面的换热面积，所以开口槽的形成不仅可利用间断型不连续表面的强化换热原理来提高翅片表面换热系数，同时也不会造成翅片换热面积的减少，从而进一步提高矩形平齿翅片管强化换热性能，而且矩形平齿翅片结构使得翅间气流的横向混合增强，因而在提高翅片管强化换热性能的前提下能进一步缩小翅片间距，从而进一步提高换热管的翅化比，使得矩形平齿翅片管具有明显的强化换热优势。
附图说明
图1为本实用新型的实施例一中矩形平齿翅片管换热管束的结构示意图；
图2为本实用新型的实施例一中矩形平齿翅片管的结构示意图；
图3为本实用新型的实施例一中矩形平齿翅片管的俯视结构示意图；
图4为图2中的沿A方向所观察到的矩形平齿翅片管的结构示意图；
图5为图2中的沿B方向所观察到的矩形平齿翅片管的结构示意图
图6(a)为本实用新型的的变形例一中矩形平齿翅片管的俯视的结构示意图；
图6(b)为本实用新型的的变形例二中矩形平齿翅片管的俯视的结构示意图；
图7为本实用新型的变形例三中平齿的结构示意图；
图8为本实用新型的变形例四中平齿的结构示意图；
图9为本实用新型的变形例五中平齿的结构示意图；
图10为本实用新型的变形例六中平齿的结构示意图；
图11为本实用新型的变形例七中平齿的结构示意图；
图12为本实用新型的变形例八中平齿的结构示意图；
图13为本实用新型的变形例九中平齿的结构示意图；
图14为本实用新型的变形例十中平齿的结构示意图；
图15为本实用新型的变形例十一中平齿的结构示意图；
图16为本实用新型的变形例十二中平齿的结构示意图；
图17为本实用新型的变形例十三中平齿的结构示意图；
图18为本实用新型的变形例十四中平齿的结构示意图；以及
图19为本实用新型的变形例十五中平齿的结构示意图；
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、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实用新型作具体阐述。
实施例一
图1为本实用新型的实施例一中矩形平齿翅片管换热管束的结构示意图。
如图1所示，矩形平齿翅片管换热管束100包含3个排列成两行结构的互相错列布置的矩形平齿翅片管200。
图2为本实用新型的实施例一中矩形平齿翅片管的结构示意图。
如图2所示，矩形平齿翅片管200包括：基管部1和翅片部2。
基管部1为圆管形，内充有流动换热工质。翅片部2相互平行且以一定间距沿基管部1的轴向设置在基管部1的外壁上。
根据应用场合的不同，基管部1的直径范围可在10毫米和1000毫米之间，翅片部2的长度或宽度范围可在40毫米至4000毫米之间。
图3为本实用新型的实施例一中矩形平齿翅片管的俯视结构示意图。
如图3所示，翅片部2包含：基片3，平齿4以及平齿4之间的开口槽5，基片3和平齿4形成不连续表面。
翅片部2由厚度为0.01毫米至10毫米的中间带圆孔的矩形钢带制成，在和基管部1的外壁连接前，矩形钢带的长边侧按一定间距进行局部切割被开齿，开齿后形成了连续一体的基片3和多个矩形齿片，矩形齿片的宽度为2毫米至200毫米之间，矩形齿片的长度为4毫米至400毫米之间。
图4为图3中的沿A方向所观察到的矩形平齿翅片部的结构示意图。
如图4所示，6为翅片部2中的平齿侧部，平齿侧部包含平齿4以及平齿4之间的开口槽5，平齿侧部6的长度范围可在40毫米至4000毫米之间，平齿侧部6所在的基片的侧边部与基管部1外气流流向相平行，从而由图1中可以看出，气流流向与每一个矩形平齿翅片管200的翅片部2均呈此类关系。
图5为图3中的沿B方向所观察到的矩形平齿翅片部的结构示意图。
如图5所示，7为翅片部2中的平直侧部，平直侧部7的长度范围可在40毫米至4000毫米之间。
由图4和图5所示，基管部1贯穿于翅片部2中。
实施例的作用与效果
根据实施例一提供的矩形平齿翅片管换热管束由多个矩形平齿翅片管错列布置形成，矩形平齿翅片管中，因为翅片部设置在基管部的外壁上，翅片部上与基片连成一体的多个平齿向基管的外部延伸，并且每相邻的两个平齿之间形成开口槽，使得翅片表面形成间断型不连续换热表面，在该间断型换热表面上流体边界层不断生成与破坏，而边界层发展段换热能力较强，因而翅片管换热性能更佳，因该开口槽而形成的换热面积大于开口槽本身所损失的部分翅片侧表面的换热面积，所以开口槽的形成不仅可利用间断型不连续表面的强化换热原理来提高翅片表面换热系数，同时也不会造成翅片换热面积的减少，从而进一步提高矩形平齿翅片管强化换热性能，而且矩形平齿翅片结构使得翅间气流的横向混合增强，因而在提高翅片管强化换热性能的前提下能进一步缩小翅片间距，从而进一步提高换热管的翅化比，使得矩形平齿翅片管具有明显的强化换热优势。
当然本实用新型所涉及的矩形平齿翅片管及其翅片管换热管束并不仅仅限定于在本实施例中的结构。
实施例一和提供的矩形平齿翅片管换热管束由多个相同的矩形平齿翅片管错列布置组成，当然本实用新型所涉及的矩形平齿翅片管换热管束还可以是由多个相同的矩形平齿翅片管顺列布置组成或不等间距布置组成。
在实施例一中，翅片部由钢带制造，本实用新型涉及的矩形平齿翅片管中，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。
实施例一提供的矩形平齿翅片管的基管部为呈圆管状，本实用新型提供的矩形平齿翅片管中，基管部的形状还可以是椭圆管状或扁管状，见变形例一和变形例二。
在实施例一提供的矩形平齿翅片管中，平齿的上下侧壁为光滑的表面，本实用新型提供的矩形平齿翅片管中，平齿还可以具有高低不一致的顶缘或者是凹凸不平的表面，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。
图6(a)为本实用新型的变形例一中矩形平齿翅片管的俯视结构示意图。
如图6(a)所示，矩形平齿翅片管300中基管部301的形状为呈椭圆管形。
变形例二
同样的，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。
图6(b)为本实用新型的变形例二中矩形平齿翅片管的俯视结构示意图。
如图6(b)所示，矩形平齿翅片管400中基管部401的形状为呈扁管形。
变形例一和变形例二的作用和效果
根据变形例一和变形例二提供的矩形平齿翅片管，将基管的形状由圆管形变成椭圆管形或扁管形，可使得流体阻力降低，强化换热效果更优。
变形例三
同样的，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7为本实用新型的变形例三中平齿的结构示意图。
如图7所示，平齿7的顶端具有梯形状的顶缘111。
变形例四
同样的，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8为本实用新型的变形例四中平齿的结构示意图。
如图8所示，平齿12的顶端具有圆弧形的顶缘121。
变形例五
同样的，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9为本实用新型的变形例五中平齿的结构示意图。
如图9所示，平齿13的顶端具有波浪形的顶缘131。
变形例六
同样的，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10为本实用新型的变形例六中平齿的结构示意图。
如图10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矩形平片翅片管，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
同样的，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11为本实用新型的变形例七中平齿的结构示意图。
如图11所示，平齿21的两侧壁都具有网格形的凹痕211。
变形例八
同样的，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12为本实用新型的变形例八中平齿的结构示意图。
如图12所示，平齿22的两侧壁都具有人字形的凹痕221。
变形例九
同样的，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13为本实用新型的变形例九中平齿的结构示意图。
如图13所示，平齿23的两侧壁都具有长条形的凹痕231。
变形例十
同样的，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14为本实用新型的变形例十中平齿的结构示意图。
如图14所示，平齿24的两侧壁都具有波浪形的凹痕241。
变形例十一
同样的，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15为本实用新型的变形例十一中平齿的结构示意图。
如图15所示，平齿25的两侧壁都具有一字型的凹槽251。
变形例十二
同样的，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16为本实用新型的变形例十二中平齿的结构示意图。
如图16所示，平齿26的两侧壁都具有十字型的凹槽261。
变形例十三
同样的，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17为本实用新型的变形例十三中平齿的结构示意图。
如图17所示，平齿27的两侧壁都具凹槽坑271。
变形例十四
同样的，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18为本实用新型的变形例十四中平齿的结构示意图。
如图18所示，平齿28的两侧壁都具有圆形开孔281。
变形例十五
同样的，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19为本实用新型的变形例十五中平齿的结构示意图。
如图19所示，平齿29的两侧壁都具有矩形开缝291。
变形例三至变形例十五的作用和效果
根据变形例七至变形例十二提供的矩形平片翅片管中，通过在平齿的两侧壁设置凹痕或凹槽以形成了两侧壁上凹凸不平的表面，这些凹凸不平的表面使得两侧壁的表面积变大，增强了平齿的两侧的气流扰动，强化了换热效果。
Claims (6)
1.一种矩形平齿翅片管，其特征在于，包括：
基管部，呈管状；以及
翅片部，包含多片分别沿所述基管部的轴向以预定间距连接在所述基管部的外壁上的矩形翅片，
其中，每片所述矩形翅片包含固定设置在所述外壁上的基片、与所述基片连成一体的多个平齿、以及多个形成在每相邻的两个平齿之间的开口槽，
所述的多个平齿设置在所述基片与基管外气流流向相平行方向上的两侧边部上。
2.根据权利要求1所述的矩形平齿翅片管，其特征在于：
其中，所述基管形状为呈圆管状、椭圆管状、扁管状中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的矩形平齿翅片管，其特征在于：
其中，每相邻两片所述矩形平齿翅片相平行。
4.根据权利要求1所述的矩形平齿翅片管，其特征在于：
其中，所述平齿的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。
5.根据权利要求1所述的矩形平齿翅片管，其特征在于：
其中，所述平齿的侧壁具有凹凸不平的表面和凹痕以及凹槽中的任意一种。
6.一种矩形平齿翅片管换热管束，其特征在于，包括：
至少三个矩形平齿翅片管，
其中，所述矩形平齿翅片管为上述权利要求1至权利要求5中任意一项所述的矩形平齿翅片管，
所述矩形平齿翅片管换热管束为顺列布置，错列布置，以及不等间距布置中的任意一种。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
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| CN106197121A (zh) * | 2016-08-23 | 2016-12-07 | 浙江宜清环境技术有限公司 | 一种气液换热器传热结构 |
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