[發明專利]一種縱向流一體式翅片管

無效

• 申請號: 200910037548.2
• 申請日: 2009-03-03
• 公開（公告）號: CN101504261A
• 公開（公告）日: 2009-08-12
• 發明（設計）人: 李靜;蘇華龍;杜娟;劉建勇;鄭海峰
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: F28F1/18
• 分類號: F28F1/18
• 代理公司: 廣州粵高專利代理有限公司
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及適用于石油、化工、制冷、冶金、能源等行業的各種類型的熱交換設備和加熱設備的縱向流一體式翅片管。

背景技術

節能、減排、降耗是我國的基本國策，當前在低排放動力電廠、石油煉制、工業爐、加熱爐、煤化工、化纖、水泥工業熱量回收領域面臨的挑戰是改善設備和工藝流程的高效性、成本的經濟性，使能源效率最大化。目前在各種類型的熱交換設備和加熱設備中，主要有蛇形管換熱器、光管式換熱器、翅片式換熱器、鰭片式換熱器、針式換熱器、熱管式換熱器，介質主要以橫向掠過管徑進行換熱。防積灰、防沖擊、同時具有高的穩定傳熱特性，一直是存在的問題；在降低流動阻值方面，鰭片式換熱器的開發應用有一定效果。縱流殼程換熱器由于具有傳熱系數高、壓降小、抗振性能優越等優點，近年來發展迅速，在工業中的應用日益廣泛。國內外的專利情況及相關文獻資料表明，與橫向流換熱器相比，關于縱向流翅片管換熱器的研究顯然還遠不夠充分。

對于用于煙氣回收應用場合，目前常用橫向流管翅換熱器，較高的流阻、積灰、結垢一直是該領域要竭力解決的問題?？紤]到高溫煙氣條件下，參與換熱的煙氣側換熱能力較低，因此需要進行傳熱強化。由于結構等多方面原因，管翅式換熱器的翅片元件一般都很薄，采用套裝和鑲嵌工藝為主，致命缺點是翅片和光管外表面結合的牢固程度不能保證，管子和翅片之間接觸不好，熱阻大，影響傳熱。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術存在的上述缺陷，提供一種縱向流一體式翅片管。其基管與翅片是一個整體，既具有緊湊的翅片結構、大的翅片面積，又能明顯的提高傳熱速度和增大傳熱系數，利于維護和在工業中高傳熱的領域推廣應用。在換熱器煙氣強化側流體整體呈縱向流(大致平行于管束)，換熱管管外采用一體式翅片強化傳熱結構，能夠較好的滿足強化傳熱和低機械功耗這種要求。

本發明的目的通過如下技術方案實現：

一種縱向流一體式翅片管，由基管1、翅片2、槽道3一體構成，各槽道3之間分布著平行排列的多個翅片2，且多個翅片2沿基管1的外周方向均勻分布，沿縱向呈順排或錯排方式，所述槽道3橫截面呈梯形、U形、V形或矩形。

上述的縱向流一體式翅片管中，各翅片厚度一致，翅片表面呈鰭形，與流向呈一坡角，縱向流間隔設有縱向流體通道。

上述的縱向流一體式翅片管中，其特征在于所述坡角為30～50度。

上述的縱向流一體式翅片管中，所述基管的橫截面為圓形、橢圓形、正方形或矩形。

上述的縱向流一體式翅片管中，所述槽道之間分布著平行排列的翅片，基管管壁厚為2～5mm，翅高3～8mm，翅根縱向厚4～6m，翅片間距3～5mm。

本發明可以通過熱擠壓、冷擠壓、軋制或其它壓鑄方法在基管上制造出槽道，然后用切削刀具切削槽道之間的基管，形成翅片；

殼體進口殼內側裝有導流筒，導流筒與筒體進行焊接連接，充分實現縱向流的分布均勻性。

本發明發明可用于縱向流的一體式三維翅片管換熱器中，包括殼體和管束，殼體上設有流體進口和流體出口，及導流筒，殼體兩端分別設有管箱，管箱上設有管束流體進口和出口，所述殼體呈現圓形截面形狀，所述管束由多個翅片管組成管束芯，管束由平行柵圈交錯支撐。

與現有技術相比，本發明具有如下優點和有益效果：

(1)翅片緊湊度高，沿圓周方向均勻分布；翅片強度高，翅片與基管一體，不存在接觸熱阻；節省金屬耗材，空間體積減小，傳熱系數大大提高；

(2)從結構上做了流型改變，既實現小流道水力直徑的同時，又降低了機械損耗；

(3)由于換熱管槽道和翅片是靠擠壓加工而成，翅片與換熱管自成一體，因此在翅片和基管之間不存在接觸熱阻，從而消除加工熱阻，使得總的熱阻大大減?。?/p>

(4)本發明的翅片布置，使傳熱面積大大增加，在承受強度應力方面有較強的優越性；根部抗彎矩和切應力的能力較強。

(5)坡度的設計可防止縱流過程灰塵積聚，檢修時便于灰塵清理。

(6)本發明的整體式外翅片管具有很大的比表面積，大大強化了蒸汽冷凝與對流傳熱性能，可以在能源化工、制冷、電子散熱等領域應用。

附圖說明

圖1為本發明縱向流一體式翅片管示意圖；

圖2為圖1中翅片管左視圖；

圖3是本發明方法軋制出的分布有槽道的基管結構示意圖；

圖4是翅片形狀示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明，但本發明的實施方式不限于此。