[發明專利]一種高性能倒齒鰭片管及其加工方法

有效

• 申請號: 201310483551.3
• 申請日: 2013-10-15
• 公開（公告）號: CN103528416A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 何偉校;廖丹陽;謝際明;侯曉東;應國華;趙劍云;陳偉;俞苗;夏蘋;沈佳;周樟華;劉可亮
• 申請（專利權）人: 杭州鍋爐集團股份有限公司
• 主分類號: F28F1/26
• 分類號: F28F1/26;B21D53/06
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明

技術領域

本發明涉及一種高性能倒齒鰭片管及其加工方法，屬于工業余熱利用、節能減排領域。

背景技術

相關資料表明：我國的單位生產值能耗約為世界平均水平的2倍左右，這其中固然有產業結構比例的影響，但更深層次的原因是我國的能源利用效率、能源利用水平低于世界先進水平；工業能耗的高占比現狀一方面與產業技術水平、工藝流程等因素相關，同時也與工業余熱利用的水平及規模聯系密切。據統計，我國有接近50%的工業能耗沒有被利用，而是以各種形式的余熱直接排放掉，我國余熱資源平均回收利用率落后于國際先進水平近20個百分點。

鰭片管技術在余熱利用中具有特殊的重要地位，由于余熱介質的溫度通常不高，決定了在余熱利用過程中高低溫熱源之間的溫差相對較低，在換熱系數難以大幅提升的前提下，要實現預期的換熱效果通常只有提升換熱面積，而這樣的選擇會受到場地空間及設備成本的限制。鰭片管技術在很大程度上解決了上述矛盾，它在增加換熱面積、提升換熱功率的同時，并使占用空間及成本可以控制在一個合理的范圍內，因此該技術被廣泛應用于余熱利用領域。

如果在工業余熱利用中，通過新技術的改進以提高鰭片管的換熱性能，那么就可以有效減少余熱利用裝置的換熱面積，從而達到降低成本、增加余熱利用效率等目的。

發明內容

本發明要解決的技術問題：在傳統開齒鰭片的基礎上，提供一種高性能倒齒鰭片管及其加工方法，該技術提供一種新型鰭片管結構，其通過改變部分開齒鰭片的折彎度，以達到增加流體擾流、提高換熱系數、減少余熱利用面積等目的。

本發明的技術解決方案是：一種高性能的倒齒鰭片管的加工方法，該倒齒鰭片管的加工方法利用管子、開齒扁鋼和錐形齒輪加工出正常鰭片和折彎鰭片，折彎鰭片即倒齒鰭片，通過特殊的工藝流程方法，使倒齒鰭片與正常鰭片實現間隔排列；所述的特殊的工藝流程方法具體如下：開齒扁鋼為用來加工鰭片的材料，在開齒扁鋼的一側開有不同深度、不同間距的縫隙，形成一定寬度和高度的齒片，以滿足不同的倒齒鰭片管需求，錐形齒輪用來實現倒齒功能，它帶有一定的錐度以適應倒齒鰭片的加工需求；錐形齒輪上每個齒的寬度通常小于開齒扁鋼上鰭片的開齒寬度，同時錐形齒輪齒間距必須與開齒扁鋼上的開齒寬度成倍數關系，當錐形齒輪上的兩齒中心距離等于開齒扁鋼鰭片上齒間距的二倍時，在錐形齒輪與開齒扁鋼壓觸的過程中就會形成間歇性倒齒的加工效果，然后再把加工后的開齒扁鋼直立繞制在管子的表面，并且使相鄰兩圈鰭片之間的間距滿足設計要求；在上述繞制的過程中，加工后的開齒扁鋼根部與管子通過特殊工藝焊接在一起，這樣就加工成了高性能倒齒鰭片管。

其中，根據工藝流程的不同，也可以先把未倒齒的開齒扁鋼按照設計的要求焊接在管子上，制成傳統的螺旋翅片管，然后再用錐度齒輪按前述工藝對齒片進行間歇性倒齒的操作，不論上述哪種流程，最終都能達到制造高性能倒齒鰭片管的最終目標。

本發明另外提供一種高性能的倒齒鰭片管，該倒齒鰭片管是利用上述的一種高性能的倒齒鰭片管的加工方法加工出來的。

本發明與現有技術相比的優點在于：

（1）、本發明通過特殊工藝方法使傳統開齒鰭片形成間歇性倒齒的效果，增強鰭片與煙氣之間的擾流，減薄流動邊界層，從而達到增強傳熱效果的目標。相關的理論模擬及試驗結果表明，該方法可以提高開齒鰭片管的傳熱系數約30%；因此采用高性能倒齒鰭片管可以大量節省余熱利用裝置的換熱面積；

（2）、基于上述發明思想，設計出特殊的高性能倒齒鰭片管加工工藝：該工藝以現有的鰭片管加工工藝為基礎，以特殊的錐形齒輪為工具，通過流程控制等方法形成間歇型倒齒的效果；該工藝流程具有加工工藝改動少、加工效率高等顯著優點，可以滿足高性能倒齒鰭片管規模化、工業化應用的要求。

附圖說明

圖1為傳統開齒鰭片管；

圖2為一種高性能倒齒鰭片管；

圖3為倒齒鰭片加工示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖以及具體實施例進一步說明本發明。

在余熱利用領域，對于傳統的環形開齒鰭片或螺旋開齒鰭片，沿管壁一周的鰭片基本在同一個平面內（雖然螺旋鰭片在沿管長方向上的有所改變，但變化的幅度很小）；由于流動邊界層的存在，使煙氣等余熱介質對鰭片的沖刷不充分，從而影響到整個系統的換熱效果。本發明通過工藝創新，使鰭片的部分開齒在垂直于煙氣的流動方向上規律性地發生折彎，這樣可以增加煙氣的擾動，減薄邊界層，達到增加換熱系數的目的。