扭齒翅片扁圓換熱管的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種扭齒翅片扁圓換熱管。本發(fā)明提供的扭齒翅片扁圓換熱管包括：基管部，呈扁圓管狀，具有一體形成的兩個相對向的直邊段外壁和兩個相對向的弧邊段外壁；以及翅片部，包含分別沿基管部的軸向以預定間距連接在兩個直邊段外壁上的多個翅片，其中，每個翅片包含固定在直邊段外壁上并且連續(xù)形成的基片、連接在基片上且沿基管部徑向向外延伸的多個扭齒、以及多個形成在每相鄰的兩個扭齒之間的開口槽，扭齒的底端與基片連成一體，扭齒的頂端相對于底端扭轉一定角度。本發(fā)明的扭齒翅片扁圓換熱管對基管外氣流能夠有效擾動，從而在實現(xiàn)減小氣流橫掠管換熱管束的形體阻力的前提下，提高強化換熱性能。
【專利說明】扭齒翅片扁圓換熱管

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種翅片扁圓換熱管，具體涉及一種扭齒翅片扁圓換熱管。


【發(fā)明內容】

[0002]本發(fā)明是為了解決上述問題而進行的，目的在于提供一種對基管外氣流能夠有效擾動的扭齒翅片扁圓換熱管，從而在實現(xiàn)減小氣流橫掠換熱管的形體阻力的前提下，提高強化換熱性能。
[0003]為了達到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術方案:
[0004]本發(fā)明提供一種扭齒翅片扁圓換熱管，其特征在于，包括:基管部，呈扁圓管狀，具有一體形成的兩個相對向的直邊段外壁和兩個相對向的弧邊段外壁；以及翅片部，包含分別沿基管部的軸向以預定間距連接在兩個直邊段外壁上的多根翅片，其中，每根翅片包含固定在直邊段外壁上并且連續(xù)形成的基片、連接在基片上且沿基管部徑向向外延伸的多個扭齒、以及多個形成在每相鄰的兩個扭齒之間的開口槽，扭齒的底端與基片連成一體，扭齒的頂端相對于底端扭轉一定角度。
[0005]在本發(fā)明提供的扭齒翅片扁圓換熱管中，還可以具有這樣的特征:其中，角度的范圍為1°至90°。
[0006]在本發(fā)明提供的扭齒翅片扁圓換熱管中，還可以具有這樣的特征:其中，翅片中每相鄰的兩個扭齒的扭轉方向相同，每相鄰的兩根翅片中扭齒的扭轉方向為相同和相反中的任意一種。
[0007]在本發(fā)明提供的扭齒翅片扁圓換熱管中，還可以具有這樣的特征:其中，翅片中每相鄰的兩個扭齒的扭轉方向相反。
[0008]在本發(fā)明提供的扭齒翅片扁圓換熱管中，還可以具有這樣的特征:其中，頂端的頂緣為呈梯形、圓弧形、鋸齒形以及波浪形中的任意一種形狀。
[0009]在本發(fā)明提供的扭齒翅片扁圓換熱管中，還可以具有這樣的特征:其中，扭齒的側壁具有凹凸不平的表面、凹坑、凹痕和凹槽中的任意一種，凹痕為長條形、網(wǎng)格形、V字形以及波浪形中的任意一種，凹槽為一字槽以及十字槽中的任意一種。
[0010]在本發(fā)明提供的扭齒翅片扁圓換熱管中，還可以具有這樣的特征:其中，扭齒側壁上至少貫穿有孔洞和狹縫中任意一種。
【背景技術】
[0011 ] 在工程應用中，翅片扁圓換熱管被廣泛應用于大型電站空冷凝汽器及汽車散熱器等換熱裝置中。與圓形換熱管相比，扁圓換熱管的優(yōu)點是可以大幅減小換熱管背風側渦流區(qū)，從而明顯減小氣流橫掠換熱管的形體阻力。
[0012]現(xiàn)有翅片扁圓換熱管中的翅片為平直且表面連續(xù)完整。流體通過翅片扁圓換熱管時，在翅片間的流道也是平直且連續(xù)穩(wěn)定的，因此，翅片扁圓換熱管的傳熱系數(shù)較小，嚴重影響了強化換熱性能。
[0013]此外，在由平行布置的連續(xù)平直翅片構成的翅片扁圓換熱管中，為避免翅片對管外的流體過度“整流”，而使得翅片表面換熱能力明顯降低，不宜采用過小的翅片間距，這也限制了翅片扁圓換熱管強化換熱性能的提高。
[0014]為進一步提高翅片扁圓換熱管的強化換熱性能，現(xiàn)有技術中對翅片扁圓換熱管的一種改進是將平直翅片改為波浪形翅片，成為波浪翅片扁圓換熱管，使翅間流道呈波浪狀從而實現(xiàn)進一步強化換熱。在相同的風速條件下，波浪翅片管的換熱系數(shù)較高，但同時氣流流動阻力也較大。因此，這種改進對翅片扁圓換熱管強化換熱性能的提高非常有限，更好的改進方法亟待開發(fā)。
[0015]發(fā)明作用與效果
[0016]根據(jù)本發(fā)明提供的扭齒翅片扁圓換熱管，多根翅片沿基管部的軸向以預定間距連接在基管部的直邊段外壁上，單根翅片中連續(xù)形成的基片設置在直邊段外壁上，多個連接在基片上的扭齒向基管部的外部延伸，并且在相鄰的兩個扭齒之間形成開口槽，多個扭齒能夠在氣流掠過翅片的縱向流動中，周期性地激發(fā)橫向渦流，增強翅片附近流體擾動，同時扭齒對遠離換熱管換熱表面的主流未有明顯擾動,使得換熱管束在較小的流體輸運功耗增加下獲得較大的換熱量增大收益，從而，扭齒翅片扁圓換熱管相對現(xiàn)有的翅片扁圓換熱管，強化換熱性能有明顯提高，本發(fā)明的扭齒翅片扁圓換熱管中，由于每根翅片中相鄰兩個扭齒之間形成開口槽，因此會在扭齒間新生出由開口槽露出的換熱表面，而翅片側面的換熱面積沒有被減少，使得翅片表面總的換熱面積增大，從而，扭齒翅片扁圓換熱管的強化換熱性能進一步提高，本發(fā)明的扭齒翅片扁圓換熱管中具有的扭齒結構，還使得翅片間氣流的橫向混合明顯增強，從而，強化換熱性能進一步提高，還能夠縮小翅片間距，提高換熱管翅化比，從而提升強化換熱性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的實施例一中扭齒翅片扁圓換熱管的立體斜視結構示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明的實施例一中扭齒翅片扁圓換熱管的俯視圖；
[0019]圖3為本發(fā)明的實施例一中扭齒翅片扁圓換熱管的正視圖；
[0020]圖4為本發(fā)明的實施例一中單根翅片的俯視圖；
[0021]圖5為本發(fā)明的實施例二中扭齒翅片扁圓換熱管的立體斜視結構示意圖；
[0022]圖6為本發(fā)明的實施例二中扭齒翅片扁圓換熱管的俯視圖；
[0023]圖7為本發(fā)明的實施例三中扭齒翅片扁圓換熱管的立體斜視結構示意圖；
[0024]圖8為本發(fā)明的實施例三中單根翅片的俯視圖；
[0025]圖9(a)為本發(fā)明的變形例一中扭齒的結構示意圖；
[0026]圖9(b)為本發(fā)明的變形例二中扭齒的結構示意圖；
[0027]圖9(c)為本發(fā)明的變形例三中扭齒的結構示意圖；
[0028]圖9(d)為本發(fā)明的變形例四中扭齒的結構示意圖；
[0029]圖10(a)為本發(fā)明的變形例五中扭齒的結構示意圖；
[0030]圖10(b)為本發(fā)明的變形例六中扭齒的結構示意圖；
[0031]圖10(c)為本發(fā)明的變形例七中扭齒的結構示意圖；
[0032]圖10(d)為本發(fā)明的變形例八中扭齒的結構示意圖；
[0033]圖10(e)為本發(fā)明的變形例九中扭齒的結構示意圖；
[0034]圖10(f)為本發(fā)明的變形例十中扭齒的結構示意圖；
[0035]圖10(g)為本發(fā)明的變形例十一中扭齒的結構示意圖；
[0036]圖11(a)為本發(fā)明的變形例十二中扭齒的結構示意圖；以及
[0037]圖11(b)為本發(fā)明的變形例十三中扭齒的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0038]為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，以下實施例結合附圖對本發(fā)明作具體闡述。
[0039]實施例一
[0040]圖1為本發(fā)明的實施例一中扭齒翅片扁圓換熱管的立體斜視結構示意圖。
[0041]圖2為本發(fā)明的實施例一中扭齒翅片扁圓換熱管的俯視圖。
[0042]圖3為本發(fā)明的實施例一中扭齒翅片扁圓換熱管的正視圖。
[0043]如圖1、圖2和圖3所不，扭齒翅片扁圓換熱管200包括:基管部I和翅片部2。
[0044]基管部I為扁圓管狀，內充有流動換熱工質，具有一體形成的兩個相對向的直邊段外壁11和兩個相對向的弧邊段外壁12。翅片部2包括分別沿基管部I的軸向以預定間距連接在兩個直邊段外壁11上的多根翅片3。翅片3的延伸方向與基管部I外的氣體流動方向相同。
[0045]翅片3包含:基片4、扭齒5、以及開口槽6。
[0046]翅片3由鋼帶制成，鋼帶按一定間距進行局部切割被開齒，開齒后形成了連續(xù)一體的基片4和多個齒片。對多個齒片進行滾壓或沖壓加工，使得齒片進一步形成為扭轉方向一致的扭齒5。每相鄰的兩個扭齒5間形成了 V字形的開口槽6。
[0047]圖4為本發(fā)明的實施例一中單根翅片的俯視圖。
[0048]如圖4所示，扭齒5的底端與基片4連成一體。
[0049]扭齒5具有底端51、頂端52、以及處于底端51和頂端52之間的中部，扭齒5的底端52與基片4連接并保持平行，扭齒5的中部沿徑向長度的增大逐漸扭轉，最終，每個扭齒5的頂端51相對于底端52都向逆時針方向扭轉一定角度Θ，將扭齒5的頂端51與基片4之間的偏轉角度定義為角度Θ。角度Θ的范圍為1°至90°中的任意一個角度值。
[0050]基管部I的直邊段外壁11上每相鄰的兩根翅片3中扭齒5的扭轉方向相同，也就是所有的翅片3中扭齒5的扭轉方向全部相同。
[0051]實施例作用與效果
[0052]根據(jù)本實施例所涉及的扭齒翅片扁圓換熱管，多根翅片沿基管部的軸向以預定間距連接在基管部的直邊段外壁上，單根翅片中連續(xù)形成的基片設置在直邊段外壁上，多個連接在基片上的扭齒向基管部的外部延伸，并且在相鄰的兩個扭齒之間形成開口槽，多個扭齒能夠在氣流掠過翅片的縱向流動中，周期性地激發(fā)橫向渦流，增強翅片附近流體擾動，同時扭齒對遠離換熱管換熱表面的主流未有明顯擾動，使得換熱管束在較小的流體輸運功耗增加下獲得較大的換熱量增大收益，從而，扭齒翅片扁圓換熱管相對現(xiàn)有的翅片扁圓換熱管，強化換熱性能有明顯提高，本實施例的扭齒翅片扁圓換熱管中，由于每根翅片中相鄰兩個扭齒之間形成開口槽，因此會在扭齒間新生出由開口槽露出的換熱表面，而翅片側面的換熱面積沒有被減少，使得翅片表面總的換熱面積增大，從而，扭齒翅片扁圓換熱管的強化換熱性能進一步提高，本實施例的扭齒翅片扁圓換熱管中具有的扭齒結構，還使得翅片間氣流的橫向混合明顯增強，從而，強化換熱性能進一步提高，還能夠縮小翅片間距，提高換熱管翅化比，從而提升強化換熱性能。
[0053]實施例二
[0054]在本實施例二中，對于和實施例一中相同的結構，給予相同的符號，并省略相同的說明。
[0055]圖5為本發(fā)明的實施例二中扭齒翅片扁圓換熱管的立體斜視結構示意圖。
[0056]如圖5所示，本實施例的扭齒翅片扁圓換熱管300包括基管部I和翅片部102。
[0057]翅片部102包括分別沿基管部I的軸向以預定間距連接在兩個直邊段外壁11上的多根翅片30和多根翅片30’。多根翅片30和多根翅片30’相間隔等間距分布在直邊段外壁11上。
[0058]圖6為本發(fā)明的實施例二中扭齒翅片扁圓換熱管的俯視圖。
[0059]如圖6所示，翅片30包含:基片4、扭齒50、以及每相鄰的兩個扭齒50之間形成的V字形開口槽。
[0060]翅片30’包含:基片4、扭齒50’、以及每相鄰的兩個扭齒50’之間形成的V字形開口槽。
[0061]翅片30中本身所有扭齒50的扭轉方向都是相同的，翅片30’中本身所有的扭齒50’也都是相同的，翅片30中的扭齒50的扭轉方向與翅片30’中的扭齒50’的扭轉方向相反。這種錯向的布置使得氣流在沖刷翅片部102時受到扭齒50和扭齒50’的擾動更強烈，換熱更充分。
[0062]實施例三
[0063]在本實施例三中，對于和實施例一中相同的結構，給予相同的符號，并省略相同的說明。
[0064]圖7為本發(fā)明的實施例三中扭齒翅片扁圓換熱管的立體斜視結構示意圖。
[0065]如圖7所示，本實施例的扭齒翅片扁圓換熱管400包括基管部I和翅片部103。
[0066]翅片部103包括多根固定設置在基管部I上且沿縱向延伸的多根翅片31。多根翅片31相間隔等間距環(huán)繞在基管部I的外壁上。
[0067]圖8為本發(fā)明的實施例三中單根翅片的俯視圖。
[0068]如圖8所示，翅片31包含:基片4、扭齒53、扭齒53’、以及相鄰的扭齒53和扭齒53’之間形成的開口槽。
[0069]扭齒53和扭齒53’的底端都與基片4連成一體并保持平行。翅片31上每相鄰的兩個扭齒53和扭齒53’分別沿圖8中的順時針方向和逆時針方向扭轉角度Θ，這種錯向扭轉的扭齒53和扭齒53’使得氣流在沖刷翅片31時受到扭齒53和扭齒53’的擾動更強烈，換熱更充分。
[0070]當然，本發(fā)明涉及的扭齒翅片扁圓換熱管并不僅僅限定于在以上實施例中的結構。
[0071]在實施例一、實施例二和實施例三中，翅片部由鋼帶制造，本發(fā)明涉及的扭齒翅片扁圓換熱管中，翅片部還可以是銅合金或鋁合金等任意一種軟質金屬帶制造。
[0072]在實施例一、實施例二和實施例三提供的扭齒翅片扁圓換熱管中，扭齒的的頂緣和側壁均為光滑的表面，本發(fā)明提供的扭齒翅片扁圓換熱管中，扭齒還可以具有高低不一致的頂緣，凹凸不平的側壁表面，或者是貫穿有孔洞和狹縫中任意一種，見變形例一至變形例十三。
[0073]變形例一
[0074]在本變形例一中，對于和實施例一中相同的結構，給予相同的符號，并省略相同的說明。
[0075]圖9(a)為本發(fā)明的變形例一中扭齒的結構示意圖。
[0076]如圖9(a)所示，扭齒11的頂端具有梯形狀的頂緣111。
[0077]變形例二
[0078]在本變形例二中，對于和實施例一中相同的結構，給予相同的符號，并省略相同的說明。
[0079]圖9(b)為本發(fā)明的變形例二中扭齒的結構示意圖。
[0080]如圖9(b)所示，扭齒12的頂端具有圓弧形的頂緣121。
[0081]變形例三
[0082]在本變形例三中，對于和實施例一中相同的結構，給予相同的符號，并省略相同的說明。
[0083]圖9(c)為本發(fā)明的變形例三中扭齒的結構示意圖。
[0084]如圖9(c)所示，扭齒13的頂端具有波浪形的頂緣131。
[0085]變形例四
[0086]在本變形例四中，對于和實施例一中相同的結構，給予相同的符號，并省略相同的說明。
[0087]圖9(d)為本發(fā)明的變形例四中扭齒的結構示意圖。
[0088]如圖9(d)所示，扭齒14的頂端具有鋸齒形的頂緣141。
[0089]變形例一至變形例四的作用和效果
[0090]根據(jù)變形例一至變形例四提供的扭齒翅片扁圓換熱管中，通過在扭齒的頂端設置高低不平的頂緣以增強對翅片側的氣體擾動，以強化換熱效果。
[0091]變形例五
[0092]在本變形例五中，對于和實施例一中相同的結構，給予相同的符號，并省略相同的說明。
[0093]圖10(a)為本發(fā)明的變形例五中扭齒的結構示意圖。
[0094]如圖10(a)所示，扭齒20的兩側壁都具有凹坑201。
[0095]變形例六
[0096]在本變形例六中，對于和實施例一中相同的結構，給予相同的符號，并省略相同的說明。
[0097]圖10(b)為本發(fā)明的變形例六中扭齒的結構示意圖。
[0098]如圖6(b)所示，扭齒21的兩側壁都具有網(wǎng)格形的凹痕211。
[0099]變形例七
[0100]在本變形例七中，對于和實施例一中相同的結構，給予相同的符號，并省略相同的說明。
[0101]圖10(c)為本發(fā)明的變形例七中扭齒的結構示意圖。
[0102]如圖10(c)所示，扭齒22的兩側壁都具有人字形的凹痕221。
[0103]變形例八
[0104]在本變形例八中，對于和實施例一中相同的結構，給予相同的符號，并省略相同的說明。
[0105]圖10(d)為本發(fā)明的變形例八中扭齒的結構示意圖。
[0106]如圖10(d)所示，扭齒23的兩側壁都具有長條形的凹痕231。
[0107]變形例九
[0108]在本變形例九中，對于和實施例一中相同的結構，給予相同的符號，并省略相同的說明。
[0109]圖10(e)為本發(fā)明的變形例九中扭齒的結構示意圖。
[0110]如10(e)所示，扭齒24的兩側壁都具有波浪形的凹痕241。
[0111]變形例十
[0112]在本變形例十中，對于和實施例一中相同的結構，給予相同的符號，并省略相同的說明。
[0113]圖10(f)為本發(fā)明的變形例十中扭齒的結構示意圖。
[0114]如圖10(f)所示，扭齒25的兩側壁都具有一字型的凹槽251。
[0115]變形例十一
[0116]在本變形例十一中，對于和實施例一中相同的結構，給予相同的符號，并省略相同的說明。
[0117]圖10(g)為本發(fā)明的變形例十一中扭齒的結構示意圖。
[0118]如圖10(g)所示，扭齒26的兩側壁都具有十字型的凹槽261。
[0119]變形例十二
[0120]在本變形例十二中，對于和實施例一中相同的結構，給予相同的符號，并省略相同的說明。
[0121]圖11(a)為本發(fā)明的變形例十二中扭齒的結構示意圖。
[0122]如圖11(a)所示，扭齒27的兩側壁之間貫穿有孔洞271。
[0123]變形例十三
[0124]在本變形例十三中，對于和實施例一中相同的結構，給予相同的符號，并省略相同的說明。
[0125]圖11(b)為本發(fā)明的變形例十三中扭齒的結構示意圖。
[0126]如圖11 (b)所示，扭齒28的兩側壁之間貫穿有狹縫281。
[0127]變形例五至變形例十三的作用和效果
[0128]根據(jù)變形例五至變形例十三提供的扭齒翅片扁圓換熱管中，通過在扭齒的兩側壁設置凹坑、凹痕或凹槽以形成了兩側壁上凹凸不平的表面，或者在兩側壁間貫穿孔洞或者狹縫，這些凹凸不平的表面、孔洞或者狹縫增強了扭齒的兩側的氣流擾動，強化了換熱效果.
【權利要求】
1.一種扭齒翅片扁圓換熱管，其特征在于，包括: 基管部，呈扁圓管狀，具有一體形成的兩個相對向的直邊段外壁和兩個相對向的弧邊段外壁；以及 翅片部，包含分別沿所述基管部的軸向以預定間距連接在兩個所述直邊段外壁上的多個翅片， 其中，每個所述翅片包含固定在所述直邊段外壁上并且連續(xù)形成的基片、連接在所述基片上且沿所述基管部徑向向外延伸的多個平齒、以及多個形成在每相鄰的兩個平齒之間的開口槽， 所述扭齒的底端與所述基片連成一體， 所述扭齒的頂端相對于所述底端扭轉一定角度。
2.根據(jù)權利要求1所述的扭齒翅片扁圓換熱管，其特征在于: 其中，所述角度的范圍為1°至90°。
3.根據(jù)權利要求1所述的扭齒翅片扁圓換熱管，其特征在于: 其中，所述翅片中每相鄰的兩個所述扭齒的扭轉方向相同， 每相鄰的兩個所述翅片中所述扭齒的扭轉方向為相同和相反中的任意一種。
4.根據(jù)權利要求1所述的扭齒翅片扁圓換熱管，其特征在于: 其中，所述翅片中每相鄰的兩個所述扭齒的扭轉方向相反。
5.根據(jù)權利要求1所述的扭齒翅片扁圓換熱管，其特征在于: 其中，所述頂端的頂緣為呈梯形、圓弧形、鋸齒形以及波浪形中的任意一種形狀。
6.根據(jù)權利要求1所述的扭齒翅片扁圓換熱管，其特征在于: 其中，所述扭齒的側壁具有凹凸不平的表面、凹坑、凹痕和凹槽中的任意一種， 所述凹痕為長條形、網(wǎng)格形、V字形以及波浪形中的任意一種， 所述凹槽為一字槽以及十字槽中的任意一種。
7.根據(jù)權利要求1所述的扭齒翅片扁圓換熱管，其特征在于: 其中，所述扭齒側壁上至少貫穿有孔洞和狹縫中任意一種。
【文檔編號】F28F1/24GK104075606SQ201410289340
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月25日 優(yōu)先權日:2014年6月25日
【發(fā)明者】馬有福 申請人:上海理工大學