扭齒縱向翅片管的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種扭齒縱向翅片管。本發(fā)明提供的扭齒縱向翅片管包括：基管部，呈管狀；以及翅片部，包括在基管部的縱向上延伸位于該基管部的外壁上環(huán)繞相間隔分布的多個(gè)翅片，其中，每個(gè)翅片包含固定在基管部外壁上并且連續(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(gè)扭齒、以及多個(gè)形成在每相鄰的兩個(gè)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(duì)于底端扭轉(zhuǎn)一定角度。本發(fā)明的扭齒縱向翅片管對(duì)基管外氣流能夠有效擾動(dòng)，從而提高強(qiáng)化換熱性能。
【專利說明】扭齒縱向翅片管

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種縱向翅片管，具體涉及一種扭齒縱向翅片管。

【背景技術(shù)】
[0002] 在管側(cè)流體的換熱系數(shù)較高、殼側(cè)流體換熱系數(shù)較低的情況下，通常采用縱向翅 片管?？v向翅片管被廣泛應(yīng)用于冷卻高溫流體的工程裝置中，如煉油化工工藝中的油加熱 器、燃?xì)廨啓C(jī)的再生加熱器、煙氣余熱回收裝置、鍋爐尾部受熱面等?？v向翅片管具有流動(dòng) 阻力小、抗積灰和體積小等優(yōu)點(diǎn)。
[0003] 現(xiàn)有縱向翅片管中的翅片為平直且表面連續(xù)完整。流體通過縱向翅片管時(shí)，在翅 片間的流道也是平直且連續(xù)穩(wěn)定的，因此，縱向翅片管的傳熱系數(shù)較小，強(qiáng)化換熱性能較 差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明是為了解決上述問題而進(jìn)行的，目的在于提供一種對(duì)基管外氣流能夠有效 擾動(dòng)的扭齒縱向翅片管，從而提高強(qiáng)化換熱性能。
[0005] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：
[0006] 〈結(jié)構(gòu)一〉
[0007] 本發(fā)明提供一種扭齒縱向翅片管，其特征在于，包括：基管部，呈管狀；以及翅片 部，包括在基管部的縱向上延伸位于該基管部的外壁上環(huán)繞相間隔分布的多根翅片，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(gè)扭齒、以及多個(gè)形成在每相鄰的兩個(gè)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(duì)于底端扭轉(zhuǎn)一定角度。
[0008] 在本發(fā)明提供的扭齒縱向翅片管中，還可以具有這樣的特征：其中，基管部為呈圓 管狀、橢圓管狀以及扁管狀中的任意一種形狀。
[0009] 在本發(fā)明提供的扭齒縱向翅片管中，還可以具有這樣的特征：其中，扭齒扭轉(zhuǎn)角度 的范圍為Γ至90°。
[0010] 在本發(fā)明提供的扭齒縱向翅片管中，還可以具有這樣的特征：其中，翅片中每相鄰 的兩個(gè)扭齒的扭轉(zhuǎn)方向相同，每相鄰的兩根翅片中扭齒的扭轉(zhuǎn)方向?yàn)橄嗤拖喾粗械娜我?一種。
[0011] 在本發(fā)明提供的扭齒縱向翅片管中，還可以具有這樣的特征：其中，翅片中每相鄰 的兩個(gè)扭齒的扭轉(zhuǎn)方向相反。
[0012] 在本發(fā)明提供的扭齒縱向翅片管中，還可以具有這樣的特征：其中，扭齒的側(cè)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。
[0013] 在本發(fā)明提供的扭齒縱向翅片管中，還可以具有這樣的特征：其中，扭齒側(cè)壁上至 少貫穿有孔洞和狹縫中任意一種。
[0014] 發(fā)明作用與效果
[0015] 根據(jù)本發(fā)明提供的扭齒縱向翅片管，多根翅片在基管部的外壁上環(huán)繞相間隔分 布，單根翅片中連續(xù)形成的基片設(shè)置在基管部的外壁上，多個(gè)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(gè)扭齒之間形成開口槽，多個(gè)扭齒能夠在氣流掠過翅片的 縱向流動(dòng)中，周期性地激發(fā)橫向渦流，增強(qiáng)翅片附近流體擾動(dòng)，同時(shí)扭齒對(duì)遠(yuǎn)離翅片管換熱 表面的主流未有明顯擾動(dòng)，使得換熱管在較小的流體輸運(yùn)功耗增加下獲得較大的換熱量增 大收益，從而，扭齒縱向翅片管相對(duì)現(xiàn)有的縱向翅片管，強(qiáng)化換熱性能有明顯提高，本發(fā)明 的扭齒縱向翅片管中，由于每根翅片中相鄰兩個(gè)扭齒之間形成開口槽，因此會(huì)在扭齒間新 生出由開口槽露出的換熱表面，而翅片側(cè)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，扭齒縱向翅片管的強(qiáng)化換熱性能進(jìn)一步提高，本發(fā)明的扭齒縱向翅片管 中具有的扭齒結(jié)構(gòu)，還使得翅片間氣流的周向混合明顯增強(qiáng)，從而，強(qiáng)化換熱性能進(jìn)一步提 商。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明的實(shí)施例一中扭齒縱向翅片管的立體斜視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖2為本發(fā)明的實(shí)施例一中單根翅片的立體斜視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖3為本發(fā)明的實(shí)施例一中單根翅片的俯視圖；
[0019] 圖4為本發(fā)明的實(shí)施例二中扭齒縱向翅片管的立體斜視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖5為本發(fā)明的實(shí)施例二中扭齒縱向翅片管的側(cè)視圖；
[0021] 圖6為本發(fā)明的實(shí)施例三中扭齒縱向翅片管的立體斜視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖7為本發(fā)明的實(shí)施例三中單根翅片的立體斜視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖8為本發(fā)明的實(shí)施例三中單根翅片的俯視圖；
[0024] 圖9(a)為本發(fā)明的變形例一中扭齒縱向翅片管的側(cè)視圖；
[0025] 圖9(b)為本發(fā)明的變形例二中扭齒縱向翅片管的側(cè)視圖；
[0026] 圖10(a)為本發(fā)明的變形例三中扭齒的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖10(b)為本發(fā)明的變形例四中扭齒的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖10(c)為本發(fā)明的變形例五中扭齒的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖10(d)為本發(fā)明的變形例六中扭齒的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 圖10(e)為本發(fā)明的變形例七中扭齒的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031] 圖10(f)為本發(fā)明的變形例八中扭齒的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032] 圖10(g)為本發(fā)明的變形例九中扭齒的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033] 圖11(a)為本發(fā)明的變形例十中扭齒的結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0034] 圖11(b)為本發(fā)明的變形例^^一中扭齒的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0035] 為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，以下實(shí) 施例結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作具體闡述。
[0036] 實(shí)施例一
[0037] 圖1為本發(fā)明的實(shí)施例一中扭齒縱向翅片管的立體斜視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038] 圖2為本發(fā)明的實(shí)施例一中單根翅片的立體斜視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039] 圖3為本發(fā)明的實(shí)施例一中單根翅片的俯視圖。
[0040] 如圖1所示，扭齒翅片管200包括：基管部1和翅片部2。
[0041] 基管部1為圓管狀，內(nèi)充有流動(dòng)換熱工質(zhì)。翅片部2包括多根固定設(shè)置在基管部 1上且沿縱向延伸的翅片3。這多根翅片3相對(duì)稱分布且環(huán)繞在基管部1的外壁上。
[0042] 圖中的F所指的箭頭方向?yàn)闅怏w流動(dòng)方向，也就是翅片3的延伸方向與基管部1 外的氣體流動(dòng)方向相同。
[0043] 如圖1和圖2所示，翅片3包含：基片4、扭齒5、以及開口槽6。
[0044] 翅片3由鋼帶制成，鋼帶按一定間距進(jìn)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(gè)齒片。對(duì)多個(gè)齒片進(jìn)行滾壓或沖壓加工，使得齒片進(jìn)一步形成為扭轉(zhuǎn)方 向一致的扭齒5。每相鄰的兩個(gè)扭齒5間形成了 V字形的開口槽6。
[0045] 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(zhuǎn)。
[0046] 如圖3所不，每個(gè)扭齒5的頂端51相對(duì)于底端52都向同一方向扭轉(zhuǎn)一定角度Θ， 將扭齒5的頂端51與基片4之間的偏轉(zhuǎn)角度定義為角度Θ。角度Θ的范圍為Γ至90° 中的任意一個(gè)角度值。
[0047] 如圖1和圖2所示，基管部1的外壁上每相鄰的兩根翅片3中扭齒5的扭轉(zhuǎn)方向 相同，也就是所有的翅片3中扭齒5的扭轉(zhuǎn)方向全部相同。
[0048] 實(shí)施例的作用與效果
[0049] 根據(jù)本實(shí)施例所涉及的扭齒縱向翅片管，多根翅片在基管部的外壁上環(huán)繞相間隔 分布，單根翅片中連續(xù)形成的基片設(shè)置在基管部的外壁上，多個(gè)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(gè)扭齒之間形成開口槽，多個(gè)扭齒能夠在氣流掠過翅片 的縱向流動(dòng)中，周期性地激發(fā)橫向渦流，增強(qiáng)翅片附近流體擾動(dòng)，同時(shí)扭齒對(duì)遠(yuǎn)離翅片管換 熱表面的主流未有明顯擾動(dòng)，使得換熱管在較小的流體輸運(yùn)功耗增加下獲得較大的換熱量 增大收益，從而，扭齒縱向翅片管相對(duì)現(xiàn)有的縱向翅片管，強(qiáng)化換熱性能有明顯提高，本實(shí) 施例的扭齒縱向翅片管中，由于每根翅片中相鄰兩個(gè)扭齒之間形成開口槽，因此會(huì)在扭齒 間新生出由開口槽露出的換熱表面，而翅片側(cè)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，扭齒縱向翅片管的強(qiáng)化換熱性能進(jìn)一步提高，本實(shí)施例的扭齒縱向 翅片管中具有的扭齒結(jié)構(gòu)，還使得翅片間氣流的周向混合明顯增強(qiáng)，從而，強(qiáng)化換熱性能進(jìn) 一步提商。
[0050] 實(shí)施例二
[0051 ] 在本實(shí)施例二中，對(duì)于和實(shí)施例一中相同的結(jié)構(gòu)，給予相同的符號(hào)，并省略相同的 說明。
[0052] 圖4為本發(fā)明的實(shí)施例二中扭齒縱向翅片管的立體斜視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0053] 圖5為本發(fā)明的實(shí)施例二中扭齒縱向翅片管的側(cè)視圖。
[0054] 如圖4所示，本實(shí)施例的扭齒縱向翅片管300包括基管部1和翅片部102。
[0055] 如圖5所示，翅片部102包括固定設(shè)置在基管部1上且沿縱向延伸的多根翅片30 和多根翅片30'。多根翅片30和多根翅片30'相間隔地等間距環(huán)繞在基管部1的外壁上。
[0056] 翅片30包含：基片4、扭齒50、以及每相鄰的兩個(gè)扭齒50之間形成的V字形開口 槽。
[0057] 翅片30'包含：基片4、扭齒50'、以及每相鄰的兩個(gè)扭齒50'之間形成的V字形開 口槽。
[0058] 翅片30中本身所有扭齒50的扭轉(zhuǎn)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(zhuǎn)方向與翅片30'中的扭齒50'的扭轉(zhuǎn)方向相 反。這種錯(cuò)向的布置使得氣流在沖刷翅片部102時(shí)受到扭齒50和扭齒50'的擾動(dòng)更強(qiáng)烈， 換熱更充分。
[0059] 實(shí)施例三
[0060] 在本實(shí)施例三中，對(duì)于和實(shí)施例一中相同的結(jié)構(gòu)，給予相同的符號(hào)，并省略相同的 說明。
[0061] 圖6為本發(fā)明的實(shí)施例三中扭齒縱向翅片管的立體斜視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0062] 圖7為本發(fā)明的實(shí)施例三中單根翅片的立體斜視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0063] 如圖6所示，本實(shí)施例的扭齒縱向翅片管400包括基管部1和翅片部103。
[0064] 翅片部103包括固定設(shè)置在基管部1上且沿縱向延伸的多根翅片31。
[0065] 如圖7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。
[0066] 圖8為本發(fā)明的實(shí)施例三中單根翅片的俯視圖。
[0067] 如圖8所示，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(gè)扭齒53和扭齒53'分別沿圖8中的順時(shí)針方向和逆時(shí)針方向扭轉(zhuǎn)角度Θ， 這種錯(cuò)向扭轉(zhuǎn)的扭齒53和扭齒53'使得氣流在沖刷翅片31時(shí)受到扭齒53和扭齒53'的 擾動(dòng)更強(qiáng)烈，換熱更充分。
[0068] 當(dāng)然，本發(fā)明涉及的扭齒縱向翅片管并不僅僅限定于在以上實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)。
[0069] 在實(shí)施例一、實(shí)施例二和實(shí)施例三中，翅片部由鋼帶制造，本發(fā)明涉及的扭齒縱向 翅片管中，翅片部還可以是銅合金或鋁合金等任意一種軟質(zhì)金屬帶制造。
[0070] 在實(shí)施例一中提供的扭齒縱向翅片管中，基管部為呈圓管狀，本發(fā)明提供的扭齒 縱向翅片管中，基管部還可以為橢圓管狀和扁管狀中的任意一種形狀。見變形例一和變形 例二。
[0071] 在實(shí)施例一提供的扭齒縱向翅片管中，扭齒的的頂緣和側(cè)壁均為光滑的表面，本 發(fā)明提供的扭齒縱向翅片管中，扭齒還可以具有高低不一致的頂緣，凹凸不平的側(cè)壁表面， 或者是貫穿有孔洞和狹縫中任意一種，見變形例三至變形例十一。
[0072] 變形例一
[0073] 在本變形例一中，對(duì)于和實(shí)施例一中相同的結(jié)構(gòu)，給予相同的符號(hào)，并省略相同的 說明。
[0074] 本實(shí)施例的扭齒縱向翅片管500包括基管部9和翅片部2。
[0075] 圖9(a)為本發(fā)明的變形例一中扭齒縱向翅片管的側(cè)視圖。
[0076] 如圖9(a)所示,基管部9為橢圓管狀。
[0077] 變形例二
[0078] 在本變形例二中，對(duì)于和實(shí)施例一中相同的結(jié)構(gòu)，給予相同的符號(hào)，并省略相同的 說明。
[0079] 本實(shí)施例的扭齒縱向翅片管600包括基管部10和翅片部2。
[0080] 圖9(b)為本發(fā)明的變形例二中扭齒縱向翅片管的側(cè)視圖。
[0081] 如圖9(b)所示,基管部10為扁管狀。
[0082] 變形例一至變形例二的作用和效果
[0083] 根據(jù)變形例一和變形例二提供的扭齒縱向翅片管，與實(shí)施例一中的扭齒縱向翅片 管具有相同的效果。
[0084] 變形例三
[0085] 在本變形例三中，對(duì)于和實(shí)施例一中相同的結(jié)構(gòu)，給予相同的符號(hào)，并省略相同的 說明。
[0086] 圖10(a)為本發(fā)明的變形例三中扭齒的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0087] 如圖10(a)所示，扭齒20的兩側(cè)壁都具有凹坑201。
[0088] 變形例四
[0089] 在本變形例四中，對(duì)于和實(shí)施例一中相同的結(jié)構(gòu)，給予相同的符號(hào)，并省略相同的 說明。
[0090] 圖10(b)為本發(fā)明的變形例四中扭齒的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0091] 如圖10(b)所示，扭齒21的兩側(cè)壁都具有網(wǎng)格形的凹痕211。
[0092] 變形例五
[0093] 在本變形例五中，對(duì)于和實(shí)施例一中相同的結(jié)構(gòu)，給予相同的符號(hào)，并省略相同的 說明。
[0094] 圖10(c)為本發(fā)明的變形例五中扭齒的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0095] 如圖10(c)所示，扭齒22的兩側(cè)壁都具有人字形的凹痕221。
[0096] 變形例六
[0097] 在本變形例六中，對(duì)于和實(shí)施例一中相同的結(jié)構(gòu)，給予相同的符號(hào)，并省略相同的 說明。
[0098] 圖10(d)為本發(fā)明的變形例六中扭齒的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0099] 如圖10(d)所示，扭齒23的兩側(cè)壁都具有長條形的凹痕231。
[0100] 變形例七
[0101] 在本變形例七中，對(duì)于和實(shí)施例一中相同的結(jié)構(gòu)，給予相同的符號(hào)，并省略相同的 說明。
[0102] 圖10(e)為本發(fā)明的變形例七中扭齒的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0103] 如圖10(e)所示，扭齒24的兩側(cè)壁都具有波浪形的凹痕241。
[0104] 變形例八
[0105] 在本變形例八中，對(duì)于和實(shí)施例一中相同的結(jié)構(gòu)，給予相同的符號(hào)，并省略相同的 說明。
[0106] 圖10(f)為本發(fā)明的變形例八中扭齒的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0107] 如圖10(f)所示，扭齒25的兩側(cè)壁都具有一字型的凹槽251。
[0108] 變形例九
[0109] 在本變形例九中，對(duì)于和實(shí)施例一中相同的結(jié)構(gòu)，給予相同的符號(hào)，并省略相同的 說明。
[oho] 圖10(g)為本發(fā)明的變形例九中扭齒的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0111] 如圖10(g)所示，扭齒26的兩側(cè)壁都具有十字型的凹槽261。
[0112] 變形例十
[0113] 在本變形例十中，對(duì)于和實(shí)施例一中相同的結(jié)構(gòu)，給予相同的符號(hào)，并省略相同的 說明。
[0114] 圖11(a)為本發(fā)明的變形例十中扭齒的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0115] 如圖11(a)所示，扭齒27的兩側(cè)壁之間貫穿有孔洞271。
[0116] 變形例i^一
[0117] 在本變形例十一中，對(duì)于和實(shí)施例一中相同的結(jié)構(gòu)，給予相同的符號(hào)，并省略相同 的說明。
[0118] 圖11(b)為本發(fā)明的變形例^^一中扭齒的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0119] 如圖11(b)所示，扭齒28的兩側(cè)壁之間貫穿有狹縫281。
[0120] 變形例三至變形例i 的作用和效果
[0121] 根據(jù)變形例三至變形例十一提供的扭齒縱向翅片管中，通過在扭齒的兩側(cè)壁設(shè)置 凹坑、凹痕或凹槽以形成了兩側(cè)壁上凹凸不平的表面，或者在兩側(cè)壁上開鑿孔洞或者狹縫， 這些凹凸不平的表面、孔洞或者狹縫增強(qiáng)了扭齒的兩側(cè)的氣流擾動(dòng)，強(qiáng)化了換熱效果。
【權(quán)利要求】
1. 一種扭齒縱向翅片管，其特征在于，包括： 基管部，呈管狀；以及 翅片部，包括在所述基管部的縱向上延伸位于該基管部的外壁上環(huán)繞相間隔分布的多 個(gè)翅片， 其中，每個(gè)所述翅片包含固定在所述基管部外壁上并且連續(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(gè)扭齒、以及多個(gè)形成在每相鄰的兩個(gè)扭齒之間 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(duì)于所述底端扭轉(zhuǎn)一定角度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的扭齒縱向翅片管，其特征在于： 其中，所述基管部為呈圓管狀、橢圓管狀以及扁管狀中的任意一種形狀。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的扭齒縱向翅片管，其特征在于： 其中，所述角度的范圍為Γ至90°。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的扭齒縱向翅片管，其特征在于： 其中，所述翅片中每相鄰的兩個(gè)所述扭齒的扭轉(zhuǎn)方向相同， 每相鄰的兩個(gè)所述翅片中所述扭齒的扭轉(zhuǎn)方向?yàn)橄嗤拖喾粗械娜我庖环N。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的扭齒縱向翅片管，其特征在于： 其中，所述翅片中每相鄰的兩個(gè)所述扭齒的扭轉(zhuǎn)方向相反。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的扭齒縱向翅片管，其特征在于： 其中，所述扭齒的側(cè)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(quán)利要求1所述的扭齒縱向翅片管，其特征在于： 其中，所述扭齒側(cè)壁上至少貫穿有孔洞和狹縫中任意一種。
【文檔編號(hào)】F28F1/20GK104048544SQ201410290336
【公開日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】馬有福 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)