专利名称：一种纵向流一体式翅片管的制作方法
技术领域：
本发明涉及适用于石油、化工、制冷、冶金、能源等行业的各种类型的热交换设备和 加热设备的纵向流一体式翅片管。
背景技术：
节能、减排、降耗是我国的基本国策，当前在低排放动力电厂、石油炼制、工业炉、 加热炉、煤化工、化纤、水泥工业热量回收领域面临的挑战是改善设备和工艺流程的高效 性、成本的经济性，使能源效率最大化。目前在各种类型的热交换设备和加热设备中，主 要有蛇形管换热器、光管式换热器、翅片式换热器、鳍片式换热器、针式换热器、热管式 换热器，介质主要以横向掠过管径进行换热。防积灰、防冲击、同时具有高的稳定传热特 性， 一直是存在的问题；在降低流动阻值方面，鳍片式换热器的开发应用有一定效果。纵 流壳程换热器由于具有传热系数高、压降小、抗振性能优越等优点，近年来发展迅速，在 工业中的应用日益广泛。国内外的专利情况及相关文献资料表明，与横向流换热器相比， 关于纵向流翅片管换热器的研究显然还远不够充分。对于用于烟气回收应用场合，目前常用横向流管翅换热器，较高的流阻、积灰、结垢 一直是该领域要竭力解决的问题。考虑到高温烟气条件下，参与换热的烟气侧换热能力较 低，因此需要进行传热强化。由于结构等多方面原因，管翅式换热器的翅片元件一般都很 薄，采用套装和镶嵌工艺为主，致命缺点是翅片和光管外表面结合的牢固程度不能保证， 管子和翅片之间接触不好，热阻大，影响传热。发明内容本发明的目的是克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种纵向流一体式翅片管。其基 管与翅片是一个整体，既具有紧凑的翅片结构、大的翅片面积，又能明显的提高传热速度 和增大传热系数，利于维护和在工业中高传热的领域推广应用。在换热器烟气强化侧流体 整体呈纵向流(大致平行于管束)，换热管管外采用一体式翅片强化传热结构，能够较好的 满足强化传热和低机械功耗这种要求。本发明的目的通过如下技术方案实现一种纵向流一体式翅片管，由基管l、翅片2、槽道3—体构成，各槽道3之间分布着 平行排列的多个翅片2，且多个翅片2沿基管1的外周方向均匀分布，沿纵向呈顺排或错 排方式，所述槽道3横截面呈梯形、U形、V形或矩形。上述的纵向流一体式翅片管中，各翅片厚度一致，翅片表面呈鳍形，与流向呈一坡角，纵向流间隔设有纵向流体通道。上述的纵向流一体式翅片管中，其特征在于所述坡角为30 50度。 上述的纵向流一体式翅片管中，所述基管的横截面为圆形、椭圆形、正方形或矩形。 上述的纵向流一体式翅片管中，所述槽道之间分布着平行排列的翅片，基管管壁厚为2~5mm，翅高3 8rnm，翅根纵向厚4 6m，翅片间距3 5mm。本发明可以通过热挤压、冷挤压、轧制或其它压铸方法在基管上制造出槽道，然后用切削刀具切削槽道之间的基管，形成翅片；壳体进口壳内侧装有导流筒，导流筒与筒体进行焊接连接，充分实现纵向流的分布均匀性。本发明发明可用于纵向流的一体式三维翅片管换热器中，包括壳体和管束，壳体上设 有流体进口和流体出口，及导流筒，壳体两端分别设有管箱，管箱上设有管束流体进口和 出口，所述壳体呈现圆形截面形状，所述管束由多个翅片管组成管束芯，管束由平行栅圈 交错支撑。与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果(1) 翅片紧凑度高，沿圆周方向均匀分布；翅片强度高，翅片与基管一体，不存在接 触热阻；节省金属耗材，空间体积减小，传热系数大大提高；(2) 从结构上做了流型改变，既实现小流道水力直径的同时，又降低了机械损耗；(3) 由于换热管槽道和翅片是靠挤压加工而成，翅片与换热管自成一体,因此在翅片 和基管之间不存在接触热阻，从而消除加工热阻，使得总的热阻大大减小；(4) 本发明的翅片布置，使传热面积大大增加，在承受强度应力方面有较强的优越性; 根部抗弯矩和切应力的能力较强。(5) 坡度的设计可防止纵流过程灰尘积聚，检修时便于灰尘清理。(6) 本发明的整体式外翅片管具有很大的比表面积，大大强化了蒸汽冷凝与对流传热 性能，可以在能源化工、制冷、电子散热等领域应用。
图1为本发明纵向流一体式翅片管示意图； 图2为图1中翅片管左视图；图3是本发明方法轧制出的分布有槽道的基管结构示意图； 图4是翅片形状示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。 如图l、 2所示，本发明的整体式翅片管由基管1、翅片2、槽道3呈一体构成，各槽道3之间分布着平行排列的多个翅片2，且多个翅片2沿基管1的外周方向均匀分布，沿纵向呈顺排(也可以呈错排，即前后非对齐地错开排列)，翅片2按8、 12或16等分均匀分布在基管1的外表面上。图2所示，基管l横截面形状是圆形，槽道3呈梯形，翅片的周边呈扇形，表面呈平板状。加工时，选用较厚壁管材，首先通过热挤压、冷挤压、轧制或其它压铸方法制造出有 槽道3的基管1，然后用一把专用切削刀具切削槽道之间的基管，形成符合纵向流流型的 翅片，如图3。如图4所示，所述翅片形状迎流向坡度角a在30 50度之间，呈流线型，翅高在3 15mm (或可调)，翅纵向间距3 5mm。背流处-角呈75 120度，翅根部呈圆滑过渡， 翅根纵向厚4 6mm。基管材料选用碳钢及其它有色合金。
权利要求
1、一种纵向流一体式翅片管，其特征在于由基管(1)、翅片(2)、槽道(3)一体构成，各槽道(3)之间分布着平行排列的多个翅片(2)，且多个翅片(2)沿基管(1)的外周方向均匀分布，沿纵向呈顺排或错排方式，所述槽道(3)横截面呈梯形、U形、V形或矩形。
2、 根据权利要求1所述的纵向流一体式翅片管，其特征在于各翅片厚度一致，翅片表 面呈鳍形，与流向呈一坡角，纵向流间隔设有纵向流体通道。
3、 根据权利要求2所述的纵向流一体式翅片管，其特征在于所述坡角为30 50度。
4、 根据权利要求3所述的纵向流一体式翅片管，其特征在于所述基管的横截面为圆形、 椭圆形、正方形或矩形。
5、 根据权利要求1 4任一项所述的纵向流一体式翅片管，其特征在于所述槽道之间 分布着平行排列的翅片，基管管壁厚为2~5mm，翅高3 8mrn，翅根纵向厚4 6m，翅片 间距3 5mrn。
全文摘要
本发明公开了一种纵向流一体式翅片管，其由基管(1)、翅片(2)、槽道(3)一体构成，各槽道(3)之间分布着平行排列的多个翅片(2)，且多个翅片(2)沿基管(1)的外周方向均匀分布，沿纵向呈顺排或错排方式，所述槽道(3)横截面呈梯形、U形、V形或矩形。各翅片厚度一致，翅片表面呈鳍形，与流向呈一坡角，纵向流间隔设有纵向流体通道。本发明的基管与翅片是一个整体，既具有紧凑的翅片结构、大的传热面积，又能明显的提高传热速度和增大传热系数，可用于纵向流的一体式三维翅片管换热器中，换热管管外采用这种一体式翅片强化传热结构，能够很好的满足强化传热和低机械功耗要求。
文档编号F28F1/12GK101504261SQ200910037548
公开日2009年8月12日 申请日期2009年3月3日 优先权日2009年3月3日
发明者刘建勇, 静 李, 娟 杜, 苏华龙, 郑海峰 申请人:华南理工大学