CN201034432Y - 高翅片热交换管 - Google Patents

高翅片热交换管 Download PDF

Info

Publication number
CN201034432Y
CN201034432Y CNU200720034312XU CN200720034312U CN201034432Y CN 201034432 Y CN201034432 Y CN 201034432Y CN U200720034312X U CNU200720034312X U CN U200720034312XU CN 200720034312 U CN200720034312 U CN 200720034312U CN 201034432 Y CN201034432 Y CN 201034432Y
Authority
CN
China
Prior art keywords
fin
tube
tube body
utility
exchange tube
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
CNU200720034312XU
Other languages
English (en)
Inventor
陆明华
张春明
罗行
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Shanghai for Science and Technology
Original Assignee
JIANGSU CUILONG COPPER CO Ltd
University of Shanghai for Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JIANGSU CUILONG COPPER CO Ltd, University of Shanghai for Science and Technology filed Critical JIANGSU CUILONG COPPER CO Ltd
Priority to CNU200720034312XU priority Critical patent/CN201034432Y/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN201034432Y publication Critical patent/CN201034432Y/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/42—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being both outside and inside the tubular element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/42—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being both outside and inside the tubular element
    • F28F1/422—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being both outside and inside the tubular element with outside means integral with the tubular element and inside means integral with the tubular element

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

一种高翅片热交换管，属于热交换部件及制造技术领域。包括管体和结合在管体外壁上的外翅片，所述的外翅片在管体外壁直接以螺旋状朝管体的轴线方向延伸，而且，外翅片的本体整体向两侧交替偏移而构成波浪形。优点：在管体外壁直接构成波纹状高翅片，强化了管外气侧的换热，使传热系数提高了10％；与已有技术中的绕片管相比，消除了管体与翅片根部之间的接触热阻；波纹状高翅片的波纹形状由翅片与波纹形翅片成型模相对运动的轨迹决定，波纹形状特殊，诱导气流沿管体半径方向趋向于管体和背离管体流动，对气流的横向扰动大于现有技术。

Description

高翅片热交换管
技术领域
本实用新型涉及一种高翅片热交换管，应用于空冷器或散热器上，用于对诸如气-气、气-水、气-油的强化热交换，属于热交换部件技术领域。
背景技术
高翅片管通常指翅片高度为5-15mm的翅片管，一般用铝管、钢-铝管、钢-不锈钢管等单金属管或复合金属管滚轧而成，其肋化面积为光管的5-12倍，主要用于强化气体侧的传热，一般总传热系数较光管提高50-100％，广泛用于食品干燥、制药、化工、石油化工空气冷却以及其它行业。
应用于上述领域的热交换管在专利文献中可较多地见诸，例如US2667337公开了一种波纹形绕片管，其结构是由金属圆管和螺旋状翅片组成，翅片上形成有波纹，波纹从外缘向内延伸一段距离并且宽度和深度逐渐减小直至消失。这种结构所存在的欠缺之一，由于螺旋状的翅片是通过焊接而结合到圆管上的，因此，时常会出现翅片与圆管管体之间的分离现象，故使用上的耐久性差，使用寿命短；之二，翅片与圆管管体之间的焊点部位会增大接触热阻而影响换热性能；之三，由于是分体制作后构为一体的，因此工序步骤多，制作时间长。
又，CN2144290Y公告了一种高效翅片传热管，该传热管的内外表面均轧制螺旋形沟槽，并在管外表面的螺旋形沟槽内压焊翅片带形成高翅片，翅片带为花瓣式或波纹式翅片带，该技术方案同存US2667337之不足。
及，CN2657842Y披露了一种高翅片换热管制作装置，按照其教导所加工出的高翅片为平直形的高翅片，而平直形翅片对换热效果的改善积极意义甚微。
还，US4337824教导了一种复合翅片管，采用三辊轧机一次成型在管外轧出翅片(高度2.8mm)和管内螺旋状波纹槽，首先，其所得到的换热管为低翅片管；其次，翅片为直翅；再有，按照其说明书描述及附图展示是无法使人们领悟出在金属圆管管外获得花瓣状或称波浪形的翅片的，即无法得到换热效果理想的换热管。
再，CN2326929Y揭示了一种复合式换热管，由钢管管体外壁复合纯铝整体高翅片管构成，对复合在钢管管体外壁上的纯铝管上的翅片采用精轧构成，翅高为12-14mm，虽属高翅片管范畴，但这种结构所造成的材料消耗较大，而且得到的翅片为平直翅。
且，CN2740988Y公诸了热交换器用铜合金无缝高翅片管，采用三辊轧机旋轧成型，翅片高度可达20mm，虽属高翅片管范畴，但翅片结构为平直形，见图1所示，在管体1外加工有平直的外翅片2，管体1内构成有内翅片3。
业界所知，只有既满足翅片高度5-15mm的程度，又体现翅片整体形状呈花瓣形或波浪形的高翅片换热管，才是得以获得极致的管外换热面积的可选之举，而并不是也不应当是单纯地一味长化翅片高度，因为冗长的平直翅片会致使流体流过翅片表面的距离过长，速度和温度边界层较厚而影响换热性能，在上述公开的文献中，除了US2667337所推荐之结构外，其余专利技术方案都存在这种弊端。然而，由于US2667337是将另行制作的螺旋状翅片焊接到金属圆管上的，因此存在着所述的三处不足，从而构成了结构上的一大缺憾。
发明内容
本实用新型的任务是在于提供一种翅片与管壁之间无附加接触热阻的、可避免因流体流过翅片表面的距离过于冗长而使速度和温度边界层变厚对换热性能造成不利的、有助于提高管外气侧换热、使换热系数得到改善的高翅片热交换管。
本实用新型的任务是这样来完成的，一种高翅片热交换管，它包括管体和结合在管体外壁上的外翅片，所述的外翅片在管体外壁直接以螺旋状朝管体的轴线方向延伸，并且，外翅片的本体整体向两侧交替偏移而构成波浪形。
本实用新型所述的管体的内壁构成有内翅片，所述的内翅片呈螺旋状朝管体轴线方向延伸。
本实用新型所述的管体的内壁构成有凹槽，所述的凹槽呈螺旋状朝管体轴线方向延伸。
本实用新型所述的外翅片的高度为5-20mm，翅距为2-5mm，波浪形的波浪数在圆周上为3-10个。
本实用新型所述的内翅片与管体的中心线形成有螺旋角α，螺旋角α的度数为20-50°，内翅片的高度为0.2-1.0mm。
本实用新型的优点：在管体外壁直接构成波纹状高翅片，强化了管外气侧的换热，使传热系数提高了10％；与已有技术中的绕片管相比，完全消除了管体与翅片根部之间的接触热阻；波纹状高翅片的波纹形状由翅片与波纹形翅片成型模相对运动的轨迹决定，波纹形状特殊，诱导气流沿管体半径方向趋向于管体和背离管体流动，对气流的横向扰动大于现有技术。
附图说明
图1为已有技术中的平直高翅片管示意图。
图2为本实用新型高翅片热交换管的一实施例结构图。
图3为本实用新型高翅片热交换管的另一实施例结构图。
图4为本实用新型高翅片热交换管与已有技术中的平直型高翅片管传热性能对比图。
具体实施方式
实施例1：
下面结合所给出的附图和具体实施例对本实用新型作进一步的叙述，以助于了理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。
选取经过热处理的牌号为TP2、抗拉强度为230-240MPa、延伸率≥40％、HV值在40-50之间、晶粒度≥0.02mm的管体1，该管体1的外径为19mm、内径为16.8mm；配备三组由开槽模、直翅片成型模及波纹翅片成型模所构成的组合模具，开槽模犹如常见的切割片或称切割刀片，用于对管体1外壁切割出槽，通常每组开槽模有多枚或称多把，本实施例选择为26把，每组直翅片成型模可由1-3把，本实施例选择2把，用于对由开槽模开出的平直翅片进行成型，而波纹翅片成型模有一套，由第一、第二模瓣组合而成，在第一、第二模瓣的彼此相对应的边缘部分交替加工有半球状的凹缘和凸缘；将所选取的管体1设置到三辊旋轧机的机头上，这里所说的三辊旋轧机优选采用由中国山东省青岛市青岛生建机械厂生产的型号为ZC28-16型三轴轧丝机；将所配备的三组组合模具分别通过模套设置到呈三角形分布的三辊旋轧机的三根滚模轴上；驱动三辊旋轧机工作，由前述的三组组合模具对管体1进行加工，在对管体1进行加工的过程中，先由26把开槽模在管体1的外壁开出槽，依据常识开槽模的直径是渐次增大的，使在管体外所开设的槽渐次加深，直至满足到所需的外翅片2的高度，在开槽模开出槽后，经直翅片成型模成型，进而经波纹形翅片成型模最终成型而在管体1的外壁形成两侧交替偏移的波纹形的由图2所示的外翅片2，所得到的外翅片2的外径为40mm、翅片厚度为0.5mm、每米翅片数为280个、管体1内壁为光滑壁面、波纹(浪)数为每周8个。经将本实施例所得到的高翅片热交换管与相同尺寸的平直形高翅片管进行支比实验测试实验中，管外工质为空气，管内工质为水，实验数据由图4显示，传热系数比平直形高翅片管高出10％，因此按本实用新型方法制作的热交换管的传热性能与现有技术相比有了明显的提高。图4中的空心方块表示本实用新型的热交换管，实心方块表示已有技术中的平直型高翅片管，K表示传热系数，V(m/s)表示迎面风速，传热系数K的比较是以水流量G＝750kg/h为例的。
实施例2：
管体1置于三辊旋轧机上时，在管体1内设置一内模，内模为光滑的圆柱段，在开槽模和直翅片成型模对外翅片2向外拉拨作用下，使管体1的内壁在与外翅片2相对应的位置处形成朝管体1轴线方向延伸的较为浅辟的并由图3所示的波浪形的凹槽4，具有凹槽4的管体1，对于较为污浊、容易结垢的管内流体或管内流体流动阻力损失不允许太大的情况较为适用。其余同对实施例1的描述。
实施例3：
以获取外齿片2的高度为5mm、翅距为2mm、波浪数在圆周上的个数为3个、内翅片3与管体中心线形成的螺旋角α为20°、内翅片3的高度为0.2mm的高翅片热交换管为例。
仅将管体1取外径19mm、壁厚为1.1mm；开槽模的厚度取1.5mm，刀尖尺寸从0.2mm开始按0.1mm逐步递增，每组共14把开槽模，每组直翅片成型模的数量为2把，每把直翅片成型模的厚度取1.6mm，每组波纹翅片成型模为一把，第一、第二模瓣上所配成对的凹、凸缘数量为6对；三辊旋轧机的进刀距离调整为6mm，并将外径为16.6mm、槽深0.2mm、槽数为4条、螺旋角α为20°的内模固定于芯棒上置于管体1内，其余同对实施例1的描述。
实施例4：
以获取外齿片2的高度为9.5mm、翅距为3.5mm、波浪数在圆周上的个数为5个、内翅片3与管体中心线形成的螺旋角α为30°、内翅片3的高度为0.3mm的高翅片热交换管为例。
管体1取外径22mm、壁厚为1.6mm；开槽模的厚度取3mm，刀尖尺寸从0.2mm开始按0.1mm逐步递增，每组共29把开槽模，每组直翅片成型模的数量为2把，每把直翅片成型模的厚度取3.1mm，每组波纹翅片成型模为一把，第一、第二模瓣上所配成对的凹、凸缘数量为9对；三辊旋轧机的进刀距离调整为10mm，并将外径为18.6mm、槽深0.3mm、槽数为4条、螺旋角α为30°的内模固定于芯棒上置于管体1内，其余同对实施例1的描述。
实施例5：
以获取外齿片2的高度为20mm、翅距为5mm、波浪数在圆周上的个数为10个、内翅片3与管体中心线形成的螺旋角α为50°、内翅片3的高度为1mm的高翅片热交换管为例。
管体1取外径28mm、壁厚为2.5mm；开槽模的厚度取4.5mm，刀尖尺寸从0.3mm开始按0.14mm逐步递增，每组共30把开槽模，每组直翅片成型模的数量为2把，每把直翅片成型模的厚度取4.6mm，每组波纹翅片成型模为一把，第一、第二模瓣上所配成对的凹、凸缘数量为18对；三辊旋轧机的进刀距离调整为25mm，并将外径为12.8mm、槽深1mm、槽数为5条、螺旋角α为50°的内模固定于芯棒上置于管体1内，其余同对实施例1的描述。
由上述实施例可知，本实用新型的波纹形的外翅片2是采用作为开槽刀具的开槽模和直翅片成型刀具将管体1上的材料沿管体半径方向向外挤压延展形成，并与管体1构成一个整体结构，外翅片2在管体1外表面绕管体1以螺纹状延伸，在作为波纹翅片成型刀具的波纹翅片成型模的作用下，向翅片两侧方向交替偏移或延展形成波纹状，以强化管外气侧的换热过程。
由上述实施例还可知，开槽模即为直翅片加工模，而直翅片成型模位于开槽模之后，由其继续对翅片根部进行加工，将多余的材料压向外翅片2和管体1，使管壁厚度均匀，外翅片2的整体形状规则或称规整。直翅片成型模之后为波纹翅片成型模，由一对第一、第二模瓣配合而成，对于第一、第二模瓣上的凹、凸缘的具体形状不需要进行刻意限定。第一、第二模瓣结合在一起以后，凹、凸缘正好相对应，当波纹翅片成型模和外翅片2旋转作相对运动时，凸缘便在外翅片2上划出一道轨迹。若设管体1的外径为db，翅片外径为dt，管体1旋转的角速度为ω1，波纹翅片成型模旋转的角速度为ω2，波纹翅片成型模的轴心与管体1的轴心之间的距离为L，时间为t，取管体轴心位置为原点，即(x，y)＝(0，0)，则这条运动轨迹可用下式计算：
x＝rcosθ
y＝rsinθ
其中，r＝x′2+y′2
θ＝arctan(y′/x′)+ω1t
x’＝L-Rcos(ω2t)
y’＝Rsin(ω2t)
因此，根据波纹翅片成型模上的任意一点在外翅片2上所划出的运动轨迹，可以设计出凹、凸缘的位置大小。

Claims (5)

1.一种高翅片热交换管，它包括管体和结合在管体外壁上的外翅片，其特征在于所述的外翅片在管体外壁直接以螺旋状朝管体的轴线方向延伸，并且，外翅片的本体整体向两侧交替偏移而构成波浪形。
2.根据权利要求1所述的高翅片热交换管，其特征在于所述的管体的内壁构成有内翅片，所述的内翅片呈螺旋状朝管体轴线方向延伸。
3.根据权利要求1所述的高翅片热交换管，其特征在于所述的管体的内壁构成有凹槽，所述的凹槽呈螺旋状朝管体轴线方向延伸。
4.根据权利要求1所述的高翅片热交换管，其特征在于所述的外翅片的高度为5-20mm，翅距为2-5mm，波浪形的波浪数在圆周上为3-10个。
5.根据权利要求2所述的高翅片热交换管，其特征在于所述的内翅片与管体的中心线形成有螺旋角α，螺旋角α的度数为20-50°，内翅片的高度为0.2-1.0mm。
CNU200720034312XU 2007-02-01 2007-02-01 高翅片热交换管 Expired - Lifetime CN201034432Y (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNU200720034312XU CN201034432Y (zh) 2007-02-01 2007-02-01 高翅片热交换管

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNU200720034312XU CN201034432Y (zh) 2007-02-01 2007-02-01 高翅片热交换管

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN201034432Y true CN201034432Y (zh) 2008-03-12

Family

ID=39195321

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNU200720034312XU Expired - Lifetime CN201034432Y (zh) 2007-02-01 2007-02-01 高翅片热交换管

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN201034432Y (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102853705A (zh) * 2012-07-23 2013-01-02 浙江康盛股份有限公司 旋翅式热交换管
CN105020737A (zh) * 2015-07-22 2015-11-04 成信绿集成股份有限公司 一种使用螺旋形翅片换热器提升空预器安全的***
CN107747884A (zh) * 2017-10-20 2018-03-02 华能南京金陵发电有限公司 H‑x形肋片管
CN107876579A (zh) * 2017-12-06 2018-04-06 江阴戴勒姆动力设备有限公司 一种绕片高频焊进料装置
CN109312915A (zh) * 2016-06-13 2019-02-05 阿法拉伐股份有限公司 用于锅炉管布置的翅片和包括这种翅片的组件
CN110248713A (zh) * 2017-02-03 2019-09-17 维美德公司 传热管和制造传热管的方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102853705A (zh) * 2012-07-23 2013-01-02 浙江康盛股份有限公司 旋翅式热交换管
CN102853705B (zh) * 2012-07-23 2014-10-15 浙江康盛股份有限公司 旋翅式热交换管
CN105020737A (zh) * 2015-07-22 2015-11-04 成信绿集成股份有限公司 一种使用螺旋形翅片换热器提升空预器安全的***
CN109312915A (zh) * 2016-06-13 2019-02-05 阿法拉伐股份有限公司 用于锅炉管布置的翅片和包括这种翅片的组件
CN109312915B (zh) * 2016-06-13 2021-04-06 阿法拉伐股份有限公司 用于锅炉管布置的翅片和包括这种翅片的组件
CN110248713A (zh) * 2017-02-03 2019-09-17 维美德公司 传热管和制造传热管的方法
CN107747884A (zh) * 2017-10-20 2018-03-02 华能南京金陵发电有限公司 H‑x形肋片管
CN107747884B (zh) * 2017-10-20 2024-05-10 华能南京金陵发电有限公司 H-x形肋片管
CN107876579A (zh) * 2017-12-06 2018-04-06 江阴戴勒姆动力设备有限公司 一种绕片高频焊进料装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100442000C (zh) 一种高翅片热交换管的加工方法
CN201034432Y (zh) 高翅片热交换管
US6488079B2 (en) Corrugated heat exchanger element having grooved inner and outer surfaces
US7451542B2 (en) Method of manufacture of heat-exchanger tube structured on both sides
US6760972B2 (en) Apparatus and methods for forming internally and externally textured tubing
US6488078B2 (en) Heat-exchanger tube structured on both sides and a method for its manufacture
CN101182977A (zh) 内交叉螺旋外三维菱形肋双侧强化传热管
JP2007225272A (ja) 構造化された熱交換器管およびその製造方法
CN1211633C (zh) 不连续双斜内肋强化换热管
CN102626734B (zh) 换热设备用螺旋扁管辊轧成型机
CN201145509Y (zh) 内交叉螺旋外三维菱形肋双侧强化传热管
CN102019321A (zh) 一种整体螺旋翅片管辊轧刀具及整体螺旋翅片管辊轧机
CN101813433B (zh) 冷凝用强化传热管
JP5871269B2 (ja) スパイラル管押出成形方法及びスパイラル管押出成形機
CN201122071Y (zh) 基于切削-挤压复合成形的翅片管结构
CN100386162C (zh) 高齿翅片铜管的制作工艺
CN2436257Y (zh) 多头螺旋槽换热管
CN107774849B (zh) 一种蒸发冷凝两用阶梯宫格翅片管的成形刀具和成形方法
CN204202459U (zh) 内螺旋外交叉隧道双面强化沸腾传热管
CN104819651B (zh) 一种高效壳管式换热器及其制作方法
JP4082058B2 (ja) 熱交換チューブ
CN100557370C (zh) 热交换器用螺旋散热管及其生产方法
CN103331349B (zh) 椭圆螺旋扁管制备装置和方法
CN201259395Y (zh) 有内外扩展面的换热管
KR101163596B1 (ko) 듀얼 방열관의 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C56 Change in the name or address of the patentee

Owner name: JIANGSU CUILONG PRECISION COPPER TUBE CO., LTD.; P

Free format text: FORMER NAME OR ADDRESS: JIANGSU CUILONG COPPER CO., LTD.; PATENTEE

CP03 Change of name, title or address

Address after: No. 18 Yang Yang Road, Yangzhuang garden, Xinzhuang Town, Changshou City, Jiangsu Province, zip code: 215562

Co-patentee after: University of Shanghai for Science and Technology

Patentee after: Jiangsu chi long precision copper tube Limited by Share Ltd

Address before: Yangyuan, Xinzhuang Town, Changshou City, Jiangsu Province, zip code: 215562

Co-patentee before: University of Shanghai for Science and Technology

Patentee before: Jiangsu Cui long Copper Co., Ltd.

CX01 Expiry of patent term
CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20080312