專利名稱：一種新型空冷單排管束的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種新型空冷單排管束，屬于火力發(fā)電廠、化工和空分行業(yè)等空氣冷卻設(shè)備。
背景技術(shù)：
直接空氣系統(tǒng)的換熱器是系統(tǒng)的主體部分，單排管管內(nèi)為較高溫度蒸汽等介質(zhì)，其熱量通過釬焊在單排管基管的翅片，傳到單排管管外較低溫度的空氣中。其制造質(zhì)量、運(yùn)行性能及使用壽命是其研制過程中的主要問題。由于換熱器設(shè)備占空氣系統(tǒng)投資的一半左右，因此空氣換熱裝置的價(jià)格、傳熱能力與阻力性能的優(yōu)劣及使用壽命的長短，對于空氣機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著舉足輕重的作用。 現(xiàn)有的換熱器基管為橢圓扁管，空氣側(cè)流動(dòng)通道較長，阻力較大，基管橫截面較大，造成原材料成本高；通道中空氣多處于層流狀態(tài)，易于積灰，增加系統(tǒng)的清洗次數(shù)；翅片中落入的灰塵更容易影響到換熱強(qiáng)度。單排管換熱時(shí)會(huì)出現(xiàn)層流和紊流現(xiàn)象，層流時(shí)換熱速率低，紊流時(shí)換熱速率高，如何依靠紊流達(dá)到更高的換熱效果是一直以來的研究課題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種新型空冷單排管束，它的基管為帶倒角的矩形扁管，縮短了基管長度，節(jié)省了材料更加便于清洗，保證換熱強(qiáng)度，帶倒角的矩形扁管減小應(yīng)力集中，不僅大幅度提高剛度，并防止冬季基管變形后出現(xiàn)凍裂現(xiàn)象；在傳統(tǒng)的蛇形平翅片上開設(shè)擾流孔，利用擾流孔破壞單排管束換熱時(shí)的層流狀態(tài)，使翅片間冷空氣保持在紊流狀態(tài)下進(jìn)行換熱，破壞原有的邊界層，增強(qiáng)冷空氣的不斷交換，使翅片側(cè)對流換熱強(qiáng)度大幅度增加，同時(shí)提高散熱器換熱效率，在相同的熱負(fù)荷下節(jié)省了散熱器的換熱面積，減小了翅片長度，降低管束制作成本。本實(shí)用新型的技術(shù)方案一種新型空冷單排管束，包括基管和翅片，翅片設(shè)于基管上下兩個(gè)表面，基管為帶倒角的矩形扁管，基管和翅片間通過整體釬焊焊接在一起，翅片為蛇形，翅片上設(shè)有擾流孔。由于將管束中的基管制作成帶倒角的矩形扁管，縮短了基管長度，節(jié)省了材料更加便于清洗，保證換熱強(qiáng)度，矩形管減小了應(yīng)力集中，不僅大幅度提高剛度，并防止冬季基管變形后出現(xiàn)凍裂現(xiàn)象；由于在蛇形翅片上開設(shè)擾流孔，使翅片側(cè)保持對流換熱，強(qiáng)度換熱增加。前述的這種新型空冷單排管束中，所述翅片上的擾流孔的數(shù)量為偶數(shù)個(gè)。設(shè)有偶數(shù)個(gè)擾流孔，使翅片內(nèi)完全形成對流，加速冷空氣的不斷交換。前述的這種新型空冷單排管束中，所述擾流孔的形狀為矩形、橢圓形或三角形。前述的這種新型空冷單排管束中，所述翅片上還設(shè)有凸起和凹槽，凸起和凹槽交錯(cuò)分布在翅片上。前述的這種新型空冷單排管束中，所述擾流孔上設(shè)有與擾流孔形狀相同的擾流板。前述的這種新型空冷單排管束中，所述擾流板與翅片的夾角α為10° 30°。前述的這種新型空冷單排管束中，基管材料為鋼招復(fù)合板,基管寬度為180mm 219mm,基管高度為 13_ 19mm,基管壁厚為I. 2mm I. 52mm。前述的這種新型空冷單排管束中，所述鋼鋁復(fù)合板的基材為低碳鋼板和4343鋁板復(fù)合而成，其中低碳鋼板壁厚為I. 2mm I. 47mm, 4343鋁板壁厚為O. 025mm O. 070mm。前述的這種新型空冷單排管束中，翅片厚度為O. 2mm O. 3mm,翅片高度為13mm 19mm，翅片材料為普通鋁材3003H24。由于翅片使用普通鋁材3003H24作為材料，所以減少產(chǎn)生腐蝕，延長其使用壽命，不但保證熱傳導(dǎo)率，同時(shí)節(jié)省翅片制作成本。前述的這種新型空冷單排管束中，任意相鄰兩翅片間設(shè)有通道，通道為均勻通道，通道寬度為2. 2mm 3. 0臟。。前述的這種新型空冷單排管束中，翅片為平直翅片。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型新型空冷單排管束由基管和翅片組成，基管的橫截面形狀為帶倒角的矩形扁管，其兩端呈圓弧狀，在長時(shí)間使用后，更加便于對落入灰塵的清洗，避免灰塵阻隔降低換熱效率，保證換熱強(qiáng)度；翅片使用普通鋁材3003H24作為材料，使翅片與基管鍍層材料相同，減少產(chǎn)生腐蝕，延長其使用壽命，不但保證熱傳導(dǎo)率，同時(shí)節(jié)省翅片制作成本。傳統(tǒng)的橢圓形管，冬季基管受凍后變形易發(fā)生泄漏，一旦發(fā)生泄漏會(huì)產(chǎn)生巨額維修費(fèi)用，本實(shí)用新型采用帶倒角的矩形扁管倒角減小應(yīng)力集中，提高剛度，冬季防凍能力增強(qiáng)，變形后防止凍裂現(xiàn)象發(fā)生，減少維修費(fèi)用。翅片沿著基管的縱向呈蛇形彎曲的形狀，并在翅片上開設(shè)擾流孔，在擾流孔的作用下破環(huán)空氣側(cè)通道中邊界層的層流狀態(tài)，使翅片間冷空氣保持在紊流的狀態(tài)下，增強(qiáng)冷空氣的不斷交換，進(jìn)行穩(wěn)定對流換熱，使翅片側(cè)換熱強(qiáng)度大幅度增加，同時(shí)提高散熱器換熱效率，提高換熱效率近6 10%，開設(shè)擾流孔同時(shí)節(jié)省了翅片的材料。在相同的散熱量的情況下，本實(shí)用新型的空氣測壓降和管束側(cè)壓降都將降低，從而降低風(fēng)機(jī)功率，節(jié)省能源。

圖I是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型俯視圖；圖3是帶矩形擾流孔的翅片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是帶橢圓形擾流孔的翅片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是帶矩形擾流板的翅片的主視圖；圖6是帶三角形擾流板的翅片的主視圖；圖7是單翅片側(cè)視圖。附圖中的標(biāo)記為I-基管，2-翅片，3-擾流板，4-通道，5-擾流孔，6_凸起，7_凹槽。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明，但并不作為對本實(shí)用新型限制的依據(jù)。本實(shí)用新型的實(shí)施例I :如圖I、圖2所示，一種新型空冷單排管束，包括基管I和翅片2，基管I為帶倒角的矩形扁管，翅片2設(shè)于基管I上下兩個(gè)表面，基管I和翅片2間通過整體釬焊焊接在一起，翅片2為蛇形，翅片2上設(shè)有擾流孔5。所述翅片2上的擾流孔5的數(shù)量為偶數(shù)個(gè)，擾流孔5均勻分布于翅片2上。所述擾流孔5的形狀為矩形。所述翅片2上還設(shè)有凸起6和凹槽7，凸起6和凹槽7交錯(cuò)分布在翅片2上。如圖5所示，所述擾流孔5上設(shè)有與擾流孔形狀相同的擾流板3。如圖7所示，所述擾流板3與翅片2的夾角α為10°?；躀材料為鋼鋁復(fù)合板，基管I寬度為180mm，基管I高度為13mm，基管I壁厚為 I. 2mmο所述鋼鋁復(fù)合板的基材為低碳鋼板和4343鋁板復(fù)合而成，其中低碳鋼板壁厚為I. 2mm, 4343 鋁板壁厚為 O. 025mm。翅片2材料為普通鋁材3003H24，材料厚度為O. 2mm,翅片2高度為13mm。任意相鄰兩翅片2間設(shè)有通道4,通道4為均勻通道,通道4寬度為2. 2mm,。翅片2為平直翅片。本實(shí)用新型的實(shí)施例2 :如圖I、圖2所示，一種新型空冷單排管束，包括基管I和翅片2，基管I為帶倒角的矩形扁管，翅片2設(shè)于基管I上下兩個(gè)表面，基管I和翅片2間通過整體釬焊焊接在一起，翅片2為蛇形，翅片2上設(shè)有擾流孔5。所述翅片2上的擾流孔5的數(shù)量為偶數(shù)個(gè)，擾流孔5均勻分布于翅片2上。如圖6所示，所述擾流孔5的形狀為三角形。所述翅片2上還設(shè)有凸起6和凹槽7，凸起6和凹槽7交錯(cuò)分布在翅片2上。所述擾流孔5上設(shè)有與擾流孔形狀相同的擾流板3。如圖7所示，所述擾流板3與翅片2的夾角α為20°。基管I材料為鋼鋁復(fù)合板，基管I寬度為183mm，基管I高度為16mm，基管I壁厚為 I. 3mmο所述鋼鋁復(fù)合板的基材為低碳鋼板和4343鋁板復(fù)合而成，其中低碳鋼板壁厚為I. 3mm, 4343 鋁板壁厚為 O. 04mm。翅片2厚度為O. 25mm,翅片2高度為16mm，翅片2材料為普通鋁材3003H24。每相鄰兩翅片2兩翅片2間設(shè)有通道4，通道4為均勻通道，通道4寬度為2. 4_。翅片2為平直翅片。本實(shí)用新型的實(shí)施例3 :如圖I、圖2所示，一種新型空冷單排管束，包括基管I和翅片2，基管I為帶倒角的矩形扁管，翅片2設(shè)于基管I上下兩個(gè)表面，基管I和翅片2間通過整體釬焊焊接在一起，翅片2為蛇形，翅片2上設(shè)有擾流孔5。所述翅片2上的擾流孔5的數(shù)量為偶數(shù)個(gè)。所述擾流孔5的形狀為矩形。所述翅片2上還設(shè)有凸起6和凹槽7，凸起6和凹槽7交錯(cuò)分布在翅片2上。如圖5所示，所述擾流孔5上設(shè)有與擾流孔形狀相同的擾流板3。如圖7所示，所述擾流板3與翅片2的夾角α為30°。[0057]基管I材料為鋼鋁復(fù)合板，基管I寬度為185mm，基管I高度為19mm，基管I壁厚為 I. 4mmο所述鋼鋁復(fù)合板的基材為低碳鋼板和4343鋁板復(fù)合而成，其中低碳鋼板壁厚為I. 4mm, 4343 鋁板壁厚為 O. 06mm。翅片2厚度為O. 3mm,翅片2高度為19mm，翅片2材料為普通鋁材3003H24。每相鄰兩翅片2間設(shè)有通道4,通道4為均勻通道,通道4寬度為2. 6_。翅片2為平直翅片。本實(shí)用新型的實(shí)施例4 :如圖I、圖2所示，一種新型空冷單排管束，包括基管I和翅片2，基管I為帶倒角的矩形扁管，翅片2設(shè)于基管I上下兩個(gè)表面，基管I和翅片2間通·過整體釬焊焊接在一起，翅片2為蛇形，翅片2上設(shè)有擾流孔5?！に龀崞?上的擾流孔5的數(shù)量為偶數(shù)個(gè)。如圖4所示，所述擾流孔5的形狀為橢圓形。所述翅片2上還設(shè)有凸起6和凹槽7，凸起6和凹槽7交錯(cuò)分布在翅片2上?；躀材料為鋼鋁復(fù)合板，基管I寬度為188mm，基管I高度為16mm，基管I壁厚為 I. 52mm。所述鋼鋁復(fù)合板的基材為低碳鋼板和4343鋁板復(fù)合而成，其中低碳鋼板壁厚為I. 4mm, 4343 鋁板壁厚為 O. 070mm。翅片2厚度為O. 25mm,翅片2高度為16mm，翅片2材料為普通鋁材3003H24。每相鄰兩翅片2間設(shè)有通道4,通道4為均勻通道,通道4寬度為3. 0mm。翅片2為平直翅片。本實(shí)用新型的實(shí)施例5 :如圖I、圖2所示，一種新型空冷單排管束，包括基管I和翅片2，基管I為帶倒角的矩形扁管，翅片2設(shè)于基管I上下兩個(gè)表面，基管I和翅片2間通過整體釬焊焊接在一起，翅片2為蛇形，翅片2上設(shè)有擾流孔5。所述翅片2上的擾流孔5的數(shù)量為偶數(shù)個(gè)。如圖3所示，所述擾流孔5的形狀為矩形?；躀材料為鋼鋁復(fù)合板，基管I寬度為190mm，基管I高度為19mm，基管I壁厚為 I. 5mmο鋼鋁復(fù)合板的基材為低碳鋼板和4343鋁板復(fù)合而成，其中低碳鋼板壁厚為
I.47mm, 4343 鋁板壁厚為 O. 050mm。翅片2厚度為O. 25mm,翅片2高度為19mm，翅片2材料為普通鋁材3003H24。每相鄰兩翅片2之間設(shè)有通道4，通道4為均勻通道，通道4寬度為3. Omm翅片2為平直翅片。本實(shí)用新型的工作原理用特制滾壓翅片成型機(jī)加工新型蛇形開設(shè)擾流孔5翅片2 ;單排管束新型基管I用鋼鋁覆合板焊接為圓管，然后用專用模具壓制為帶倒角的矩形扁管。蛇形開設(shè)擾流孔5的翅片2釬焊在基管I上下兩個(gè)表面。運(yùn)作時(shí)基管I內(nèi)熱蒸汽將熱量與翅片2間的冷空氣進(jìn)行轉(zhuǎn)換達(dá)到散熱的目的。利用翅片2上的擾流孔5的擾流現(xiàn)象，破壞原有的邊界層，增強(qiáng)冷空氣的不斷交換，使翅片2間冷空氣保持紊流狀態(tài)換熱，則翅片2側(cè)對流換熱強(qiáng)度大幅度增加，減小了翅片長度，降低管束制作成本。
權(quán)利要求1.一種新型空冷單排管束，包括基管(I)和翅片(2)，翅片(2)設(shè)于基管(I)的上下兩個(gè)表面，其特征在于基管(I)為帶倒角的矩形扁管，基管(I)和翅片(2)間通過整體釬焊焊接在一起，翅片(2)為蛇形，翅片(2)上設(shè)有擾流孔(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新型空冷單排管束，其特征在于所述翅片(2)上的擾流孔(5)的數(shù)量為偶數(shù)個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新型空冷單排管束，其特征在于所述擾流孔(5)的形狀為 矩形、橢圓形或三角形。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新型空冷單排管束 ，其特征在于所述翅片(2)上還設(shè)有凸起(6)和凹槽(7)，凸起(6)和凹槽(7)交錯(cuò)分布在翅片(2)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的一種新型空冷單排管束，其特征在于所述擾流孔(5)上設(shè)有與擾流孔形狀相同的擾流板(3 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種新型空冷單排管束，其特征在于所述擾流板(3)與翅片(2)的夾角α為10° 30°。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新型空冷單排管束，其特征在于基管(I)材料為鋼鋁復(fù)合板，基管(I)寬度為180mm 190mm,基管(I)高度為13mm 19mm,基管(I)壁厚為I. 2mm I. 52mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種新型空冷單排管束，其特征在于所述鋼鋁復(fù)合板的基材為低碳鋼板和4343鋁板復(fù)合而成，其中低碳鋼板壁厚為I. 2mm I. 47mm, 4343鋁板壁厚為 O. 025mm O. 070mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新型空冷單排管束，其特征在于翅片(2)厚度為O.2mm O. 3mm，翅片(2)高度為13mm 19mm，翅片(2)的材料為普通鋁材3003H24。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新型空冷單排管束，其特征在于任意相鄰兩翅片(2)之間設(shè)有通道(4),通道(4)為均勻通道,其寬度為2. 2mm 3. 0mm。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種新型空冷單排管束，包括基管和翅片，翅片設(shè)于基管上下兩個(gè)表面，基管為帶倒角的矩形扁管，基管和翅片間通過整體釬焊焊接在一起，翅片為蛇形，翅片上設(shè)有擾流孔。本實(shí)用新型的基管為帶倒角的矩形扁管，縮短了基管長度，節(jié)省了材料更加便于清洗，保證換熱強(qiáng)度，帶倒角的矩形扁管減小應(yīng)力集中，不僅大幅度提高剛度，并防止冬季基管變形后出現(xiàn)凍裂現(xiàn)象；在傳統(tǒng)的蛇形平翅片上開設(shè)擾流孔，利用擾流孔破壞單排管束換熱時(shí)的層流狀態(tài)，使翅片間冷空氣保持在紊流狀態(tài)下進(jìn)行換熱，破壞原有的邊界層，增強(qiáng)冷空氣的不斷交換，使翅片側(cè)對流換熱強(qiáng)度大幅度增加，同時(shí)提高散熱器換熱效率，在相同的熱負(fù)荷下節(jié)省了散熱器的換熱面積。
文檔編號(hào)F28F1/12GK202770294SQ201220483298
公開日2013年3月6日 申請日期2012年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月20日
發(fā)明者閆平, 邢蒼, 漢伯·漢博瑞格茨, 劉學(xué), 李國棟 申請人:華電重工股份有限公司, 艾斯特空冷技術(shù)有限公司