CN102116591A - 一种空冷器用双面翅片板管结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空冷器用双翅片板管结构，由内翅片、成型板管、外翅片组成；该板管内腔即为热流体流通的通道，内翅片将板管内腔分割成许多单元；在板管外焊接外翅片。由板片经冷压成型，然后将二张板片对扣形成板管；内翅片与成型板管之间采用焊接方式连接，成型板管与外翅片之间采用焊接方式连接。本发明提供了一种热流体直进直出、板管内用多孔翅片分流、板管外用外翅片散热的翅片板管结构，具有提高翅片式空冷器的换热能力及冷却效率等优点。

Description

一种空冷器用双面翅片板管结构

技术领域

本发明属于制造热交换用传热元件技术领域，特别是涉及一种空气冷却用翅片结构。

背景技术

空冷器是一种用于冷却热介质的装置，内部流动需降温的热流体，通过与空气的间壁传热，发生热量交换，从而使其温度下降。为了增加热交换速率，通常情况下会利用风机来增强空气的流动性，由于其冷却、散热能力强，节约水资源，因而被广泛应用于石油、化工、能源、冶金、航空航天等领域。翅片管是空冷器的核心部件，现有的翅片管，重点考虑了管外翅片的设计以强化空气侧的传热，而对管内流体的流动性特别是管内发生相变时，相变后的传热强化未进行考虑，由于受管通道的几何形状等因素的制约，相变后冷凝液很难均匀分布于板管内，造成该类空冷器冷却能力的下降。所述的翅片管内无相变冷却场合，管内无强化传热措施，总体传热效果更差。

专利CN1462863A采用换热管穿插翅片束的结构，翅片束与换热管间易产生缝隙，形成接触热阻，因而换热效率较低。由于数根换热管套装在一张翅片上，造成设备的紧凑度较差，占地面积较大。

专利CN201637318U的扁管件管内采用隔条使热流体形成两腔或多腔流动，各腔之间流体阻隔，无热量、流体交换，为多排管结构，温度场不均衡，迎风侧会过冷解冻，因此使设备的应用领域受到局限性。

发明内容

本发明的目的是提供一种空冷器用双面翅片板管结构，以解决提高传统的翅片式空冷器的换热能力、冷却效率和应用领域具有局限性等技术问题。

本发明所述的一种空冷器用双面翅片板管结构，实现上述目的的技术方案是：

该空冷器用双面翅片板管由内翅片、成型板管、外翅片组成；该板管内腔即为热流体流通的通道，内翅片将板管内腔分割成许多单元；在板管外焊接外翅片。

由板片经冷压成型，然后将二张板片对扣形成板管；内翅片与成型板管之间采用焊接方式连接，成型板管与外翅片之间采用焊接方式连接。

由内翅片、成型板管、外翅片组成单根板管翅片。

由多个单根板管翅片组成翅片板管族。

成型板管截面形式可为矩形、菱形、扁圆形，焊接方式采用激光焊、电阻焊、氩弧焊。

内翅片根据管内处理介质的不同采用弓型开口直线流槽、V型开口直线流槽、弓型开口曲线流槽或V型开口曲线流槽结构形式；

内翅片采用用于气液相变场合的直线流槽与曲线流槽翅片结构形式，其中气相段采用直线流槽，冷凝段采用曲线流槽翅片。

根据工艺介质需求，内翅片、外翅片表面开孔或加工凹凸波纹结构。

内、外翅片与板管长度方向形成一夹角。

内翅片、外翅片的材质选用铝及其合金、不锈钢、铜及其合金、钛及其合金或镍及其镍基合金的金属薄板制造；上、下成型板片的材质选用碳钢、铝及其合金、不锈钢、铜及其合金、钛及其合金、镍及其镍基合金或钢铝复合材料。

本发明提供一种热流体直进直出、板管内用多孔翅片分流、板管外用外翅片散热的翅片板管结构，其内腔当量直径小，有效流通截面积大，有利于热流体的冷却；板管为扁平状，整体翅片结构呈矩形，管与管之间连接非常紧凑，占据空间较小；管外空气侧阻力较小，流动性能好，选用风机功率较小，有利于节能降耗；板管、翅片均为同种金属制造，易于焊接且焊缝质量可靠，同时由于板管、翅片均为薄金属件制造，因而重量轻，节省原材料，经济效益显著，同时易于清洗，维护方便。

附图说明

图1为本发明的单板管翅片总装图。

图2为本发明的板管翅片族总装图。

图3为本发明外翅片零件图。

图4为本发明的成型板片零件图。

图5为本发明的弓型开口直流槽内翅片零件图。

图6为本发明的V型开口直流槽内翅片零件图。

图7为本发明的弓型开口曲线流槽内翅片零件图。

图8为本发明的V型开口曲线流槽内翅片零件图。

附图编号

1.上板管翅片            2.上成型板片

3.下成型板片            4.下板管翅片

5.弓型开口直流槽内翅片  6.凸波纹

7.凹波纹                8.V型开口直线流槽内翅片

9.弓型开口曲线流槽内翅片10.V型开口曲线流槽内翅片

101.热流体入口          102.热流体出口

201.空气入口            202.空气出口

具体实施方式

本发明制造的实施步骤为板片经冷压成型，参见图4的结构，然后将二张板片2、3对扣形成板管，该板管内腔即为热流体流通的通道。为了增强热流体在板管内分布的均匀性、强化热流体的传热、同时提高板管的强度、刚度，利用内翅片5将板管内腔分割成许多单元；为了减小空气热阻、强化散热，在板管外焊接成型上板管翅片1、下板管翅片4。内翅片5与板管之间采用焊接连接。

如图1所示，由一组内翅片5、一对成型板管2、3、二排外翅片(上、下板管翅片)1、4组成单根板管翅片。其中101是热流体入口、102是热流体出口。如图2所示，由多个单根板管翅片组成翅片板管族。上板管翅片1、下板管翅片4统称为外翅片。其中201是空气入口、202是空气出口。

板管截面形状可分为矩形、菱形、扁圆形，本发明图例均为菱形。

为了增强板管外翅片的散热能力，首先将翅片平面冲压成凹凸起伏的波纹结构(如图3所示)，并使凹凸波纹6、7分别位于翅片平面的两侧，呈交错排列状态。其次根据具体需要将翅片挤压成直线流槽或曲线流槽。由于外翅片彼此平行布置，因而位于翅片间的空气其在翅片内的流动方向总是与翅片平行，这样，空气沿翅片两侧流动时，流动阻力非常小，翅片表面的凹凸波纹有利于形成旋流，同时这些凹凸波纹还增加了翅片的有利于形成旋流。同时这些凹凸波纹6、7还增加了翅片的热交换面积，从而使板管翅片空冷器的散热能力得到相应地提高。凹凸波纹6、7同时增强了翅片的刚度，使翅片在使用过程中不易变形，保证了散热性能。

内、外翅片截面可采用弓型、V型或S型，流槽可采用直线形、曲线形及直线形+曲线形。内、外翅片结构为上述截面及流槽的组合。如图5～8所示，本发明仅列出弓型开口直线流槽内翅片5、V型开口直线流槽内翅片8、弓型开口曲线流槽内翅片9、V型开口曲线流槽内翅片10等四种形式。其中：直线流槽内翅片用于处理气相无相变介质或要求阻力降较小的场合；曲线流槽内翅片用于需强化传热的场合；直线流槽+曲线流槽内翅片用于气液相变场合，其中气相段采用直线流槽，冷凝段采用曲线流槽内翅片。

内翅片5、外翅片1、4的材质可采用铝及其合金、不锈钢、铜及其合金、钛及其合金及镍及其镍基合金等金属薄板制造，上、下成型板片的材质除可选用碳钢、铝及其合金、不锈钢、铜及其合金、钛及其合金及镍及其镍基合金等金属薄板制造外，还可采用钢铝复合材料或其他金属复合材料。

板管可采用激光焊、电阻焊、氩弧焊等焊接方式焊接，内翅片5与成形板管之间采用焊接方式连接，成形板管与外翅片1、4之间采用焊接方式连接。

单根板管翅片或板管翅片族可水平放置、竖直放置也可以倾斜放置。如图11所示为水平放置，风机置于其下部，热流体从101一侧进入板管翅片，从102一侧流出，冷空气从下方201进入，从上方202流出。

本发明可应用于电站空冷、石化空冷及其它以空气为冷却介质的气-气、气-液换热场合中。

Claims (10)

1.一种空冷器用双面翅片板管结构，其特征在于：由内翅片、成型板管、外翅片组成；该板管内腔即为热流体流通的通道，内翅片将板管内腔分割成许多单元；在板管外焊接外翅片。

2.根据权利要求1所述的一种空冷器用双面翅片板管结构，其特征在于：由板片经冷压成型，然后将二张板片对扣形成板管；内翅片与成型板管之间采用焊接方式连接，成型板管与外翅片之间采用焊接方式连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种空冷器用双面翅片板管结构，其特征在于：由内翅片、成型板管、外翅片组成单根板管翅片。

4.根据权利要求3所述的一种空冷器用双面翅片板管结构，其特征在于：由多个单根板管翅片组成翅片板管族。

5.根据权利要求1或2所述的一种空冷器用双面翅片板管结构，其特征在于：成型板管截面形式可为矩形、菱形、扁圆形，焊接方式采用激光焊、电阻焊、氩弧焊。

6.根据权利要求1或2所述的一种空冷器用双翅片板管结构，其特征在于：内翅片根据管内处理介质的不同采用弓型开口直线流槽、V型开口直线流槽、弓型开口曲线流槽或V型开口曲线流槽结构形式；

7.根据权利要求1或2所述的一种空冷器用双面翅片板管结构，其特征在于：内翅片采用用于气液相变场合的直线流槽与曲线流槽翅片结构形式，其中气相段采用直线流槽，冷凝段采用曲线流槽翅片。

8.根据权利要求1或2所述的一种空冷器用双面翅片板管结构，其特征在于：根据工艺介质需求，内翅片、外翅片表面开孔或加工凹凸波纹结构。

9.根据权利要求1所述的一种空冷器用双面翅片板管结构，其特征在于：内、外翅片与板管长度方向形成一夹角。

10.根据权利要求1或2所述的一种空冷器用双面翅片板管结构，其特征在于：内翅片、外翅片的材质选用铝及其合金、不锈钢、铜及其合金、钛及其合金或镍及其镍基合金的金属薄板制造；上、下成型板片的材质选用碳钢、铝及其合金、不锈钢、铜及其合金、钛及其合金、镍及其镍基合金或钢铝复合材料。

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