一種空冷器用雙面翅片板管結構的製作方法

2023-04-28 03:44:46

專利名稱：一種空冷器用雙面翅片板管結構的製作方法
技術領域：
本發明屬於製造熱交換用傳熱元件技術領域，特別是涉及一種空氣冷卻用翅片結 構。
背景技術：
空冷器是一種用於冷卻熱介質的裝置，內部流動需降溫的熱流體，通過與空氣的 間壁傳熱，發生熱量交換，從而使其溫度下降。為了增加熱交換速率，通常情況下會利用風 機來增強空氣的流動性，由於其冷卻、散熱能力強，節約水資源，因而被廣泛應用於石油、化 工、能源、冶金、航空航天等領域。翅片管是空冷器的核心部件，現有的翅片管，重點考慮了 管外翅片的設計以強化空氣側的傳熱，而對管內流體的流動性特別是管內發生相變時，相 變後的傳熱強化未進行考慮，由於受管通道的幾何形狀等因素的制約，相變後冷凝液很難 均勻分布於板管內，造成該類空冷器冷卻能力的下降。所述的翅片管內無相變冷卻場合，管 內無強化傳熱措施，總體傳熱效果更差。專利CN1462863A採用換熱管穿插翅片束的結構，翅片束與換熱管間易產生縫隙， 形成接觸熱阻，因而換熱效率較低。由於數根換熱管套裝在一張翅片上，造成設備的緊湊度 較差，佔地面積較大。專利CN201637318U的扁管件管內採用隔條使熱流體形成兩腔或多腔流動，各腔 之間流體阻隔，無熱量、流體交換，為多排管結構，溫度場不均衡，迎風側會過冷解凍，因此 使設備的應用領域受到局限性。

發明內容
本發明的目的是提供一種空冷器用雙面翅片板管結構，以解決提高傳統的翅片式 空冷器的換熱能力、冷卻效率和應用領域具有局限性等技術問題。本發明所述的一種空冷器用雙面翅片板管結構，實現上述目的的技術方案是該空冷器用雙面翅片板管由內翅片、成型板管、外翅片組成；該板管內腔即為熱流 體流通的通道，內翅片將板管內腔分割成許多單元；在板管外焊接外翅片。由板片經冷壓成型，然後將二張板片對扣形成板管；內翅片與成型板管之間採用 焊接方式連接，成型板管與外翅片之間採用焊接方式連接。由內翅片、成型板管、外翅片組成單根板管翅片。由多個單根板管翅片組成翅片板管族。成型板管截面形式可為矩形、菱形、扁圓形，焊接方式採用雷射焊、電阻焊、氬弧 焊。內翅片根據管內處理介質的不同採用弓型開口直線流槽、V型開口直線流槽、弓型 開口曲線流槽或V型開口曲線流槽結構形式；內翅片採用用於氣液相變場合的直線流槽與曲線流槽翅片結構形式，其中氣相段 採用直線流槽，冷凝段採用曲線流槽翅片。
根據工藝介質需求，內翅片、外翅片表面開孔或加工凹凸波紋結構。內、外翅片與板管長度方向形成一夾角。內翅片、外翅片的材質選用鋁及其合金、不鏽鋼、銅及其合金、鈦及其合金或鎳及 其鎳基合金的金屬薄板製造；上、下成型板片的材質選用碳鋼、鋁及其合金、不鏽鋼、銅及其 合金、鈦及其合金、鎳及其鎳基合金或鋼鋁複合材料。本發明提供一種熱流體直進直出、板管內用多孔翅片分流、板管外用外翅片散熱 的翅片板管結構，其內腔當量直徑小，有效流通截面積大，有利於熱流體的冷卻；板管為扁 平狀，整體翅片結構呈矩形，管與管之間連接非常緊湊，佔據空間較小；管外空氣側阻力較 小，流動性能好，選用風機功率較小，有利於節能降耗；板管、翅片均為同種金屬製造，易於 焊接且焊縫質量可靠，同時由於板管、翅片均為薄金屬件製造，因而重量輕，節省原材料，經 濟效益顯著，同時易於清洗，維護方便。


圖1為本發明的單板管翅片總裝圖。圖2為本發明的板管翅片族總裝圖。圖3為本發明外翅片零件圖。圖4為本發明的成型板片零件圖。圖5為本發明的弓型開口直流槽內翅片零件圖。圖6為本發明的V型開口直流槽內翅片零件圖。圖7為本發明的弓型開口曲線流槽內翅片零件圖。圖8為本發明的V型開口曲線流槽內翅片零件圖。附圖編號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.弓型開口直流槽內翅片6.凸波紋7.凹波紋8. V型開口直線流槽內翅片9.弓型開口曲線流槽內翅片10. V型開口曲線流槽內翅片101.熱流體入口102.熱流體出口201.空氣入口202.空氣出口
具體實施例方式本發明製造的實施步驟為板片經冷壓成型，參見圖4的結構，然後將二張板片2、3 對扣形成板管，該板管內腔即為熱流體流通的通道。為了增強熱流體在板管內分布的均勻 性、強化熱流體的傳熱、同時提高板管的強度、剛度，利用內翅片5將板管內腔分割成許多 單元；為了減小空氣熱阻、強化散熱，在板管外焊接成型上板管翅片1、下板管翅片4。內翅 片5與板管之間採用焊接連接。如圖1所示，由一組內翅片5、一對成型板管2、3、二排外翅片(上、下板管翅片)1、 4組成單根板管翅片。其中101是熱流體入口、102是熱流體出口。如圖2所示，由多個單 根板管翅片組成翅片板管族。上板管翅片1、下板管翅片4統稱為外翅片。其中201是空氣入口、202是空氣出口。板管截面形狀可分為矩形、菱形、扁圓形，本發明圖例均為菱形。為了增強板管外翅片的散熱能力，首先將翅片平面衝壓成凹凸起伏的波紋結構 (如圖3所示)，並使凹凸波紋6、7分別位於翅片平面的兩側，呈交錯排列狀態。其次根據 具體需要將翅片擠壓成直線流槽或曲線流槽。由於外翅片彼此平行布置，因而位於翅片間 的空氣其在翅片內的流動方向總是與翅片平行，這樣，空氣沿翅片兩側流動時，流動阻力非 常小，翅片表面的凹凸波紋有利於形成旋流，同時這些凹凸波紋還增加了翅片的有利於形 成旋流。同時這些凹凸波紋6、7還增加了翅片的熱交換面積，從而使板管翅片空冷器的散 熱能力得到相應地提高。凹凸波紋6、7同時增強了翅片的剛度，使翅片在使用過程中不易 變形，保證了散熱性能。內、外翅片截面可採用弓型、V型或S型，流槽可採用直線形、曲線形及直線形+曲 線形。內、外翅片結構為上述截面及流槽的組合。如圖5 8所示，本發明僅列出弓型開口 直線流槽內翅片5、V型開口直線流槽內翅片8、弓型開口曲線流槽內翅片9、V型開口曲線 流槽內翅片10等四種形式。其中直線流槽內翅片用於處理氣相無相變介質或要求阻力降 較小的場合；曲線流槽內翅片用於需強化傳熱的場合；直線流槽+曲線流槽內翅片用於氣 液相變場合，其中氣相段採用直線流槽，冷凝段採用曲線流槽內翅片。內翅片5、外翅片1、4的材質可採用鋁及其合金、不鏽鋼、銅及其合金、鈦及其合金 及鎳及其鎳基合金等金屬薄板製造，上、下成型板片的材質除可選用碳鋼、鋁及其合金、不 鏽鋼、銅及其合金、鈦及其合金及鎳及其鎳基合金等金屬薄板製造外，還可採用鋼鋁複合材 料或其他金屬複合材料。板管可採用雷射焊、電阻焊、氬弧焊等焊接方式焊接，內翅片5與成形板管之間採 用焊接方式連接，成形板管與外翅片1、4之間採用焊接方式連接。單根板管翅片或板管翅片族可水平放置、豎直放置也可以傾斜放置。如圖11所示 為水平放置，風機置於其下部，熱流體從101 —側進入板管翅片，從102—側流出，冷空氣從 下方201進入，從上方202流出。本發明可應用於電站空冷、石化空冷及其它以空氣為冷卻介質的氣-氣、氣-液換 熱場合中。
權利要求
1.一種空冷器用雙面翅片板管結構，其特徵在於由內翅片、成型板管、外翅片組成； 該板管內腔即為熱流體流通的通道，內翅片將板管內腔分割成許多單元；在板管外焊接外 翅片。
2.根據權利要求1所述的一種空冷器用雙面翅片板管結構，其特徵在於由板片經冷 壓成型，然後將二張板片對扣形成板管；內翅片與成型板管之間採用焊接方式連接，成型板 管與外翅片之間採用焊接方式連接。
3.根據權利要求1或2所述的一種空冷器用雙面翅片板管結構，其特徵在於由內翅 片、成型板管、外翅片組成單根板管翅片。
4.根據權利要求3所述的一種空冷器用雙面翅片板管結構，其特徵在於由多個單根 板管翅片組成翅片板管族。
5.根據權利要求1或2所述的一種空冷器用雙面翅片板管結構，其特徵在於成型板 管截面形式可為矩形、菱形、扁圓形，焊接方式採用雷射焊、電阻焊、氬弧焊。
6.根據權利要求1或2所述的一種空冷器用雙翅片板管結構，其特徵在於內翅片根 據管內處理介質的不同採用弓型開口直線流槽、V型開口直線流槽、弓型開口曲線流槽或V 型開口曲線流槽結構形式；
7.根據權利要求1或2所述的一種空冷器用雙面翅片板管結構，其特徵在於內翅片 採用用於氣液相變場合的直線流槽與曲線流槽翅片結構形式，其中氣相段採用直線流槽， 冷凝段採用曲線流槽翅片。
8.根據權利要求1或2所述的一種空冷器用雙面翅片板管結構，其特徵在於根據工 藝介質需求，內翅片、外翅片表面開孔或加工凹凸波紋結構。
9.根據權利要求1所述的一種空冷器用雙面翅片板管結構，其特徵在於內、外翅片與 板管長度方向形成一夾角。
10.根據權利要求1或2所述的一種空冷器用雙面翅片板管結構，其特徵在於內翅 片、外翅片的材質選用鋁及其合金、不鏽鋼、銅及其合金、鈦及其合金或鎳及其鎳基合金的 金屬薄板製造；上、下成型板片的材質選用碳鋼、鋁及其合金、不鏽鋼、銅及其合金、鈦及其 合金、鎳及其鎳基合金或鋼鋁複合材料。
全文摘要
本發明公開了一種空冷器用雙翅片板管結構，由內翅片、成型板管、外翅片組成；該板管內腔即為熱流體流通的通道，內翅片將板管內腔分割成許多單元；在板管外焊接外翅片。由板片經冷壓成型，然後將二張板片對扣形成板管；內翅片與成型板管之間採用焊接方式連接，成型板管與外翅片之間採用焊接方式連接。本發明提供了一種熱流體直進直出、板管內用多孔翅片分流、板管外用外翅片散熱的翅片板管結構，具有提高翅片式空冷器的換熱能力及冷卻效率等優點。
文檔編號F28F1/42GK102116591SQ20111005622
公開日2011年7月6日 申請日期2011年3月9日 優先權日2011年3月9日
發明者常春梅, 張延豐, 胡國棟, 趙國棟, 鄒建東, 陳韶範 申請人:上海藍濱石化設備有限責任公司, 蘭州藍亞石油化工裝備工程有限公司, 機械工業蘭州石油鑽採煉油化工設備質量檢測所有限公司, 甘肅藍科石化高新裝備股份有限公司