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1、10申请公布号CN104048544A43申请公布日20140917CN104048544A21申请号201410290336622申请日20140625F28F1/2020060171申请人上海理工大学地址200093上海市杨浦区军工路516号72发明人马有福74专利代理机构上海德昭知识产权代理有限公司31204代理人郁旦蓉54发明名称扭齿纵向翅片管57摘要本发明公开了一种扭齿纵向翅片管。本发明提供的扭齿纵向翅片管包括基管部，呈管状；以及翅片部，包括在基管部的纵向上延伸位于该基管部的外壁上环绕相间隔分布的多个翅片，其中，每个翅片包含固定在基管部外壁上并且连续形成的基片、连接在基片上且沿基管部。
2、径向向外延伸的多个扭齿、以及多个形成在每相邻的两个扭齿之间的开口槽，扭齿的底端与基片连成一体，扭齿的顶端相对于底端扭转一定角度。本发明的扭齿纵向翅片管对基管外气流能够有效扰动，从而提高强化换热性能。51INTCL权利要求书1页说明书6页附图9页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书6页附图9页10申请公布号CN104048544ACN104048544A1/1页21一种扭齿纵向翅片管,其特征在于，包括基管部，呈管状；以及翅片部，包括在所述基管部的纵向上延伸位于该基管部的外壁上环绕相间隔分布的多个翅片，其中，每个所述翅片包含固定在所述基管部外壁上并且连续形成的基片、。
3、连接在所述基片上且沿所述基管部径向向外延伸的多个扭齿、以及多个形成在每相邻的两个扭齿之间的开口槽，所述扭齿的底端与所述基片连成一体，所述扭齿的顶端相对于所述底端扭转一定角度。2根据权利要求1所述的扭齿纵向翅片管，其特征在于其中，所述基管部为呈圆管状、椭圆管状以及扁管状中的任意一种形状。3根据权利要求1所述的扭齿纵向翅片管，其特征在于其中，所述角度的范围为1至90。4根据权利要求1所述的扭齿纵向翅片管，其特征在于其中，所述翅片中每相邻的两个所述扭齿的扭转方向相同，每相邻的两个所述翅片中所述扭齿的扭转方向为相同和相反中的任意一种。5根据权利要求1所述的扭齿纵向翅片管，其特征在于其中，所述翅片中每相。
4、邻的两个所述扭齿的扭转方向相反。6根据权利要求1所述的扭齿纵向翅片管，其特征在于其中，所述扭齿的侧壁具有凹凸不平的表面、凹坑、凹痕和凹槽中的任意一种，所述凹痕为长条形、网格形、V字形以及波浪形中的任意一种，所述凹槽为一字槽以及十字槽中的任意一种。7根据权利要求1所述的扭齿纵向翅片管，其特征在于其中，所述扭齿侧壁上至少贯穿有孔洞和狭缝中任意一种。权利要求书CN104048544A1/6页3扭齿纵向翅片管技术领域0001本发明涉及一种纵向翅片管，具体涉及一种扭齿纵向翅片管。背景技术0002在管侧流体的换热系数较高、壳侧流体换热系数较低的情况下，通常采用纵向翅片管。纵向翅片管被广泛应用于冷却高温流体。
5、的工程装置中，如炼油化工工艺中的油加热器、燃气轮机的再生加热器、烟气余热回收装置、锅炉尾部受热面等。纵向翅片管具有流动阻力小、抗积灰和体积小等优点。0003现有纵向翅片管中的翅片为平直且表面连续完整。流体通过纵向翅片管时，在翅片间的流道也是平直且连续稳定的，因此，纵向翅片管的传热系数较小，强化换热性能较差。发明内容0004本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种对基管外气流能够有效扰动的扭齿纵向翅片管，从而提高强化换热性能。0005为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案00060007本发明提供一种扭齿纵向翅片管,其特征在于，包括基管部，呈管状；以及翅片部，包括在基管部的纵向上延。
6、伸位于该基管部的外壁上环绕相间隔分布的多根翅片，其中，每根翅片包含固定在基管部外壁上并且连续形成的基片、连接在基片上且沿基管部径向向外延伸的多个扭齿、以及多个形成在每相邻的两个扭齿之间的开口槽，扭齿的底端与基片连成一体，扭齿的顶端相对于底端扭转一定角度。0008在本发明提供的扭齿纵向翅片管中，还可以具有这样的特征其中，基管部为呈圆管状、椭圆管状以及扁管状中的任意一种形状。0009在本发明提供的扭齿纵向翅片管中，还可以具有这样的特征其中，扭齿扭转角度的范围为1至90。0010在本发明提供的扭齿纵向翅片管中，还可以具有这样的特征其中，翅片中每相邻的两个扭齿的扭转方向相同，每相邻的两根翅片中扭齿的扭。
7、转方向为相同和相反中的任意一种。0011在本发明提供的扭齿纵向翅片管中，还可以具有这样的特征其中，翅片中每相邻的两个扭齿的扭转方向相反。0012在本发明提供的扭齿纵向翅片管中，还可以具有这样的特征其中，扭齿的侧壁具有凹凸不平的表面、凹坑、凹痕和凹槽中的任意一种，凹痕为长条形、网格形、V字形以及波浪形中的任意一种，凹槽为一字槽以及十字槽中的任意一种。0013在本发明提供的扭齿纵向翅片管中，还可以具有这样的特征其中，扭齿侧壁上至少贯穿有孔洞和狭缝中任意一种。说明书CN104048544A2/6页40014发明作用与效果0015根据本发明提供的扭齿纵向翅片管，多根翅片在基管部的外壁上环绕相间隔分布，。
8、单根翅片中连续形成的基片设置在基管部的外壁上，多个连接在基片上的扭齿向基管部的外部延伸，并且在相邻的两个扭齿之间形成开口槽，多个扭齿能够在气流掠过翅片的纵向流动中，周期性地激发横向涡流，增强翅片附近流体扰动，同时扭齿对远离翅片管换热表面的主流未有明显扰动，使得换热管在较小的流体输运功耗增加下获得较大的换热量增大收益，从而，扭齿纵向翅片管相对现有的纵向翅片管，强化换热性能有明显提高，本发明的扭齿纵向翅片管中，由于每根翅片中相邻两个扭齿之间形成开口槽，因此会在扭齿间新生出由开口槽露出的换热表面，而翅片侧面的换热面积没有被减少，使得翅片表面总的换热面积增大，从而，扭齿纵向翅片管的强化换热性能进一步提。
9、高，本发明的扭齿纵向翅片管中具有的扭齿结构，还使得翅片间气流的周向混合明显增强，从而，强化换热性能进一步提高。附图说明0016图1为本发明的实施例一中扭齿纵向翅片管的立体斜视结构示意图；0017图2为本发明的实施例一中单根翅片的立体斜视结构示意图；0018图3为本发明的实施例一中单根翅片的俯视图；0019图4为本发明的实施例二中扭齿纵向翅片管的立体斜视结构示意图；0020图5为本发明的实施例二中扭齿纵向翅片管的侧视图；0021图6为本发明的实施例三中扭齿纵向翅片管的立体斜视结构示意图；0022图7为本发明的实施例三中单根翅片的立体斜视结构示意图；0023图8为本发明的实施例三中单根翅片的俯视图。
10、；0024图9A为本发明的变形例一中扭齿纵向翅片管的侧视图；0025图9B为本发明的变形例二中扭齿纵向翅片管的侧视图；0026图10A为本发明的变形例三中扭齿的结构示意图；0027图10B为本发明的变形例四中扭齿的结构示意图；0028图10C为本发明的变形例五中扭齿的结构示意图；0029图10D为本发明的变形例六中扭齿的结构示意图；0030图10E为本发明的变形例七中扭齿的结构示意图；0031图10F为本发明的变形例八中扭齿的结构示意图；0032图10G为本发明的变形例九中扭齿的结构示意图；0033图11A为本发明的变形例十中扭齿的结构示意图；以及0034图11B为本发明的变形例十一中扭齿的结。
11、构示意图。具体实施方式0035为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明作具体阐述。0036实施例一0037图1为本发明的实施例一中扭齿纵向翅片管的立体斜视结构示意图。说明书CN104048544A3/6页50038图2为本发明的实施例一中单根翅片的立体斜视结构示意图。0039图3为本发明的实施例一中单根翅片的俯视图。0040如图1所示，扭齿翅片管200包括基管部1和翅片部2。0041基管部1为圆管状，内充有流动换热工质。翅片部2包括多根固定设置在基管部1上且沿纵向延伸的翅片3。这多根翅片3相对称分布且环绕在基管部1的外壁上。0042图中的F所。
12、指的箭头方向为气体流动方向，也就是翅片3的延伸方向与基管部1外的气体流动方向相同。0043如图1和图2所示，翅片3包含基片4、扭齿5、以及开口槽6。0044翅片3由钢带制成，钢带按一定间距进行局部切割被开齿，开齿后形成了连续一体的基片4和多个齿片。对多个齿片进行滚压或冲压加工，使得齿片进一步形成为扭转方向一致的扭齿5。每相邻的两个扭齿5间形成了V字形的开口槽6。0045扭齿5具有底端51、顶端52、以及处于底端51和顶端52之间的中部，扭齿5的底端52与基片4连接并保持平行，扭齿5的中部沿径向长度的增大逐渐扭转。0046如图3所示，每个扭齿5的顶端51相对于底端52都向同一方向扭转一定角度，将。
13、扭齿5的顶端51与基片4之间的偏转角度定义为角度。角度的范围为1至90中的任意一个角度值。0047如图1和图2所示，基管部1的外壁上每相邻的两根翅片3中扭齿5的扭转方向相同,也就是所有的翅片3中扭齿5的扭转方向全部相同。0048实施例的作用与效果0049根据本实施例所涉及的扭齿纵向翅片管，多根翅片在基管部的外壁上环绕相间隔分布，单根翅片中连续形成的基片设置在基管部的外壁上，多个连接在基片上的扭齿向基管部的外部延伸，并且在相邻的两个扭齿之间形成开口槽，多个扭齿能够在气流掠过翅片的纵向流动中，周期性地激发横向涡流，增强翅片附近流体扰动，同时扭齿对远离翅片管换热表面的主流未有明显扰动，使得换热管在较。
14、小的流体输运功耗增加下获得较大的换热量增大收益，从而，扭齿纵向翅片管相对现有的纵向翅片管，强化换热性能有明显提高，本实施例的扭齿纵向翅片管中，由于每根翅片中相邻两个扭齿之间形成开口槽，因此会在扭齿间新生出由开口槽露出的换热表面，而翅片侧面的换热面积没有被减少，使得翅片表面总的换热面积增大，从而，扭齿纵向翅片管的强化换热性能进一步提高，本实施例的扭齿纵向翅片管中具有的扭齿结构，还使得翅片间气流的周向混合明显增强，从而，强化换热性能进一步提高。0050实施例二0051在本实施例二中，对于和实施例一中相同的结构，给予相同的符号，并省略相同的说明。0052图4为本发明的实施例二中扭齿纵向翅片管的立体斜。
15、视结构示意图。0053图5为本发明的实施例二中扭齿纵向翅片管的侧视图。0054如图4所示，本实施例的扭齿纵向翅片管300包括基管部1和翅片部102。0055如图5所示，翅片部102包括固定设置在基管部1上且沿纵向延伸的多根翅片30和多根翅片30。多根翅片30和多根翅片30相间隔地等间距环绕在基管部1的外壁上。0056翅片30包含基片4、扭齿50、以及每相邻的两个扭齿50之间形成的V字形开口说明书CN104048544A4/6页6槽。0057翅片30包含基片4、扭齿50、以及每相邻的两个扭齿50之间形成的V字形开口槽。0058翅片30中本身所有扭齿50的扭转方向都是相同的，翅片30中本身所有的扭。
16、齿50也都是相同的，翅片30中的扭齿50的扭转方向与翅片30中的扭齿50的扭转方向相反。这种错向的布置使得气流在冲刷翅片部102时受到扭齿50和扭齿50的扰动更强烈，换热更充分。0059实施例三0060在本实施例三中，对于和实施例一中相同的结构，给予相同的符号，并省略相同的说明。0061图6为本发明的实施例三中扭齿纵向翅片管的立体斜视结构示意图。0062图7为本发明的实施例三中单根翅片的立体斜视结构示意图。0063如图6所示，本实施例的扭齿纵向翅片管400包括基管部1和翅片部103。0064翅片部103包括固定设置在基管部1上且沿纵向延伸的多根翅片31。0065如图7所示，翅片31包含基片4、。
17、扭齿53、扭齿53、以及相邻的扭齿53和扭齿53之间形成的开口槽。0066图8为本发明的实施例三中单根翅片的俯视图。0067如图8所示，扭齿53和扭齿53的底端都与基片4连成一体并保持平行。翅片31上每相邻的两个扭齿53和扭齿53分别沿图8中的顺时针方向和逆时针方向扭转角度，这种错向扭转的扭齿53和扭齿53使得气流在冲刷翅片31时受到扭齿53和扭齿53的扰动更强烈，换热更充分。0068当然，本发明涉及的扭齿纵向翅片管并不仅仅限定于在以上实施例中的结构。0069在实施例一、实施例二和实施例三中，翅片部由钢带制造，本发明涉及的扭齿纵向翅片管中，翅片部还可以是铜合金或铝合金等任意一种软质金属带制造。。
18、0070在实施例一中提供的扭齿纵向翅片管中，基管部为呈圆管状，本发明提供的扭齿纵向翅片管中，基管部还可以为椭圆管状和扁管状中的任意一种形状。见变形例一和变形例二。0071在实施例一提供的扭齿纵向翅片管中，扭齿的的顶缘和侧壁均为光滑的表面，本发明提供的扭齿纵向翅片管中，扭齿还可以具有高低不一致的顶缘，凹凸不平的侧壁表面，或者是贯穿有孔洞和狭缝中任意一种，见变形例三至变形例十一。0072变形例一0073在本变形例一中，对于和实施例一中相同的结构，给予相同的符号，并省略相同的说明。0074本实施例的扭齿纵向翅片管500包括基管部9和翅片部2。0075图9A为本发明的变形例一中扭齿纵向翅片管的侧视图。。
19、0076如图9A所示，基管部9为椭圆管状。0077变形例二0078在本变形例二中，对于和实施例一中相同的结构，给予相同的符号，并省略相同的说明。说明书CN104048544A5/6页70079本实施例的扭齿纵向翅片管600包括基管部10和翅片部2。0080图9B为本发明的变形例二中扭齿纵向翅片管的侧视图。0081如图9B所示，基管部10为扁管状。0082变形例一至变形例二的作用和效果0083根据变形例一和变形例二提供的扭齿纵向翅片管，与实施例一中的扭齿纵向翅片管具有相同的效果。0084变形例三0085在本变形例三中，对于和实施例一中相同的结构，给予相同的符号，并省略相同的说明。0086图10A。
20、为本发明的变形例三中扭齿的结构示意图。0087如图10A所示，扭齿20的两侧壁都具有凹坑201。0088变形例四0089在本变形例四中，对于和实施例一中相同的结构，给予相同的符号，并省略相同的说明。0090图10B为本发明的变形例四中扭齿的结构示意图。0091如图10B所示，扭齿21的两侧壁都具有网格形的凹痕211。0092变形例五0093在本变形例五中，对于和实施例一中相同的结构，给予相同的符号，并省略相同的说明。0094图10C为本发明的变形例五中扭齿的结构示意图。0095如图10C所示，扭齿22的两侧壁都具有人字形的凹痕221。0096变形例六0097在本变形例六中，对于和实施例一中相同。
21、的结构，给予相同的符号，并省略相同的说明。0098图10D为本发明的变形例六中扭齿的结构示意图。0099如图10D所示，扭齿23的两侧壁都具有长条形的凹痕231。0100变形例七0101在本变形例七中，对于和实施例一中相同的结构，给予相同的符号，并省略相同的说明。0102图10E为本发明的变形例七中扭齿的结构示意图。0103如图10E所示，扭齿24的两侧壁都具有波浪形的凹痕241。0104变形例八0105在本变形例八中，对于和实施例一中相同的结构，给予相同的符号，并省略相同的说明。0106图10F为本发明的变形例八中扭齿的结构示意图。0107如图10F所示，扭齿25的两侧壁都具有一字型的凹槽2。
22、51。0108变形例九0109在本变形例九中，对于和实施例一中相同的结构，给予相同的符号，并省略相同的说明。说明书CN104048544A6/6页80110图10G为本发明的变形例九中扭齿的结构示意图。0111如图10G所示，扭齿26的两侧壁都具有十字型的凹槽261。0112变形例十0113在本变形例十中，对于和实施例一中相同的结构，给予相同的符号，并省略相同的说明。0114图11A为本发明的变形例十中扭齿的结构示意图。0115如图11A所示，扭齿27的两侧壁之间贯穿有孔洞271。0116变形例十一0117在本变形例十一中，对于和实施例一中相同的结构，给予相同的符号，并省略相同的说明。0118。
23、图11B为本发明的变形例十一中扭齿的结构示意图。0119如图11B所示，扭齿28的两侧壁之间贯穿有狭缝281。0120变形例三至变形例十一的作用和效果0121根据变形例三至变形例十一提供的扭齿纵向翅片管中，通过在扭齿的两侧壁设置凹坑、凹痕或凹槽以形成了两侧壁上凹凸不平的表面，或者在两侧壁上开凿孔洞或者狭缝，这些凹凸不平的表面、孔洞或者狭缝增强了扭齿的两侧的气流扰动，强化了换热效果。说明书CN104048544A1/9页9图1说明书附图CN104048544A2/9页10图2图3说明书附图CN104048544A103/9页11图4说明书附图CN104048544A114/9页12图5说明书附图CN104048544A125/9页13图6说明书附图CN104048544A136/9页14图7图8说明书附图CN104048544A147/9页15图9A图9B说明书附图CN104048544A158/9页16图10A图10B图10C图10D图10E图10F说明书附图CN104048544A169/9页17图10G图11A图11B说明书附图CN104048544A17。