斜翅翅片管及加热炉的制作方法

本申请涉及石油化工、电力能源、钢铁冶炼、空调等行业中的换热设备技术领域，特别是涉及一种斜翅翅片管及加热炉。

背景技术：

翅片管换热器包括各种加热炉、翅片管预热器、取热器和空冷器等，是应用广泛的热交换器之一，其设计及制造工艺成熟，安全性高，在换热设备中是烟气和蒸汽热量回收利用的关键节能设备。从结构类型上可把翅片管分为斜翅翅片为主的螺旋缠绕翅片管、以及纵翅翅片为主的纵翅翅片管两大基本类型。翅片管的翅片呈几何片块状，其中面积最大的两个面称为主换热面，面积较小的面称为侧面。

螺旋缠绕翅片管的制造工艺简单高效，所以其强化换热应用较早，也较为广泛，取得了明显的效果。现有技术中的螺旋缠绕翅片一般只用在翅片管水平放置的场合，如果使用在翅片管上下垂直放置的场合，原来基本垂直于基管表面的翅片平面就成了接近水平面的方向，这种结构在长期运行中，翅片为连续的螺旋形，翅片的倾斜朝上的散热面(另一个散热面倾斜朝下)容易积聚灰尘形成污垢，连续设计的螺旋翅片很难清除积聚的灰尘，在管内介质与管外烟气之间形成热阻，影响换热效率。

随着换热装置工艺技术的发展，翅片管竖立安装具有占地面积少、与上下游设备连接管路短、介质流畅、能量损耗低等优点，使用的场合越来越多，但是人们满足于已有成果，把螺旋缠绕翅片管应用于竖立安装翅片管的换热设备，这样翅片管外则迎向沿翅片管轴向流动的介质，轴向流动的介质是受到垂直于基管表面的翅片平面的阻碍，压力降增大，介质很难深入翅片底部接触基管表面进行性换热，进而影响换热效果，因此，如果对翅片结构不加以创新以预防原有存在的问题，往往会导致换热装置达不到设计效果。长期以来，对斜翅翅片管的结构及其制造工艺的改进关注不够，还未能得到一种可以完全解决上述问题的翅片管。

技术实现要素：

本申请的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种能产生流体紊流提高换热系数、使用寿命长的斜翅翅片管；还提供一种换热效果好、实用寿命长的加热炉。

本申请的目的通过以下技术方案实现：

提供了一种斜翅翅片管，包括竖直安装的基管和设置于所述基管外壁的翅片，所述翅片的朝上的主换热面系倾斜设置，所述翅片沿倾斜向下的方向分段，各段在水平方向上不连续。

其中，所述翅片的朝上的主换热面与竖直方向的夹角大于0度且小于15度。

其中，所述翅片有多块，多块翅片上下排列并在其朝上的主换热面的倾斜方向上错开。

其中，所述翅片的上端和/或下端竖直。

其中，所述基管的横截面为圆形、椭圆形或扁圆形。

其中，所述翅片的横截面是矩形、三角形、圆形、椭圆形、扁圆形或环形。

还提供一种加热炉，所述加热炉具有斜翅翅片管，所述斜翅翅片管为上述的斜翅翅片管。

本申请的有益效果：

本申请的一种斜翅翅片管，与现有技术相比，采用创新型的翅片结构，同时突破了本领域常规思维，摈弃了翅片管的翅片以往均采用常规形状的设置方式，应用这些技术手段后既能产生流体紊流提高换热系数，也克服了现有技术中绝大多数的翅片管竖直放置后无法解决灰尘积聚结垢的局限性，使得烟气灰烬或空气尘埃会从翅片斜面上滑落而无法积聚，使得防垢效果好从而保持换热效果长期稳定有效，能够减少或避免因去除换热器灰尘的频繁停机以及吹扫翅片灰烬的操作维护，同时还具有延长翅片管使用寿命的特点。

本申请的一种加热炉，采用上述的斜翅翅片管，取代现有技术中的螺旋缠绕翅片管，使得换热效果获得提升，烟气灰烬或空气尘埃会从翅片面上滑落而无法积聚，使得防垢效果好从而保持换热效果长期稳定有效，能够减少或避免因去除换热器灰尘的频繁停机以及吹扫翅片灰烬的操作维护，同时还具有延长翅片管使用寿命的特点。

附图说明

利用附图对本申请作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本申请的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为本申请的一种斜翅翅片管的实施例的第一种翅片管的正视图。

图2为本申请的一种斜翅翅片管的实施例的第二种翅片管的正视图。

图3为本申请的一种斜翅翅片管的实施例的第三种翅片管的正视图。

图4为本申请的一种斜翅翅片管的实施例的原理图。

在图1至图4中包括有：

1-翅片；11-翅片；12-翅片；13-翅片；101-翅片；102-翅片；103-翅片；2-基管；21-翅片；22-翅片；201-翅片； 202-翅片；203-翅片；3-翅片；301-下端；302-上端；4-翅片；411-翅片； 412-翅片。

具体实施方式

结合以下实施例对本申请作进一步描述。

请见图4，图4为本实施例的原理图，若干块翅片4沿基管2的外壁面相隔设置，翅片4的朝上的主换热面系倾斜设置，如图4所示，每块翅片4沿倾斜向下的方向分段，分为第一段411和第二段421，通过图中虚线可以看出，这两段411、421在水平方向上是不连续的。在翅片管工作过程中，流体介质会夹带这灰尘从基管2外的上端（图4中上方）流向基管2外的下端，灰尘会跌落至翅片411的朝上的主换热面上并因倾斜和重力的关系进行滑落，灰尘会如图4中虚线所示的区域从翅片411的下方进行跌落，进而防止了灰尘的堆积。

实施例1

本申请的一种斜翅翅片管的具体实施方式之一，参见图1所示，包括有基管2以及若干个翅片1，若干块翅片1沿基管2的外壁面相隔环绕设置，翅片1可通过组焊的方式与基管2的外壁面紧密连接，其中，翅片1的朝上的主换热面系倾斜设置，若干个翅片1往图1中的右方倾斜，其中，翅片1与竖直方向的夹角a大于0度且小于15度，多个翅片1沿朝上的主换热面倾斜的方向分段，各段在水平方向上不连续，具体的，请见图1，图1画出了三行翅片11、12、13，从上往下数，第一行翅片11中包括五块倾斜的翅片111，相邻的两块翅片111之间存在间隙，同样的，第二行翅片12包括五块倾斜的翅片112，第三行翅片13包括五块倾斜的翅片113，其设置方式如第一行翅片11相同，另外，第一行翅片11与第二行翅片12之间也存在间隙，即多个倾斜的翅片1在竖直方向上进行了分段，即第一行翅片11和第二行翅片12之间是间断的，形成了间断层，具体的，第一行翅片11与第二行翅片12为上下排列，并且第一行翅片111与第二行翅片112在倾斜方向上对准排列。采用上述的翅片结构，克服了现有技术中连续的斜翅片会堆积灰尘积聚结垢，影响换热效果的困难，本实施例的斜翅翅片管，其翅片1的朝上的主换热面是倾斜的，且翅片1沿倾斜的方向进行了分段，令灰尘会沿着倾斜的朝上的主换热面滑落，并且在翅片1的末端（分段处）处坠落，相比以往长度较长的连续斜翅片，灰尘会因为主换热面较长而无法滑落导致灰尘堆积，而本实施例的翅片更有利于灰尘的滑落，使得烟气灰烬或空气尘埃会从翅片斜面上滑落而无法积聚，使得防垢效果好从而保持换热效果长期稳定有效，能够减少或避免因去除换热器灰尘的频繁停机以及吹扫翅片灰烬的操作维护，进而延长翅片管使用寿命的特点。本实施例的翅片1分段设置，不但有利于防止灰尘的堆积，而且还具有使流体产生紊流作用，通过紊流作用提高换热系数，进而增强换热效果，具体的，在流体流入第二行翅片12前，流体需要经过间断层(第一行翅片11与第二行翅片12之间的间隙)，由于间断层没有设置障碍物阻挡，流体的流道会发生变化，使流体产生紊流，使流体与翅片1或基管2的外壁充分接触进行换热，通过紊流作用提高换热系数，进而增强换热效果。

实施例2

本申请的一种斜翅翅片管及其加热炉的具体实施方式之二，参见图2所示，本实施例的主要技术方案与实施例1相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例1的区别在于：翅片1有多块，多块翅片1上下排列并在其朝上的主换热面的倾斜方向上错开，请见图2，从上往下数，第一行翅片21与第二行翅片22上下排列，第一行翅片21与第二行翅片22之间存在一定距离，如图2所示，第二行中的翅片203对准第一行中的翅片201与翅片202之间的间隙处，其中翅片201、202、203与竖直方向的夹角均相同，即第二行中的翅片203与第一行中的翅片201、202在翅片1朝上的主换热面的倾斜方向上错开，翅片203对准翅片201与翅片202之间的间隙处的哪个地方或上下排列的翅片21与翅片22之间的距离大小，具体视运行工况和设计而定。在通常情况下，若流体的流动速度较低，但需通过较长的翅片管，以往较长的翅片管里的翅片都是连续而且长度较长的，长度较长的翅片不但容易堆积灰尘，而且当流体通过较长且连续的翅片时，基管2外会形成稳定的层流，降低换热效果，而本实施例中的上下错开排列的翅片1，取代了以往连续较长的翅片，上下排列的翅片11与翅片21之间存在一定距离（图1中第一行与第二行之间的距离），进行形成间断层，流体流经间断层时则会改变流道方向，使流体产生紊流，而紊流作用使流体与翅片之间的热传递效果更加充分和有效，而且,流体在进入图1中的第二行翅片203侧边的过程中，由于第一行翅片201和第二行翅片202与第二行的翅片203是在主换热面的倾斜方向上错开的，流体流入第二行翅片203侧边的过程中会发生流道的变化，再一次使流体产生紊流，而紊流作用使流体与翅片1之间的热传递效果更加充分和有效，使更有利于提高翅片管的换热效率。

实施例3

本申请的一种斜翅翅片管及其加热炉的具体实施方式之三，参见图3所示，本实施例的主要技术方案与实施例1相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例1的区别在于：翅片3的上端和/或下端竖直，具体的，请见图3，翅片3的下端301和翅片3的上端302均系竖直设置，具体竖直的实现方式可以通过模具一体成型，或通过折弯机进行折弯，请见图3，翅片3的下端301和翅片3的上端302均竖直设置，当然，只对翅片3的上端301设置垂直，具体视工作情况而定。这种结构的斜翅翅片管更适用于流体介质是从翅片管径向流入的情况，本实施例的翅片3的上端301通过设置成竖直，更有利于对从基管2轴向方向流进的流体进行引导流向的作用，而翅片3的上端301竖直设置，与轴向流入的流体介质相吻合，进而起到减少空气阻力的作用，而且流体介质从翅片3的上端301流进翅片3的倾斜部分，流体介质的流道方向会进行改变，使流体产生紊流，而紊流作用使流体与翅片3之间的热传递效果更加充分和有效，从而提高换热系数，而且，翅片3的下端设置成竖直，起到引导灰尘坠落方向的作用，更有利于灰尘的滑落，使得防垢效果好从而保持换热效果长期稳定有效，能够减少或避免因去除换热器灰尘的频繁停机以及吹扫翅片灰烬的操作维护。

实施例4

本申请的一种斜翅翅片管的具体实施方式之四，本实施例的主要技术方案与实施例1相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例1的区别在于：所述基管2的横截面设置为长圆形、扁圆形和橄榄形中的其中一种。另外，基管2 还可以设置为弯曲结构。翅片的横截面也可为矩形、三角形、圆形、椭圆形、扁圆形环形中的其中一种。

上述任一实施例的斜翅翅片管都适用于一种斜翅翅片管防垢方法，具体的，如图1所示，多个翅片1沿朝上的主换热面倾斜的方向分段，各段在水平方向上不连续，让翅片的朝上的主换热面上的灰尘被吹到其水平方向上不连续处掉落，防止灰尘积聚结垢，解决了以往连续的长翅片会存在灰尘堆积，因翅片主换热面长度较长而无法滑落的问题。

上述任一实施例的翅片管都可应用于加热炉之中（图中未画出），该结构的加热炉取代现有技术中的具有螺旋翅片管的加热炉，使得换热效果获得提升，烟气灰烬或空气尘埃会从翅片面上滑落而无法积聚成垢，使得防垢效果好从而保持换热效果长期稳定有效，能够减少或避免因去除换热器灰尘的频繁停机以及吹扫翅片灰烬的操作维护，同时还具有延长翅片管使用寿命的特点。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对本申请保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本申请作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本申请技术方案的实质和范围。