一种螺旋扰流子的制作方法

本实用新型涉及锅炉烟气管道换热技术领域，更具体地说，涉及一种螺旋扰流子。

背景技术：

锅炉的烟气管道一般由一束中空的管道组成，高温烟气在烟管内流动时，由于管内无任何阻挡，故其沿管道轴心线平稳流动。在这种工况下，高温烟气仅仅依靠与管壁接触进行热交换，热交换效率较低。

为了提高管内高温烟气对流传热效率，需要在管内插入扰流子。扰流子用来破坏气流的边界层，加剧气流湍动，并增加气流在管内流经的路程，使管内高温烟气传热速率极大提高。

目前，锅炉的烟气管道中最常用的扰流子为纽带式扰流子，但是纽带式扰流子对气流的扰动不足，仍然存在换热效率不高的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种螺旋扰流子，对普通的纽带式扰流子进行进一步改进，能够加剧高温烟气的湍动，提高了管内高温烟气传热效率。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种螺旋扰流子，包括圆柱型螺旋状的扰流子主体，所述扰流子主体沿长度方向间隔设有数个穿孔，每个所述穿孔的上方边沿处均设有扰流瓣，所述扰流瓣向远离所述扰流子主体且向下倾斜延伸。

进一步地，所述扰流子主体的横截面呈X形。

进一步地，所述扰流子主体的扭率为2～4。

进一步地，所述穿孔和所述扰流瓣的尺寸和形状均相同。

进一步地，所述扰流瓣远离所述扰流子主体的一端边沿形成弧形。弧形结构可以提升高温烟气流动的顺畅性。

进一步地，所述扰流瓣所在平面与所述穿孔的切面之间形成的夹角为 30°～50°。

进一步地，所述扰流子主体的顶部还设有提拉部。

进一步地，所述提拉部为闭合环状结构。

进一步地，所述提拉部为板状结构。

进一步地，所述提拉部包括螺柱和提块，所述螺柱的一端固接于所述扰流子主体的顶部，另一端表面具有外螺纹，所述提块包括螺孔，所述螺孔内具有与所述外螺纹相适配的内螺纹。

本实用新型提供的螺旋扰流子，包括圆柱型螺旋状的扰流子主体，所述扰流子主体沿长度方向间隔设有数个穿孔，每个所述穿孔的上方边沿处均设有扰流瓣，所述扰流瓣向远离所述扰流子主体且向下倾斜延伸。扰流子主体可以将管道中高温烟气由层流状态变为螺旋紊流状态。进一步在扰流子主体上开设穿孔，并在穿孔上边沿设置扰流瓣，可以加剧高温烟气的紊流工况，不仅使得靠近管道中心部分的高温烟气的热能向管壁扩散，而且进一步增加了高温烟气的路径长度，从而提高了高温烟气的热交换效率。

根据上述的技术方案，可以知道，在本实用新型中，所述扰流子主体的横截面呈X形，该X形扰流子主体可以由横截面为十字型的长条钢片扭曲而成，结构更加坚固、紧凑，对高温烟气的扰动更加剧烈，并且加工工艺更加简单。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一个实施例中螺旋扰流子的结构示意图；

图2为本实用新型横截面呈X形扰流子主体的结构示意图；

图3为本实用新型扰流子主体扭率示意图；

图4为本实用新型一个实施例中提拉部的示意图；

图5为本实用新型的另一个实施例中提拉部的结构示意图。

其中，附图中标记如下：

100-扰流子主体，110-穿孔，120-扰流瓣，130-提拉部，131-闭合环状结构，132-板状结构，133-螺柱，134-提块，200-管道，300-十字型长条钢片， 310-叶片。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1～5，图1为本实用新型一个实施例中螺旋扰流子的结构示意图；图2为本实用新型横截面呈X形扰流子主体的结构示意图；图3为本实用新型扰流子主体扭率测算示意图；图4为本实用新型一个实施例中提拉部的示意图；图5为本实用新型另一个实施例中提拉部的结构示意图。

如图1所示，本实用新型提供了一种螺旋扰流子，包括圆柱型螺旋状的扰流子主体100，所述扰流子主体100沿长度方向间隔设有数个穿孔110，每个所述穿孔110的上方边沿处均设有扰流瓣120，所述扰流瓣120向远离所述扰流子主体100且向下倾斜延伸。螺旋形的扰流子主体100可以将管道200中高温烟气由层流状态变为螺旋紊流状态，增加气流在管内流经的路程。为了进一步提高高温烟气的换热效率，在扰流子主体100上间隔开设数个穿孔110，并在每个穿孔上110边沿设置斜向下延伸的扰流瓣120，高温烟气在流经扰流子时，部分气体会从穿孔110中穿过，这部分气体与未流经穿孔110的气体相互冲击，可以加剧高温烟气的紊流工况，不仅使得靠近管道中心部分的高温烟气的热能极大地向管壁扩散，而且进一步增加了高温烟气的通过扰流子的时间，从而提高了高温烟气的热交换效率。

普通的扭片式扰流子一般都是由一片长条形薄钢扭曲制成，为了达到一定的扭率，可能需要将钢片扭转较大的角度，如果钢片材质的延展性较差，则会在扭转过程中断裂。如图2所示，为了降低工艺难度，即使在钢材延展性较差的情形下，也能生产出扭率符合要求的螺旋扰流子，可以用横截面为十字型的长条钢片300为原料，扭转生产螺旋扰流子。利用该方式生产的螺旋扰流子的横截面近似呈X形。此外，利用该方式生产的螺旋扰流子主体100结构相较普通扭片式扰流子更加稳固耐用。十字型长条钢片300可以认为其具有4 个相互固接的叶片310，而且相邻叶片310之间的夹角为90°。同理，如果继续增加叶片的数目，比如叶片数目为6，则相邻叶片之间的夹角变为60°，利用6 个叶片的长条钢片进行扭转生产螺旋扰流子，那么要达到相同的扭率，扭转的角度将会进一步减小。

如图3所示，设螺旋扰流子相邻节距为L，烟气通道的半径为r，那么螺旋扰流子的扭率Y为：

在本实用新型的一个实施例中，烟气通道的半径为120mm，所述扰流子主体的扭率在2～4之间时，对气体的扰流换热效果较好。

如图1所示，在螺旋扰流子主体100上加设穿孔110后加剧了高温烟气的紊流，延长了烟气在管道200内的停留时间，但是，高温烟气并不是在管道200 内停留的时间越久越好，如果高温烟气在管道200内长期滞留，会影响整体的换热效率。如果所述穿孔110和所述扰流瓣120的尺寸和形状不同的话，高温烟气可能会在烟道内形成更加复杂的紊流工况，从而影响换热后的烟气及时排出管道200，所以，为了保证整体的换热效率，可以将所述穿孔110和所述扰流瓣120设置为相同的尺寸和形状，从而平衡换热和排气，使得整体换热效率达到较高的水平。此外，为了进一步提升高温烟气流动的顺畅性，可以将所述扰流瓣远离所述扰流子主体的一端边沿形成弧形。

高温烟气在管道200内的流动方向为从下自上的，所以所述扰流瓣120的延伸方向是斜向下的，即所述扰流瓣120所在平面与所述穿孔110的切面之间形成的夹角为锐角。本实用新型对所述扰流瓣120所在平面与所述穿孔110的切面之间形成的夹角不做特殊限定。在本实用新型的一些实施例中，所述扰流瓣120所在平面与所述穿孔110的切面之间形成的夹角为30°～50°时，扰流和换热效果较好。

如图4所示，为了方便维护或更换螺旋扰流子，在本实用新型的一些实施例中，所述扰流子主体100的顶部(扰流子主体的最上端)还设有提拉部130，方便操作人员将其从管道200中抽出或插入。

在本实用新型的一个实施例中，所述提拉部130为闭合环状结构131，所述环状结构131可以为圆形环状结构、矩形环状结构或者其他规则或者不规则的环状结构。操作人员可以将手指伸入环中，就可以方便的提拉螺旋扰流子。所述环状结构131的材料可以为与扰流子主体100材料相同的金属，通过焊接的方式固接于所述扰流子主体100的顶部，连接更加稳固。

在本实用新型的另一个实施例中，所述提拉部130为板状结构132，形状可以为矩形或者其他形状。操作人员通过用手捏着板状结构132，提拉螺旋扰流子。同样地，板状结构132可以为与扰流子主体100材料相同的金属材料，通过焊接连接。

螺旋扰流子的所述提拉部130如果为导热性较好的金属的话，那么所述提拉部130在使用时可能温度会比较高，影响操作。为了解决以上问题，可以在提拉部130的外表面敷设一层耐高温的热绝缘材料，达到阻热效果。

如图5所示，在本实用新型的另一个实施例中，所述提拉部130包括螺柱 133和提块134。所述螺柱131的一端固接于所述扰流子主体100的顶部，另一端表面具有外螺纹。所述提块134包括螺孔，所述螺孔内具有与所述外螺纹相适配的内螺纹。螺柱133和提块134通过螺纹进行连接。同样地，所述螺柱133 可以为与扰流子主体100材料相同的金属材料，通过焊接方式连接于所述扰流柱主体100顶部，而所述提块134可以为耐高温的热绝缘材料制成，方便操作。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。