CN109737646A - 蒸发管及其应用和制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蒸发管及其应用和制备方法，蒸发管包括管体和翅片部，所述翅片部包括沿管体轴向螺旋状环绕设于管体管壁上的翅片组；其中，所述翅片包括根部连接于管壁并从管壁延伸出的主翅以及连接端连接于主翅梢部，自由端朝向相邻翅片的主翅延伸并且横截面呈V形的副翅；在相邻翅片中，一个翅片的主翅与另外一个翅片的主翅和副翅以及管壁共同围成冷媒子通道，所有冷媒子通道连通形成冷媒通道；所述翅片部设有与冷媒通道相连通并适于冷媒在冷媒通道和外部之间进行交换的孔槽。本发明能够进一步提高其蒸发换热性能。

Description

蒸发管及其应用和制备方法

技术领域

本发明涉及一种蒸发管及其应用和制备方法。

背景技术

目前，对于壳管式换热器来说，要提高设备的换热能效，非常重要的途径就是开发更高换热性能的换热管，从而提高换热器的换热效率来实现。

现有技术普遍采用不同结构的低翅片换热管，这些具有不同形状的低翅片的蒸发换热管，虽然结构形式各种各样，但基本是通过增加换热管的表面积，更主要是为了在沸腾时增加汽化核心，大多做成T型翅或凹陷型空腔结构，比较经典的管型如Gewa-T管和Turbo-B等。这种凹陷型空腔结构对不同的制冷剂，由于其湿润能力不同，集汽能力也是不一样，因而蒸发换热效率也不一样。

随着新的工质不断出现，各工质间的属性也不一样，要使目前的凹陷型空腔结构对不同工质均具有稳定的集汽能力，能稳定地、连续不断地产生气泡，是很难做到的。同时，针对现有凹陷型空腔结构，要进一步地提高换热管的蒸发换热性能，亦有许多需要改进的地方。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种蒸发管，它能够进一步提高其蒸发换热性能。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种蒸发管，它包括管体，它还包括翅片部，所述翅片部包括沿管体轴向螺旋状环绕设于管体管壁上的翅片组；其中，

所述翅片包括：

根部连接于管壁并从管壁延伸出的主翅；

连接端连接于主翅梢部，自由端朝向相邻翅片的主翅延伸并且横截面呈V形的副翅；

在相邻翅片中，一个翅片的主翅与另外一个翅片的主翅和副翅以及管壁共同围成冷媒子通道，所有冷媒子通道连通形成冷媒通道；

所述翅片部设有与冷媒通道相连通并适于冷媒在冷媒通道和外部之间进行交换的孔槽。

进一步提供了一种副翅的具体结构，所述副翅包括连接形成V形且连接处向管壁方向凹陷和连接处不与管壁接触的近主翅部和远主翅部。

进一步，所述孔设置有两种类型，分别为开设于副翅上的大孔槽和小孔槽；其中，

所述大孔槽和所述小孔槽在相邻翅片间隔方向上的起始端均起始于副翅的自由端；

所述大孔槽在相邻翅片间隔方向上的终止端终止于副翅的连接端；

所述小孔槽在相邻翅片间隔方向上的终止端终止于所述近主翅部和所述远主翅部的连接处。

进一步，所述大孔槽和所述小孔槽沿着螺旋前进方向交替设置于所述副翅上。

进一步，在同一翅片中，所述近主翅部与所述主翅的梢部之间的夹角α的范围为：0°＜α＜90°。

进一步，在相邻翅片中，一个翅片的主翅与另外一个翅片的副翅的自由端搭接，并且一个翅片的主翅与另外一个翅片的主翅和副翅连接形成的结构的横截面为M形。

进一步，所述副翅在相邻翅片间隔方向的展开长度小于所述主翅的高度。

进一步，所述翅片部设于管体管壁的外表面上。

本发明还提供了一种蒸发管的应用，它应用于满液式蒸发器或降膜式蒸发器。

本发明还提供了一种蒸发管的制造方法，方法的步骤中含有：

一种蒸发管的制造方法，方法的步骤中含有：

提供一光管管坯，对光管管坯连续进行以下步骤：

在光管管坯上加工出翅片；

在翅片上相应的位置切割孔槽；

对切割孔槽后的翅片进行至少一次折弯，折弯成主翅和副翅半成品；其中，折弯处为主翅（21）和副翅半成品的连接处，副翅半成品的自由端搭接于相邻翅片的主翅的梢部；

对副翅半成品进行折弯，将副翅半成品折弯成横截面呈V形的副翅，形成成品。

本发明还提供了一种蒸发管的制造方法，方法的步骤中含有：

提供一光管管坯，对光管管坯连续进行以下步骤：

在光管管坯上加工出翅片；

在翅片上相应的位置切割孔槽；孔槽中包括大孔槽和小孔槽；

对切割孔槽后的翅片进行至少一次折弯，折弯成主翅和副翅半成品；其中，折弯处为大孔槽在相邻翅片间隔方向上的终止端，即主翅和副翅半成品的连接处，副翅半成品的自由端搭接于相邻翅片的主翅的梢部；

对副翅半成品进行折弯，将副翅半成品折弯成横截面呈V形的副翅，形成成品；其中，折弯处为小孔槽在相邻翅片间隔方向上的终止端。

采用了上述技术方案后，本发明设置有特殊结构的翅片，翅片的副翅的横截面为V形结构，这种结构的副翅能够增加其换热面积，增强了冷媒通道内的流体流动的扰流度，并且；相邻翅片中，一个翅片的主翅与另外一个翅片的主翅和副翅以及管壁共同围成冷媒子通道，这种结构的冷媒子通道形成了多个集汽角落，根据经典核化理论，这种集汽角落对不同湿润性能的制冷剂，均具有稳定的集汽能力，能形成稳定的汽化核心，而汽化核心的维持，即能够连续不断地产生气泡，是提高蒸发管换热效率的重要因素。因而，本发明提供的翅片结构增加了蒸发管的汽化核心数，使其蒸发换热性能大大加强。同时，借助于冷媒子通道使气泡生成后，可形成气泡聚合，能形成大面积的泡底液体微层蒸发，进一步强化了沸腾换热；另外，本发明还提供了制造该种特殊结构的蒸发管的方法，使得制造这种蒸发管容易，方便。

附图说明

图1为本发明实施例的蒸发管的结构示意图；

图2为图1的C-C剖视图；

图3为本发明实施例的蒸发管的部分管壁的水平展开示意图。

具体实施方式

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

图1为本实施例的蒸发管的结构示意图；

图2为图1的C-C剖视图；

图3为本实施例的蒸发管的管壁水平展开示意图。

如图1~3所示，一种蒸发管，它包括管体1，它还包括翅片部，所述翅片部包括沿管体轴向螺旋状环绕设于管体管壁11上的翅片组；其中，

所述翅片2包括：

根部连接于管壁11并从管壁11延伸出的主翅21；

连接端连接于主翅21梢部，自由端朝向相邻翅片2的主翅21延伸并且横截面呈V形的副翅22；

在相邻翅片2中，一个翅片2的主翅21与另外一个翅片2的主翅21和副翅22以及管壁11共同围成冷媒子通道3，所有冷媒子通道3连通形成冷媒通道；

所述翅片部设有与冷媒通道相连通并适于冷媒在冷媒通道和外部之间进行交换的孔槽。

本实施例的蒸发管设置有特殊结构的翅片2，翅片2的副翅22的横截面为V形结构，这种结构的副翅22能够增加其换热面积，增强了冷媒通道内的流体流动的扰流度，并且；相邻翅片2中，一个翅片2的主翅21与另外一个翅片2的主翅21和副翅22以及管壁11共同围成冷媒子通道3，这种结构的冷媒子通道3形成了多个集汽角落，根据经典核化理论，这种集汽角落对不同湿润性能的制冷剂，均具有稳定的集汽能力，能形成稳定的汽化核心，而汽化核心的维持，即能够连续不断地产生气泡，是提高蒸发管换热效率的重要因素。因而，本实施例的蒸发管的翅片结构增加了蒸发管的汽化核心数，使其蒸发换热性能大大加强。同时，借助于冷媒子通道使气泡生成后，可形成气泡聚合，能形成大面积的泡底液体微层蒸发，进一步强化了沸腾换热。

如图2所示，所述副翅22包括连接形成V形且连接处向管壁方向凹陷和连接处不与管壁11接触的近主翅部22a和远主翅部22b；具体地，近主翅部22a和远主翅部22b在相邻翅片间隔方向的长度相等，但是不限于此；本处描述的相邻翅片间隔方向为图2中的A向。

如图3所示，所述孔设置有两种类型，分别为开设于副翅22上的大孔槽22d和小孔槽22c；其中，

所述大孔槽22d和所述小孔槽22c在相邻翅片间隔方向上的起始端均起始于副翅22的自由端；

所述大孔槽22d在相邻翅片间隔方向上的终止端终止于副翅22的连接端；

所述小孔槽22c在相邻翅片间隔方向上的终止端终止于所述近主翅部22a和所述远主翅部22b的连接处。

本实施例中的孔槽设置为大孔槽22d和小孔槽22c主要是为了在制造时，方便折弯翅片2，但是孔槽并不限于大孔槽22d和小孔槽22c的结构，其具体形状也不限。

所述大孔槽22d和所述小孔槽22c可以沿着螺旋前进方向交替设置于所述副翅22上。

在同一翅片2中，所述近主翅部22a与所述主翅21的梢部之间的夹角α的范围为：0°＜α＜90°；在本实施例中，夹角α优选为45°。

在相邻翅片2中，一个翅片2的主翅21与另外一个翅片2的副翅22的自由端搭接，并且一个翅片2的主翅21与另外一个翅片2的主翅21和副翅22连接形成的结构的横截面为M形；当然，在相邻翅片2中，一个翅片2的主翅21与另外一个翅片2的副翅22的自由端可以尽量靠近，不需要完全搭接。

所述副翅22在相邻翅片间隔方向的展开长度小于所述主翅21的高度h。

如图2所示，所述翅片部设于管体管壁11的外表面上；更优地，所述管体的管壁11的内表面还可设置螺旋沟槽11a，以更好地增加其蒸发换热效果。

本实施例的蒸发管最优适用于满液式蒸发器或降膜式蒸发器，能够大大提高其蒸发换热能力。

实施例二

一种蒸发管的制造方法，该方法适用于实施例一中的蒸发管的制造，方法的步骤中含有：

提供一光管管坯，对光管管坯连续进行以下步骤：

在光管管坯上加工出翅片2；

在翅片2上相应的位置切割孔槽；

对切割孔槽后的翅片2进行至少一次折弯，折弯成主翅21和副翅半成品；其中，折弯处为主翅21和副翅半成品的连接处，副翅半成品的自由端搭接于相邻翅片2的主翅21的梢部；在本实施例中，翅片2进行了二次折弯，以方便折弯工序；

对副翅半成品进行折弯，将副翅半成品折弯成横截面呈V形的副翅22，形成成品。

本实施例的蒸发管由光管管坯通过以上步骤在一套组合加工模具中连续加工完成。

实施例三

本实施例的蒸发管的制造方法为实施例二的改进型，该方法特别适用于带有大孔槽22d和小孔槽22c的蒸发管的制造，方法的步骤中含有：

提供一光管管坯，对光管管坯连续进行以下步骤：

在光管管坯上加工出翅片2；

在翅片2上相应的位置切割孔槽；孔槽中包括大孔槽22d和小孔槽22c；

对切割孔槽后的翅片2进行至少一次折弯，折弯成主翅21和副翅半成品；其中，折弯处为大孔槽22d在相邻翅片间隔方向上的终止端，即主翅21和副翅半成品的连接处，副翅半成品的自由端搭接于相邻翅片2的主翅21的梢部；在本实施例中，翅片2进行了二次折弯，以方便折弯工序；

对副翅半成品进行折弯，将副翅半成品折弯成横截面呈V形的副翅22，形成成品；其中，折弯处为小孔槽22c在相邻翅片间隔方向上的终止端。

本实施例的蒸发管由光管管坯通过以上步骤在一套组合加工模具中连续加工完成。

以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

Claims (11)

1.一种蒸发管，它包括管体（1），其特征在于，它还包括翅片部，所述翅片部包括沿管体轴向螺旋状环绕设于管体管壁（11）上的翅片组；其中，

所述翅片（2）包括：

根部连接于管壁（11）并从管壁（11）延伸出的主翅（21）；

连接端连接于主翅（21）梢部，自由端朝向相邻翅片（2）的主翅（21）延伸并且横截面呈V形的副翅（22）；

在相邻翅片（2）中，一个翅片（2）的主翅（21）与另外一个翅片（2）的主翅（21）和副翅（22）以及管壁（11）共同围成冷媒子通道（3），所有冷媒子通道（3）连通形成冷媒通道；

所述翅片部设有与冷媒通道相连通并适于冷媒在冷媒通道和外部之间进行交换的孔槽。

2.根据权利要求1所述的蒸发管，其特征在于：所述副翅（22）包括连接形成V形且连接处向管壁方向凹陷和连接处不与管壁（11）接触的近主翅部（22a）和远主翅部（22b）。

3.根据权利要求2所述的蒸发管，其特征在于：所述孔设置有两种类型，分别为开设于副翅（22）上的大孔槽（22d）和小孔槽（22c）；其中，

所述大孔槽（22d）和所述小孔槽（22c）在相邻翅片间隔方向上的起始端均起始于副翅（22）的自由端；

所述大孔槽（22d）在相邻翅片间隔方向上的终止端终止于副翅（22）的连接端；

所述小孔槽（22c）在相邻翅片间隔方向上的终止端终止于所述近主翅部（22a）和所述远主翅部（22b）的连接处。

4.根据权利要求3所述的蒸发管，其特征在于：所述大孔槽（22d）和所述小孔槽（22c）沿着螺旋前进方向交替设置于所述副翅（22）上。

5.根据权利要求1所述的蒸发管，其特征在于：在同一翅片（2）中，所述近主翅部（22a）与所述主翅（21）的梢部之间的夹角α的范围为：0°＜α＜90°。

6.根据权利要求1所述的蒸发管，其特征在于：在相邻翅片（2）中，一个翅片（2）的主翅（21）与另外一个翅片（2）的副翅（22）的自由端搭接，并且一个翅片（2）的主翅（21）与另外一个翅片（2）的主翅（21）和副翅（22）连接形成的结构的横截面为M形。

7.根据权利要求1所述的蒸发管，其特征在于：所述副翅（22）在相邻翅片间隔方向的展开长度小于所述主翅（21）的高度h。

8.根据权利要求1所述的蒸发管，其特征在于：所述翅片部设于管体管壁（11）的外表面上。

9.一种如权利要求1至8中任一项所述的蒸发管的应用，其特征在于，它应用于满液式蒸发器或降膜式蒸发器。

10.一种如权利要求1至8中任一项所述的蒸发管的制造方法，其特征在于方法的步骤中含有：

提供一光管管坯，对光管管坯连续进行以下步骤：

在光管管坯上加工出翅片（2）；

在翅片（2）上相应的位置切割孔槽；

对切割孔槽后的翅片（2）进行至少一次折弯，折弯成主翅（21）和副翅半成品；其中，折弯处为主翅（21）和副翅半成品的连接处，副翅半成品的自由端搭接于相邻翅片（2）的主翅（21）的梢部；

对副翅半成品进行折弯，将副翅半成品折弯成横截面呈V形的副翅（22），形成成品。

11.一种如权利要求2或3所述的蒸发管的制造方法，其特征在于方法的步骤中含有：

提供一光管管坯，对光管管坯连续进行以下步骤：

在光管管坯上加工出翅片（2）；

在翅片（2）上相应的位置切割孔槽；孔槽中包括大孔槽（22d）和小孔槽（22c）；

对切割孔槽后的翅片（2）进行至少一次折弯，折弯成主翅（21）和副翅半成品；其中，折弯处为大孔槽（22d）在相邻翅片间隔方向上的终止端，即主翅（21）和副翅半成品的连接处，副翅半成品的自由端搭接于相邻翅片（2）的主翅（21）的梢部；

对副翅半成品进行折弯，将副翅半成品折弯成横截面呈V形的副翅（22），形成成品；其中，折弯处为小孔槽（22c）在相邻翅片间隔方向上的终止端。