CN110425778A - 一种高低翅强化冷凝换热管 - Google Patents
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Abstract
一种高低翅强化冷凝换热管，包括管体以及与管体呈一体结构的呈螺旋状态的一级外翅片，相邻一级螺旋外翅片之间的空间构成相互连通的槽道结构，且槽道底部设置有尖锐的次级螺旋外翅片；一级螺旋外翅片顶部设置有与槽道交错且相通的第一凹槽，形成高低不平的翅尖结构；次级螺旋外翅片上设置有与槽道交错且相通的第二凹槽，同时，管体内表面设置有沿轴向呈螺旋状延伸而成的内螺纹肋。优点：有利于增大管内外冷凝换热表面积，管外复杂的高低翅结构可使液膜变薄，加快翅片表面制冷剂的排液速度，有利于提升冷凝管的换热效果，而管内的内螺纹肋结构有利于改善管内流体流动状态，从而实现强化管内外冷凝换热的效果。
Description
技术领域
本发明属于空调、制冷系统中的冷凝热交换管技术领域，具体涉及一种高低翅强化冷凝换热管。
背景技术
冷凝换热器是中央空调系统中必不可少的组件，而冷凝管是冷凝换热器的核心部件，其换热性能决定了冷凝换热器性能的高低。近年来，随着制冷空调领域技术的发展，推动了换热器制造技术的不断更新，围绕换热器用换热管的设计、制造技术，也在不断更新发展。
在离心式和螺杆式制冷机组中所使用的水冷式冷凝器，主要是卧式管壳式换热器。卧式管壳式冷凝器中，换热管水平布置，制冷剂蒸汽在管外凝结换热，形成液膜，但冷凝液膜的存在，增大了传热热阻，从而造成温差损失导致制冷效率降低，影响换热管的换热性能。因此，为了提高换热管的换热性能，需要采用强化传热技术。为了进一步提高冷凝换热器的性能，通过机加工在换热管外表面形成翅片，再在翅顶压出间隙，形成锯齿形翅片，再利用锯齿形翅片减薄液膜，促进液膜流动，从而提高换热效果，但对进一步提高换热管的换热性能来讲，尚有可提升的空间。例如中国专利申请公开号CN101813433A中公开的一种冷凝传热管，使用了翅顶开槽翅片结构，形成的锯齿形翅片能够减薄或刺破冷凝液膜，在一定程度上增强了冷凝换热效果，但由于翅片高度一致，且翅片结构均匀分布，无法充分利用冷凝液的表面张力改善换热性能，换热效率相对不够高。
鉴于上述已有技术，本申请人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。
发明内容
本发明的任务在于提供一种高低翅强化冷凝换热管，通过管外表面高低翅尖结构的设置使翅片表面液膜变薄，加快制冷剂的排液速度，而籍以达到强化冷凝换热效果。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高低翅强化冷凝换热管，其特征在于：包括具有内腔的管体，所述管体外表面设置有呈螺旋状分布的与管体呈一体结构的一级外翅片，在所述相邻的一级螺旋外翅片之间形成的空间构成相互连通的槽道结构，所述一级螺旋外翅片顶部设置有与槽道既交错又相通的第一凹槽，所述第一凹槽沿一级螺旋外翅片的螺纹延展方向间隔排列，使一级螺旋外翅片顶部形成高低不平的翅尖结构。
作为优选，所述槽道底部设置有尖锐的次级螺旋外翅片结构。
作为优选，所述次级螺旋外翅片顶部设置有与槽道既交错又相通的第二凹槽。
作为优选，所述第二凹槽的横截面轮廓包括弧形、V形和U形。
作为优选，所述管体内表面设有与管体呈一体结构的内螺纹肋。
作为优选，所述一级螺旋外翅片顶部的第一凹槽与管体轴向夹角为10—80°，深度为0.3—1.0mm。
作为优选，所述一级螺旋外翅片从底部到顶部的高度为0.6—2.0mm，螺旋角度为0.1—2.0°，轴向每英寸一级螺旋外翅片数量为20—60个。
作为优选，所述一级螺旋外翅片周向每圈的高低翅尖数量为50—200个，高翅的高度为0.6—2.0mm，低翅的高度为0.4—1.8mm。
作为优选，所述槽道底部的次级螺旋外翅片的高度为0.2—0.6mm，螺旋角度与一级螺旋外翅片保持一致。
作为优选，所述次级螺旋外翅片顶部的第二凹槽深度为0.1—0.4mm，周向凹槽数量为50—200个。
作为优选，所述内螺纹肋的高度为0.1—0.5㎜, 周向内螺纹肋数量为8—60条，螺旋角度为1—60°。
本发明涉及冷凝换热管外表面结构的改进，与现有技术相比具有以下优点：
本发明优选实施例公开的一种高低翅强化冷凝换热管的管外螺旋翅片顶部设置有高低不平的翅尖结构，可破坏冷凝液膜的表面张力，使液膜变薄，减小热阻，同时换热面积有效增大，从而提高管外表面的传热系数；螺旋外翅片之间的槽道底部设置有尖锐的次级螺旋外翅片，加快槽道底部冷凝液的排液速度，提升冷凝管的换热效果；管内表面设置有内螺纹肋，有利于改善管内流体流动状态，从而减薄边界层，降低管内换热的热阻，使管内外换热效率得到优化组合，提高了冷凝换热管的整体换热性能。
附图说明
图1为本发明第一实施例的结构示意图；
图2为本发明第一实施例的三视图；
图3为本发明第二实施例的结构示意图；
图4为本发明第二实施例的三视图。
图中：1.管体、2.一级螺旋外翅片（21.第一凹槽、211.翅尖）、3.槽道、4.次级螺旋外翅片（41.第二凹槽）、5.内螺纹肋。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明的技术实际和有益效果，但是对实施例的描述均不是对本发明方案的限制，任何依据本发明构思做出的形式上的而非实质性的等效变化都应视为本发明的技术方案范畴。
实施例1：
参照图1、图2所示，示出了本发明一种高低翅强化冷凝换热管第一实施例的结构示意图及三视图，在本优选实施例中，换热管包括具有内腔的管体1，所述管体1外表面设置有呈螺旋状分布的与管体1呈一体结构的一级外翅片2，在所述相邻的一级螺旋外翅片2之间形成的空间构成相互连通的槽道3结构，所述一级螺旋外翅片2顶部设置有与槽道3既交错又相通的第一凹槽21，所述第一凹槽21沿一级螺旋外翅片2的螺纹延展方向间隔排列，使一级螺旋外翅片2顶部形成高低不平的翅尖211结构。
所述槽道3底部设置有尖锐的次级螺旋外翅片4结构。所述次级螺旋外翅片4顶部设置有与槽道3既交错又相通的第二凹槽41。所述第二凹槽41的横截面轮廓为U形。所述管体1内表面设有与管体1呈一体结构的内螺纹肋5。所述一级螺旋外翅片2顶部的第一凹槽21与管体1轴向夹角为45°，深度为0.5mm。所述一级螺旋外翅片2从底部到顶部的高度为1.0mm，螺旋角度为0.5°，轴向每英寸一级螺旋外翅片2数量为46个。所述一级螺旋外翅片2周向每圈的高低翅尖211数量为103个，高翅的高度为1.0mm，低翅的高度为0.8mm。所述槽道3底部的次级螺旋外翅片4的高度为0.3mm，螺旋角度与一级螺旋外翅片2保持一致。所述次级螺旋外翅片4顶部的第二凹槽41深度为0.2mm，周向凹槽数量为103个。所述内螺纹肋5的高度为0.4㎜, 周向内螺纹肋数量为45条，螺旋角度为40°。
实施例2：
参照图3、图4所示，示出了本发明一种高低翅强化冷凝换热管第二实施例的结构示意图及三视图，在本优选实施例中，其基本结构和原理与第一实施例相同，不同的是换热管第二凹槽41的横截面轮廓为V形。
本发明一种高低翅强化冷凝换热管，其一级螺旋外翅片2顶部上的第一凹槽21形成高低不平的翅尖211结构，有益于破坏冷凝液膜的表面张力，使液膜变薄，减小热阻，从而达到减薄液膜厚度提高凝结换热的效果。同时，复杂的三维结构也增加了换热面积，从而进一步提高换热管的换热效率。槽道3底部设置有尖锐的次级螺旋外翅片4，其部设置有第二凹槽41，有利于加快槽道底部冷凝液的排液速度，提升冷凝管的换热效果；管体1内表面设置有内螺纹肋5，有利于改善管内流体流动状态，从而减薄边界层，降低管内换热的热阻，提高冷凝换热管的整体换热性能。
综上所述，本发明提供的技术方案弥补了已有技术中的欠缺与不足，完成了发明任务，兑现了申请人在上面技术效果栏中所描述的技术效果，不失为一个极致的技术方案。
Claims (11)
1.一种高低翅强化冷凝换热管，其特征在于：包括具有内腔的管体（1），所述管体（1）外表面设置有呈螺旋状分布的与管体（1）呈一体结构的一级螺旋外翅片（2），在所述相邻的一级螺旋外翅片（2）之间形成的空间构成相互连通的槽道（3）结构，所述一级螺旋外翅片（2）顶部设置有与槽道（3）既交错又相通的第一凹槽（21），所述第一凹槽（21）沿一级螺旋外翅片（2）的螺纹延展方向间隔排列，使一级螺旋外翅片（2）顶部形成高低不平的翅尖（211）结构。
2.按照权利要求1所述，其特征在于：所述槽道（3）底部设置有尖锐的次级螺旋外翅片（4）结构。
3.按照权利要求2所述，其特征在于：所述次级螺旋外翅片（4）顶部设置有与槽道（3）既交错又相通的第二凹槽（41）。
4.按照权利要求3所述，其特征在于：所述第二凹槽（41）的横截面轮廓包括弧形、V形和U形。
5.按照权利要求1所述，其特征在于：所述管体（1）内表面设有与管体（1）呈一体结构的内螺纹肋（5）。
6.按照权利要求1所述，其特征在于：所述一级螺旋外翅片（2）顶部的第一凹槽（21）与管体（1）轴向夹角为10—80°，深度为0.3—1.0mm。
7.按照权利要求1所述，其特征在于：所述一级螺旋外翅片（2）从底部到顶部的高度为0.6—2.0mm，螺旋角度为0.1—2.0°，轴向每英寸一级螺旋外翅片（2）数量为20—60个。
8.按照权利要求1所述，其特征在于：所述一级螺旋外翅片（2）周向每圈的高低翅尖（211）数量为50—200个，高翅的高度为0.6—2.0mm，低翅的高度为0.4—1.8mm。
9.按照权利要求2所述，其特征在于：所述槽道（3）底部的次级螺旋外翅片（4）的高度为0.2—0.6mm，螺旋角度与一级螺旋外翅片（2）保持一致。
10.按照权利要求3所述，其特征在于：所述次级螺旋外翅片（4）顶部的第二凹槽（41）深度为0.1—0.4mm，周向凹槽数量为50—200个。
11.按照权利要求5所述，其特征在于：所述内螺纹肋（5）的高度为0.1—0.5㎜, 周向内螺纹肋数量为8—60条，螺旋角度为1—60°。
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