CN205138292U - 蒸发管 - Google Patents

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武永强
李彭
滑兆成
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Abstract

本实用新型涉及一种蒸发管，包括主体管和与主体管一体成型的翅片，且翅片以绕主体管轴线成螺旋角而盘绕的方式设置于主体管外表面上，所述翅片包括沿长度方向连续交错分布的多个主翅片和副翅片，所述主翅片的高度大于副翅片的高度；其中，主翅片和周向相邻的副翅片在周向抵接、且呈高-低错落布置，所述主翅片具备平行于管轴线的矩形纵截面形状，所述副翅片具备平行于管轴线的倒梯形纵截面形状。该蒸发管适用于吸收式机组的喷淋蒸发传热方式，该管型翅片结构能使滴落在管外壁的水滴与轴向成螺旋角度以及在周向迅速摊开，使液膜减薄降低传热热阻提高蒸发换热效率。

Description

蒸发管
技术领域
本实用新型涉及传热设备技术领域，特别涉及蒸发传热管技术领域，更特别地是指一种用来强化吸收式机组中蒸发器的热交换性能的蒸发传热管。
背景技术
自1990年6月在英国伦敦确定把CFC(Cholrofluorocarbons，氟里昂)限制使用时间表提前，发达国家2000年前不许使用，发展中国家可再延长10年后，无CFC替代品的研究与应用迅速发展，绿色、环保的无CFC的制冷机组渐渐得到了广泛的应用，溴化锂吸收式制冷机就是其中之一。随着科技的进步，新技术、新方法的不断创新，使溴化锂式制冷机向高效化、小型化、轻量化发展，作为溴化锂吸收式制冷机中制冷关键部件的蒸发管也应随之改进。溴化锂吸收式制冷机组由于能够有效利用废热制冷及供热，节约能源，因此有着广泛的应用。由于吸收式机组内压力比较低，为防止静液高度对换热的影响，蒸发器内采用喷淋蒸发（降膜蒸发）的方式。
在早期，蒸发器内基本用光管进行换热，但光管传热效率低，后吸收式机组蒸发器多采用强化传热管来增强换热。实用新型专利ZL200510132042.1即“一种溴冷机组蒸发器用铜热交换管”所示为一种现有的强化传热管，它在传热管的外表面形成梯形状独立翅片，从而增大换热面积，同时使液滴低落到管表面上时能沿管轴向及周向扩展形成液膜，从而有利于增加制冷剂与换热管表面的充分接触，从而提高传热效率。但是，该现有技术溴化锂热交换管主要存在如下缺陷：
1.虽然其能够在一定程度上改善蒸发侧的换热性能，但由于翅片高度一致，翅片间距一致，且呈均匀分布，不能充分利用液滴的表面张力改善换热性能，因此，传热管的换热效率提高受局限，不能充分满足制冷设备对蒸发器换热性能的要求；
2.虽然翅片因为是具有梯形截面的周向倾斜面而有利于耐受压力变化，但这种截面形状也相应导致液滴难以在呈倾斜梯形的管表面均匀扩展摊薄从而未能充分利用表面积形成热交换液膜，由此管的热交换率提高受局限。
3.其通过在传热管的外表面加上翅片增大换热面积以提高传热效率，但是用于降膜蒸发换热管中的翅片间容易积存制冷剂形成弯液面，不利于制冷剂流动下滴。
另外，现有强化传热管已应用多年，其中一部分管仅在翅片数目、高度有所变化，管的光管部与翅片之间仍存在一定数量的过渡段，从而相应存在一定数目的不完整翅片，降低了管材散热面积利用率；而其中又一部分管虽然利用翅片的诸如弯曲或锯齿状的不规则形状及其错落布置方式强化了传热，但加工工艺相对复杂。现亟需一种能克服以上缺陷，进一步增强换热的、且加工简单的新型翅状结构的传热管。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种易于加工的、且易于在表面均匀摊薄液滴形成蒸发膜的蒸发管，该蒸发管专门适用于降膜蒸发且使得管外蒸发换热性能提高。
为实现上述的目的，本实用新型的蒸发管，包括主体管和与主体管一体成型的翅片，且翅片以绕主体管轴线成螺旋角而盘绕的方式设置于主体管外表面上，所述翅片包括沿长度方向连续交错分布的多个主翅片和副翅片，所述主翅片的高度大于副翅片的高度；其中，主翅片和周向相邻的副翅片在周向抵接、且呈高-低错落布置，所述主翅片具备平行于管轴线的矩形纵截面形状，所述副翅片具备平行于管轴线的倒梯形纵截面形状。
优选地，主翅片高度为0.3至0.5mm，副翅片高度为0.1至0.2mm。
优选地，主翅片长度为2至4mm，副翅片长度为2至4mm。
优选地，在主翅片的顶部上设置有多个翅槽。
优选地，所述翅槽的深度为0.1至0.4mm。
优选地，沿轴线方向每英寸设置9至50翅，翅片间距0.5至2mm。
优选地，主翅片宽度0.1至0.3mm，副翅片宽度0.2至0.6mm。
优选地，呈螺旋盘绕的方式设置于主体管外表面上的翅片的螺旋角范围为0.3~1.5°。
优选地，所述蒸发管的主体管内表面设置有内齿。
本实用新型的有益效果在于，该管型一高一低的结构，能使滴落到管外表面的液滴高低不平分布，使液膜的表面张力发生变化，能使液膜从主翅片较高部位向副翅片的较低部位流动并进而向间隙部分流动，形成逐级流动，从而使液滴沿轴向延展扩散，使液滴尽可能摊薄，从而降低传热热阻，提高换热效率。翅片与轴向成一定螺旋角地具备主副翅片的高低间隙，且毛细现象能抽吸液滴，加上重力的作用使液滴沿周向环道流动，进一步延展摊薄液滴。在周向的环道间隙和在与轴向成螺旋角度的翅片间隙中的双向流动，使液滴能最大限度的摊薄，减小传热热阻，增大液滴与换热管表面的接触面积，从而增强换热效率。
且主翅片的矩形纵截面结合副翅片的倒梯形纵截面，倾斜的倒梯形表面形状不仅有利于耐受压力变化，且这种倒梯形截面形状相较于规则的矩形或正梯形截面形状也相应导致液滴更易于在呈倾斜梯形的表面向低处的环道或翅片较低位置流动，迅速且均匀扩展摊薄、从而充分增大用于形成热交换液膜的表面积，由此进一步改善管的热交换率。
在主翅上加工出翅槽后，能加强液滴沿翅槽向轴向扩散的能力，从而进一步使液滴向管轴两方向延展，从而进一步摊薄液膜。
附图说明
图1示出本实用新型的强化传热蒸发管的第一实施例的结构的轴侧投影视图；
图2示出本实用新型的强化传热蒸发管的第二实施例的结构的轴侧投影视图。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加显而易见，下面结合附图对本实用新型优选实施例的技术内容作详细说明。
图1为本实用新型的强化传热蒸发管的第一实施例的轴侧投影图。如图所示，本实用新型的强化传热蒸发管包括：主体管1和与主体管一体成型的翅片2，且翅片2以绕主体管轴线呈螺旋盘绕的方式设置于主体管外表面上，所述翅片包括沿长度方向连续交错分布的主翅片2和副翅片3，其中主翅片2的高度大于副翅片3的高度；其中，主翅片2和轴向相邻的副翅片3在周向邻接或抵接、且呈一高一低的错落布置。
优选地，如图1所示，其中副翅片可例如借助于滚压和旋压加工工艺而制成为呈倒梯形纵截面形状。
优选地，如图1所示，其中主翅片可例如制成为呈矩形纵截面形状。
其中，所述螺旋状翅片可采用专用机床管内管外一体化加工。其具体加工过程为：先在管坯外表面加工出螺旋翅片2，再用特制滚刀加工出副翅片3。采用滚压和旋压加工不会增加传热管的制造材料，既节约了生产成本，简化了工艺，又能增加传热管的强度和换热面积。
优选地，所述蒸发管，主翅片高度H1约0.3至0.5mm，副翅片高度H2约0.1至0.2mm。
优选地，所述蒸发管，主翅片长度b为2至4mm，副翅片长度a为2至4mm。
优选地，所述蒸发管，沿轴线方向每英寸设置9至50翅，翅片间距0.5至2mm。主翅片宽度0.1至0.3mm，副翅片宽度0.2至0.6mm。
优选地，翅片为沿轴向分布的螺旋形翅片，螺旋角范围为0.3~1.5°。
参照图2，示出了本实用新型的强化传热蒸发管的第二实施例的轴侧投影图，在本优选实施例中，在至少一个主翅片的顶部上额外地设置有多个翅槽，优选为三个翅槽，翅槽深度为0.1至0.4mm；其他特征与第一实施例相同。
上述额外地设置的翅槽可优选地为沿周向设置的平直线状槽，其作用为增强液滴沿轴向方向的延展能力。
下面结合具体实施例，说明本实用新型蒸发管的具体结构：
如图1的优选实施例一，传热管主体管1的外径为16mm，传热管主体管的管壁厚为0.65mm，底壁厚TW为0.50mm，主翅片2高度H1为0.36mm，副翅片3高度H2为0.15mm，主翅片长b为2mm，副翅片长a为4mm，每英寸翅片数为42，主体管内的内齿高度H3为0.15mm，内齿条数为30。
类似地，如图2的优选实施例二，传热管主体管1的外径为19mm，传热管主体管的管壁厚为0.8mm，底壁厚TW为0.50mm，主翅片2高度H1为0.35mm，副翅片3高度H2为0.15mm，主翅片长b为2mm，副翅长a为4mm，每英寸翅片数为42；且在主翅片上额外地设置有3个翅槽，翅槽深度为0.2mm。
由于在吸收式机组蒸发器内，液滴在传热管外表面的延展性越好即亲水性越强，则也表示蒸发器传热效率越高。因此，本领域普通技术人员常采用亲水性实验来观测传热管的性能高低。常用测量方法是，将传热管外表面润湿水平放置，用滴管在距离样管正上方约50mm处，连续将红色墨水交替滴于样管之上。在同根样管上每滴红墨水间隔约30mm。红墨水的宽度即表示液滴在传热管上的延展能力，具体而言，红墨水越宽，传热管性能越好。基于对以上亲水性实验结果的观察，可发现本实用新型亲水性要优于现有技术。
上述本实用新型实施例中，考虑到金属材料的传热性能和性价比，所述蒸发管优选采用铜材料制成，也可以选用铜合金、铝、铝合金、低碳钢、铜铝复合等金属材料。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
以上对本实用新型所提供的一种蒸发管进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的优选实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想，而并非旨在对本实用新型的范围进行限定；同时，在不脱离本实用新型设计精神前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型技术方案做出的各种具体实施方式及应用范围方面的变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种蒸发管，包括：
主体管；
翅片，其与主体管一体成型，且以绕主体管轴线成螺旋角而盘绕的方式设置于主体管外表面上，所述翅片包括沿长度方向连续交错分布的多个主翅片和副翅片，所述主翅片的高度大于副翅片；
其中，所述主翅片具备平行于管轴线的矩形纵截面形状，所述副翅片具备平行于管轴线的倒梯形纵截面形状，主翅片和周向相邻的副翅片在周向抵接、且呈高-低错落布置。
2.根据权利要求1所述蒸发管，其特征在于，主翅片高度为0.3至0.5mm，副翅片高度为0.1至0.2mm。
3.根据权利要求1所述蒸发管，其特征在于，主翅片长度为2至4mm，副翅片长度为2至4mm。
4.根据权利要求1所述蒸发管，其特征在于，在主翅片的顶部上设置有多个翅槽。
5.根据权利要求4所述蒸发管，其特征在于，所述翅槽的深度为0.1至0.4mm。
6.根据权利要求1所述蒸发管，其特征在于，沿轴线方向每英寸设置9至50翅，翅片间距0.5至2mm。
7.根据权利要求1所述蒸发管，其特征在于，主翅片宽度0.1至0.3mm，副翅片宽度0.2至0.6mm。
8.根据权利要求1所述蒸发管，其特征在于，呈螺旋盘绕的方式设置于主体管外表面上的翅片的螺旋角范围为0.3~1.5°。
9.根据权利要求1所述蒸发管，其特征在于，所述蒸发管的主体管内表面设置有内齿。
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CN109999619A (zh) * 2019-04-30 2019-07-12 镇海石化建安工程有限公司 一种用于气体吸收的缠绕管式换热器

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Denomination of utility model: Directly cooling refrigerator and its mounting method

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Patentee after: Jinlong Precision Copper Pipe Group Co., Ltd.

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Pledgor: Jinlong Precision Copper Pipe Group Co., Ltd.

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