CN206247931U - 一种换热管及具有其的换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种换热管，包括管体，在所述管体的外壁面上设有多个带尖角的外翅，所述外翅包括第一外翅和第二外翅，所述第一外翅的高度大于所述第二外翅的高度，并且，至少一部分数量的所述第一外翅与至少一部分数量的所述第二外翅交错地布置。本实用新型的换热管的管体外壁面上设有高度不同的外翅，使得在校直和/或安装过程中外翅受损时，能够确保仅损坏部分较高的外翅，而较矮的外翅则能保证不受损伤，从而可有效刺破液膜，保证换热效率。本实用新型还公开了一种换热器。

Description

一种换热管及具有其的换热器

技术领域

本实用新型涉及换热技术领域，具体涉及一种换热管。本实用新型还涉及具有该换热管的换热器。

背景技术

很多工业生产中以及日常生活中均需涉及到热量交换，如空调用冷凝器。冷凝器性能的优劣很大程度上取决于换热管的换热性能的好坏。冷凝器中，换热管的工作过程是凝结换热过程，具体包括：管内流动低温流体，管外流动冷媒气体，冷媒气体与管壁接触，与管内的低温流体进行热交换后，发生相变，凝结成液体，冷媒液体沿着管外壁流动，形成液膜；而后续的冷媒气体则须隔着液膜进行热交换，液膜越厚，热阻越大，换热性能也就越差。

现有技术中一般是通过增加换热面积或减薄液膜厚度来提高换热性能。例如，有的现有技术通过在管体外表面设计棱锥形翅片，减薄液膜厚度，尤其是当换热管竖直使用时的液膜厚度，提高换热系数；有的现有技术则通过在外翅片上增加若干引流翅片，增加换热面积，减少液膜厚度，提高换热效果。

然而，在实际生产过程中，换热管需要校直，校直的过程很容易导致外翅受损，不利于翅尖有效地刺破液膜。另外，在换热管的安装过程中，外翅与支撑板之间会存在摩擦，导致进一步损伤外翅。

实用新型内容

基于上述现状，本实用新型的主要目的在于提供一种换热管，其能有效克服在生产、安装过程中导致外翅受损后而造成的换热性能下降的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种冷凝换热管，包括管体，在所述管体的外壁面上设有多个带尖角的外翅，所述外翅包括第一外翅和第二外翅，所述第一外翅的高度大于所述第二外翅的高度，并且，至少一部分数量的所述第一外翅与至少一部分数量的所述第二外翅交错地布置。

优选地，所述第一外翅与所述第二外翅在所述管体的轴向和/或周向上交错地布置。

优选地，相邻的第一外翅与第二外翅构成一个外翅单元，相邻的外翅单元之间的间隔大于同一个外翅单元中的第一外翅与第二外翅之间的间隔。

优选地，同一个外翅单元中，第一外翅和第二外翅设置在共同的外翅根部上。

优选地，同一个外翅单元中，第一外翅的第一侧面与第二外翅的第一侧面的至少之一为曲面，其中，第一外翅的第一侧面面对第二外翅，第二外翅的第一侧面面对第一外翅。

优选地，所述外翅单元中的至少一部分在高度方向上逐渐收缩，其中，高度方向为从管体外壁面到外翅单元顶端的方向。

优选地，逐渐收缩的外翅单元按照锥度角γ收缩，其中，γ＝1～30°。

优选地，所述第一外翅与第二外翅之间形成第一凹槽，所述第一凹槽的底部到所述第二外翅顶端的高度差为0.2～0.5mm。

优选地，所述外翅单元的总宽度为0.2～0.6mm，总高度为0.5～1.5mm；

和/或，在所述管体的轴向方向上，相邻的两个外翅单元之间的距离为0.2～0.5mm；

和/或，在所述管体的周向方向上，相邻的两个外翅单元之间的距离为0.3～0.8mm。

优选地，同一个外翅单元中，第一外翅和第二外翅在所述管体的周向方向上并列布置。

优选地，同一个外翅单元中，第一外翅和第二外翅在所述管体的周向方向上根部尺寸相等。

优选地，在所述管体的周向方向上，相邻的两个外翅单元之间形成第二凹槽，所述第二凹槽的槽底为弧形。

优选地，相邻的外翅单元之间形成排液流道。

优选地，所述第一外翅与所述第二外翅之间的高度差为0.05～0.5mm。

优选地，所述第一外翅和/或所述第二外翅的顶端具有沿所述管体的轴向延伸的尖刃。

本实用新型的另一目的在于提供一种换热器，其包括前面所述的换热管。

本实用新型的换热管的管体外壁面上设有高度不同的外翅，使得在校直和/或安装过程中外翅受损时，能够确保仅损坏部分较高的外翅，而较矮的外翅则能保证不受损伤，从而可有效刺破液膜，保证换热效率。优选地，通过在外翅之间设置排液流道，还能够有效减小液膜厚度，进一步提高换热性能。

附图说明

以下将参照附图对根据本实用新型的换热管的优选实施方式进行描述。图中：

图1为根据本实用新型的优选实施方式的换热管的剖视示意图；

图2为根据本实用新型的优选实施方式的换热管的端视示意图；

图3为根据本实用新型的优选实施方式的换热管的局部立体示意图；

图4为图3中的A区域的局部放大视图。

具体实施方式

基于背景技术部分中提到的问题，本实用新型第一方面提供了一种换热管，优选为冷凝换热管，以下将以冷凝换热管为例进行说明。

优选如图1-3所示，本实用新型的换热管包括管体1，在所述管体1的外壁面上设有多个带尖角的外翅，所述外翅包括第一外翅11和第二外翅12，所述第一外翅11的高度大于所述第二外翅12的高度，并且，所述第一外翅11中的至少一部分与所述第二外翅12中的至少一部分交错地布置。

本实用新型的换热管的外壁面上，至少设有两种不同高度的外翅，并且，这些不同高度的外翅中的至少一部分交错地布置在外壁面上，从而可以使得较矮的那些外翅(即第二外翅12)隐藏在较高的那些外翅(即第一外翅11)之间，这样，即使因为生产过程中的校直工艺或者安装过程中与支撑板之间的摩擦而导致部分外翅受损，也能保证只伤及较高的外翅，而较矮的外翅依然能保证其尖角完整，从而在工作过程中能够顺利刺破液膜和/或气泡，提高换热效率。

优选地，所述第一外翅11与所述第二外翅12在所述管体1的轴向和/或周向上交错地布置。即，这些外翅可以按照一个第一外翅11、一个第二外翅12、一个第一外翅11……的规律交错布置，从而使得较矮的外翅能够得到更好的保护。

优选地，相邻的第一外翅11与第二外翅12构成一个外翅单元，相邻的外翅单元之间的间隔大于同一个外翅单元中的第一外翅11与第二外翅12之间的间隔。

也即，可以使较高的外翅和较矮的外翅两两(也可以是三个及以上)组合在一起构成一个外翅单元，并优选在相邻的外翅单元之间形成排液流道，从而保证较矮的外翅得到更好的保护的同时，加强排液效率，从而减小液膜厚度。

优选地，同一个外翅单元中，第一外翅11和第二外翅12设置在共同的外翅根部上。如图3和图4所示，对于一个外翅单元而言，其中的各个外翅的根部是连为一体的，并且该连为一体的根部自管体外壁面向外延伸一定的高度，随后再分叉成第一外翅和第二外翅。这样，由于外翅根部的尺寸较大，可以保证外翅单元的整体强度，不容易从根部折断，而分叉成两个(或以上)的外翅后，又能保证各个外翅的尖角的尖锐性，以便于刺破液膜。

优选地，同一个外翅单元中，第一外翅11的第一侧面与第二外翅12的第一侧面的至少之一为曲面，其中，第一侧面按下列方式定义：第一外翅11的第一侧面面对第二外翅12，第二外翅12的第一侧面面对第一外翅11。例如，如图4所示，第一外翅11的第一侧面为凸曲面，第二外翅12的第一侧面为凹曲面，这种设置，除了便于加工成形外，还能够充分保证第一外翅11的强度，使其不容易损坏，并且，可以使两个外翅的夹角部位的尖锐程度相近。

优选地，所述外翅单元中的至少一部分(优选全部)在高度方向上逐渐收缩，其中，高度方向为从管体1外壁面到外翅单元顶端的方向。逐渐收缩的结构形式，也能够有力保证外翅单元的强度，以及各个外翅的尖角部位的尖锐程度。具体地，逐渐收缩的形状可以不局限于某一个方向，如，外翅单元的在管体轴向(和/或周向)方向上的两侧壁可以彼此倾斜而呈现逐渐收缩的形态。

优选地，逐渐收缩的外翅单元按照锥度角γ收缩，其中，γ＝1～30°。实验证明，锥度角γ按照上述原则确定，能够保证外翅单元的强度和外翅的尖锐程度。

优选地，如图4所示，同一个外翅单元中，所述第一外翅11与第二外翅12之间形成第一凹槽14，所述第一凹槽14的底部到所述第二外翅12顶端的高度差为0.2～0.5mm，例如0.3mm。第一凹槽14同样起排液流道的作用。

优选地，所述外翅单元的总宽度为0.2～0.6mm，例如0.4mm，总高度为0.5～1.5mm，例如1.0mm。这里，外翅单元的总宽度是指外翅单元的根部在管体周向方向上的尺寸。

优选地，如图3所示，在所述管体1的轴向方向上，相邻的两个外翅单元之间的距离为L1＝0.2～0.5mm，例如0.4mm。

优选地，如图3所示，在所述管体1的周向方向上，相邻的两个外翅单元之间的距离为L2＝0.3～0.8mm，例如0.6mm。

优选地，如图3和图4所示，同一个外翅单元中，第一外翅11和第二外翅12在所述管体1的周向方向上并列布置。并且优选地，同一个外翅单元中，第一外翅11和第二外翅12在所述管体1的周向方向上根部尺寸(即根部宽度尺寸)相等。

优选地，在所述管体1的周向方向上，相邻的两个外翅单元之间形成第二凹槽15(为排液流道的一部分)，所述第二凹槽15的槽底为弧形，例如圆弧形。弧形的槽底可以减少外翅单元与管体外壁面之间的应力集中，从而保证外翅单元的强度。

优选地，所述第一外翅11与所述第二外翅12之间的高度差为0.05～0.5mm。例如，在第一外翅11高度为1.0mm时，第二外翅12的高度可以为0.8mm。

优选地，如图3和图4所示，所述第一外翅11和/或所述第二外翅12的顶端具有沿所述管体1的轴向延伸的尖刃。也即，本实用新型中，各个外翅的尖角部位设置成具有一定长度的尖刃，从而在保持尖锐程度的情况下，有效保证了尖角部位的强度，使得在校直过程中以及安装过程中损坏的几率下降。特别地，沿轴向延伸的尖刃还能在安装支撑板的过程中更好地保持强度和形状。

优选地，如图1-4所示，在所述管体1的内壁面上还设有按螺旋形延伸的内齿13。内齿13的主要作用在于，能够对管体内部流动的低温流体进行阻流和搅拌，从而提高热交换的效率。

优选地，所述内齿的螺旋角β＝10～30°，例如20°。

优选地，所述内齿的横截面具有梯形形状，齿顶角α＝20～60°，高度为0.2～0.4mm，例如，齿顶角40°，高度0.3mm。

优选地，所述内齿的数目为50～80。

本实用新型的冷凝换热管的管体两端例如为光段，使得当换热管穿过冷凝器两侧管板后，可以与管板紧密固定，光段的长度优选不大于管板的厚度。在换热管较长的情况下，如果需要用支撑板对换热管进行固定，则换热管与支撑板的接触部分可以做成光段，也可以做成带外翅的结构。由于本实用新型的冷凝换热管具有如前所述的优选结构，其在安装支撑板之后依然能够保证较好的换热性能。

综上，本实用新型的换热管的管体外壁面上设有高度不同的外翅，使得在校直和/或安装过程中外翅受损时，能够确保仅损坏部分较高的外翅，而较矮的外翅则能保证不受损伤，从而可有效刺破液膜，保证换热效率。优选地，通过在外翅之间设置排液流道，还能够有效减小液膜厚度，进一步提高换热性能。

在上述工作的基础上，本实用新型的另一方面提供了一种换热器，优选为冷凝器，其包括本实用新型前面所述的换热管。由于本实用新型的换热管的换热性能明显提升，因此本实用新型的换热器的性能也明显提升。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本实用新型的基本原理的情况下，本领域的技术人员针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本实用新型的权利要求范围内。

Claims (16)

1.一种换热管，包括管体，其特征在于，在所述管体的外壁面上设有多个带尖角的外翅，所述外翅包括第一外翅和第二外翅，所述第一外翅的高度大于所述第二外翅的高度，并且，至少一部分数量的所述第一外翅与至少一部分数量的所述第二外翅交错地布置。

2.根据权利要求1所述的换热管，其特征在于，所述第一外翅与所述第二外翅在所述管体的轴向和/或周向上交错地布置。

3.根据权利要求1所述的换热管，其特征在于，相邻的第一外翅与第二外翅构成一个外翅单元，相邻的外翅单元之间的间隔大于同一个外翅单元中的第一外翅与第二外翅之间的间隔。

4.根据权利要求3所述的换热管，其特征在于，同一个外翅单元中，第一外翅和第二外翅设置在共同的外翅根部上。

5.根据权利要求4所述的换热管，其特征在于，同一个外翅单元中，第一外翅的第一侧面与第二外翅的第一侧面的至少之一为曲面，其中，第一外翅的第一侧面面对第二外翅，第二外翅的第一侧面面对第一外翅。

6.根据权利要求3所述的换热管，其特征在于，所述外翅单元中的至少一部分在高度方向上逐渐收缩，其中，高度方向为从管体外壁面到外翅单元顶端的方向。

7.根据权利要求6所述的换热管，其特征在于，逐渐收缩的外翅单元按照锥度角γ收缩，其中，γ＝1～30°。

8.根据权利要求4所述的换热管，其特征在于，所述第一外翅与第二外翅之间形成第一凹槽，所述第一凹槽的底部到所述第二外翅顶端的高度差为0.2～0.5mm。

9.根据权利要求3所述的换热管，其特征在于，所述外翅单元的总宽度为0.2～0.6mm，总高度为0.5～1.5mm；

和/或，在所述管体的轴向方向上，相邻的两个外翅单元之间的距离为0.2～0.5mm；

和/或，在所述管体的周向方向上，相邻的两个外翅单元之间的距离为0.3～0.8mm。

10.根据权利要求3所述的换热管，其特征在于，同一个外翅单元中，第一外翅和第二外翅在所述管体的周向方向上并列布置。

11.根据权利要求10所述的换热管，其特征在于，同一个外翅单元中，第一外翅和第二外翅在所述管体的周向方向上根部尺寸相等。

12.根据权利要求3所述的换热管，其特征在于，在所述管体的周向方向上，相邻的两个外翅单元之间形成第二凹槽，所述第二凹槽的槽底为弧形。

13.根据权利要求3所述的换热管，其特征在于，相邻的外翅单元之间形成排液流道。

14.根据权利要求1-13之一所述的换热管，其特征在于，所述第一外翅与所述第二外翅之间的高度差为0.05～0.5mm。

15.根据权利要求1-13之一所述的换热管，其特征在于，所述第一外翅和/或所述第二外翅的顶端具有沿所述管体的轴向延伸的尖刃。

16.一种换热器，其特征在于，包括权利要求1-15之一所述的换热管。