CN212205780U - 一种制冷设备用换热管 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种制冷设备用换热管，包括管体，管体沿轴向设置有换热组件，该换热组件共设置有两组，且两组所述换热组件对称分布在管体上；所述换热组件包括沿管体径向设置并焊接在管体上的换热柱，换热柱一端伸入管体内部并连接有扰流轮，该扰流轮可绕换热柱圆周转动，所述换热柱的另一端伸出管体外壁并设置有换热板，该换热板垂直于管体设置且两侧沿管体径向曲折延伸，形成横截面呈曲线形或波浪形结构的板体结构。本实用新型增加了换热管内介质的扰流效果，从而可以增加内部介质与管体的接触面积和接触时间，加快单位时间内的热交换，使得换热管散热效率和散热量提高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种制冷设备配件，属于低温或制冷设备技术领域；具体涉及一种制冷设备用换热管。
背景技术
制冷设备如制冷压缩机、冷风机、冰箱、冰柜、制冷空调等都需要使用换热器来进行工作换热和自身散热。换热器基本都是利用换热管、散热翅片等组成，其中，换热管一般是制成螺旋形或蛇形盘管形式，散热翅片则是穿插在换热管上，利用换热管和散热翅片进行散热。
现有技术中，在散热时，散热管自身散热，同时将热量传递给散热翅片加快散热，但由于散热管和散热翅片属于分体结构，散热管与散热翅片之间的热传递受二者材料、连接结构设计、外部冷媒等影响，致使很多散热管散热速度慢、不及时，单位时间散热量少，传递效率较低，且散热管内介质流速快，热交换需要的管路较长，使得散热管需要的长度增加，不仅不利于快速高效散热，且成本较高。
发明内容
基于以上技术问题，本实用新型提供了一种制冷设备用换热管，从而解决了现有技术中换热管换热效率低、散热量少的技术问题。
为解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：
一种制冷设备用换热管，包括管体，管体沿轴向设置有换热组件，该换热组件共设置有两组，且两组所述换热组件呈圆周均匀分布在管体上；
所述换热组件包括沿管体径向设置并焊接在管体上的换热柱，换热柱一端伸入管体内部并连接有扰流轮，该扰流轮可绕换热柱圆周转动，所述换热柱的另一端伸出管体外壁并设置有换热板，该换热板垂直于管体设置且两侧沿管体径向曲折延伸，形成横截面呈曲线形或波浪形结构的板体结构。
更进一步的，两组所述换热组件沿管体轴向交错设置。
更进一步的，两组所述换热组件的换热板均反向设置。
更进一步的，所述换热柱伸入管体内部的一端在圆周面上还间隔设置有两个定位环，所述扰流轮可转动的设置在两个所述定位环之间。
更进一步的，所述扰流轮圆周面上还呈圆周均匀间隔设置有多个弧形扰流槽，
更进一步的，所述多个所述弧形扰流槽的槽底均为圆形。
更进一步的，所述管体和换热组件均采用碳化硅、铜、铝或铝合金制成。
更进一步的，所述管体和换热组件表面均镀锌或镀铜。
更进一步的，所述管体内壁沿轴向还间隔设置有若干正向螺纹槽和若干反向螺纹槽，若干正向螺纹槽和若干反向螺纹槽相互交错设置，且若干正向螺纹槽和若干反向螺纹槽将管体内部切割形成多个方形或菱形的分流块。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过在换热管上设置换热组件，增加换热管内介质的扰流效果，可以增加内部介质与管体的接触面积和接触时间，从而加快单位时间内的热交换，使得换热管散热效率和散热量提高，通过散热组件的换热板，能进一步提高换热管的散热面积，无需再设置散热翅片及其它辅助散热件，简化了结构，且可减少散热管的长度，降低了成本。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型的正视图；
图3是本实用新型的横截面结构示意图；
图4是本实用新型换热组件的结构示意图；
图5是本实用新型管体的横截面结构示意图；
图6是图5所示截面图的平铺图；
图中的标记分别是：1、换热组件；2、管体；3、换热板；4、换热柱；5、扰流轮；6、定位环；7、弧形扰流槽；8、反向螺纹槽；9、分流块；10、正向螺纹槽。
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。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“一端”、“另一端”、“两端”、“之间”、“中部”、“下部”、“上端”、“下端”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
如图1-4所示，本实施例公开了一种制冷设备用换热管，包括管体2，管体2内部形成用于内部冷媒介质(水、油、R410A、R134a、R407C、R290、R32等)流通的通道，管体2上沿其长度方向也即轴向设置有散热组件1，用于加快换热管散热，该换热组件1共设置有两组，每组设置有多个，两组散热组件1对称设置在管体2上，本实施例的换热组件1也可仅设置一组，但在使用过程中则易导致散热管单向受力(外部散热介质作用力、自身重力)，使得散热管在使用时极易造成移位或因受力不均而损坏，当然也可设置成三组甚至三组以上，但该设置方式对于散热管结构来说较为复杂，加工极为麻烦和耗时，成本较高，因此，本实施例选择设置两组换热组件1不仅可平衡散热管，使其受力较为均衡，且可减少加工难度和成本。
作为本实施例换热管的核心结构，上述的换热组件1至少包括一沿管体2径向也即垂直管体2中轴线方向设置的换热柱4，换热柱4径向贯穿管体2，换热柱4位于管体2内部的一端连接有可绕换热柱4圆周转动的扰流轮5，该扰流轮5可增加管体2内冷媒介质的扰流效果，增加管体2内冷媒介质在管体2内的停留时间和与管壁的接触面积、时间，而换热柱4位于管体2外壁的一端则连接有换热板3，该换热板3用于将换热柱4传递来的热量分散，提高散热面积，具体的，换热板3与换热柱4可一体成型，也可以是通过焊接方式与换热柱4连接为一体的分体结构，该换热板3垂直于管体2设置，其长度方向的两侧沿管体2径向设置，且两侧形成蜿蜒曲折结构或蛇形弯折结构，使得换热板3整体形成横截面为曲线形或波浪形结构的波浪板样式的板体结构。
结合以上结构，换热管在使用时，可根据需要选择长度和数量，并设置在制冷设备相应散热区域内，换热管内部冷媒介质携带热量通过换热管时，管体2和换热组件1均可传递热量，并由散热管外部的散热介质(空气、水、油等)将热量带走，实现散热管内部冷媒介质的散热。
以上结构的制冷设备用换热管，通过设置的换热组件1，可以提高管体2的散热效率，提高单位时间散热量，具体是：换热组件1的扰流轮5在内部冷媒介质流动下转动对内部介质进行扰流，使得介质在管体2内流动时间延长，并与管体2接触时间延长，增加其与管体2的热传递，并可减少内部冷媒介质的填充量，其次，扰流轮5和换热柱4与内部冷媒介质接触吸收热量，并传递至位于管体2外部的换热柱4和换热板3，换热柱4和换热板3将热量分散，通过与二者表面接触的外部散热介质将热量传递走，从而散热更快、更迅速，并且换热板3设置成波浪板样式的板体结构，使得外部散热介质与换热板3接触时间延长，且外部散热介质在换热板3作用下在管体外部形成扰流，从而使得外部散热介质能更多的与换热板3接触，提高介质接触量，提高换热效率。通过以上结构设计，即从整体上提高了换热管的换热效率、换热量及散热面积，且提高了内部冷媒介质和外部散热介质的利用率，进而可以减少内部冷媒介质和外部散热介质使用量，降低能耗，且由于以上结构设计，还可减少换热管的设计总长度，无需再设置散热翅片及其它辅助散热件，简化了结构，进而减少换热管成本和制冷设备空间，一举多得。
在一些实施例中，为了提高外部散热介质的利用率，两组换热组件1可沿管体2轴向交错设置，进而减少换热板3之间的空间，使得外部散热介质的流道变窄但数量增多，进而可以增大外部散热介质的利用率。
在一些实施例中，两组换热组件1的换热板3均反向设置,从而使得外部散热介质在流过换热组件1的换热板3时扰流效果更好，外部散热介质与换热板3的接触量和接触时间均有所延长，可进一步提高散热效率。
在一些实施例中，为保证扰流轮5的结构稳定性，避免其转动对管体2造成撞击而增加噪音或加速管体2损坏，以上结构的换热柱4伸入管体2内部的一端在圆周面上还间隔设置有两个定位环6，扰流轮5可转动的设置在两个定位环6之间。两个定位环6不仅可将扰流轮5限制在管体2内相应位置转动，同时两个定位环6圆周面呈圆弧结构，该结构同样可以将与之接触的内部冷媒介质分流和降速，从而起到一定的扰流效果，可进一步提高内部冷媒介质与管体2的接触时间。
在一些实施例中，为提高扰流轮5的扰流效果，可在扰流轮5圆周面上呈圆周均匀间隔设置多个弧形扰流槽7。弧形扰流槽7沿扰流轮5一端以曲线轨迹延伸至扰流轮5的另一端，形成两端开口的弧形通槽结构，当管体2内部冷媒介质面向扰流轮5流动时，内部冷媒介质通过弧形扰流槽7导向从而减速并分流，使得内部冷媒介质在管体2内流动时间更短，且与管体2内部接触时间增加，可进一步提高扰流效果和管体2散热效率。具体的，多个弧形扰流槽7的槽底均为圆形，使得内部冷媒介质在弧形扰流槽7内流动时更为顺畅，不会对扰流轮5造成较大冲击，不仅可很好的保护扰流轮5，且可减少扰流轮5扰流时的噪音和振动，保证换热管的低噪音和提高换热管的稳定性。
在一些实施例中，管体2和换热组件1均采用碳化硅、无氧铜、铝或铝合金制成。碳化硅、无氧铜、铝或铝合金均为热传导效率高的陶瓷材料或金属材料，可保证管体2和换热组件1的换热效率。具体的，管体2采用无氧铜制成，无氧铜具有耐高温、强度和热导率高的特性，使得管体2在使用和散热方面的性能均能得以保证。具体的，换热组件1也即换热柱4、扰流轮5、换热板3均采用碳化硅制成，碳化硅不仅热传导效率高，且化学性质稳定，强度高，耐高温，能承受内外部介质的长久冲击和腐蚀，不易损坏和氧化，且是热传递效率很好的陶瓷材料，可进一步增加换热组件1的散热效果。
在一些实施例中，管体2和换热组件1表面均镀锌或镀铜。镀锌或镀铜可在管体2和换热组件1表面形成保护膜对二者进行保护，减少二者氧化速率，延长使用寿命。
如图5、图6所示，作为制冷设备用换热管的另一核心结构特点，管体2内壁沿轴向还间隔设置有若干正向螺纹槽10和若干反向螺纹槽8，若干正向螺纹槽10和若干反向螺纹槽8相互交错设置，且若干正向螺纹槽10和若干反向螺纹槽8将管体2内部切割形成多个方形或菱形的分流块9。正向螺纹槽10沿管体2内壁轴向间隔设置有若干个，且反向螺纹槽8同样沿管体2内壁轴向间隔设置有若干个，且若干正向螺纹槽10和若干反向螺纹槽8相互交错，使得管体2内壁被正向螺纹槽10和反向螺纹槽8切割形成多个方形或菱形的分流块9，当管体2内部冷媒介质流经管体2内壁时，则填充满正向螺纹槽10和反向螺纹槽8，且在正向螺纹槽10和反向螺纹槽8交接处相互撞击挤压，进而减速，增加内部冷媒介质在正向螺纹槽10和反向螺纹槽8内滞留时间，从而提高内部冷媒介质与管体2的热传递时间，提高换热速率，同时，形成的分流块9由将每个正向螺纹槽10和反向螺纹槽8切断并在切断处形成尖部(分流块的边角部)，使得内部冷媒介质在正向螺纹槽10和反向螺纹槽8内减速时还在分流块作用下分流、挤压，进而使得内部冷媒介质能更充分的与管体2接触，并且接触时间延长，有效提高了换热率，且正向螺纹槽10、反向螺纹槽8及分流块9还能增加内部冷媒介质的扰流效果，大大提高换热速率。
以上即为本实施例的制冷设备用换热管，为使制冷设备用换热管更好的实施，本实用新型还公开了上述制冷设备用换热管的制备方法，该方法包括如下步骤：
S1利用机加工设备加工换热柱4、扰流轮5、换热板3及两个定位环6；机加工设备包括但不限于车床、铣床、刨床、钻床、锯床等，只要能加工出4、扰流轮5、换热板3及两个定位环6的机加工设备均可，其中的扰流轮5的圆周面可利用螺纹车刀车制弧形扰流槽8，换热柱、扰流轮、换热板及两个定位环加工后均应打磨、去毛刺。
S2将其中一个定位环6焊接在换热柱4的一端部，并将扰流轮5套设在换热柱4上，再将另一个定位环6焊接在换热柱4上，将扰流轮5限制在两个定位环6之间，最后再在换热柱4的另一端部焊接换热板3，组装成换热组件1；两个定位环6均可加工成扁平环装，也可将其中一个加工成圆柱状用于焊接在换热柱4最端部，焊接可采用钎焊、氩弧焊、扩散焊、点焊等方式，焊接过程中要保证两个定位环6之间间距，保证扰流轮5能自由转动，焊接后对焊接处进行打磨。
S3利用碳化硅、无氧铜、铝或铝合金制成管体2，在管体2上对称设置两排换热组件安装孔，以换热组件安装孔中线、管体2中轴线为切割线，利用激光切割将管体2对半切割成两个半管体；换热组件安装孔的孔径为换热柱孔径的1.1～1.3倍，可用钻机钻孔获得，激光切割前在管体2表面涂抹光束吸收剂，以降低管体2的光反射率，激光切割选用2000W及以上功率的光纤激光切割机，如百盛激光公司的F3015BE型管材光纤激光切割机。
S4在车床上利用螺纹车刀依次将两个半管体内壁车制正向螺纹槽10和反向螺纹槽8，制成半管体成品；车制过程中应利用冷却液冷却半管体，降低半管体温度避免变形，在车制正向螺纹槽10后应等半管体温度降低到常温后，清理掉槽内碎屑后再车制反向螺纹槽8。
S5将两个半管体成品重新配对，将组装好的换热组件1依次放入换热组件安装孔内，利用焊接方式将两个半管体重新焊接成管体2；两个半管体焊接时应用长夹具将两个半管体固定，焊接时两个半管体的组件安装孔利用挡片挡住，避免组件安装孔内堵塞或误焊使得换热组件1后续无法调节。
S6在换热组件安装孔内将换热组件1调整到所需位置，利用焊接方式将所有换热组件1焊接在管体2上，焊接过程中保证换热组件安装孔完全焊死；
S7换热组件1焊接后，检查气密性并补焊，最后打磨、抛光后对管体2外壁及设置在管体2外壁的换热组件1进行表面镀锌或镀铜处理，完成换热管制备。
结合以上制备方法即可制备上述制冷设备用换热管，该方法工艺简单，成本低，耗时短，便于换热管的大批量制备，且制备的换热管强度高、气密封性好，使用寿命长。
如上所述即为本实用新型的实施例。前文所述为本实用新型的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述实用新型人的实用新型验证过程，并非用以限制本实用新型的专利保护范围，本实用新型的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (9)
1.一种制冷设备用换热管，包括管体，其特征在于，管体沿轴向设置有换热组件，该换热组件共设置有两组，且两组所述换热组件对称分布在管体上；
其中，
所述换热组件包括沿管体径向设置并焊接在管体上的换热柱，换热柱一端伸入管体内部并连接有扰流轮，该扰流轮可绕换热柱圆周转动，所述换热柱的另一端伸出管体外壁并设置有换热板，该换热板垂直于管体设置且两侧沿管体径向曲折延伸，形成横截面呈曲线形或波浪形结构的板体结构。
2.根据权利要求1所述的换热管，其特征在于，两组所述换热组件沿管体轴向交错设置。
3.根据权利要求1所述的换热管，其特征在于，两组所述换热组件的换热板均反向设置。
4.根据权利要求1所述的换热管，其特征在于，所述换热柱伸入管体内部的一端在圆周面上还间隔设置有两个定位环，所述扰流轮可转动的设置在两个所述定位环之间。
5.根据权利要求1所述的换热管，其特征在于，所述扰流轮圆周面上还呈圆周均匀间隔设置有多个弧形扰流槽。
6.根据权利要求5所述的换热管，其特征在于，所述多个所述弧形扰流槽的槽底均为圆形。
7.根据权利要求1所述的换热管，其特征在于，所述管体和换热组件均采用碳化硅、无氧铜、铝或铝合金制成。
8.根据权利要求1所述的换热管，其特征在于，所述管体和换热组件表面均镀锌或镀铜。
9.根据权利要求1-8任一项所述的换热管，其特征在于，所述管体内壁沿轴向还间隔设置有若干正向螺纹槽和若干反向螺纹槽，若干正向螺纹槽和若干反向螺纹槽相互交错设置，且若干正向螺纹槽和若干反向螺纹槽将管体内部切割形成多个方形或菱形的分流块。
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| CN202020567254.2U CN212205780U (zh) | 2020-04-16 | 2020-04-16 | 一种制冷设备用换热管 |
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| CN212205780U true CN212205780U (zh) | 2020-12-22 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111457773A (zh) * | 2020-04-16 | 2020-07-28 | 四川丹甫环境科技有限公司 | 一种制冷设备用换热管及其制备方法 |
-
2020
- 2020-04-16 CN CN202020567254.2U patent/CN212205780U/zh not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111457773A (zh) * | 2020-04-16 | 2020-07-28 | 四川丹甫环境科技有限公司 | 一种制冷设备用换热管及其制备方法 |
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