CN2809564Y - 一种外壁强化的干式蒸发管 - Google Patents

Abstract

本实用新型属传热设备技术领域，具体为一种外壁强化的干式蒸发管。其管主体的外壁设有周向布排的翅片，管内表面设有来复线式内螺纹和周向布排的凹槽，凹槽将内螺纹分成间段。管外壁翅片的设置提高了管外换热系数，管内的内螺纹被凹槽隔断，成为三维形式，既增加了管内的换热面积，又强化了蒸发/冷凝的相变换热。因此，本实用新型大大提高了总体换热能力。该换热管可采用金属挤压工艺一次成型，加工效率高，可广泛用于冷水机组的干式蒸发器或冷凝器的传热管。

Description

一种外壁强化的干式蒸发管

技术领域

本实用新型属传热设备技术领域，具体涉及一种外壁强化的干式蒸发管，特别涉及一种管内蒸发或冷凝、管外对流传热的强化传热管。

背景技术

在空调器的蒸发器和冷凝器中，广泛使用的是内螺纹铜管，相对于光管，其管内换热系数提高了1.5～3倍。在现有技术中，内螺纹传热管的换热性能与其换热面积及内螺纹的形状(如螺旋角、翅高、翅顶角...)直接相关。中国专利ZL 02232596.4公开了一种“断续齿内螺纹无缝高效传热管”，是在管内表面制有多条带螺纹升角的螺旋形等高螺纹齿，沿齿顶脊上开有规则/不规则间距的切断脊式沟槽，由此加大了传热管内表面积，有利于制冷剂在管内沿程蒸发或冷凝时的不同干度状态下，提高管内换热效率。该类换热管外壁光滑，外径一般小于10mm，用在管外空气加热或冷却的空调器场合。

对于管外是水或其它液体载冷剂的场合，例如在干式蒸发器或冷凝器中：管内为制冷剂的蒸发或冷凝，管外为载冷剂(/或冷却剂)的对流换热，广泛采用来复线形式的内螺纹铜管，外径为10mm～16mm，内螺纹几何尺寸是蒸发和冷凝换热要求的折衷和优化。传统的内部强化传热管，其管内为内螺纹状二维的来复线，随着冷冻机能效要求的进一步提高，对于换热管的换热性能及压降的要求也越来越高，如采用优化的三维内表面可以比单纯内螺纹增加换热面积，以及提高管内气化核心的数量，从而可提高传热系数。

鉴于实际应用中与常规的商用冷冻机场合不同，如工业冷冻的场合，可能管外是层流或过渡流状态，其管内外实际热阻接近，甚至管外的热阻更高；在这些场合下，管外加工出强化换热表面可以进一步强化传热。

发明内容

本实用新型的目的在于提出一种可提高管内外换热性能，从而可进一步强化换热的干式蒸发管。

本实用新型提出的干式蒸发管，包括既可用于干式蒸发器或又可用于冷凝器的传热管。其结构如图1和图2所示。其中，管主体1的外壁设有周向布排的翅片2，管内表面有来复线式内螺纹3和周向布排的固定间隔的凹槽4。凹槽4将内螺纹分隔成间段形式，凹槽4与管外壁的翅片2位置对应。其形成方法是在一体化挤压加工成型时，当管外翅片轴向间距在一定范围时，管内可形成波纹状的凹槽4，巧妙地将内螺纹分割，从而形成三维的内壁强化表面。由于凹槽4的存在，可保障在蒸发过程中，沿程不同制冷机干度的情形下，换热管内表面能保持湿润，有利于整段管内蒸发持续高效进行。

本实用新型与现有技术相比有如下的优点和效果：

(1)管内的内螺纹通过加工管外翅片时形成的波纹可自然隔断形成三维内螺纹，增加了管内的换热面积，强化了管内紊流流动，也增加了蒸发或冷凝的相变换热系数，扩展了三维内螺纹管在冷水机组的干式蒸发器或冷凝器的应用；

(2)管外周向翅片的设置，增大了管外换热面积，提高了管外的换热系数，在一些管外换热较低的场合能有效地提高了总体换热能力；

(3)可采用一次性成型金属挤压加工工艺，加工效率高。

附图说明

图1是本实用新型内表面轴测示意图。

图2是本实用新型外表面轴测示意图。

图3是本实用新型应用实施例图。

图中标号：1为管主体，2为翅片，3为内螺纹，4为凹槽，5为换热器，6为管板，7为腔室入口，8为腔室出口，9为水室入口，10为水室出口。

具体实施方式

下面介绍本实用新型的优选方式：按图1，2所示，加工和制造本换热管，管主体1材料可选用铜和铜合金材料或其他金属，外径范围为10～26mm，壁厚0.4～2mm，采用专用的轧管机并用挤压加工的方式进行，管内和管外同时一体化挤压加工。本实用新型在光管基体1外表面上加工沿周向的翅片2，以及管内为来复线式的内螺纹3，内螺纹3被固定距离P的周向凹槽4分割开，这样形成三维形状的里脊。

如图1，本实用新型在管内可同时加工出内螺纹，以强化管内的换热系数：管内螺纹的高度越高，螺纹头数越多，其管内换热强化也越多，但同时也增加了管内蒸发或冷凝的阻力。在本实用新型的应用范围内，推荐管内螺纹3的截面形状为三角形或梯形，翅顶角为20～45度，内螺纹的高度为0.15～0.4mm，与轴线的角度A为15～30度，螺纹头数为30～80，优选60头，管外的翅片间距P为1.5～3.6mm，管内表面形成波纹状表面，其中凹槽4将内螺纹按固定距离P隔断，这样形成了三维的内部强化表面，相比较普通的内螺纹管，进一步增加了相变换热系数及其换热面积，凹槽4的深度为0.06～0.2mm。

如图2，本实用新型在管外加工轴向的翅间距P为1.5～3.6mm的外翅片2，外翅片高度为0.4～1.5mm，这样可以在管外换热较差(如层流或过渡流)的情形下平衡管内和管外的热阻，进一步提高整体换热系数。

实用新型实现热交换的方式如下：

将本实用新型管体1固定在换热器5(如干式蒸发器)的管板6上，制冷剂(如氟里昂)从腔室入口7流经本实用新型主管体1的管内，与管外载冷剂(如水)换热，沿程蒸发，成为过热蒸汽，再从腔室出口8流出；载冷剂(如水)通过水室入口9进入换热器，通过折流板后从水室出口10流出换热器。由于前述的传热管管体1的内壁为三维的内螺纹构造，有利于提高管内相变换热系数，而在管外热阻较大的场合，管外的螺纹构造，可有效的提高管外换热面积及换热系数，从而管件整体换热系数得到有效的提高，也提高了换热器5的性能。

Claims (5)

1、一种外壁强化的干式蒸发管，其特征在于管主体(1)的外壁设有周向布排的翅片(2)，管内表面有来复线式内螺纹(3)和周向布排的固定间隔的凹槽(4)，凹槽(4)将内螺纹分隔成间段形式，凹槽(4)与管外壁的翅片(2)的位置对应。

2、根据权利要求1所述的外壁强化的干式蒸发管，其特征在于所述管主体(1)的外径为10-26mm，壁厚0.4-2mm。

3、根据权利要求1所述的外壁强化的干式蒸发管，其特征在于所述翅片(2)的间距为1.5-3.6mm，高度为0.4-1.5mm。

4、根据权利要求1所述的外壁强化的干式蒸发管，其特征在于所述内螺纹(3)截面形状为三角形或梯形，翅顶角为20-45度，高度为0.15-0.4mm，与轴线的角度为15-30度，螺纹头数为30-80。

5、根据权利要求1所述的外壁强化的干式蒸发管，其特征在于所述凹槽(4)的深度为0.06-0.2mm。

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