一種外壁強化的乾式蒸發管的製作方法

2023-06-17 12:12:11

專利名稱：一種外壁強化的乾式蒸發管的製作方法
技術領域：
本實用新型屬傳熱設備技術領域，具體涉及一種外壁強化的乾式蒸發管，特別涉及一種管內蒸發或冷凝、管外對流傳熱的強化傳熱管。
背景技術：
在空調器的蒸發器和冷凝器中，廣泛使用的是內螺紋銅管，相對於光管，其管內換熱係數提高了1.5～3倍。在現有技術中，內螺紋傳熱管的換熱性能與其換熱面積及內螺紋的形狀(如螺旋角、翅高、翅頂角...)直接相關。中國專利ZL 02232596.4公開了一種「斷續齒內螺紋無縫高效傳熱管」，是在管內表面制有多條帶螺紋升角的螺旋形等高螺紋齒，沿齒頂脊上開有規則/不規則間距的切斷脊式溝槽，由此加大了傳熱管內表面積，有利於製冷劑在管內沿程蒸發或冷凝時的不同幹度狀態下，提高管內換熱效率。該類換熱管外壁光滑，外徑一般小於10mm，用在管外空氣加熱或冷卻的空調器場合。
對於管外是水或其它液體載冷劑的場合，例如在乾式蒸發器或冷凝器中管內為製冷劑的蒸發或冷凝，管外為載冷劑(/或冷卻劑)的對流換熱，廣泛採用來複線形式的內螺紋銅管，外徑為10mm～16mm，內螺紋幾何尺寸是蒸發和冷凝換熱要求的折衷和優化。傳統的內部強化傳熱管，其管內為內螺紋狀二維的來複線，隨著冷凍機能效要求的進一步提高，對於換熱管的換熱性能及壓降的要求也越來越高，如採用優化的三維內表面可以比單純內螺紋增加換熱面積，以及提高管內氣化核心的數量，從而可提高傳熱係數。
鑑於實際應用中與常規的商用冷凍機場合不同，如工業冷凍的場合，可能管外是層流或過渡流狀態，其管內外實際熱阻接近，甚至管外的熱阻更高；在這些場合下，管外加工出強化換熱表面可以進一步強化傳熱。

發明內容
本實用新型的目的在於提出一種可提高管內外換熱性能，從而可進一步強化換熱的乾式蒸發管。
本實用新型提出的乾式蒸發管，包括既可用於乾式蒸發器或又可用於冷凝器的傳熱管。其結構如圖1和圖2所示。其中，管主體1的外壁設有周向布排的翅片2，管內表面有來複線式內螺紋3和周向布排的固定間隔的凹槽4。凹槽4將內螺紋分隔成間段形式，凹槽4與管外壁的翅片2位置對應。其形成方法是在一體化擠壓加工成型時，當管外翅片軸向間距在一定範圍時，管內可形成波紋狀的凹槽4，巧妙地將內螺紋分割，從而形成三維的內壁強化表面。由於凹槽4的存在，可保障在蒸發過程中，沿程不同制冷機幹度的情形下，換熱管內表面能保持溼潤，有利於整段管內蒸發持續高效進行。
本實用新型與現有技術相比有如下的優點和效果(1)管內的內螺紋通過加工管外翅片時形成的波紋可自然隔斷形成三維內螺紋，增加了管內的換熱面積，強化了管內紊流流動，也增加了蒸發或冷凝的相變換熱係數，擴展了三維內螺紋管在冷水機組的乾式蒸發器或冷凝器的應用；(2)管外周向翅片的設置，增大了管外換熱面積，提高了管外的換熱係數，在一些管外換熱較低的場合能有效地提高了總體換熱能力；(3)可採用一次性成型金屬擠壓加工工藝，加工效率高。


圖1是本實用新型內表面軸測示意圖。
圖2是本實用新型外表面軸測示意圖。
圖3是本實用新型應用實施例圖。
圖中標號1為管主體，2為翅片，3為內螺紋，4為凹槽，5為換熱器，6為管板，7為腔室入口，8為腔室出口，9為水室入口，10為水室出口。
具體實施方式
下面介紹本實用新型的優選方式按圖1，2所示，加工和製造本換熱管，管主體1材料可選用銅和銅合金材料或其他金屬，外徑範圍為10～26mm，壁厚0.4～2mm，採用專用的軋管機並用擠壓加工的方式進行，管內和管外同時一體化擠壓加工。本實用新型在光管基體1外表面上加工沿周向的翅片2，以及管內為來複線式的內螺紋3，內螺紋3被固定距離P的周向凹槽4分割開，這樣形成三維形狀的裡脊。
如圖1，本實用新型在管內可同時加工出內螺紋，以強化管內的換熱係數管內螺紋的高度越高，螺紋頭數越多，其管內換熱強化也越多，但同時也增加了管內蒸發或冷凝的阻力。在本實用新型的應用範圍內，推薦管內螺紋3的截面形狀為三角形或梯形，翅頂角為20～45度，內螺紋的高度為0.15～0.4mm，與軸線的角度A為15～30度，螺紋頭數為30～80，優選60頭，管外的翅片間距P為1.5～3.6mm，管內表面形成波紋狀表面，其中凹槽4將內螺紋按固定距離P隔斷，這樣形成了三維的內部強化表面，相比較普通的內螺紋管，進一步增加了相變換熱係數及其換熱面積，凹槽4的深度為0.06～0.2mm。
如圖2，本實用新型在管外加工軸向的翅間距P為1.5～3.6mm的外翅片2，外翅片高度為0.4～1.5mm，這樣可以在管外換熱較差(如層流或過渡流)的情形下平衡管內和管外的熱阻，進一步提高整體換熱係數。
實用新型實現熱交換的方式如下將本實用新型管體1固定在換熱器5(如乾式蒸發器)的管板6上，製冷劑(如氟裡昂)從腔室入口7流經本實用新型主管體1的管內，與管外載冷劑(如水)換熱，沿程蒸發，成為過熱蒸汽，再從腔室出口8流出；載冷劑(如水)通過水室入口9進入換熱器，通過折流板後從水室出口10流出換熱器。由於前述的傳熱管管體1的內壁為三維的內螺紋構造，有利於提高管內相變換熱係數，而在管外熱阻較大的場合，管外的螺紋構造，可有效的提高管外換熱面積及換熱係數，從而管件整體換熱係數得到有效的提高，也提高了換熱器5的性能。
權利要求1.一種外壁強化的乾式蒸發管，其特徵在於管主體(1)的外壁設有周向布排的翅片(2)，管內表面有來複線式內螺紋(3)和周向布排的固定間隔的凹槽(4)，凹槽(4)將內螺紋分隔成間段形式，凹槽(4)與管外壁的翅片(2)的位置對應。
2.根據權利要求1所述的外壁強化的乾式蒸發管，其特徵在於所述管主體(1)的外徑為10-26mm，壁厚0.4-2mm。
3.根據權利要求1所述的外壁強化的乾式蒸發管，其特徵在於所述翅片(2)的間距為1.5-3.6mm，高度為0.4-1.5mm。
4.根據權利要求1所述的外壁強化的乾式蒸發管，其特徵在於所述內螺紋(3)截面形狀為三角形或梯形，翅頂角為20-45度，高度為0.15-0.4mm，與軸線的角度為15-30度，螺紋頭數為30-80。
5.根據權利要求1所述的外壁強化的乾式蒸發管，其特徵在於所述凹槽(4)的深度為0.06-0.2mm。
專利摘要本實用新型屬傳熱設備技術領域，具體為一種外壁強化的乾式蒸發管。其管主體的外壁設有周向布排的翅片，管內表面設有來複線式內螺紋和周向布排的凹槽，凹槽將內螺紋分成間段。管外壁翅片的設置提高了管外換熱係數，管內的內螺紋被凹槽隔斷，成為三維形式，既增加了管內的換熱面積，又強化了蒸發/冷凝的相變換熱。因此，本實用新型大大提高了總體換熱能力。該換熱管可採用金屬擠壓工藝一次成型，加工效率高，可廣泛用於冷水機組的乾式蒸發器或冷凝器的傳熱管。
文檔編號F28F1/10GK2809564SQ20052004209
公開日2006年8月23日 申請日期2005年6月2日 優先權日2005年6月2日
發明者羅忠, 徐學軍, 吳劍 申請人:高克聯管件(上海)有限公司