專利名稱：一種外壁強(qiáng)化的干式蒸發(fā)管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬傳熱設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種外壁強(qiáng)化的干式蒸發(fā)管，特別涉及一種管內(nèi)蒸發(fā)或冷凝、管外對(duì)流傳熱的強(qiáng)化傳熱管。
背景技術(shù)：
在空調(diào)器的蒸發(fā)器和冷凝器中，廣泛使用的是內(nèi)螺紋銅管，相對(duì)于光管，其管內(nèi)換熱系數(shù)提高了1.5～3倍。在現(xiàn)有技術(shù)中，內(nèi)螺紋傳熱管的換熱性能與其換熱面積及內(nèi)螺紋的形狀(如螺旋角、翅高、翅頂角...)直接相關(guān)。中國(guó)專利ZL 02232596.4公開了一種“斷續(xù)齒內(nèi)螺紋無(wú)縫高效傳熱管”，是在管內(nèi)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(guī)則/不規(guī)則間距的切斷脊式溝槽，由此加大了傳熱管內(nèi)表面積，有利于制冷劑在管內(nèi)沿程蒸發(fā)或冷凝時(shí)的不同干度狀態(tài)下，提高管內(nèi)換熱效率。該類換熱管外壁光滑，外徑一般小于10mm，用在管外空氣加熱或冷卻的空調(diào)器場(chǎng)合。
對(duì)于管外是水或其它液體載冷劑的場(chǎng)合，例如在干式蒸發(fā)器或冷凝器中管內(nèi)為制冷劑的蒸發(fā)或冷凝，管外為載冷劑(/或冷卻劑)的對(duì)流換熱，廣泛采用來(lái)復(fù)線形式的內(nèi)螺紋銅管，外徑為10mm～16mm，內(nèi)螺紋幾何尺寸是蒸發(fā)和冷凝換熱要求的折衷和優(yōu)化。傳統(tǒng)的內(nèi)部強(qiáng)化傳熱管，其管內(nèi)為內(nèi)螺紋狀二維的來(lái)復(fù)線，隨著冷凍機(jī)能效要求的進(jìn)一步提高，對(duì)于換熱管的換熱性能及壓降的要求也越來(lái)越高，如采用優(yōu)化的三維內(nèi)表面可以比單純內(nèi)螺紋增加換熱面積，以及提高管內(nèi)氣化核心的數(shù)量，從而可提高傳熱系數(shù)。
鑒于實(shí)際應(yīng)用中與常規(guī)的商用冷凍機(jī)場(chǎng)合不同，如工業(yè)冷凍的場(chǎng)合，可能管外是層流或過(guò)渡流狀態(tài)，其管內(nèi)外實(shí)際熱阻接近，甚至管外的熱阻更高；在這些場(chǎng)合下，管外加工出強(qiáng)化換熱表面可以進(jìn)一步強(qiáng)化傳熱。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提出一種可提高管內(nèi)外換熱性能，從而可進(jìn)一步強(qiáng)化換熱的干式蒸發(fā)管。
本實(shí)用新型提出的干式蒸發(fā)管，包括既可用于干式蒸發(fā)器或又可用于冷凝器的傳熱管。其結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示。其中，管主體1的外壁設(shè)有周向布排的翅片2，管內(nèi)表面有來(lái)復(fù)線式內(nèi)螺紋3和周向布排的固定間隔的凹槽4。凹槽4將內(nèi)螺紋分隔成間段形式，凹槽4與管外壁的翅片2位置對(duì)應(yīng)。其形成方法是在一體化擠壓加工成型時(shí)，當(dāng)管外翅片軸向間距在一定范圍時(shí)，管內(nèi)可形成波紋狀的凹槽4，巧妙地將內(nèi)螺紋分割，從而形成三維的內(nèi)壁強(qiáng)化表面。由于凹槽4的存在，可保障在蒸發(fā)過(guò)程中，沿程不同制冷機(jī)干度的情形下，換熱管內(nèi)表面能保持濕潤(rùn)，有利于整段管內(nèi)蒸發(fā)持續(xù)高效進(jìn)行。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下的優(yōu)點(diǎn)和效果(1)管內(nèi)的內(nèi)螺紋通過(guò)加工管外翅片時(shí)形成的波紋可自然隔斷形成三維內(nèi)螺紋，增加了管內(nèi)的換熱面積，強(qiáng)化了管內(nèi)紊流流動(dòng)，也增加了蒸發(fā)或冷凝的相變換熱系數(shù)，擴(kuò)展了三維內(nèi)螺紋管在冷水機(jī)組的干式蒸發(fā)器或冷凝器的應(yīng)用；(2)管外周向翅片的設(shè)置，增大了管外換熱面積，提高了管外的換熱系數(shù)，在一些管外換熱較低的場(chǎng)合能有效地提高了總體換熱能力；(3)可采用一次性成型金屬擠壓加工工藝，加工效率高。


圖1是本實(shí)用新型內(nèi)表面軸測(cè)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型外表面軸測(cè)示意圖。
圖3是本實(shí)用新型應(yīng)用實(shí)施例圖。
圖中標(biāo)號(hào)1為管主體，2為翅片，3為內(nèi)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(shí)施方式
下面介紹本實(shí)用新型的優(yōu)選方式按圖1，2所示，加工和制造本換熱管，管主體1材料可選用銅和銅合金材料或其他金屬，外徑范圍為10～26mm，壁厚0.4～2mm，采用專用的軋管機(jī)并用擠壓加工的方式進(jìn)行，管內(nèi)和管外同時(shí)一體化擠壓加工。本實(shí)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(nèi)為來(lái)復(fù)線式的內(nèi)螺紋3，內(nèi)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里脊。
如圖1，本實(shí)用新型在管內(nèi)可同時(shí)加工出內(nèi)螺紋，以強(qiáng)化管內(nèi)的換熱系數(shù)管內(nèi)螺紋的高度越高，螺紋頭數(shù)越多，其管內(nèi)換熱強(qiáng)化也越多，但同時(shí)也增加了管內(nèi)蒸發(fā)或冷凝的阻力。在本實(shí)用新型的應(yīng)用范圍內(nèi)，推薦管內(nèi)螺紋3的截面形狀為三角形或梯形，翅頂角為20～45度，內(nèi)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(shù)為30～80，優(yōu)選60頭，管外的翅片間距P為1.5～3.6mm，管內(nèi)表面形成波紋狀表面，其中凹槽4將內(nèi)螺紋按固定距離P隔斷，這樣形成了三維的內(nèi)部強(qiáng)化表面，相比較普通的內(nèi)螺紋管，進(jìn)一步增加了相變換熱系數(shù)及其換熱面積，凹槽4的深度為0.06～0.2mm。
如圖2，本實(shí)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(guò)渡流)的情形下平衡管內(nèi)和管外的熱阻，進(jìn)一步提高整體換熱系數(shù)。
實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)熱交換的方式如下將本實(shí)用新型管體1固定在換熱器5(如干式蒸發(fā)器)的管板6上，制冷劑(如氟里昂)從腔室入口7流經(jīng)本實(shí)用新型主管體1的管內(nèi)，與管外載冷劑(如水)換熱，沿程蒸發(fā)，成為過(guò)熱蒸汽，再?gòu)那皇页隹?流出；載冷劑(如水)通過(guò)水室入口9進(jìn)入換熱器，通過(guò)折流板后從水室出口10流出換熱器。由于前述的傳熱管管體1的內(nèi)壁為三維的內(nèi)螺紋構(gòu)造，有利于提高管內(nèi)相變換熱系數(shù)，而在管外熱阻較大的場(chǎng)合，管外的螺紋構(gòu)造，可有效的提高管外換熱面積及換熱系數(shù)，從而管件整體換熱系數(shù)得到有效的提高，也提高了換熱器5的性能。
權(quán)利要求1.一種外壁強(qiáng)化的干式蒸發(fā)管，其特征在于管主體(1)的外壁設(shè)有周向布排的翅片(2)，管內(nèi)表面有來(lái)復(fù)線式內(nèi)螺紋(3)和周向布排的固定間隔的凹槽(4)，凹槽(4)將內(nèi)螺紋分隔成間段形式，凹槽(4)與管外壁的翅片(2)的位置對(duì)應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外壁強(qiáng)化的干式蒸發(fā)管，其特征在于所述管主體(1)的外徑為10-26mm，壁厚0.4-2mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外壁強(qiáng)化的干式蒸發(fā)管，其特征在于所述翅片(2)的間距為1.5-3.6mm，高度為0.4-1.5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外壁強(qiáng)化的干式蒸發(fā)管，其特征在于所述內(nèi)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(shù)為30-80。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外壁強(qiáng)化的干式蒸發(fā)管，其特征在于所述凹槽(4)的深度為0.06-0.2mm。
專利摘要本實(shí)用新型屬傳熱設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種外壁強(qiáng)化的干式蒸發(fā)管。其管主體的外壁設(shè)有周向布排的翅片，管內(nèi)表面設(shè)有來(lái)復(fù)線式內(nèi)螺紋和周向布排的凹槽，凹槽將內(nèi)螺紋分成間段。管外壁翅片的設(shè)置提高了管外換熱系數(shù)，管內(nèi)的內(nèi)螺紋被凹槽隔斷，成為三維形式，既增加了管內(nèi)的換熱面積，又強(qiáng)化了蒸發(fā)/冷凝的相變換熱。因此，本實(shí)用新型大大提高了總體換熱能力。該換熱管可采用金屬擠壓工藝一次成型，加工效率高，可廣泛用于冷水機(jī)組的干式蒸發(fā)器或冷凝器的傳熱管。
文檔編號(hào)F28F1/10GK2809564SQ20052004209
公開日2006年8月23日 申請(qǐng)日期2005年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月2日
發(fā)明者羅忠, 徐學(xué)軍, 吳劍 申請(qǐng)人:高克聯(lián)管件(上海)有限公司