專利名稱：降膜蒸發(fā)器用強化傳熱管的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及傳熱管技術領域，尤其涉及用于臥式殼管式降膜蒸發(fā)器中的 強化傳熱管。
背景技術：
臥式殼管式降膜蒸發(fā)器由于冷媒充注量少，換熱效率高越來越受到空 調、化工等換熱設備制造商的重視。這種降膜蒸發(fā)器的工作原理為換熱器內設有多排水平 放置的傳熱管，從傳熱器頂端向下沿傳熱管長度均勻噴淋制冷劑在頂層傳熱管上，制冷劑 再從上排傳熱管逐排向下排傳熱管滴落，傳熱管與滴落在其上的制冷劑換熱，保證制冷劑 蒸發(fā)。這種降膜蒸發(fā)的換熱效果一方面要取決于傳熱管和制冷劑是否能充分換熱以及是否 能有足夠的制冷劑潤濕傳熱管；另一方面還取決于上排傳熱管外表面的制冷劑是否能全部 滴落在下排傳熱管外表面。因此，降膜蒸發(fā)器里的傳熱管對保證蒸發(fā)器的換熱效果，以及對 提高降膜蒸發(fā)的換熱效率有至關重要的作用。表面光滑的傳熱管由于傳熱效率低，除了特殊場合，已不被蒸發(fā)器、換熱器廠商采 用。如發(fā)明專利ZL200510132040.2《一種溴冷機組冷凝器用銅熱交換管》所示，現有的強 化傳熱管一般是在傳熱管的外表面加上翅片，從而增大換熱面積以提高傳熱效率，但是用 于降膜蒸發(fā)換熱器中翅片間容易積存制冷劑形成彎液面，不利于制冷劑流動下滴；同時，這 種翅片的表面是光滑的，不利于和冷媒充分接觸，并且缺乏蒸發(fā)所需的汽化核心，因此傳熱 效果差。也有廠家采用如發(fā)明專利ZL200510134630. 9《一種電制冷機組用滿液式銅蒸發(fā)換 熱管》所示結構的傳熱管，這種傳熱管雖然能夠有效形成制冷劑蒸發(fā)所需要的汽化核心，能 增強傳熱效果，但這種傳熱管的翅片的外表面也是光滑的，不利于其和冷媒的充分接觸；另 外，這種傳熱管不能有效引導制冷劑逐排向下滴落，使制冷劑從上到下滴落沒有方向性，容 易發(fā)生偏移或飛濺而離開傳熱管，不能參與換熱導致熱量損失使傳熱效果也不盡理想。為了適應降膜蒸發(fā)特有的傳熱方式、提高降膜蒸發(fā)器的換熱性能，需要進一步改 進傳熱管的結構，提高傳熱管的傳熱性能。發(fā)明內容本發(fā)明目的是提供一種傳熱效率高、專門適用于降膜蒸發(fā)的強化傳熱管。本發(fā)明采用以下方案來實現降膜蒸發(fā)器用強化傳熱管，包括傳熱管的管體和設 置在管體傳熱段外側的翅片，所述翅片沿軸向螺旋盤繞在傳熱管的管體外，翅片根部與管 體相連為一體，其中所述翅片沿軸向的橫截面形狀呈T型，軸向相鄰的兩個T型翅片間的軸 向間隙形成供制冷劑流通、蒸發(fā)的小孔，并沿螺旋方向形成環(huán)形通道，所述T型翅片沿周向 設有將翅片分割開的周向翅槽，所述翅片的外表面設有引導制冷劑流動的凹槽或凸起的棱 條；管體內設有內齒。所述螺旋T型翅片沿軸向每英寸設有沈 60個，螺旋角為0. 3 2. 5°。所述小孔沿周向分布60 160個，小孔周向間距0. 05 0. 5mm,小孔高0. 1 0. 8mm。所述設于翅片外表面的凹槽的旋轉方向與螺旋翅片的旋轉方向一致，沿周向相連 形成環(huán)向流道，所述凹槽的寬度為0. 05 0. 5mm，深度為0. 02 0. 2mm。
所述設于翅片外表面上的棱條與傳熱管的管體軸線的夾角為0 80°。所述每個翅片外表面上的棱條數量為一個或兩個以上，所述棱條的高度為 0. 01 0. 25mm，棱條寬度為0. 02 0. 4mm ；兩個以上的棱條互相平行，棱條之間的間距為 0. 05 0. 7mm。所述T型翅片外表面的兩側設有引導制冷劑流動的邊槽或倒角。所述管體內的內齒為螺紋狀，該螺紋狀內齒截面為類三角形，內齒的齒頂角范圍 為 10 120°。所述螺紋內齒與管體的軸線夾角范圍為20 70°，內齒條數為6 90個，內齒的 高度為0. 1 0. 6mm。本發(fā)明具有如下益效果本發(fā)明中T型翅片間的間隙所形成的許多小孔，提供了 制冷劑蒸發(fā)時的汽化核心，從而強化了蒸發(fā)換熱；小孔沿螺旋相連形成的環(huán)形通道，利于制 冷劑環(huán)向流動，增強制冷劑蒸發(fā)時汽液相的擾動，從而增強換熱效果；采用周向翅槽將圓周 上的螺旋翅片貫穿分割成分成多個，使每個小孔間存在軸向和周向間隙，利于制冷劑進入 小孔，保證制冷劑蒸發(fā)時制冷劑能夠源源不斷的補入，和制冷劑蒸汽的排出，使蒸發(fā)能持續(xù) 進行，形成連續(xù)不斷的蒸發(fā)過程；傳熱管翅片外表面設有凹槽，凹槽沿傳熱管周向相連形成環(huán)向流道，可對傳熱管 外表面多余的制冷劑進行引流，避免制冷劑堆積在傳熱管外表面，一方面可防止管外表面 形成過厚的液膜不利于傳熱，以及造成下排管缺少制冷劑而發(fā)生干蒸；另一方面，可防止上 排制冷劑滴落在過厚的液膜上造成制冷劑飛濺，而不能參與換熱，導致傳熱效率降低；環(huán)向 流道還可保證制冷劑下落的方向性，防止制冷劑滴落時發(fā)生偏移，不能滴落到正下方的管 子上，從而使下排管缺少制冷劑造成干蒸，同時使制冷劑不能和傳熱管接觸造成蒸發(fā)器效 率降低；傳熱管翅片外表面設置有一條或多條平行的斜向棱條，可增加傳熱管外表面的粗 糙度，增加制冷劑與傳熱管的接觸面積，保證制冷劑能和傳熱管外表面充分接觸，增強換熱 效果；并可延緩部分制冷劑的下落速度，保證足夠多的制冷劑能夠進入傳熱管小孔，保證形 成連續(xù)不斷的蒸發(fā)過程；每個T型翅片的兩側還可設置邊槽或倒角，一方面可更加有效的引導制冷劑能夠 進入傳熱管小孔，另一方面也可引導多余制冷劑的向下滴落，并保證滴落的方向性，從而提 高傳熱效率；傳熱管的內腔表面還設有螺紋狀的內齒，增大傳熱管的傳熱面積，并且能夠增強 傳熱管內流體紊流，使管內換熱效率增加。采用上述結構，本發(fā)明提高了傳熱管的內、外表面的換熱系數，使管內和管外換熱 效率得到組合優(yōu)化，提高了傳熱管的整體傳熱效率，適于降膜蒸發(fā)器等蒸發(fā)器使用。


現結合附圖對本發(fā)明做進一步闡述圖1是本發(fā)明一種降膜蒸發(fā)器用強化傳熱管的剖面示意圖；圖2是本發(fā)明降膜蒸發(fā)器用強化傳熱管的傳熱段局部的立體結構示意圖；圖3是本發(fā)明降膜蒸發(fā)器用強化傳熱管的翅片表面設置凹槽的結構示意圖；圖4是本發(fā)明降膜蒸發(fā)器用強化傳熱管的翅片表面設置兩個棱條的結構示意圖；圖5是本發(fā)明降膜蒸發(fā)器用強化傳熱管的翅片表面設置四個棱條的結構示意圖6是本發(fā)明降膜蒸發(fā)器用強化傳熱管的翅片上設置邊槽及倒角的結構示意圖；圖7是本發(fā)明降膜蒸發(fā)器用強化傳熱管的翅片表面凹槽與棱條組合的結構示意 圖；圖8是本發(fā)明降膜蒸發(fā)器用強化傳熱管的翅片表面棱條與邊槽組合的結構示意 圖。
具體實施方式
如圖1或2所示，本發(fā)明包括傳熱管的管體1和設置在管體1傳熱 段外側的翅片2，所述翅片2沿軸向螺旋盤繞在傳熱管的管體1外，翅片2根部與管體1相 連為一體，其中所述翅片2沿軸向的橫截面形狀呈T型，軸向相鄰兩個T型翅片2間的軸向 間隙形成供制冷劑流通、蒸發(fā)的小孔3，并沿螺旋方向形成環(huán)形通道，所述T型翅片2沿周向 設有將翅片分割開的周向翅槽4，所述翅片2的外表面設有引導制冷劑流動的凹槽5或凸起 的棱條6;管體1內設有內齒7。所述螺旋T型翅片2沿軸向每英寸設有沈 60個，螺旋角為0. 3 2. 5° ；T型 翅片2的材料厚為0. 1 0. 4mm。所述小孔3沿周向分布60 160個，小孔3周向間距0. 05 0. 5mm,小孔3高 0. 1 0. 8mm ；所述小孔3的大小根據不同制冷劑特性調整，保證蒸發(fā)效率。如圖3所示，所述設于翅片2外表面21的凹槽5的旋轉方向與螺旋翅片2的旋轉 方向一致，沿周向相連形成環(huán)向流道，所述凹槽5的寬度為0. 05 0. 5mm,深度為0. 02 0. 2mm;凹槽5的形狀為弧形。如圖2或4或5所示，所述設于翅片2外表面21上的棱條6與傳熱管的管體1軸 線的夾角為0 80°。所述每個翅片2外表面21上的棱條6數量為一個或兩個以上，所述棱條6的高度 為0. 01 0. 25mm，棱條6寬度為0. 02 0. 4mm ；兩個以上的棱條6互相平行，棱條6之間 的間距為0. 05 0. 7mm。如圖6所示，所述T型翅片2外表面21的兩側設有引導制冷劑流動的邊槽22或 倒角41。如圖7或8所示，凹槽5與棱條6、棱條6與邊槽22等可根據實際效果進行不同組
口 O如圖1所示，所述管體1內的內齒7為螺紋狀，該螺紋狀內齒截面7為類三角形， 內齒7的齒頂角范圍為10 120°。所述螺紋內齒7與管體1的軸線夾角范圍為20 70°，內齒7條數為6 90個， 內齒7的高度為0. 1 0. 6mm。本發(fā)明傳熱管可采用專用機床管內管外同時一體化加工完成，其具體加工過程 為先在傳熱管管體1的外表面上加工出螺旋型的翅片2 ；然后利用切刀將螺旋型的翅片2 分割成多個翅片，再用滾光刀具把翅片2滾壓形成T形翅片；緊接著利用相應形狀的刀具在 翅片2的外表面21壓制出凹槽5或棱條6，采用滾壓和旋壓加工不增加傳熱管的制造材料， 既節(jié)約了生產成本，又能增加傳熱管的強度和傳熱面積。下面結合實施例說明本發(fā)明降膜蒸發(fā)器用強化傳熱管的具體結構具體實施例1 傳熱管管體1的外徑為25. 32mm,傳熱段的管壁厚為0. 635mm。T型 翅片2所形成小孔3底部31的寬度為0.406mm，小孔3深度為0.6mm。周向翅槽4為150個，周向翅槽4寬度約為0. Imm ；T型翅片2外表面21加工出兩條平行的棱條6，棱條6高 度為0. 08mm，棱條6寬度為0. 2mm ；傳熱管管體1內同時加工出螺紋狀的螺紋內齒7，內齒7 條數為每英寸52個，內齒7的高度為0.35mm，與管體1軸線夾角為45°，齒頂角為30°。根據實際測試數據統(tǒng)計，本發(fā)明與現有技術相比，采用冷媒R134a時，降膜蒸發(fā)器 傳熱性能提高15%。上述本發(fā)明實施例中，考慮到金屬材料的傳熱性能和性價比，降膜蒸發(fā)器傳熱管 優(yōu)選采用銅材料制成，也可以選用銅合金、鋁、鋁合金、低碳鋼、銅鋁復合等金屬材料。以上對本發(fā)明所提供的一種降膜蒸發(fā)器用強化傳熱管進行了詳細介紹，本文中應 用了具體個例對本發(fā)明的結構及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理 解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發(fā)明的思想，在具體實施方式
及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發(fā) 明的限制。
權利要求
1.降膜蒸發(fā)器用強化傳熱管，包括傳熱管的管體和設置在管體傳熱段外側的翅片，所 述翅片沿軸向螺旋盤繞在傳熱管的管體外，翅片根部與管體相連為一體，其特征在于所述 翅片沿軸向的橫截面形狀呈T型，軸向相鄰的兩個T型翅片間的軸向間隙形成供制冷劑流 通、蒸發(fā)的小孔，并沿螺旋方向形成環(huán)形通道，所述T型翅片沿周向設有將翅片分割開的周 向翅槽，所述翅片的外表面設有引導制冷劑流動的凹槽或凸起的棱條；管體內設有內齒。
2.根據權利要求1所述的降膜蒸發(fā)器用強化傳熱管，其特征在于所述螺旋T型翅片 沿軸向每英寸設有26 60個，螺旋角為0. 3 2. 5°。
3.根據權利要求1所述的降膜蒸發(fā)器用強化傳熱管，其特征在于所述小孔沿周向分 布60 160個，小孔周向間距0. 05 0. 5mm,小孔高0. 1 0. 8mm。
4.根據權利要求1所述的降膜蒸發(fā)器用強化傳熱管，其特征在于所述設于翅片外表 面的凹槽的旋轉方向與螺旋翅片的旋轉方向一致，沿周向相連形成環(huán)向流道，所述凹槽的 寬度為0. 05 0. 5mm,深度為0. 02 0. 2_。
5.根據權利要求1所述的降膜蒸發(fā)器用強化傳熱管，其特征在于所述設于翅片外表 面上的棱條與傳熱管的管體軸線的夾角為0 80°。
6.根據權利要求1或5所述的降膜蒸發(fā)器用強化傳熱管，其特征在于所述每個翅片 外表面上的棱條數量為一個或兩個以上，所述棱條的高度為0. 01 0. 25mm,棱條寬度為 0. 02 0. 4mm ；兩個以上的棱條互相平行，棱條之間的間距為0. 05 0. 7mm。
7.根據權利要求1所述的降膜蒸發(fā)器用強化傳熱管，其特征在于所述T型翅片外表 面的兩側設有引導制冷劑流動的邊槽或倒角。
8.根據權利要求1所述的降膜蒸發(fā)器用強化傳熱管，其特征在于所述管體內的內齒 為螺紋狀，該螺紋狀內齒截面為類三角形，內齒的齒頂角范圍為10 120°。
9.根據權利要求8所述的降膜蒸發(fā)器用強化傳熱管，其特征在于所述螺紋內齒與管 體的軸線夾角范圍為20 70°，內齒條數為6 90個，內齒的高度為0. 1 0. 6mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了降膜蒸發(fā)器用強化傳熱管，其包括傳熱管的管體和設置在管體傳熱段外側的翅片，翅片沿軸向螺旋盤繞在傳熱管的管體外，翅片根部與管體相連為一體，翅片的橫截面形狀呈T型，相鄰兩個T型翅片間的軸向間隙形成供制冷劑流通、蒸發(fā)的小孔，并沿螺旋方向形成環(huán)形通道，T型翅片沿周向設有將翅片分割開的周向翅槽，翅片的外表面設有引導制冷劑流動的凹槽或凸起的棱條；管體內設有內齒。本發(fā)明能提供制冷劑蒸發(fā)所需的汽化核心，增大傳熱面積，提高傳熱管的管外換熱效率；管內內齒可強化管內換熱。本發(fā)明適應降膜蒸發(fā)特點，能對制冷劑引流，避免傳熱管外壁過多制冷劑的積聚，同時還可保證制冷劑從上到下滴落的方向性，提高降膜蒸發(fā)換熱效率。
文檔編號F28F1/36GK102121805SQ201110086199
公開日2011年7月13日 申請日期2011年4月7日 優(yōu)先權日2011年4月7日
發(fā)明者孫新春, 李前方, 武永強, 王志軍, 鄧斌 申請人:上海金龍制冷技術有限公司, 金龍精密銅管集團股份有限公司