專利名稱：電制冷機組冷凝器用高效換熱管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電制冷機組冷凝器用高效換熱管，尤其涉及一種強化冷凝 傳熱和對流傳熱的換熱管，屬于熱交換部件技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景在制冷空調(diào)領(lǐng)域，電制冷機組的能耗主要集中在壓縮機、冷凝器和蒸發(fā)器上， 其冷凝器的效率直接影響整個系統(tǒng)的能耗，冷凝器的形式應(yīng)用最多的是殼管式換熱器， 制冷劑在管外冷凝換熱，管內(nèi)為冷卻水的對流換熱?，F(xiàn)有冷凝管主要是通過機加工在外 表面加工成翅片，并在翅片頂部滾齒槽，通過鋸齒狀形成尖銳點，促進冷凝液的流動， 在通過翅片間空隙排液。由于電制冷機組冷凝器的換熱管，處于膜狀凝結(jié)，隨熱流密度 增大，液膜厚度增加，尤其是管束布置，上部的冷凝液落在下部管上，嚴重增加了液膜 的滯留角，不利于冷凝液的排走，中國專利101004337A(申請?zhí)?00710036470.3)公開的 熱交換管，翅間橫翅，由于翅間橫翅處于同一直線上，互相連接，對冷凝液的流動產(chǎn)生 阻力，尤其是粘度較大的制冷劑，換熱性能降低
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足而提供一種能使電制冷機組冷 凝器用管的外表面與制冷劑冷凝換熱系數(shù)明顯提高，使管內(nèi)換熱性能大幅度提升，大大 提高換熱器的整體換熱效率，并且在不減小底壁厚的情況下可減輕冷凝器重量的電制冷 機組冷凝器用高效換熱管。本實用新型的目的可以通過如下措施來達到電制冷機組冷凝器用高效換熱 管，其包括光滑管、翅片段，光滑管通過管體外設(shè)有螺旋翅片的過渡段與翅片段連接， 其特征在于翅片段的管體外設(shè)有沿管體外表面螺旋伸展的螺旋翅片，翅片的外徑小于等 于光滑管的外徑，螺旋翅片的頂部較根部薄，螺旋翅片的兩側(cè)面的上端部為光滑面，螺 旋翅片的兩側(cè)面的中部設(shè)有與管軸向呈30至70度的斜翅，斜翅的上表面為平臺或者斜 面，斜翅的側(cè)面為梯形，斜翅的一個側(cè)面比另一個相對的側(cè)面的面積大，翅片段的管體 內(nèi)表面設(shè)有螺旋內(nèi)齒，螺旋內(nèi)齒的法向截面為三角型或者梯形。為了進一步實現(xiàn)本實用新型的目的，所述的螺旋內(nèi)齒的螺旋角為30 50度，內(nèi) 齒頭數(shù)為6 60，，齒形角30 90度，內(nèi)齒深度hi為0.2 0.5mm。為了進一步實現(xiàn)本實用新型的目的，所述的螺旋翅片的高度h為0.6 1.6mm， 翅片的間距ρ為0.3 1.3mm，翅片的頂部的厚度t為0.05 0.3mm，翅片的根部的厚度 w為0.1 0.4mm，翅片的頂部較根部薄0.05 0.2mm。為了進一步實現(xiàn)本實用新型的目的，所述的螺旋翅片與斜翅的交界處距翅片頂 部的距離b為0.05 0.5mm，斜翅的高度a為0.3 0.6mm，斜翅的長邊寬度c為0.15 0.5mm，短邊寬度d為0.10 0.4mm，沿管軸向相鄰斜翅互相錯開，斜翅的周向翅距pe 為 0.40 1.0mm。[0008]為了進一步實現(xiàn)本實用新型的目的，所述的螺旋翅片頂部設(shè)有鋸齒型周向齒 槽，鋸齒型周向齒槽與斜翅呈30 90度斜角。為了進一步實現(xiàn)本實用新型的目的，所述的周向齒槽的深度e為0.05 0.4mm， 間距pt為0.4 1.0mm。本實用新型同已有技術(shù)相比可產(chǎn)生如下積極效果本實用新型的管外翅片的 面積明顯增大，與傳統(tǒng)冷凝管相比，不是將翅片頂部加工出凹槽，而是從側(cè)面切出了斜 翅，增加了翅片頂部的面積，管外增加的尖點加強了冷凝換熱的性能，由于是翅片間的 增加了與管軸呈40至60度角的斜翅，邊緣的掛液能力明顯減弱，使冷凝液沿斜翅的方向 快速排走。翅片頂部比根部薄，頂部的空間大于根部空間，增加了冷凝液的排放空間， 液體滯留角減小，更有利于冷凝液快速排液，在斜翅與翅片的交界處形成新的梯度，使 冷凝液在此處被拉長，翅片間的冷凝液膜減薄，減小了冷凝熱阻，尤其是在換熱器上， 上部的冷凝管產(chǎn)生的冷凝液流到下部冷凝管上，下部的管必須能夠快速排走大量的冷凝 液，傳統(tǒng)冷凝管存在較多的滯留液體，管圓周上冷凝液的滯留所占整個圓周比例很大， 所以整體管束的換熱效果不佳，本實用新型這種特殊的結(jié)構(gòu)，恰恰能夠很好的改善這種 狀況，從而提高整機的換熱效果，換熱性能較傳統(tǒng)冷凝管提高10 20%以上，同時外表 面積增加較傳統(tǒng)冷凝管提高10% 20%。且管內(nèi)設(shè)置螺旋內(nèi)齒，增加了對管內(nèi)流體的擾 動，減小了邊界層的厚度，可以在較小的流速下達到紊流。本實用新型能使電制冷機組 冷凝器用管的外表面與制冷劑冷凝換熱系數(shù)明顯提高，通過管內(nèi)的螺旋齒的強化，管內(nèi) 換熱性能大幅度提升，提高了換熱器的整體換熱效率，并且在不減小底壁厚的情況下可 減輕冷凝器重量。

圖1為本實用新型的外部示意圖；圖2為本實用新型的第一種實施方式的翅片段的外表面和軸側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2的管外螺旋翅片軸向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型的第一種實施方式的翅片段的外表面圖；圖5為為本實用新型的第二種實施方式的翅片段的外表面圖；圖6為圖5的管外螺旋翅片軸向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為為本實用新型的第三種實施方式的翅片段的外表面圖；圖8為圖7的管外螺旋翅片軸向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本實用新型的翅片段的管內(nèi)的螺旋齒的軸向剖面圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行詳細說明實施例1:電制冷機組冷凝器用高效換熱管(參見圖1、圖2、圖3、圖4、圖 9)，其包括光滑管7、翅片段9，光滑管7通過管體外設(shè)有螺旋翅片的過渡段8與翅片段 9連接，翅片段9的管體1外設(shè)有與管中心軸線呈一定螺旋角并沿管體外表面螺旋伸展的 螺旋翅片2，翅片段9的翅片2的外徑小于等于光滑管7的外徑，螺旋翅片2的頂部2B 較根部2A薄，螺旋翅片2的兩側(cè)面的上端部為光滑面3，螺旋翅片2的兩側(cè)面的中部設(shè) 有與管軸向呈30至70度的斜翅4，斜翅4的上表面為平臺或者斜面，斜翅4的側(cè)面為梯 形，斜翅4的一個側(cè)面4A比另一個相對的側(cè)面4B的面積大。螺旋翅片2的高度h的范圍為0.6 1.6mm，翅片2的間距ρ為0.3 1.3mm，翅片2的頂部2B的厚度t為0.05 0.3mm，翅片2的根部2A的厚度w為0.1 0.4mm，翅片2的頂部2B較根部2A薄0.05 0.2mm。斜翅4與翅片2的交界處距翅片2頂部的距離b為0.05 0.5mm，斜翅4的高度 a為0.3 0.6mm，斜翅4的長邊寬度c為0.15 0.5mm，短邊寬度d為0.10 0.4mm， 沿管軸向相鄰斜翅互相錯開，斜翅4的周向翅距pe為0.40 1.0mm。本實用新型為強化管內(nèi)的換熱，增加擾流，減小對流換熱邊界層的厚度，翅片 段9的管體1內(nèi)表面設(shè)有螺旋內(nèi)齒5，螺旋角為30 50度，內(nèi)齒頭數(shù)為6 60，內(nèi)齒的 法向截面為三角型或者梯形，齒形角30 90度，內(nèi)齒深度hi為0.2 0.5mm。本實用新型在光滑管上一次成型，加工出螺旋內(nèi)齒5和與管中心軸線呈一定螺 旋角并沿管體外表面螺旋伸展的螺旋翅片1，翅片段與管體之間沒有接觸熱阻，光滑管7 與翅片段9通過過渡段8連接。實施例2:電制冷機組冷凝器用高效換熱管(參見圖5、圖6、圖9)，其與實施 例1基本相同，其區(qū)別在于本實施例為強化管外的換熱性能，在螺旋翅片2頂部加工出一 定深度的鋸齒型周向齒槽6，鋸齒型周向齒槽6與斜翅4呈30 90度斜角，本實施例周 向齒槽6與斜翅4呈45度角。增加面積的同時，增加了頂部的尖點數(shù)量，增加了冷凝液 的擾動，周向齒槽6的深度e為0.05 0.4mm，間距pt為0.4 1.0mm。實施例3:電制冷機組冷凝器用高效換熱管(參見圖7、圖8、圖9)，其與實施 例1基本相同，其區(qū)別在于本實施例為強化管外的換熱性能，在螺旋翅片2頂部加工出一 定深度的鋸齒型周向齒槽6，鋸齒型周向齒槽6與斜翅4呈30 90度斜角，本實施例周 向齒槽6與斜翅4呈90度角。增加面積的同時，增加了頂部的尖點數(shù)量，增加了冷凝液 的擾動，周向齒槽6的深度e為0.05 0.4mm，間距pt為0.4 1.0mm。
權(quán)利要求1.電制冷機組冷凝器用高效換熱管，其包括光滑管(7)、翅片段(9)，光滑管(7)通 過管體外設(shè)有螺旋翅片的過渡段(8)與翅片段(9)連接，其特征在于翅片段(9)的管體(1)外設(shè)有沿管體外表面螺旋伸展的螺旋翅片(2)，翅片(2)的外徑小于等于光滑管(7) 的外徑，螺旋翅片(2)的頂部(2B)較根部(2A)薄，螺旋翅片(2)的兩側(cè)面的上端部為 光滑面(3)，螺旋翅片(2)的兩側(cè)面的中部設(shè)有與管軸向呈30至70度的斜翅(4)，斜翅 (4)的上表面為平臺或者斜面，斜翅(4)的側(cè)面為梯形，斜翅(4)的一個側(cè)面(4A)比另 一個相對的側(cè)面(4B)的面積大，翅片段(9)的管體(1)內(nèi)表面設(shè)有螺旋內(nèi)齒(5)，螺旋 內(nèi)齒(5)的法向截面為三角型或者梯形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電制冷機組冷凝器用高效換熱管，其特征在于所述的螺旋內(nèi) 齒(5)的螺旋角為30 50度，內(nèi)齒頭數(shù)為6 60，，齒形角30 90度，內(nèi)齒深度hi 為 0.2 0.5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電制冷機組冷凝器用高效換熱管，其特征在于所述的螺旋 翅片(2)的高度h為0.6 1.6mm，翅片(2)的間距ρ為0.3 1.3mm,翅片(2)的頂部 (2B)的厚度t為0.05 0.3mm，翅片(2)的根部(2A)的厚度w為0.1 0.4mm，翅片(2)的頂部(2B)較根部(2A)薄0.05 0.2mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的電制冷機組冷凝器用高效換熱管，其特征在于所述的螺 旋翅片(2)與斜翅⑷的交界處距翅片(2)頂部的距離b為0.05 0.5mm，斜翅(4)的 高度a為0.3 0.6mm，斜翅(4)的長邊寬度c為0.15 0.5mm，短邊寬度d為0.10 0.4mm，沿管軸向相鄰斜翅互相錯開，斜翅⑷的周向翅距pe為0.40 1.0mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的電制冷機組冷凝器用高效換熱管，其特征在于所述的螺 旋翅片(2)頂部設(shè)有鋸齒型周向齒槽(6)，鋸齒型周向齒槽(6)與斜翅(4)呈30 90度 斜角。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電制冷機組冷凝器用高效換熱管，其特征在于所述的周向齒 槽(6)的深度e為0.05 0.4mm，間距pt為0.4 1.0mm。
專利摘要本實用新型公開了電制冷機組冷凝器用高效換熱管，其包括光滑管(7)、翅片段(9)、設(shè)有螺旋翅片的過渡段(8)，其特征在于管體(1)外設(shè)有螺旋翅片(2)，其外徑小于等于光滑管(7)的外徑，其頂部(2B)較根部(2A)薄，兩側(cè)面的上端部為光滑面(3)，兩側(cè)面的中部設(shè)有與管軸向呈30至70度的斜翅(4)，斜翅(4)的上表面為平臺或者斜面，側(cè)面為梯形，一個側(cè)面(4A)比另一個相對的側(cè)面(4B)的面積大，管體(1)內(nèi)表面設(shè)有法向截面為三角型或者梯形的螺旋內(nèi)齒(5)，本實用新型管外冷凝換熱得到強化，增加了冷凝液的排放空間，有利于冷凝液快速排液及冷凝液膜的拉長，加強了管內(nèi)的擾流，強化了管內(nèi)換熱，使整體的換熱效率明顯提高。
文檔編號F28F1/34GK201803635SQ20102055283
公開日2011年4月20日 申請日期2010年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月28日
發(fā)明者叢鐵軍, 張俊峰, 李小利, 林海英, 王申英, 高虎 申請人:煙臺恒輝銅業(yè)有限公司