專利名稱：一種電制冷機組冷凝器用新型高效換熱管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電制冷機組冷凝器用新型高效換熱管，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。
背景技術(shù)：
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。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明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 器用新型高效換熱管。本發(fā)明的目的可以通過如下措施來達到一種電制冷機組冷凝器用新型高效換熱 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。為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明的目的，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
0.4_，翅片的頂部較根部薄0. 05 0. 2_。為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明的目的，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.Omm0為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明的目的，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)本發(fā)明的目的，所述的周向齒槽的深度e為0. 05 0. 4mm,間距
3pt 為 0. 4 1. 0mm。為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明的目的，所述的翅片段的管體內(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，螺旋內(nèi)齒上開有凹槽。為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明的目的，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)本發(fā)明的目的，所述的凹槽與螺旋內(nèi)齒的螺旋角呈40度至90度 角，凹槽深度hi為螺旋內(nèi)齒高的1/5 2/3，凹槽的法向間距為0. 5 2. 0mm。本發(fā)明同已有技術(shù)相比可產(chǎn)生如下積極效果本發(fā)明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，本發(fā)明這 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。本發(fā)明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為本發(fā)明的外部示意圖；圖2為本發(fā)明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為本發(fā)明的第一種實施方式的翅片段的外表面圖；圖5為為本發(fā)明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為為本發(fā)明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為本發(fā)明的翅片段的管內(nèi)的螺旋齒的軸向剖面圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進行詳細說明實施例1 一種電制冷機組冷凝器用新型高效換熱管(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
4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。本發(fā)明為強化管內(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,螺旋內(nèi)齒5上切有與其 螺旋角呈40度至90度角的凹槽6，凹槽深度hi為螺旋內(nèi)齒高的1/5 2/3，凹槽6的法向 間距為0. 5 2. 0_。本發(fā)明在光滑管上一次成型，加工出帶有凹槽6的內(nèi)螺旋齒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 —種電制冷機組冷凝器用新型高效換熱管(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10，鋸齒型周向齒槽10與斜翅4呈30 90度斜角，本實施例 周向齒槽10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10的深度e為0. 05 0. 4mm,間距pt為0. 4 1. 0_。實施例3 —種電制冷機組冷凝器用新型高效換熱管(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10，鋸齒型周向齒槽10與斜翅4呈30 90度斜角，本實施例 周向齒槽10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10的深度e為0. 05 0. 4mm,間距pt為0. 4 1. 0_。
權(quán)利要求
一種電制冷機組冷凝器用新型高效換熱管，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。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電制冷機組冷凝器用新型高效換熱管，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⑵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。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種電制冷機組冷凝器用新型高效換熱管，其特征在 于所述的螺旋翅片(2)與斜翅(4)的交界處距翅片(2)頂部的距離b為0. 05 0. 5mm，斜 翅⑷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。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種電制冷機組冷凝器用新型高效換熱管，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(10)，鋸齒型周向齒槽 10)與斜翅(4)呈 30 90度斜角。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種電制冷機組冷凝器用新型高效換熱管，其特征在于所述 的周向齒槽(10)的深度e為0. 05 0. 4匪，間距pt為0. 4 1. 0匪。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電制冷機組冷凝器用新型高效換熱管，其特征在于所述 的翅片段(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，螺旋內(nèi)齒(5)上開有凹槽(6)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種電制冷機組冷凝器用新型高效換熱管，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。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種電制冷機組冷凝器用新型高效換熱管，其特征在于 所述的凹槽(6)與螺旋內(nèi)齒(5)的螺旋角呈40度至90度角，凹槽深度hi為螺旋內(nèi)齒高的 1/5 2/3，凹槽(6)的法向間距為0. 5 2. 0讓。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電制冷機組冷凝器用新型高效換熱管，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，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，其一個側(cè)面(4A)比另一個相對的側(cè)面(4B)的面積大，本發(fā)明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F28F1/34GK101949662SQ20101050001
公開日2011年1月19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