蒸发器热交换管制造技术

一种制冷和空调系统中的蒸发器用的热交换管，属于热交换技术领域。包括管体和于管体的外壁面上的顶部具翅顶凸台的外翅片以及位于相邻外翅片之间的凹槽，所述翅顶凸台的两侧相向延展有翅顶边缘，翅顶边缘与由相邻外翅片的翅顶凸台的两侧同样地相向延展而构成的翅顶边缘互相接应，接应程度为得以使凹槽的槽腔腔口闭合到具间隙的状态并且使槽腔整体上呈空穴结构；所述外翅片的近中部且沿外翅片延伸方向的翅壁上间设有用于将所述的空穴构成为复式空穴结构的横翅。优点一，能带来优异的沸腾换热系数和强化沸腾换热之效果；之二，具有节约材料、降低管体重量的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制冷和空调系统中的蒸发器用的热交换管，更为具体地讲是一种管的外壁形成有复式空穴结构表面的蒸发器热交换管，属于热交换
技术介绍
在制冷、空调、过程工程、石油化工以及能源与动力工程等许多领域，涉及到液体在管束外表面的沸腾与蒸发。尤其是制冷和空调系统中所用的蒸发器，其制冷剂在管外沸腾时的沸腾换热热阻与管内强制对流换热热阻相当甚至大于管内强制对流换热热阻，因此，强化管外沸腾换热对于提高蒸发器的传热性能可以起到显著效果。关于核态沸腾机理的研究表明，液体的沸腾需要有汽化核心的存在。在给定加热表面的过热度的条件下，只有当汽化核心的半径大于气泡生长所需要的最小半径，气泡才能长大，核态沸腾才能进行。而加热表面上的凹槽和裂缝所形成的空穴最可能成为汽化核心。在沸腾过程中，当气泡长大脱离空穴之后，由于液体表面张力的作用，这些空穴所截留的部分蒸汽很难被流入的液体彻底逐出，就成为新的汽化核心，长出新的气泡，使得沸腾过程不断持续。由此可知，要强化核态沸腾换热，关键在于在加热表面形成众多的汽化核心。因此，始于20世纪70年代的强化沸腾传热表面的许多开发工作都是围绕着在加热表面形成多孔结构展开的，而且在众多的文献中可以见诸，例如中国专利95246323.7(授权公告号2257376Y)和中国专利03207498.0(授权公告号2662187Y)公开的蒸发器用热交换管，其外表面为顶部压成T形的螺旋翅片，以构成沟槽结构；中国专利95118177.7(授权公告号1090750C)和中国专利02263461.4(授权公告号2557913Y)公开的热交换管，其外表面设有具有沿圆周方向均布着斜齿的螺旋翅片，通过对翅片施压使翅片齿顶向两侧延展而构成空穴结构；中国专利申请公开说明书CN1366170A(申请号02101870.7)公开的热交换管，其外表面采用机械加工方法形成翅片，在翅片之间的初级沟槽的槽底形成次级沟槽；中国专利CN1100517A(申请号94116309.1)公开的热交换管，其外表面的翅片被压向一边倾倒，通过在翅片肩部再压凹槽而构成空穴结构；中国专利02264793.7(授权公告号2572324Y)公开的蒸发器用热交换管，其外表面采用机械加工方法形成具有锯齿结构的螺旋翅片，并在锯齿顶部压出斜槽，借以构成空穴结构。上述文献对热交换管的外壁表面即习惯所称的外翅片的结构的共同特点是具有开口略小的沟槽结构或空穴结构，以构造出形成汽化核心的场所，从而达到强化沸腾换热的效果。随着对核态沸腾机理研究的深入，人们发现，当气泡形成之后，在气泡的生长过程中，泡底液体微层的蒸发起着重要的甚至是支配性的作用。低液位沸腾换热的实验表明，当液位高度低于某个临界值(该临界值小于气泡直径的2倍)之后，当前一个气泡脱离加热表面浮升后，因受到液面的抑制而不能马上远离加热表面，后一气泡在生长时便受到了前一气泡的压抑而呈半球状生长，从而能使泡底液体微层具有较大的蒸发面积，对沸腾换热系数有着明显升高的效果。实验还表明，由于泡底液体微层的厚度大约为1微米的数量级，其热阻很小，如果设法增大泡底微层液膜的面积或者延长泡底微层液膜的持续时间，就可以使沸腾换热得到强化。然而，已公开的文献中表现于蒸发器热交换管管外的外翅片的结构均不足以体现出由上述实验结果所表明的具有使沸腾换热系数显著提高的效果和使沸腾换热得到显著强化的效果，而且管子的重量较大，造成原材料浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的是要提供一种能使热交换管外表面与管外液体之间的沸腾换热系数得到显著提高、沸腾换热得到显著强化、且还可减轻重量的蒸发器热交换管。本专利技术的目的是这样来达到的，一种蒸发器热交换管，包括管体1和延伸于管体1的外壁面上的顶部具翅顶凸台3的外翅片2以及位于相邻外翅片2之间的凹槽6，所述翅顶凸台3的两侧相向延展构成有翅顶边缘3a，翅顶边缘3a与由相邻外翅片2的翅顶凸台3的两侧同样地相向延展而构成的翅顶边缘3a互相接应，该接应的接应程度为得以使所述凹槽6的槽腔腔口闭合到具间隙的状态并且使槽腔整体上呈空穴结构；在所述的外翅片2的近中部且沿外翅片2延伸方向的翅壁上间隔地延设有用于将所述的空穴构成为复式空穴结构的横翅4。本专利技术的外翅片2是以螺旋状、环形状、与管体1呈轴向状延伸中的任意一种延伸方式而延伸于管体1的外壁面上，外翅片2的翅高为0.4-1.6mm，翅距为0.4-1.5mm。本专利技术所述的外翅片2的顶部的翅顶凸台3为T形状、钉状中的任意一种。本专利技术在所述的外翅片2上还间设有斜槽8，斜槽8的底部位置高于所述的横翅4的根部位置，斜槽8的深度为的0.1-0.5mm，且斜槽8在沿所述外翅片2的延伸方向上每厘米长度上的槽数为10-25条，与外翅片2的延伸方向之间的夹角α为40-50°，藉由斜槽8将所述的翅顶凸台3的形状构成为钉状齿台，钉状齿台与横齿4构成交错，在钉状齿台的顶表面进而增设有齿顶斜槽11，齿顶斜槽11的深度为0.05-0.25mm，与外翅片2的延伸方向之间的夹角β为130-140°。本专利技术所述的横翅4以其朝向翅顶凸台3的那一侧表面为平面且与管体1的表面构成平行的方式而延设于外翅片2的中部。本专利技术所述的横翅4以其朝向翅顶凸台3的那一侧表面与外翅片2相交构成锐角并且向着背离外翅片2的延伸方向构成弯曲的方式而延设于外翅片2的中部。本专利技术所述的横翅4的设置数量为以外翅片2延伸方向每厘米长度的外翅片2上设10-25个，各横翅4的翅顶中心至凹槽6的底部的距离与外翅片2的翅高比为0.2-0.75，横翅4的宽度为≥0.2mm，并且与其沿外翅片2的延伸方向的翅距之比≤0.8。本专利技术所述的管体1的内壁设有内翅片7，该内翅片7是呈螺旋状设置的，高度为0.3-0.5mm，并且与管体1的中心线形成的角度γ为40-50°。本专利技术所述的横翅4延设在外翅片2的一侧，沿所述外翅片2的延伸方向等距分布，其齿梢5的伸展程度为伸展到与相对应一侧的外翅片2的翅壁相接触和与相对应一侧的外翅片2的翅壁之间构成有窄隙9的任意一种伸展程度。本专利技术所述的横翅4配成对地延设在外翅片2的两侧，沿所述外翅片2的延伸方向等距分布，彼此的齿梢5的对应程度为对应到两者之间构成交错、两者之间构成相接触、两者之间构成有间隙10的任意一种程度。本专利技术与已有技术相比的优点之一，通过将翅顶凸台3的两侧相向延展将凹槽6构成空穴结构，再辅以外翅片2的腰部沿着外翅片2延伸的方向上所设的横翅4，从而将先前的空穴进而形成为复式空穴结构。在沸腾传热过程中，在凹槽6的底部生成的气泡在生长过程中受到横翅4以及横翅4上方的气泡的压抑而沿外翅片2的延伸方向向两边扩张，从而使凹槽6的底部泡底液体微层的面积得到扩大。随着气泡的继续长大，气泡将突破横翅4的压抑，与横翅4上部的气泡聚合，并从翅顶凸台3之间的间隙中逸出，脱离热交换管。当气泡逸出后，过冷液体将冲入凹槽6，这时，横翅4又起着阻挡液体对残留气体的冲击的作用，使空穴结构保持有足够多的汽化核心，使强化沸腾换热得以持续进行。显见能带来优异的沸腾换热系数和强化沸腾换热之效果；之二，因横齿4是在外翅片2的近中部延展而成的，故无须通过提高外翅片2的高度来获得换热面积，具有节约材料、降低管体1重量的效果。附图说明图1为本专利技术的一实施例结构示意本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蒸发器热交换管，包括管体（１）和延伸于管体（１）的外壁面上的顶部具翅顶凸台（３）的外翅片（２）以及位于相邻外翅片（２）之间的凹槽（６），其特征在于所述翅顶凸台（３）的两侧相向延展构成有翅顶边缘（３ａ），翅顶边缘（３ａ）与由相邻外翅片（２）的翅顶凸台（３）的两侧同样地相向延展而构成的翅顶边缘（３ａ）互相接应，该接应的接应程度为得以使所述凹槽（６）的槽腔腔口闭合到具间隙的状态并且使槽腔整体上呈空穴结构；在所述的外翅片（２）的近中部且沿外翅片（２）延伸方向的翅壁上间隔地延设有用于将所述的空穴构成为复式空穴结构的横翅（４）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陆明华，张春明，崔晓钰，罗行，马虎根，
申请(专利权)人：江苏萃隆铜业有限公司，上海理工大学，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]