CN100437011C - 一种电制冷机组用满液式铜蒸发换热管 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电制冷机组用满液式铜蒸发换热管，所述蒸发换热管包括光杆部、设置有翅片的翅片部、连接光杆部与翅片部的过渡部，所述翅片之间夹设形成有一次蒸发腔室，所述一次蒸发腔室底部向上延伸设置有五次翅片，所述五次翅片将一次蒸发腔室分成至少两个小空腔，形成所述一次蒸发腔室的翅片之间具有蒸发翅口。所述蒸发换热管由于设置多个小空腔，因此极易在小空腔底壁处形成制冷剂膜，并成核沸腾，继而蒸发，形成气泡经过蒸发翅口逸出，而制冷剂经过蒸发翅口进入小空腔，因此沸腾、蒸发、液体填充循环不止，因此大大增强了气泡核沸腾所需的汽化核心，使冷剂液体更易于成核汽化，有利于提高蒸发换热管的热交换效率。

Description

一种电制冷机组用满液式铜蒸发换热管
技术领域
本发明涉及一种蒸发换热管，尤其涉及一种用于电制冷机组用满液式铜蒸发换热管。
背景技术
近年来，制冷、空调技术的迅速发展，推动了两器制造技术的不断更新。高效化、小型化、轻量化及新冷媒的代替仍是两器发展的主要方向，围绕两器用的蒸发管的设计及其技术应用，也在不断的更新、发展。目前常用的蒸发管改善方法有几种：1)增加表面的热传递面积，增加面积一般是通过在管外表面增设翅片或者直接在管外表面上加工翅片实现，但在外表面上增设翅片通常会在翅片与管外表面之间产生热阻，在外表面上加工翅片则常会受到工艺及管的尺寸限制不能完全满足散热需求；2)在与沸腾液体接触的管表面设有促进气泡核形成的空间，在上述空间内容易形成气泡，气泡在贴近蒸发管表面受热量驱使而变大，受液体表面张力的作用，气泡只有足够大到能够克服液体表面张力才能离开表面，由于现有的管表面促进气泡核形成的空间较大，气泡克服液体张力所需要的体积也需要足够大，因此不利于迅速将表面的热量带走，也不利于快速地将空间留出供新的气泡形成；3)目前蒸发管的光面与具有翅片的面之间的不完整翅片的过渡部分长度约为60mm左右，而不完整翅片的过渡长度越大，不完整的翅片越多，就越不利于冷凝性能的提高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种热交换效率高的蒸发换热管。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：本发明电制冷机组用满液式铜蒸发换热管，包括光杆部、设置有翅片的翅片部、连接光杆部与翅片部的过渡部，所述翅片之间夹设形成有一次蒸发腔室，所述一次蒸发腔室底部向上延伸设置有五次翅片，所述五次翅片将一次蒸发腔室分成至少两个小空腔，形成所述一次蒸发腔室的翅片之间具有蒸发翅口。
优选的，所述翅片部上还开设有二次翅槽，所述二次翅槽垂直于蒸发换热管的轴线。
优选的，所述二次翅槽的二次翅槽深范围为0.15-0.35mm，二次翅槽宽范围为0.15～0.25mm，二次翅槽数范围为60～125个/周。
优选的，所述翅片部上还开设有三次翅槽，所述三次翅槽与蒸发换热管轴线的夹角范围是120°-160°。
优选的，所述三次翅槽的三次翅槽深范围为0.15～0.35mm，三次翅槽宽范围为0.15～0.25mm，三次翅槽数范围为60～125个/周。
优选的，所述翅片部上还开设有四次翅槽，所述四次翅槽与蒸发换热管轴线的夹角范围是20°-60°。
优选的，所述四次翅槽的四次翅槽深范围为0.15～0.35mm，四次翅槽宽范围为0.15～0.25mm，四次翅槽数范围为60～125个/周。
优选的，所述蒸发换热管内表面还设置有内齿。
优选的，所述内齿的条数范围为30-60个/英寸，齿高范围为0.20～0.40mm，螺旋角的范围30°-60°，齿顶角范围为30°-60°。
优选的，所述翅片部的翅片的形状为T形，且所述五次翅片的五次翅高范围是0.10-0.25mm，五次翅宽范围为0.05-0.15mm，条数范围为1～4条/槽。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：1)本发明的一次蒸发腔室内设置多个五次翅片，所述五次翅片将蒸发腔室分成多个小空腔，因此在小空腔底壁处制冷剂膜极易成核沸腾，继而蒸发，形成气泡经过蒸发翅口逸出，制冷剂经过蒸发翅口进入小空腔，因此沸腾、蒸发、液体填充循环不止，本发明每个蒸发腔室内设置的多腔室结构，大大增强了气泡核沸腾所需的汽化核心，使冷剂液体更易于成核汽化，加速了汽化过程；2)本发明蒸发换热管的翅片上还开设有二次翅槽、三次翅槽及四次翅槽，进一步增加扰流的同时，也为蒸发气泡逸出及制冷剂不断补充提供多条通道，从而换热性能进一步提高；3)本发明蒸发换热管的内齿为类三角形结构，且内齿数目合适，因此不仅增大了管内换热面积，也造成冷媒水的紊流二次流，使管内换热效率得以大幅度提高；4)本发明蒸发换热管的光杆部与翅片部之间的过度段L较小(L为5～25mm)，因此不完整翅片的数目减少，相当于加大了散热部分的尺寸，增加了散热面积，提高了管材的利用率，因而散热效率进一步提高；5)本发明借助蒸发换热管内表面的内齿与外表面的蒸发腔室使得管内外的换热性能均得到提高，而且本发明的壁厚、外径设计的非常合理，使得铜管整体的换热系数显著提高，进而有利于提高蒸发器整体的换热效果。
附图说明
图1是本发明半剖视图。
图2是本发明的局部立体示意图。
图3是图1中A部分的放大图。
图4是图1中B部分的放大图。
元件符号说明
100：蒸发换热管      1：翅片部           11：一次翅片
111：一次蒸发腔室    Df：带翅端外径      Tf：带翅端底壁厚
Ew：一次翅逢宽       Fh1：外翅高         FPI：外翅数/英寸
110蒸发翅口          Eg：蒸发翅缝宽      112二次翅槽
H2：二次翅槽深       L2：二次翅槽宽      113：三次翅槽
H3：三次翅槽深       L3：三次翅槽宽      114：四次翅槽
H4：四次翅槽深       L4：四次翅槽宽      12：五次翅片
H5：五次翅高         L5：五次翅宽        121：五次翅缝
3：过渡部            5：光杆部           D：光杆部外径
T：光杆部壁厚        15：内齿            Rh：内翅高
β1：内齿螺旋角      θ1：内齿齿顶角
具体实施方式
下面结合附图对本发明优选实施例作详细描述。
请参照图1所示，本发明蒸发换热管100包括翅片部1、设于蒸发换热管100两端的光杆部5(图中仅示出一端)、位于光杆部5与翅片部1之间的过渡部3、设置于蒸发换热管100内表面的内齿15。所述光杆部5的直径D范围为12-26mm，壁厚T范围为0.5-0.9mm，优选的，本发明蒸发换热管100由铜材料制成。本发明通过对满液式换热管换热机理、成型工装及成型工艺的研究，制造出直径D范围在12-26mm规格的满液式蒸发换热管100，所述蒸发换热管100用于满液式蒸发器蒸发换热管，管外流体为制冷剂，管内为冷媒水，管外制冷剂通过传热管吸收冷媒水热量而蒸发，同时使冷媒水温度降低而达到制冷效果。
请参照图2-图4所示，翅片部1的带翅端外径Df范围是12-26mm，带翅端底壁厚Tf范围是0.5-1.0mm，所述翅片部1外表面上设置的翅片11形状约呈T形，且翅片11的翅高Fh1范围是0.5-1.0mm，数目FPI范围为30-50个/英寸。相邻翅片11上部之间的设置有蒸发翅口110，所述蒸发翅口110的蒸发翅缝宽Eg范围是0.1-0.2mm，所述翅片11为一次翅片，该翅片11的一次翅缝宽Ew范围为0.35-0.65mm。
请参照图1-图3所示，所述翅片11还开设有垂直于蒸发换热管100轴线的二次翅槽112、与蒸发换热管100轴线夹角范围为120°-160°的三次翅槽113、与蒸发换热管100轴线夹角范围为20°-40°的四次翅槽114，优选的，所述三次翅槽113与轴线夹角为135°，所述四次翅槽114与轴线夹角为45°。所述二次翅槽112的二次翅槽深H2范围为0.15-0.35mm，二次翅槽宽L2范围为0.15～0.25mm，二次翅槽数范围为60～125个/周。所述三次翅槽113的三次翅槽深H3范围内为0.15～0.35mm，三次翅槽宽L3范围为0.15～0.25mm，三次翅槽数范围为60～125个/周。所述四次翅槽114的四次翅槽深H4范围为0.15～0.35mm，四次翅槽宽L4范围为0.15～0.25mm，四次翅槽数范围为60～125个/周。上述二次翅槽112、三次翅槽113及四次翅槽114相互贯通，因此制冷剂流体可以在上述的二次翅槽112、三次翅槽113、四次翅槽114中充满及流动，从而蒸发换热管100的外表面与制冷剂之间的接触换热面积得到极大的提高。
所述相邻两翅片11之间形成有一次蒸发腔室111，所述蒸发腔室111截面大致为椭圆形，且蒸发腔室111的最宽距离即一次翅缝宽Ew。所述一次蒸发腔室111与上述的二次翅槽112、三次翅槽113、四次翅槽114均是贯通的，因此制冷剂同时充满所述一次蒸发腔室111，进一步增加了蒸发换热管100与制冷剂之间的热交换面积。所述一次蒸发腔室111内的底壁上还向上延伸的若干五次翅片12，优选的，每个一次蒸发腔室111内的五次翅片12的五次翅条数范围为1～4条/槽，优选的五次翅条数为3条/槽，所述五次翅片12的五次翅高H5范围是0.10-0.25mm，五次翅宽L5范围为0.05-0.15mm。
所述一次蒸发腔室111内容易形成气泡核，且气泡核首先形成在一次蒸发腔室111的底壁，并且在吸收热量后逐渐增大，由于五次翅片12设置于一次蒸发腔室111的底壁上并将一次蒸发腔室111分成若干个小空腔121，因此每一蒸发腔室111内均可以形成多个气泡，大大增加了气泡核沸腾所需要的汽化核心，因此制冷剂更容易形成核汽化，一次蒸发腔室111内产生的多个气泡经过蒸发翅口110逸出蒸发腔室111，从而施放蒸发换热管100的热量，制冷剂经过蒸发翅口110再次充满蒸发腔室111及其中的小空腔121，如此交替进行，加快了蒸发换热管100与制冷剂之间的热交换。
本发明的蒸发换热管通过内模芯头与外模模具、组合刀具与冷加工工艺相结合，不仅在外表面上加工形成翅片11、翅槽112-114及五次翅片12，而且还在蒸发换热管100的内表面加工出内齿15，优选的，所述内齿15是连续的，并且内齿15的截面形状为类三角形，所述内齿15的齿顶和齿底均可圆滑过渡，所述内齿15的条数范围为30-60个/英寸，内齿15的齿高Rh范围为0.20～0.40mm，内齿15螺旋角β1的范围为30°-60°，内齿15的齿顶角θ1范围为：30°-60°。所述内齿15增加了管内换热面积，并且使蒸发换热管100内的冷媒水发生二次紊流，使得蒸发换热管100内的换热性能得到极大的提高。
如上所述，本发明蒸发换热管100的T形翅片11构成一次蒸发腔室111，该一次蒸发腔室111内的五次翅12将一次蒸发腔室111分成若干个小空腔121。在一次蒸发腔室111内的小空腔121底壁处的制冷剂膜极易成核沸腾，继而蒸发，形成气泡，气泡中的蒸汽过度吸收热量，使得气泡的尺寸变大，当气泡的尺寸足够大时，气泡离开传热管腔室底壁经蒸发翅口110离开传热管，周围制冷剂液体又经蒸发翅口110进入气泡所腾出的小空腔121及一次蒸发腔室111内，如此成核沸腾、蒸发、液体填充，循环不止，加速热交换地进行。因此一次蒸发腔室111中的多个小腔室121结构，大大增强了气泡核沸腾所需的汽化核心，使冷剂液体更易于成核汽化，加速了汽化过程。
本发明中二次翅槽112、三次翅槽113、四次翅槽114在进一步增加扰流的同时，为蒸发气泡自蒸发翅口110逸出及制冷剂不断补充的提供更多的通道，因而使换热性能进一步提高，因此可以理解的，所述二次翅槽112、三次翅槽113及四次翅槽114并非本发明的必要技术特征，只是使本发明蒸发换热管100的热交换效果更好。
所述翅片11的截面也并不限于是T形的，当然可以是倒三角形，倒梯形等，只要在相邻翅片11间容易形成便于气泡核成形的一次蒸发室111即可。另外图2所示的五次翅12方向为翅片11的螺旋方向，当然五次翅12的方向不限于该螺旋方向，也可以采用垂直于翅片11螺旋方向的方向。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电制冷机组用满液式铜蒸发换热管，包括光杆部、设置有翅片的翅片部、连接光杆部与翅片部的过渡部，所述翅片之间夹设形成有一次蒸发腔室，其特征在于：所述一次蒸发腔室底部向上延伸设置有五次翅片，所述五次翅片将一次蒸发腔室分成至少两个小空腔，形成所述一次蒸发腔室的翅片之间具有蒸发翅口。
2.如权利要求1所述的电制冷机组用满液式铜蒸发换热管，其特征在于：所述翅片部上还开设有二次翅槽，所述二次翅槽垂直于蒸发换热管的轴线。
3.如权利要求2所述的电制冷机组用满液式铜蒸发换热管，其特征在于：所述二次翅槽的二次翅槽深范围为0.15-0.35mm，二次翅槽宽范围为0.15～0.25mm，二次翅槽数范围为60～125个/周。
4.如权利要求1所述的电制冷机组用满液式铜蒸发换热管，其特征在于：所述翅片部上还开设有三次翅槽，所述三次翅槽与蒸发换热管轴线的夹角范围是120°-160°。
5.如权利要求4所述的电制冷机组用满液式铜蒸发换热管，其特征在于：所述三次翅槽的三次翅槽深范围为0.15～0.35mm，三次翅槽宽范围为0.15～0.25mm，三次翅槽数范围为60～125个/周。
6.如权利要求1所述的电制冷机组用满液式铜蒸发换热管，其特征在于：所述翅片部上还开设有四次翅槽，所述四次翅槽与蒸发换热管轴线的夹角范围是20°-60°。
7.如权利要求6所述的电制冷机组用满液式铜蒸发换热管，其特征在于：所述四次翅槽的四次翅槽深范围为0.15～0.35mm，四次翅槽宽范围为0.15～0.25mm，四次翅槽数范围为60～125个/周。
8.如权利要求1所述的电制冷机组用满液式铜蒸发换热管，其特征在于：所述蒸发换热管内表面还设置有内齿。
9.如权利要求8所述的电制冷机组用满液式铜蒸发换热管，其特征在于：所述内齿的条数范围为30-60个/英寸，齿高范围为0.20～0.40mm，螺旋角的范围为30°-60°，齿顶角范围为30°-60°。
10.如权利要求1-9中任一项所述的电制冷机组用满液式铜蒸发换热管，其特征在于：所述翅片部的翅片的形状为T形，且所述五次翅片的五次翅高范围是0.10-0.25mm，五次翅宽范围为0.05-0.15mm，条数范围为1～4条/槽。
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Denomination of invention: Flooded copper-evaporating heat-exchanging pipe for electric refrigerator set

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