[發明專利]一種強化冷凝管

有效

• 申請號: 200910181415.2
• 申請日: 2009-07-16
• 公開（公告）號: CN101603793A
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發明（設計）人: 陸明華;張春明;羅行;周浩平;時明華
• 申請（專利權）人: 江蘇萃隆精密銅管股份有限公司;上海理工大學
• 主分類號: F28F1/36
• 分類號: F28F1/36;F28F13/04
• 代理公司: 常熟市常新專利商標事務所
• 代理人: 朱偉軍

技術領域

本發明涉及一種強化冷凝管，用作制冷和空調系統以及能源與動力設備中的冷凝器的熱交換部件，屬于熱交換部件技術領域。

背景技術

在制冷、空調、過程工程、石油化工以及能源與動力工程等領域，常常涉及到液體在管束外表面的凝結。尤其是制冷與空調系統中所用的冷凝器，蒸汽在管外凝結時的相變換熱熱阻與管內強制對流換熱熱阻相當甚至大于管內強制對流換熱熱阻，因此，強化管外的凝結換熱對于提高冷凝器的傳熱性能可以起到顯著的效果。而在電廠中所用的凝汽器，由于冷凝水的量很大，冷凝液膜的熱阻不可忽視，采用具有良好排液性能的三維低翅片冷凝管可以有效加速排液，減小液膜的傳熱熱阻，從而提高凝汽器的傳熱性能。

關于凝結換熱機理的研究表明，液膜的導熱熱阻是凝結傳熱熱阻的主要部分，因此，強化冷凝傳熱的關鍵是盡可能減小冷凝液膜的厚度。實現這一目的需要同時從兩個方面入手，一方面是在換熱表面生成特殊的擴展表面，改變液膜的表面張力分布，冷凝液在表面張力的作用下堆積在擴展表面的凹槽部位，在凹槽部位傳熱將被消弱，但擴展表面的尖銳部位的液膜則變得很薄，傳熱效果顯著提高，因此，總體傳熱性能可以得到有效提高；另一方面是設法提高擴展表面的排液速度，防止擴展表面被冷凝液壅塞，其原理是或者采用尖銳擴展表面減小表面張力滯留液滴的作用，或者利用槽道引導冷凝液積聚增加重力對液滴脫離的作用，從而加速液滴的脫離。

中國專利ZL93101513.8(授權公告號CN1077979C)公開的冷凝器熱交換管在外翅片上壓出多個彼此之間有間距的凹口，在壓出時同時形成從外翅片側壁面上伸出的橫向凸出部分，形成三維擴展表面。中國專利ZL95118179.3(授權公告號CN1090751C)公開的冷凝器熱交換管通過在外翅片上切割出凹槽，形成的齒臺具有尖端，使得擴展表面的排液能力得到加強。美國專利US005775411A公開了一種冷凝管的三維擴展表面結構，通過在外翅片的側表面切出三角形、梯形或U形凹面來改變擴展表面的表面張力分布，美國專利US005803165A公開的冷凝管三維擴展表面則具有類似百褶裙的表面結構。中國發明專利申請公布說明書(申請號200710036470.3，公開號CN101004337A)公開的一種強化冷凝用傳熱管在翅片壁上沿周向設有相互平行或錯開的橫翅，形成上翅間槽和下翅間槽。中國專利ZL200510041468.6(授權公告號CN100365369C)公開的一種傳熱管在翅片壁上沿周向設有用于構成復式空穴結構的橫翅。上述文獻對熱交換管的外壁表面即習慣所稱的外翅片的結構的共同特點是形成三維翅片結構，利用表面張力在三維翅片結構上的不同分布形成有效的薄液膜區，提高凝結換熱性能。

近年來，人們一直在致力于對冷凝管的翅片表面的結構進行探索，并尋求能使翅片末端更為尖銳的加工方法，使凝結換熱的換熱系數進一步提高，并使傳熱管的重量有所下降。對于高效冷凝管，由于冷凝液的流量較大，因此冷凝管的三維擴展表面的設計應更注重其排液效果。然而，在已公開的文獻中尚未見諸有表現于冷凝器熱交換管管外的外翅片的結構能體現出通過設計出冷凝液排液通道來提高凝結換熱系數的技術啟示，也未見諸有通過一種合適的機械加工方法在強化傳熱管的外翅片表面加工出合適的冷凝液排液通道以提高凝結換熱系數的加工手段。

發明內容

本發明的任務是要提供一種強化冷凝管，這種強化冷凝管不但能利用冷凝液膜的表面張力作用降低翅片上的液膜厚度，而且能構成便于冷凝液積聚的連貫通道加快排液的三維擴展表面，從而提高冷凝管的傳熱性能。

本發明的任務是這樣來完成的，一種強化冷凝管，包括管體和由所述管體上的材料沿管體的半徑方向延展并且在管體的外表面繞管體呈螺旋狀延伸而成的與管體構成為一體的外翅片以及位于相鄰外翅片之間的主凹槽，特征在于：所述外翅片的頂部以間隔狀態地開設有切口，而外翅片的一側同樣以間隔狀態地開設有第一副凹槽，第一副凹槽自所述切口的底部向下延伸至所述的主凹槽。

一種強化冷凝管，包括管體和由所述管體上的材料沿管體的半徑方向延展并且在管體的外表面繞管體呈螺旋狀延伸而成的與管體構成為一體的外翅片以及位于相鄰外翅片之間的主凹槽，特征在于：所述外翅片的頂部以間隔狀態地開設有切口，而在外翅片的一側同樣以間隔狀態地開設有第一副凹槽，并且在外翅片的另一側還間隔開設有第二副凹槽，第一、第二副凹槽的位置彼此對應并且各自從所述切口的底部向下延伸至所述的主凹槽。

在本發明的一個具體的實施例中，所述的第一、第二副凹槽和切口三者共同地形成一條形狀呈n形的貫通槽道。