CN100451530C - 一种溴冷机组冷凝器用铜热交换管 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种溴冷机组冷凝器用热交换管，所述热交换管由至少一组相邻的光杆部及翅片部组成，所述翅片部的外表面上设置有连续的单螺旋翅片，且翅片的截面为三角形，所述翅宽与翅槽底宽之比的范围是1/3-1/5。本发明三角形的翅片保证冷凝剂不容易停留在翅片的表面，减少或消除冷凝剂在翅片表面形成冷凝液膜的可能，加快冷凝剂下滴的速度，而且1/3-1/5的翅宽及翅槽底宽之比扩大了热交换管的散热面积，提高了热交换管的抗疲劳性，进一步提高热交换管的传热效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种铜管，尤其涉及一种用于溴冷机组冷凝器的铜热交换管。
背景技术
自1990年6月在英国伦敦确定把CFC(Cholrofluorocarbons，氟里昂)限制使用时间表提前，发达国家2000年前不许使用，发展中国家可再延长10年后，无CFC替代品的研究与应用，迅速发展起来，绿色、环保的无CFC替代品渐渐得到了广泛的应用，溴化锂吸收式制冷机就是其中之一。随着科技的进步，新技术、新方法的不断创新，使溴化锂式制冷机向高效化、小型化、轻量化发展，作为溴化锂吸收式制冷机中制冷关键部件的冷凝器管也应随之改进。目前现有技术所生产冷凝器用管一般为铜光面管或其它在此基础上的改进型换热管，已不能完全满足提高效率、降低成本、节省能源等方面的要求。现有的冷凝器用管主要存在如下缺陷：1.现有技术生产的铜管大都为非溴化锂吸收式制冷机专用铜管，不适应溴化锂吸收式制冷机内流体的流动规律，因此换热性能及能量交换不合理，效率较低；2.有些换热管虽比普通光面铜管传热效率有所提高，但增加了机组的整体重量也增加了整体制造成本；而有些换热管虽然壁薄、齿高、质轻、单位换热面积加大，但抗疲劳性差、易泄漏，很容易影响机组使用寿命，代价较高，因此现有的换热管的质量与性能比计算不合理；3.对于具有低翅片的冷轧成型管，目前管外翅的翅高在1.0mm以下，而在1.2以下底壁的基础上没有1.4mm以上的翅高，因此翅片的散热面积较小，不利于提高散热效率；4.目前管的光面与具有翅片的面之间具有不完整翅片的过渡部分的长度约为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；5.在制冷剂冷凝场合下，冷凝的制冷剂在传热管的外表面上形成的连续的液体制冷剂膜越厚，则传热管的传热效率越低，而目前的热交换管的翅片的截面均为梯形，制冷剂在翅片上不易向下滑落，而在热交换管的外表面上形成较厚的液体制冷剂膜，因此不利于提高传热效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种在翅片上不易形成液体冷凝剂膜、热交换率高的热交换管。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：本发明热交换管由至少一组相邻的光杆部及翅片部组成，所述翅片部的外表面上设置有翅片，所述翅片为连续的单螺旋翅片，且翅片的截面为三角形，所述翅宽与翅槽底宽之比的范围是1/3-1/5；所述热交换管的光杆部的外径范围是15-20mm，壁厚范围为0.9-1.2mm，所述光杆部与翅片部之间具有过渡部，所述过渡部的长度范围是5-25mm。
优选的，所述翅宽的宽度范围是0.25-0.65mm，所述翅槽底宽的宽度范围是0.55-0.85mm
优选的，所述翅片的翅高与翅片部的底壁厚度之比范围为2.5-3.5。
优选的，所述翅片的高度范围是1.4-1.6mm，翅片部底壁的厚度范围是0.5-0.7mm。
优选的，所述单螺旋翅片与热交换管的轴线之间的法向夹角的范围是1-1.5°。
优选的，所述单螺旋翅片的螺距为每英寸19-40个翅片。
与现有技术相比，本发明具有如下技术优点：1)尖而高的三角形翅，在有效增大外表面传热面积的同时使冷凝液膜无法形成，冷凝蒸气在无法形成冷凝液膜的情况下凝结成细小的液滴经翅槽宽处汇集成珠迅速滴下而加快冷凝速度；2)连续的单螺旋翅片与管轴线的法向夹角(螺旋角)为1～1.5°，如此小的螺旋角使在翅槽底部汇聚的冷凝水珠迅速下滴，避免因螺旋角大，液滴在表面张力的作用下沿螺旋处滞留(相当于冷凝液膜厚度的加大)而降低冷凝效果；3)光管端与成翅之间的过度段L较小(L为5～25mm)，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，因而散热效率提高；4)本发明热交换管根据使用要求优化外翅、壁厚比(外翅高/壁厚为2.5～3.5)及翅宽与翅槽底宽之比(翅宽/槽底宽为1/3～1/5)，这种比例的外翅与壁厚、翅宽与翅槽底宽之比可以显著的增大换热面积，强化扰动了流体流态，减薄温度边介层，提高了传热效率；5)本发明热交换管在1.2mm以下底壁厚度的基础上加工出翅高在1.4-1.6mm的翅片，因此提高了热交换管的抗疲劳性和耐压性，使冷凝器具有高的传热效率的同时具有较小的体积、较轻的重量和较高的使用寿命。
附图说明
图1是本发明热交换管的示意图。
图2是图1的局部放大图。
图3是图2中A部分的局部放大图。
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，本发明热交换管100包括间隔设置的若干光杆部1、带翅片31的翅片部3、自光杆部1向翅片部3过渡的过渡部11。优选的，本发明热交换管100由铜材料制成。
请参照图2所示，本发明光杆部1的外径D的范围为15-20mm，壁厚T为0.9-1.2mm，所述过渡部11的长度L范围为5-25mm。由于现有的热交换管的过渡部的长度至少为30mm，一般均为60mm，因此本发明热交换管100的过渡部11处的不完整翅片的数目相较于现有热交换管的不完整翅片数目少，因此加大了热交换部分的尺寸，从而增加了散热面积，提高热交换管的管材利用率，热交换的效率较高。
请参照图3所示，本发明热交换管100的翅片31为在外径D为15-20mm的管壁经过内部的芯头与外部的制翅片刀组的组合滚轧加工而成，所述翅片31为绕管外周的连续的单螺旋翅片，所述单螺旋翅片31与交换管100的轴线之间的法向夹角(即螺旋角)的范围是1°-1.5°，在热交换管中，螺旋角度越大则冷凝在翅槽底部的水珠容易在表面张力作用下沿螺旋处滞留，而本发明设置的螺旋角度数非常小，因此在翅槽底部汇聚的冷凝水珠迅速下滴，从而有利于降低冷凝液膜的厚度，从而增加冷凝效果。
所述翅片31的螺距FPI的范围为每英寸19-40个，翅片31成型后管壁的厚度Tf的范围是0.5-0.7mm。所述翅片31的顶角B的范围是10°-30°，其形状大致为尖而高的三角形，尖而高的三角形翅片31有利于其表面上的冷凝剂向翅槽底部流下而阻碍冷凝液膜的形成，并且三角形翅片31具有较大的传热面积，翅片31上液体制冷剂膜的厚度通常要远小于管表面主要部分上的液体制冷剂膜的厚度，因而热传递的阻碍大大降低，极大地提高传热管的传热性能。
三角形翅片31的外高度FH的范围是1.4-1.6mm，翅宽W1的范围是0.25-0.65mm，翅槽底宽W2的范围为0.55-0.85mm，所述翅宽W1与翅槽底宽W2之比的比值范围是1.3-1/5，且上述翅高FH与壁厚Tf之比的比值范围是2.5-3.5，上述优化的典型结构可以显著增加换热的交换面积，并且有利于提高抗疲劳性，而且对于扰动液体的流态有一定的作用，因此提高了传热的效率。
因此本发明热交换管100专门针对溴化锂吸收式制冷机内流体流动规律设计，有利于提高冷凝器换热效率，减小冷凝器的体积，减轻冷凝器的重量，提高冷凝器的使用寿命。
当本发明热交换管100的管内部流通的工作介质为水时，为了防止管内壁上结有水垢，内壁上不设置内齿，当然，如果内部流通的工作介质不是水或者有良好的除垢装置，则管内壁上可以设置有内齿。
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 (6)
1.一种热交换管，由至少一组相邻的光杆部及翅片部组成，所述翅片部的外表面上设置有翅片，其特征在于：所述翅片为连续的单螺旋翅片，且翅片的截面为三角形，所述翅片的翅宽与翅槽底宽之比的范围是1/3-1/5；所述热交换管的光杆部的外径范围是15-20mm，壁厚范围为0.9-1.2mm，所述光杆部与翅片部之间具有过渡部，所述过渡部的长度范围是5-25mm。
2.如权利要求1所述的热交换管，其特征在于：所述翅宽的宽度范围是0.25-0.65mm，所述翅槽底宽的宽度范围是0.55-0.85mm。
3.如权利要求1所述的热交换管，其特征在于：所述翅片的翅高与翅片部的底壁的厚度比范围为2.5-3.5。
4.如权利要求3所述的热交换管，其特征在于：所述翅片的高度范围是1.4-1.6mm，翅片部底壁的厚度范围是0.5-0.7mm。
5.如权利要求1所述的热交换管，其特征在于：所述单螺旋翅片与热交换管的轴线之间的法向夹角的范围是1-1.5°。
6.如权利要求5所述的热交换管，其特征在于：所述单螺旋翅片的螺距为每英寸19-40个翅片。
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| GR01 | Patent grant | ||
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Application publication date: 20070620 Assignee: Chongqing Longyu Precision Copper Tube Co., Ltd. Assignor: Jinlong Precision Copper Pipe Group Co., Ltd. Contract record no.: 2010500000001 Denomination of invention: Copper heat-exchanging pipe of condenser for bromine refrigerator set Granted publication date: 20090114 License type: Exclusive License Record date: 20100322 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Copper heat-exchanging pipe of condenser for bromine refrigerator set Effective date of registration: 20171215 Granted publication date: 20090114 Pledgee: China Minsheng Banking Corp Zhengzhou branch Pledgor: Wuxi Golden Dragon Kawamura Precision Tube Co., Ltd.|Chongqing Longyu Precision Copper Tube Co., Ltd.|Henan Longhui Copper Industry Co., Ltd.|Xinxiang Jinxiang Precision Pipe Fittings Co., Ltd.|Xinxiang Longteng Refrigeration Technology Co.,Ltd.|Jiangsu Canghuan Copper Industry Co.,Ltd.|Jinlong Precision Copper Pipe Group Co., Ltd.|Guangdong Longfeng Precise Copper Tube Co., Ltd. Registration number: 2017990001045 |
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| CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: 404000 588 Airport Road, Wanzhou District, Chongqing (Wanzhou Economic Development Zone) Patentee after: Jinlong Precision Copper Pipe Group Co., Ltd. Address before: 453000 No. 191 Renmin West Road, Henan, Xinxiang Patentee before: Jinlong Precision Copper Pipe Group Co., Ltd. |
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| CP02 | Change in the address of a patent holder | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20190814 Granted publication date: 20090114 Pledgee: China Minsheng Banking Corp Zhengzhou branch Pledgor: Jinlong Precision Copper Pipe Group Co., Ltd. Registration number: 2017990001045 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Copper heat-exchanging pipe of condenser for bromine refrigerator set Effective date of registration: 20190830 Granted publication date: 20090114 Pledgee: China Minsheng Banking Corp Zhengzhou branch Pledgor: Jinlong Precision Copper Pipe Group Co., Ltd. Registration number: Y2019990000127 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |