一种蒸发器用高效传热管的制作方法

本发明涉及热交换，具体涉及一种蒸发器用高效传热管。

背景技术：

1、对于换热管制造行业来说，要提高制冷空调设备的能效，主要是通过开发高效传热管提高换热器的换热效率来实现。尤其是制冷和空调系统中所用的蒸发管，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大，甚至大于管内强制对流换热的热阻，因此，强化管外沸腾换热对提高蒸发管的传热性能可以起到显著效果。

2、关于泡核沸腾机理的研究表明：蒸发管的换热能力可以铜管在传热管外表面形成翅片得以提高。通过改进蒸发管和冷却介质接触的内表面可以提高换热能力也是公知的。改进换热管内表面的一个例子可以参见美国专利3847212公开了在换热管内表面形成脊状凸起的方法。

3、通过改进翅片提高换热能力也是公知的。例如：美国专利4660630公开了通过对管子外表面上的翅片切凹槽或开槽以形成泡核沸腾空腔或空隙。这种结构允许气泡向外穿过空腔，达到或穿过更窄的表面开口，更加强化了传热。中国专利95246323.7和03207498.0公开的蒸发器用热交换管，其外表面为顶部压成t性螺旋翅片，形成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。如图1和图2为目前传统换热管的齿形结构效果。

4、业界继续探索新的和改进的设计以提高传热和冷却的性能。例如中国专利200910002853.8和200510129135.9公开的改进型传热管，通过在翅片切口和通道配合，在翅片被压平或推压后形成主副泡核。该公知给出了恒定流速为5.3ft/s（相当于1.62m/s）和恒定热流密度为7000btu/h ft^2（相当于22081w/m^2）的换热数据，且证明了该发明在上述给定的流速和热流密度下相对以前的换热管有了明显提高。但是，传热管在实际使用中热流密度跨度非常大，从10000 w/m^2到70000 w/m^2可能会在同一换热管的不同微分段内均出现。因此换热管不光要考虑平均热流密度下的换热系数，也要考虑各阶段热流密度的换热系数。该公开的结构仅考虑了中低平均热流密度区域.且该结构的设计，在高热流密度区域，上层空间的副泡核会阻碍气泡释放，对高热流区域换热不利。

技术实现思路

1、针对现有技术中的问题，本发明提供一种蒸发器用高效传热管，目的在于保证传热管的各热流密度区域的换热连续性。

2、一种蒸发器用高效传热管，该传热管包括管外侧，该管外侧包括管壁、整体成型的螺旋状第一翅片；所述第一翅片包括翅侧壁，所述翅侧壁由下向上设置有：连续锯齿状的第二翅片和间断的第三翅片；

3、至少两个沸腾空穴结构在相邻的两个第一翅片的间隙处形成，所述沸腾空穴结构包括第一空穴结构和第二空穴结构，其中第一空穴结构由管壁、翅侧壁及第二翅片所限定，第二空穴结构由第二翅片、翅侧壁及第三翅片所限定；

4、至少一个沸腾第三空穴结构在第一翅片的上部形成，所述第三空穴结构由第三翅片及第一翅片上间断开设的顶部凹槽所限定，所述顶部凹槽向上延伸至第三翅片处，向两侧延伸至相邻的两个第一翅片的间隙处。

5、进一步为：所述的第二翅片沿轴向延伸在两个相邻第一翅片的间隙内，沿圆周方向整体在第一翅片的翅侧壁上延伸，且被至少两个限制面限制为锯齿状。

6、进一步为：所述的相邻的两个第二翅片的限制面沿间隙的中线对称。

7、进一步为：所述限制面沿圆周方向的宽度为0.05mm~0.5mm。

8、进一步为：所述限制面沿圆周方向的宽度为0.1mm~1.0 mm，限制面的宽度与限制面的宽度的比值范围为1.5mm~5.0mm。

9、进一步为：所述限制面沿轴向方向与翅侧壁的距离为0.05mm~0.5mm。

10、进一步为：所述限制面沿轴向方向与翅侧壁的距离为0.1mm~0.8mm。

11、进一步为：所述的相邻的两个第二翅片的限制面沿轴向间隔为0.05mm~0.6mm。

12、进一步为：所述的相邻的两个第二翅片的限制面沿轴向间隔为0mm~0.1mm，记所述的相邻的两个第二翅片的限制面沿轴向间隔为第二间隔，第一间隔大于第二间隔。

13、进一步为：所述第一空穴结构、第二空穴结构、第三空穴结构均被限定为顶部开口且带有瓶颈状的凹穴。

14、本发明的有益效果：第二空穴结构能够防止在低热流密度时过冷的制冷剂液体直接冲击凹槽，保证了沸腾换热的连续性；在高热流密度时，在第二空穴结构内形成了沸腾换热，从而有效延缓了高热流密度时换热管沸腾恶化的现象，并提高了换热效率；第三空穴结构与第二空穴结构的顶部相互通联，使得整个空穴结构的顶部有更大空间，从而引导了蒸汽的流动，同时能够提高两相流的作用，并使得蒸汽排放的空间更大，最终提高沸腾换热效率；从而保证了传热管各热流密度区域的换热连续性。

技术特征：

1.一种蒸发器用高效传热管，该传热管包括管外侧，该管外侧包括管壁（1）、整体成型的螺旋状第一翅片（2）；所述第一翅片（2）包括翅侧壁（21），其特征在于：所述翅侧壁（21）由下向上设置有：连续锯齿状的第二翅片（22）和间断的第三翅片（23）；

2.根据权利要求1所述的蒸发器用高效传热管，其特征在于：所述的第二翅片（22）沿轴向延伸在两个相邻第一翅片（2）的间隙（3）内，沿圆周方向整体在第一翅片（2）的翅侧壁（21）上延伸，且被至少两个限制面（221）/（222）限制为锯齿状。

3.根据权利要求2所述的蒸发器用高效传热管，其特征在于：所述的相邻的两个第二翅片（22）的限制面（221）/（222）沿间隙（3）的中线（31）对称。

4.根据权利要求2或3所述的蒸发器用高效传热管，其特征在于：所述限制面（221）沿圆周方向的宽度（w2）为0.05mm~0.5mm。

5.根据权利要求2或3所述的蒸发器用高效传热管，其特征在于：所述限制面（222）沿圆周方向的宽度（w3）为0.1mm~1.0 mm，限制面（222）的宽度（w3）与限制面（221）的宽度（w2）的比值范围为1.5mm~5.0mm。

6.根据权利要求2或3所述的蒸发器用高效传热管，其特征在于：所述限制面（221）沿轴向方向与翅侧壁（21）的距离（w4）为0.05mm~0.5mm。

7.根据权利要求2或3所述的蒸发器用高效传热管，其特征在于：所述限制面（222）沿轴向方向与翅侧壁（21）的距离（w5）为0.1mm~0.8mm。

8.根据权利要求2或3所述的蒸发器用高效传热管，其特征在于：所述的相邻的两个第二翅片（22）的限制面（221）沿轴向间隔（w6）为0.05mm~0.6mm。

9.根据权利要求8所述的蒸发器用高效传热管，其特征在于：所述的相邻的两个第二翅片（22）的限制面（222）沿轴向间隔（w7）为0mm~0.1mm，记所述的相邻的两个第二翅片（22）的限制面（221）沿轴向间隔（w6）为第一间隔，记所述的相邻的两个第二翅片（22）的限制面（222）沿轴向间隔（w7）为第二间隔，第一间隔大于第二间隔。

10.根据权利要求1或2或3所述的蒸发器用高效传热管，其特征在于：所述第一空穴结构（4）、第二空穴结构（5）、第三空穴结构（6）均被限定为顶部开口且带有瓶颈状的凹穴。

技术总结
本发明提供一种蒸发器用高效传热管，该传热管包括管外侧，该管外侧包括管壁、整体成型的螺旋状第一翅片；至少两个沸腾空穴结构在相邻的两个第一翅片的间隙处形成，所述沸腾空穴结构包括第一空穴结构和第二空穴结构；至少一个沸腾第三空穴结构在第一翅片的上部形成。第二空穴结构能够防止在低热流密度时过冷的制冷剂液体直接冲击凹槽，保证了沸腾换热的连续性；在高热流密度时，第三空穴结构与第二空穴结构的顶部相互通联，使得整个空穴结构的顶部有更大空间，从而引导了蒸汽的流动，同时能够提高两相流的作用，并使得蒸汽排放的空间更大，最终提高沸腾换热效率；从而保证了传热管各热流密度区域的换热连续性。

技术研发人员：王志军,袁贵业,李前方,夏瑞华,黄鸿霞,安鹏涛
受保护的技术使用者：新乡市龙翔精密铜管有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16