一种棱锥形翅片冷凝管

摘要

一种棱锥形翅片冷凝管，包括具有内腔的管体，所述管体的外表面具有若干个独立的翅片，其特征在于：所述翅片围绕高度方向的中心轴周向扭曲，呈棱锥形形状，多个翅片沿管体轴线呈规则排列。本发明非对称翅片冷凝管解决了常规冷凝管的不足，可以从冷凝换热管上更快排液，有效增加换热面积，从而达到更好换热效率的有益效果。

权利要求

1.一种棱锥形翅片冷凝管，包括具有内腔的管体，所述管体的外表面具有若干个独立的翅片，其特征在于：所述翅片围绕高度方向的中心轴周向扭曲，呈棱锥形形状，多个翅片沿管体轴线呈规则排列，所述翅片外表面由4个非相等的三角形表面组成，所述翅片的底部的投影为直角梯形。

2.根据权利要求1所述棱锥形翅片冷凝管，其特征在于，所述棱锥形的翅片从底面到棱锥顶部的高度为0.5～2.5mm；所述四个三角形外表面围绕中心轴的最大周向扭转角度为10～70度。

3.根据权利要求2所述棱锥形翅片冷凝管，其特征在于，所述棱锥形翅片在冷凝管表面均匀分布，相邻翅片底部轴向距离为0.3～1.5mm，周向底部距离为0.1～0.6mm；所述管体每米长度上共有7000～150000个翅片。

4.根据权利要求1所述的棱锥形翅片冷凝管，其特征在于，所述管体内壁面上设置有多头螺旋槽道，所述螺旋槽道的数目为30～80条，其深度为0.15～0.35mm，宽度为0.2～

0.4mm。

5.根据权利要求1所述的棱锥形翅片冷凝管，其特征在于，所述管体内壁面上设置有通过在管体外表面轧制单头螺旋槽道形成的螺旋状弧形突起，所述弧形突起的高度为

0.2～0.4mm，弧形突起的螺距为10～30mm。

说明书

一种棱锥形翅片冷凝管

技术领域

[0001] 本发明涉及一种冷凝换热管,尤其是一种棱锥形翅片冷凝管。

背景技术

[0002] 冷凝器是许多工业生产过程中的重要设备，例如，中央空调系统冷水机组中的冷凝器。冷凝器性能的优劣在很大程度上取决于换热管的换热性能好坏。

[0003] 一般来讲，管壳式冷凝换热器的工作原理是：管内流动低温流体，管外侧的蒸汽与管壁接触后，发生相变，形成凝结液体，同时释放出潜热，与管内的低温流体进行热交换。通常条件下，冷凝液体连续流动，覆盖换热管的外表面，构成液膜。由于冷凝管的壁面与蒸汽之间存在液膜，所以蒸汽在液膜外表面进行冷凝，所释放的潜热必须通过液膜才能传给管壁及管内的低温流体，液膜越厚，热阻越大，冷凝传热效果越差。改进冷凝换热的一种途径是尽快排液，减薄液膜厚度。另外，通过在换热管表面设置翅片，以增加换热面积，进而提高换热效率。目前，许多冷凝换热管的表面具有翅片，虽然增加了换热面积，但是，由于翅片多为径向翅片，当换热管垂直使用时，即，轴线方向与重力方向平行时，翅片延伸方向与轴线垂直，影响了冷凝液体的向下流动和液体的均匀分布。为此，有些翅片管在其上设置加工缺口，一方面进一步增加换热面积，另外造成轴向流动通道，但是由于加工的方法是在径向翅片上切出缺口，以便于冷凝液的轴向流动，但是往往缺口不能到翅片根部，因此作用有限。如，一般加工的缺口深度只有翅片高度的50%左右。

[0004] 众所周知的强化换热原理是制造出三维几何形状的翅片，以增加翅片对流体的扰动作用，破坏流动的边界层，减少热阻。为了减薄翅片上的液膜厚度，加快冷凝液流动速度,特製冷凝换热管表面的翅片设置出局部的弯曲面，利用液体与蒸汽之间的弯月面下产生与外部压力之间的毛细压差驱动液体流动，更快的排出冷凝液。但是，目前冷凝翅片管的加工方法大多是沿轴向加工出连续的螺旋形肋片，然后通过在其上切割出缺口形成产品，所产生的翅片形状简单，翅片表面光滑平整。

发明内容

[0005] 本发明目的是：提供一种从冷凝换热管上更快排液，具有新型翅片结构的，增加换热面积的，其结果是更好换热效率的棱锥形翅片冷凝管。

[0006] 本发明的技术方案是：一种棱锥形翅片冷凝管，包括具有内腔的管体，所述管体的外表面具有若干个独立的翅片，其特征在于：所述翅片围绕高度方向的中心轴周向扭曲，呈棱锥形形状，多个翅片沿管体轴线呈规则排列。

[0007] 进一步的，所述翅片外表面由4个非相等的三角形表面组成，所述翅片的底部的投影为直角梯形。

[0008] 进一步的，所述棱锥形的翅片从底面到棱锥顶部的高度为0.5~2.5mm；所述四个三角形外表面围绕中心轴的最大周向扭转角度为10~70度。

[0009] 进一步的，所述棱锥形翅片在换热管表面均匀分布，相邻翅片底部轴向距离为0.3~1.5mm，周向底部距离为0.1~0.6mm；所述管体每米长度上共有7000~150000个翅片。

[0010] 进一步的，其特征在于，所述管体内壁面上设置有多头螺旋槽道，所述螺旋槽道的数目为30~80条，其深度为0.15~0.35mm，宽度为0.2~0.4mm。

[0011] 进一步的，所述管体内壁面上设置有通过在管体外表面轧制单头螺旋槽道形成的螺旋状弧形突起，所述弧形突起的高度为0.2~0.4mm，弧形突起的螺距为10~30mm。

[0012] 本发明的工作原理：

[0013] 本发明的新型翅片为扭曲四棱锥形，具有四个三角形外表面和尖顶。根据数学原理，同样体积条件下，多边形外表面的面积大于圆柱形外表面，棱锥形翅片增加了与蒸汽的接触面积，可以提高换热效果。本发明中的棱锥形翅片的四个三角形外表面不完全相等，投影面为直角梯形，增加了翅片的非对称性，同时将棱锥体翅片扭转，使得光滑平整的表面产生弯曲，构成凹凸，凹处的液体与蒸汽接触界面出现弯月面，加强了毛细力，加速了翅片表面液体的流动，达到减薄液膜厚度的效果，进而达到增加冷凝换热的效果。扭曲棱锥形翅片为孤立翅片，各个翅片之间为基管表面，翅片之间形成通畅通道，方便冷凝液的周向和轴向流动，加快了液体的流动速度，同时也使得换热管上的液膜分布均匀。棱锥形顶部为针状，加速了冷凝换热管底部冷凝液的排出。换热管内壁面上的螺旋槽道或者加工出管内壁面上的螺旋形弧形突起可以破坏管内流动边界层，减低了管内换热的热阻，进而提高管内换热系数。

[0014] 本发明的优点是：

[0015] 本发明非对称翅片冷凝管解决了常规冷凝管的不足，可以从冷凝换热管上更快排液，有效增加换热面积，从而达到更好换热效率的有益效果。

附图说明

[0016] 下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

[0017] 图1为本发明实施例1的横截面示意图；

[0018] 图2为本发明实施例1的结构示意图；

[0019] 图3为本发明实施例1的局部剖面图；

[0020] 图4为本发明实施例2的横截面示意图；

[0021] 图5为本发明实施例2的结构示意图；

[0022] 图6为本发明实施例2的局部剖面图。

[0023] 其中：1、管体，2、翅片，3、螺旋槽道，4、弧形突起。

具体实施方式

[0024] 以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

[0025] 实施例1：

[0026] 如图1~图3所示，所示的一种带有棱锥形翅片的冷凝换热管。其两端为光段，其作用是当换热管穿过壳管式换热器的两侧端板后，可与端板紧密固定，其长度与端板厚度相等。换热管光段直径为19mm 。棱锥形翅片2高度为1.7mm，过棱锥体高度中心位置，且平行于翅片2底部直角梯形直角边长的垂直面逆时针方向扭转20度。每米管长上共有37000个翅片。外表面轧制出单头螺旋形槽道以便造成换热管管体内壁面上的弧形突起4。换热管内表面的弧形突起4为0.35mm高，螺距为18mm，与外槽道螺距相等。

[0027] 实施例2：

[0028] 如图4~图5，所示的一种带有棱锥形翅片的冷凝换热管。换热管内表面设置有60根螺旋槽道3，槽深0.15mm。换热管外表面上棱锥形翅片的结构与几何尺寸，以及翅片数目同实施例1。

[0029] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。