[发明专利]一种强化冷凝管

说明书

技术领域

本发明涉及一种强化冷凝管，用作制冷和空调系统以及能源与动力设备中的冷凝器的热交换部件，属于热交换部件技术领域。

背景技术

在制冷、空调、过程工程、石油化工以及能源与动力工程等领域，常常涉及到液体在管束外表面的凝结。尤其是制冷与空调系统中所用的冷凝器，蒸汽在管外凝结时的相变换热热阻与管内强制对流换热热阻相当甚至大于管内强制对流换热热阻，因此，强化管外的凝结换热对于提高冷凝器的传热性能可以起到显著的效果。而在电厂中所用的凝汽器，由于冷凝水的量很大，冷凝液膜的热阻不可忽视，采用具有良好排液性能的三维低翅片冷凝管可以有效加速排液，减小液膜的传热热阻，从而提高凝汽器的传热性能。

关于凝结换热机理的研究表明，液膜的导热热阻是凝结传热热阻的主要部分，因此，强化冷凝传热的关键是尽可能减小冷凝液膜的厚度。实现这一目的需要同时从两个方面入手，一方面是在换热表面生成特殊的扩展表面，改变液膜的表面张力分布，冷凝液在表面张力的作用下堆积在扩展表面的凹槽部位，在凹槽部位传热将被消弱，但扩展表面的尖锐部位的液膜则变得很薄，传热效果显著提高，因此，总体传热性能可以得到有效提高；另一方面是设法提高扩展表面的排液速度，防止扩展表面被冷凝液壅塞，其原理是或者采用尖锐扩展表面减小表面张力滞留液滴的作用，或者利用槽道引导冷凝液积聚增加重力对液滴脱离的作用，从而加速液滴的脱离。

中国专利ZL93101513.8(授权公告号CN1077979C)公开的冷凝器热交换管在外翅片上压出多个彼此之间有间距的凹口，在压出时同时形成从外翅片侧壁面上伸出的横向凸出部分，形成三维扩展表面。中国专利ZL95118179.3(授权公告号CN1090751C)公开的冷凝器热交换管通过在外翅片上切割出凹槽，形成的齿台具有尖端，使得扩展表面的排液能力得到加强。美国专利US005775411A公开了一种冷凝管的三维扩展表面结构，通过在外翅片的侧表面切出三角形、梯形或U形凹面来改变扩展表面的表面张力分布，美国专利US005803165A公开的冷凝管三维扩展表面则具有类似百褶裙的表面结构。中国发明专利申请公布说明书(申请号200710036470.3，公开号CN101004337A)公开的一种强化冷凝用传热管在翅片壁上沿周向设有相互平行或错开的横翅，形成上翅间槽和下翅间槽。中国专利ZL200510041468.6(授权公告号CN100365369C)公开的一种传热管在翅片壁上沿周向设有用于构成复式空穴结构的横翅。上述文献对热交换管的外壁表面即习惯所称的外翅片的结构的共同特点是形成三维翅片结构，利用表面张力在三维翅片结构上的不同分布形成有效的薄液膜区，提高凝结换热性能。

近年来，人们一直在致力于对冷凝管的翅片表面的结构进行探索，并寻求能使翅片末端更为尖锐的加工方法，使凝结换热的换热系数进一步提高，并使传热管的重量有所下降。对于高效冷凝管，由于冷凝液的流量较大，因此冷凝管的三维扩展表面的设计应更注重其排液效果。然而，在已公开的文献中尚未见诸有表现于冷凝器热交换管管外的外翅片的结构能体现出通过设计出冷凝液排液通道来提高凝结换热系数的技术启示，也未见诸有通过一种合适的机械加工方法在强化传热管的外翅片表面加工出合适的冷凝液排液通道以提高凝结换热系数的加工手段。

发明内容

本发明的任务是要提供一种强化冷凝管，这种强化冷凝管不但能利用冷凝液膜的表面张力作用降低翅片上的液膜厚度，而且能构成便于冷凝液积聚的连贯通道加快排液的三维扩展表面，从而提高冷凝管的传热性能。

本发明的任务是这样来完成的，一种强化冷凝管，包括管体和由所述管体上的材料沿管体的半径方向延展并且在管体的外表面绕管体呈螺旋状延伸而成的与管体构成为一体的外翅片以及位于相邻外翅片之间的主凹槽，特征在于：所述外翅片的顶部以间隔状态地开设有切口，而外翅片的一侧同样以间隔状态地开设有第一副凹槽，第一副凹槽自所述切口的底部向下延伸至所述的主凹槽。

一种强化冷凝管，包括管体和由所述管体上的材料沿管体的半径方向延展并且在管体的外表面绕管体呈螺旋状延伸而成的与管体构成为一体的外翅片以及位于相邻外翅片之间的主凹槽，特征在于：所述外翅片的顶部以间隔状态地开设有切口，而在外翅片的一侧同样以间隔状态地开设有第一副凹槽，并且在外翅片的另一侧还间隔开设有第二副凹槽，第一、第二副凹槽的位置彼此对应并且各自从所述切口的底部向下延伸至所述的主凹槽。

在本发明的一个具体的实施例中，所述的第一、第二副凹槽和切口三者共同地形成一条形状呈n形的贯通槽道。