[发明专利]带空心腔体的蒸发传热管

说明书

技术领域

本发明涉及传热设备技术领域，特别涉及蒸发传热管技术领域，具体是指一种带空心腔体的蒸发传热管，用来强化提高满液式蒸发器和降膜式蒸发器的热交换性能。

背景技术

在制冷与空调用冷冻机中，满液式蒸发器得到了广泛的应用。它们大多为壳管式换热器，这其中，制冷剂在管外蒸发相变换热，载冷剂或冷却剂(例如水)在管内流动换热。因为制冷剂侧热阻占主要部分，需要采用强化换热技术，对于蒸发相变传热，有许多专门针对该类工艺过程的传热管。

传统的用于满液式蒸发强化表面的传热管结构如图1～图3所示，其主要原理是利用满液式蒸发中泡核沸腾的机理，通过机械加工在管主体5的外表面成翅，滚花，平滚轮滚压，在管主体5的外表面上形成多孔结构或者翅间槽2等，从而提供泡核沸腾的核心，以强化蒸发换热。

传统传热管结构描述如下，管主体5的外表面上沿周向分布有螺旋状延伸或彼此平行的外翅片1，彼此相邻的外翅片1之间沿周向形成翅间槽2，同时管主体5的内表面分布有来复线式的内螺纹3，具体如图1所示。进一步的，现有技术中为了形成蒸发管所需的多孔表面，通常在外翅片1顶部开槽，并且在顶部滚压，利用翅顶材料弯曲或平展在翅间槽2顶部形成具有较小的开口4的覆盖，这种带有开口4的顶部覆盖的翅间槽2有利于泡核沸腾换热，具体结构如图2和图3所示。

按图1加工和制造的传热管的参数如下：管主体5的材料可选用铜和铜合金材料或其他金属，传热管外径为16～30mm，壁厚为1～1.5mm，采用专用的轧管机并用挤压加工的方式进行，管内和管外同时一体化加工。管主体5的外表面上加工了沿周向的螺旋的外翅片1和相邻的螺旋的外翅片1之间的翅间槽2；管外表面的外翅片1间的轴向间距P为0.4～0.7mm(P为某一外翅片1的壁厚中心点到相邻另一外翅片1的壁厚中心点的距离)，翅壁厚为0.10～0.35mm，翅高为0.5～2mm。进一步的，加工完图1所示的传热管后，采用滚花刀，通过挤压外翅片1顶部的材料可以形成切槽，再通过切槽底部材料的延伸形成相对封闭(带有开口4)的翅间槽2的结构，如图2和图3所示。

通常传热管要求尽可能多的制冷剂在表面湿润，并且管表面需提供更多利于泡核沸腾的汽化核心点(加工管的外表面所形成的凹槽或者裂缝)。目前，随着制冷空调工业的发展，对蒸发器的换热效率也提出了更高的要求，并且要求在更低的传热温差下实现泡核沸腾换热，通常较低传热温差下，蒸发换热类型为对流沸腾，此时要实现具有明显气泡的泡核沸腾，传热管的表面结构则需进一步优化。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种带空心腔体的蒸发传热管，该带空心腔体的蒸发传热管设计巧妙，结构简洁，使得管外表面与管外液体之间的沸腾系数得到显著提高、沸腾换热得到显著强化，适于大规模推广应用。

为了实现上述目的，本发明的带空心腔体的蒸发传热管，包括管主体，所述管主体的外表面上间隔设置有外翅片，彼此相邻的外翅片之间形成翅间槽，其特点是，所述的带空心腔体的蒸发传热管还包括至少一个空心台结构，所述空心台结构位于所述翅间槽的底部，所述空心台结构的四周具有侧壁环绕，所述空心台结构的顶部具有开口，所述侧壁从所述翅间槽的底部向上向内延伸从而所述开口的面积小于所述空心台结构的底部的面积，所述侧壁的内表面和所述侧壁的外表面在所述开口处相交形成凸缘。

较佳地，所述凸缘为尖锐转角，所述尖锐转角的曲率半径是0到0.01mm。

较佳地，所述侧壁由至少2个相互连接的表面形成。

更佳地，相互连接的两个表面在连接处相交形成尖锐转角，所述尖锐转角的曲率半径是0到0.01mm。

较佳地，所述空心台结构为空心金字塔台形状、空心梯形棱台形状、空心三角锥台形状、空心火山形状或空心圆锥台形状。

较佳地，所述开口的形状为圆形、椭圆形、多边形或火山口形状。

较佳地，所述空心台结构的高度为0.08mm～0.30mm。

较佳地，所述空心台结构的高度Hr与所述翅间槽的高度H满足下列关系：Hr/H≥0.2。

较佳地，部分所述侧壁从所述底部的靠近所述翅间槽的侧壁的边缘延伸。

较佳地，所述外翅片在所述管主体的外表面上沿所述管主体的周向螺旋状延伸分布或彼此平行分布，所述翅间槽沿所述管主体的周向形成。

较佳地，所述外翅片具有横向延伸部，所述横向延伸部由所述外翅片的顶部横向延伸形成。

较佳地，所述管主体的内表面设置有内螺纹。

本发明的有益效果具体在于：