CN103225933B - 变齿形内螺纹强化管蒸发器 - Google Patents
变齿形内螺纹强化管蒸发器 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种变齿形内螺纹强化管蒸发器，特点是包括二根以上的第一段管、二根以上的第二段管、三个以上的连接弯头及二片以上的翅片；在所述第一段管内壁的轴向均匀设有三条以上的齿条，齿条呈螺旋分布；第二段管的长度与第一段管的长度相同，在第二段管内壁的轴向均匀设有三条以上的齿条，齿条呈螺旋分布；第一段管的齿条数与第二段管的齿条数的比值范围为0.7-1，第一段管的齿条螺旋角与第二段管的齿条螺旋角的比值范围为1-2；按制冷剂流动方向连接弯头将相邻各段管连通；每片翅片套设在所有的第一段管与第二段管上。其优点为：制冷剂在蒸发器的整个换热过程中，不同制冷剂干度范围采用不同齿形的强化换热管，使蒸发器的整体换热效果最佳，从而提高制冷系统性能。
Description
技术领域
本发明专利涉及一种制冷系统强化换热技术，尤其是空调器蒸发器强化换热技术的变齿形内螺纹强化管蒸发器。
背景技术
蒸发器是制冷系统的关键部件之一，对制冷设备整体性能影响较大。为提高蒸发器换热效果，降低其材料消耗，内螺纹铜管被广泛应用于制冷设备蒸发器。为提高换热效果，各内螺纹铜管生产企业开发了多种齿形的内螺纹铜管，但一个基本原理就是增加管内换热面积、加强管内制冷剂的紊流及减小液体的传热热阻。目前在同一蒸发器中都采用同一齿形的内螺纹铜管，其内螺纹铜管的齿形是基于制冷剂在蒸发器中沸腾换热强化机理设计的。但实际上，制冷剂在蒸发器中的换热过程是一个从饱和液体到过热蒸汽的换热过程，制冷剂在蒸发器中的干度逐步从0变为1，在蒸发器前段即低干度段制冷剂液体比例较大，采用内螺纹强化管强化换热的主要措施是增加制冷剂旋转速度，形成较好的Gregoring效应，因此可以适当增加螺旋角，另外通过减少齿条数可以增加齿底宽度，也有利于减少制冷剂液体传热热阻。而在蒸发器后段也即高干度段制冷剂气体比例较大，采用内螺纹强化管强化换热的主要措施是增加换热面积、减少制冷剂流动阻力，因此可适当增加齿条数、减小旋转角。因此根据制冷剂在蒸发器的不同干度阶段采用不同齿形的内螺纹强化换热管，可以实现蒸发器最佳的换热效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种变齿形内螺纹强化管蒸发器，根据制冷剂在蒸发器的不同干度阶段采用不同齿形的内螺纹强化换热管，以使整个蒸发器达到最佳的换热效果，从而提高制冷系统性能。
为了达到上述目的，本发明的一种技术方案为，其是一种变齿形内螺纹强化管蒸发器，其特征在于包括：
二根以上的第一段管，在所述第一段管内壁的轴向均匀设有三条以上的齿条，所述齿条呈螺旋分布；
二根以上的第二段管，第二段管的长度与第一段管的长度相同，在第二段管内壁的轴向均匀设有三条以上的齿条，所述齿条呈螺旋分布；第一段管的齿条数与第二段管的齿条数的比值范围为0.7-5/6，第一段管的齿条螺旋角与第二段管的齿条螺旋角的比值范围为5/3-2；
三个以上的连接弯头，按制冷剂流动方向所述连接弯头将相邻各段管连通；和
二片以上的翅片，每片翅片套设在所有的第一段管与第二段管上。
所述第一段管的根数与第二段管的根数比值范围为3/7-7/3。
所述第一段管与第二段管的外径和内径均相等。
所述第一段管的外径为7mm，管壁厚度为0.25mm，第一段管的齿条高为0.2mm，齿条数为50条，齿条的螺旋角为25°，齿顶角为25°；所述第二段管的外径为7mm，管壁厚度为0.25mm，第二段管的齿条的齿高为0.2mm，齿条数为60条，螺旋角为15°，齿顶角为25°。
为了达到上述目的，本发明的另一种技术方案为，其是一种变齿形内螺纹强化管蒸发器，其特征在于包括：
二根以上的第一段管，在所述第一段管内壁的轴向均匀设有三条以上的齿条，所述齿条呈螺旋分布；
二根以上的第二段管，所述第二段管的长度与第一段管的长度相同，在第二段管内壁的轴向均匀设有三条以上的齿条，所述齿条呈螺旋分布；第一段管的齿条数与第二段管的齿条数的比值范围为0.7-0.9，第一段管的齿条螺旋角与第二段管的齿条螺旋角的比值范围为1.25-2；
二根以上的第三段管，所述第三段管的长度与第二段管的长度相同，在第三段管内壁的轴向均匀设有三条以上的齿条，所述齿条呈螺旋分布；第二段管的齿条数与第三段管的齿条数的比值范围为0.7-5/6，第二段管的齿条螺旋角与第三段管的齿条螺旋角的比值范围为4/3-2；
三个以上的连接弯头，按制冷剂流动方向所述连接弯头将相邻各段管连通；和
二片以上的翅片，每片翅片套设在所有的第一段管、第二段管及第三段管上。
所述第一段管的根数占全部管段总根数的1/10-2/3；第二段管的根数占全部管段总根数的1/10-2/3；第三段管的根数占全部管段总根数的1/10-2/3。
所述第一段管、第二段管及第三段管的外径和内径均相等。
所述第一段管1的外径为7mm，管壁厚度为0.25mm，第一段管1的齿条高为0.2mm，齿条数为45条，齿条的螺旋角为25°，齿顶角为25°；所述第二段管4的外径为7mm，管壁厚度为0.25mm，第二段管4的齿条的齿高为0.2mm，齿条数为50条，螺旋角为20°，齿顶角为25°。所述第三段管5的外径为7mm，管壁厚度为0.25mm，第三段管5的齿条高为0.2mm，齿条数为60条，齿条的螺旋角为15°，相齿顶角为25°。
本发明与现有技术相比的优点为：制冷剂在蒸发器的整个换热过程中，不同制冷剂干度范围采用不同齿形的强化换热管，使蒸发器的整体换热效果最佳，从而提高制冷系统性能。
附图说明
图1是本发明实施例一的装配结构示意图；
图2是本发明实施例一的第一段管的轴向断面图；
图3是图2的局部左视放大图；
图4是本发明实施例一的第二段管的轴向断面图；
图5是图4的局部左视放大图；
图6是本发明实施例二的装配结构示意图；
图7是本发明实施例二的第一段管的轴向断面图；
图8是图7的局部左视放大图；
图9是本发明实施例二的第二段管的轴向断面图；
图10是图9的局部左视放大图；
图11是本发明实施例二的第三段管的轴向断面图；
图12是图11的局部左视放大图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，图中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”及“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例一
如图1至5所示，其是一种变齿形内螺纹强化管蒸发器，包括二根以上的第一段管1、二根以上的第二段管4、三个以上的连接弯头3及二片以上的翅片2；其中在所述第一段管1内壁的轴向均匀设有三条以上的齿条，所述齿条呈螺旋分布；所述第二段管4的长度与第一段管1的长度相同，在第二段管4内壁的轴向均匀设有三条以上的齿条，所述齿条呈螺旋分布；第一段管1的齿条数与第二段管4的齿条数的比值范围为0.7-5/6，在本实施例中第一段管1的齿条数与第二段管4的齿条数的比值为5/6，也可根据实际需要在规定的范围内选择第一段管1的齿条数与第二段管4的齿条数的比值；第一段管1的齿条螺旋角与第二段管4的齿条螺旋角的比值范围为5/3-2，在本实施例中第一段管1的齿条螺旋角与第二段管4的齿条螺旋角的比值为5/3，也可根据实际需要在规定的范围内选择第一段管1的齿条螺旋角与第二段管4的齿条螺旋角的比值；按制冷剂流动方向所述连接弯头3将相邻各段管连通；每片翅片2套设在所有的第一段管1与第二段管4上。
工作时，制冷剂从最初端的第一段管1的入口进入，从最末端的第二段管4的出口流出；制冷剂在第一段管1内进行蒸发，沿制冷剂流动方向制冷剂干度增加，然后进入第二段管4内继续蒸发，并全部变为制冷剂气体。
所述第一段管的根数与第二段管的根数比值范围为3/7-7/3；在本实施例中设有四根第一段管1及四根第二段管4，也可根据实际需要在规定的范围内选择第一段管1及第二段管4的根数。
在本实施例中，所述第一段管1与第二段管4的外径和内径均相等。
在本实施例中，所述第一段管1的外径为7mm，管壁厚度为0.25mm，第一段管1的齿条高为0.2mm，齿条数为50条，齿条的螺旋角为25°，齿顶角为25°；所述第二段管4的外径为7mm，管壁厚度为0.25mm，第二段管4的齿条的齿高为0.2mm，齿条数为60条，螺旋角为15°，齿顶角为25°。
实施例二
如图6至12所示，其是一种变齿形内螺纹强化管蒸发器，包括二根以上的第一段管1、二根以上的第二段管4、二根以上的第三段管5、三个以上的连接弯头3及二片以上的翅片2；其中在所述第一段管1、第二段管4以及第三段管5的内壁的轴向均均匀设有三条以上的齿条，所述齿条呈螺旋分布；所述第一段管1、第二段管4以及第三段管5的长度均相同。所述第一段管1的齿条数与第二段管4的齿条数的比值范围为0.7-0.9，在本实施例中第一段管1的齿条数与第二段管4的齿条数的比值为9/10，也可根据实际需要在规定的范围内选择第一段管1的齿条数与第二段管4的齿条数的比值；所述第二段管4的齿条数与第三段管5的齿条数的比值范围为0.7-5/6，在本实施例中第二段管4的齿条数与第三段管5的齿条数的比值为5/6，也可根据实际需要在规定的范围内选择第二段管4的齿条数与第三段管5的齿条数的比值；第一段管1的齿条螺旋角与第二段管4的齿条螺旋角的比值范围为1.25-2，在本实施例中第一段管1的齿条螺旋角与第二段管4的齿条螺旋角的比值为5/4，也可根据实际需要在规定的范围内选择第一段管1的齿条螺旋角与第二段管4的齿条螺旋角的比值；第二段管4的齿条螺旋角与第三段管5的齿条螺旋角的比值范围为4/3-2，在本实施例中第二段管4的齿条螺旋角与第三段管5的齿条螺旋角的比值为4/3，也可根据实际需要在规定的范围内选择第二段管4的齿条螺旋角与第三段管5的齿条螺旋角的比值；按制冷剂流动方向所述连接弯头3将相邻各段管连通；每片翅片2套设在所有的第一段管1、第二段管4以及第三管段5上。
工作时，制冷剂从最初端的第一段管1的入口进入，从最末端的第三段管5的出口流出；制冷剂在第一段管1内进行蒸发，沿制冷剂流动方向制冷剂干度增加，然后进入第二段管4内继续蒸发，沿制冷剂流动方向制冷剂干度继续增加，最后进入第三段管5内继续蒸发，并全部变为制冷剂气体。
所述第一段管的根数占全部管段总根数的1/10-2/3, 在本实施例中为1/4；第二段管的根数占全部管段总根数的1/10-2/3，在本实施例中为1/2；第三段管的根数占全部管段总根数的1/10-2/3, 在本实施例中为1/4。
在本实施例中，所述第一段管1、第二段管4以及第三段管5的外径和内径均相等。
在本实施例中，所述第一段管1的外径为7mm，管壁厚度为0.25mm，第一段管1的齿条高为0.2mm，齿条数为45条，齿条的螺旋角为25°，齿顶角为25°；所述第二段管4的外径为7mm，管壁厚度为0.25mm，第二段管4的齿条的齿高为0.2mm，齿条数为50条，螺旋角为20°，齿顶角为25°。所述第三段管5的外径为7mm，管壁厚度为0.25mm，第三段管5的齿条高为0.2mm，齿条数为60条，齿条的螺旋角为15°，相齿顶角为25°。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换及变形，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种变齿形内螺纹强化管蒸发器，其特征在于包括：
二根以上的第一段管（1），在所述第一段管（1）内壁的轴向均匀设有三条以上的齿条，所述齿条呈螺旋分布；
二根以上的第二段管（4），所述第二段管（4）的长度与第一段管（1）的长度相同，在第二段管（4）内壁的轴向均匀设有三条以上的齿条，所述齿条呈螺旋分布；第一段管（1）的齿条数与第二段管（4）的齿条数的比值范围为0.7-5/6，第一段管（1）的齿条螺旋角与第二段管（4）的齿条螺旋角的比值范围为5/3-2；
三个以上的连接弯头（3），按制冷剂流动方向所述连接弯头（3）将相邻各段管连通；和
二片以上的翅片（2），每片翅片（2）套设在所有的第一段管（1）与第二段管（4）上。
2.根据权利要求1所述的变齿形内螺纹强化管蒸发器，其特征在于所述第一段管（1）的根数与第二段管（4）的根数比值范围为3/7-7/3。
3.根据权利要求1所述的变齿形内螺纹强化管蒸发器，其特征在于所述第一段管（1）与第二段管（4）的外径和内径均相等。
4.根据权利要求1至3任一项所述的变齿形内螺纹强化管蒸发器，其特征在于所述第一段管（1）的外径为7mm，管壁厚度为0.25mm，第一段管（1）的齿条高为0.2mm，齿条数为50条，齿条的螺旋角为25°，齿顶角为25°；所述第二段管（4）的外径为7mm，管壁厚度为0.25mm，第二段管（4）的齿条的齿高为0.2mm，齿条数为60条，螺旋角为15°，齿顶角为25°。
5.一种变齿形内螺纹强化管蒸发器，其特征在于包括：
二根以上的第一段管（1），在所述第一段管（1）内壁的轴向均匀设有三条以上的齿条，所述齿条呈螺旋分布；
二根以上的第二段管（4），所述第二段管（4）的长度与第一段管（1）的长度相同，在第二段管（4）内壁的轴向均匀设有三条以上的齿条，所述齿条呈螺旋分布；第一段管（1）的齿条数与第二段管（4）的齿条数的比值范围为0.7-0.9，第一段管（1）的齿条螺旋角与第二段管（4）的齿条螺旋角的比值范围为1.25-2；
二根以上的第三段管（5），所述第三段管（5）的长度与第二段管（4）的长度相同，在第三段管（5）内壁的轴向均匀设有三条以上的齿条，所述齿条呈螺旋分布；第二段管（4）的齿条数与第三段管（5）的齿条数的比值范围为0.7-5/6，第二段管（4）的齿条螺旋角与第三段管（5）的齿条螺旋角的比值范围为4/3-2；
三个以上的连接弯头（3），按制冷剂流动方向所述连接弯头（3）将相邻各段管连通；和
二片以上的翅片（2），每片翅片（2）套设在所有的第一段管（1）、第二段管（4）及第三段管（5）上。
6.根据权利要求5所述的变齿形内螺纹强化管蒸发器，其特征在于所述第一段管（1）的根数占全部管段总根数的1/10-2/3；第二段管（4）的根数占全部管段总根数的1/10-2/3；第三段管（5）的根数占全部管段总根数的1/10-2/3。
7.根据权利要求5所述的变齿形内螺纹强化管蒸发器，其特征在于所述第一段管（1）、第二段管（4）及第三段管（5）的外径和内径均相等。
8.根据权利要求5至7任一项所述的变齿形内螺纹强化管蒸发器，其特征在于所述第一段管（1）的外径为7mm，管壁厚度为0.25mm，第一段管（1）的齿条高为0.2mm，齿条数为45条，齿条的螺旋角为25°，齿顶角为25°；所述第二段管（4）的外径为7mm，管壁厚度为0.25mm，第二段管（4）的齿条的齿高为0.2mm，齿条数为50条，螺旋角为20°，齿顶角为25°；所述第三段管（5）的外径为7mm，管壁厚度为0.25mm，第三段管5的齿条高为0.2mm，齿条数为60条，齿条的螺旋角为15°，相齿顶角为25°。
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