具有強(qiáng)化換熱面的套管式換熱器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及換熱器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有強(qiáng)化換熱面的套管式換熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]套管式換熱器是一種常見的小型換熱器，常作為小型制冷系統(tǒng)的冷凝器。常規(guī)套管式冷凝器由內(nèi)管和外管構(gòu)成，內(nèi)管置于外管之內(nèi)，內(nèi)管與外管都為光管，內(nèi)管通過冷水，兩管之間的環(huán)狀空間通過制冷劑蒸汽，環(huán)狀通道內(nèi)制冷劑蒸汽的熱量通過內(nèi)管管壁與內(nèi)管通過的冷卻水進(jìn)行熱交換，產(chǎn)生相變。套管式換熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，方便增減換熱面積，體積小，使用范圍廣泛。內(nèi)管表面是冷卻水與熱流體之間熱交換的主要換熱面，但是換熱表面為光面，則換熱面積有限，且蒸汽流通過兩管之間的環(huán)狀截面時(shí)，沒有任何強(qiáng)化換熱的手段，換熱系數(shù)低，影響了套管換熱器的換熱效率。為此，人們提出了多種改進(jìn)措施，中國(guó)專利:200910217315.0提出的套管式換熱器中，內(nèi)管主體段為具有多條平行螺旋槽結(jié)構(gòu)的多頭螺旋管。此種換熱器改善了套管換熱器內(nèi)管以及環(huán)狀空間內(nèi)流體流動(dòng)狀態(tài)，增加了傳熱性能，但是內(nèi)管外表面的換熱面積增加有限；中國(guó)專利:CN201220096931.2，提出的套管換熱器特點(diǎn)是外管為光管，內(nèi)管為雙層壁，且雙層壁內(nèi)管為多頭螺旋管。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型目的是:為了進(jìn)一步提升套管換熱器的性能，提出一種具有強(qiáng)化換熱面的套管式換熱器。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種具有強(qiáng)化換熱面的套管式換熱器，包括內(nèi)管和同軸套設(shè)在該內(nèi)管外的外管，所述外管和內(nèi)管之間留有環(huán)狀空腔，所述內(nèi)管的外表面設(shè)置有若干個(gè)上部扭曲的棱錐形翅片，所述外管的內(nèi)表面設(shè)置有若干個(gè)軸向間隔分布的環(huán)形凸棱。
[0005]本實(shí)用新型在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，還包括以下優(yōu)選方案:
[0006]所述外管外表面設(shè)置有處于所述環(huán)形凸棱外圍的圓環(huán)形的橫紋槽。
[0007]所述棱錐形翅片的高度為0.8?2.2mm，每一米長(zhǎng)的所述內(nèi)管上共設(shè)置有7000?15000個(gè)所述棱錐形翅片。
[0008]所述環(huán)形凸棱在所述外管內(nèi)表面等距離均勻分布，且環(huán)形凸棱垂直于外管的軸心線布置。
[0009]所述環(huán)形凸棱的軸向厚度為3?7mm，徑向?qū)挾葹?.4?0.7mm，相鄰兩環(huán)形凸棱之間的距離為10?16_。
[0010]所述內(nèi)管的內(nèi)表面還設(shè)置有若干條槽道。
[0011]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:相比于傳統(tǒng)的套管式換熱器，本實(shí)用新型套管換熱器內(nèi)管增加了換熱面積，同時(shí)外管設(shè)置的環(huán)形凸棱起到了對(duì)環(huán)狀通道內(nèi)流體的擾動(dòng)作用，兩者的結(jié)合，大大強(qiáng)化了套管換熱器的換熱能力。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中套管式換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]其中:1-板狀封頭，2-制冷劑蒸汽進(jìn)口，3-制冷劑冷凝液出口，4-冷卻水進(jìn)口，5-冷卻水出口，6-槽道，7-棱錐形翅片，8-內(nèi)管，9-外管，10-環(huán)形凸棱，11-橫紋槽。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍，在閱讀了本實(shí)用新型之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0015]圖1示出了本實(shí)用新型這種套管式換熱器的一個(gè)具體實(shí)施例，與傳統(tǒng)套管式換熱器相同的是，它也包括直徑較小的內(nèi)管8和直徑較大的外管9，外管9套在內(nèi)管8外且二者同軸布置，外管9和內(nèi)管8之間留有環(huán)狀空腔。外管9的兩端分布設(shè)置有制冷劑蒸汽進(jìn)口2和制冷劑冷凝液出口 3，內(nèi)管8的兩端分布設(shè)置有冷卻水進(jìn)口 4和冷卻水出口 5。換熱器端部通過板狀封頭1與外管進(jìn)行焊接，達(dá)到密封目的；內(nèi)管伸出板狀封頭1并且與板狀封頭1焊接，內(nèi)管與作為冷卻水進(jìn)出口的接管相連。
[0016]本實(shí)施例的關(guān)鍵改進(jìn)在于:所述內(nèi)管8的外表面設(shè)置有許多上部扭曲的棱錐形翅片7，所述外管9的內(nèi)表面設(shè)置有許多環(huán)形凸棱10，這些環(huán)形凸棱10沿著外管9的軸向均勻間隔分布，且環(huán)形凸棱垂直于外管9的軸心線布置。
[0017]而且，所述外管9外表面設(shè)置有處于所述環(huán)形凸棱10外圍的圓環(huán)形的橫紋槽11，
外表面的每一條橫紋槽11與內(nèi)表面相應(yīng)的環(huán)形凸棱10--對(duì)應(yīng)，形成外凹內(nèi)凸的結(jié)構(gòu)，如圖1。如此設(shè)計(jì)是為了方便所述環(huán)形凸棱10的成型。
[0018]所述棱錐形翅片7的高度一般為0.8?2.2_，本例具體為1.3_。每一米長(zhǎng)的內(nèi)管8上一般共設(shè)置7000?15000個(gè)(本例為10000個(gè))棱錐形翅片7。
[0019]本例中，各環(huán)形凸棱10在外管9內(nèi)表面等距離均勻分布，環(huán)形凸棱10的軸向厚度一般為3?7mm(本例具體為5mm)，徑向?qū)挾纫话銥?.4?0.7mm(本例具體為0.4mm)，相鄰兩環(huán)形凸棱10之間的距離為10?16mm(本例具體為15mm)。
[0020]此外，本例在所述內(nèi)管8的內(nèi)表面還設(shè)置有多條槽道6。
[0021]相比于傳統(tǒng)的套管式換熱器，本實(shí)施例進(jìn)一步提升套管換熱器的性能，強(qiáng)化了套管換熱器的換熱能力，其工作原理如下:
[0022]內(nèi)管外表面的翅片增加了管外側(cè)的換熱效果，尤其是當(dāng)作為冷凝器使用時(shí)，一般制冷劑的傳熱特性遠(yuǎn)低于水的傳熱特性，因此內(nèi)管壁面兩側(cè)的熱阻不匹配，熱阻主要集中在制冷劑一側(cè)，提高換熱性能的關(guān)鍵是降低制冷劑的換熱熱阻，在這一側(cè)換熱表面上設(shè)置翅片，增加換熱面積，就可以降低制冷劑一側(cè)的換熱熱阻。另外一方面，內(nèi)管內(nèi)壁面設(shè)置多條槽道，可以改變管內(nèi)冷卻水的流場(chǎng)，起到破壞流動(dòng)邊界層的作用，提高管內(nèi)冷卻水換熱效果。由于內(nèi)管外表面具有密集的棱錐形翅片，增大了壁面附近的流體摩擦阻力，當(dāng)制冷劑蒸汽流過環(huán)狀通道時(shí)，容易從翅片與外管的間隙流過，影響了環(huán)狀通道內(nèi)蒸汽的冷凝換熱效果。于是在外管內(nèi)壁設(shè)置環(huán)形凸棱，且垂直軸向，即與流體流動(dòng)方向垂直。根據(jù)流體力學(xué)理論，當(dāng)制冷劑蒸汽流過凸起時(shí)，在其后會(huì)產(chǎn)生縱向渦，渦旋可以減薄邊界層厚度，加強(qiáng)換熱。同時(shí)也起到了減少流體從翅片與外管之間縫隙的漏流，使得更多流體流過翅片。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有強(qiáng)化換熱面的套管式換熱器，包括內(nèi)管(8)和同軸套設(shè)在該內(nèi)管外的外管(9)，所述外管(9)和內(nèi)管(8)之間留有環(huán)狀空腔，其特征在于:所述內(nèi)管(8)的外表面設(shè)置有若干個(gè)上部扭曲的棱錐形翅片(7)，所述外管(9)的內(nèi)表面設(shè)置有若干個(gè)軸向間隔分布的環(huán)形凸棱(10)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有強(qiáng)化換熱面的套管式換熱器，其特征在于:所述外管(9)外表面設(shè)置有處于所述環(huán)形凸棱(10)外圍的圓環(huán)形的橫紋槽(11)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有強(qiáng)化換熱面的套管式換熱器，其特征在于:所述棱錐形翅片(7)的高度為0.8?2.2mm，每一米長(zhǎng)的所述內(nèi)管(8)上共設(shè)置有7000?15000個(gè)所述棱錐形翅片(7)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有強(qiáng)化換熱面的套管式換熱器，其特征在于:所述環(huán)形凸棱(10)在所述外管(9)內(nèi)表面等距離均勻分布，且各環(huán)形凸棱垂直于外管的軸心線布置。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有強(qiáng)化換熱面的套管式換熱器，其特征在于:所述環(huán)形凸棱(10)的軸向厚度為3?7mm，徑向?qū)挾葹?.4?0.7mm，相鄰兩環(huán)形凸棱(10)之間的距離為10?16mm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有強(qiáng)化換熱面的套管式換熱器，其特征在于:所述內(nèi)管(8)的內(nèi)表面設(shè)置有若干條槽道(6)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種具有強(qiáng)化換熱面的套管式換熱器，它包括內(nèi)管和同軸套設(shè)在該內(nèi)管外的外管，所述外管和內(nèi)管之間留有環(huán)狀空腔，所述內(nèi)管的外表面設(shè)置有若干個(gè)上部扭曲的棱錐形翅片，所述外管的內(nèi)表面設(shè)置有若干個(gè)軸向間隔分布的環(huán)形凸棱。本實(shí)用新型進(jìn)一步提升套管換熱器的性能，強(qiáng)化了套管換熱器的換熱能力。
【IPC分類】F28F13/02, F28D7/10, F28F1/12
【公開號(hào)】CN205090836
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520804641
【發(fā)明人】王進(jìn)強(qiáng), 陳煥焯, 武震國(guó)
【申請(qǐng)人】蘇州新太銅高效管有限公司
【公開日】2016年3月16日
【申請(qǐng)日】2015年10月16日