沸腾传热管及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种可以改善制冷剂液体的润湿性并通过促进泡核沸腾来提高传热性能的沸腾传热管及其制造方法。在管（２）外周面上沿圆周方向形成螺旋状或环状的空腔（３１），通过连续铲起形成翅片（３）。通过有槽滚筒等的按压在翅片（３）的顶端形成具有凸部（３３）和凹部（３４）的槽（３５）。在该槽（３５）上以规定间隔形成与外部（制冷剂液体）连通的孔（３２）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，特别涉及可以提高在浸渍于大型冷冻机的制冷剂液体中的状态下使所述制冷剂液体加热沸腾的传热管的传热性能的。
技术介绍
涡轮冷冻机或螺旋冷冻机等大型冷冻机具有蒸发器，该蒸发器中使用沸腾传热管。沸腾传热管用于加热沸腾制冷剂液体，它浸渍在蒸发器内的制冷剂液体中。对沸腾传热管来说很重要的一点是有效地进行热交换，因此提出在管外周面上形成螺旋状翅片(フインfin)等的方案。例如在管的外表面上形成翅片，在该翅片的顶端设有形成孔的切口，将该翅片顶端压倒后形成可有效地进行沸腾传热的空腔(例如参照专利文献1特公昭53-25379号公报、专利文献2特开平11-316096号公报、专利文献3特开平1-60332号公报)。图4所示为现有的沸腾传热管。该沸腾传热管100基于专利文献1所记载的技术思想，在厚度均匀、热传导性优良的金属管101的表面附近以规定间隔形成具有规定截面形状的中空空腔102。并且，在空腔102中，在与空腔102正交的方向上以规定间隔形成与外部(制冷剂液体)连通的孔103。孔103的合计面积与外表面的总面积之比设定为2～50％。另外，空腔102具有促进沸腾的功能，通过适当设定孔103的开口面积，可以确保空腔102内有残留蒸气泡。图5所示为其它现有的沸腾传热管。该沸腾传热管200的截面大致呈三角形并且中空的空腔202在金属管201的表面附近以规定间隔形成平行的槽。并且，在空腔202上各自顶部相互连接地纵横形成有规定深度的间隙203、204(与空腔202内部连通)，并分别与空腔202连通(例如参照专利文献4特公昭64-2878号公报)。在金属管201的外表面上形成螺旋状的U形槽后，通过压缩U形槽的上端使之变形后形成空腔202。间隙203、204的宽度在0.13mm或以下，从而可以确保空腔202内有残留气泡。另外，沸腾传热管的制造方法包括使用使切削齿倾斜的切槽形成盘，在外面翅片上按压所述切削齿，利用该切削齿的按压部分在圆周方向上交错形成翅片的凹部和凸部的同时形成螺旋状的外面翅片，并且利用多个翅片形成盘来抑制外面翅片顶端截面面积的减小(例如参照专利文献3、5特开平7-151485号公报)。这样可以抑制翅片顶端截面面积减小，从而有效地提高传热性能。然而，对于近年来的热交换器高性能化和小型化的要求，现有沸腾传热管目前的传热性能不够理想，因而要求进一步提高其性能。例如，专利文献1的传热管可以利用空腔很好地进行核沸腾(以发泡点为泡核产生气泡的沸腾)，但难以加热从孔脱离出来的蒸气泡和周围的制冷剂液体，因而难以提高传热性能。而专利文献2、3、4的传热管在管轴方向上也形成有空腔，因而制冷剂液体从该空腔流入管周方向(圆周方向)的空腔时压力损失变大。另外，管轴方向的空腔和管周方向的空腔交错的部分呈开放状态，制冷剂液体的一部分从管轴方向的空腔流入正在进行泡核沸腾的管周方向的空腔，从而泡核沸腾在该部分容易受到阻碍。而且，上述沸腾传热管是在充满制冷剂液体的管壳内配置多个传热管来使用。因此，配置在上部的传热管被配置在下部的传热管引起的沸腾所形成的气泡覆盖，因而制冷剂液体的润湿性变差，无法发挥本来的性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可以改善制冷剂液体的润湿性并通过促进泡核沸腾来提高传热性能的。为了实现上述目的，本专利技术的第1技术方案是提供一种沸腾传热管，它包括管主体、为在所述管主体外周面的圆周方向上形成螺旋状或环状的空腔而连续铲起所述管主体外周面形成的翅片、按压所述翅片顶端后形成的槽、以及形成在所述槽上并以规定间隔使所述空腔与外部连通的多个孔。根据该结构，在形成在管主体外周面圆周方向上的空腔上形成翅片，在该翅片的顶端形成槽，并在槽上形成孔，从而有效加热浸渍有沸腾传热管的制冷剂液体，并在促进制冷剂液体沸腾的同时使蒸气泡的脱离及制冷剂液体的流入顺利进行，因而通过改善制冷剂液体的润湿性而得到良好的传热性能，并且可以实现热交换器的高性能化和小型化。为了实现上述目的，本专利技术的第2技术方案是提供一种沸腾传热管的制造方法，在管主体外周面的圆周方向上形成螺旋状或环状的空腔，使用刨刀(バイトbite)在所述圆周方向上连续铲起所述空腔的顶端而形成翅片，利用有槽滚筒按压所述翅片的顶端后形成槽，同时在所述槽上以规定间隔形成使所述空腔与外部连通的孔。根据该方法，使用刨刀在形成在管主体外周面圆周方向上的空腔上形成翅片，并且在翅片的顶端使用有槽滚筒形成槽，在槽上形成孔，从而有效加热浸渍有沸腾传热管的制冷剂液体，并在促进制冷剂液体沸腾的同时使蒸气泡的脱离及制冷剂液体的流入顺利进行，因而改善制冷剂液体的润湿性并得到良好的传热性能，结果可以实现热交换器的高性能化和小型化。根据本专利技术的，在外周面上沿圆周方向形成槽，通过该槽对制冷剂液体进行有效加热，在促进制冷剂液体沸腾的同时使伴随泡核沸腾的制冷剂气泡的脱离及制冷剂液体的流入顺利进行，从而得到良好的传热性能，并且可以实现使用沸腾传热管的热交换器的高性能化和小型化。附图说明图1是表示本专利技术实施例的沸腾传热管的立体图。图2是表示图1的沸腾传热管的俯视图。图3是表示本专利技术实施例的沸腾传热管的制造过程中翅片的槽加工和孔加工，其中(a)是表示翅片槽加工的立体图，(b)是表示利用有槽滚筒进行孔加工的立体图。图4是表示为现有沸腾传热管的立体图。图5是表示为它现有沸腾传热管的立体图。具体实施例方式图1和图2所示为本专利技术实施例的沸腾传热管。沸腾传热管1在结构上包括使用传热性能优良的铜、铜合金、铝等的金属管的管2和利用刨刀等加工工具在该管2的表面附近铲起的翅片3。翅片3具有在管2的圆周方向上形成螺旋状或环状的空腔31和以规定间隔使该空腔31与外部(制冷剂液体)连通的孔32。翅片3的表面是在孔32和孔32之间顺次形成凸部33和凹部34的凹凸面，凸部33的一面设置为倾斜面。空腔31在管周方向上连续，并且相对管轴正交或倾斜。凸部33和凹部34形成的槽35相对管轴具有规定角度(例如10～60°)和规定深度(例如0.1～0.5mm)，孔32位于该槽35的延长线上。上述角度是蒸气泡从空腔31的脱离和水等制冷剂液体向空腔31的流入能够顺利进行的最佳值。脱离出来的蒸气泡在向与重力相反的方向移动时，如果与管轴平行(0°)，凸部33产生阻力，气泡的脱离难以顺利进行。而在60°以上时，孔32变得细长，气泡的脱离仍然难以顺利进行。因此，10～60°的角度比较合适。另外，凹部34的深度如果过浅则表面积减小，而如果过深则利用有槽滚筒等形成孔32时的阻力变大，空腔31的加工变得困难。因此，槽35的深度为0.1～0.5mm比较合适。而且，空腔31在管轴方向上以规定间隔形成。管轴方向的间隔如果过小则泡核沸腾区域减小，而如果间隔过大则来自传热壁的热传导变差。因此，管轴方向的间隔为0.1～0.8mm比较合适。水等制冷剂液体由空腔31的内壁面加热。制冷剂液体由于加热而沸腾，从空腔31内活跃地产生蒸气泡。该蒸气泡膨大到某种程度的大小后开始通过多个孔32开始脱离，但通过减小孔32的尺寸，蒸气泡没有全部脱离，蒸气泡的一部分变成小气泡残留在空腔31内。另一方面，在凸部33和凹部34中，由于表面积比平滑表面增加，因而可以有效地加热制冷剂液体。另外，与脱离的蒸气泡相对应量的制冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种沸腾传热管，其特征在于，包括管主体、为在所述管主体外周面的圆周方向上形成螺旋状或环状的空腔而连续铲起所述管主体外周面形成的翅片、按压所述翅片顶端而形成的槽，以及形成在所述槽上并以规定间隔使所述空腔与外部连通的多个孔。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：中井刚，栗田雅春，
申请(专利权)人：日立电线株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]