專利名稱：有內(nèi)外擴展面的換熱管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種單金屬管式換熱元件，具體的說，涉及一種適用于同 一種介質(zhì)或?qū)α鲹Q熱系數(shù)比較接近的兩種介質(zhì)之間進行熱交換的換熱設(shè)備，如 內(nèi)燃機的氣冷氣中冷器、水冷油的油冷器以及海水冷卻淡水的淡水冷卻器的有 內(nèi)外擴展面的換熱管。
背景技術(shù)：
單金屬、雙金屬冷軋式肋片管已廣泛應用于各種換熱設(shè)備上，應用這種冷 軋肋片管的換熱器與普通的換熱器相比，具有熱阻小、換熱效率高的優(yōu)點。其 采取的方式是外表面的肋片采用了各種擴展型式，通過增加外表面的散熱面積 來提高換熱效率。但是，目前使用的冷軋式肋片管的內(nèi)壁通常是光滑的圓形截 面管，雖然具有制造簡單、成本低的優(yōu)點，由于這種換熱管傳熱面積小，尤其 是對同一種介質(zhì)或?qū)α鲹Q熱系數(shù)比較接近的兩種介質(zhì)之間進行熱交換時，其內(nèi) 外壁散熱面積不匹配，限制了散熱能力的進一步提高，其應用范圍也受到了一 定的制約。
為了提高換熱效率，人們對普通圓管進行了多種改進，如專利號為
200420109461.4的中國專利，公開了一種'不連續(xù)錯列內(nèi)肋強化換熱管，采用的 技術(shù)方案是管內(nèi)壁面分布有不連續(xù)、沿軸向錯列、與軸線平行的凸起內(nèi)肋， 上述凸起內(nèi)肋的橫截面可以是方形、矩形、梯形、圓弧形或三角形，不連續(xù)凸 起內(nèi)肋的高度為0. 05D-0. 2D，寬度為 . 05D-0. 5D，長度為0. 5D-2D。專利號為 03215133.0的中國專利，公開了一種空調(diào)換熱管，其采用的技術(shù)方案為在管體 內(nèi)壁上設(shè)置有截面為梯形的縱向溝槽。采用以上兩種技術(shù)方案，由于增加了內(nèi) 壁的散熱面積，所以在一定范圍內(nèi)可以強化傳熱的效果，但是換熱管的傳熱效 率并不是與內(nèi)壁的散熱面積成正比，當內(nèi)壁的散熱面積超出一定范圍，換熱管 的傳熱就會受到影響，也就是說，內(nèi)、外壁散熱面積不匹配限制了散熱能力的 進一步提高，以上兩種技術(shù)方案均沒有解決該問題。 實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的問題是針對以上技術(shù)問題，提供一種適用于同一種介質(zhì) 或?qū)α鲹Q熱系數(shù)比較接近的兩種介質(zhì)之間進行熱交換、換熱效率高的有內(nèi)外擴 展面的換熱管。
為解決上述問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案是有內(nèi)外擴展面的換熱 管，包括金屬管，其特征是在金屬管的外壁上冷軋有若干個外肋片，外肋片 與來流方向垂直的截面為梯形，金屬管的內(nèi)壁上設(shè)有若干個內(nèi)肋片，內(nèi)肋片與 來流方向垂直的截面為梯形。內(nèi)肋片采用拉制工藝制成，梯形肋片的上底為肋 頂，下底為肋根，上底與下底之間的距離為肋高，相鄰兩個肋片的肋根之間的 距離為節(jié)距。
以下為內(nèi)肋片的兩種排列方式
內(nèi)肋片為條狀，內(nèi)肋片與金屬管的軸線平行。
內(nèi)肋片在金屬管的內(nèi)壁上螺旋排列。
作為內(nèi)肋片的一種優(yōu)化方案，內(nèi)肋片的數(shù)量為12-18。
內(nèi)肋片的一種更優(yōu)化方案，內(nèi)肋片的內(nèi)肋根寬度金屬管的內(nèi)周長=1: 24-36，內(nèi)肋片的內(nèi)肋高內(nèi)肋片的內(nèi)肋根寬度=2-3: 1，內(nèi)肋片的內(nèi)肋頂寬度 內(nèi)肋片的內(nèi)肋根寬度=0. 14-0. 17: 1。
外肋片的一種優(yōu)化方案，金屬管的外徑外肋片的外肋根厚度外肋片的 節(jié)距=1: 0.06-0.07: 0.1-0.112，外肋片的外肋根厚度外肋片的外肋頂厚度
外肋片的外肋高-l: 0.14-0.17: 3.1-3.3。
外肋片的一種優(yōu)化方案，外肋片的外圓周上設(shè)有軸向斷口。
另一種優(yōu)化方案，斷口的數(shù)量為10-36個。
外肋片的一種具體優(yōu)化方案，該斷口呈V形，V形斷口的夾角為30。。
另一種具體的優(yōu)化方案，斷口的深度外肋片的外肋高=0.5: 1。 本實用新型采取以上技術(shù)方案，具有以下優(yōu)點金屬管內(nèi)擴展了散熱面， 增加了結(jié)構(gòu)的緊湊度，提高了換熱效率，擴大了應用領(lǐng)域；內(nèi)肋片采用拉制工 藝制作，外肋片均采用冷軋工藝制作，無切削，材料利用率高；內(nèi)、外肋片采 用本實用新型的形狀和結(jié)構(gòu)，使內(nèi)、外壁散熱面積相互匹配，散熱能力得到了進一步提高。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。

附圖1為本實用新型實施例中換熱管的結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖2為附圖1中A-A向的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式

l-金屬管，2-內(nèi)肋片，3-外肋片，4-斷口
實施例l，圖l為有內(nèi)外擴展面的換熱管的結(jié)構(gòu)示意圖。以柴油機氣冷氣中 冷器為例，有內(nèi)外擴展面的換熱管，包括雙面光潔的鋁質(zhì)金屬管l，金屬管l內(nèi) 壁上拉制出12條與金屬管1軸線平行設(shè)量的內(nèi)肋片2，內(nèi)肋片2在金屬管1的 內(nèi)圓周上均勻排列，內(nèi)肋片2的徑向剖面為梯形，內(nèi)肋片2的上底為內(nèi)肋頂， 下底為內(nèi)肋根，上底與下底之間的距離為內(nèi)肋高，內(nèi)肋片2的內(nèi)肋根寬度金 屬管的內(nèi)周長=1: 24，內(nèi)肋片2的內(nèi)肋高內(nèi)肋片2的內(nèi)肋根寬度=3: 1，內(nèi)肋 片2的內(nèi)肋頂寬度內(nèi)肋片2的內(nèi)肋根寬度二0.155: 1，金屬管l的內(nèi)徑為8mm， 內(nèi)肋片2的內(nèi)肋根寬度為1.05mm，內(nèi)肋片2的內(nèi)肋高為3. 15mm,內(nèi)肋片2的內(nèi) 肋頂寬度為0. 16mm，在金屬管1的外壁用軋具冷軋出外肋片3，外肋片3的外 圓周上具有16個軸向斷口4，該斷口4呈V形，V形斷口 4的夾角為3(T。
圖2為圖1中A-A向的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中內(nèi)肋片2的線條未畫出，外肋片3 的軸向剖面為梯形，外肋片3的上底為外肋頂，下底為外肋根，上底與下底之 間的距離為外肋高，外肋片與外肋片之間的距離為節(jié)距，金屬管的外徑外肋 片的外肋根厚度外肋片的節(jié)距=1: 0.06: 0.112，外肋片的外肋根厚度外肋
片的外肋頂厚度外肋片的外肋高二h 0.17: 3.1，斷口4的深度外肋片3的 外肋高=0.5: l,金屬管1的外徑為16mm，外肋片3的外肋根厚度為0. 96ram，外 肋片與外肋片之間的節(jié)距為1.79mm，外肋片3的外肋頂厚度為0. 16ram，外肋片 3的外肋高為3. Omm，斷口 4深1. 5mm，每1米長度的換熱管由559片外肋片組成。 使用以上換熱管制成柴油機氣冷氣中冷器與目前的管片式中冷器比較，經(jīng) 試驗得知，在散熱量基本相同條件下，前者的散熱面積僅為后者的45%，前者的傳熱系數(shù)為后者的2. 379倍。
將雙面光潔的鋁管先拉制出所需的內(nèi)肋片，經(jīng)清洗和試壓，將鋁管用預制 的軋具冷軋出所需的外肋片，即可組裝成所需的換熱管。
實施例2，圖l為有內(nèi)外擴展面的換熱管的結(jié)構(gòu)示意圖。以柴油機氣冷氣中 冷器為例，有內(nèi)外擴展面的換熱管，包括雙面光潔的鋁質(zhì)金屬管l，金屬管l內(nèi) 壁上拉制出12條與金屬管1軸線平行設(shè)置的內(nèi)肋片2，內(nèi)肋片2在金屬管1的 內(nèi)圓周上均勻排列，內(nèi)肋片2的徑向剖面為梯形，內(nèi)肋片2的上底為內(nèi)肋頂， 下底為內(nèi)肋根，上底與下底之間的距離為內(nèi)肋高，內(nèi)肋片2的內(nèi)肋根寬度金
屬管的內(nèi)周長=1: 24，內(nèi)肋片2的內(nèi)肋高內(nèi)肋片2的內(nèi)肋根寬度=2.5: 1，內(nèi) 肋片2的內(nèi)肋頂寬度內(nèi)肋片2的內(nèi)肋根寬度=0. 17: 1，金屬管1的內(nèi)徑為8咖， 內(nèi)肋片2的內(nèi)肋根寬度為1.05mm，內(nèi)肋片2的內(nèi)肋高為2. 63mm，內(nèi)肋片2的內(nèi) 肋頂寬度為0. 18mm，在金屬管1的外壁用軋具冷軋出外肋片3,外肋片3的外 圓周上具有16個軸向斷口 4，該斷口4呈V形，V形斷口 4的夾角為30。。
圖2為圖1中A-A向的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中內(nèi)肋片2的線條未畫出，外肋片3 的軸向剖面為梯形，外肋片3的上底為外肋頂，下底為外肋根，上底與下底之 間的距離為外肋高，外肋片與外肋片之間的距離為節(jié)距，金屬管的外徑外肋 片的外肋根厚度外肋片的節(jié)距=1: 0.07: 0.106，外肋片的外肋根厚度外肋 片的外肋頂厚度外肋片的外肋高=1: 0.155: 3.2，斷口 4的深度外肋片3 的外肋高叫.5: 1，金屬管1的外徑為16咖，外肋片3的外肋根厚度為1. 12mm， 外肋片與外肋片之間的節(jié)距為1.70min，外肋片3的外肋頂厚度為0. 17mm，外肋 片3的外肋高為3. 6mm，斷口 4深1. 8咖，每1米長度的換熱管由588片外肋片 組成。
使用以上換熱管制成柴油機氣冷氣中冷器與目前的管片式中冷器比較，經(jīng) 試驗得知，在散熱量基本相同條件下，前者的散熱面積僅為后者的46%，前者 的傳熱系數(shù)為后者的2.31倍。
將雙面光潔的鋁管先拉制出所需的內(nèi)肋片，經(jīng)清洗和試壓，將鋁管用預制 的軋具冷軋出所需的外肋片，即可組裝成所需的換熱管。實施例3，圖l為有內(nèi)外擴展面的換熱管的結(jié)構(gòu)示意圖。以柴油機氣冷氣中 冷器為例，有內(nèi)外擴展面的換熱管，包括雙面光潔的鋁質(zhì)金屬管l，金屬管l內(nèi) 壁上拉制出12條與金屬管1軸線平行設(shè)置的內(nèi)肋片2，內(nèi)肋片2在金屬管1的 內(nèi)圓周上均勻排列，內(nèi)肋片2的徑向剖面為梯形，內(nèi)肋片2的上底為內(nèi)肋頂， 下底為內(nèi)肋根，上底與下底之間的距離為內(nèi)肋高，內(nèi)肋片2的內(nèi)肋根寬度金 屬管的內(nèi)周長=1: 24，內(nèi)肋片2的內(nèi)肋高內(nèi)肋片2的內(nèi)肋根寬度=2: 1，內(nèi)肋 片2的內(nèi)肋頂寬度內(nèi)肋片2的內(nèi)肋根寬度=0. 14: 1，金屬管l的內(nèi)徑為8mm， 內(nèi)肋片2的內(nèi)肋根寬度為1.05mm，內(nèi)肋片2的內(nèi)肋高為2. 10mm，內(nèi)肋片2的內(nèi) 肋頂寬度為0. 15mm，在金屬管1的外壁用軋具冷軋出外肋片3，外肋片3的外 圓周上具有16個軸向斷口4，該斷口4呈V形，V形斷口4的夾角為3(T。
圖2為圖1中A-A向的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中內(nèi)肋片2的線條未畫出，外肋片3 的軸向剖面為梯形，外肋片3的上底為外肋頂，下底為外肋根，上底與下底之 間的距離為外肋高，外肋片與外肋片之間的距離為節(jié)距，金屬管的外徑外肋 片的外肋根厚度外肋片的節(jié)距=1: 0.065: 0.1，外肋片的外肋根厚度外肋 片的外肋頂厚度外肋片的外肋高=1: 0.14: 3.3，斷口4的深度外肋片3的 外肋高=0. 5: 1,金屬管1的外徑為16mm，外肋片3的外肋根厚度為1. 12mm，外 肋片與外肋片之間的節(jié)距為1.70跳夕卜肋片3的外肋頂厚度為0. 17咖，外肋片 3的外肋高為3. 6咖，斷口 4深1. 8mm,每1米長度的換熱管由588片外肋片組成。
使用以上換熱管制成柴油機氣冷氣中冷器與目前的管片式中冷器比較，經(jīng) 試驗得知，在散熱量基本相同條件下，前者的散熱面積僅為后者的44%，前者 的傳熱系數(shù)為后者的2， 179倍。
將雙面光潔的鋁管先拉制出所需的內(nèi)肋片，經(jīng)清洗和試壓，將鋁管用預制 的軋具冷軋出所需的外肋片，即可組裝成所需的換熱管。
實施例4，為實施例1的一種變化，與實施例1技術(shù)方案的不同點是在金屬 管1內(nèi)壁上拉制出12條呈螺旋排列設(shè)置的內(nèi)肋片2，其余的技術(shù)方案與實施例 l相同。
使用以上換熱管制成柴油機氣冷氣中冷器與目前的管片式中冷器比較，經(jīng)試驗得知，在散熱量基本相同條件下，前者的散熱面積僅為后者的48%，前者 的傳熱系數(shù)為后者的2. 132倍。
將雙面光潔的鋁管先拉制出所需的內(nèi)肋片，經(jīng)清洗和試壓，將鋁管用預制 的軋具冷軋出所需的外肋片，即可組裝成所需的換熱管。
實施例5，為實施例2的一種變化，與實施例1技術(shù)方案的不同點是在金屬 管1內(nèi)壁上拉制出12條呈螺旋排列設(shè)置的內(nèi)肋片2，其余的技術(shù)方案與實施例 2相同。
使用以上換熱管制成柴油機氣冷氣中冷器與目前的管片式中冷器比較，經(jīng) 試驗得知，在散熱量基本相同條件下，前者的散熱面積僅為后者的48%，前者 的傳熱系數(shù)為后者的1.985倍。
將雙面光潔的鋁管先拉制出所需的內(nèi)肋片，經(jīng)清洗和試壓，將鋁管用預制 的軋具冷軋出所需的外肋片，即可組裝成所需的換熱管。
實施例6，為實施例3的一種變化，與實施例1技術(shù)方案的不同點是在金屬 管1內(nèi)壁上拉制出12條呈螺旋排列設(shè)置的內(nèi)肋片2，其余的技術(shù)方案與實施例 3相同。
使用以上換熱管制成柴油機氣冷氣中冷器與目前的管片式中冷器比較，經(jīng) 試驗得知，在散熱量基本相同條件下，前者的散熱面積僅為后者的48%,前者 的傳熱系數(shù)為后者的1.922倍。
將雙面光潔的鋁管先拉制出所需的內(nèi)肋片，經(jīng)清洗和試壓，將鋁管用預制 的軋具冷軋出所需的外肋片，即可組裝成所需的換熱管。
以上實施例中，金屬管內(nèi)壁上拉制出的內(nèi)肋片的條數(shù)還可以為除12以外的 其它條數(shù)，外肋片的外圓周上的軸向斷口的數(shù)量還可以為除16以外的其它數(shù)量， 內(nèi)肋片和外肋片各部分的長度比還可以是除以上實施例公開的比例之外的其它 比例。
以上實施例僅僅是本實用新型的6個具體的實施方式，根據(jù)本實用新型的 技術(shù)方案，本領(lǐng)域的技術(shù)人員不經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動就可以進行等同的變化因而 獲得其它的技術(shù)方案，這些變化的技術(shù)方案仍在本實用新型的保護范圍之內(nèi)，例如將兩個金屬管套裝在一起，內(nèi)部的金屬管為可以拉制出內(nèi)肋片，外部的金 屬管在外壁上用軋具冷軋出外肋片。
權(quán)利要求1、有內(nèi)外擴展面的換熱管，包括金屬管(1)，其特征是在金屬管(1)的外壁上冷軋有若干個外肋片(3)，外肋片(3)與來流方向垂直的截面為梯形，金屬管(1)的內(nèi)壁上設(shè)有若干個內(nèi)肋片(2)，內(nèi)肋片(2)與來流方向垂直的截面為梯形。
2、 如權(quán)利要求1所述的有內(nèi)外擴展面的換熱管，其特征是內(nèi)肋片(2)為條狀，內(nèi)肋片(2)與金屬管(1)的軸線平行。
3、 如權(quán)利要求1所述的有內(nèi)外擴展面的換熱管，其特征是內(nèi)肋片(2)在金屬管(1)的內(nèi)壁上螺旋排列。
4、 如權(quán)利要求2或3所述的有內(nèi)外擴展面的換熱管，其特征是內(nèi)肋片(2) 的數(shù)量為12-18。
5、 如權(quán)利要求4所述的有內(nèi)外擴展面的換熱管，其特征是內(nèi)肋片(2) 的內(nèi)肋根寬度金屬管(1)的內(nèi)周長=1: 24-36，內(nèi)肋片(2)的內(nèi)肋高內(nèi)肋 片(2)的內(nèi)肋根寬度=2-3: 1，內(nèi)肋片(2)的內(nèi)肋頂寬度內(nèi)肋片(2)的內(nèi) 肋根寬度=0. 14-0. 17: 1。
6、 如權(quán)利要求5所述的有內(nèi)外擴展面的換熱管，其特征是金屬管(1) 的外徑外肋片(3)的外肋根厚度外肋片(3)的節(jié)距=1: 0. 06-0. 07: 0. 1-0. 112，外肋片(3)的外肋根厚度外肋片(3)的外肋頂厚度外肋片(3)的外肋高 =1: 0.14-0. 17: 3. 1-3. 3。
7、 如權(quán)利要求l、 2、 3、 5、 6其中之一所述的有內(nèi)外擴展面的換熱管，其 特征是外肋片(3)的外圓周上設(shè)有軸向斷口 (4)。
8、 如權(quán)利要求7所述的有內(nèi)外擴展面的換熱管，其特征是斷口 (4)的 數(shù)量為10-36個。
9、 如權(quán)利要求8所述的有內(nèi)外擴展面的換熱管，其特征是斷口 (4)呈V 形，V形斷口 (4)的夾角為30°。
10、 如權(quán)利要求8或9所述的有內(nèi)外擴展面的換熱管，其特征是斷口 (4) 的深度外肋片(3)的外肋高=0.5: 1。
專利摘要本實用新型涉及一種有內(nèi)外擴展面的換熱管，包括金屬管，在金屬管的外壁上冷軋有若干個外肋片，與來流方向垂直的外肋片的截面為梯形，金屬管的內(nèi)壁上設(shè)有若干個內(nèi)肋片，與來流方向垂直的內(nèi)肋片的截面為梯形。內(nèi)肋片采用拉制工藝制成，梯形肋片的上底為肋頂，下底為肋根，上底與下底之間的距離為肋高，相鄰兩個肋片的肋根之間的距離為節(jié)距，金屬管內(nèi)擴展了散熱面，增加了結(jié)構(gòu)的緊湊度，提高了換熱效率，擴大了應用領(lǐng)域；內(nèi)肋片采用拉制工藝制作，外肋片均采用冷軋工藝制作，無切削，材料利用率高；內(nèi)、外肋片采用本實用新型的形狀和結(jié)構(gòu)，使內(nèi)、外壁散熱面積相互匹配，散熱能力得到了進一步提高。
文檔編號F28F1/42GK201259395SQ20082018773
公開日2009年6月17日 申請日期2008年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月18日
發(fā)明者萬德玉, 霞 孫, 孫世華, 梅 李, 李玉珍, 陸國棟, 陸家祥 申請人:青州飛達動力機械有限公司