傳熱管制造技術(shù)

一種用在一管殼式空調(diào)系統(tǒng)冷凝器中的傳熱管，其中流過位于管子外部的熱交換器的流體通過將熱量傳遞給一流過各管子的冷卻流體而冷凝。管子至少有一個繞其外表面螺旋延伸的卷旋翅片。一種凹槽花紋圍繞管子圓周每隔一定間距以一斜角延伸過卷旋翅片。在每對相鄰凹槽間有一尖端。卷旋翅片、凹槽和尖端是通過在一心軸和一成翅盤組之間，然后在心軸和一凹槽輪之間，滾軋管壁而形成在管上。在制造管子過程中由于管子和凹槽輪的旋轉(zhuǎn)和推進的相互作用，尖端頂端軸線的傾斜角β相對于凹槽角傾斜。尖端的最大寬度（Ｗ↓［ｔ］）大于卷旋鄰近部分的寬度（Ｗ↓［ｔ］）。（*該技術(shù)在2015年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)總的涉及一種用于管殼式熱交換器的傳熱管。更具體地說，本專利技術(shù)涉及一種在空調(diào)系統(tǒng)的冷凝器中使用的管子。管殼式熱交換器具有許多容納在一殼體內(nèi)的管子。通常，這些管子設(shè)置得可以提供多個平行流動的通路以使兩種流體中的一種流體流過，熱交換或熱傳遞就在這兩種流體之間進行。所述多個管子浸設(shè)在流過熱交換器殼體的第二流體中。通過管壁將熱量從一流體傳遞到另一流體。在典型的應(yīng)用中，即在空調(diào)系統(tǒng)冷凝器中、一通常是水的冷卻流體流過冷凝器的各個管子。致冷劑則流過冷凝器殼體，致冷劑以氣體進入以液體排出。各根管子的熱傳遞能力在很大程度上決定了這種熱交換器的總體熱傳遞性能。有一些為人們所熟知的改善傳熱管熱傳遞效率的方法。其中之一是增加管子的傳熱面積。在冷凝應(yīng)用中，通過將與流體接觸的管子表面面積最大化而提高熱傳遞性能。在為增加熱交換管的熱傳遞面積而使用的最普遍的方法中，一種方法是在管子的外表面上設(shè)置翅片。各翅片可以單獨地制造然后連接于管子外表面或者通過某種加工方法直接在管子的外表面上形成翅片。除了增加熱傳遞面積之外，帶翅片的管子還呈現(xiàn)出比具有光滑外表面的管子更佳的冷凝熱交換性能。這里因為，冷凝用致冷劑在光滑管子的外表面上形成一液體致冷劑的連續(xù)膜。這連續(xù)膜的存在降低了穿過管壁的傳熱率。膜的厚度越大，阻礙熱傳遞的熱阻就越大。由于面張力，翅片上的膜厚通常低于管子表面的主要部分，因此降低了翅片的熱傳遞阻力。但是，對簡單地用翅片增強性能的管子來說，還有可能在熱交換管的冷凝熱傳遞性能上作進一步的改進。這種管子揭示在于1993年4月20日授權(quán)于張先生等人的美國專利5,203,404中(′404管子)，該專利的受讓人與本專利技術(shù)的受讓人相同。本專利技術(shù)是提供一種具有一個或多個設(shè)在其外表面上的卷旋翅片的傳熱管。多個凹槽圍繞管子周緣每隔一定間距以一斜角延伸過卷旋翅片。與一傳統(tǒng)型翅片管子相比，本專利技術(shù)翅片上的凹槽進一步增加了管子的外表面面積。而且，凹槽間的帶翅片的表面的構(gòu)造促進了致冷劑從翅片中排出。在大多數(shù)應(yīng)用中，在管殼式空調(diào)冷凝器中的各個管子是水平或近似水平設(shè)置的。采用這些水平設(shè)置的管子，帶凹槽的卷旋翅片促進了冷凝致冷劑從翅片排入管子表面上部分上的翅片間的凹槽，并也促進了經(jīng)冷凝的致冷劑排離管子表面的較下部分上的管子。與已有技術(shù)中的參數(shù)相同的管子例如′404管子相比，本專利技術(shù)的管子上的卷旋翅片內(nèi)的凹槽密度相對較高。因此外表面面積更大。而且，每卷旋轉(zhuǎn)數(shù)上增加的凹槽數(shù)使凹槽間的翅片表面比已有技術(shù)中的管子例如′404管子更尖或更銳利，因此本專利技術(shù)的構(gòu)造進一步促進了經(jīng)冷凝的致冷劑從管子的排出。通過將一輔助凹槽盤加設(shè)于一種成翅機的刀具組上，帶槽翅片管的制造就能簡便和經(jīng)濟地完成。這種成翅機通過在一內(nèi)心軸和外成翅盤間滾軋管壁而在管子外表面上形成翅片。所附的各附圖構(gòu)成本說明書的一部分，在各附圖中，凡相同的標號均表示相同的構(gòu)件。附圖說明圖1是本專利技術(shù)的管子的示意圖。圖2是示出本專利技術(shù)的管子是如何制造的視圖。圖3是本專利技術(shù)的管子的部分外表面的平面視圖。圖4是本專利技術(shù)的管子的單卷旋翅片的一部分的平面視圖。圖5是本專利技術(shù)的管子的單卷旋翅片的一般截面剖視圖。圖5A、5B、5C和5D是分別沿圖4中線5A-5A、5B-5B、5C-5C、5D-5D截取的、本專利技術(shù)的管子的單卷旋翅片的截面剖視圖。圖1是傳熱管10的示意圖。傳熱管10包括管壁11、管內(nèi)表面12和管外表面13。從管壁11的外表面延伸出來的是外翅片22。包含翅片高度在內(nèi)，管子10具有外徑D0。本專利技術(shù)的管子可以通過滾軋加工而較方便地制造。圖2示出了這種加工方法。在圖2中，成翅機60運轉(zhuǎn)在管子10上，管子是由一種可鍛的金屬例如銅制成，以在管子上加工出內(nèi)肋和外翅。成翅機60具有一個或多個刀軸61，每一刀軸含有刀具組62，由一些成翅盤63和凹槽輪66組成。在管子10內(nèi)延伸的是心軸軸65，一心軸64與其相連。當管子10旋轉(zhuǎn)時管壁11壓制在心軸65和成翅盤63之間。在壓力下，金屬流入成翅盤之間的凹槽內(nèi)從而在管子的外表面上形成一脊或翅片。當管子旋轉(zhuǎn)時，管子10在心軸64和刀具組62(圖2中從左至右)向前推進從而在管子上形成一些螺旋卷旋翅片，其數(shù)目隨刀具組62上的成翅盤63的盤數(shù)和成翅機60上使用的刀具軸61的數(shù)目而變。在同一次操作中在刀具組62在管子10上形成翅片后，凹槽輪66將斜槽壓在翅片的金屬上。心軸可以如圖2所示的方式形成，即它將將某種式樣的花紋壓入從其上經(jīng)過的管子管壁的內(nèi)表面。一種典型的花紋是一個或多個螺旋卷旋肋條。這種花紋能提高在流體流過管子和管壁之間的熱傳遞效率。圖3以平面視圖示出了管子外表面的一部分。從管子10的外表面13延伸的是一些卷旋翅片20。每隔一段距離傾斜地延伸穿過每一卷旋翅片的是凹槽30的花紋。在一給定的卷旋翅片中每一對相鄰凹槽之間是一具有一末端23的翅片尖端22。相鄰卷旋翅片之間的翅片節(jié)距或間距為Pf。圖4是本專利技術(shù)的管子的單卷旋翅片的一部分的平面圖。凹槽底座31與管子縱軸AT間的傾斜夾角是角α。翅片末端23與管子縱軸AT間的傾斜夾角是β。在管子的制造過程中(參看圖2)，由于旋轉(zhuǎn)地推進的管子10和凹槽輪66之間的相互作用，尖端22的軸線從凹槽輪輪齒和卷旋翅片之間的角度起稍稍偏斜從而使末端軸線角β相對于角α傾斜，即β≠α。圖5是本專利技術(shù)的管子的單卷旋翅片的偽截面剖視圖。我們使用術(shù)語“偽”是由于從卷旋翅片的任一部分截取的截面不大可能完全如圖5所示的截面。但是該圖有助于說明管子的眾多特征。卷旋翅片20自管壁11向外延伸。卷旋翅片20具有鄰近部分21和尖端22。在示出的偽截面中延伸穿過翅片的是一具有凹槽底座32的凹槽。卷旋翅片20的總體高度是Hf。鄰近部分21的寬度是Wr并且尖端22的寬度的最大尺寸是Wt。尖端22的外末端是末端23。進入卷旋翅片的凹槽的距離或凹槽深度是Dn。在制造加工過程中凹槽輪66(圖2)不是將凹槽從卷旋翅片上切割下而是將凹槽壓入卷旋翅片。來自卷旋翅片的凹槽部分的多余材料移至相鄰凹槽間的區(qū)域內(nèi)并從卷旋翅片的側(cè)邊向外移以及朝著卷旋翅片側(cè)邊上的管壁11移動。因此，Wt明顯大于Wr。圖5A、5B、5C和5D是分別沿圖4中線5A-5A、5B-5B、5C-5C和5D-5D截取的卷旋翅片20的截面剖視圖。這些視圖與圖5的偽視圖相比更準確地示出了在各點處的帶槽卷旋翅片20的結(jié)構(gòu)。結(jié)合圖5如以上所述的帶槽卷旋翅片的特征同樣適用于圖5A、5B、5C和5D的說明。我們對一根據(jù)本專利技術(shù)制得的樣管進行了測試，該管具有一為1.9厘米(3/4英寸)的公稱外直徑(D0)，0.65毫米(0.0257英寸)的翅片高度，每厘米管長具有22個卷旋翅片的翅片密度(每英寸56個卷旋翅片)，每圓周卷旋翅片有122個凹槽，凹槽的軸線與管子縱軸(AT)的傾斜夾角為45度以及0.20毫米(0.008英寸)的槽深。該被測試的樣管具有三個卷旋翅片。或者，用技術(shù)行話來說具有三個“翹曲”，測試數(shù)據(jù)表明，該樣管的從致冷劑到管壁的熱傳遞是具有一光滑外表面的傳統(tǒng)型管子的20倍。從測試數(shù)據(jù)而得的推論顯示了本專利技術(shù)的管子的卷旋外表面結(jié)構(gòu)適用于具有從12.5毫米(1/2英寸)至25毫米(1英寸)的公稱外直徑的管子，其中a)每厘米管長有13至28個卷旋翅片(每英寸有33至70個卷旋翅片本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種改進的傳熱管（１０），其特征在于：至少一個外卷旋翅片圍繞所述管子螺旋形設(shè)置；多個凹槽（３０）圍繞所述管子每隔一定距離徑向地延伸入所述卷旋翅片；每一所述凹槽具有一與所述管子的縱軸（Ａ↓［Ｔ］）成一傾斜角（α）的底座軸線；所述多 個凹槽將所述卷旋翅片分成一鄰近部分（２１）和一具有一單尖端（２３）的尖端部分（２２），所述尖端部分處在一對相鄰的所述凹槽之間并具有一大于所述鄰近部分的最大寬度（Ｗ↓［ｒ］）的最大寬度（Ｗ↓［ｒ］），并具有一與所述凹槽底座軸線呈一夾角（β）的末端軸線。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：尼爾坎斯S古普葦，劉新，史帝文J斯潘塞，羅伯特HL張，丹尼爾加夫尼，
申請(專利權(quán))人：運載器有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：US[美國]