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一種高效換熱型銅管結(jié)構(gòu)的制作方法

文檔序號:12442548閱讀:463來源:國知局
一種高效換熱型銅管結(jié)構(gòu)的制作方法與工藝

本發(fā)明涉及傳熱管技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種高效換熱型銅管結(jié)構(gòu)。



背景技術(shù):

通常采用銅管作為空調(diào)內(nèi)部的傳熱管,在傳熱管技術(shù)領(lǐng)域從光管升級到內(nèi)螺紋銅管,是一大技術(shù)革新,極大的提高了空調(diào)制冷、制熱的性能,目前的內(nèi)螺紋銅管一般都是單一的螺旋槽或螺旋齒,也有許多文獻(xiàn)或?qū)@_了不同截面形狀的螺旋齒,例如有M形、Y形、梯形、半圓形齒,各種形狀的齒形都是為了增加熱傳遞表面積。然而傳熱銅管在實(shí)際使用過程中,通常需要與散熱器上的散熱片配合使用,需要將銅管插入散熱片上的連接孔中,為了確保銅管與散熱片之間的熱傳遞,需要將芯桿插入銅管內(nèi)孔中進(jìn)行脹管,從而使得銅管的外壁擴(kuò)張,使得銅管的外壁與散熱片的連接孔內(nèi)壁完全無間隙貼合,由于銅管的內(nèi)壁上有螺紋(齒條或齒肋),芯桿擠壓內(nèi)壁時(shí)會導(dǎo)致齒肋的頂部受到擠壓而潰縮,齒肋的高度會減小,齒肋的表面積會減小,從而會降低熱傳遞表面積;同時(shí)齒肋頂部會向兩側(cè)不規(guī)則延伸,導(dǎo)致介質(zhì)再銅管內(nèi)流動(dòng)的阻力增大。

例如:中國專利授權(quán)公告號CN202393281U,授權(quán)公告日2012年8月22日,公開了一種內(nèi)螺紋銅管;又如中國專利授權(quán)公告號CN204535508U,授權(quán)公告日2015年8月5日,公開了一種適應(yīng)高粘度冷媒的內(nèi)螺紋銅管。目前所有的內(nèi)螺紋傳熱管均存在內(nèi)螺紋受到擠壓后潰縮的問題,嚴(yán)重影響銅管的熱傳遞效率,提高介質(zhì)流動(dòng)阻力。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的銅管在實(shí)際使用過程中內(nèi)螺紋擠壓潰縮的問題,提供了一種高效換熱型銅管結(jié)構(gòu),該種銅管的內(nèi)螺紋受到芯桿擠壓時(shí)能定向變形,不會減小熱交換面積,同時(shí)還能提高銅管內(nèi)冷媒的紊流、擾流,增強(qiáng)冷媒與銅管之間的熱交換。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:

一種高效換熱型銅管結(jié)構(gòu),包括銅管本體,所述銅管本體的內(nèi)壁均勻設(shè)有呈螺旋分布的主齒肋,所述主齒肋的頂面向主齒肋的法線一側(cè)形成形變導(dǎo)向肋,所述形變導(dǎo)向肋的頂部位于主齒肋的法線的同一側(cè),所述形變導(dǎo)向肋上遠(yuǎn)離法線的面為彎曲面,形變導(dǎo)向肋上靠近法線的面為彎曲導(dǎo)向面,銅管本體的任意橫截面處,所述的彎曲面與對應(yīng)的主齒肋的法線平行,彎曲導(dǎo)向面為與對應(yīng)主齒肋的法線相交的弧面。銅管插入散熱片的連接孔內(nèi),通過芯桿擠壓銅管內(nèi)壁,主齒肋上的形變導(dǎo)向肋沿著彎曲導(dǎo)向面向彎曲面一側(cè)彎曲,達(dá)到定向控制形變的效果,防止主齒肋的端部受到徑向壓力而潰縮,形變導(dǎo)向肋定向形變后不但不會減小熱交換面積,而且形變導(dǎo)向肋的傾斜會在銅管本體內(nèi)壁構(gòu)建出更加復(fù)雜的構(gòu)造,會進(jìn)一步促進(jìn)冷媒在主齒肋處發(fā)生的紊流、擾流,增強(qiáng)冷媒氣相、液相之間的熱交換,同時(shí)增強(qiáng)冷媒與銅管本體之間的熱交換。

作為優(yōu)選,銅管本體內(nèi)壁上的相鄰的兩個(gè)形變導(dǎo)向肋軸對稱分布。相鄰的兩個(gè)形變導(dǎo)向肋受到芯桿擠壓時(shí)會向不同的方向彎折形變,穩(wěn)定性更好;同時(shí)相鄰兩個(gè)主齒肋之間圍成的空間的形狀、開口大小存在差異,從而使得冷媒在相鄰兩個(gè)空間之間的阻力不同,進(jìn)一步增強(qiáng)冷媒的紊流效果,提高冷媒熱交換效率。

作為優(yōu)選,所述主齒肋的齒頂高與形變導(dǎo)向肋距離銅管本體內(nèi)壁的距離之比為0.55-0.70。

作為優(yōu)選,銅管本體的內(nèi)壁上位于任意相鄰兩條主齒肋之間的部位均設(shè)有支撐肋,所述支撐肋的高度大于主齒肋的高度,所述支撐肋的高度小于形變導(dǎo)向肋距離頂部距離銅管本體內(nèi)壁的高度。芯桿擠壓時(shí),形變導(dǎo)向肋優(yōu)先彎曲、形變,當(dāng)芯桿表面與支撐肋接觸時(shí),芯桿受到支撐肋的作用,使得銅管外壁擴(kuò)張,支撐肋用于限定形變導(dǎo)向肋的最大形變量。

作為優(yōu)選,所述支撐肋的橫截面呈等腰梯形,所述支撐肋的頂面一側(cè)向外延伸形成二級形變導(dǎo)向肋,所述的二級形變導(dǎo)向肋距離銅管本體內(nèi)壁的高度小于形變導(dǎo)向肋距離銅管本體內(nèi)壁的高度。形變導(dǎo)向肋彎曲后,芯桿擠壓二級形變導(dǎo)向肋,二級形變導(dǎo)向肋繼續(xù)彎曲形變,從而構(gòu)建出更加復(fù)雜的銅管內(nèi)壁結(jié)構(gòu),增強(qiáng)冷媒的紊流與擾流,增強(qiáng)冷媒與銅管內(nèi)壁之間的熱交換。

作為優(yōu)選,所述支撐肋的頂面另一側(cè)向外延伸形成形變限位凸肋,所述形變限位凸肋距離銅管本體內(nèi)壁的高度小于形變導(dǎo)向肋距離銅管本體內(nèi)壁的高度。限位凸肋用于限定而級形變導(dǎo)向肋的最大形變量;同時(shí)銅管在彎折的時(shí)候,支撐肋能承受彎折處的拉力和壓力,防止銅管彎折處的拉力、壓力損壞形變導(dǎo)向肋與二級形變導(dǎo)向肋。

作為優(yōu)選,相鄰兩個(gè)支撐肋上的二級形變導(dǎo)向肋軸對稱分布。

作為優(yōu)選,所述的形變限位凸肋的橫截面呈半圓形。

作為優(yōu)選,銅管本體的內(nèi)壁上位于相鄰的主齒肋與支撐肋之間的部位設(shè)有凹槽,所述凹槽的橫截面呈半圓形。凹槽能增加銅管本體內(nèi)壁的表面積。

因此,本發(fā)明具有如下有益效果:(1)銅管本體內(nèi)的形變導(dǎo)向肋受到芯桿擠壓時(shí)能定向變形,從而防止主齒肋潰縮,不會減小銅管本體內(nèi)壁的熱交換面積;(2)形變導(dǎo)向肋、二級形變導(dǎo)向肋的定向形變能有效改變銅管內(nèi)壁的結(jié)構(gòu),使得銅管內(nèi)壁的構(gòu)造更加復(fù)雜,能有效的促進(jìn)冷媒在銅管內(nèi)壁處形成紊流、擾流,提高熱交換;(3)相鄰兩個(gè)形變導(dǎo)向肋、二級形變導(dǎo)向肋軸對稱分布,從而導(dǎo)致主齒肋與支撐肋之間的空間形狀、開口大小都存在差異,該種差異導(dǎo)致冷媒在銅管內(nèi)壁不同位置的阻力不同,從而在銅管內(nèi)壁處產(chǎn)生強(qiáng)烈的擾流,進(jìn)一步增強(qiáng)冷媒與銅管之間的熱交換。

附圖說明

圖1為施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為實(shí)施例1的局部放大示意圖。

圖3為實(shí)施例2的局部放大示意圖。

圖4為實(shí)施例3的局部放大示意圖。

圖5為實(shí)施例4的局部放大示意圖。

圖6為實(shí)施例4中受到芯桿脹管后的狀態(tài)圖。

圖中:銅管本體1、主齒肋2、法線3、形變導(dǎo)向肋4、彎曲面40、彎曲導(dǎo)向面41、支撐肋5、二級形變導(dǎo)向肋50、形變限位凸肋51、凹槽6。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步描述:

實(shí)施例1:如圖1和圖2所示的一種高效換熱型銅管結(jié)構(gòu),包括銅管本體1,銅管本體的內(nèi)壁均勻設(shè)有呈螺旋分布的主齒肋2,主齒肋的頂面向主齒肋的法線3一側(cè)形成形變導(dǎo)向肋4,形變導(dǎo)向肋的頂部位于主齒肋的法線的同一側(cè),形變導(dǎo)向肋上遠(yuǎn)離法線的面為彎曲面40,形變導(dǎo)向肋上靠近法線的面為彎曲導(dǎo)向面41,銅管本體的任意橫截面處,彎曲面與對應(yīng)的主齒肋的法線平行,彎曲導(dǎo)向面為與對應(yīng)主齒肋的法線相交的弧面;主齒肋的齒頂高與形變導(dǎo)向肋距離銅管本體內(nèi)壁的距離之比為0.55;主齒肋與銅管本體的軸線夾角為5°-18°。

本實(shí)施例中的銅管制成換熱器使用時(shí),銅管穿入散熱片的連接孔,通過芯桿擠壓銅管內(nèi)壁,使得銅管外壁與連接孔內(nèi)壁緊密貼合,芯桿擠壓過程中,主齒肋上的形變導(dǎo)向肋沿著彎曲導(dǎo)向面向彎曲面一側(cè)彎曲,達(dá)到定向控制形變的效果,防止主齒肋的端部受到徑向壓力而潰縮,形變導(dǎo)向肋定向形變后不但不會減小熱交換面積,而且形變導(dǎo)向肋的傾斜會在銅管本體內(nèi)壁構(gòu)建出更加復(fù)雜的構(gòu)造,會進(jìn)一步促進(jìn)冷媒在主齒肋處發(fā)生的紊流、擾流,增強(qiáng)冷媒氣相、液相之間的熱交換,同時(shí)增強(qiáng)冷媒與銅管本體之間的熱交換。

實(shí)施例2:如圖3所示的一種高效換熱型銅管結(jié)構(gòu),包括銅管本體1,銅管本體的內(nèi)壁均勻設(shè)有呈螺旋分布的主齒肋2,主齒肋的頂面向主齒肋的法線3一側(cè)延伸形成形變導(dǎo)向肋4,形變導(dǎo)向肋的頂部位于主齒肋的法線的同一側(cè),形變導(dǎo)向肋上遠(yuǎn)離法線的面為彎曲面40,形變導(dǎo)向肋上靠近法線的面為彎曲導(dǎo)向面41,銅管本體的任意橫截面處,彎曲面與對應(yīng)的主齒肋的法線平行,彎曲導(dǎo)向面為與對應(yīng)主齒肋的法線相交的弧面,主齒肋的齒頂高與形變導(dǎo)向肋距離銅管本體內(nèi)壁的距離之比為0.70;銅管本體1內(nèi)壁上的相鄰的兩個(gè)形變導(dǎo)向肋4軸對稱分布。

實(shí)施例3:如圖4所示的一種高效換熱型銅管結(jié)構(gòu),包括銅管本體1,銅管本體的內(nèi)壁均勻設(shè)有呈螺旋分布的主齒肋2,主齒肋的頂面向主齒肋的法線3一側(cè)延伸形成形變導(dǎo)向肋4,形變導(dǎo)向肋的頂部位于主齒肋的法線的同一側(cè),形變導(dǎo)向肋上遠(yuǎn)離法線的面為彎曲面40,形變導(dǎo)向肋上靠近法線的面為彎曲導(dǎo)向面41,銅管本體的任意橫截面處,彎曲面與對應(yīng)的主齒肋的法線平行,彎曲導(dǎo)向面為與對應(yīng)主齒肋的法線相交的弧面,主齒肋的齒頂高與形變導(dǎo)向肋距離銅管本體內(nèi)壁的距離之比為0.6;

銅管本體的內(nèi)壁上位于任意相鄰兩條主齒肋之間的部位均設(shè)有支撐肋5,支撐肋的高度大于主齒肋的高度,支撐肋的高度小于形變導(dǎo)向肋距離頂部距離銅管本體內(nèi)壁的高度;支撐肋的橫截面呈等腰梯形,支撐肋的頂面一側(cè)向外延伸形成二級形變導(dǎo)向肋50,二級形變導(dǎo)向肋距離銅管本體內(nèi)壁的高度小于形變導(dǎo)向肋距離銅管本體內(nèi)壁的高度,支撐肋5的頂面另一側(cè)向外延伸形成形變限位凸肋51,形變限位凸肋的橫截面呈半圓形,形變限位凸肋距離銅管本體內(nèi)壁的高度小于形變導(dǎo)向肋距離銅管本體內(nèi)壁的高度。

實(shí)施例4:如圖5所示的一種高效換熱型銅管結(jié)構(gòu),包括銅管本體1,銅管本體的內(nèi)壁均勻設(shè)有呈螺旋分布的主齒肋2,主齒肋的頂面向主齒肋的法線3一側(cè)形成形變導(dǎo)向肋4,形變導(dǎo)向肋的頂部位于主齒肋的法線的同一側(cè),形變導(dǎo)向肋上遠(yuǎn)離法線的面為彎曲面40,形變導(dǎo)向肋上靠近法線的面為彎曲導(dǎo)向面41,銅管本體的任意橫截面處,彎曲面與對應(yīng)的主齒肋的法線平行,彎曲導(dǎo)向面為與對應(yīng)主齒肋的法線相交的弧面,主齒肋的齒頂高與形變導(dǎo)向肋距離銅管本體內(nèi)壁的距離之比為0.65;

銅管本體的內(nèi)壁上位于任意相鄰兩條主齒肋之間的部位均設(shè)有支撐肋5,支撐肋的高度大于主齒肋的高度,支撐肋的高度小于形變導(dǎo)向肋距離頂部距離銅管本體內(nèi)壁的高度;支撐肋的橫截面呈等腰梯形,支撐肋的頂面一側(cè)向外延伸形成二級形變導(dǎo)向肋50,二級形變導(dǎo)向肋距離銅管本體內(nèi)壁的高度小于形變導(dǎo)向肋距離銅管本體內(nèi)壁的高度,支撐肋5的頂面另一側(cè)向外延伸形成形變限位凸肋51,形變限位凸肋的橫截面呈半圓形,形變限位凸肋距離銅管本體內(nèi)壁的高度小于形變導(dǎo)向肋距離銅管本體內(nèi)壁的高度。

銅管本體1內(nèi)壁上的相鄰的兩個(gè)形變導(dǎo)向肋4軸對稱分布,相鄰兩個(gè)支撐肋5上的二級形變導(dǎo)向肋50軸對稱分布;銅管本體的內(nèi)壁上位于相鄰的主齒肋與支撐肋之間的部位設(shè)有凹槽6,所述凹槽的橫截面呈半圓形。

本實(shí)施例中,如圖6所示,當(dāng)銅管本體的內(nèi)壁受到芯桿擠壓量較大時(shí),形變導(dǎo)向肋發(fā)生定向形變;如果芯桿外徑較大,則擠壓時(shí)二級形變導(dǎo)向肋也會同步定向形變,形變限位凸肋用于限定形變導(dǎo)向肋、二級形變導(dǎo)向肋的最大形變量;形變導(dǎo)向肋、二級形變導(dǎo)向肋定向形變后幾乎不會減小銅管本體內(nèi)壁的表面積,同時(shí)還會在銅管內(nèi)壁處構(gòu)建復(fù)雜的空間,相鄰兩個(gè)主齒肋、支撐肋之間的空間形狀、開口寬度都存在差異,從而有效的增強(qiáng)冷媒在銅管內(nèi)壁處產(chǎn)生強(qiáng)烈的擾流、紊流,極大的增強(qiáng)了冷媒之間、冷媒與銅管之間的熱傳遞效率。

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