本發(fā)明涉及一種傳熱管，尤其是一種組合型傳熱無(wú)縫銅管。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們的生活質(zhì)量不斷提高，空調(diào)幾乎成了家家戶戶必備的一款電器。空調(diào)的耗電量與冷凝器的散熱功率有密切關(guān)系，由于銅的導(dǎo)熱性能好，活躍度低，不會(huì)與管內(nèi)的氣液體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，現(xiàn)有的空調(diào)內(nèi)常采用銅管制成的光管或者內(nèi)螺紋管用于熱交換的。又因?yàn)殂~管的韌性高，硬度低容易變形，所以常在銅管外套設(shè)鋁制的散熱片，散熱片與銅管的徑向截面平行，為了方便安裝，散熱片的內(nèi)孔略大于銅管的外徑，通過(guò)擠件讓銅管脹管，從而使銅管外壁與散熱片的內(nèi)孔均勻緊密貼合，保證冷凝器等散熱功率較高。銅管制成的光管內(nèi)部光滑，傳熱面積較小從而導(dǎo)致傳熱效率較低；內(nèi)螺紋管的管內(nèi)設(shè)有螺旋狀的直齒或內(nèi)齒，有些螺紋齒形的加工制造存在困難，雖然傳熱面積較大，但是在脹管過(guò)程中螺紋齒容易發(fā)生變形，而使傳熱效率降低，甚至有可能會(huì)增大傳熱熱阻。

例如，在中國(guó)專利文獻(xiàn)上公開(kāi)的“一種內(nèi)螺紋傳熱管”，其公告號(hào)為CN100365370C，授權(quán)公告日2008年1月30日，公開(kāi)了一種內(nèi)螺紋傳熱管，其內(nèi)表面上有螺旋齒，螺旋齒的橫截面為Y字形，相鄰的兩齒之間有一開(kāi)口空腔。齒的兩側(cè)壁的高度相等或不相等。相鄰兩齒間空腔的最大寬度大于空腔口的寬度。其不足之處在于：Y字形的齒葉會(huì)不利于同增加冷媒氣液混合物在銅管內(nèi)的流通阻力，銅管內(nèi)部的氣液流動(dòng)均勻，擾動(dòng)小，熱交換能力弱，不利于銅管內(nèi)外熱傳遞；Y字形的齒葉在脹管過(guò)程中，易向下彎曲，不利于銅管膨脹與散熱片的內(nèi)孔貼合，影響傳熱效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決現(xiàn)有技術(shù)中的傳熱銅管內(nèi)的螺紋對(duì)于冷凝介質(zhì)的阻力大，脹管后傳熱效率低的不足，提供了一種在有效減小冷凝介質(zhì)的流動(dòng)阻力同時(shí)能夠在脹管后提供更大的傳熱面積，提高熱交換效率的組合型傳熱無(wú)縫銅管。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

一種組合型傳熱無(wú)縫銅管，包括銅管本體，銅管本體內(nèi)壁設(shè)有呈螺旋狀分布的齒形肋，齒形肋包括徑向截面為矩形的齒肋基座和徑向截面為直角梯形的傳熱頂部，傳熱頂部位于齒肋基座的上方；齒肋基座的兩側(cè)面通過(guò)圓弧狀的過(guò)渡面連接在銅管內(nèi)壁；齒形肋上間隔地設(shè)有與銅管本體軸線垂直的徑向凹槽；其中部分的齒形肋上傳熱頂部徑向截面的長(zhǎng)底邊貼合在螺旋狀的齒肋基座上靠近銅管本體進(jìn)口的進(jìn)側(cè)且斜邊朝向齒肋基座靠近銅管本體出口的背側(cè)，從而形成齒肋A和齒肋C；部分的齒形肋的傳熱頂部徑向截面的長(zhǎng)底邊貼合在所述齒肋基座的背側(cè)且斜邊朝向進(jìn)側(cè)，從而形成齒肋B和齒肋D；齒形肋上的邊角設(shè)有過(guò)渡圓角。

由于受到螺旋狀的齒形肋的導(dǎo)流作用，冷凝介質(zhì)邊旋轉(zhuǎn)邊進(jìn)入銅管本體，且在離心力的作用下往銅管表面靠近，可以使冷凝介質(zhì)混合均勻，與銅管本體的接觸密度大，方便與銅管完成熱交換。相鄰齒肋組的形狀不同，可以為銅管本體內(nèi)的冷凝介質(zhì)提供不同的擾流速度，從而使冷凝介質(zhì)相互干擾融合而加強(qiáng)冷凝介質(zhì)周向的擾動(dòng)，進(jìn)而增強(qiáng)銅管本體內(nèi)壁與中間部位介質(zhì)的紊流作用，促使不同部位的介質(zhì)之間快速實(shí)現(xiàn)熱量均衡，提高銅管本體內(nèi)不同部位的熱交換速率。當(dāng)銅管通過(guò)脹管工藝使銅管的外表面貼合散熱片的內(nèi)孔時(shí)，擠件在進(jìn)入時(shí)對(duì)齒形肋產(chǎn)生沿齒形肋的側(cè)面產(chǎn)生向下的壓力從而完成脹管，同時(shí)由于齒形肋受到了擠件的壓力會(huì)產(chǎn)生變形，齒形肋包括齒肋基座和傳熱頂部，由于齒肋基座和傳熱頂部是一體結(jié)構(gòu)且傳熱頂部位于齒肋基座的一側(cè)，傳熱頂部上的斜面朝向齒肋基座的另一側(cè)，脹管時(shí)，傳熱頂部的頂角受到擠件的壓力，壓力與齒形肋的豎直軸線存在夾角而傳熱頂部的厚度小于齒肋基座的厚度，會(huì)優(yōu)先變形，傳熱頂部變形后產(chǎn)生一定的傾斜角，增加了傳熱的面積從而可以在脹管后提高傳熱效率。在空調(diào)運(yùn)行時(shí)，制冷劑中溶有冷凍油，將齒形肋上的角都制成圓角可以避免棱角形的齒形肋刺破液膜及油膜，致使冷凍油積存在棱角形的凹槽里而不易被頂部的冷凍油或制冷劑帶出，防止增加傳熱熱阻。

作為優(yōu)選，過(guò)渡面中間位置的切線與齒肋基座中線的夾角α在30度到55度之間。傳熱頂部受到擠件的作用力，部分作用力轉(zhuǎn)化為橫向的作用力使傳熱頂端發(fā)生變形，其余的作用力沿傳熱頂部的側(cè)面向下使銅管發(fā)生膨脹，夾角α在30度到55度之間可以確保在過(guò)渡面的作用下銅管本體在徑向和切向上受到的作用力接近，從而使脹管過(guò)程中銅管的膨脹可靠均勻，提高傳熱效率。

作為優(yōu)選，傳熱頂部徑向截面的斜邊與長(zhǎng)底邊的夾角γ在45度到75度之間。可以確保傳熱頂部的頂角在銅管徑向上受到的作用力大于切向上的作用力，從而使沿齒形肋側(cè)面向下的力足夠讓銅管完成脹管，同時(shí)防止只在傳熱頂部的頂角發(fā)生形變使齒形肋的形變過(guò)度，防止產(chǎn)生彎角而影響冷凝介質(zhì)在銅管內(nèi)的流動(dòng)，降低傳熱效率。

作為優(yōu)選，傳熱頂部的厚度在齒肋基座厚度的1/2到2/3之間，傳熱頂部的高度在對(duì)應(yīng)傳熱頂部的厚度的1.1到1.4倍之間。傳熱頂部的厚度大于齒肋基座的厚度的一半，增加傳熱頂部的強(qiáng)度，使在擠件進(jìn)入銅管時(shí)，傳熱頂部不會(huì)輕易彎曲而使齒形肋能傳遞足夠的壓力完成脹管。傳熱頂部的高度大于其厚度可以保證傳熱頂部的抗彎能力弱于抗壓能力，能優(yōu)先發(fā)生彎曲變形而不是擠壓變形，從而在擠件過(guò)程中能增大傳熱面積，提高傳熱效率。

作為優(yōu)選，齒形肋與銅管本體的軸線夾角β為15度到30度之間。β角度過(guò)小時(shí)擾流效果不佳，冷凝介質(zhì)在銅管內(nèi)的流速過(guò)快，散熱不完全；β角度過(guò)大時(shí)冷凝介質(zhì)流動(dòng)的阻力過(guò)大，產(chǎn)生額外的做功進(jìn)而會(huì)使傳熱管的傳熱效率降低，影響傳熱，過(guò)渡角在15度到30度之間可以在阻力不大的同時(shí)保證銅管的擾流作用。

作為優(yōu)選，齒肋A、齒肋B、齒肋C和齒肋D的最大齒寬在最小齒寬的1.2到1.5倍之間，齒肋A、齒肋B、齒肋C和齒肋D的齒頂高相等。各齒肋組的齒頂高相等，可以方便脹管的完成使脹管時(shí)銅管本體的各個(gè)部位同時(shí)受到擠件的壓力，不同的齒寬方便齒肋組內(nèi)形成不同流速的冷凝介質(zhì)流，從而發(fā)生追尾融合，增強(qiáng)銅管的傳熱效率。

作為優(yōu)選，徑向凹槽的深度在齒頂高的1/2到2/3之間。1/2到2/3齒頂高的徑向凹槽深度可以在保證齒形肋導(dǎo)流作用的同時(shí)幫助冷凝介質(zhì)完成跨齒肋的流動(dòng)，方便內(nèi)部熱量交換的進(jìn)行。

作為優(yōu)選，銅管本體內(nèi)設(shè)有若干條排列在銅管本體內(nèi)不同徑向平面的月牙形的阻流塊，阻流塊的中間高度在齒頂高的1/2到2/3之間。阻流塊為月牙形，所以對(duì)中間位置的擾流作用最強(qiáng)并向兩邊逐漸減弱，從而使冷凝氣流向阻流塊的兩邊擴(kuò)散，破壞由于齒形肋導(dǎo)流作用形成的螺旋形氣流，幫助熱交換的進(jìn)行，增強(qiáng)銅管的傳熱效率。

作為優(yōu)選，阻流塊在銅管本體內(nèi)部對(duì)應(yīng)的圓心角為20度到40度之間。阻流塊對(duì)應(yīng)的圓心角小于單個(gè)齒肋組的圓心角，從而使阻流塊最多涉及兩個(gè)相鄰的齒肋組，阻流塊的阻流作用間斷的作用在齒肋上且主要集中在阻流塊的中間位置，防止對(duì)齒形肋的導(dǎo)流作用產(chǎn)生大的干擾。

作為優(yōu)選，阻流塊相對(duì)銅管本體進(jìn)口位于徑向凹槽的后方。使銅管本體內(nèi)部的冷凝介質(zhì)能夠在徑向凹槽和阻流塊之間形成對(duì)流，增加銅管的傳熱效率。

本發(fā)明的有益之處在于：

由于受到齒形肋的導(dǎo)流作用，冷凝介質(zhì)邊旋轉(zhuǎn)邊進(jìn)入銅管，且在離心力的作用下往銅管表面靠近，可以使冷凝介質(zhì)混合均勻，與銅管本體的接觸密度大，方便與銅管完成熱交換。

相鄰齒肋組的形狀尺寸不同，可以為銅管內(nèi)的冷凝介質(zhì)提供不同的擾流速度，從而使冷凝介質(zhì)相互干擾融合而加強(qiáng)冷凝介質(zhì)周向的擾動(dòng)，進(jìn)而增強(qiáng)銅管本體內(nèi)壁與中間部位介質(zhì)的紊流作用，促使不同部位的介質(zhì)之間快速實(shí)現(xiàn)熱量均衡，提高銅管本體內(nèi)不同部位的熱交換速率。

齒形肋包括齒肋基座和傳熱頂部，由于齒肋基座和傳熱頂部是一體結(jié)構(gòu)且傳熱頂部位于齒肋基座的一側(cè)，傳熱頂部上的斜面朝向齒肋基座的另一側(cè)，脹管時(shí)，傳熱頂部的頂角受到擠件的壓力，壓力與齒形肋的豎直軸線存在夾角而傳熱頂部的厚度小于齒肋基座的厚度，會(huì)優(yōu)先變形，傳熱頂部變形后產(chǎn)生一定的傾斜角，增加了傳熱的面積從而可以在脹管后提高傳熱效率。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明中一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1中A處的局部放大圖。

圖3是圖1的銅管本體內(nèi)B-B部位的展開(kāi)示意圖。

圖4是本發(fā)明一種實(shí)施例脹管后的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是圖4中C處的冷凝介質(zhì)流場(chǎng)示意圖。

圖中：銅管本體1 過(guò)渡面12 齒形肋2 齒肋A201 齒肋B202 齒肋C203 齒肋D204 齒肋基座21 傳熱頂部22 徑向凹槽3 阻流塊4。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明。

如圖1、圖2和圖3所示，一種組合型傳熱無(wú)縫銅管，包括銅管本體1，銅管本體1內(nèi)壁設(shè)有呈螺旋狀延伸的齒形肋2，齒形肋2與銅管本體1的軸線夾角β為22度。齒形肋2包括徑向截面為矩形的齒肋基座21和徑向截面為直角梯形的傳熱頂部22，傳熱頂部22位于齒肋基座21的上方。傳熱頂部22的厚度是齒肋基座21厚度的1/2，高度為對(duì)應(yīng)傳熱頂部22的厚度的1.3倍。傳熱頂部22徑向截面的斜邊與長(zhǎng)底邊的夾角γ在70度。齒肋基座21的兩側(cè)面通過(guò)圓弧狀的過(guò)渡面12連接在銅管內(nèi)壁，過(guò)渡面12中間位置的切線與齒肋基座21中線的夾角α為45度。相鄰的齒肋基座21上相向的兩側(cè)壁間的距離相同，即兩齒形肋2之間形成的導(dǎo)流槽的槽寬相等。齒形肋2上間隔地設(shè)有與銅管本體1軸線垂直的徑向凹槽3，徑向凹槽3的深度是齒形肋2齒頂高的2/3。部分齒形肋的傳熱頂部22徑向截面的長(zhǎng)底邊貼合在螺旋狀的齒肋基座21上靠近銅管本體1進(jìn)口的進(jìn)側(cè)且斜邊朝向齒肋基座21靠近銅管本體1出口的背側(cè)，從而形成齒肋A201和齒肋C203，部分齒形肋的傳熱頂部22徑向截面的長(zhǎng)底邊貼合在所述齒肋基座21的背側(cè)且斜邊朝向進(jìn)側(cè)從而形成齒肋B202和齒肋D204；齒形肋2上的邊角設(shè)有過(guò)渡圓角。齒肋A201、齒肋B202、齒肋C203和齒肋D204各占銅管本體1圓周的1/4，齒肋B202和齒肋D204分別設(shè)在齒肋A201和齒肋C203的兩側(cè)，齒肋A201、齒肋B202、齒肋C203和齒肋D204的齒寬比為1:1.1:1.3:1.2，齒肋A201、齒肋B202、齒肋C203和齒肋D204的齒頂高相等。

銅管本體1內(nèi)設(shè)有若干條排列在銅管本體1內(nèi)不同徑向平面的月牙形的阻流塊4，阻流塊4相對(duì)銅管本體1進(jìn)口位于徑向凹槽3的后方，與徑向凹槽3相距一個(gè)徑向凹槽3的寬度。阻流塊4在銅管本體1內(nèi)部對(duì)應(yīng)的圓心角為30度，其中間高度是齒頂高的2/3。

如圖4和圖5所示，銅管本體1經(jīng)過(guò)脹管過(guò)程后，齒形肋2上的傳熱頂部22的斜面位置由于被擠壓往齒肋的外側(cè)變形，冷凝介質(zhì)在銅管本體1內(nèi)流動(dòng)時(shí)，由于齒形肋2的導(dǎo)流作用發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，在離心力的作用下，冷凝介質(zhì)向銅管本體1的內(nèi)表面靠近。部分冷凝介質(zhì)通過(guò)徑向凹槽3完成跨齒肋流動(dòng)后流到阻流塊4上，冷凝介質(zhì)在跨齒肋后，由于徑向凹槽3的導(dǎo)流作用會(huì)帶動(dòng)原在該導(dǎo)流槽內(nèi)的冷凝介質(zhì)向一側(cè)聚集，位于導(dǎo)流槽下層的冷凝介質(zhì)在阻流塊4的作用下再次紊流，部分沿導(dǎo)流槽的另一側(cè)發(fā)生回流，并由于凸出的徑向凹槽3側(cè)面在徑向凹槽3內(nèi)與跨齒肋流動(dòng)的冷凝介質(zhì)發(fā)生對(duì)流；另一部分在阻流塊4的前方發(fā)生旋轉(zhuǎn)進(jìn)而形成渦流，加速銅管內(nèi)的介質(zhì)散熱，增強(qiáng)銅管的散熱效率。