本發(fā)明涉及一種傳熱管技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種無縫傳熱復(fù)合銅管。

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且內(nèi)孔尺寸略大于銅管的外徑，通過擠件讓銅管脹管，從而使銅管外壁與散熱片的內(nèi)孔緊密貼合，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，甚至有可能會增大傳熱熱阻。

例如，在中國專利文獻(xiàn)上公開的“一種內(nèi)螺紋傳熱管”，其公告號為CN100365370C，授權(quán)公告日2008年1月30日，公開了一種內(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)部的氣液流動均勻，擾動小，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程中，易向下彎曲，不利于銅管膨脹從而與散熱片的內(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，提高熱交換效率的無縫傳熱復(fù)合銅管。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

一種無縫傳熱復(fù)合銅管，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)面通過圓弧狀的過渡面連接在銅管內(nèi)壁，相鄰的齒肋基座上相向的兩側(cè)壁間的距離相同；部分齒形肋的傳熱頂部徑向截面的長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a，部分齒形肋的傳熱頂部徑向截面的長底邊貼合在所述齒肋基座的背側(cè)且斜邊朝向進(jìn)側(cè)，形成齒肋B和齒肋b；齒形肋上的邊角設(shè)有過渡圓角。

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，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)銅管通過脹管工藝使銅管的外表面貼合在散熱片內(nèi)孔時(shí)，擠件在進(jìn)入時(shí)對齒形肋產(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底邊的夾角γ在45度到75度之間?？梢源_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度，防止產(chǎn)生彎角而影響冷凝介質(zhì)在銅管內(nèi)的流動，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，傳熱頂部的高度為對應(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角度過小時(shí)擾流效果不佳，冷凝介質(zhì)在銅管內(nèi)的流速過快，散熱不完全；β角度過大時(shí)冷凝介質(zhì)流動的阻力過大，產(chǎn)生額外的做功進(jìn)而會使傳熱管的傳熱效率降低，影響傳熱，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和齒肋a中的齒形肋單元的尺寸分別沿其傳熱頂部的斜面朝向遞減，齒肋A和齒肋a的最小齒尺寸在其最大齒尺寸的1/4到1/2之間。齒肋A上冷凝介質(zhì)位于任意角度所受到的阻力都不相同，整個(gè)銅管本體內(nèi)會形成多股速度不同的冷凝氣流，氣流之間相互干涉形成擾流，極大的增強(qiáng)了銅管本體內(nèi)部不同空間處冷媒介質(zhì)之間的熱交換，從而保證銅管本體內(nèi)的冷媒介質(zhì)能與外界進(jìn)行最大限度的熱交換。

作為優(yōu)選，齒肋A和齒肋a上獨(dú)立間隔地設(shè)有與銅管本體軸線平行的軸向凹槽，軸向凹槽的深度在所在齒形肋齒頂高的1/2到3/4之間?？梢栽诒ＷC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，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所接觸到的齒形肋平均齒頂高的1/2到2/3之間。阻流塊為月牙形，所以對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，破壞在齒形肋形成的螺旋形氣流，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)部對應(yīng)的圓心角為20度到40度之間。阻流塊對應(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，防止對齒形肋的導(dǎo)流作用產(chǎn)生大的干擾。

作為優(yōu)選，接觸到齒肋A和齒肋a的阻流塊設(shè)在軸向凹槽的后方。齒形肋內(nèi)的冷凝介質(zhì)進(jìn)入軸向凹槽后，部分冷凝介質(zhì)改道從軸向凹槽流過從而跨齒肋流動，剩余的沿原齒肋流動，除了位于軸向凹槽最前方的齒形肋，其他齒形肋形成的凹槽內(nèi)的氣流都有所增加，阻流塊可以使這些冷凝介質(zhì)部分回流到原齒形肋形成的凹槽內(nèi)，使內(nèi)部的冷凝氣流互相融合，從而增強(qiáng)銅管的擾流性能，增強(qiáng)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，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)流場示意圖。

圖中：銅管本體1 過渡面12 齒形肋2 齒肋A201 齒肋B202 齒肋a203 齒肋b204 齒肋基座21 傳熱頂部22 軸向凹槽3 阻流塊4。

具體實(shí)施方式

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

如圖1、圖2和圖3所示，一種無縫傳熱復(fù)合銅管，包括銅管本體1，銅管本體1內(nèi)壁設(shè)有呈螺旋狀分布的齒形肋2，齒形肋2與銅管本體1的軸線夾角β為20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徑向截面的斜邊與長底邊的夾角γ在70度。傳熱頂部22的厚度在齒肋基座21厚度的1/2，傳熱頂部22的高度為對應(yīng)傳熱頂部22的厚度的1.2倍。齒肋基座21的兩側(cè)面通過圓弧狀的過渡面12連接在銅管內(nèi)壁，過渡面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。

圖1中，齒肋A201、齒肋B202、齒肋a203和齒肋b204各占銅管本體內(nèi)壁1/4，齒肋A201和齒肋a203的傳熱頂部22徑向截面的長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靠近銅管出口的背側(cè)，齒肋B202和齒肋b204的傳熱頂部22徑向截面的長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)；齒肋B202和齒肋b204中各齒形肋的大小相同，齒肋A201和齒肋a203中的齒形肋單元的尺寸分別沿其傳熱頂部22的斜面朝向遞減，齒肋A201和齒肋a203的最小齒尺寸為其最大齒尺寸的0.4。齒肋A201和齒肋a203上獨(dú)立間隔地設(shè)有與銅管本體1軸線平行的軸向凹槽3，軸向凹槽3的深度在最小齒頂高的2/3，軸向凹槽的槽寬為最大齒肋寬度的2/3。銅管本體1內(nèi)設(shè)有18塊排列在銅管本體內(nèi)不同徑向平面的月牙形的阻流塊4，阻流塊的寬度與齒肋B的齒肋基座的寬度相等，阻流塊4在銅管本體1內(nèi)部對應(yīng)的圓心角為30度，從而保證阻流塊作用銅管本體內(nèi)的每條母線上，使阻流塊對冷凝介質(zhì)的擾流平穩(wěn)均勻。阻流塊4的中間高度在所接觸到的齒形肋平均齒頂高的1/2。接觸到齒肋A201和齒肋a203的阻流塊4設(shè)在軸向凹槽3的后方。齒形肋2上的角都為圓角，圓角的半徑為角相鄰的兩邊中較短邊的1/2。

如圖4和圖5所示，銅管本體1經(jīng)過脹管過程后，齒形肋上的傳熱頂部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)循環(huán)時(shí)，由于齒形肋2的導(dǎo)流作用發(fā)生轉(zhuǎn)動，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，齒肋A201上靠近銅管本體1進(jìn)口的進(jìn)側(cè)為平滑的豎面，對冷凝介質(zhì)的導(dǎo)流作用強(qiáng)，對冷凝介質(zhì)的流速的限制也較大，齒肋A201中的齒形肋單元的尺寸分別沿其傳熱頂部22的斜面朝向逐漸遞減，對冷凝介質(zhì)的流速阻礙小，尺寸較小的齒形肋上的冷凝介質(zhì)流速較快。相對銅管本體1的進(jìn)口，尺寸較小的齒形肋設(shè)在尺寸較大齒形肋的后方，當(dāng)尺寸較大處的冷凝介質(zhì)螺旋前進(jìn)到尺寸較小的齒形肋上時(shí)與尺寸較小齒形肋內(nèi)的冷凝介質(zhì)混合從而出現(xiàn)紊流，增強(qiáng)銅管本體1內(nèi)部的擾流能力，齒肋A范圍內(nèi)的冷凝介質(zhì)集中堆積在齒肋A的側(cè)面向管內(nèi)流動，先通過軸向凹槽3完成分流和紊流，緊接著冷凝介質(zhì)流到阻流塊上，在阻流塊的作用下再次紊流，使冷凝介質(zhì)容易跨齒肋流動，齒肋a內(nèi)的冷凝介質(zhì)流場和齒肋A201相同。齒肋B202中各齒形肋的大小相同，且斜面朝向與齒肋A201相反，齒肋B202上靠近銅管本體1進(jìn)口的進(jìn)側(cè)為傳熱頂部22的短側(cè)面、傳熱頂部22的斜面、齒肋基座21的側(cè)面和齒肋基座21的頂面組成的波浪形的側(cè)面，導(dǎo)流作用較弱，齒肋A201內(nèi)的冷凝介質(zhì)經(jīng)尺寸遞減的齒形肋2完成周向擾流后，擴(kuò)散到齒肋B202上，經(jīng)過齒肋B202上波浪形的側(cè)面后，沿齒肋B202的側(cè)面逐漸沿周向擴(kuò)散，使介質(zhì)流在擴(kuò)散擾動的過程中與齒形肋2的接觸頻繁且混合較均勻，從而增強(qiáng)了銅管本體1的散熱性能。齒肋b204內(nèi)的冷凝介質(zhì)流場與齒肋B202中相同。