CN101251352B

CN101251352B - 一种小型肋片热交换管及其制造方法

Info

Publication number: CN101251352B
Application number: CN2008100178263A
Authority: CN
Inventors: 牛金龙; 于振涛; 贺新杰; 皇甫强; 张亚峰; 袁思波; 刘少辉
Original assignee: Northwest Institute for Non Ferrous Metal Research
Current assignee: Northwest Institute for Non Ferrous Metal Research
Priority date: 2008-03-28
Filing date: 2008-03-28
Publication date: 2010-08-18
Anticipated expiration: 2028-03-28
Also published as: CN101251352A

Abstract

本发明公开了一种小型肋片热交换管及其制造方法，热交换管由外径为0.5-3.0mm的金属毛细管以及竖立均匀绕制并焊接在其外表面上的金属窄带组成，金属窄带的厚度为0.10-0.20mm，宽度为0.25-0.50mm，所绕制的相邻两个金属窄带间的间隙为0.10-0.30mm，金属窄带的导热率≥100w/(m·K)。其制造方法包括以下步骤，采用绕丝机将金属窄带按实际需要竖立均匀绕制在金属毛细管外侧；之后再采用常规焊接方法将绕制在金属毛细管外侧的金属窄带均焊接在金属毛细管的外表面上。本发明所制热交换管换热性能好、加工制作工序简单，且其外径不超过4.0mm，极大缩小了热交换设备中换热区域的体积。

Description

一种小型肋片热交换管及其制造方法

技术领域

本发明涉及热交换部件及其制造技术领域，尤其是涉及一种适用于热交换器、制冷机、空调等相关设备中的小型肋片热交换管及其制造方法。

背景技术

随着科学技术的不断创新和发展，热交换器、冷凝器、制冷机和压缩机等设备也逐渐趋于小型化或微型化。但是，由于此类设备中所使用的热交换管的尺寸规格均偏大，因而其在很大程度上限制了此类设备体积向微型化、一体化发展的进程。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种小型肋片热交换管及其制造方法，其换热性能好、加工制作工序简单，且其外径Ф不超过4.0mm，极大缩小了热交换设备中换热区域的体积。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种小型肋片热交换管，由外径Ф为0.5-3.0mm的金属毛细管以及竖立均匀绕制并焊接在其外表面上的金属窄带组成，所述金属窄带的厚度为0.10-0.20mm，宽度为0.25-0.50mm，金属毛细管上所绕制的相邻两个金属窄带间的间隙为0.10-0.30mm，所述金属窄带的导热率≥100w/(m·K)。

所述金属毛细管的材质为不锈钢、镍、镍合金、铜或铜合金。

所述金属窄带的材质为铜、铜合金、铝、铝合金或银。

所述小型肋片热交换管的制造方法，包括以下步骤：

(a)采用绕丝机将厚度为0.10-0.20mm、宽度为0.25-0.50mm的金属窄带竖立均匀绕制在外径Ф为0.5-3.0mm的金属毛细管外侧，所绕制在金属毛细管外侧的相邻两个金属窄带间的间隙为0.10-0.30mm；

(b)采用常规焊接方法将绕制在金属毛细管外侧的金属窄带均焊接在金属毛细管的外表面上。

步骤(b)中所述的焊接方法为钎焊、锡焊或激光焊，所述钎焊包括银基焊料钎焊、铜基焊料钎焊、锡基焊料钎焊或镍铜基焊料钎焊；

采用钎焊在钎焊炉中进行焊接时，首先步骤(a)中在绕制金属窄带之前，应在金属毛细管外表面上均匀覆涂钎焊料，并且在稀有气体的保护下或在真空下进行钎焊。

步骤(b)中所述的将金属窄带焊接在金属毛细管外表面后，可对金属毛细管与金属窄带的整体外表面进行镀银。

所述钎焊料的厚度为0.05-0.10mm。

本发明与现有技术相比具有以下优点：1、所制造的小型肋片热交换管换热效率高，其体积小、换热面积大且柔韧性能好，便于二次组装制造；其将竖立均匀绕制在金属毛细管外侧的导热性能良好的金属窄带与金属毛细管进行牢固焊接，形成导热性能良好的肋片式热交换管，同时其由于焊接部位的接触热阻小，又采用导热性好的金属作为肋片，从而更有利于导流管内流体与管外流体的热交换；2、实用且适用范围大，可用于-200℃-200℃的高、低温环境；3、其加工制作工序步骤简单，加工制作方便；4、在外径不大于Ф3.0mm的金属毛细管表面均匀立绕尺寸不大于0.20mm×0.50mm的金属窄带作为散热肋片，最终所制成的热交换管外径Ф最大不超过4.0mm，极大缩小了热交换设备中换热区域的体积，有利于设备的微型化、一体化；5、适用面广，不仅能适用于热交换、制冷等相关设备中，而且还能广泛应用于需要微小制冷机和压缩机的高端精密仪器中。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明所制成的小型肋片热交换管的结构示意图。

附图标记说明：

1-金属毛细管；2-金属窄带。

具体实施方式

第一优选实施方式：

如图1所示，本发明一种小型肋片热交换管由外径Ф为0.5-3.0mm的金属毛细管1以及竖立均匀绕制并焊接在其外表面上的金属窄带2组成，其中金属窄带2的厚度为0.10-0.20mm，宽度为0.25-0.50mm，金属毛细管1上所绕制的相邻两个金属窄带2间的间隙为0.10-0.30mm，并且金属窄带2的导热率≥100w/(m·K)。其中，金属毛细管的材质为不锈钢、镍、镍合金、铜或铜合金；金属窄带的材质为铜、铜合金、铝、铝合金或银等导热性能良好的金属。

本具体实施方式中，所采用的金属毛细管1的材质为3161不锈钢，并且其外径Ф为0.50mm、壁厚为0.10mm；金属毛细管1外表面所均匀绕制的金属窄带2的材质为紫铜，并且其厚度为0.1mm、宽度为0.25mm；所绕制的相邻两个金属窄带2间的间隙为0.20mm，也就是说，在3161不锈钢制金属毛细管1外侧竖立均匀绕制紫铜肋片。

而制造上述小型肋片热交换管的方法包括以下步骤：

第一步、采用绕丝机将厚度为0.10-0.20mm、宽度为0.25-0.50mm的金属窄带2竖立均匀绕制在外径Ф为0.5-3.0mm的金属毛细管1外侧，所绕制在金属毛细管1外侧的相邻两个金属窄带2间的间隙为0.10-0.30mm。本具体实施方式中，即采用绕丝机将厚度为0.1mm、宽度为0.25mm的紫铜制金属窄带2竖立均匀绕制在外径Ф为0.50mm、壁厚为0.10mm的3161不锈钢制金属毛细管1外侧，并且所绕制的紫铜肋片间的间隙为0.20mm。

第二步、采用常规焊接方法将第一步中绕制在金属毛细管1外侧的金属窄带2均焊接在金属毛细管1的外表面上。其中，可采用的焊接方法为钎焊、锡焊或激光焊，其中钎焊包括银基焊料钎焊、铜基焊料钎焊或锡基焊料钎焊。在本具体实施方式中，采用的是银基焊料钎焊，即采用钎焊在钎焊炉中进行焊接，首先第一步中在绕制紫铜金属窄带2之前，应在3161不锈钢制金属毛细管1外表面上先均匀覆涂银基钎焊料，所覆涂的银基钎焊料的厚度为0.05-0.10mm，并且应在稀有气体的保护下进行钎焊。本实施例中，所选择的稀有气体为氩气。

这样，经过上述步骤，使紫铜金属窄带2即紫铜肋片牢固焊接在不锈钢金属毛细管1的表面。最后，再对金属毛细管1与金属窄带2的整体外表面进行镀银，从而最终制成小型肋片热交换管。实践中，金属窄带2即金属肋片的高度、厚度、间隙，肋片的材料和金属毛细管1材料的选择，金属毛细管1的状态、长度、外径、壁厚以及热交换管的有效长度等因素，可因使用的实际需要具体确定。

第二优选实施方式：

本具体实施方式中所述的小型肋片热交换管的结构和制造方法，均与第一具体实施方式相同，其区别在于，所选择的金属毛细管1为外径Φ2.0mm、壁厚为0.20mm的黄铜制金属毛细管1。在黄铜制金属毛细管1外侧竖立均匀绕制的金属窄带2为厚度为0.12mm、宽度为0.36mm的黄铜带，所绕制的黄铜肋片的间隙为0.30mm。

同样，采用绕丝机将厚度为0.12mm、宽度为0.36mm的黄铜制金属窄带2竖立均匀绕制在外径Φ为2.0mm、壁厚为0.20mm的黄铜制金属毛细管1外侧后，再采用钎焊方法将上步中绕制在金属毛细管1外侧的金属窄带2均焊接在金属毛细管1的外表面上，只是本实施例中采用的是锡基焊料钎焊。这样，将黄铜金属窄带2即黄铜肋片牢固焊接在黄铜制金属毛细管1的表面。最后，再对金属毛细管1与金属窄带2的整体外表面进行镀银，从而最终制成小型肋片热交换管。

第三优选实施方式：

本具体实施方式中所述的小型肋片热交换管的结构和制造方法，均与第一具体实施方式相同，其区别在于，所选择的金属毛细管1为外径Φ为3.0mm、壁厚为0.25mm的紫铜制金属毛细管1。在紫铜制金属毛细管1外侧竖立均匀绕制的金属窄带2为厚度为0.15mm、宽度为0.50mm的紫铜带，所绕制的紫铜肋片的间隙为0.30mm。

同样，采用绕丝机将厚度为0.15mm、宽度为0.50mm的紫铜制金属窄带2竖立均匀绕制在外径Φ为3.0mm、壁厚为0.25mm的紫铜制金属毛细管1外侧后，再采用焊接方法将上步中绕制在金属毛细管1外侧的金属窄带2均焊接在金属毛细管1的外表面上，只是本实施例中采用的焊接方法是锡焊。这样，将紫铜金属窄带2即紫铜肋片牢固焊接在紫铜制金属毛细管1的表面。最后，再对金属毛细管1与金属窄带2的整体外表面进行镀银，从而最终制成小型肋片热交换管。

第四优选实施方式：

本具体实施方式中所述的小型肋片热交换管的结构和制造方法，均与第一具体实施方式相同，其区别在于，所选择的金属毛细管1为外径Φ为3.0mm、壁厚为0.25mm的镍制金属毛细管1，即金属毛细管1的材质为金属镍。在镍制金属毛细管1外侧竖立均匀绕制的金属窄带2为厚度为0.15mm、宽度为0.50的白铜即铜镍合金带，所绕制的白铜肋片的间隙为0.30mm。

同样，采用绕丝机将厚度为0.15mm、宽度为0.50的白铜制金属窄带2竖立均匀绕制在外径Φ为3.0mm、壁厚为0.25mm的镍制金属毛细管1外侧后，再采用钎焊方法将上步中绕制在金属毛细管1外侧的金属窄带2均焊接在金属毛细管1的外表面上，只是本实施例中采用的是镍铜基焊料钎焊，并且在真空下进行钎焊。这样，将白铜金属窄带2即白铜肋片牢固焊接在镍制金属毛细管1的表面。最后，再对金属毛细管1与金属窄带2的整体外表面进行清洗，从而最终制成小型肋片热交换管。

第五优选实施方式：

本具体实施方式中所述的小型肋片热交换管的结构和制造方法，均与第一具体实施方式相同，其区别在于，所选择的金属毛细管1为外径Φ为2.5mm、壁厚为0.20mm的白铜制金属毛细管1。在白铜制金属毛细管1外侧竖立均匀绕制的金属窄带2为厚度为0.12mm、宽度为0.40mm的铝镁合金带，所绕制的铝镁合金肋片的间隙为0.30mm。

同样，采用绕丝机将厚度为0.12mm、宽度为0.40mm的铝镁合金制金属窄带2竖立均匀绕制在外径Φ为2.5mm、壁厚为0.20mm的白铜制金属毛细管1外侧后，再采用钎焊方法将上步中绕制在金属毛细管1外侧的金属窄带2均焊接在金属毛细管1的外表面上，只是本实施例中采用的是铜铝焊料钎焊。这样，将铝镁合金制金属窄带2即铝镁合金肋片牢固焊接在白铜制金属毛细管1的表面，从而最终制成外径Φ为3.3mm的小型肋片热交换管。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims

1.一种小型肋片热交换管，其特征在于：由外径Φ为0.5-3.0mm的金属毛细管(1)以及竖立均匀绕制并焊接在其外表面上的金属窄带(2)组成，所述金属窄带(2)的厚度为0.10-0.20mm，宽度为0.25-0.50mm，金属毛细管(1)上所绕制的相邻两个金属窄带(2)间的间隙为0.10-0.30mm，所述金属窄带(2)的导热率≥100w/(m·K)。

2.按照权利要求1所述的一种小型肋片热交换管，其特征在于：所述金属毛细管(1)的材质为不锈钢、镍、镍合金、铜或铜合金。

3.按照权利要求1或2所述的一种小型肋片热交换管，其特征在于：所述金属窄带(2)的材质为铜、铜合金、铝、铝合金或银。

4.制造如权利要求1所述的一种小型肋片热交换管的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

(a)采用绕丝机将厚度为0.10-0.20mm、宽度为0.25-0.50mm的金属窄带(2)竖立均匀绕制在外径Φ为0.5-3.0mm的金属毛细管(1)外侧，所绕制在金属毛细管(1)外侧的相邻两个金属窄带(2)间的间隙为0.10-0.30mm；

(b)采用常规焊接方法将步骤(a)中绕制在金属毛细管(1)外侧的金属窄带(2)均焊接在金属毛细管(1)的外表面上。

5.按照权利要求4所述的一种小型肋片热交换管的制造方法，其特征在于：步骤(b)中所述的焊接方法为钎焊、锡焊或激光焊，所述钎焊包括银基焊料钎焊、铜基焊料钎焊、锡基焊料钎焊或镍铜基焊料钎焊；

采用钎焊在钎焊炉中进行焊接时，首先步骤(a)中在绕制金属窄带(2)之前，应在金属毛细管(1)外表面上均匀覆涂钎焊料，并且在稀有气体的保护下或在真空下进行钎焊。

6.按照权利要求4或5所述的一种小型肋片热交换管的制造方法，其特征在于：步骤(b)中所述的将金属窄带(2)焊接在金属毛细管(1)外表面后，可对金属毛细管(1)与金属窄带(2)的整体外表面进行镀银。

7.按照权利要求5所述的一种小型肋片热交换管的制造方法，其特征在于：所述钎焊料的厚度为0.05-0.10mm。