CN101793475B - 传热管及其制造方法 - Google Patents

传热管及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101793475B
CN101793475B CN2009102465587A CN200910246558A CN101793475B CN 101793475 B CN101793475 B CN 101793475B CN 2009102465587 A CN2009102465587 A CN 2009102465587A CN 200910246558 A CN200910246558 A CN 200910246558A CN 101793475 B CN101793475 B CN 101793475B
Authority
CN
China
Prior art keywords
rib
pipe
heat
tube
interior
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN2009102465587A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101793475A (zh
Inventor
安德烈亚斯·比特勒
吉恩·埃尔·海约尔
罗那尔德·卢茨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wieland Werke AG
Original Assignee
Wieland Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wieland Werke AG filed Critical Wieland Werke AG
Publication of CN101793475A publication Critical patent/CN101793475A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101793475B publication Critical patent/CN101793475B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/42Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being both outside and inside the tubular element
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L9/00Rigid pipes
    • F16L9/02Rigid pipes of metal
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/15Making tubes of special shape; Making tube fittings
    • B21C37/20Making helical or similar guides in or on tubes without removing material, e.g. by drawing same over mandrels, by pushing same through dies ; Making tubes with angled walls, ribbed tubes and tubes with decorated walls
    • B21C37/207Making helical or similar guides in or on tubes without removing material, e.g. by drawing same over mandrels, by pushing same through dies ; Making tubes with angled walls, ribbed tubes and tubes with decorated walls with helical guides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D17/00Forming single grooves in sheet metal or tubular or hollow articles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00Making other particular articles
    • B21D53/02Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers
    • B21D53/06Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers of metal tubes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21HMAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H1/00Making articles shaped as bodies of revolution
    • B21H1/18Making articles shaped as bodies of revolution cylinders, e.g. rolled transversely cross-rolling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21HMAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H3/00Making helical bodies or bodies having parts of helical shape
    • B21H3/08Making helical bodies or bodies having parts of helical shape internal screw-threads
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L9/00Rigid pipes
    • F16L9/02Rigid pipes of metal
    • F16L9/06Corrugated pipes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/40Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only inside the tubular element
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/18Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by applying coatings, e.g. radiation-absorbing, radiation-reflecting; by surface treatment, e.g. polishing
    • F28F13/185Heat-exchange surfaces provided with microstructures or with porous coatings
    • F28F13/187Heat-exchange surfaces provided with microstructures or with porous coatings especially adapted for evaporator surfaces or condenser surfaces, e.g. with nucleation sites
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/4935Heat exchanger or boiler making
    • Y10T29/49377Tube with heat transfer means
    • Y10T29/49378Finned tube
    • Y10T29/49382Helically finned

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)

Abstract

本发明涉及一种传热管,具有管轴线、带管外侧和管内侧的管壁,在管内侧上形成有从管壁中轴平行或螺旋形地环绕的内肋条,内肋条具有位于各相邻内肋条之间的槽,其中,相对于管轴线测量的内肋条的螺旋角小于或等于45°;远离管壁的内肋条的区域以规律的间隔单侧不对称地基本沿着管周向变形,其中内肋条的变形材料构成通过槽的伸出部;伸出部各自通过有限的变形区沿着内肋条延伸;在变形区的内部,变形连续变化,其中变形区中部的变形强于边缘的;利于起泡的空腔位于槽底部、内肋条的侧面和所构成的伸出部之间。本发明的另一个方面包括一种制造本发明传热管的方法,传热管具有在管外侧螺旋线形环绕的整体外肋条。

Description

传热管及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种传热管和一种传热管制造方法。
背景技术
物质蒸发在制冷工程、空调技术、化学工程、过程控制技术以及动力工程诸多领域都会出现。蒸发物质为了蒸发需要热量而抽走其他介质。该其他介质在此冷却或冷凝。也可采用冷却和冷凝的混合形式。
众所周知,通过传热表面的结构化,可加强传热效果。因此就可实现:每个单位的传热表面都会比平整表面传递更多的热量。此外,可以减小产生的温差,由此有效地控制过程。对于金属传热管而言,传热表面的结构化通常通过从管壁材料中生成肋条或类似元件的形状而进行。这些一体成型的肋条与管壁保持坚固的金属连接并由此最佳地传递热量。
在传热管的内侧,经常设置轴平行或螺旋形的肋条以改善传热性。通过加肋条,扩大了管的内表面。此外,对于螺旋形排列的肋条,加强了管中流动的流体的涡流,由此改善了热传递。如果要蒸发管中流动的流体,则给内肋条设置附加的结构部件,以便积极影响蒸发过程。通常,在此产生空腔或下陷结构,因为这类结构对起泡的过程有利。
通过管内表面的结构化,不仅加强传热效果,而且还增大了管中流动的介质的压力降。这一效应并不理想,尤其是在蒸发过程中,因为蒸发温度随着压力下降,由此使得整个过程不甚有效。
专利文献JP59202397A提出,将内肋条的顶端弯曲,使得相邻肋条之间产生通道,通道的开口窄于其最大宽度。类似的实施方式在文献EP1061318B1和JP05106991A中也有提及。在这后两篇文献中,不仅使内肋条的顶端变形,还使整个肋条弯曲。EP1544563B1提出将肋条顶端这样变形的建议,即使肋条具有T形横截面,由此在肋条之间形成下凹通道。所有这四篇文献的共同点在于,下凹通道的横截面和开口宽度不改变。因此,这种结构中就没有优先用于气泡形成和分离的位置。
为了让气泡蒸发较为有利地形成并稳定,使下凹结构及其横截面形状和开口宽度改变。例如,在专利文献JP05253614A中描述了开口宽度改变的结构。材料自内肋条的侧面这样移动,以致肋条之间的通道被部分封闭。蒸汽气泡会在通道的开口位置逸出。不过,开口的大小控制得差,并且制造过程不稳定。因此,该结构不适用于管低廉且效率稳定的制造。
此外,专利文献US4733698描述了一种结构,在该结构中,肋条上部区域的材料通过二次槽的径向压入而对称地移动。肋条之间的一次槽由二次槽区域内移动的材料封闭。如此一来,就形成了隧道状部分。因此,为了封闭一次槽移动足够的材料,二次槽必须具有加尖边的梯形横截面。通过加尖边,产生了边缘露出的结构,该结构不理想地增大了流动介质的压力降。JP04100633A提出了一种很类似的结构,其制造方法与US4733698大大不同。US4733698借助于多级拉伸和模制工艺对管进行加工,而JP04100633A首先对带材进行结构化,随后使之形成管并焊接在纵向焊缝上。不过,通过其他制造工艺,无法克服该结构的性能缺陷。
发明内容
本发明的任务在于,给管的内表面设置一个结构,其大大改善管内侧流动的介质蒸发时的热传递,同时不会过度增加压力降。此外,该结构制造低廉可靠。
本发明包括一种传热管,具有管轴线、带管外侧和管内侧的管壁,在管内侧上形成有从管壁中轴平行或螺旋形地环绕的内肋条,内肋条具有位于各相邻内肋条之间的槽,其中,相对于管轴线测量的内肋条的螺旋角小于或等于45°;远离管壁的内肋条的区域以规律的间隔单侧不对称地基本沿着管周向变形,其中内肋条的变形材料构成通过槽的伸出部;伸出部各自通过有限的变形区沿着内肋条延伸;在变形区的内部,变形连续变化,其中变形区中部的变形强于边缘的;利于起泡的空腔位于槽底部、内肋条的侧面和所构成的伸出部之间。
在此,本发明从这样的考虑出发,即,提高管内侧上物质蒸发时的效率,尤其是对于在管内侧上具有一体成型结构的金属传热管。
蒸发物质和散热介质通常必须在物质上通过传热壁彼此分离。为此常用金属管。蒸发物质可位于管外侧上,而散热介质在管内侧流动。或者,蒸发物质在管内侧流动,而散热介质位于管外侧上。本发明涉及后者情况。
在管内侧上蒸发时,管可水平或垂直地布置。此外,适用于管相对于水平面或垂直面略微倾斜的情况。在制冷工程中,蒸发器通常具有水平的管子。与之相反,在化学工程中,为了加热蒸馏柱,经常采用垂直的循环蒸发装置。在此,物质的蒸发是在直立管子的内侧上发生的。
为了能在散热介质与蒸发物质之间进行热传递,散热介质的温度必须高于蒸发物质的温度。人们将这一温度差异称为产生的温差。产生的温差越高,也就会传递更多的热量。另一方面,人们常致力于将产生的温差保持得较小,因为这样会对过程的效率有利。
根据本发明,为了提高传热效率,在蒸发时,加强起泡沸腾过程。气泡的形成起始于晶核点。该晶核点大多不是气体或蒸汽包含物。当累积的气泡达到一定的大小,它便离开表面。如果晶核点在气泡分离的过程中被液体淹没,则晶核点不活动。表面也就必须这样形成,即,在气泡分离时留下小气泡,其用作起泡新循环的晶核点。这是通过在表面上布置空穴的方式实现的,在气泡分离之后,可将小气泡留在空穴中。
在本发明中,构成在槽底部、肋条的侧面以及所形成的伸出部之间的空腔为根据本发明的空穴。伸出部是由上部肋条区域的区域性变形而构成的。在此这样实施变形,以致区域内的变形连续改变,其中,变形区中部的变形要比变形区边缘的变形强。这样一来,就产生了具有弯曲分界面而无显露边缘的轮廓。这样的轮廓在减小压力降方面是有利的,因为流体的流动不是断续地在边缘上转向,而是流体可沿着弯曲的分界面流动。
特别有利的地方在于,管内表面设有一个结构,其大大改善了管内侧上流动的介质蒸发时的热传递,同时没有过度增大压力降。此外,结构可低廉而可靠地制造。
在本发明的优选构型中,可在变形区的中部,使内肋条的变形材料与周向上相邻的内肋条接触。这样,各自相邻的肋条之间的槽就部分地有了顶盖。也即从先行敞开的槽中局部地构成平行于内肋条延伸的、在两侧敞开的空腔,其由槽底部、两邻接的内肋条的侧面以及所形成的顶盖界定。该空腔的横截面沿着内肋条以这样的型式改变,以致空腔在两端漏斗状地转为开槽。在两个漏斗形的过渡区之间,空腔具有横截面最小的位置。在该位置上,可优选留住小气泡或气体包含物。这便构成了形成大气泡的优选晶核点,由此加快蒸发过程。
有利的是,可在变形区的中部,使变形材料与内肋条和周向上相邻的内肋条之间的槽底部接触,由此而部分地封闭相邻内肋条之间的槽。通过部分封闭,形成特别利于起泡的漏斗状空腔。由于按这种实施方式构成的空腔仅具有一个开口,液体就可在气泡分离之时不受阻碍地伴流。如此一来,就为小气泡或气体包含物的保留提供了特别有利的条件。这些小气泡或气体包含物构成了在产生的温差已较小的情况下重新起泡的优选晶核点。
在优选构型中,相邻的内肋条的伸出部在螺旋形的环绕方向上不接触或重叠。变形区的宽度通常这样选择,以致伸出部的相邻区之间保持内肋条的原始高度H。这利于管中流动的流体的涡流。
有利的是,可在管外侧上构造有螺旋形环绕的、一体成型的外肋条。对于这种两侧加肋条的管类型,传热表面扩大,于是相应地可比平整表面传递更多的热量。
本发明的另一方面包括一种制造本发明传热管的方法,传热管具有在管外侧上螺旋线形环绕的整体外肋条和在管内侧上轴平行或螺旋线形延伸的整体内肋条,内肋条远离管壁的区域以规律的间隔单侧不对称地在管周向上变形,其中,采取下列方法步骤:
a)通过以下方式在平整管的管外侧上形成螺旋线形延伸的外肋条,肋条材料通过管壁材料的挤压借助于轧制步骤获得,并且,所形成的肋条管通过轧制力在转动中移位且相应地移动所形成的肋条,其中外肋条是以增大的高度从其他情况下不变形的平整管中形成的;
b)管壁是在形成外肋条的区域中通过位于管内的芯棒支承的,该芯棒可转动地支承在芯棒杆上并且在其芯棒外表面上具有轴平行或螺旋形的槽,其中,形成有轴平行或螺旋形的内肋条;
c)远离管壁的内肋条的区域通过至少一个与芯棒串接的、不可转动的销钉以规律的间隔不对称地基本沿着管周向变形,其中,内肋条的变形材料这样移动,以致它在两个相邻的内肋条之间构成通过槽的伸出部。
在此,本发明是从这样的考虑出发的,即,使用一个轧制装置,它由n=3或4的刀夹构成,其中各有至少一个范成法刀具与之成为一体。每个刀夹的轴线相对于管轴线倾斜地延伸。刀夹各自360°/n错位地布置在管的圆周上。刀夹可径向地进给。它们本身布置在位置固定的轧机架中。范成法刀具是由多个并接的轧制圆盘构成的,其直径沿着外肋条在前的变形度方向增大。
成型芯棒也是该轧制装置的构件。芯棒安置在一芯棒杆处且可转动地支承在其上。芯棒的轴线与芯棒杆的轴线相同,且与管轴线相合。芯棒杆的另一端固定在轧机架上并固定成不能转动。借助于芯棒杆,芯棒定位在范成法刀具的工作区域中。
此外,在芯棒后面安置至少一个沿径向对准的销钉。销钉与芯棒杆固定地连接,由此不可转动。这样,该不可转动的销钉就嵌合到首先由芯棒外表面构成的内肋条中,因此就形成了伸出部。伸出部以规律的间隔不对称地基本沿着管周向形成。在这一方面,主要表达出这样的概念,即,与管外壁咬合的范成法刀具的轧制圆盘赋予管每次旋转以一定的、但却较小的进给量。这样,布置在芯棒杆上的、位置固定的销钉在轴向进给量特别小时在传热管中实施这样的运动,其与管周向近乎对应。
在本发明的优选构型中,销钉的端部可具有圆形轮廓。变形度相应于销钉的轮廓而改变,于是存在具有强弱变形的区域。通过圆形轮廓避免了:所构成的伸出部在区域过渡时具有尖边不同强度的变形。
有利的是,销钉的端部可具有半球形状。变形度相应于该半球形状在变形区内连续改变,无需形成尖边。类似于凹地,变形区中部的变形强于变形区边缘的变形。伸出部由此具有舌状形状。
在本发明其他优选的构型中,自芯棒杆的轴线一直向销钉端部测量的、销钉的径向延伸量最大可以为芯棒直径的一半大。通过这种限制避免了:内肋条的变形一直延至肋条管的芯壁中,由此降低管的稳定性。销钉的径向延伸量越小,内肋条的变形就越小,侧向挤压的材料也就越少。因此,通过销钉径向延伸量的选择,可大大影响变形强度。
有利的是,自芯棒杆的轴线一直向销钉端部测量的、销钉的径向延伸量比芯棒直径的一半小上不变形内肋条高度的35%-65%。在内肋条高度例如为0.4mm时,自芯棒杆的轴线一直向销钉端部测量的、销钉的径向延伸量比芯棒直径的一半小上0.14mm至0.26mm。如果销钉的径向延伸量比芯棒直径的一半小上扣除不变形内肋条高度的65%,则内肋条很少变形,这样就不会充分改善热传递。如果销钉的径向延伸量比芯棒直径的一半小上扣除不变形内肋条高度的35%,则内肋条发生这样的变形,即所形成的空腔具有特别利于形成气泡晶核点的形状。
为加工管子,使布置在圆周上的、转动的范成法刀具径向进给到平整管上并与该平整管接合。因此,平整管在转动中绕着其轴线移动。由于范成法刀具的轴线相对于管轴线倾斜设置,则范成法刀具从平整管的壁材料中形成螺旋线状环绕的外肋条,同时相应于螺旋线状环绕的外肋条的螺距向前推动所形成的肋条管。两个相邻的外肋条中部与管轴线成纵向测量的间距表示为肋条节距p。肋条节距p通常为0.4-2.2mm。外肋条优选如多线螺纹那样地环绕。如果管每次的旋转产生m个螺距,则每次旋转轴向上的管位移为m·p。当外肋条节距p较小时,m通常为3、4、6或8。
在范成法刀具的工作区域中,管壁是由成型芯棒支承的。芯棒的型廓通常由多个基本为梯形的槽构成,它们彼此平行地布置在芯棒的外表面上。这些槽以与芯棒的轴线成0-45°角度的旋转角延伸。通过范成法刀具的径向力,管壁材料压入芯棒的槽中。这样,就在管内表面上形成轴平行或螺旋线形环绕的内肋条。相对于管轴线测量的内肋条旋转角与芯棒槽的旋转角相同。自管壁起测量的内肋条的高度H优选为0.3-0.5mm。槽在两个相邻的内肋条之间延伸。
在范成法刀具的工作区域后面,通过安置在芯棒后面的销钉进一步加工内肋条。该销钉通过芯棒杆位置固定地定位,而管随形成的内肋条一起绕着其自身的轴线转动。这样选择销钉的径向延伸量,以致远离管壁的内肋条的区域通过销钉指向径向的端部以规律的间隔不对称地基本沿着管周向变形。内肋条材料侧向移动且内肋条的高度通过变形而局部减小。内肋条侧向移动的材料在两相邻的内肋条之间构成通过槽的伸出部。相应于销钉的宽度,变形各自通过有限区域沿着内肋条延伸。由于销钉的端部具有圆形轮廓,则变形在一定区域内连续改变。类似于凹地,变形区中部的变形要强于变形区边缘的变形。仅仅是使用使内肋条变形的销钉,就使沿轴向测量的、两相邻变形区中部的间距沿着内肋条与管每次旋转的轴向进给量(m·p)相同。在使用多个销钉时,该间距根据销钉的数量而减小。
附图说明
下面结合示意性附图对本发明的实施例进行详细说明,其中:
图1示出了扁平展锻的管段的管内侧的结构视图;
图2示出了图1管段内部结构的细部图;
图3示出了两侧加肋条的传热管借助于芯棒和四个外部范成法刀具进行制造的透视图;
图4示出了图3两侧加肋条的传热管制造的另一透视图;
图5示出了具有不可转动销钉的、可转动支承的芯棒;
图6示出了外部范成法刀具区域内的细部图;
图7示出了销钉区域内的另一细部图;
图8示出了半面破开的、两侧加肋条的传热管的视图,具有内部结构制造的不同阶段。
具体实施方式
图1示出了传热管1的扁平展锻的管段的管内侧3的结构视图。在这种情况下,管轴线A平行于管段的切边延伸。相对于管轴线A测量的内肋条31的螺旋角α约为35°。内肋条31远离管壁11的区域也即肋条顶端的绝大部分区域以规律的间隔单侧不对称地沿着管周向变形。内肋条31的变形材料构成伸出部4,其延伸过槽32。在变形区41的边缘412处,一小部分剩余的内肋条31留在相邻的伸出部4之间不变形,于是内肋条31相邻的伸出部4沿螺旋形环绕方向间隔开较小距离但不接触。
在伸出部4的变形区41的中部411,变形材料与周向上相邻的内肋条31接触,由此部分地封闭相邻内肋条31之间的槽32。从原本敞开的槽32中构成局部地平行于内肋条延伸的、两侧敞开的空腔5,其由槽底部321、两邻接的内肋条31的侧面311以及作为顶盖的伸出部4界定。
此外,在变形区41的中部411,变形材料甚至可一直延伸到内肋条31之间的槽底部321,由此在每个伸出部4的下方形成近乎两个由分隔壁分开的空腔5。
图2示出了图1传热管的管段内部结构的细部图。在管内侧3上,布置有内肋条31,具有在表面上分布的规律性再现的伸出部4,空腔5形成在伸出部4的下方。在空腔5的内部起泡是有利的。不过,在其通过传热管1伸出部4之间向内开通的区域而经漏斗形的开口分离之前,所形成的气泡晶核必须通过伸出部4的限定沿着内肋条31的侧面311并沿着槽32在槽底部321横向增长。
图3和4中示出的装置的一部分以不同的透视图阐明了两侧加肋条的传热管1的制造。整体轧制的传热管1具有在管外侧2螺旋线形地环绕的外肋条21。这里使用的是一个由四个范成法刀具9构成的装置,这些范成法刀具9布置在传热管1的圆周上。范成法刀具9大致相对于管轴线A倾斜设置,以便产生所需的管行程并能径向地进给。范成法刀具9本身布置在位置固定的芯棒中,而芯棒本身又固定在轧制装置的基架中(图中未示出)。
芯棒6同样是轧制装置的构件,借助于芯棒6产生传热管1的内部结构。芯棒6安置在芯棒杆7的自由端并可转动地支承。芯棒杆7的另一端固定在图中未示出的轧制装置的基架上。芯棒杆7必须至少像待制造的传热管1那么长。
为了加工原本平整的传热管,将布置在圆周上的、旋转的范成法刀具9径向进给到平整管上并与平整管咬合。平整管由此在转动中移位。由于范成法刀具9中每一个的轴线都相对于管轴线倾斜,则范成法刀具9从平整管的管壁11中形成螺旋线状环绕的外肋条21,同时相应于螺旋线状环绕的外肋条21的螺距向前推动所形成的传热管1。
在范成法刀具9的变形区中,管壁11由成型的芯棒6支撑。芯棒6的轴线与管轴线A相同。芯棒6在芯棒外表面61上成型有螺旋形的槽611。芯棒杆7的端部布置有半球形状的销钉8,其径向延伸量(自杆7的轴线测量,直至销钉81的外端)最大如芯棒6直径的一半大。该销钉8接合到管内侧3的内肋条的材料中,并在旋转的传热管1中形成图1或2中示出的伸出部4。
图5示出了可转动支承的芯棒6,在两部分的芯棒杆7的端部上具有不可转动的销钉8。螺纹71将杆部形状配合地连接成一个适用于插装的稳定结构。芯棒6成型有螺旋形的槽611。该型廓通常由多个梯形或几乎为梯形的槽构成,这些槽彼此平行地布置在具有螺旋线的芯棒外表面61上。所示芯棒6的螺旋角约为35°。
图6示出了外部范成法刀具9区域内装置的细部图。范成法刀具9各由多个并排布置的轧制圆盘91构成,轧制圆盘91的直径沿着进给方向V增大。由于范成法刀具9作用到外侧2上的径向力,管内侧3上管壁11的材料压入芯棒6的螺旋形槽611中。如此一来,在工艺方面紧跟着的销钉形成伸出部(图中未示出)之前,螺旋线形环绕的内肋条31形成在传热管1的内表面上。槽32在两个相邻的内肋条31之间延伸。
图7示出了传热管1和芯棒6的另一细部图及芯棒杆7在销钉8区域内的端部。这里,由芯棒6构成的内肋条31通过这样的方式变形,即,伸出部4嵌入管内侧3中。销钉8具有半球形的结构,其中,销钉8的径向延伸量(自芯棒杆7的轴线测量,直至销钉81的端部)小于芯棒6直径的一半。对于例如为0.4mm的内肋条高度的结构,销钉8的径向延伸量(自芯棒杆7的轴线测量,直至销钉81的端部)比芯棒6直径的一半小0.14mm至0.26mm。
图8示出了半面破开的、两侧加肋条的传热管1的视图,具有制造管内侧3上结构的不同阶段。管外侧2上由管壁11生成的外肋条21大部分的肋条高度大于内肋条31的。沿着进给方向V可较好地看出,如从平整管开始,外肋条21和内肋条31首先形成,并在其他方法步骤中构成伸出部4。
附图标记一览表
1 传热管
11 管壁
2 管外侧
21 外肋条
3 管内侧
31 内肋条
311 内肋条的侧面
32 槽
321 槽底部
4 伸出部
41 变形区
411 变形区的中部
412 变形区的边缘
5 空腔
6 芯棒
61 芯棒外表面
611 螺旋形槽
7 芯棒杆
71 两部分芯棒杆的螺纹
8 销钉
81 销钉的端部
9 范成法刀具
91 轧制圆盘
A 管轴线
V 进给方向
α 螺旋角

Claims (11)

1.一种传热管(1),具有管轴线(A)、带管外侧(2)和管内侧(3)的管壁(11),在管内侧(3)上形成有从管壁(11)中轴平行或螺旋形地环绕的内肋条(31),内肋条(31)具有位于各相邻内肋条(31)之间的槽(32),其特征在于,
相对于管轴线(A)测量的内肋条(31)的螺旋角(α)小于或等于45°;
远离管壁(11)的内肋条(31)的区域以规律的间隔单侧不对称地基本沿着管周向变形,其中内肋条(31)的变形材料构成通过槽(32)的伸出部(4);
伸出部(4)各自通过有限的变形区(41)沿着内肋条(31)延伸;
在变形区(41)的内部,变形连续变化,其中变形区(41)中部(411)的变形强于边缘(412)的;
利于起泡的空腔(5)位于槽底部(321)、内肋条(31)的侧面和所构成的伸出部(4)之间。
2.如权利要求1所述的传热管,其特征在于,在变形区(41)的中部(411),内肋条(31)的变形材料与周向上相邻的内肋条(31)接触。
3.如权利要求2所述的传热管,其特征在于,在变形区(41)的中部(411),变形材料与内肋条(31)和周向上相邻的内肋条(31)之间的槽底部(321)接触,由此而部分地封闭相邻内肋条(31)之间的槽(32)。
4.如权利要求1至3中任何一项所述的传热管,其特征在于,内肋条(31)相邻的伸出部(4)在螺旋形的环绕方向上不接触或不重叠。
5.如权利要求1至3中任何一项所述的传热管,其特征在于,在管外侧(2)上构造有螺旋形环绕的、一体成型的外肋条(21)。
6.一种制造如权利要求5所述的传热管(1)的方法,传热管具有在管外侧(2)上螺旋线形环绕的整体外肋条(21)和在管内侧(3)上轴平行或 螺旋线形延伸的整体内肋条(31),内肋条(31)远离管壁(11)的区域以规律的间隔单侧不对称地在管周向上变形,其特征在于,采取下列方法步骤:
a)通过以下方式在平整管的管外侧(2)上形成螺旋线形延伸的外肋条(21),肋条材料通过管壁(11)材料的挤压借助于轧制步骤获得,并且,所形成的肋条管通过轧制力在转动中移位且相应地移动所形成的肋条,其中外肋条(21)是以增大的高度从其他情况下不变形的平整管中形成的;
b)管壁(11)是在形成外肋条(21)的区域中通过位于管内的芯棒(6)支承的,该芯棒(6)可转动地支承在芯棒杆(7)上并且在其芯棒外表面(61)上具有轴平行或螺旋形的槽(611),其中,形成有轴平行或螺旋形的内肋条(31);
c)远离管壁(11)的内肋条(31)的区域通过至少一个与芯棒(6)串接的、不可转动的销钉(8)以规律的间隔不对称地基本沿着管周向变形,其中,内肋条(31)的变形材料这样移动,以致它在两个相邻的内肋条(31)之间构成通过槽(32)的伸出部(4)。
7.如权利要求6所述的传热管的制造方法,其特征在于,销钉(8)的端部(81)具有圆形轮廓。
8.如权利要求7所述的传热管的制造方法,其特征在于,销钉(8)的端部(81)具有半球形状。
9.如权利要求6至8中任何一项所述的传热管的制造方法,其特征在于,自芯棒杆(7)的轴线一直向销钉端部(81)测量的、销钉(8)的径向延伸量最大为芯棒(6)直径的一半大。
10.如权利要求6至8中任何一项所述的传热管的制造方法,其特征在于,自芯棒杆(7)的轴线一直向销钉端部(81)测量的、销钉(8)的径向延伸量比芯棒(6)直径的一半小不变形内肋条高度的35%-65%。
11.如权利要求10所述的传热管的制造方法,其特征在于,自芯棒杆(7)的轴线一直向销钉端部(81)测量的、销钉(8)的径向延伸量比芯棒(6)直径的一半小0.14mm至0.26mm。 
CN2009102465587A 2009-02-04 2009-11-30 传热管及其制造方法 Active CN101793475B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009007446.5 2009-02-04
DE102009007446A DE102009007446B4 (de) 2009-02-04 2009-02-04 Wärmeübertragerrohr und Verfahren zu dessen Herstellung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101793475A CN101793475A (zh) 2010-08-04
CN101793475B true CN101793475B (zh) 2012-02-15

Family

ID=42136204

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009102465587A Active CN101793475B (zh) 2009-02-04 2009-11-30 传热管及其制造方法

Country Status (10)

Country Link
US (2) US8899308B2 (zh)
EP (1) EP2216615B1 (zh)
JP (1) JP5638796B2 (zh)
KR (1) KR101635803B1 (zh)
CN (1) CN101793475B (zh)
BR (1) BRPI1000297A2 (zh)
DE (1) DE102009007446B4 (zh)
IN (1) IN2010KO00039A (zh)
MX (1) MX2009013026A (zh)
PT (1) PT2216615E (zh)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009060395A1 (de) 2009-12-22 2011-06-30 Wieland-Werke AG, 89079 Wärmeübertragerrohr und Verfahren zur Herstellung eines Wämeübertragerrohrs
CN102003905B (zh) * 2010-11-11 2012-07-04 聊城天艺工业产品设计有限公司 一种制冷装备用高效散热管的表面毛化方法
US8613308B2 (en) 2010-12-10 2013-12-24 Uop Llc Process for transferring heat or modifying a tube in a heat exchanger
CN103157965A (zh) * 2011-12-12 2013-06-19 浙江宏天铜业有限公司 一种高齿翅片铜热管的生产工艺
US20150219405A1 (en) * 2014-02-05 2015-08-06 Lennox Industries Inc. Cladded brazed alloy tube for system components
DE102014002829A1 (de) * 2014-02-27 2015-08-27 Wieland-Werke Ag Metallisches Wärmeaustauscherrohr
US10900722B2 (en) * 2014-10-06 2021-01-26 Brazeway, Inc. Heat transfer tube with multiple enhancements
US10551130B2 (en) * 2014-10-06 2020-02-04 Brazeway, Inc. Heat transfer tube with multiple enhancements
KR101852828B1 (ko) 2015-05-28 2018-04-27 미츠비시 알루미늄 컴파니 리미티드 내면 나선 홈이 형성된 관의 제조 방법 및 내면 나선 홈이 형성된 관의 제조 장치
ITUA20161465A1 (it) * 2016-03-08 2017-09-08 Gtk Timek Group Sa Rullo termico/aspirante o soffiante.
DE102016006967B4 (de) * 2016-06-01 2018-12-13 Wieland-Werke Ag Wärmeübertragerrohr
DE102016006913B4 (de) * 2016-06-01 2019-01-03 Wieland-Werke Ag Wärmeübertragerrohr
DE102016006914B4 (de) * 2016-06-01 2019-01-24 Wieland-Werke Ag Wärmeübertragerrohr
CN106825341B (zh) * 2017-04-14 2018-01-23 武汉理工大学 一种带筋大高径比薄壁环件轧挤复合成形方法
CN112718982B (zh) * 2020-12-24 2023-05-02 诸暨市金戋机械有限公司 一种换热器加工用的折弯装置及换热器的折弯方法
CN115055875B (zh) * 2022-08-15 2022-10-25 常州市传动输送机械有限公司 一种辊筒内环缝及外纵缝焊接设备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4729155A (en) * 1985-06-12 1988-03-08 Wolverine Tube, Inc. Method of making heat transfer tube with improved outside surface for nucleate boiling
US5513699A (en) * 1993-01-22 1996-05-07 Wieland-Werke Ag Heat exchanger wall, in particular for spray vaporization
US5697430A (en) * 1995-04-04 1997-12-16 Wolverine Tube, Inc. Heat transfer tubes and methods of fabrication thereof
CN1624412A (zh) * 2003-12-02 2005-06-08 日立电线株式会社 沸腾传热管及其制造方法
CN1731066A (zh) * 2005-08-09 2006-02-08 江苏萃隆铜业有限公司 蒸发器热交换管
US7178361B2 (en) * 2002-04-19 2007-02-20 Wolverine Tube, Inc. Heat transfer tubes, including methods of fabrication and use thereof

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3559437A (en) * 1967-06-26 1971-02-02 Universal Oil Prod Co Method and apparatus for making heat transfer tubing
US4438807A (en) * 1981-07-02 1984-03-27 Carrier Corporation High performance heat transfer tube
JPS5946490A (ja) * 1982-09-08 1984-03-15 Kobe Steel Ltd 沸騰型熱交換器用伝熱管
JPS59202397A (ja) * 1983-04-30 1984-11-16 Kobe Steel Ltd 内面溝付管及びその製造方法
JPS6064194A (ja) * 1983-09-19 1985-04-12 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 伝熱管
JPS61291895A (ja) * 1985-06-19 1986-12-22 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 沸騰伝熱管およびその製造方法
US4733698A (en) * 1985-09-13 1988-03-29 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Heat transfer pipe
JPS62237295A (ja) * 1986-04-04 1987-10-17 Kobe Steel Ltd 異形伝熱管及びその製造方法
US4765058A (en) * 1987-08-05 1988-08-23 Carrier Corporation Apparatus for manufacturing enhanced heat transfer surface
US5052476A (en) * 1990-02-13 1991-10-01 501 Mitsubishi Shindoh Co., Ltd. Heat transfer tubes and method for manufacturing
JPH04100633A (ja) * 1990-08-21 1992-04-02 Kobe Steel Ltd 伝熱管の製造方法
JP2788793B2 (ja) * 1991-01-14 1998-08-20 古河電気工業株式会社 伝熱管
JP2730824B2 (ja) * 1991-07-09 1998-03-25 三菱伸銅株式会社 内面溝付伝熱管およびその製造方法
JPH05106991A (ja) * 1991-08-12 1993-04-27 Mitsubishi Shindoh Co Ltd 内面溝付伝熱管およびその製造方法
JP2854751B2 (ja) * 1992-03-12 1999-02-03 株式会社神戸製鋼所 熱交換器用伝熱管の製造方法
US5420611A (en) * 1992-06-29 1995-05-30 Eastman Kodak Company Apparatus and method for eliminating feedback noise in laser thermal printing
US5333682A (en) * 1993-09-13 1994-08-02 Carrier Corporation Heat exchanger tube
EP0713072B1 (en) * 1994-11-17 2002-02-27 Carrier Corporation Heat transfer tube
JPH08168817A (ja) * 1994-12-19 1996-07-02 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 内面溝付伝熱管の製造方法
FR2795168B1 (fr) * 1999-06-16 2001-08-03 Ciat Sa Element d'echange thermique pourvu de nervures et son procede de fabrication, echangeur de chaleur pourvu d'un tel element
DE10101589C1 (de) * 2001-01-16 2002-08-08 Wieland Werke Ag Wärmeaustauscherrohr und Verfahren zu dessen Herstellung
DK1516150T3 (da) * 2002-06-10 2008-03-25 Wolverine Tube Inc Varmeoverföringsrör og fremgangsmåde og redskab til dets fremstilling
JP2005121238A (ja) * 2003-10-14 2005-05-12 Hitachi Cable Ltd 沸騰用伝熱管
CA2543480C (en) * 2003-10-23 2011-01-04 Wolverine Tube, Inc. Method and tool for making enhanced heat transfer surfaces
US20050126757A1 (en) * 2003-12-16 2005-06-16 Bennett Donald L. Internally enhanced tube with smaller groove top
JP4667501B2 (ja) * 2005-03-25 2011-04-13 ウォルベリン チューブ, インコーポレイテッド 改良された伝熱面を製造するための工具
CN100498187C (zh) * 2007-01-15 2009-06-10 高克联管件(上海)有限公司 一种蒸发冷凝兼备型传热管
US20080236803A1 (en) * 2007-03-27 2008-10-02 Wolverine Tube, Inc. Finned tube with indentations

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4729155A (en) * 1985-06-12 1988-03-08 Wolverine Tube, Inc. Method of making heat transfer tube with improved outside surface for nucleate boiling
US5513699A (en) * 1993-01-22 1996-05-07 Wieland-Werke Ag Heat exchanger wall, in particular for spray vaporization
US5697430A (en) * 1995-04-04 1997-12-16 Wolverine Tube, Inc. Heat transfer tubes and methods of fabrication thereof
US7178361B2 (en) * 2002-04-19 2007-02-20 Wolverine Tube, Inc. Heat transfer tubes, including methods of fabrication and use thereof
CN1624412A (zh) * 2003-12-02 2005-06-08 日立电线株式会社 沸腾传热管及其制造方法
CN1731066A (zh) * 2005-08-09 2006-02-08 江苏萃隆铜业有限公司 蒸发器热交换管

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP昭54-101760A 1979.08.10

Also Published As

Publication number Publication date
EP2216615A2 (de) 2010-08-11
KR20100089736A (ko) 2010-08-12
BRPI1000297A2 (pt) 2011-03-29
DE102009007446A1 (de) 2010-08-12
MX2009013026A (es) 2010-08-12
US20140366375A1 (en) 2014-12-18
KR101635803B1 (ko) 2016-07-04
IN2010KO00039A (zh) 2015-08-28
JP2010181138A (ja) 2010-08-19
DE102009007446B4 (de) 2012-03-29
US9097471B2 (en) 2015-08-04
EP2216615A3 (de) 2013-12-04
CN101793475A (zh) 2010-08-04
US20100193170A1 (en) 2010-08-05
EP2216615B1 (de) 2014-11-26
US8899308B2 (en) 2014-12-02
JP5638796B2 (ja) 2014-12-10
PT2216615E (pt) 2015-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101793475B (zh) 传热管及其制造方法
US9909819B2 (en) Evaporator tube having an optimised external structure
US10024607B2 (en) Heat exchanger tube and methods for producing a heat exchanger tube
FI83564C (fi) Vaermeoeverfoeringsroer med invaendiga aosar och foerfarande foer framstaellning daerav.
US6786072B2 (en) Method of fabricating a heat exchanger tube
KR101882928B1 (ko) 열교환기 튜브, 그리고 상기 열교환기 튜브를 포함하는 난방 보일러
US8281850B2 (en) Evaporator tube with optimized undercuts on the groove base
JPH07151480A (ja) 伝熱管
JP2005090939A (ja) 熱交換器
CN101907374A (zh) 翅片管式换热器及其制作方法
US10495343B2 (en) High efficiency boiler
CN106030233B (zh) 金属热交换器管
CN101813433A (zh) 冷凝用强化传热管
CN109219727B (zh) 热交换器管
CN102692015A (zh) 锅炉
KR20190013719A (ko) 열교환관
CN206222998U (zh) 一种传热无缝铜管
KR100571145B1 (ko) 전열관 및 그 제작방법
JP2011127784A (ja) 沸騰用伝熱管及びその製造方法
CN104654882B (zh) 一种非对称多齿型内螺纹铜管
JP2003294385A (ja) 内面溝付伝熱管及びその製造方法
CN104654885B (zh) 一种热交换铜管结构
CN116507872A (zh) 金属热交换器管
JPH09257384A (ja) 空調用熱交換器の内面溝付き溶接管
JP2010203670A (ja) 蒸発器用のクロスフィンチューブ型熱交換器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant