CN104296583B - 内螺纹传热管 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种传热管，所述传热管的内表面上开槽成图案，所述图案包括第一齿和第二齿，所述第一齿和第二齿具有不同的形状，其特征在于，所述第一齿包括成一体的杆部和头部，所述杆部从所述内表面径向远离所述内表面延伸，所述头部从所述杆部径向远离所述内表面延伸，在所述传热管的横向截面中，所述头部沿周向的宽度大于所述杆部沿周向的宽度。

Description

内螺纹传热管
技术领域
本发明涉及传热管，具体地，涉及在内表面上具有两种齿的内螺纹传热管。
背景技术
在热交换器中，使用无缝管（尤其是由诸如铜和铝的高热传导率的材料制成无缝管）来循环载热流体以进行热交换热传递。管的内部开槽有内螺纹以增加内表面，以在载热流体和管的内表面之间获得较大的热交换表面积并制造湍流，从而提高热交换效率。
在热交换器中，使用内螺纹传热管而非普通内表面管能够显著提高热交换效率，从而节省能源。尽管如此，目前单纯普通内螺纹传热管由于最大传热能力的限制，已经无法满足一些大功率设备的散热要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高热交换效率的内螺纹传热管。
本发明提供一种传热管，所述传热管的内表面上开槽成图案，所述图案包括第一齿和第二齿，所述第一齿和第二齿具有不同的形状，其特征在于，所述第一齿包括成一体的杆部和头部，所述杆部从所述内表面径向远离所述内表面延伸，所述头部从所述杆部径向远离所述内表面延伸，在所述传热管的横向截面中，所述头部沿周向的宽度大于所述杆部沿周向的宽度。
本发明的内螺纹传热管能够增大传热面积并提升毛细驱动力，使得传热能力和传热效率提高。
前面的一般描述和下面的详细描述和说明仅是示例性的，并且不用于限制本发明。
附图说明
附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，附图示出了本发明的几个实施例，与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1示出根据本发明的一个实施例的内螺纹传热管的纵剖视图；
图2示出根据本发明的一个实施例的内螺纹传热管的横向剖视图;
图3示出根据本发明的另一个实施例的内螺纹传热管的横向剖视图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的一个实施例的内螺纹传热管1的纵剖视图。所示出的管是无缝管，其是通过将空心的钢坯拉过模具生成中空的壳体而制成的（相比之下，焊接管通过轧制板并焊接板的两个边缘而制成）。然而，内螺纹传热管也可以是具有焊缝的管。内螺纹传热管的内表面被开槽成具有内螺纹，但本领域技术人员知道，所述内表面也可以开槽成任何合适的图案，例如，沿管的纵向轴线延伸的多个齿，或在管的内表面上的螺旋线。
图2示出根据本发明的一个实施例的内螺纹传热管1的横向剖视图。图2所示管1的横截面为圆形。当然本领域技术人员知道，根据需要，管的横截面也可以是平板形、矩形等。图2所示管1具有外径Do、内径Di、底壁厚t。
所述传热管的内表面上开槽成图案，所述图案包括第一齿10和第二齿20。所述第一齿和所述第二齿沿着所述传热管的纵向以一定角度延伸以在所述传热管的内表面上形成内螺纹。内螺纹与所述内螺纹传热管的管轴线夹角为0°至60°，优选为2°至45°。所述第一齿和所述第二齿各自沿着所述传热管的纵向具有恒定的横向截面。
第一齿10和第二齿20具有不同的形状。所述第一齿10包括成一体的杆部102和头部101，所述杆部102从所述内表面径向远离所述内表面延伸，所述头部101从所述杆部102径向远离所述内表面延伸。在所述传热管的横向截面中，所述头部沿周向的宽度W1大于所述杆部沿周向的宽度W2。第一齿10沿径向的齿高为H1，其中所述头部101沿径向的高度小于或等于所述杆部102沿径向的高度。优选地，所述头部102沿周向的宽度W1随着头部远离所述内表面而增大或者随着头部远离所述内表面先增大然后再朝向头部顶端减小。所述杆部101沿周向的宽度W2随着杆部远离所述内表面基本保持恒定。
如图2所示，第一齿10的齿顶角为α1。第一齿10的齿根与管1的内表面在第一拐角部11以圆弧曲面过渡连接。第一拐角部11的曲率半径为R1。例如，H1可以为0.05mm～0.30mm，R1可以为0～0.15mm。
第二齿20沿径向的齿高为H2，其小于第一齿沿径向的齿高H1。优选地，所述第二齿沿径向的齿高H2是所述第一齿沿径向的齿高H1的1/3至1/2。在所述传热管的横向截面中，第二齿20的齿顶宽度小于齿根宽度。优选地，所述第二齿沿周向的齿宽随着第二齿远离所述内表面而减小。如图所示，第二齿20的齿顶角为α2。所述第二齿的齿顶角α2范围在5～60度。第二齿20的齿根与管1的内表面在第二拐角部21以圆弧曲面过渡连接。第二拐角部21的曲率半径为R2。例如，H2可以为0.005mm～H1，R2可以0～0.15mm。
在图2所示实施方式中，第一齿10的周向齿数N1和第二齿20的周向齿数N2相同，第一齿10和第二齿20彼此交错排列。第一齿10的齿高H1大于第二齿20的齿高H2。例如，H2的数值在0.005mm～H1之间。
交错排列的第一齿10和第二齿20增加了管的内表面的面积，从而增加了载热流体和管的内表面之间的热交换表面积，因此提供了更高的热交换效率。而且，第一齿10与第二齿20之间形成的空腔增强了管的毛细效果，提供了强劲的毛细驱动力，因而提高了传热性能。
图3示出根据本发明的另一个实施例的内螺纹传热管1’的横向剖视图。与前一实施例相同，内螺纹传热管1’的内表面上的内螺纹也包括第一齿10’和第二齿20’。不同之处仅在于，第一齿10’的周向齿数N1是第二齿20’的周向齿数的两倍，每两个第一齿10’和第二齿20’交替排列。但本领域技术人员知道，第一齿周向齿数可以是第二齿的周向齿数的其它整数倍，所述第二齿由所述第一齿间隔开。或者，第一齿的周向齿数也可以不必是第二齿的周向齿数的整数倍，只要第二齿和第一齿相互间隔开即可。
另外，第一齿10的齿形也不必局限于附图2和3中所示形状，一般来说只要齿顶宽度大于齿高二分之一处齿宽即可，例如近似倒梯形。同样，第二齿20的齿形也不必局限于附图2和3中所示形状，一般来说只要齿顶宽度小于齿根宽度即可，例如近似梯形。当然第二齿20的齿高低于第一齿10的齿高。
在前面的说明书中，已参照附图来描述各优选实施例。然而，显而易见的是，可对其进行各种其他的修改和变化，且可以实现另外的实施例，而不脱离如在随后的权利要求中所述的本发明的更广泛的范围。例如，所述内螺纹传热管是无缝钢管，但是，其也可以是焊接管。本说明书和附图相应地应被视为说明性的而不是限制性的。
根据本发明的说明书和实践，本领域的技术人员能知道其它实施例。本说明书和实施例被认为仅是示例性的，本发明的真实范围和精神由权利要求限定。

Claims (15)

1.一种传热管，所述传热管的内表面上开槽成图案，所述图案包括第一齿和第二齿，所述第一齿和第二齿具有不同的形状，其特征在于，所述第一齿包括成一体的杆部和头部，所述杆部从所述内表面径向远离所述内表面延伸，所述头部从所述杆部径向远离所述内表面延伸，在相对于所述传热管的纵向轴线的横向截面中，所述头部沿周向的宽度大于所述杆部沿周向的宽度，在所述传热管的横向截面中，所述第一齿沿径向的齿高大于所述第二齿沿径向的齿高，而且，第一齿与第二齿之间形成的空腔增强了管的毛细效果，提供了强劲的毛细驱动力，因而提高了传热性能。
2.如权利要求1所述的传热管，其特征在于，所述第二齿沿径向的齿高是所述第一齿沿径向的齿高的1/3至1/2。
3.如权利要求1所述的传热管，其特征在于，所述第一齿的周向齿数是所述第二齿的周向齿数的整数倍，所述第二齿由所述第一齿间隔开。
4.如权利要求3所述的传热管，其特征在于，所述第一齿和所述第二齿的周向齿数相同，所述第一齿和所述第二齿彼此交替排列。
5.如权利要求1所述的传热管，其特征在于，在所述传热管的横向截面中，所述头部沿径向的高度小于或等于所述杆部沿径向的高度。
6.如权利要求1所述的传热管，其特征在于，在所述传热管的横向截面中，所述头部沿周向的宽度随着头部远离所述内表面而增大或者随着头部远离所述内表面先增大然后再朝向头部顶端减小。
7.如权利要求6所述的传热管，其特征在于，在所述传热管的横向截面中，所述杆部沿周向的宽度随着杆部远离所述内表面恒定。
8.如权利要求1所述的传热管，其特征在于，在所述传热管的横向截面中，所述第二齿沿周向的齿宽随着第二齿远离所述内表面而减小。
9.如权利要求8所述的传热管，其特征在于，所述第二齿的齿顶角范围在5～60度。
10.如权利要求1所述的传热管，其特征在于，所述第一齿的齿根和所述第二齿的齿根与所述传热管的内表面分别在第一拐角部和第二拐角部以圆弧曲面过渡连接。
11.如权利要求1所述的传热管，其特征在于，所述第一齿和所述第二齿各自沿着所述传热管的纵向以一定角度延伸，以在所述传热管的内表面上形成内螺纹。
12.如权利要求11所述的传热管，其特征在于，所述第一齿和所述第二齿各自沿着所述传热管的纵向具有恒定的横向截面。
13.如权利要求11所述的传热管，其特征在于，所述内螺纹与所述传热管的管轴线的夹角为0至60度。
14.如权利要求13所述的传热管，其特征在于，所述内螺纹与所述传热管的管轴线的夹角为2至45度。
15.如权利要求1-14中任意一项所述的传热管，其特征在于，所述传热管是无缝的。
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