CN106595370A - 一种胀管形变定向诱导型内螺纹传热管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及传热管技术领域，公开了一种胀管形变定向诱导型内螺纹传热管，包括传热管本体，传热管本体的内壁均匀设有呈螺旋分布的齿肋I，齿肋I的横截面呈等腰梯形齿肋I的顶面中心上设有沿齿肋I分布的形变诱导肋，形变诱导肋与齿肋I为一体式结构，形变诱导肋的两个侧面相互平行，形变诱导肋的侧面与对应齿肋I的法线的夹角a为5°‑12°；形变诱导肋的宽度与齿肋I的顶面宽度之比为0.55‑0.75，形变诱导肋的高度与齿肋I的齿高之比为0.7‑0.95。该种传热管穿过散热片的连接孔内并通过芯管进行展胀管作业时，形变诱导肋会发生定向形变，防止齿肋I端部受压而溃缩，不会减小热交换面积，同时增强传热管内壁处的冷媒紊流、扰流效果。

Description

一种胀管形变定向诱导型内螺纹传热管

技术领域

本发明涉及传热管技术领域，尤其涉及一种胀管形变定向诱导型内螺纹传热管。

背景技术

传热管用于制造各种换热器、散热器、导热器，在传热管技术领域从光管升级到内螺纹管，是一大技术革新。内螺纹传热管用于空调换热器中，极大的提高了空调制冷、制热的性能，目前的内螺纹传热管一般都是单一的螺旋槽或螺旋齿，也有许多文献或专利公开了不同截面形状的螺旋齿，例如有M形、Y形、梯形、半圆形齿，各种形状的齿形都是为了增加热传递表面积。然而传热管在实际使用过程中，通常需要与散热器上的散热片配合使用，因此需要将传热管插入散热片上的连接孔中，为了确保传热管与散热片之间的热传递，需要将芯杆插入传热管内孔中进行胀管，从而使得传热管的外壁扩张，使得传热管的外壁与散热片的连接孔内壁完全无间隙贴合，由于传热管的内壁上有螺纹（齿条或齿肋），芯杆挤压内壁时会导致齿肋的顶部受到挤压而溃缩，齿肋的高度会减小，齿肋的表面积会减小，从而会降低热传递表面积；同时齿肋顶部会向两侧不规则延伸，导致介质再铜管内流动的阻力增大。

例如：中国专利授权公告号CN202393281U，授权公告日2012年8月22日，公开了一种内螺纹铜管；又如中国专利授权公告号CN204535508U，授权公告日2015年8月5日，公开了一种适应高粘度冷媒的内螺纹铜管。目前所有的内螺纹传热管均存在内螺纹受到挤压后溃缩的问题，严重影响铜管的热传递效率，提高介质流动阻力。

发明内容

本发明为了克服现有技术中的传热管在胀管作业时，其内部的螺纹受到挤压溃缩而降低热交换面积的问题，提供了一种胀管形变定向诱导型内螺纹传热管，该种传热管在胀管作业时，其内部螺纹受到芯杆挤压时能诱导螺纹定向变形，不会减小热交换面积，同时还能提高传热管内冷媒的紊流、扰流，增强冷媒与传热管之间的热交换。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种胀管形变定向诱导型内螺纹传热管，包括传热管本体，所述传热管本体的内壁均匀设有呈螺旋分布的齿肋I，所述齿肋I的横截面呈等腰梯形，所述齿肋I的顶面中心上设有沿齿肋I分布的形变诱导肋，所述的形变诱导肋与齿肋I为一体式结构，所述形变诱导肋的两个侧面相互平行，所述形变诱导肋的侧面与对应齿肋I的法线的夹角a为5°-12°。传热管穿入散热片的连接孔内，通过芯杆挤压传热管内壁进行胀管作业时，由于形变诱导肋宽度较齿肋I小，而且与齿肋I的法线具有较小的偏角，这就导致所有的形变诱导肋受到芯杆挤压时会定向弯曲，定向弯曲形变后不但不会减小热交换面积，反而在传热管本体内壁构建出更加复杂的构造，会进一步促进冷媒在齿肋I、弯曲的形变诱导肋处发生的紊流、扰流，增强冷媒气相、液相之间的热交换，同时增强冷媒与传热管本体之间的热交换。

作为优选，所述形变诱导肋的宽度与齿肋I的顶面宽度之比为0.55-0.75，所述形变诱导肋的高度与齿肋I的齿高之比为0.7-0.95。通过对形变诱导肋的尺寸限定，确保形变诱导肋受到芯杆的压力作用时能够稳定的定向形变，又能防止形变诱导肋受压断裂，同时又具有足够的强度将挤压力传递给传热管外壁实现胀管作业。

作为优选，所述的形变诱导肋的两侧下端与齿肋I的顶面之间圆弧过度连接。圆弧过度能防止形变诱导肋弯曲时根部发生断裂。

作为优选，任意相邻两条齿肋I之间均设有齿肋II，所述齿肋II的齿高大于齿肋I的齿高，所述齿肋II的齿高小于形变诱导肋顶部距离导热管本体内壁的高度。芯杆伸入传热管本体内后，由于形变诱导肋最高，因此形变诱导肋顶部最先受压变形，当形变诱导肋的弯曲到与齿肋II的高度一致时，齿肋II的顶部承受芯杆的压力，从而防止形变诱导肋继续弯曲，齿肋II用于限定形变诱导肋的最大形变量，同时也能承受和分担芯杆的压力。

作为优选，所述齿肋II的横截面为三角形，所述齿肋II的齿高与形变诱导肋顶部距离导热管本体内壁高度之比为0.7-0.85。

作为优选，所述齿肋II在其朝向相邻形变诱导肋倾斜的一侧靠近顶端处设有形变导向缺口。当形变诱导肋的顶部受压弯曲到与齿肋II的齿顶高相同时，如果芯杆直径较大，则会继续挤压齿肋II，此时齿肋II上的形变导向缺口使得齿肋II的齿顶向同一侧定向弯区，齿肋II的该种结构既能承受较大的压力，又能防止齿顶溃缩。

作为优选，所述形变导向缺口的横截面呈弧形。

作为优选，所述的传热管本体的内壁上位于齿肋II上形变导向缺口所在侧与相邻齿肋I之间的部位设有凸肋，所述凸肋的横截面呈半圆形，所述凸肋的高度小于齿肋I的高度。凸肋能增加传热管内壁的表面积；在形变诱导肋受压弯曲的时候，凸肋能有效的阻碍齿肋I产生与形变诱导肋同向的倾斜变形，从而防止齿肋I与形变诱导肋同向同步形变导致在齿肋I与齿肋II之间形成相对封闭的空间（相对封闭的空间不利于冷媒的流动），从而确保形变诱导肋形变后，齿肋I与齿肋II之间仍然保持相对开放的空间，利于冷媒的流动和热交换。

作为优选，所述传热管本体的内壁上位于齿肋II上形变导向缺口的相对侧与相邻齿肋I之间的部位设有弧形凹槽。弧形凹槽能增加传热管内壁的表面积，同时在形变诱导肋受到芯杆挤压时，弧形凹槽能引导齿肋I产生与形变诱导肋倾斜方向相反的微小的倾斜，使得最终齿肋I与齿肋II之间的空间更加开放，有利于冷媒的流动以及冷媒与传热管内壁之间的热交换。

作为优选，所述弧形凹槽的深度与传热管本体的壁厚之比为0.2-0.4。限定弧形凹槽的深度，确保传热管本体的强度，防止传热管弯曲时弧形凹槽处发生开裂。

因此，本发明具有如下有益效果：（1）传热管本体内部受到芯杆胀管时，形变诱导肋能定向变形，因此胀管时不会减小热交换面积；（2）形变诱导肋的定向形变使得传热管的内壁更加复杂，能进一步提高传热管内冷媒的紊流、扰流，增强冷媒与传热管本体之间的热交换。

附图说明

图1为施例1的结构示意图。

图2为图1中A处局部放大示意图。

图3为实施例2的结构示意图。

图4为图3中B处局部放大示意图。

图5为实施例3的结构示意图。

图6为图5中C处局部放大示意图。

图7为实施例3中受到芯杆胀管后的局部状态示意图。

图中：传热管本体1、齿肋I2、形变诱导肋3、法线4、齿肋II5、形变导向缺口50、凸肋6、弧形凹槽7。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

实施例1：如图1和图2所示的一种胀管形变定向诱导型内螺纹传热管，包括传热管本体1，传热管本体1的内壁均匀设有呈螺旋分布的齿肋I2，齿肋I的横截面呈等腰梯形，齿肋I的顶面中心上设有沿齿肋I分布的形变诱导肋3，形变诱导肋与齿肋I为一体式结构，形变诱导肋的两个侧面相互平行，形变诱导肋的侧面与对应齿肋I的法线4的夹角a为5°；形变诱导肋3的宽度与齿肋I2的顶面宽度之比为0.55，形变诱导肋的高度与齿肋I的齿高之比为0.7；形变诱导肋的两侧下端与齿肋I的顶面之间圆弧过度连接。

实施例2：如图3和图4所示的一种胀管形变定向诱导型内螺纹传热管，包括传热管本体1，传热管本体1的内壁均匀设有呈螺旋分布的齿肋I2，齿肋I的横截面呈等腰梯形，齿肋I的顶面中心上设有沿齿肋I分布的形变诱导肋3，形变诱导肋与齿肋I为一体式结构，形变诱导肋的两个侧面相互平行，形变诱导肋的侧面与对应齿肋I的法线的夹角a为12°；形变诱导肋3的宽度与齿肋I2的顶面宽度之比为0.75，形变诱导肋的高度与齿肋I的齿高之比为0.95；形变诱导肋的两侧下端与齿肋I的顶面之间圆弧过度连接；

任意相邻两条齿肋I之间均设有齿肋II5，齿肋II的齿高大于齿肋I的齿高，齿肋II的齿高小于形变诱导肋顶部距离导热管本体内壁的高度；齿肋II的横截面为三角形，齿肋II的齿高与形变诱导肋顶部距离导热管本体内壁高度之比为0.7。

实施例3：如图5和图6所示的一种胀管形变定向诱导型内螺纹传热管，包括传热管本体1，传热管本体1的内壁均匀设有呈螺旋分布的齿肋I2，齿肋I的横截面呈等腰梯形，齿肋I的顶面中心上设有沿齿肋I分布的形变诱导肋3，形变诱导肋与齿肋I为一体式结构，形变诱导肋的两个侧面相互平行，形变诱导肋的侧面与对应齿肋I的法线的夹角a为10°；形变诱导肋3的宽度与齿肋I2的顶面宽度之比为0.65，形变诱导肋的高度与齿肋I的齿高之比为0.8；形变诱导肋的两侧下端与齿肋I的顶面之间圆弧过度连接；

任意相邻两条齿肋I之间均设有齿肋II5，齿肋II的齿高大于齿肋I的齿高，齿肋II的齿高小于形变诱导肋顶部距离导热管本体内壁的高度；齿肋II的横截面为三角形，齿肋II的齿高与形变诱导肋顶部距离导热管本体内壁高度之比为0.85；齿肋II在其朝向相邻形变诱导肋倾斜的一侧靠近顶端处设有形变导向缺口50，形变导向缺口的横截面呈弧形；

传热管本体1的内壁上位于齿肋II上形变导向缺口所在侧与相邻齿肋I之间的部位设有凸肋6，凸肋的横截面呈半圆形，凸肋的高度小于齿肋I的高度；传热管本体1的内壁上位于齿肋II上形变导向缺口的相对侧与相邻齿肋I之间的部位设有弧形凹槽7，弧形凹槽的深度与传热管本体的壁厚之比为0.2-0.4。

当传热管穿入散热片的连接孔内后需要芯杆进行胀管作业，芯杆胀管后如图7所示，形变诱导肋受到芯杆作用时向法线右侧倾斜，而由于传热管本体内壁上位于齿肋I的左侧设有弧形凹槽，传热管本体内壁位于齿肋I的右侧设有凸肋，因此齿肋I受压后会产生向左倾斜，从而在齿肋I与齿肋II之间构建相对开放的空间，利于冷媒与管壁之间热交换；形变诱导肋、齿肋I形变后整体倾斜变短，此时齿肋II用于承受芯杆的压力作用，防止形变诱导肋、齿肋I过度变形，对形变诱导肋、齿肋I起到保护作用；如果芯杆外径较大（芯杆外径存在误差，导致偏大），齿肋II受压后也会定向形变。

Claims (10)

1.一种胀管形变定向诱导型内螺纹传热管，包括传热管本体，其特征是，所述传热管本体的内壁均匀设有呈螺旋分布的齿肋I，所述齿肋I的横截面呈等腰梯形，所述齿肋I的顶面中心上设有沿齿肋I分布的形变诱导肋，所述的形变诱导肋与齿肋I为一体式结构，所述形变诱导肋的两个侧面相互平行，所述形变诱导肋的侧面与对应齿肋I的法线的夹角a为5°-12°。

2.根据权利要求1所述的一种胀管形变定向诱导型内螺纹传热管，其特征是，所述形变诱导肋的宽度与齿肋I的顶面宽度之比为0.55-0.75，所述形变诱导肋的高度与齿肋I的齿高之比为0.7-0.95。

3.根据权利要求1所述的一种胀管形变定向诱导型内螺纹传热管，其特征是，所述的形变诱导肋的两侧下端与齿肋I的顶面之间圆弧过度连接。

4.根据权利要求1所述的一种胀管形变定向诱导型内螺纹传热管，其特征是，任意相邻两条齿肋I之间均设有齿肋II，所述齿肋II的齿高大于齿肋I的齿高，所述齿肋II的齿高小于形变诱导肋顶部距离导热管本体内壁的高度。

5.根据权利要求4所述的一种胀管形变定向诱导型内螺纹传热管，其特征是，所述齿肋II的横截面为三角形，所述齿肋II的齿高与形变诱导肋顶部距离导热管本体内壁高度之比为0.7-0.85。

6.根据权利要求5所述的一种胀管形变定向诱导型内螺纹传热管，其特征是，所述齿肋II在其朝向相邻形变诱导肋倾斜的一侧靠近顶端处设有形变导向缺口。

7.根据权利要求6所述的一种胀管形变定向诱导型内螺纹传热管，其特征是，所述形变导向缺口的横截面呈弧形。

8.根据权利要求6或7所述的一种胀管形变定向诱导型内螺纹传热管，其特征是，所述的传热管本体的内壁上位于齿肋II上形变导向缺口所在侧与相邻齿肋I之间的部位设有凸肋，所述凸肋的横截面呈半圆形，所述凸肋的高度小于齿肋I的高度。

9.根据权利要求8所述的一种胀管形变定向诱导型内螺纹传热管，其特征是，所述传热管本体的内壁上位于齿肋II上形变导向缺口的相对侧与相邻齿肋I之间的部位设有弧形凹槽。

10.根据权利要求9所述的一种胀管形变定向诱导型内螺纹传热管，其特征是，所述弧形凹槽的深度与传热管本体的壁厚之比为0.2-0.4。