CN107990778A - 高效内螺纹铜管 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效内螺纹铜管，涉及热交换设备技术领域。它在内表面上设计有连续的螺旋角为34°～40°的沟槽和内齿高为0.11mm～0.16mm、齿顶角为11°～25°的内齿，本发明在保证齿形的情况下，有效解决了齿顶角较小螺旋角较大时不利于旋压成型时金属的流动性且内螺纹齿槽不易填满，从而导致缺齿和齿高不够等现象的技术问题，通过采用较大的螺旋角和较小的齿顶角的配合，有利于提高湍流的强度和换热面积，产生较好的传热强化效果，结构简单，制作方便。
Description
技术领域
本发明涉及热交换设备技术领域，特别是用于制作热交换器的高效内螺纹铜管。
背景技术
空调中的热交换器( 例如蒸发器和冷凝器) 主要是由磷脱氧铜制作的内螺纹铜管以及铝翅片等构成的。目前，内螺纹铜管主要有外径 5mm、7mm、9.52mm三大系列不同规格的管型。一台空调的蒸发器和冷凝器用铜量在3 ～5KG。
内螺纹铜管的螺纹都是根据需要设计成一种齿型规律排列的螺纹，其主要齿型有普通齿、瘦高齿、交叉齿等，用于提高传热效率。这种单齿型的内螺纹铜管，具有较好的传热性能。事实上，不同齿型的内螺纹铜管换热性能是不一样的，这与齿型结构有很大关系，通过齿形参数的改变，能够提高单管以及整机的热交换能力。近年来，高效、节能减排成为制冷领域的一个方向，对内螺纹铜管提出了更高的要求。目前，制作外径为7mm和9.52mm的内螺纹铜管时，内螺纹齿形齿顶角较小螺旋角较大时，此种结构不利于旋压成型时金属的流动性且内螺纹齿槽不易填满，从而导致缺齿和齿高不够等现象，进而影响热交换能力；在齿顶角较小时，如果盲目地增大螺旋角（如大于30°），则会造成内螺纹齿形难以保证，同时导致成型拉拔速度太低，严重影响生产效率。
发明内容
本发明的目的就是克服现有技术的缺点，提供高效内螺纹铜管，通过在其内表面上设置连续的螺旋角为34°～40°的沟槽和内齿高为 0.11 mm ～ 0.16mm、齿顶角为11°～25°的内齿，在保证齿形的情况下，解决了齿顶角较小螺旋角较大时不利于旋压成型时金属的流动性且内螺纹齿槽不易填满，从而导致缺齿和齿高不够等现象的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：高效内螺纹铜管，铜管本体的外径为6.95 mm～ 7.05mm，其内表面由连续的螺旋角为34°～40°的沟槽和内齿组成，内齿高为0.11 mm ～ 0.16mm，齿顶角为11°～ 25°，底壁厚大于内齿高。
作为本发明的一种改进，所述沟槽和内齿的螺旋角为38°～39°，齿顶角为21°～25°，底壁厚尺寸为内齿高尺寸的1.1倍～1.5倍。
作为本发明的一种改进，所述内齿顶部为圆弧结构，其顶底与沟槽进行圆弧过渡连接。
本发明的有益效果为：本发明提供了一种高效内螺纹铜管，其在内表面上设计有连续的螺旋角为34°～40°的沟槽和内齿高为 0.11 mm ～ 0.16mm、齿顶角为11°～ 25°的内齿，通过调整成型旋模比和拉拔速度、模具配比等参数，使之有利于旋压成型时金属的流动并填满内螺纹芯头的齿槽，且齿形饱满，避免缺齿、齿高不够现象；本发明在保证齿形的情况下，有效解决了齿顶角较小螺旋角较大时不利于旋压成型时金属的流动性且内螺纹齿槽不易填满，从而导致缺齿和齿高不够等现象的技术问题，通过采用较大的螺旋角和较小的齿顶角的配合，有利于提高湍流的强度和换热面积，产生较好的传热强化效果，结构简单，制作方便。
底壁厚尺寸为内齿高尺寸的1.1倍～1.5倍，在保证铜管本体强度（至少不出现泄漏和爆管等）的情况下，本发明将底壁厚做到了最优化设计，进一步提高了传热效果。
内齿顶部为圆弧结构，其顶底与沟槽进行圆弧过渡连接，此种设计除了增加内齿与沟槽的连接强度外，还提高了扰流效果，提高了工作效率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图中：1、铜管本体，2、沟槽，3、内齿。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
在图1中，高效内螺纹铜管，其包括外径D为6.95 mm～ 7.05mm的铜管本体1，铜管本体1内表面由连续的螺旋角（带螺旋状的沟槽2和内齿3与铜管本体1轴线之间的夹角）为34°～40°的沟槽2和内齿3组成，内齿高h为 0.11 mm ～ 0.16mm，齿顶角α为11°～ 25°，底壁厚t尺寸为内齿高尺寸的1.1倍～1.5倍，本发明通过调整成型旋模比和拉拔速度、模具配比等参数，使之有利于旋压成型时金属的流动并填满内螺纹芯头的齿槽，且齿形饱满，避免了缺齿、齿高不够的现象；其在保证齿形的情况下，有效解决了齿顶角较小螺旋角较大时不利于旋压成型时金属的流动性且内螺纹齿槽不易填满，从而导致缺齿和齿高不够等现象的技术问题，通过采用较大的螺旋角和较小的齿顶角的配合，有利于提高湍流的强度和换热面积，产生较好的传热强化效果，结构简单，制作方便。
作为本发明的进一步改进，优选地，内齿3顶部为圆弧结构，其顶底与沟槽2进行圆弧过渡连接，此种设计除了增加内齿3与沟槽2的连接强度外，还提高了扰流效果，提高了工作效率。
在本实施例中，沟槽2和内齿3的螺旋角优选为38°～39°，齿顶角优选为21°～25°，可使本发明的传热效率达到最佳状态，进一步强化传热效果，提高工作效率。
以下为本发明内螺纹铜管（以下简称“本发明管”）与普通内螺纹铜管（以下简称“普通管”）在传热实验室做的相变传热对比：
样品规格：外径为7mm的本发明管与普通管。
测试工质：R410a。
测试工况：蒸发—饱和温度 6±0.2℃， 入口干度 0.25 ，出口过热度 8±0.2℃；
冷凝—饱和温度 45±0.2℃，入口过热度20～25℃，出口过冷度 5±0.2℃。
测试结果如下：
1.蒸发
1.1管内传热系数
1.2 管内压力损失
2.冷凝
2.1管内传热系数
2.2 制冷剂流量—管内压力损失
通过上述实验数据对比，我们发现本发明管比普通管在蒸发和冷凝时的热交换效率都得到了很大的提升。
本实施例并非对本发明的形状、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (3)
1.高效内螺纹铜管，其特征在于：铜管本体（1）的外径为6.95 mm～ 7.05mm，其内表面由连续的螺旋角为34°～40°的沟槽（2）和内齿（3）组成，内齿高为 0.11 mm ～ 0.16mm，齿顶角为11°～ 25°，底壁厚大于内齿高；
内齿数50条～70条。
2.根据权利要求1所述的高效内螺纹铜管，其特征在于：所述沟槽（2）和内齿（3）的螺旋角为38°～39°，齿顶角为21°～ 25°，底壁厚尺寸为内齿高尺寸的1.1倍～1.5倍。
3.根据权利要求1或2所述的高效内螺纹铜管，其特征在于：所述内齿（3）顶部为圆弧结构，其顶底与沟槽（2）进行圆弧过渡连接。
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