CN109945724A - 一种换热管及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到一种换热管及其制作方法，其中换热管包括管本体，所述管本体的内壁上设置有大量内鳍片，管本体的外壁上设置有大量的外鳍片；换热管的制作方法包括a、将板材裁切成平行四边形；b、分别对板材相对的两边进行折边，其中一边为内折边，另一边为外折边；使板材的截面成“Z”形；c、对外折边进行剪切，使外折边成流苏状；d、对内折边进行剪切，将内折边剪切成多个梯形；e、将板材成螺旋状卷圆成管，将内折边卷在管内；f、在进行步骤d的同时对卷圆后的板材进行焊接。由于在管本体内部也设置了内鳍片，使得管本体内部的热交换面积得到大幅提升，配合管本体外部的外鳍片，大大提高了管内、管外物质的热交换效率。

Description

一种换热管及其制作方法

技术领域：

本发明属于换热管技术领域，具体涉及一种换热管及其制作方法。

背景技术：

换热管是应用于换热技术领域的常用配件，通常换热管包括管本体以及连接在管本体外壁上的鳍片，通过鳍片进行热量的吸收或散发以实现管内管外的热量传递，这种换热管在管外壁连接鳍片后能够提高外部热源或冷源的热交换面积，从而加速管壁温度的变化幅度，间接提高管内物质与管壁的热交换速度，从而提高热交换效率。

但是，这种换热管并不能有效提高管内的热交换面积，因此，这种换热管对热交换效率的提高是有局限性的。

发明内容：

本发明首先要解决的技术问题是：提供一种换热管，能够有效提高管内热交换面积，从而大幅提高管内、管外物质的热交换效率。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种换热管，包括管本体，所述管本体的内壁上设置有大量内鳍片。

作为一种优选方案，管本体内壁上的内鳍片成螺旋形排列。

作为一种优选方案，所述内鳍片依次紧密抵接形成一条连续的螺旋片。

作为一种优选方案，管本体的外壁上设置有大量的外鳍片。

作为一种优选方案，管本体外壁上的外鳍片成螺旋形排列。

作为一种优选方案，所述内鳍片与外鳍片沿管本体上的同一条螺旋线布置，管本体同一位置的内鳍片和外鳍片相互平行。

本发明的有益效果是：由于在管本体内部设置了内鳍片，使得管本体内部的热交换面积得到大幅提升，从而提高了管本体内部物质的热交换效率。

本发明进一步在管本体外壁上设置外鳍片片，配合管本体内部的内鳍片，同时提高了管本体内部外部的热交换面积，从而大大提高了管内、管外物质的热交换效率。

本发明进一步要解决的技术问题是：提供一种制作上述换热管的方法，该方法能够实现小直径换热管的制作，扩大具有内鳍片换热管的直径规格范围。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种制作换热管的方法，包括如下具体步骤：

a、将板材裁切成矩形或平行四边形；

b、对板材的一边进行折边，记为内折边；

c、对内折边进行剪切，将内折边剪切成多个沿内折边线依次排列的梯形或三角形或矩形或半圆形；

d、将板材成螺旋状卷圆成管，卷圆时，将内折边卷在管内；

e、在进行步骤d的同时对卷圆后的板材所形成的螺旋形对接缝或重叠缝进行焊接。

作为一种优选方案，在进行步骤d时，将内折边剪切成底边依次连接的多个等腰梯形，等腰梯形的斜边倾斜度满足卷圆后相邻等腰梯形的相邻斜边相互抵接。

作为一种优选方案，在进行步骤b的时候，同时对内折边的对边进行反向折边，记为外折边，使板材的截面成“Z”形，在进行步骤c的同时，对外折边进行剪切，剪切缝沿外折边线依次排列，使外折边成流苏状。

作为一种优选方案，在进行步骤d时，将板材的外折边线与内折边线对接着螺旋形卷圆，然后进行步骤e，对外折边线与内折边线对接缝进行焊接。

本发明的有益效果是：通过将板材一侧边进行折边并剪切，然后将板材进行螺旋状卷圆，使内折边成为内鳍片，这样就无需在管内对内鳍片进行焊接，只需要在管外对卷圆后的螺旋对接缝进行焊接使板材形成换热管即可，制作方法简便，且使得小直径换热管的内部也能够具有内鳍片，以提高小直径换热管内部换热效率。

附图说明：

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明，其中：

图1是本发明所述仅设置内鳍片的换热管半剖图；

图2是制作图1所示换热管过程中板材卷圆之前的结构示意图；

图3是本发明所述同时设置内鳍片和外鳍片的换热管半剖图；

图4是制作图3所示换热管过程中板材卷圆之前的结构示意图；

图5是制作图3所示换热管过程中板材卷圆之后的外部结构示意图。

图1～图5中：1、管本体，2、内鳍片，3、外鳍片，4、板材，5、内折边，6、外折边,7、剪切缝，8、外折边线，9、内折边线，10、对接缝。

具体实施方式：

下面结合附图，详细描述本发明的具体实施方案。

实施例1：

如图1所示的一种换热管，包括管本体1，所述管本体1的内壁上设置有大量内鳍片2。内鳍片2增大了管本体1内部的热交换面积，从而提高了管本体1内部物质与换热管的热交换效率。

管本体1内壁上的内鳍片2成螺旋形排列，从而可引导管本体1内部物质成螺旋形流动，延长管本体1内物质的流程以及流体自身内部紊流，提高管本体1内部物质的热交换效率和均匀性。

在本实施例中，优选将内鳍片2依次紧密抵接形成一条连续的螺旋片，以进一步提高对管本体1内物质的引导，加强管本体1内物质的螺旋形流动的旋转速度，增强管本体1内部物质的紊流效果，进一步提高管本体1内部物质的热交换效率和均匀性，同时能够进一步增加管本体1内部的热交换面积，进一步提高管本体1内部物质与换热管的热交换效率。

本实施例进一步提供一种制作上述换热管的方法，结合图2所示，具体包括如下具体步骤：

a、将板材4裁切成矩形或平行四边形；

b、对板材4的一边进行折边，记为内折边5；

c、对内折边5进行剪切，将内折边剪切成多个沿内折边线依次排列的梯形或三角形或矩形或半圆形；

d、将板材4成螺旋状卷圆成管，卷圆时，将内折边5卷在管内；

e、在进行步骤d的同时对卷圆后的板材4所形成的螺旋形对接缝或重叠缝进行焊接。

本实施例中，在进行步骤d时，将内折边5剪切成底边依次连接的多个等腰梯形，等腰梯形的斜边倾斜度满足卷圆后相邻等腰梯形的相邻斜边相互抵接。

通过上述方法，能够在将板材4卷圆成管之后，直接得到具有内鳍片2的换热管，而无需在管内对内鳍片2进行焊接，这就使得小直径的、无法进行焊接的换热管内部能够具有内鳍片2以提高其内部物质的换热效率，该方法简单快捷，效果显著。

而优选将内折边5剪切成底边依次连接的多个等腰梯形，等腰梯形的斜边倾斜度满足卷圆后相邻等腰梯形的相邻斜边相互抵接，这样使得制成的换热管内的内鳍片2能够相互连续形成连续的螺旋片，以进一步提高管内热交换面积、提高对管内物质的螺旋形流动引导作用，最终提高管内物质与换热管的热交换效率。

实施例2：

如图3所示的一种换热管，包括管本体1，所述管本体1的内壁上设置有大量内鳍片2，管本体1的外壁上设置有大量的外鳍片3。

在管本体1内壁上设置大量内鳍片2，外壁上设置大量外鳍片3，这样能够同时增大管内外物质的热交换面积，从而极大地提高管内外物质与管本体1、内鳍片2、外鳍片3的热交换效率，进而实现管内外物质的热交换效率，这个过程中，管本体1、内鳍片2、外鳍片3实现了高效热传递的功能，其实质也可以表示为本发明所述换热管的热传递效率极高。

在实现提高换热管热传递效率这一技术效果的时候，内鳍片2、外鳍片3在管本体1内壁和外壁上的排列方式并没有限制，可以随意排列，比如环状排列、矩阵排列、无规则排列、螺旋排列、沿管本体轴向排列等等。

在本实施例中，优选采用管本体1内壁上的内鳍片2成螺旋形排列，管本体1外壁上的外鳍片3也成螺旋形排列。其中，管本体1内壁上的内鳍片2成螺旋形排列能够引导管本体1内部物质成螺旋形流动，延长物质在管本体1内部的行进距离以延长物质与管本体1内壁及内鳍片2的接触时间，提高热传递效率，另外，在管本体1内部物质螺旋形流动时，可以带动物质内部的紊流，使处于中心位置的物质能够流动到外侧与管本体1内壁或内鳍片2接触，从而进一步均衡物质的换热效果。而管本体1外壁的外鳍片3成螺旋形排列也可以对管本体1外部物质的流动进行引导，使管本体1外部物质成螺旋形流动以提高外部物质的紊流效果，从而进一步均衡外部物质的换热效果，避免接近管本体1的外部物质温度接近管本体1内部物质后滞留在管本体1外部而导致换热效率下降。

在本实施例中，进一步优选将内鳍片2依次紧密抵接形成一条连续的螺旋片，可提高对管本体1内部物质的引导，使管本体1内部物质成螺旋形流动，管本体1内的物质成螺旋形流动后，在离心力的作用下会与管本体1内壁、内鳍片2紧密接触进行高效热传递，而管本体1中心区的物质，也会在旋流带动下流动到外侧，与管本体1内壁、内鳍片2紧密接触进行高效热传递，从而进一步提高换热效果。

在本实施例中，进一步优选将所述内鳍片2与外鳍片3沿管本体1上的同一条螺旋线布置，管本体1同一位置的内鳍片2和外鳍片3相互平行，这样设置能够尽可能地使内鳍片2与外鳍片3接近，在热传递过程中，内鳍片2和外鳍片3是主要的受热、散热部件，总换热管的结构分析可知，内鳍片2和外鳍片3之间的热传递需要通过管本体1的管壁，因此，管本体1内部热量与传递到管本体1外部，如果热量传递的路径越短，则热传递效率越高，因此，将内鳍片2与外鳍片3沿管本体1上的同一条螺旋线布置，则能够使内鳍片2与外鳍片3在管本体1的内外两侧相互对应，管内外热量的传递只需通过内鳍片2、外鳍片3以及管本体1的壁厚，该热传递路径最短，热传递效果最好，因此，通过这一设置，进一步提高了换热管的换热效率。

本实施例进一步提供一种制作上述换热管的方法，见图3～图5所示，该方法包括如下具体步骤：

a、将板材4裁切成矩形或平行四边形；

b、分别对板材4相对的两边进行折边，其中一边折边记为内折边5，另一边折边记为外折边6；内折边5与外折边6的折弯方向相反，使板材4的截面成“Z”形；

c、对外折边6进行剪切，剪切缝7沿外折边线8依次排列，使外折边6成流苏状；

d、对内折边5进行剪切，将内折边5剪切成多个沿内折边线9依次排列的梯形或三角形或矩形或半圆形，本实施例中优选剪切成等腰梯形；

e、将板材4成螺旋状卷圆成管，卷圆时，将内折边5卷在管内，外折边6卷在管外；

f、在进行步骤d的同时对卷圆后的板材4所形成的螺旋形对接缝10或重叠缝进行焊接。

本实施例中，优选将内折边5的宽度设置成与内鳍片2的长度相等；外折边6的宽度设置成与外鳍片3的长度相等，以省略后期的修剪工作。

本实施例中，在进行步骤e时，将板材4的外折边线8与内折边线9对接着螺旋形卷圆，然后进行步骤f，如图3和图5所示，对外折边线8与内折边线9的对接缝10进行焊接，这样能够使内鳍片2与外鳍片3尽可能的接近，以缩短热传递距离，提高换热效率。

本实施例中，在进行步骤d时，将内折边5剪切成底边依次连接的多个等腰梯形，等腰梯形的斜边倾斜度满足卷圆后相邻等腰梯形的相邻斜边相互抵接，这样设置后，板材4卷圆成管后，内鳍片2一次衔接形成螺旋片，提高对管内物质的引导作用，使管内物质成螺旋形流动，以提高换热效率，具体原理上文对换热管结构的描述中已经叙述过，此处不再赘述。

本发明工作原理是：对于本发明所述换热管，由于在管本体1内部也设置了内鳍片2，使得管本体1内部的热交换面积得到大幅提升，从而提高了管本体1内部物质的热交换效率，配合管本体1外部的外鳍片3，同时提高了管本体1内部外部的热交换面积，从而大大提高了管内、管外物质的热交换效率。

而对于本发明所述换热管的制作方法，通过将板材4相对的两侧边进行折边并剪切，然后将板材4进行螺旋状卷圆，使外折边6成为外鳍片3，内折边5成为内鳍片2，这样就无需在管内对内鳍片2进行焊接，只需要在管外对卷圆后的螺旋对接缝进行焊接使板材4形成换热管即可，制作方法简便，且使得小直径换热管的内部也能够具有内鳍片2，以提高小直径换热管的换热效率。

上述实施例仅例示性说明本发明创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本发明；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种换热管，包括管本体(1)，其特征在于，所述管本体(1)的内壁上设置有大量内鳍片(2)。

2.根据权利要求1所述的换热管，其特征在于，管本体(1)内壁上的内鳍片(2)成螺旋形排列。

3.根据权利要求2所述的换热管，其特征在于，所述内鳍片(2)依次紧密抵接形成一条连续的螺旋片。

4.根据权利要求1～3任一所述的换热管，其特征在于，管本体(1)的外壁上设置有大量的外鳍片(3)。

5.根据权利要求4所述的换热管，其特征在于，管本体(1)外壁上的外鳍片(3)成螺旋形排列。

6.根据权利要求5所述的换热管，其特征在于，所述内鳍片(2)与外鳍片(3)沿管本体(1)上的同一条螺旋线布置，管本体(1)同一位置的内鳍片(2)和外鳍片(3)相互平行。

7.一种制作上述权利要求1～3任一所述换热管的方法，其特征在于，包括如下具体步骤：

a、将板材(4)裁切成矩形或平行四边形；

b、对板材(4)的一边进行折边，记为内折边(5)；

c、对内折边(5)进行剪切，将内折边剪切成多个沿内折边线依次排列的梯形或三角形或矩形或半圆形；

d、将板材(4)成螺旋状卷圆成管，卷圆时，将内折边(5)卷在管内；

e、在进行步骤d的同时对卷圆后的板材(4)所形成的螺旋形对接缝或重叠缝进行焊接。

8.根据权利要求7所述的制作换热管的方法，其特征在于，在进行步骤d时，将内折边(5)剪切成底边依次连接的多个等腰梯形，等腰梯形的斜边倾斜度满足卷圆后相邻等腰梯形的相邻斜边相互抵接。

9.根据权利要求7所述的制作换热管的方法，其特征在于，在进行步骤b的时候，同时对内折边(5)的对边进行反向折边，记为外折边(6)，使板材(4)的截面成“Z”形，在进行步骤c的同时，对外折边(6)进行剪切，剪切缝沿外折边线依次排列，使外折边(6)成流苏状。

10.根据权利要求9所述的制作换热管的方法，其特征在于，在进行步骤d时，将板材(4)的外折边线与内折边线对接着螺旋形卷圆，然后进行步骤e，对外折边线与内折边线对接缝进行焊接。