CN1675513A - 传热管以及用于制造该传热管的方法及工具 - Google Patents

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Abstract

传热管的内表面由用多个凸起(2)来增强传热，凸起(2)为在管内的流体流动提供了附加的路径，因此增强了在管内流动的传热介质的紊流度。这增加了流体混合而减少了靠近管的内表面的流体介质的边界层堆积，这种堆积增加了热阻并因此影响热传递。凸起(2)还为附加热交换提供了额外的表面积。本发明的方法包括使用一工具，所述工具能方便的安装到现有制造设备上，其具有切割该管的内表面上的脊以便产生脊层的切割边缘，和提升该脊层以形成凸起(2)的提升边缘。借助这种方法，不用从管的内表面上去除金属就能形成凸起(2)，因此消除了废屑，这些废屑会损伤使用所述管的设备。

Description

传热管以及用于制造该传热管的方法及工具
技术领域
本发明涉及一种在管的内表面上具有凸起的传热管，和在管的内表面上形成凸起的方法及工具。
背景技术
本发明涉及一种具有增强的内表面的传热管，以促进从一侧向管子另一侧的热传递。传热管通常用于某些设备中，如在冷冻、化学、石油化工和食品加工工业中使用的满液式蒸发器、降膜式蒸发器、喷雾式蒸发器、吸收式冷冻器、冷凝器、直接膨胀式冷却器和单相冷却器以及加热器。在这些应用中使用多种传热介质，其包括但不限定于，纯水、水乙二醇混合物、任何类型的冷冻剂(例如R-22、R-134a、R-123等)、氨、石化液体和其他混合物。
理想的传热管允许热量完全不受抑制地从管的内部传递到管的外部，反之亦然。然而，热量的这种通过管的自由传递一般受到传热热阻的阻碍。管对传热的总热阻是通过将从管的外部到管的内部的各个热阻相加来计算的，或者反之亦然。为提高管的热交换效率，管制造商一直在努力寻找减小管的总热阻的方法。一种方法是增强管的外表面，例如通过在外表面形成翅片。作为增强外部管表面的新研究的结果(见例如专利号为5697430和5996686的美国专利)，全部管热阻只有一小部分属于管的外部。例如，在满液式冷冻器中使用的典型蒸发器，具有增强的外表面和光滑的内表面，典型地具有10∶1的内外热阻比。理想地，希望得到1∶1的内外热阻比。因此改进管的内表面来大大减少管的内热阻并提高管的整体传热性能就变得更加重要。
在传热管的内表面上设置相互交替的槽和脊是已知的。槽和脊一起增加在管内流动的流体传热介质例如水的紊流度。所述紊流度增加靠近内部管表面的流体混合，从而减少或实际上消除了流体介质靠近管的内表面的边界层堆积。由于管的热交换热阻增加，该边界层热阻明显地降低了传热性能。槽和脊也为另外的热交换提供了额外的面积。这种基本的前提在Wither，Jr等人的专利号为No.3847212的美国专利中有描述。
可以改变管内表面上槽和脊的图案、外形和尺寸，以进一步增强传热性能。为此，管制造商已经投入大量资金对可选设计进行试验，这些设计包括在Takima等人的专利号为No.5791405的美国专利、Chiang等人的专利号为No.5332034和5458191的美国专利以及Gaffaney等人的专利号为No.5975196的美国专利中所公开的。
然而，一般地，已经证明增强管的内表面比增强外表面要困难的多。而且管的内外表面上的大部分增强都是通过铸造和表面成型而形成的。然而，已经可以通过切割管表面从而形成该增强效果。
日本专利申请09108759公开了一种定中心刀片的工具，所述刀片直接在管的内表面上切出一连续的螺旋槽。类似地，日本专利申请10281676公开了一种管胀形塞，该胀形塞配有在管的内表面上切割连续螺旋槽和直立翅片的切割工具。专利号为No.3753364的美国专利公开了用切割工具沿着管的内表面形成一连续槽，所述工具切入管的内表面并向上弯折材料形成连续槽。
虽然所有这些管内表面设计都旨在提高管的传热性能，但在工业界仍需要通过修改那些能增强传热性能的已有设计和开发新设计来继续改进上述管设计。另外，还需要开发能更快速、低廉地转印到管上的结构和图案。如下所述，申请人已经开发出了用于传热管的几何形状，以及形成这些几何形状的工具，并且，其结果是显著地提高传热性能。
发明内容
本发明提供一种改进的传热管表面和形成其的方法，所述表面可以用于增强管的传热性能，该管至少用于所有上述设备中(即在冷冻、化学、石油化工和食品加工工业中使用的满液式蒸发器、降膜式蒸发器、喷雾式蒸发器、吸收式冷冻器、冷凝器、直接膨胀式冷却器和单相冷却器和加热器)。管的内表面由多个凸起来增强，所述凸起显著减少管侧热阻并提高整体传热性能。凸起为管内的流体流动提供了额外的路径，由此增加了管内流动的传热介质的紊流度。这增加了流体混合，以便减少流体介质靠近管的内表面的边界层堆积，这种堆积增加了热阻并因此抑制了传热。凸起也为额外的热交换提供额外的表面积。根据本发明形成的凸起能沿着管的内表面形成比简单脊多达五倍的表面积。试验表明具有本发明的凸起的管的性能显著提高。
本发明的方法包括使用一种工具，其能简易地安装到已有制造设备上，所述工具具有切割边缘以便割断管内表面上的脊以形成脊层，并且具有提升边缘以便提升脊层以形成凸起。这样，形成凸起并不用从管的内表面去除金属，因此消除了在该管中会损坏设备的废屑。管的内表面上的凸起可以在与形成脊的相同的或不同的操作中形成。
根据本申请形成的管适用于许多设备中，包括例如，用于HVAC(采暖、通风和空调)、冷冻、化学、石化和食品加工工业的设备。可以改变凸起的物理几何形状以使管适应具体的设备和流体介质。
本发明的一个目的是提供改进的传热管。
本发明的另一目的是提供一种在其内表面上具有凸起的改进的传热管。
本发明的另一目的是提供一种形成在内表面上具有凸起的改进的传热管的方法。
本发明另一目的是提供一种用来形成改进的传热管的新工具。
本发明的另一目的是提供一种用来在传热管的内表面上形成凸起的工具。
通过结合附图阅读下面优选实施方案的详细描述，本发明的这些和其他特征、目的和优点将变得更清楚。
附图说明
图1a为本发明的管的一个实施方案的部分形成的内表面的局部透视图。
图1b为图1a中箭头a所示方向的侧视图。
图1c为与图1b类似的侧视图，不同之处是凸起在不垂直于轴线S的方向中从管的内表面凸起。
图1d为图1a中箭头b所示方向的管的正视图。
图1e为图1a所示管的顶视图。
图2为本发明的管的一个实施方案的内表面的显微视图。
图3为本发明的管的-可选实施方案的内表面的显微视图。
图4为能用来制造根据本发明的管的制造设备的一个实施方案的侧视图。
图5为图4的设备的透视图。
图6a为本发明的工具的一个实施方案的透视图。
图6b为图6a所示工具的侧视图。
图6c为图6b的工具的底视图。
图6d为图6b的工具的顶视图。
图7a为本发明的工具的可选实施方案的透视图。
图7b为图7a所示工具的侧视图。
图7c为图7b的工具的底视图。
图7d为图7b的工具的顶视图。
图8a为本发明管的可选实施方案的部分成形内表面的局部透视图，其中横切脊的深度小于螺旋脊高度。
图8b为本发明管的可选实施方案的部分成形内表面的局部透视图，其中横切脊的深度大于螺旋脊高度。
图9a为根据本发明的管的另一实施方案的内表面的局部顶视图。
图9b为图9a中箭头22方向示出的管的正视图。
图10a为本发明的管的内表面的局部视图，示出了工具在g方向中靠近脊用以在g方向中从脊切割凸起。
图10b为本发明的管的可选内表面的局部视图，示出了工具在g方向中靠近脊用以在g方向中从脊切割凸起。
图11a为根据本发明的管的内表面的示意图，示出了脊和槽之间的角度方向，其中脊和槽为相反向的螺旋。
图11b为根据本发明的管的内表面的示意图，示出了脊和槽之间的角度方向，其中脊和槽为相同向的螺旋。
图12为条形图，比较了多个现有技术的管和根据本发明的管的管侧热交换系数。
图13为条形图，比较了多个现有技术的管和根据本发明的管的整体热交换系数。
具体实施方式
图1a-e示出了本发明的管21的一个实施方案的部分地成形的内表面18。内表面18包括多个凸起2。凸起2由内表面18上形成的脊1形成。脊1首先形成在内表面18上。随后切割脊1产生脊层4，随后提升脊层4以形成凸起2(如图1a和1b最佳示出的)。如图6a-d和7a-d所示和下述，可以用工具13来完成所述切割和提升，但这不是必须的。
应当明白的是，根据本发明的管可以用于任何需要将热量从管的一侧传递到管的另一侧的设备中，例如单相和多相(均为纯液体或气体或液/气混合体)蒸发器和冷凝器，但不局限于此。虽然下面的描述为本发明的管提供理想的尺寸，但本发明的管决不局限于这些尺寸。管以及凸起2的理想几何形状依赖于多个因素，这些因素中不重要的是流经管的流体的属性。本领域技术人员应当知道如何改变管的内表面的几何形状以及脊1和凸起2的几何形状，以便使得在各种设备和以各种流体使用的管的传热最大化。
脊1以相对于管的轴线S的螺旋角α形成在内表面18上(见图1a和1e)。螺旋角α可以是0°-90°之间的任何角度，但是优选地不超过70°。本领域技术人员将容易理解螺旋角α常常依赖，至少部分依赖，所用的流体介质。脊1的高度er越大，对于流经管21的流体则通常更粘滞。例如，大于零(优选地，但不是必需的，至少为0.001英寸)至管内部直径(Di)25％的高度er通常在用水/乙二醇混合体降低温度的设备的管中使用较为理想。对于这个应用，Di为从管21的内表面18测量的管21的内径。脊1的轴向节距Pa，r依赖多个因素，包括螺旋角α、形成在管21的内表面18上的脊数和管21的内径Di。虽然可以用任何节距Pa，r，优选地Pa，r/er为0.002，er/Di的比值优选地在约0.001-0.25之间。同样，然而，本领域技术人员将容易理解这些优选的的比值常常依赖于，至少部分依赖于，所用流体介质和工作条件(即流体介质的温度)。
脊层4以相对于轴线s的角θ来切割，该角度优选地大约在20°-50°之间，包括且更优选的为约30°。凸起2的轴向节距Pa，p可以是大于零的任一值，除了其他因素以外，一般依赖于在制造过程中工具(下面进行描述)和管之间的相对每分钟转动次数、制造过程中工具和管之间的相对轴向进给速度以及制造过程中设置在形成凸起的工具上的刀尖的个数。虽然形成的凸起2可以具有任意厚度Sp，厚度Sp优选地大约为节距Pa，p的20-100％。凸起2的高度ep取决于切割深度t(见图1b，8a和8b)和切割脊层4的角θ。凸起2的高度ep优选地为至少与切割深度t一样大，多达至切割深度t的三倍。优选的但不是必须的，以高度er形成脊1，并将角θ设置为使得凸起2的高度ep至少大约为脊1高度er的两倍。这样，ep/Di的比值优选的在约0.002-0.5之间(即，er/Di为er/Di约0.001-0.25的优选范围比值的两倍)。
图1a和1b示出切割深度t等于脊1的高度er，因此凸起2的基底40位于管21的内表面18上。然而，切割深度t不一定要等于脊高度er。而是，脊1可以仅被部分地割断(见图8a)或超出脊1的高度并进入管壁3中(见图8b)。在图8a中，没有沿其整个高度er切割脊1，因此凸起2的基底40比脊1的基底42更远离管21的内表面18，基底42在内表面18上。相反地，图8b示出了大于脊高度er的切割深度t，因此凸起2的至少一个壁延伸进入管壁3，超出了内表面18和脊基底42。
当脊层4被提升时，槽20在相邻凸起2之间形成。切割和提升该脊层4，于是槽20在内表面18上按与管21的轴线s(见图1e，11a和图11b)成角τ定向，该角度优选但不一定是必需的在大约80°-100°之间。
凸起2的形状取决于脊1的形状和脊1相对于工具13的移动方向的取向。在图1a-e所示的实施方案中，凸起2具有四个侧表面25、一个斜顶面26(其帮助减少热传递的热阻)、和一个大致削尖的尖端28。本发明的凸起2决不限定于这个图解的实施方案，而是可以按任意形状形成。而且管21中的凸起2不一定全部是相同的形状或具有相同的几何形状。
不论凸起2的方向是直的(见图10a)或弯曲或扭曲的(见图10b)，这取决于在脊1和工具13的移动g的方向之间形成的角β。若角β小于90°，凸起2具有相对直的取向，如图10a所示。若角β大于90°，凸起2具有更弯曲和/或扭曲的取向，如图10b所示。
在制造管21的过程中，用工具13切穿脊1并提升产生的脊层4以形成凸起2。但其他的设备和方法也可以用来形成凸起2。可以用任意具有结构完整性的耐金属切割的材料(例如钢、碳化物、陶瓷等)来制造工具13，但优选的用碳化物制造。图6a-d和7a-d中示出的工具13的实施方案一般地具有一工具轴线q、两个基底壁30，32和一个或多个侧壁34。孔口16穿过工具13设置。尖端12形成在工具13的侧壁34上。然而，注意所述尖端可安装或形成在能按相对于管21的所需取向支撑所述尖端的任意结构上，这种结构不限定于图6a-d和7a-d示出的。此外，所述尖端在其支撑结构内可伸缩，这样在切割过程中的尖端个数可方便地改变。
图6a-d示出了具有单个尖端12的工具13的一个实施方案，图7a-d示出了具有四个尖端12的工具13的可选实施方案。本领域技术人员应当明白，工具13可配备任意数目的尖端12，这取决定于凸起2的预定节距Pa，p。而且每个尖端的几何形状不一定要与单个工具13上的尖端相同。而是，具有不同几何形状的尖端12可设置在工具13上，以便形成具有不同形状、取向和其他几何形状的凸起。
每个尖端12由平面A，B和C相交形成。平面A和B相交形成切割边缘14，其切穿该脊1形成脊层4。平面B以相对于一个垂直于工具轴线q(见图6b)的平面成的角度取向。角定义为90°-θ。这样角优选的在约40°-70°之间，允许切割边缘14按在约20°-50°之间的期望角度θ切穿脊1。
平面A和C相交形成提升边缘15，其向上提升脊层4形成凸起2。角1由平面C和一垂直于工具轴线q的平面来限定，该角1确定倾斜角ω(即在一垂直于管21的纵轴的平面与凸起2的纵轴线之间的角)，提升边缘15以此角度将凸起2提升。角1＝角ω，并且因此，工具13上的角1可以被调节以直接影响凸起2的倾斜角ω。倾斜角ω(和角1)优选为相对于与管21纵轴线s垂直的平面成约-45°-45°之间的任意角度的绝对值。这样凸起可以与管21(见图1b)的纵轴s垂直的平面对齐，或相对于与管21(见图1c)的纵轴s垂直的平面向左和向右倾斜。而且，可以用不同的形状形成尖端12(即不同的尖端上的角1不同)，这样管21内的凸起2可相对于与管21的纵轴线s垂直的平面按不同的角度(或完全不同)和按不同的方向倾斜。
虽然凸起2的物理尺寸的优选范围已经给出，本领域技术人员应当认识到可修改工具13的物理尺寸来影响由此获得的凸起2的物理尺寸。例如，切割边缘14切入脊1的深度t，并且角影响凸起2的深度ep。因此，可用如下表达式来调节凸起2的深度ep
ep＝t/sin(90-)
或，给定＝90-θ，
ep＝t/sin(θ)
其中：
t为切割深度；
为平面B与垂直于工具轴线q的平面之间的角；以及
θ为脊层4相对于管21的纵轴线s被切割的角。
凸起2的厚度Sp取决于凸起2的节距Pa，p和角。
因此，可用下述表达式调节厚度Sp
Sp＝Pa，p·sin(90-)
或，假设＝90-θ，
Sp＝Pa，p·sin(θ)
其中：
Pa，p为凸起2的轴向节距；
为平面B与垂直于工具轴q的平面之间的角；以及
θ为脊层4相对于管21的纵轴s被切割的角。
图4和5示出一个用于增强管21的表面的可能的机构。这些图决不限定根据本发明的制造管的工艺，而是可以使用任何适合的设备或设备组合的管制造工艺。本发明的管可用多种材料制造，这些材料具有包括结构完整性、延展性和塑性的适合的物理特性，例如铜和铜合金、铝和铝合金、黄铜、钛、钢和不锈钢。图4和5示出三个在管21上操作来增强管21的外表面的刀轴10。注意，图4上省略了刀轴10中的一个。每个刀轴10包括一具有翅片盘7的工具机构，翅片盘7径向挤压成一头到多头的具有轴向节距Pa，o的外部翅片6。所述工具机构包括附加盘，例如凹口(notching)盘或压平(flattening)盘，以进一步增强管21的外表面。此外，虽然只示出了三个刀轴10，根据预定的增强外表面可使用更少或更多的刀轴。然而，注意根据管的应用，管21的外表面可以根本不需要设置增强部分。
在管21的内表面增强的一个实施方案中，旋转安装有芯轴9的刀轴11延伸进入管21。工具13通过孔口16安装在轴11上。螺栓24将工具13固定。可用任何适合的方法将工具13优选地相对于轴11旋转固定。图6d和7d示出一键槽17，键槽17设置在工具13上与轴11上的一(未示出的)凸起互锁，以相对于轴11将工具13固定在适当位置。
操作时，管12一般在其移动制造过程中旋转。管壁3在芯轴9和翅片盘7之间移动，其在管壁3上施加压力。在压力下，管壁3的金属流入翅片盘7之间的槽中，以在管21的外表面上形成翅片6。
芯轴9上设置有所需内表面图样的镜像图案，这样在管21和芯轴9配合时芯轴9会在管21的内表面18上形成预定的图样。如图1a和图4所示，所需的内表面图样包括脊1。在管21的内表面18上形成脊1后，管21遇到靠近芯轴9并且位于芯轴9下游的工具13。如前说明的，工具13的一个或多个切割边缘14切穿脊1以便形成脊层4。工具13的一个或多个提升边缘15随后提升脊层4以便形成凸起2。
当凸起2与外部翅片同时形成并且工具13被固定(即没有旋转或轴向移动)时，管21自动地旋转并伴有轴向移动。在这种情况中，凸起的轴向节距Pa，p由下面的公式决定：
P a · p = P a , o Z o Z i
其中：
Pa，o为外部翅片6的轴向节距；
Zo为管21的外径上翅片的头数；和
Zi为工具13上尖端12的个数。
为得到特定的凸起轴向节距Pa，p也可旋转工具13。管21和工具13可按相同的方向旋转，或可选的，管21和工具13按相反方向旋转。为得到预定的凸起轴向节距Pa，p轴13所需的旋转(按每分钟转动次数(RPM))可用下面的公式计算：
RPM tool = RPM tube ( P a , o · Z o - P a , p · Z i ) Z i · P a , p
其中：
RPMtool为管21的旋转频率；
Pa，o为外部翅片6的轴向节距；
Zo为管21的外径上翅片的头数；
Pa，p为凸起2的所需轴向节距；和
Zi为工具13上尖端12的个数。
如果这个计算结果为负，则工具13按与管21相同的方向旋转以获得所需的节距Pa，p。可选地，如果这个计算结果为正，则工具13按与管21相反的方向旋转以获得所需的节距Pa，p。
注意到虽然所示的凸起2的形成是在脊1形成的同一操作中，但是可以用一带预成形的内脊1的管在分开的操作中由翅片产生凸起2。这通常需要一组件以便使得工具13或管21旋转并沿着管轴线移动工具13和管21。而且优选地设置一支撑件来相对于内管表面18确定工具13的中心。
在这种情况下，凸起2的轴向节距Pa，p被下面的公式限定：
Pa，p＝Xa/(RPM·Zi)
其中：
Xa为管21和工具13之间的相对轴向速度(距离/时间)；
RMP为工具13和管21之间相对旋转频率；
Pa，p为凸起2的所需轴向节距；和
Zi为工具13上尖端12的个数。
这个公式适合(1)管仅仅轴向移动(即不旋转)和工具仅仅旋转(即不轴向移动)时；(2)管仅仅旋转和工具仅仅轴向移动时；(3)工具旋转并轴向移动，但管被固定既不旋转也不轴向移动时；(4)管旋转并轴向移动，但工具被固定既不旋转也不轴向移动时；和(5)上述的任意结合。
借助本发明的内管表面，产生了流体流动的附加路径(在凸起2之间穿过槽20)从而优化热传递和压降。图9a示出这些流体流经管21的附加路径22。除流体流通路径23外这些路径22产生在脊1之间。这些附加路径22具有相对于管轴线s的螺旋角α1。角α1是由相邻脊1形成的凸起2之间的角。图9b清楚地示出这些形成在凸起2之间地附加路径22。用下面的表达式，可通过调节凸起2的节距Pa，p来调节螺旋角α1和路径22穿过管21的取向
P a , p = P a , r · tan ( α ) · π D i π D i · ( tan ( α ) + tan ( α 1 ) ) ± P a , r · tan ( α ) · tan ( α 1 ) · Z i
其中：
Pa，r为脊1的轴向节距；
α为脊1至管轴线s的角度；
α1为凸起2之间所需的螺旋角；
Zi为工具13上尖端12的个数；以及
Di为从管21的内表面18测量的管21的内径。
如果脊螺旋角α和槽20的角τ都是右手螺旋或左手螺旋(见图11b)，那么在上述表达式中应当使用“[-]”。可选地，如果螺旋角α和槽20的角τ为相反的旋向(见图11a)，那么在上述表达式中应当使用“[+]”。
根据本发明制造的管优于现有的管。通过展示这些管之间增强因素中的不同，图12和13图示了这种管的两个示例的增强性能(沸腾管Tube No.25和TubeNo.14)。这些新管(Tube No.25和Tube No.14)的热传递系数(两个管侧边(见图12)和全部(见图13))借助这些增强因素增加而超过了现有的管(Turb-B，Turb-BII和Turb-BIII)。同样Tube No.25和14仅仅是根据本发明的管的示例。根据本发明制造的其他类型的管优于在各种设备应用的现有的管。
管Turb-B，Turb-BII和Turb-BIII的物理属性在Thors等人的专利号为No.5697430的美国专利的表1和2中描述。Turb-B引作TubeII；Turb-BII引作TubeIII；Turb-BIII引作TubeIVH。Tube No.25和Tube No.14的外表面与Turb-BIII的等同。Tube No.25和Tube No.14与本发明的一致，并包括如下的物理属性：
表1管和脊的尺寸
    Tube No.25     Tube No.14
    管的外径(英寸)     0.750     0.750
    管的内径Di(英寸)     0.645     0.650
    内脊的个数     85     34
    内脊的螺旋角α(度)     20     49
    内脊高度er(英寸)     0.0085     0.016
    内脊轴向节距Pa，r(英寸)     0.065     0.052
    Pa，r/er     7.65     3.25
    er/Di     0.0132     0.025
表2凸起尺寸
    Tube No.25     Tube No.14
    凸起高度ep(英寸)     0.014     0.030
    凸起轴向节距Pa，p(英寸)     0.0167     0.0144
    凸起厚度Sp(英寸)     0.0083     0.007
    切入脊的深度t(英寸)     0.007     0.015
此外，用来在Tube No.25和14上形成凸起的工具具有如下特征：
表3工具尺寸
    Tube No.25     Tube No.14
    切割尖端Zi的个数     3     1
    角(度)     60°     60°
    角ω(度)     2°     2°
    角τ(度)     89.5°     89.6°
    角β(度)     69.5°     40.6°
    外径翅片的头数     3     N/A
    工具每分钟转动次数     0     1014
    管每分钟转动次数     1924     0
    Xa(英寸/分钟)     96.2     14.7
图12显示了Tube No.14的管侧热传递系数大约是Turb-BIII的1.8倍，TubeNo.25的管侧热传递系数大约是Turb-BIII的1.3倍，Turb-BIII是目前在蒸发器设备中使用最为广泛的管，并在图12和13中示为基线。类似地，图13显示了Tube No.25的管侧热传递系数大约是Turb-BIII的1.25倍，Tube No.14的管侧热传递系数大约是Turb-BIII的1.5倍。
上述的是用于是图解、解释和描述本发明实施方案的目的。对于本领域那些技术人员来讲，对这些实施方案的进一步改变和修改是显而易见的，并且可以不脱离本发明的精神或范围地作出。

Claims (67)

1.一种管，其包括：内表面、外表面、和纵向轴线，其中该内表面包括至少一个从沿该管的该内表面形成的脊按切割深度切割成的凸起。
2.如权利要求1所述的管，其特征在于，该脊沿着内表面以相对于纵向轴线的一脊角形成，所述角在约0°和90°之间。
3.如权利要求2所述的管，其特征在于，所述角优选不大于70°。
4.如权利要求1所述的管，其特征在于，所述管具有内径，并且所述脊的高度不大于所述内径的25％。
5.如权利要求1所述的管，其特征在于，所述脊的高度至少为0.001英寸。
6.如权利要求1所述的管，其特征在于，所述管具有内径，并且所述脊具有一高度，其中脊高度和内径的比值至少为0.001。
7.如权利要求1所述的管，其特征在于，还包括多个脊，其中所述脊具有一轴向节距和一高度，脊轴向节距与脊高度的比值至少为0.002。
8.如权利要求1所述的管，其特征在于，至少一个凸起的高度值不大于切割深度的三倍。
9.如权利要求8所述的管，其特征在于，至少一个凸起的高度值至少与切割深度一样大。
10.如权利要求1所述的管，其特征在于，该管具有一内径，至少一个凸起具有一高度，其中凸起高度和管内径之间的比值在约0.002和0.5之间。
11.如权利要求1所述的管，其特征在于，至少一个凸起包括至少三个侧面和一顶面。
12.如权利要求11所述的管，其特征在于，该顶面为倾斜的。
13.如权利要求1所述的管，其特征在于，至少一个凸起具有基本上削尖的尖端。
14.如权利要求1所述的管，其特征在于，至少一个凸起从内表面按基本上垂直于纵向轴线的方向延伸。
15.如权利要求1所述的管，其特征在于，至少一个凸起从内表面按基本上不垂直于纵向轴线的方向延伸。
16.如权利要求1所述的管，其特征在于，至少一个凸起包括多个凸起，多个凸起中的至少一个从内表面按基本上垂直于纵向轴线的方向延伸，并且多个凸起的至少一个凸起从内表面按基本上不垂直于纵向轴线的方向延伸。
17.如权利要求1所述的管，其特征在于，该脊包括一脊底，并且至少一个凸起包括至少一个延伸进入该管的内表面且超出脊底的壁。
18.如权利要求1所述的管，其特征在于，至少一个凸起包括一位于管的内表面上的凸起基底。
19.如权利要求1所述的管，其特征在于，所述脊包括脊底，并且所述至少一个凸起包括凸起基底，其中凸起基底位于比脊底更远离管的内表面的距离处。
20.如权利要求1所述的管，其特征在于，至少一个凸起包括多个凸起，并且管还包括在多个凸起之间以相对于管的纵轴线成约80°和100°之间的角形成的槽。
21.如权利要求1所述的管，其特征在于，至少一个凸起包括多个凸起，这些凸起具有一节距且每个凸起具有一厚度，其中凸起厚度在凸起节距的约20％和100％之间。
22.一种用于切割管的内表面的工具，其包括：工具轴线和至少一个尖端，该尖端至少由第一平面、第二平面和第三平面相交而成，并具有一切割边缘和一提升边缘。
23.如权利要求22所述的工具，其特征在于，所述工具包括碳化物、钢和陶瓷中的至少一种。
24.如权利要求22所述的工具，其特征在于，该切割边缘由第一平面和第二平面相交而成。
25.如权利要求24所述的工具，其特征在于，第二平面取向成相对于一垂直于该工具轴线的平面成约40°和70°之间的角度。
26.如权利要求22所述的工具，其特征在于，该提升边缘由第一平面和第三平面相交而成。
27.如权利要求26所述的工具，其特征在于，该第三平面取向成相对于一垂直于工具轴线的平面成一角度。
28.如权利要求27所述的工具，其特征在于，所述角为零。
29.如权利要求27所述的工具，其特征在于，所述角不为零。
30.如权利要求29所述的工具，其特征在于，所述角不大于约45°。
31.如权利要求22所述的工具，其特征在于，至少一个尖端包括多于一个的尖端。
32.如权利要求25所述的工具，其特征在于，至少一个尖端包括至少两个尖端，并且第二平面相对于与至少两个尖端的至少两个的工具轴线垂直的平面所形成的角不相等。
33.如权利要求27所述的工具，其特征在于，至少一个尖端包括至少两个尖端，并且第三平面相对于与至少两个尖端的至少两个的工具轴线垂直的平面所形成的角不相等。
34.一种制造具有纵向轴线的管的方法，其包括：
a.以相对于该纵轴线的一角度切穿沿该管的内表面形成的至少一个脊至一切割深度，以便形成脊层；和
b.提升该脊层以便形成凸起，所述凸起具有凸起高度、凸起厚度和凸起节距。
35.如权利要求34所述的方法，其特征在于，至少一个脊按相对于管的纵轴线在约20°和50°之间的角被切穿。
36.如权利要求35所述的方法，其特征在于，至少一个脊按相对于管的纵轴线约30°的角被切穿。
37.如权利要求34所述的方法，其特征在于，至少一个脊具有脊高度，切割深度约等于所述脊高度。
38.如权利要求34所述的方法，其特征在于，至少一个脊具有脊高度，切割深度小于所述脊高度。
39.如权利要求34所述的方法，其特征在于，至少一个脊具有脊高度，切割深度大于所述脊高度。
40.如权利要求34所述的方法，其特征在于，提升该脊层以形成凸起包括：提升该脊层以使至少一个凸起沿基本上垂直于纵轴线的方向从内表面延伸。
41.  如权利要求34所述的方法，其特征在于，提升该脊层以形成凸起包括：提升该脊层以使至少一个凸起沿基本上不垂直于纵轴线的方向从内表面延伸。
42.如权利要求34所述的方法，其特征在于，提升该脊层以形成凸起包括：提升该脊层以使至少一个凸起沿基本上垂直于纵轴线的方向从内表面延伸，并且至少一个凸起沿基本上不垂直于纵轴线的方向从内表面延伸。
43.如权利要求34所述的方法，其特征在于，还包括在管的内表面上形成至少一个脊。
44.如权利要求43所述的方法，其特征在于，该脊按相对于管的纵轴线在约0°和90°之间的角沿内表面形成。
45.如权利要求34所述的方法，其特征在于，还包括在管的外表面上形成翅片。
46.如权利要求34所述的方法，其特征在于，用工具执行切割和提升，所述工具包括工具轴线和至少由第一平面、第二平面和第三平面相交而成的至少一个尖端，该尖端具有一切割边缘和一提升边缘。
47.如权利要求46所述的方法，其特征在于，该切割边缘由第一平面和第二平面相交而成。
48.如权利要求47所述的方法，其特征在于，该第二平面取向成相对于一垂直于工具轴线的平面成约40°和70°之间的角度。
49.如权利要求46所述的方法，其特征在于，该提升边缘由第一平面和第三平面相交而成。
50.如权利要求49所述的方法，其特征在于，该第三平面取向成相对于一垂直于工具轴线的平面成一角度，并且该凸起取向成相对于一垂直于管的纵轴线的平面成一角度。
51.如权利要求50所述的方法，其特征在于，该第三平面的角度大约等于凸起的角度。
52.如权利要求50所述的方法，其特征在于，该第三平面的角度和凸起的角度不大于45°。
53.如权利要求46所述的方法，其特征在于，还包括用ep＝t/sin(90-)或ep＝t/sin(θ)来预定该凸起高度(ep)，其中：
t为切割深度；
为第二平面与垂直于工具轴线的平面之间的角；和
θ为至少一个脊层相对于管的纵轴线切穿的角。
54.如权利要求46所述的方法，其特征在于，还包括用Sp＝Pa，p·sin(90°-)或Sp＝Pa，p·sin(θ)预定凸起厚度(Sp)，其中：
Pa，p为凸起节距；
为第二平面与垂直于工具轴的平面之间的角；和
θ为至少一个脊层相对于管的纵轴线切穿的角。
55.一种增强管的内表面的方法，其包括：
a.将工具安装到一轴上，所述工具包括工具轴线和至少一个尖端，所述尖端至少由第一平面、第二平面和第三平面相交而成，并具有一切割边缘以及一提升边缘；
b.将该工具定位在该管内；
c.使该管和该工具之间相对旋转和相对轴向移动，以便至少部分地切穿沿该管的表面形成的至少一个脊以形成脊层，并提升该脊层以便形成凸起。
56.如权利要求55所述的方法，其特征在于，该管旋转并轴向移动，而该工具既不旋转也不轴向移动。
57.如权利要求55所述的方法，其特征在于，该工具旋转并轴向移动，而该管既不旋转也不轴向移动。
58.如权利要求55所述的方法，其特征在于，该管按一方向旋转，该工具按该管的该方向旋转。
59.如权利要求55所述的方法，其特征在于，该管按一方向旋转，该工具按与该管旋转方向相反的方向旋转。
60.如权利要求55所述的方法，其特征在于，该管轴向移动，该工具旋转。
61.如权利要求55所述的方法，其特征在于，该管旋转，该工具轴向移动。
62.如权利要求55所述的方法，其特征在于，还包括：在轴上安装一芯轴以便在管的内表面上形成至少一个脊。
63.如权利要求55所述的方法，其特征在于，还包括：旋转所述轴，其中该工具还包括一锁定装置以锁定该工具与轴一起旋转。
64.如权利要求63所述的方法，其特征在于，所述锁定装置包括一槽，该轴包括一与所述槽配合的凸起。
65.一种蒸发器，其包括如权利要求1所述的至少一个管。
66.一种冷凝器，其包括如权利要求1所述的至少一个管。
67.一种热交换器，其包括如权利要求1所述的至少一个管。
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