CN202057241U

CN202057241U - 内螺纹铜铝复合管

Info

Publication number: CN202057241U
Application number: CN2011201279502U
Authority: CN
Inventors: 祁威; 陆正良; 曹海斌
Original assignee: XINGRONG HI-TECH Co Ltd JIANGSU
Current assignee: XINGRONG HI-TECH Co Ltd JIANGSU; Jiangsu Xingrong Hi Tech Co Ltd
Priority date: 2011-04-27
Filing date: 2011-04-27
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2021-04-27

Abstract

本实用新型公开了一种内螺纹铜铝复合管，包括位于所述复合管内层的铜层(1)、位于所述复合管外层的铝层(3)、以及所述铜层(1)和所述铝层(3)之间的铜铝结合层(2)，其特征在于，所述复合管内表面分布着多条来复线形式的螺纹齿(4)，所述螺纹齿(4)为铝齿的表面包覆着一层连续的铜层而形成，所述铜铝结合层(2)为原子间金属键结合层。本实用新型给出的内螺纹铜铝复合管，节省大量铜材、降低了成本，具有双重强化的传热效果，具有低的泄漏率，具有良好的焊接性能和良好的耐腐蚀性。

Description

内螺纹铜铝复合管

技术领域

本实用新型涉及金属管材技术领域中的一种内螺纹铜铝复合管，特别涉及一种空调蒸发器和冷凝器换热管用内螺纹铜铝复合管。

背景技术

在空调行业中，一般采用内螺纹铜管穿铝箔后再通过涨管将铝箔和铜管连接起来制造蒸发器和冷凝器。由于现在铜管的价格很高，导致制造的空调两器(即蒸发器和冷凝器)成本过高。为了在市场上的竞争中获得优势，人们纷纷寻求采用新型管材取代内螺纹铜管，尤其是阴极铜的价格处于高位时更是显得迫切。为降低成本，采用内螺纹铝管的全铝两器开始面世。但是，由于铝的焊接性能差且传热系数不高，从而换热性能比铜管差，在国家规定的能效比准入标准的限制之下，因此全铝空调两器因能效比太低很难推广。

实用新型内容

为了解决上述现有技术成本高、换热效率低和焊接性能差等技术问题或者至少之一，本实用新型提供一种用于制冷空调行业的换热效率高、焊接性能好、使用方便、可大幅降低成本的新型换热管——内螺纹铜铝复合管。

本实用新型提供的一种内螺纹铜铝复合管，包括位于所述内螺纹铜铝复合管内层的铜层1、位于所述内螺纹铜铝复合管外层的铝层3、以及所述铜层1和所述铝层3之间的铜铝结合层2，其特征在于，所述内螺纹铜铝复合管内表面分布着多条来复线形式的螺纹齿4，所述螺纹齿4为铝齿的表面包覆着一层连续的铜层而形成，所述铜铝结合层2为原子间金属键结合层。

优选地，所述内螺纹铜铝复合管的截面中铜的面积占总面积的5％～70％，铝的面积占总面积的95％～30％。

进一步，所述螺纹齿4的齿数30～90，螺旋角β为0°～50°，齿顶角 α为15°～120°，齿高h为0.05mm～0.50mm，所述内螺纹铜铝复合管的外径Φ4mm～Φ30mm，底壁厚H1为0.2mm～3mm。

优选地，所述螺纹齿4的齿型为三角齿、梯形齿、高低齿、交叉齿。

其中，所述铜层1为铜或铜合金层，所述铝层3为铝或铝合金层。

根据本实用新型提供的内螺纹铜铝复合管与现有技术相比至少具有如下优点：

1、节省大量铜材，降低成本。

金属管材采用铜铝两层结构，降低了铜的使用量，使金属管材的材料成本大幅降低，有效节约铜资源，极大地降低原材料费用和生产成本。

以下表1以通用规格9.52X0.32的管材为例以每米长度为计算单位，给出与现有技术成本的对比：

表1：

从以上表1可以看出，一米长的内螺纹铜管使用82克铜，而一米长的内螺纹铜铝复合管用铜量仅为15克，每米节省了67克铜，另有20.4克为铝。现阶段铜价超过70000元/吨，而铝价不到20000元/吨，因此大大降低了成本。

2、双重强化的传热效果。

本实用新型的铜铝两层复合结构和内螺纹管的结构构成了热交换的双重强化效果：

a)铜铝之间为原子间金属键结合的铜铝两层结构，使铜铝之间热的传递无热量损失。对于铜铝金属来说，铜具有高的导热系数，铝具有高的比热系数，即铜具有高的吸热性能，而铝具有高的散热性能。本实用新型利用上述原理，内层的铜吸热，外层的铝散热，将两种金属的优点结合起来，使本实用新型内螺纹铜铝复合管与铜管相比有更好的热交换强化效果。另外，在重量方面，本实用新型内螺纹铜铝复合管比传统的铜管轻很多，加热或冷却本实用新型管道需要更少的能量。

b)内螺纹管的结构，是对热交换的另一重大强化。根据本实用新型提出的一种内螺纹铜铝复合管，管外层金属为铝，管内表面分布着多条来复线形式的螺纹齿，螺纹齿的表面为一层连续的铜层包覆着铝齿形成齿面部分和齿根部分，这种具有一定齿型齿高的内螺纹结构与内壁平滑的光管相比，本身就具有热交换的强化功能，流体在管内流动时呈湍流状态，理论上讲每个载热分子都有机会和管壁碰撞而达到热交换的目的。

3、低的泄漏率。

金属管材采用铜铝两层结构，一般情况下，两层金属的缺陷在同一处的概率很低，所以双层结构能有效地防止因单体金属管材管壁中存在缺陷而导致管材泄漏，因此管材抗泄漏性能和抗爆破性能很高。

4、良好的焊接性能。

空调制冷剂具有很好的流动性，空调器的任何微小的泄漏都会影响产品的使用，而热交换器上又有很多的焊点，这些焊点是泄漏的主要来源，热交换器管道的可焊性一直是厂家最关心的问题之一。

本实用新型内表面为铜，外表面为铝，焊接过程中铜制弯头插入本实用新型内螺纹铜铝复合管的内表面，焊接面为铜与铜接触，铜铜焊接具有很好的焊接性能和成熟的焊接工艺，空调主机厂不用对现有设备进行大的改造就能实现批量生产。

5、良好的耐腐蚀性

本实用新型内螺纹铜铝复合管外表面为铝管，可耐大气腐蚀，尤其是一些耐蚀耐锈铝合金，具有良好的耐大气、耐盐雾的抗腐蚀能力。本实用新型内螺纹铜铝复合管内表面为铜层，可以耐一般的流体腐蚀，对于氟利昂这类工质，既使铜层有小的破损，只要外层的铝不被破坏，仍可以长时间使用而不产生泄漏；对于以水为工质的应用场合，可增加管材中铜的厚度确保铜层不发生破裂而达到使用安全的目的。

附图说明

图1为根据本实用新型的一实施例的截面结构示意图；

图2为图1所示单个齿的放大示意图；

图3为图1所示实施例的纵向截面结构示意图；

图4a和图4b为本实用新型的齿型实施例的示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明根据本实用新型的具体实施方式。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型并不限于下面公开的具体实施例的限制。

图1至图3示出了根据本实用新型的一种内螺纹铜铝复合管一实施例的结构，其中，图1为该实施例的截面结构示意图；图2为单个齿的放大示意图；图3为该实施例的纵向截面结构示意图。

图如1所示，根据本实用新型的一种内螺纹铜铝复合管，包括位于所述内螺纹铜铝复合管内层的铜层1、位于所述内螺纹铜铝复合管外层的铝层3、以及所述铜层1和所述铝层3之间的铜铝结合层2，其特征在于，所述内螺纹铜铝复合管内表面分布着多条来复线形式的螺纹齿4，所述螺纹齿4为铝齿的表面包覆着一层连续的铜层而形成，所述铜铝结合层2为原子间金属键结合层。这种结构在保证所述内螺纹铜铝复合管具有良好的热传导性的同时，可大大节省铜的使用量，从而节省成本，并保持了原有铜管的良好焊接性，同时具有低泄漏率和好的耐腐蚀性。

由图1可见，本实用新型该实施例的管材基体为铝层3，管内表面在圆周上分布着多条螺纹齿4，螺纹齿在管材的纵向呈螺旋线状，螺纹齿4的表面为一层连续的铜层1包覆着铝齿形成齿面部分a和齿根部分b，铜铝之间为结合层2，结合层2是在加工铜铝复合管时通过轧制，拉拔和热处理方法行成的，为原子间金属键结合，既冶金结合，一般情况下结合层2的宽度为几个微米，这个结合层2保证了铜铝之间紧固连接，使其在后道次的弯管和涨管等工艺过程中不发生铜铝分离的现象，也使铜铝复合管具有良好的传热性能。

进一步，所述内螺纹铜铝复合管的截面中铜的面积占总面积的5％～ 70％，铝的面积占总面积的95％～30％。可以根据使用介质的不同来选择铜层和铝层的厚度，既符合要求又节省成本。

由图1还可看到，本实施例中铜层1仅占复合管很小的截面积，铝层3占了大部分的截面积。铜的比重为8.9，铝的比重为2.7，铝的重量仅为铜的重量的30％。大面积且重量轻的铝占据了现有技术中内螺纹铜管中铜金属所占的面积，所以本实用新型可以大量的节约铜材。本实用新型内螺纹铜铝复合管截面中铜的面积与总面积比为5％-70％，由此铝的面积比为95％-30％。不同的规格，不同的应用场合决定铜的含量的大小。例如，在以氟利昂为工质的家用空调领域，铜含量可以比较低，如铜的面积为20％左右；而对以水等为传输流体或对铜的厚度有特殊要求的换热管，可以选用较厚的铜层，如同的面积为60％左右。

如图2和图3所示，优选地，所述螺纹齿4的齿数30～90，螺旋角β为0°～50°，齿顶角α为15°～120°，齿高h为0.05mm～0.50mm，管外径Φ4mm～Φ30mm，管底壁厚H1为0.2mm～3mm。

一般情况下，所述复合管的直径小，齿数就少，螺旋线少；反之，齿数就多，螺旋线也多。例如，用在家用空调的内螺纹管，齿数一般为50-65个齿。从纵向看所述复合管内表面分布着多条来复线形式的螺纹齿，该螺旋齿的螺旋线与管轴线的夹角为螺旋角β，本实施例的螺旋角β为18°，在所述复合管的截面上有几个齿，就有几条螺旋线。本实施例中，所述齿顶角α为53°，h为齿高0.3mm，H总壁厚1.056mm，H1底壁厚0.756mm。

所述螺纹齿4的齿型为齿型为三角齿、梯形齿、高低齿、交叉齿。

如图4a和图4b所示，示出了所述螺纹齿4的两种齿型，其中图4a为三角形，图4b为梯形。另外还有不同齿高的高低齿，具有两组不同螺旋角的交叉齿等等。

以上所述的内螺纹铜铝复合管，其中，所述的铜层1为铜或铜合金层，所述的铝层3为铝或铝合金层。采用铜合金代替铜、铝合金代替铝，同样可以实现本实用新型的发明目的。

在下面的表2中，为根据本实用新型列出的两种规格的内螺纹铜铝复合管的具体实施参数。

表2

规格	9.52*0.41+0.12-18°	7*0.40+0.10-18°
			平均外径D，mm	9.52	7
底壁厚H1，mm	0.41	0.40
			齿高h，mm	0.12	0.10
总壁厚H，mm	0.53	0.50
			齿顶角α，	53°	53°
螺旋角β，	18°	18°
			螺纹数n	60	60
每米克重，g/m	45	32

表2所列两种规格的内螺纹铜铝复合管，均可以实现本实用新型的发明目的，为本实用新型的两个实施例。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种内螺纹铜铝复合管，包括位于所述内螺纹铜铝复合管内层的铜层(1)、位于所述内螺纹铜铝复合管外层的铝层(3)、以及所述铜层(1)和所述铝层(3)之间的铜铝结合层(2)，其特征在于，所述内螺纹铜铝复合管内表面分布着多条来复线形式的螺纹齿(4)，所述螺纹齿(4)为铝齿的表面包覆着一层连续的铜层而形成，所述铜铝结合层(2)为原子间金属键结合层。

2.根据权利要求1所述的内螺纹铜铝复合管，其特征在于，所述内螺纹铜铝复合管的截面中铜的面积占总面积的5％～70％，铝的面积占总面积的95％～30％。

3.根据权利要求2所述的内螺纹铜铝复合管，其特征在于，所述螺纹齿(4)的齿数30～90，螺旋角β为0°～50°，齿顶角α为15°～120°，齿高h为0.05mm～0.50mm，所述内螺纹铜铝复合管的外径Φ4mm～Φ30mm，底壁厚H1为0.2mm～3mm。

4.根据权利要求3所述的内螺纹铜铝复合管，其特征在于，所述螺纹齿(4)的齿型为三角齿、梯形齿、高低齿、交叉齿。

5.根据权利要求1至4任一所速的内螺纹铜铝复合管，其特征在于，所述铜层(1)为铜或铜合金层，所述铝层(3)为铝或铝合金层。