[其他]用于單相流的傳熱管及其制造方法

無效

• 申請號: 85104710
• 申請日: 1985-06-19
• 公開（公告）號: CN85104710B
• 公開（公告）日: 1988-06-29
• 發明（設計）人: 桑原平吉;高橋研二;柳田武彥;中山恒;杉本滋郎;大泉清
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所;日立電線株式會社
• 主分類號: F28F1/42
• 分類號: F28F1/42;B21D53/06;F28F13/00;B21B13/20
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 劉征,曹廣生

本發明涉及空調機、冰箱或其它設備中熱交換器的傳熱管及這些傳熱管的制造方法，尤其是那些管內的單相流與管外流動的流體之間進行熱傳遞的傳熱管及其制造方法。

空調機及冰箱的熱交換器上都裝有傳熱管。這些成熟的技術已為眾所周知。到目前為止，已提出了多種類型的傳熱管，其中的一些傳熱管有平滑的內表面，而另一些傳熱管則有二維或三維的、經過機械加工的內表面，例如，在美國專利№.3768291中描述了一種在內表面上帶有二維肋的傳熱管;而在美國專利№.3830087的說明書上介紹了一種內表面上帶有三維肋塊的傳熱管，這種傳熱管的主要制作過程如下：首先用一個伸入到管內的旋轉頭在未加工的內壁面上開一道槽，以形成基本肋，然后，再加工出第二道槽，從而在管的內表面上形成三維凸塊組。

在流體的單相流動的條件下，這些具有二維或三維機加工內表面的傳熱管會帶來下列問題：由于在管道內表面上的凸塊的邊緣是尖銳的，而不是圓滑的，流體在繞過尖銳的彎角或邊緣時就會生出分離渦流，結果在傳熱管的入口端與出口端之間會造成較大的壓力降，這就需要用較大的動力來驅使流體從傳熱管流過。另外，流體在垂直于流線的肋表面上趨于滯止，致使流體的運動能量轉為沖擊壓力，在長期的使用過程中，這一壓力會引起肋塊的磨損。因而肋塊的高度和形狀均發生逐漸的變化，而不能保持最佳的設計高度和形狀，使傳熱性能有所下降。另外，用旋轉頭來制造出肋的工作是比較麻煩的，這需要開一道基本槽，還需要開第二道槽，因而提高了傳熱管的生產費用。

在美國專利№.4330036中給出了另一種傳熱管，在該傳熱管的外壁具有多道平行排布的直肋片，肋片上有滾壓形成的豁口，在管內壁上對應于外表面上形成肋片豁口的位置有向內隆起的凸塊，這種傳熱管的制造方法是先在管壁外表面上制出連續的平行肋片，再用一個有銳緣的圓盤滾壓管外壁以在肋片上壓出豁口，同時因擠壓作用使多余金屬材料向管內隆起形成邊緣圓滑的凸塊。用這種方法制成的傳熱管，其內壁凸塊的成形需多道工序，而且凸塊的形狀也難以控制。

本發明的目的是要提供一種適用于沸騰換熱的單相流的傳熱管和其制造方法。內外管壁傳熱加強結構的結合及分別選擇凸塊和多孔結構的尺寸使這種傳熱管具有更高的傳熱率。而且用較低費用就可生產這種傳熱管。

為此目的，本發明提供了一種傳熱管。這種傳熱管在管壁的外表面上有至少一條螺旋槽，還有多個隧道形空腔，螺旋槽與隧道形空腔互相交叉，在管壁內表面上有多個沿螺旋線排列的凸塊，上述螺旋槽與排列凸塊的螺旋線對應。各個隧道形空腔在與螺旋槽的每一個交叉處向螺旋槽敞開，各隧道形空腔的頂部還有多個較小的開口。該傳熱管由于有內壁及外壁表面特定結構的協同作用，因而具有很高的換熱性能。根據本發明，加工上述新型傳熱管的方法是用一種滾輪裝置碾壓傳熱管的外壁面，以通過塑性變形在管壁內表面上形成向內的凸塊。所用的滾輪裝置由可與傳熱管做軸向相對移動和繞軸線轉動的支架及裝在支架上的多個壓緊輪組成，其中至少一個輪的外圓周表面上分布著互不相連的獨立凸齒。這些凸齒的輪廓能使管壁上壓出的凸塊具有圓滑的拐角。

下面結合附圖對本發明作進一步詳細的描述。

圖1是傳熱管內壁加強傳熱的凸塊結構的縱剖面圖。

圖2是圖1所述傳熱管內壁加強傳熱的凸塊結構的局部放大視圖。

圖3A、3B、3C和3D是不同形狀的內壁凸塊的俯視圖。

圖4A、4B、4C和4D分別是圖3A、3B、3C和3D所示內壁凸塊的剖面圖。

圖5和5A是本發明內壁加強傳熱凸塊結構加工方法的示意圖。

圖6是圖1所示的傳熱管內壁加強傳熱凸塊結構的工作原理示意圖。

圖7和圖8對圖6所示工作原理作進一步描述。

圖9至圖11和圖14至圖16是上述傳熱管內壁加強傳熱凸塊結構實驗結果示意圖。

圖12和圖13、圖17至圖19是說明上述實驗結果的原理分析示意圖。

圖20和圖21表示了一個本發明實施例傳熱管結構示意圖。

圖22是圖20中所示傳熱管結構的傳熱特性曲線圖。

圖23是說明圖22特性曲線的原理分析示意圖。

圖24是圖20中所示結構的一個應用示意圖。