[其他]內(nèi)表面開有螺紋的傳熱管

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 85103367
• 申請(qǐng)日: 1985-05-13
• 公開（公告）號(hào): CN85103367A
• 公開（公告）日: 1986-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 信原義広;尾泉清;伊藤安彥;屈真言
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 日立電線株式會(huì)社
• 主分類號(hào): F28F1/06
• 分類號(hào): F28F1/06
• 代理公司: 中國(guó)專利代理有限公司
• 代理人: 李先春

本發(fā)明是關(guān)于內(nèi)表面開有螺紋的傳熱管，特別是指一種改進(jìn)的內(nèi)表面開有螺紋的適合安裝于諸如空調(diào)、制冷器、鍋爐等熱交換器中的，在管內(nèi)進(jìn)行液流物態(tài)轉(zhuǎn)換的傳熱管。

內(nèi)表面開有螺紋的傳熱管（以下稱為內(nèi)表面螺紋管），是在金屬管（如銅管等等）的內(nèi)表面上開有許多條螺旋形溝紋，如圖1所示。

然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過限制螺紋深度、形狀和螺旋角等等加以改進(jìn)的先有技術(shù)的內(nèi)表面螺紋管，不能充分滿足用戶的要求。其主要原因是由于傳熱特性與管子制造成本之比很低，也就是說，由于內(nèi)表面螺紋管的內(nèi)表面精細(xì)而且具有凸凹結(jié)構(gòu)，除非利用滾軋方法，很難提供質(zhì)量穩(wěn)定的管子。然而，滾軋方法在生產(chǎn)速度上受電機(jī)等等的轉(zhuǎn)動(dòng)速率的限制，換言之，受到了制造成本限制。另一方面，無螺紋管可以用高速拉延的方法制造，因此，如果根據(jù)傳熱特性與制造成本之比來考慮先有技術(shù)的內(nèi)表面螺紋管時(shí)，很難指出從無螺紋管轉(zhuǎn)變到螺紋管的優(yōu)點(diǎn)。

先有技術(shù)中典型的內(nèi)表面螺紋管的結(jié)構(gòu)或形狀如圖2（a）和2（b）所示。這先有技術(shù)螺紋管的特性與制造成本之比很低，是由于以下兩個(gè)原因。

（1）眾所周知，特性或性能是與螺紋深度（Hf）成正比的。與無螺紋管相比，螺紋管中的壓力衰減急劇增加，其極限值出現(xiàn)在0.02到0.03附近，（此值是用螺紋深度（Hf）與管子內(nèi)徑（Di）之比來表示的），然而先有技術(shù)螺紋管的Hf/Di值小于0.018，因此先有技術(shù)管的螺紋深度并未達(dá)到上述最佳極限值。這也可以歸因于在先有技術(shù)管中螺紋深度的增加和管子單位長(zhǎng)度的重量有關(guān)，因而使成本較高。

（2）影響管子特性的因素是在內(nèi)表面形成的螺紋和螺脊的形狀。圖2（a）所示先有技術(shù)的產(chǎn)品特性不佳，這是由于螺紋部分的橫截面積（S）小和螺脊的螺旋角（α）大。雖然圖2（b）所示產(chǎn)品的橫截面積（S）比圖2（a）大，但是由于它的螺脊是梯形的，所以其特性仍不佳。

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供具有高傳熱率的內(nèi)表面開有螺紋的傳熱管。

另一個(gè)目的是提供單位長(zhǎng)度的重量較小的內(nèi)表面開有螺紋的傳熱管。

還有一個(gè)目的是提供一種容易生產(chǎn)的內(nèi)表面開有螺紋的傳熱管。

簡(jiǎn)而言之，這種內(nèi)表面螺紋管包含很多條在其內(nèi)表面形成的螺旋形溝紋。這些螺紋中的每條螺紋其深度（Hf）與管子內(nèi)徑（Di）之比（Hf/Di）都是在0.02到0.03之間。螺紋與管軸間的螺旋角是從7°到30°。各個(gè)開有螺紋部分的橫截面積（S）與螺紋深度（Hf）之比（S/Hf）的范圍是從0.15到0.40，在位于各螺紋間的螺脊橫截面內(nèi)的頂角（β）范圍是從30°到60°。

本發(fā)明的特征是在管子的內(nèi)表面上提供較深的螺紋，其范圍是使螺紋管內(nèi)流體的壓力衰減事實(shí)上并不增加;通過考慮液膜的厚度和管子內(nèi)表面面積而限制各個(gè)開有螺紋部分的橫截面積;通過全面地考慮內(nèi)表面面積、管子單位長(zhǎng)度重量以及管子的可加工性，確定位于各螺紋間的螺脊形狀。對(duì)于那些熟悉先有技術(shù)的人而言，通過閱讀根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的優(yōu)先實(shí)施例的以下詳細(xì)說明，并結(jié)合附圖，就可以明顯地看出本發(fā)明的其它一些目的、特征及附帶的優(yōu)點(diǎn)。

圖1（a）和圖1（b）分別為內(nèi)表面螺紋管的橫剖面示意圖和縱剖面示意圖。

圖2（a），2（b）和2（c）為先有技術(shù)產(chǎn)品放大了的橫剖面圖，每幅圖都表示各個(gè)部分或其尺寸所用的符號(hào)。

圖3為按照本發(fā)明構(gòu)成的內(nèi)表面螺紋管放大了的局部剖面圖。

圖4為表示螺紋深度與傳熱率或壓力衰減之間關(guān)系的圖。

圖5為表示螺紋螺旋角與傳熱率之間關(guān)系的圖。

圖6（a）和6（b）分別為管內(nèi)流體流動(dòng)的示意圖。

圖7（a）、7（b）和7（c）為螺紋尺寸與液膜厚度之間關(guān)系的橫剖面示意圖。

圖8（a）至圖8（d）為橫剖面示意圖，每幅圖都表示螺紋尺寸與螺脊尺寸之間的關(guān)系。

圖9為表示按照本發(fā)明構(gòu)成的管子其螺紋頂角與傳熱特性間關(guān)系的圖。

圖10為表示按照本發(fā)明構(gòu)成的管子其螺紋橫截面積與傳熱特性或單位長(zhǎng)度重量之間關(guān)系的圖。

圖11為表示按照本發(fā)明構(gòu)成的管子其螺紋的橫截面積與傳熱特性、或單位長(zhǎng)度重量以及和先有技術(shù)產(chǎn)品相比較的指數(shù)之間關(guān)系的圖。

參看圖3，這是按照本發(fā)明構(gòu)成的內(nèi)表面螺紋管放大了的局部橫剖面圖。在本實(shí)施例中，傳熱銅管的外徑（OD）為9.52mm，有效壁厚為0.30mm。在銅管的內(nèi)表面上形成螺紋，即在內(nèi)表面上構(gòu)成60個(gè)間隔均勻并與管軸成18°螺旋角（β）的三角形螺脊。