CN206291771U - 一种组合齿换热铜管 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及换热铜管技术领域，具体公开了一种组合齿换热铜管，包括铜管本体，铜管本体内壁沿圆周方向均匀分布若干直角齿，并沿轴线方向延伸形成直齿条，相邻直齿条间形成小齿区，直角齿的两侧边分别为延长线过铜管本体圆心的支撑直边、与支撑直边相交的胀开斜边，铜管本体内侧设有贯穿直齿条的螺旋导槽，小齿区内沿铜管本体轴线方向设有交替排列的第一齿条段和第二齿条段，第一齿条段包括若干第一齿条，第二齿条段包括若干第二齿条，第一齿条和第二齿条的横截面分别为第一三角齿和第二三角齿，第一三角齿和第二三角齿的齿高小于直角齿的齿高。本实用新型的复齿型换热铜管具有齿纹不易破坏，流动阻力小、换热面积大、传热效率高的优点。

Description

一种组合齿换热铜管

技术领域

本实用新型涉及换热铜管技术领域，具体涉及一种设有组合齿的换热铜管。

背景技术

空调热交换器用的换热铜管一般有光滑管和非光滑管，光滑管内侧光滑，而非光滑管内侧因设有螺旋状的螺纹也被称为螺纹管。与光滑管相比，螺纹管因螺纹的存在，传热面积面大、气液界面的扰动程度高，故具有更高的传热效率，因而也被越来越多的空调企业使用。但螺纹管使用中有以下不足：

1、螺纹的顶部因受到胀管径向的挤压容易被破坏，反而增加了流体的流动阻力，且螺纹削弱了胀管的径向施力效果；

2、螺纹的螺旋方向与铜管内流体的流动方向存在夹角，增大了管内的流动阻力;

3、相邻两条螺纹条之间形成的螺旋槽内存在流动速度较慢的区域、甚至流动死区，导致该处流体的层流边界层厚度大，换热效率低;

4、螺纹加工难度大，加工成本高，生产效率低。

中国专利CN201196548Y，专利名称一种传热铜管，公告日期2009年2月18日，公开了一种铜管内侧设有沿轴线延伸的齿槽的传热铜管，相邻齿槽之间形成横截面呈梯形的齿条，从而使铜管形成直条内齿管，该铜管的齿条容易加工，对流体的流动阻力小，但该换热铜管的齿条在胀开铜管的过程中容易因受到径向挤压而被破坏，同时与螺纹管相比，该换热铜管内侧的换热面积变小，换热能力有所下降。

实用新型内容

针对现有直条内齿管、螺纹管的齿纹在胀管过程中易损坏，且螺纹管流动阻力大、螺旋槽内存在流动死区，而直条内齿管的换热面积小等问题，本实用新型的目的在于提供一种在胀管过程中齿纹不容易被破坏，且流动阻力小、换热面积大的换热铜管。

本实用新型提供如下的技术方案：

一种组合齿换热铜管，包括铜管本体，铜管本体内侧沿圆周方向均匀分布若干直角齿，并沿铜管本体轴线方向延伸形成直齿条，相邻直齿条之间形成小齿区，所述直角齿的两侧边分别为延长线过铜管本体圆心的支撑直边、与支撑直边相交的胀开斜边，铜管本体内侧设有贯穿直齿条的螺旋导槽，小齿区内沿铜管本体轴线方向上设有交替排列的第一齿条段和第二齿条段，第一齿条段包括若干平行排列的第一齿条，第二齿条段包括若干平行排列的第二齿条，所述第一齿条和第二齿条垂直铜管本体轴线的横截面分别为第一三角齿和第二三角齿，第一三角齿和第二三角齿的齿高小于直角齿的齿高，第一三角齿的齿宽大于第二三角齿的齿宽。

本实用新型的组合齿换热铜管，因齿高大于第一三角齿和第二三角齿，直角齿起到支撑胀管的作用。直角齿的胀开斜边作为受力面承受来自胀管的挤压力。胀开斜边上的挤压力分解成与支撑直边垂直的水平力和沿胀开斜边向下的斜向力，水平力有使直角齿向支撑直边侧倾斜的趋势，与现有螺纹管或直条内齿管的齿纹直接承受径向挤压力相比，水平力明显变小，而斜向力则沿胀开斜边斜向下胀开铜管，保护了第一三角齿和第二三角齿。直条状的齿条减小流体轴向的流动阻力，方便换热铜管的制作。第一三角齿和第二三角齿可极大增大铜管本体内侧的热交换面积，且方便加工。第一齿条段和第二齿条段的交替设置使流体在铜管本体轴线方向上呈现不同的湍流程度，并在第一齿条段和第二齿条段交接处相互冲击，增强了流体的扰动程度，提高传热效率。直齿条起到“坝堤”的拦截作用，使相邻直条之间的流体无法横向越过，而螺旋导槽在直齿条上被割成的若干段导槽则形成了直齿条上的泄流口，使流体从泄流口中流出，一方面使直齿条两侧的流体发生撞击，另一方面提高了流体的流动速度，进而增强了流体的湍动程度，减小铜管本体内侧表面的层流边界层厚度。

作为本实用新型的一种改进，在所述第一齿条、第二齿条上分别设有倒梯形的混流阙口，相邻混流阙口间形成正梯形齿，且正梯形齿的齿宽大于混流阙口的宽度。混流阙口使流体沿轴线方向的流通截面呈“大-小”交替变换，增加轴向湍动程度，同时增大了第一齿条和第二齿条的表面积。正梯形齿的齿宽大于混流阙口的宽度则保证了对铜管内侧表面的流体横向拦截作用，使正梯形齿两侧的流体在混流阙口处高流速混合，湍动程度大。

作为本实用新型的一种改进，两相邻小齿区内的第一齿条段和第二齿条段交错分布。改变流体在铜管本体内侧圆周方向上的流动状态，增大紊乱程度。

作为本实用新型的一种改进，所述直角齿的两侧边分别与铜管本体内侧表面圆弧过渡。过渡圆弧形成直角齿两侧的支撑结构，确保支撑直边在胀管胀开的过程中不会倾斜，同时胀开斜边一侧缓慢胀开，保证胀管过程的稳定，且消除了齿条两侧边与铜管本体连接处形成的流动死区。

作为本实用新型的一种改进，所述支撑直边上设有三角齿纹。三角齿纹增加了铜管本体内侧的换热表面积，同时增加了流体的湍流程度。

作为本实用新型的一种改进，所述胀开斜边和支撑直边沿铜管本体轴线相应延伸成直齿条的直支撑面和胀开面，所述胀开面上设有倾斜角度增大的劈形坡，所述劈形坡分别与支撑直面上和胀开面平滑连接。劈形坡与胀管接触，进一步减弱直角齿受到来自胀管的水平力，增加斜向力，流体流通方向在劈形坡与胀开面交接处发生改变，增加了流体的流动紊乱程度。

作为本实用新型的一种改进，所述螺旋导槽与铜管本体轴线的夹角为18°～30°，螺旋导槽包括若干首尾相连的连接单元，连接单元内的螺旋导槽的底面从直角齿的顶部逐渐变化至直角齿齿高一半处的位置。由于螺旋导槽的底面从直角齿的顶部逐渐变化至直角齿的一半齿高处，使流体在单元内流动时形成液面差，呈俯冲流动，同时每个单元内的螺旋导槽被直齿槽分割成位于直齿条上的若干段，每段螺旋导槽中的流体与两侧直齿槽内的流体进行不同程度的交汇冲击，增加了铜管本体内侧的扰流程度，使提高了传热效率。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型的组合齿换热铜管，通过直齿条保护第一齿条和第二齿条在胀管过程中不被破坏，并增加了管内侧面积和流体湍动程度，使本实用新型的组合齿换热铜管具有齿纹不易破坏，流动阻力小、换热面积大、传热效率高的优点。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型在A处的放大图。

图3是图1中B-B处的剖视图。

图4是第一齿条沿铜管本体轴线方向的剖视图。

图5是图1中B-B处的另一种剖视图。

图6是直角齿的一种示意图。

图7是直角齿的另一种示意图。

图中：1、铜管本体 2、直角齿 20、直齿条 21、支撑直边 22、胀开斜边 23、过渡圆弧 24、三角齿纹 25、劈形坡 3、第一三角齿 30、第一齿条 31、混流阙口 32、正梯形齿 4、第二三角齿 40、第二齿条 5、螺旋导槽。

具体实施方式

下面结合附图就本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

如图1至图3所示，一种组合齿换热铜管，包括铜管本体1，铜管本体内侧沿圆周方向均匀分布六个直角齿2，直角齿的两侧边分别为一条直边和一条斜边，其中直边的延长线过铜管本体横截面的圆心形成支撑直边21，斜边为直角齿的胀开斜边22，并在直角齿的顶部与支撑直边圆弧过渡相交，直角齿的齿顶角为30°～45°。每个直角齿沿铜管本体轴线延伸形成六条相互平行的直齿条20，胀开斜边和支撑直边则相应的延伸成直齿条的直支撑面和胀开面。相邻两直齿条之间形成小齿区。同一小齿区内沿铜管本体轴线方向设有交替分布的第一齿条段和第二齿条段，使铜管本体内侧表面的流体在铜管本体轴线方向上呈现不同的湍流程度。第一齿条段内设有相互平行的若干沿轴线延伸的第一齿条30，第二齿条段内设有相互平行的若干延轴线延伸的第二齿条40，第一齿条和第二齿条在垂直铜管本体轴线方向上的横截面均呈三角形，从而分别形成第一三角齿3和第二三角齿4，第一三角齿的齿宽大于第二三角齿的齿宽，以极大程度的增加流体的紊乱程度。第一三角齿和第二三角齿的齿高小于直角齿的齿高，这样直齿条的胀开面与胀管接触，保护第一齿条和第二齿条不被胀管挤压破坏。直角齿的两侧边分别与铜管本体内侧表面通过过渡圆弧23连接，过渡圆弧的半径为直角齿齿高的一半，从而形成对直角齿两侧的支撑结构，使胀管过程稳定进行，最终使铜管本体内侧的第一三角齿和第二三角齿得到保护。在铜管本体内侧设有一条贯穿直齿条的螺旋导槽5，一方面使直齿条两侧流体发生撞击，另一方面提高流体的流动速度，增强铜管本体内的紊乱程度。

图4所示，为增大第一齿条和第二齿条的表面积，第一齿条和第二齿条上分别设有倒梯形的混流阙口31，相邻混流阙口之间形成正梯形齿32，使流体沿铜管本体轴线方向的流通截面呈“大-小”交替变换，增加轴向的湍动程度。正梯形齿的齿宽大于混流阙口的宽度，保证第一齿条、第二齿条对铜管本体内侧表面的流体横向拦截，使其两侧的流体在混流阙口处混合的速度大，湍动程度高。

如图5所示，为强化流体在铜管本体圆周方向的湍动程度，相邻小齿区内的第一齿条段和第二齿条段在铜管本体的圆周方向上交错分布，改变流体在相邻小齿区内沿圆周方向的流动状态。

如图6所示，为提高热交换面积，同时增大流体流动的紊乱程度，在支撑直边上设有三角齿纹24，三角齿纹从支撑直边上部的圆弧过渡端延伸至支撑直边下部的圆弧过渡端。

如图7所示，为进一步减弱直角齿受到的来自胀管的水平力，在直齿条的胀开面上设有与胀开面相比倾斜角度更大的劈形坡25，劈形坡分别与支撑直面上部和胀开面下部平滑连接。劈形坡直接受胀管挤压，增加了铜管受到的来自胀管的斜向力，同时流体流通方向在劈形坡与胀开面交接处发生改变，增加流体的流动紊乱程度。

为增加螺旋导槽的扰流效果，螺旋导槽在铜管本体内侧表面沿螺旋方向上由若干相同的单元组成，每个单元内的螺旋导槽的底面从直角齿的顶部逐渐变化至直角齿齿高一半处的位置，使流体在单元内流动时形成液面差，同时与直齿条两侧流体相互交汇，螺旋导槽与铜管本体轴线的夹角为18°～30°，保证螺旋导槽具有合适的节距，提高了传热效率。

本实用新型的组合齿换热铜管，通过设置直角齿保护连续密集分布的齿纹在胀管过程中不被破坏，且直条状的齿条减小流动阻力，方便加工，同时铜管内部具有较大的换热面积和流体紊乱程度，换热效率高，因而具有很好的推广价值。

Claims (7)

1.一种组合齿换热铜管，包括铜管本体（1），其特征在于，铜管本体内侧沿圆周方向均匀分布若干直角齿（2），并沿铜管本体轴线方向延伸形成直齿条（20），相邻直齿条之间形成小齿区，所述直角齿的两侧边分别为延长线过铜管本体圆心的支撑直边（21）、与支撑直边相交的胀开斜边（22），铜管本体内侧设有贯穿直齿条的螺旋导槽（5），小齿区内沿铜管本体轴线方向上设有交替排列的第一齿条段和第二齿条段，第一齿条段包括若干平行排列的第一齿条（30），第二齿条段包括若干平行排列的第二齿条（40），所述第一齿条和第二齿条垂直铜管本体轴线的横截面分别为第一三角齿（3）和第二三角齿（4），第一三角齿和第二三角齿的齿高小于直角齿的齿高，第一三角齿的齿宽大于第二三角齿的齿宽。

2.根据权利要求1所述的组合齿换热铜管，其特征在于，在所述第一齿条、第二齿条上分别设有倒梯形的混流阙口（31），相邻混流阙口间形成正梯形齿（32），且正梯形齿的齿宽大于混流阙口的宽度。

3.根据权利要求1或2所述的组合齿换热铜管，其特征在于，两相邻小齿区内的第一齿条段和第二齿条段交错分布。

4.根据权利要求1所述的组合齿换热铜管，其特征在于，所述直角齿的两侧边分别与铜管本体内侧表面圆弧过渡。

5.根据权利要求 1或4所述的组合齿换热铜管，其特征在于，所述支撑直边上设有三角齿纹（24）。

6.根据权利要求1所述的组合齿换热铜管，其特征在于，所述胀开斜边和支撑直边沿铜管本体轴线相应延伸成直齿条的直支撑面和胀开面，所述胀开面上设有倾斜角度增大的劈形坡（25），所述劈形坡分别与支撑直面上和胀开斜面平滑连接。

7.根据权利要求1所述的组合齿换热铜管，其特征在于，所述螺旋导槽与铜管本体轴线的夹角为18°～30°，螺旋导槽包括若干首尾相连的连接单元，连接单元内的螺旋导槽的底面从直角齿的顶部逐渐变化至直角齿齿高一半处的位置。