專利名稱：傳熱管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1的前序部分所述的傳熱管和一種如權(quán)利要求6的前 序部分所述的傳熱管制造方法。
背景技術(shù)：
物質(zhì)蒸發(fā)在制冷工程、空調(diào)技術(shù)、化學(xué)工程、過(guò)程控制技術(shù)以及動(dòng)力工程諸多領(lǐng)域 都會(huì)出現(xiàn)。蒸發(fā)物質(zhì)為了蒸發(fā)需要熱量而抽走其他介質(zhì)。該其他介質(zhì)在此冷卻或冷凝。也 可采用冷卻和冷凝的混合形式。 眾所周知，通過(guò)傳熱表面的結(jié)構(gòu)化，可加強(qiáng)傳熱效果。因此就可實(shí)現(xiàn)每個(gè)單位的 傳熱表面都會(huì)比平整表面?zhèn)鬟f更多的熱量。此外，可以減小產(chǎn)生的溫差，由此有效地控制過(guò) 程。對(duì)于金屬傳熱管而言，傳熱表面的結(jié)構(gòu)化通常通過(guò)從管壁材料中生成肋條或類似元件 的形狀而進(jìn)行。這些一體成型的肋條與管壁保持堅(jiān)固的金屬連接并由此最佳地傳遞熱量。
在傳熱管的內(nèi)側(cè)，經(jīng)常設(shè)置軸平行或螺旋形的肋條以改善傳熱性。通過(guò)加肋條，擴(kuò) 大了管的內(nèi)表面。此外，對(duì)于螺旋形排列的肋條，加強(qiáng)了管中流動(dòng)的流體的渦流，由此改善 了熱傳遞。如果要蒸發(fā)管中流動(dòng)的流體，則給內(nèi)肋條設(shè)置附加的結(jié)構(gòu)部件，以便積極影響蒸 發(fā)過(guò)程。通常，在此產(chǎn)生空腔或下陷結(jié)構(gòu)，因?yàn)檫@類結(jié)構(gòu)對(duì)起泡的過(guò)程有利。
通過(guò)管內(nèi)表面的結(jié)構(gòu)化，不僅加強(qiáng)傳熱效果，而且還增大了管中流動(dòng)的介質(zhì)的壓 力降。這一效應(yīng)并不理想，尤其是在蒸發(fā)過(guò)程中，因?yàn)檎舭l(fā)溫度隨著壓力下降，由此使得整 個(gè)過(guò)程不甚有效。 專利文獻(xiàn)JP59202397A提出，將內(nèi)肋條的頂端彎曲，使得相鄰肋條之間產(chǎn)生通道， 通道的開(kāi)口窄于其最大寬度。類似的實(shí)施方式在文獻(xiàn)EP1061318B1和JP05106991A中也有 提及。在這后兩篇文獻(xiàn)中，不僅使內(nèi)肋條的頂端變形，還使整個(gè)肋條彎曲。EP1544563B1提 出將肋條頂端這樣變形的建議，即使肋條具有T形橫截面，由此在肋條之間形成下凹通道。 所有這四篇文獻(xiàn)的共同點(diǎn)在于，下凹通道的橫截面和開(kāi)口寬度不改變。因此，這種結(jié)構(gòu)中就 沒(méi)有優(yōu)先用于氣泡形成和分離的位置。 為了讓氣泡蒸發(fā)較為有利地形成并穩(wěn)定，使下凹結(jié)構(gòu)及其橫截面形狀和開(kāi)口寬度 改變。例如，在專利文獻(xiàn)JP05253614A中描述了開(kāi)口寬度改變的結(jié)構(gòu)。材料自內(nèi)肋條的側(cè) 面這樣移動(dòng)，以致肋條之間的通道被部分封閉。蒸汽氣泡會(huì)在通道的開(kāi)口位置逸出。不過(guò)， 開(kāi)口的大小控制得差，并且制造過(guò)程不穩(wěn)定。因此，該結(jié)構(gòu)不適用于管低廉且效率穩(wěn)定的制造。 此外，專利文獻(xiàn)US4733698描述了一種結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，肋條上部區(qū)域的材料通 過(guò)二次槽的徑向壓入而對(duì)稱地移動(dòng)。肋條之間的一次槽由二次槽區(qū)域內(nèi)移動(dòng)的材料封閉。 如此一來(lái)，就形成了隧道狀部分。因此，為了封閉一次槽移動(dòng)足夠的材料，二次槽必須具有 加尖邊的梯形橫截面。通過(guò)加尖邊，產(chǎn)生了邊緣露出的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)不理想地增大了流動(dòng)介 質(zhì)的壓力降。JP04100633A提出了一種很類似的結(jié)構(gòu)，其制造方法與US4733698大大不同。 US4733698借助于多級(jí)拉伸和模制工藝對(duì)管進(jìn)行加工，而JP04100633A首先對(duì)帶材進(jìn)行結(jié)
4構(gòu)化，隨后使之形成管并焊接在縱向焊縫上。不過(guò)，通過(guò)其他制造工藝，無(wú)法克服該結(jié)構(gòu)的 性能缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于，給管的內(nèi)表面設(shè)置一個(gè)結(jié)構(gòu)，其大大改善管內(nèi)側(cè)流動(dòng)的介質(zhì)
蒸發(fā)時(shí)的熱傳遞，同時(shí)不會(huì)過(guò)度增加壓力降。此外，該結(jié)構(gòu)制造低廉可靠。 本發(fā)明在傳熱管方面通過(guò)權(quán)利要求1的特征描述，而在傳熱管的制造方法方面通
過(guò)權(quán)利要求6的特征描述。其他的從屬權(quán)利要求涉及本發(fā)明有利的構(gòu)型和改進(jìn)。 本發(fā)明包括一種傳熱管，具有管軸線、帶管外側(cè)和管內(nèi)側(cè)的管壁，在管內(nèi)側(cè)上形成
有從管壁中軸平行或螺旋形地環(huán)繞的內(nèi)肋條，內(nèi)肋條具有位于各相鄰內(nèi)肋條之間的槽，其
中，相對(duì)于管軸線測(cè)量的內(nèi)肋條的螺旋角小于或等于45。；遠(yuǎn)離管壁的內(nèi)肋條的區(qū)域以規(guī)
律的間隔單側(cè)不對(duì)稱地基本沿著管周向變形，其中內(nèi)肋條的變形材料構(gòu)成通過(guò)槽的伸出
部；伸出部各自通過(guò)有限的變形區(qū)沿著內(nèi)肋條延伸；在變形區(qū)的內(nèi)部，變形連續(xù)變化，其中 變形區(qū)中部的變形強(qiáng)于邊緣的；利于起泡的空腔位于槽底部、內(nèi)肋條的側(cè)面和所構(gòu)成的伸 出部之間。 在此，本發(fā)明從這樣的考慮出發(fā)，S卩，提高管內(nèi)側(cè)上物質(zhì)蒸發(fā)時(shí)的效率，尤其是對(duì) 于在管內(nèi)側(cè)上具有一體成型結(jié)構(gòu)的金屬傳熱管。 蒸發(fā)物質(zhì)和散熱介質(zhì)通常必須在物質(zhì)上通過(guò)傳熱壁彼此分離。為此常用金屬管。 蒸發(fā)物質(zhì)可位于管外側(cè)上，而散熱介質(zhì)在管內(nèi)側(cè)流動(dòng)。或者，蒸發(fā)物質(zhì)在管內(nèi)側(cè)流動(dòng)，而散 熱介質(zhì)位于管外側(cè)上。本發(fā)明涉及后者情況。 在管內(nèi)側(cè)上蒸發(fā)時(shí)，管可水平或垂直地布置。此外，適用于管相對(duì)于水平面或垂直 面略微傾斜的情況。在制冷工程中，蒸發(fā)器通常具有水平的管子。與之相反，在化學(xué)工程中， 為了加熱蒸餾柱，經(jīng)常采用垂直的循環(huán)蒸發(fā)裝置。在此，物質(zhì)的蒸發(fā)是在直立管子的內(nèi)側(cè)上 發(fā)生的。 為了能在散熱介質(zhì)與蒸發(fā)物質(zhì)之間進(jìn)行熱傳遞，散熱介質(zhì)的溫度必須高于蒸發(fā)物 質(zhì)的溫度。人們將這一溫度差異稱為產(chǎn)生的溫差。產(chǎn)生的溫差越高，也就會(huì)傳遞更多的熱 量。另一方面，人們常致力于將產(chǎn)生的溫差保持得較小，因?yàn)檫@樣會(huì)對(duì)過(guò)程的效率有利。
根據(jù)本發(fā)明，為了提高傳熱效率，在蒸發(fā)時(shí)，加強(qiáng)起泡沸騰過(guò)程。氣泡的形成起始 于晶核點(diǎn)。該晶核點(diǎn)大多不是氣體或蒸汽包含物。當(dāng)累積的氣泡達(dá)到一定的大小，它便離 開(kāi)表面。如果晶核點(diǎn)在氣泡分離的過(guò)程中被液體淹沒(méi)，則晶核點(diǎn)不活動(dòng)。表面也就必須這 樣形成，即，在氣泡分離時(shí)留下小氣泡，其用作起泡新循環(huán)的晶核點(diǎn)。這是通過(guò)在表面上布 置空穴的方式實(shí)現(xiàn)的，在氣泡分離之后，可將小氣泡留在空穴中。 在本發(fā)明中，構(gòu)成在槽底部、肋條的側(cè)面以及所形成的伸出部之間的空腔為根據(jù) 本發(fā)明的空穴。伸出部是由上部肋條區(qū)域的區(qū)域性變形而構(gòu)成的。在此這樣實(shí)施變形，以 致區(qū)域內(nèi)的變形連續(xù)改變，其中，變形區(qū)中部的變形要比變形區(qū)邊緣的變形強(qiáng)。這樣一來(lái)， 就產(chǎn)生了具有彎曲分界面而無(wú)顯露邊緣的輪廓。這樣的輪廓在減小壓力降方面是有利的， 因?yàn)榱黧w的流動(dòng)不是斷續(xù)地在邊緣上轉(zhuǎn)向，而是流體可沿著彎曲的分界面流動(dòng)。
特別有利的地方在于，管內(nèi)表面設(shè)有一個(gè)結(jié)構(gòu)，其大大改善了管內(nèi)側(cè)上流動(dòng)的介 質(zhì)蒸發(fā)時(shí)的熱傳遞，同時(shí)沒(méi)有過(guò)度增大壓力降。此外，結(jié)構(gòu)可低廉而可靠地制造。
在本發(fā)明的優(yōu)選構(gòu)型中，可在變形區(qū)的中部，使內(nèi)肋條的變形材料與周向上相鄰 的內(nèi)肋條接觸。這樣，各自相鄰的肋條之間的槽就部分地有了頂蓋。也即從先行敞開(kāi)的槽 中局部地構(gòu)成平行于內(nèi)肋條延伸的、在兩側(cè)敞開(kāi)的空腔，其由槽底部、兩鄰接的內(nèi)肋條的側(cè) 面以及所形成的頂蓋界定。該空腔的橫截面沿著內(nèi)肋條以這樣的型式改變，以致空腔在兩 端漏斗狀地轉(zhuǎn)為開(kāi)槽。在兩個(gè)漏斗形的過(guò)渡區(qū)之間，空腔具有橫截面最小的位置。在該位 置上，可優(yōu)選留住小氣泡或氣體包含物。這便構(gòu)成了形成大氣泡的優(yōu)選晶核點(diǎn)，由此加快蒸 發(fā)過(guò)程。 有利的是，可在變形區(qū)的中部，使變形材料與內(nèi)肋條和周向上相鄰的內(nèi)肋條之間 的槽底部接觸，由此而部分地封閉相鄰內(nèi)肋條之間的槽。通過(guò)部分封閉，形成特別利于起泡 的漏斗狀空腔。由于按這種實(shí)施方式構(gòu)成的空腔僅具有一個(gè)開(kāi)口，液體就可在氣泡分離之 時(shí)不受阻礙地伴流。如此一來(lái)，就為小氣泡或氣體包含物的保留提供了特別有利的條件。這 些小氣泡或氣體包含物構(gòu)成了在產(chǎn)生的溫差已較小的情況下重新起泡的優(yōu)選晶核點(diǎn)。
在優(yōu)選構(gòu)型中，相鄰的內(nèi)肋條的伸出部在螺旋形的環(huán)繞方向上不接觸或重疊。變 形區(qū)的寬度通常這樣選擇，以致伸出部的相鄰區(qū)之間保持內(nèi)肋條的原始高度H。這利于管中 流動(dòng)的流體的渦流。 有利的是，可在管外側(cè)上構(gòu)造有螺旋形環(huán)繞的、一體成型的外肋條。對(duì)于這種兩側(cè)
加肋條的管類型，傳熱表面擴(kuò)大，于是相應(yīng)地可比平整表面?zhèn)鬟f更多的熱量。 本發(fā)明的另一方面包括一種制造本發(fā)明傳熱管的方法，傳熱管具有在管外側(cè)上螺
旋線形環(huán)繞的整體外肋條和在管內(nèi)側(cè)上軸平行或螺旋線形延伸的整體內(nèi)肋條，內(nèi)肋條遠(yuǎn)離
管壁的區(qū)域以規(guī)律的間隔單側(cè)不對(duì)稱地在管周向上變形，其中，采取下列方法步驟 a)通過(guò)以下方式在平整管的管外側(cè)上形成螺旋線形延伸的外肋條，肋條材料通過(guò)
管壁材料的擠壓借助于軋制步驟獲得，并且，所形成的肋條管通過(guò)軋制力在轉(zhuǎn)動(dòng)中移位且
相應(yīng)地移動(dòng)所形成的肋條，其中外肋條是以增大的高度從其他情況下不變形的平整管中形
成的； b)管壁是在形成外肋條的區(qū)域中通過(guò)位于管內(nèi)的芯棒支承的，該芯棒可轉(zhuǎn)動(dòng)地支 承在芯棒桿上并且在其芯棒外表面上具有軸平行或螺旋形的槽，其中，形成有軸平行或螺 旋形的內(nèi)肋條； c)遠(yuǎn)離管壁的內(nèi)肋條的區(qū)域通過(guò)至少一個(gè)與芯棒串接的、不可轉(zhuǎn)動(dòng)的銷釘以規(guī)律 的間隔不對(duì)稱地基本沿著管周向變形，其中，內(nèi)肋條的變形材料這樣移動(dòng)，以致它在兩個(gè)相 鄰的內(nèi)肋條之間構(gòu)成通過(guò)槽的伸出部。 在此，本發(fā)明是從這樣的考慮出發(fā)的，即，使用一個(gè)軋制裝置，它由n = 3或4的刀 夾構(gòu)成，其中各有至少一個(gè)范成法刀具與之成為一體。每個(gè)刀夾的軸線相對(duì)于管軸線傾斜 地延伸。刀夾各自360° /n錯(cuò)位地布置在管的圓周上。刀夾可徑向地進(jìn)給。它們本身布置 在位置固定的軋機(jī)架中。范成法刀具是由多個(gè)并接的軋制圓盤(pán)構(gòu)成的，其直徑沿著外肋條 在前的變形度方向增大。 成型芯棒也是該軋制裝置的構(gòu)件。芯棒安置在一芯棒桿處且可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在其 上。芯棒的軸線與芯棒桿的軸線相同，且與管軸線相合。芯棒桿的另一端固定在軋機(jī)架上 并固定成不能轉(zhuǎn)動(dòng)。借助于芯棒桿，芯棒定位在范成法刀具的工作區(qū)域中。
此外，在芯棒后面安置至少一個(gè)沿徑向?qū)?zhǔn)的銷釘。銷釘與芯棒桿固定地連接，由此不可轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣，該不可轉(zhuǎn)動(dòng)的銷釘就嵌合到首先由芯棒外表面構(gòu)成的內(nèi)肋條中，因此就 形成了伸出部。伸出部以規(guī)律的間隔不對(duì)稱地基本沿著管周向形成。在這一方面，主要表 達(dá)出這樣的概念，即，與管外壁咬合的范成法刀具的軋制圓盤(pán)賦予管每次旋轉(zhuǎn)以一定的、但 卻較小的進(jìn)給量。這樣，布置在芯棒桿上的、位置固定的銷釘在軸向進(jìn)給量特別小時(shí)在傳熱 管中實(shí)施這樣的運(yùn)動(dòng)，其與管周向近乎對(duì)應(yīng)。 在本發(fā)明的優(yōu)選構(gòu)型中，銷釘?shù)亩瞬靠删哂袌A形輪廓。變形度相應(yīng)于銷釘?shù)妮喞?而改變，于是存在具有強(qiáng)弱變形的區(qū)域。通過(guò)圓形輪廓避免了 所構(gòu)成的伸出部在區(qū)域過(guò)渡 時(shí)具有尖邊不同強(qiáng)度的變形。 有利的是，銷釘?shù)亩瞬靠删哂邪肭蛐螤?。變形度相?yīng)于該半球形狀在變形區(qū)內(nèi)連 續(xù)改變，無(wú)需形成尖邊。類似于凹地，變形區(qū)中部的變形強(qiáng)于變形區(qū)邊緣的變形。伸出部由 此具有舌狀形狀。 在本發(fā)明其他優(yōu)選的構(gòu)型中，自芯棒桿的軸線一直向銷釘端部測(cè)量的、銷釘?shù)膹?br> 向延伸量最大可以為芯棒直徑的一半大。通過(guò)這種限制避免了 內(nèi)肋條的變形一直延至肋
條管的芯壁中，由此降低管的穩(wěn)定性。銷釘?shù)膹较蜓由炝吭叫?，?nèi)肋條的變形就越小，側(cè)向
擠壓的材料也就越少。因此，通過(guò)銷釘徑向延伸量的選擇，可大大影響變形強(qiáng)度。
有利的是，自芯棒桿的軸線一直向銷釘端部測(cè)量的、銷釘?shù)膹较蜓由炝勘刃景糁?br> 徑的一半小上不變形內(nèi)肋條高度的35%-65%。在內(nèi)肋條高度例如為0. 4mm時(shí)，自芯棒桿的
軸線一直向銷釘端部測(cè)量的、銷釘?shù)膹较蜓由炝勘刃景糁睆降囊话胄∩?. 14mm至0. 26mm。
如果銷釘?shù)膹较蜓由炝勘刃景糁睆降囊话胄∩峡鄢蛔冃蝺?nèi)肋條高度的65%，則內(nèi)肋條很
少變形，這樣就不會(huì)充分改善熱傳遞。如果銷釘?shù)膹较蜓由炝勘刃景糁睆降囊话胄∩峡鄢?br> 不變形內(nèi)肋條高度的35%，則內(nèi)肋條發(fā)生這樣的變形，即所形成的空腔具有特別利于形成
氣泡晶核點(diǎn)的形狀。 為加工管子，使布置在圓周上的、轉(zhuǎn)動(dòng)的范成法刀具徑向進(jìn)給到平整管上并與該 平整管接合。因此，平整管在轉(zhuǎn)動(dòng)中繞著其軸線移動(dòng)。由于范成法刀具的軸線相對(duì)于管軸 線傾斜設(shè)置，則范成法刀具從平整管的壁材料中形成螺旋線狀環(huán)繞的外肋條，同時(shí)相應(yīng)于 螺旋線狀環(huán)繞的外肋條的螺距向前推動(dòng)所形成的肋條管。兩個(gè)相鄰的外肋條中部與管軸線 成縱向測(cè)量的間距表示為肋條節(jié)距P。肋條節(jié)距P通常為0.4-2.2mm。外肋條優(yōu)選如多線 螺紋那樣地環(huán)繞。如果管每次的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生m個(gè)螺距，則每次旋轉(zhuǎn)軸向上的管位移為m p。 當(dāng)外肋條節(jié)距P較小時(shí)，m通常為3、4、6或8。 在范成法刀具的工作區(qū)域中，管壁是由成型芯棒支承的。芯棒的型廓通常由多個(gè) 基本為梯形的槽構(gòu)成，它們彼此平行地布置在芯棒的外表面上。這些槽以與芯棒的軸線成 0-45°角度的旋轉(zhuǎn)角延伸。通過(guò)范成法刀具的徑向力，管壁材料壓入芯棒的槽中。這樣，就 在管內(nèi)表面上形成軸平行或螺旋線形環(huán)繞的內(nèi)肋條。相對(duì)于管軸線測(cè)量的內(nèi)肋條旋轉(zhuǎn)角與 芯棒槽的旋轉(zhuǎn)角相同。自管壁起測(cè)量的內(nèi)肋條的高度H優(yōu)選為0.3-0.5mm。槽在兩個(gè)相鄰 的內(nèi)肋條之間延伸。 在范成法刀具的工作區(qū)域后面，通過(guò)安置在芯棒后面的銷釘進(jìn)一步加工內(nèi)肋條。 該銷釘通過(guò)芯棒桿位置固定地定位，而管隨形成的內(nèi)肋條一起繞著其自身的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。這 樣選擇銷釘?shù)膹较蜓由炝?，以致遠(yuǎn)離管壁的內(nèi)肋條的區(qū)域通過(guò)銷釘指向徑向的端部以規(guī)律 的間隔不對(duì)稱地基本沿著管周向變形。內(nèi)肋條材料側(cè)向移動(dòng)且內(nèi)肋條的高度通過(guò)變形而局
7部減小。內(nèi)肋條側(cè)向移動(dòng)的材料在兩相鄰的內(nèi)肋條之間構(gòu)成通過(guò)槽的伸出部。相應(yīng)于銷釘 的寬度，變形各自通過(guò)有限區(qū)域沿著內(nèi)肋條延伸。由于銷釘?shù)亩瞬烤哂袌A形輪廓，則變形在 一定區(qū)域內(nèi)連續(xù)改變。類似于凹地，變形區(qū)中部的變形要強(qiáng)于變形區(qū)邊緣的變形。僅僅是 使用使內(nèi)肋條變形的銷釘，就使沿軸向測(cè)量的、兩相鄰變形區(qū)中部的間距沿著內(nèi)肋條與管 每次旋轉(zhuǎn)的軸向進(jìn)給量(m*p)相同。在使用多個(gè)銷釘時(shí)，該間距根據(jù)銷釘?shù)臄?shù)量而減小。


下面結(jié)合示意性附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，其中
圖1示出了扁平展鍛的管段的管內(nèi)側(cè)的結(jié)構(gòu)視圖；
圖2示出了圖1管段內(nèi)部結(jié)構(gòu)的細(xì)部圖； 圖3示出了兩側(cè)加肋條的傳熱管借助于芯棒和四個(gè)外部范成法刀具進(jìn)行制造的 透視圖； 圖4示出了圖3兩側(cè)加肋條的傳熱管制造的另一透視圖；
圖5示出了具有不可轉(zhuǎn)動(dòng)銷釘?shù)?、可轉(zhuǎn)動(dòng)支承的芯棒；
圖6示出了外部范成法刀具區(qū)域內(nèi)的細(xì)部圖；
圖7示出了銷釘區(qū)域內(nèi)的另一細(xì)部圖； 圖8示出了半面破開(kāi)的、兩側(cè)加肋條的傳熱管的視圖，具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)制造的不同 階段。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了傳熱管1的扁平展鍛的管段的管內(nèi)側(cè)3的結(jié)構(gòu)視圖。在這種情況下，管 軸線A平行于管段的切邊延伸。相對(duì)于管軸線A測(cè)量的內(nèi)肋條31的螺旋角a約為35° 。 內(nèi)肋條31遠(yuǎn)離管壁11的區(qū)域也即肋條頂端的絕大部分區(qū)域以規(guī)律的間隔單側(cè)不對(duì)稱地沿 著管周向變形。內(nèi)肋條31的變形材料構(gòu)成伸出部4，其延伸過(guò)槽32。在變形區(qū)41的邊緣 412處，一小部分剩余的內(nèi)肋條31留在相鄰的伸出部4之間不變形，于是內(nèi)肋條31相鄰的 伸出部4沿螺旋形環(huán)繞方向間隔開(kāi)較小距離但不接觸。 在伸出部4的變形區(qū)41的中部411，變形材料與周向上相鄰的內(nèi)肋條31接觸，由 此部分地封閉相鄰內(nèi)肋條31之間的槽32。從原本敞開(kāi)的槽32中構(gòu)成局部地平行于內(nèi)肋條 延伸的、兩側(cè)敞開(kāi)的空腔5，其由槽底部321、兩鄰接的內(nèi)肋條31的側(cè)面311以及作為頂蓋 的伸出部4界定。 此外，在變形區(qū)41的中部411，變形材料甚至可一直延伸到內(nèi)肋條31之間的槽底
部321，由此在每個(gè)伸出部4的下方形成近乎兩個(gè)由分隔壁分開(kāi)的空腔5。 圖2示出了圖l傳熱管的管段內(nèi)部結(jié)構(gòu)的細(xì)部圖。在管內(nèi)側(cè)3上，布置有內(nèi)肋條
31，具有在表面上分布的規(guī)律性再現(xiàn)的伸出部4，空腔5形成在伸出部4的下方。在空腔5
的內(nèi)部起泡是有利的。不過(guò)，在其通過(guò)傳熱管1伸出部4之間向內(nèi)開(kāi)通的區(qū)域而經(jīng)漏斗形
的開(kāi)口分離之前，所形成的氣泡晶核必須通過(guò)伸出部4的限定沿著內(nèi)肋條31的側(cè)面311并
沿著槽32在槽底部321橫向增長(zhǎng)。 圖3和4中示出的裝置的一部分以不同的透視圖闡明了兩側(cè)加肋條的傳熱管1的 制造。整體軋制的傳熱管1具有在管外側(cè)2螺旋線形地環(huán)繞的外肋條21。這里使用的是一個(gè)由四個(gè)范成法刀具9構(gòu)成的裝置，這些范成法刀具9布置在傳熱管1的圓周上。范成 法刀具9大致相對(duì)于管軸線A傾斜設(shè)置，以便產(chǎn)生所需的管行程并能徑向地進(jìn)給。范成法 刀具9本身布置在位置固定的芯棒中，而芯棒本身又固定在軋制裝置的基架中(圖中未示 出)。 芯棒6同樣是軋制裝置的構(gòu)件，借助于芯棒6產(chǎn)生傳熱管1的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。芯棒6 安置在芯棒桿7的自由端并可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承。芯棒桿7的另一端固定在圖中未示出的軋制裝 置的基架上。芯棒桿7必須至少像待制造的傳熱管1那么長(zhǎng)。 為了加工原本平整的傳熱管，將布置在圓周上的、旋轉(zhuǎn)的范成法刀具9徑向進(jìn)給 到平整管上并與平整管咬合。平整管由此在轉(zhuǎn)動(dòng)中移位。由于范成法刀具9中每一個(gè)的軸 線都相對(duì)于管軸線傾斜，則范成法刀具9從平整管的管壁11中形成螺旋線狀環(huán)繞的外肋條 21，同時(shí)相應(yīng)于螺旋線狀環(huán)繞的外肋條21的螺距向前推動(dòng)所形成的傳熱管1。
在范成法刀具9的變形區(qū)中，管壁11由成型的芯棒6支撐。芯棒6的軸線與管軸 線A相同。芯棒6在芯棒外表面61上成型有螺旋形的槽611。芯棒桿7的端部布置有半球 形狀的銷釘8，其徑向延伸量(自桿7的軸線測(cè)量，直至銷釘81的外端)最大如芯棒6直 徑的一半大。該銷釘8接合到管內(nèi)側(cè)3的內(nèi)肋條的材料中，并在旋轉(zhuǎn)的傳熱管1中形成圖 1或2中示出的伸出部4。 圖5示出了可轉(zhuǎn)動(dòng)支承的芯棒6，在兩部分的芯棒桿7的端部上具有不可轉(zhuǎn)動(dòng)的銷 釘8。螺紋71將桿部形狀配合地連接成一個(gè)適用于插裝的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。芯棒6成型有螺旋形 的槽611。該型廓通常由多個(gè)梯形或幾乎為梯形的槽構(gòu)成，這些槽彼此平行地布置在具有螺 旋線的芯棒外表面61上。所示芯棒6的螺旋角約為35° 。 圖6示出了外部范成法刀具9區(qū)域內(nèi)裝置的細(xì)部圖。范成法刀具9各由多個(gè)并排 布置的軋制圓盤(pán)91構(gòu)成，軋制圓盤(pán)91的直徑沿著進(jìn)給方向V增大。由于范成法刀具9作 用到外側(cè)2上的徑向力，管內(nèi)側(cè)3上管壁11的材料壓入芯棒6的螺旋形槽611中。如此一 來(lái)，在工藝方面緊跟著的銷釘形成伸出部(圖中未示出)之前，螺旋線形環(huán)繞的內(nèi)肋條31 形成在傳熱管1的內(nèi)表面上。槽32在兩個(gè)相鄰的內(nèi)肋條31之間延伸。
圖7示出了傳熱管l和芯棒6的另一細(xì)部圖及芯棒桿7在銷釘8區(qū)域內(nèi)的端部。 這里，由芯棒6構(gòu)成的內(nèi)肋條31通過(guò)這樣的方式變形，S卩，伸出部4嵌入管內(nèi)側(cè)3中。銷 釘8具有半球形的結(jié)構(gòu)，其中，銷釘8的徑向延伸量(自芯棒桿7的軸線測(cè)量，直至銷釘81 的端部)小于芯棒6直徑的一半。對(duì)于例如為0.4mm的內(nèi)肋條高度的結(jié)構(gòu)，銷釘8的徑向 延伸量(自芯棒桿7的軸線測(cè)量，直至銷釘81的端部)比芯棒6直徑的一半小0. 14mm至 0. 26mm。 圖8示出了半面破開(kāi)的、兩側(cè)加肋條的傳熱管1的視圖，具有制造管內(nèi)側(cè)3上結(jié)構(gòu) 的不同階段。管外側(cè)2上由管壁11生成的外肋條21大部分的肋條高度大于內(nèi)肋條31的。 沿著進(jìn)給方向V可較好地看出，如從平整管開(kāi)始，外肋條21和內(nèi)肋條31首先形成，并在其 他方法步驟中構(gòu)成伸出部4。
附圖標(biāo)記一覽表
1 傳熱管
11 管壁
2 管外側(cè)
21 外肋條 3 管內(nèi)偵U 31 內(nèi)肋條 311內(nèi)肋條的側(cè)面 32 槽 321 槽底部 4 伸出部 41 變形區(qū) 411 變形區(qū)的中部 412變形區(qū)的邊緣 5 空腔 6 芯棒 61 芯棒外表面 611 螺旋形槽 7 芯棒桿 71兩部分芯棒桿的螺紋 8 銷釘 81銷釘?shù)亩瞬?9 范成法刀具 91 軋制圓盤(pán) A管軸線 V進(jìn)給方向 a 螺旋角
權(quán)利要求
一種傳熱管(1)，具有管軸線(A)、帶管外側(cè)(2)和管內(nèi)側(cè)(3)的管壁(11)，在管內(nèi)側(cè)(3)上形成有從管壁(11)中軸平行或螺旋形地環(huán)繞的內(nèi)肋條(31)，內(nèi)肋條(31)具有位于各相鄰內(nèi)肋條(31)之間的槽(32)，其特征在于，相對(duì)于管軸線(A)測(cè)量的內(nèi)肋條(31)的螺旋角(α)小于或等于45°；遠(yuǎn)離管壁(11)的內(nèi)肋條(31)的區(qū)域以規(guī)律的間隔單側(cè)不對(duì)稱地基本沿著管周向變形，其中內(nèi)肋條(31)的變形材料構(gòu)成通過(guò)槽(32)的伸出部(4)；伸出部(4)各自通過(guò)有限的變形區(qū)(41)沿著內(nèi)肋條(31)延伸；在變形區(qū)(41)的內(nèi)部，變形連續(xù)變化，其中變形區(qū)(41)中部(411)的變形強(qiáng)于邊緣(412)的；利于起泡的空腔(5)位于槽底部(321)、內(nèi)肋條(311)的側(cè)面和所構(gòu)成的伸出部(4)之間。
2. 如權(quán)利要求l所述的傳熱管，其特征在于，在變形區(qū)(41)的中部(411)，內(nèi)肋條(31) 的變形材料與周向上相鄰的內(nèi)肋條(31)接觸。
3. 如權(quán)利要求2所述的傳熱管，其特征在于，在變形區(qū)(41)的中部(411)，變形材料與 內(nèi)肋條(31)和周向上相鄰的內(nèi)肋條(31)之間的槽底部(321)接觸，由此而部分地封閉相 鄰內(nèi)肋條(31)之間的槽(32)。
4. 如權(quán)利要求1至3之一所述的傳熱管，其特征在于，相鄰的內(nèi)肋條(31)的伸出部(4) 在螺旋形的環(huán)繞方向上不接觸或重疊。
5. 如權(quán)利要求1至4之一所述的傳熱管，其特征在于，在管外側(cè)(2)上構(gòu)造有螺旋形環(huán) 繞的、一體成型的外肋條(21)。
6. —種制造如權(quán)利要求5所述的傳熱管(1)的方法，傳熱管具有在管外側(cè)(2)上螺旋 線形環(huán)繞的整體外肋條(21)和在管內(nèi)側(cè)(3)上軸平行或螺旋線形延伸的整體內(nèi)肋條(31)， 內(nèi)肋條(31)遠(yuǎn)離管壁(11)的區(qū)域以規(guī)律的間隔單側(cè)不對(duì)稱地在管周向上變形，其特征在 于，采取下列方法步驟a) 通過(guò)以下方式在平整管的管外側(cè)(2)上形成螺旋線形延伸的外肋條(21)，肋條材料 通過(guò)管壁(11)材料的擠壓借助于軋制步驟獲得，并且，所形成的肋條管通過(guò)軋制力在轉(zhuǎn)動(dòng) 中移位且相應(yīng)地移動(dòng)所形成的肋條，其中外肋條(21)是以增大的高度從其他情況下不變 形的平整管中形成的；b) 管壁(11)是在形成外肋條(21)的區(qū)域中通過(guò)位于管內(nèi)的芯棒(6)支承的，該芯棒 (6)可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在芯棒桿(7)上并且在其芯棒外表面(61)上具有軸平行或螺旋形的槽 (611)，其中，形成有軸平行或螺旋形的內(nèi)肋條(31);c) 遠(yuǎn)離管壁(11)的內(nèi)肋條(31)的區(qū)域通過(guò)至少一個(gè)與芯棒(6)串接的、不可轉(zhuǎn)動(dòng)的 銷釘(8)以規(guī)律的間隔不對(duì)稱地基本沿著管周向變形，其中，內(nèi)肋條(31)的變形材料這樣 移動(dòng)，以致它在兩個(gè)相鄰的內(nèi)肋條(31)之間構(gòu)成通過(guò)槽(32)的伸出部(4)。
7. 如權(quán)利要求6所述的傳熱管的制造方法，其特征在于，銷釘(8)的端部(81)具有圓 形輪廓。
8. 如權(quán)利要求7所述的傳熱管的制造方法，其特征在于，銷釘(8)的端部(81)具有半 球形狀。
9. 如權(quán)利要求6至8之一所述的傳熱管的制造方法，其特征在于，自芯棒桿(7)的軸線一直向銷釘端部(81)測(cè)量的、銷釘(8)的徑向延伸量最大為芯棒(6)直徑的一半大。
10. 如權(quán)利要求6至9之一所述的傳熱管的制造方法，其特征在于，自芯棒桿(7)的軸 線一直向銷釘端部(81)測(cè)量的、銷釘(8)的徑向延伸量比芯棒(6)直徑的一半小不變形內(nèi) 肋條高度的35% -65%。
11. 如權(quán)利要求10所述的傳熱管的制造方法，其特征在于，自芯棒桿(7)的軸線一直向 銷釘端部(81)測(cè)量的、銷釘(8)的徑向延伸量比芯棒(6)直徑的一半小O. 14mm至0. 26mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種傳熱管，具有管軸線、帶管外側(cè)和管內(nèi)側(cè)的管壁，在管內(nèi)側(cè)上形成有從管壁中軸平行或螺旋形地環(huán)繞的內(nèi)肋條，內(nèi)肋條具有位于各相鄰內(nèi)肋條之間的槽，其中，相對(duì)于管軸線測(cè)量的內(nèi)肋條的螺旋角小于或等于45°；遠(yuǎn)離管壁的內(nèi)肋條的區(qū)域以規(guī)律的間隔單側(cè)不對(duì)稱地基本沿著管周向變形，其中內(nèi)肋條的變形材料構(gòu)成通過(guò)槽的伸出部；伸出部各自通過(guò)有限的變形區(qū)沿著內(nèi)肋條延伸；在變形區(qū)的內(nèi)部，變形連續(xù)變化，其中變形區(qū)中部的變形強(qiáng)于邊緣的；利于起泡的空腔位于槽底部、內(nèi)肋條的側(cè)面和所構(gòu)成的伸出部之間。本發(fā)明的另一個(gè)方面包括一種制造本發(fā)明傳熱管的方法，傳熱管具有在管外側(cè)螺旋線形環(huán)繞的整體外肋條。
文檔編號(hào)B21D15/04GK101793475SQ200910246558
公開(kāi)日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2009年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月4日
發(fā)明者吉恩·埃爾·海約爾, 安德烈亞斯·比特勒, 羅那爾德·盧茨 申請(qǐng)人:威蘭德-沃克公開(kāi)股份有限公司