两面有构造的换热器无缝管及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种具有优良传热性能的两面都有构造的换热器管（１），它既具有外肋（３）也有内肋（２０），还有与内肋（２０）交叉的次级槽（２２）。在所应用的装置里设有二个间隔的轧制工具（１１，１２），用其对外肋（３）进行成形，而该内部构造则由二个不同轮廓的芯棒（１５，１６）来成形。第一芯棒（１５）在第一成形部位对内肋（２０）进行成形。第二芯棒（１６）在第二成形部位在以前所形成的内肋（２０）里成形出按本发明专利技术的次级槽（２２）。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到按权利要求1的前序部分所述的金属的，两面都有构造的换热器管，尤其是加肋管。用于管束换热器的具有构造的换热器管通常具有至少一个具有构造的部位以及光滑端件，有时还有光滑中间件。这些光滑的端件或中间件就限定了具有构造的部位。为使管能够没有问题地装入在管束式换热器里，具有结构部位的外径不得大于光滑端件或中间件的外径。作为具有构造的换热器管往往使用一体轧制成的加肋管。所谓一体轧制成的加肋管就是带有筋的管，其中该肋由光滑管的管壁材料形成。加肋管在其外面上具有环形或者螺旋线形围绕的肋。在许多情况下在内管面上具有许多平行轴线的或者螺旋线状围绕布置的肋，它们改善了在内管面上的导热系数。这种内肋以恒定的横断面平行于管轴线或者成螺旋线形状与管轴线成某个角度布置。内肋越高，导热系数的改善就越大。这类管的制造例如在DE 23 03172里就叙述过了。这里重要的是通过那里所公开的使用了一种有轮廓的芯棒以产生内肋可以相互独立地调定加肋管的内部构造和外部构造的尺寸。因而这二种构造就能够适应于各自的要求并因此来最佳地设计管。近来已经开发出了许多根据应用场合的不同在一体轧制的加肋管的外表面上进一步增强导热的可能性，其中外管面的肋设置有其它的构造特征。例如在制冷介质冷凝时，如果肋侧面设有附加的凸棱(US5.775.411)，那么在外管面上的导热系数就明显提高。在制冷剂汽化时在外管面上部分地封闭住位于肋之间的通道，从而形成了通过孔隙或者缝隙与周围环境相连接的空腔，这已经证实能提高效率。尤其是这样的基本上封闭住的通道都是通过肋的弯曲或逆转(US3.696.861，US 5.054.548)，通过肋的切槽和轧边(DE 2.758.526，US 4.577.381)，以及通过肋的开槽和轧边(US 4.660.630，EP0.713.072，US 4.216.826)来产生。所列举的在外管面上的导热能力改善导致整个导热阻力的主要部分转移到内管面上。这种效果尤其出现在内管面上的流动速度较小时，例如部分负荷工作时。为了显著地降低总的导热阻力，必需要进一步提高在内管面上的导热系数。这在原理上通过加大内肋的高度是可能的，但是由于管壁材料的变形太强烈，很难能够从技术上控制，而且还使带有构造的管的重量增加了。从成本角度来看这也是不希望的。对于所述种类的换热器管来说，其中各个相邻的内肋都由一个平行于内肋布置的初始槽分开，按本专利技术解决完成此项任务的方法是该内肋与成一倾斜角β布置的次级槽(相对于管轴线侧得)相交叉；该次级槽相对于该内肋以至少10°的倾斜角γ布置；和该次级槽的深度T为该内肋高度H的至少20％。由于设置了次级槽，该内肋就不再具有恒定的横断面了。紧随此内肋，在该次级槽处内肋的横断面形状就发生了变化。由于该次级槽在管侧流动的介质在靠近管壁部位中产生了附加的涡流，从而就提高了导热系数。由此可明白地看出，通过增添了次级槽，内部构造在管的总重量中的重量分配并不增高。该次级槽的深度是从内肋的尖端起沿径向方向测量的。次级槽的深度达内肋高度的至少20％。如果次级槽的深度等于内肋的高度，那么在内管面上就形成了相互间隔开的构造元件，它们类似于棱锥台。权利要求2至13涉及了按本专利技术的换热器管的优选的实施形式。按照权利要求14至19所述，本专利技术还涉及一种用于制造按本专利技术的换热器管的方法。按照本专利技术为了制成一种在内部构造里具有所建议的次级槽的两面都具有构造的换热器管而设计了工具，用其在至少两上相互间隔开的轧辊盘组中对外肋进行成形加工。该内部构造则通过二个不同轮廓的芯棒来成形。该第一芯棒在第一成形部位里在第一轧辊盘组下支承住该管，并首先成形出螺旋线状布置的或者轴向平行布置的内肋，其中这些内肋首先具有一个恒定的横断面。该第二芯棒在第二成形部位处在较大直径的第二轧辊盘组下支承住该管，并于在这之前形成的螺旋状布置的或者轴向平行的肋里形成按本专利技术的次级槽。该次级槽的深度基本上通过选择二个芯棒的直径而确定。这里使用了一种装置，它包括有n＝3或4个工具架10，其中整体形成有各自至少二个相互间隔开的轧制工具11和12(在附图说明图1中由于是简图只表示出了一个工具架10)。工具架10的轴线同时也是这二个附属的轧制工具11和12的轴线，而且它与管轴线成倾斜表面。工具架10分别偏置360°/n布置在加肋管的圆周上。工具架10径向可以进给。它们布置在一个位置固定的(未示出)轧辊头里。该轧辊头固定在轧辊装置的底座机架里。轧制工具11和12各自包括有多个并排布置的轧辊盘13或14，其直径沿箭头方向增加。第二轧制工具12的轧辊盘14因而比第一轧制工具11的轧辊盘13的直径大。同样这种装置还有二个成形的芯棒15和16，借助这些芯棒可制造出管的内部构造。芯棒15和16装在一个杆9的自由端上并相对可旋转地支承住。杆9在其一端处固定在轧辊装置的底座机架上。芯棒15和16必须定位在轧制工具12和11的工作范围内。杆9必须至少象要制造的加肋管1那样长。在加工之前当轧制工具11和12还没有进给时使光面管2几乎完全经过芯棒15和16推到杆9上。只是在加工完加肋管1时应该形成第一光滑端件的光面管2的那部分不推到芯棒15和16上。为了加工该管使布置于圆周上，旋转的轧制工具11和12径向进给到光面管2上并与光面管2啮合作用。光面管2因而发生转动。由于轧制工具11和12的轴线倾斜于管轴线，因而轧制工具11和12就在光面管2的管壁里成形出螺旋线状围绕布置的肋3，同时使所形成的加肋管1对应于螺旋线状围绕的肋3的导程沿箭头方向推进。肋3最好象一个多头螺纹那样绕成。沿着管轴线所测得的二个相邻肋的中心的间距就称为肋间距P。在二个轧制工具11和12之间的间距必须要进行适配，从而使第二轧制工具12的轧辊盘14伸入槽4里，这些槽4位于由第一轧制工具11所成形出的肋3a之间。理想情况下该间距是肋间距P的整数倍。第二轧制工具12则继续对外肋3作进一步的成形。在第一轧制工具11的成形区(＝第一成形部位)管壁由第一成形芯棒15支承住，并在第二轧制工具12的成形区(＝第二成形部位)使管壁由第二成形芯棒16支承住。二个芯棒15和16的轴线与管轴线是一致的。芯棒15和16具有不同的轮廓。而且第二芯棒16的外径至多象第一芯棒15的外径那样大。通常第二芯棒16的外径比第一芯棒15的外径至多小0.8mm。芯棒的轮廓通常包括有许多梯形的或者近似梯形的槽，这些槽在芯棒的外表面上相互平行地布置。位于二个相邻槽之间的芯棒料就称为连板19。连板19具有一种基本为梯形的横断面。这些槽通常以螺旋角0°至70°倾斜于芯棒的轴线布置。对于第一芯棒15来说该螺旋角用α表示，对于第二芯棒16则用β表示。螺旋角为0°所对应的情况是这些槽平行于芯棒的轴线。若螺旋角不是0°，那么这些槽就呈螺旋线状布置。螺旋线状布置的槽可以是左旋或者是右旋取向的。在图1和图2中表示的情况是第一芯棒15具有右旋的槽17，而第二芯棒16则具有左旋的槽18。在这种情况下就可以说是反方向的槽17和18或者不同走向的二个螺旋角α和β。在这种情况下螺旋角α和β可以有相同的数值。(对于以下情况同样是这样第一芯棒15具有左旋的槽17，而第二芯棒16具有右旋槽18)。但是也可以是这二个芯棒15和本文档来自技高网...

【技术保护点】
换热器管（１），其具有可选择的光滑的端部，在外管面和内管面上至少有一个具有构造的部位，还具有可选择的光滑的中间部位，这种换热器管具有以下特征： ａ）在该外管面上螺旋线状围绕有整体形成的外肋（３）； ｂ）在该内管面上布置有整体形成的内肋（２０），它与轴线平行或者以螺旋角α＝０至７０°（相对管轴线测量）成螺旋线状，形成初始槽（２１），其特征在于， ｃ）这些内肋（２０）与按螺旋角β布置的次级槽（２２）（相对管轴线测量）相交叉； ｄ）次级槽（２２）相对于内肋（２０）以一个至少１０°的倾斜角γ布置；和 ｅ）次级槽（２２）的深度Ｔ达到内肋（２０）的肋高度Ｈ的至少２０％。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：K布兰德，A克诺普弗勒，A比尤特勒，R鲁茨，
申请(专利权)人：韦尔兰德工厂有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]