專利名稱：具有粗糙內(nèi)表面的內(nèi)螺紋管的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及內(nèi)螺紋管，具體地，涉及用于傳熱的內(nèi)螺紋管，尤其是無縫內(nèi)螺紋管。
背景技術：
在熱交換器中，使用無縫管(尤其是由諸如銅和鋁的高熱傳導率的材料制成無縫管)來循環(huán)載熱流體以進行熱交換熱傳遞。管的內(nèi)部開槽有內(nèi)螺紋以增加內(nèi)表面，以在載熱流體和管的內(nèi)表面之間獲得較大的熱交換表面積并制造湍流，從而提高熱交換效率。在熱交換器中，使用內(nèi)螺紋管而非具有普通內(nèi)表面的管顯著提高熱交換效率，從而節(jié)省能源保護環(huán)境。盡管如此，人們越來越關注環(huán)境，擔心越來越廣泛地使用熱交換器會對環(huán)境產(chǎn)生潛在的不利影響，因而在不斷地對熱交換效率提出更高要求。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種提高熱交換效率的內(nèi)螺紋管。管的內(nèi)表面上開槽成圖案，該圖案包括至少一個齒。所述至少一個齒的至少一部分被粗糙化。所述內(nèi)螺紋管可以由銅或銅合金制成。前面的一般描述和下面的詳細描述和說明僅是示例性的，并且不限制本實用新型。

附圖被并入說明書中并構成本說明書的一部分，附圖示出了本實用新型的幾個實施例，與說明書一起用于解釋本實用新型的原理。圖1示出根據(jù)本實用新型的一個實施例的無縫內(nèi)螺紋管的縱剖視圖；圖2示出圖1所示的內(nèi)螺紋管的橫向剖視圖；圖3是根據(jù)本實用新型的一個實施方式的無縫內(nèi)螺紋管的剖視圖，示出管的粗糙內(nèi)表面；圖4是根據(jù)本實用新型的另一個實施例的無縫內(nèi)螺紋管的剖視圖，示出管的粗糙內(nèi)表面。
具體實施方式
圖1和圖2分別示出根據(jù)本實用新型的一個實施例的無縫內(nèi)螺紋管的縱剖視圖和橫向剖視圖。所示出的管是無縫管，其是通過將空心的鋼坯拉過模具生成中空的殼體而制成的(相比之下，焊接管通過軋制板并焊接板的兩個邊緣而制成)，然而，該管也可以是具有焊縫的管。管的內(nèi)表面被開槽為圖案。雖然圖1和圖2中所示的管具有內(nèi)螺紋，S卩，其內(nèi)表面被開槽成螺紋，但本領域技術人員知道，所述內(nèi)表面也可以開槽成任何合適的圖案，例如，沿管的縱向軸線延伸的多個齒，或在管的內(nèi)表面上的螺旋線。圖1和圖2所示的開槽圖案包括至少一個齒I，其包括頂部2、側表面3和底部4。齒I增加了管的內(nèi)表面的面積，從而增加了載熱流體和管的內(nèi)表面之間的熱交換表面積，因此提供了更高的熱交換效率。齒I影響載熱流體的流動；一部分流體的流動須與齒I所延伸的螺旋路徑一致，這在流體中導致湍流，從而也提高了熱交換效率。能通過使齒I的一部分粗糙化而進一步改進無縫內(nèi)螺紋管的熱交換效率。齒I的粗糙表面可以進一步增加載熱流體和所述管的內(nèi)表面之間的接觸面積，從而可進一步提高熱交換效率。此外，粗糙的表面提供更多的用于形成氣泡的位置(形成氣泡是相變過程，是所謂的“成核”過程的結果，“成核”通常發(fā)生在粗糙壁的界面上)，小氣泡會從表面脫離，從而加快了熱交換，從而也提高了熱交換效率。內(nèi)表面的粗糙度可以以任何合適的方式分布在齒I的表面上。例如，可以使齒I的整個表面(包括頂部2、側表面3、底部4)粗糙化；僅使齒I的側表面2粗糙化；或者使頂部2和側表面3粗糙化。圖3和圖4示出本實用新型的兩個實施例，其中齒I的底部4的至少一部分被粗糙化，而齒I的頂部2與側表面3是平滑的。通過僅使齒I的底部4處的內(nèi)表面粗糙化，在底部4處提供了更多的熱交換表面以及更多的氣泡形成位置(“成核點”)，這顯著地提高了熱交換效率，同時，由于齒I的頂部2和側表面3仍是光滑的，因而使得對載熱流體流動的影響最小化。粗糙表面可以采取任何合適的形式。圖3圖示了一種形式，其中的齒I的底部4包括的多個凹陷5。這些凹陷5在底面4上不規(guī)則分布。凹陷5可以是任何形狀的；例如，凹陷5在底部4的平面處的開口可以是大致圓形、正方形或其它規(guī)則或不規(guī)則形狀，所述開口向下延伸時逐漸變細，使得凹陷5形成為大致的球冠形、錐形、倒置的角錐形或其它任何規(guī)則的或不規(guī)則的形狀。凹陷5可以定尺寸為:凹陷在底部4處的開口的尺寸(所測量到的開口的周延上距離彼此最遠的兩點之間的距離)在從0.0OOlmmmm到0.0lmm的范圍中，且凹陷5的深度(從底部4所在的平面(S卩，凹陷5的頂部)至凹陷5的底部所測得的距離)在
0.0001mm mm到0.0lmm的范圍中。例如，凹陷5的開口的尺寸可以是0.0001mm、0.001mm、
0.005mm或這些尺寸之間的任何值。凹陷5的深度可以是0.0001mm、0.001mm、0.005mm或這些尺寸之間的任何值。如上所述的無縫內(nèi)螺紋管的粗糙表面可以通過任何合適的工藝制成。例如，可以通過以下方式制成粗糙表面:使管拉伸穿過一個其表面的至少一部分被粗糙化的模具，以便在拉伸過程中使得至少一個齒的至少一部分被粗糙化。圖4圖示了粗糙表面的另一實施例。齒I的底部4包括的多個突起。突起6在底面4上不規(guī)則地分布。突起6可以是任何形狀的，例如，突起6的沿平行于底部4的平面截取的橫截面可以是大致圓形、正方形或任何其他規(guī)則的或不規(guī)則的形狀，且該橫截面向尖端逐漸變細，使所述凹陷形成為大致錐形、角錐形或任何其他規(guī)則的或不規(guī)則的形狀。突起6可以定尺寸為:突起6的基底處的橫截面的尺寸(所測量到的橫截面的周延上距離彼此最遠的兩點之間的距離)在0.0OOlmmmm到0.0lmm的范圍中，且突起6的高度在0.0OOlmm到0.0lmm的范圍中。例如，突起6的基底處的橫截面的尺寸可以是0.0OOlmm.0.001mm、
0.005mm或這些尺寸之間的任何值。突起6的高度可以是0.0001mm、0.001mm、0.005mm或這些尺寸之間的任何值。如上所述的無縫內(nèi)螺紋管的粗糙表面可以通過任何合適的工藝制成。例如，其可以通過將金屬顆粒燒結到的相應的內(nèi)表面上而制成。具體而言，將芯桿插入無縫內(nèi)螺紋管中，無縫內(nèi)螺紋管的內(nèi)壁和芯棒之間保留有間隙；將金屬顆粒填充到間隙的對應于粗糙表面的一部分，然后，將具有所述管芯桿和金屬顆粒的無縫內(nèi)螺紋管加熱以將所述金屬顆粒燒結至內(nèi)表面的待被粗糙化的一部分。發(fā)明人已經(jīng)對7mm的內(nèi)螺紋管進行實驗，以比較具有粗糙內(nèi)表面的內(nèi)螺紋管和具有光滑的內(nèi)表面的內(nèi)螺紋管的熱交換效率。實驗表明，相對于使用具有光滑內(nèi)表面的內(nèi)螺紋管的熱交換器，使用上述具有粗糙內(nèi)表面的內(nèi)螺紋管的熱交換器的熱交換效率可以提高約20%，這顯著地節(jié)省能源。在前面的說明書中，已參照附圖來描述各優(yōu)選實施例。然而，顯而易見的是，可對其進行各種其他的修改和變化，且可以實現(xiàn)另外的實施例，而不脫離如在隨后的權利要求中所述的本實用新型的更廣泛的范圍。例如，所述內(nèi)螺紋管是無縫鋼管，但是，其也可以是焊接管。本說明書和附圖相應地應被視為說明性的而不是限制性的。根據(jù)本實用新型的說明書和實踐，本領域的技術人員能知道其它實施例。本說明書和實施例被認為僅是示例性的，本實用新型的真實范圍和精神由權利要求限定。
權利要求1.一種內(nèi)螺紋管，所述內(nèi)螺紋管的內(nèi)表面上開槽成圖案，所述圖案包括至少一個齒，其特征在于，所述至少一個齒的至少一部分被粗糙化。
2.如權利要求1所述的內(nèi)螺紋管，其特征在于，所述內(nèi)螺紋管是無縫的。
3.如權利要求1所述的內(nèi)螺紋管，其特征在于，所述至少一個齒的粗糙部分包括多個凹陷，所述多個凹陷的尺寸設定為:凹陷的深度在從0.0OOlmm至0.0lmm的范圍中，凹陷的開口的尺寸在從0.0OOlmm至0.0lmm的范圍中。
4.如權利要求2所述的內(nèi)螺紋管，其特征在于，所述至少一個齒的粗糙部分包括多個凹陷，所述多個凹陷的尺寸設定為:凹陷的深度在從0.0OOlmm至0.0lmm的范圍中，凹陷的開口的尺寸在從0.0OOlmm至0.0lmm的范圍中。
5.如權利要求3所述的內(nèi)螺紋管，其特征在于，所述凹陷的深度在0.0Olmm至0.005mm的范圍中，所述凹陷的開口的尺寸在0.0Olmm至0.005mm的范圍中。
6.如權利要求4所述的內(nèi)螺紋管，其特征在于，所述的凹陷的深度在0.0Olmm至0.005mm的范圍中，所述凹陷的開口的尺寸在0.0Olmm至0.005mm的范圍中。
7.如權利要求1所述的內(nèi)螺紋管，其特征在于，所述至少一個齒的粗糙部分包括多個突起，所述多個突起的尺寸設定為:突起的高度在從0.0OOlmm至0.0lmm的范圍中，突起在基底處的截面的尺寸在從0.0OOlmm至0.0lmm的范圍中。
8.如權利要求2所述的內(nèi)螺紋管，其特征在于，所述至少一個齒的粗糙部分包括多個突起，所述多個突起的尺寸設定為:突起的高度在從0.0OOlmm至0.0lmm的范圍中，突起在基底處的截面的尺寸在從0.0OOlmm至0.0lmm的范圍中。
9.如權利要求7所述的內(nèi)螺紋管,其特征在于,所述突起的高度在0.0Olmm至0.005mm的范圍中，所述突起在基底處的截面的尺寸在0.0Olmm至0.005mm的范圍中。
10.如權利要求8所述的內(nèi)螺紋管，其特征在于，所述突起的高度在0.0Olmm至0.005mm的范圍中，所述突起在基底處的截面的尺寸在0.0Olmm至0.005mm的范圍中。
11.根據(jù)權利要求1-10中任一項所述的內(nèi)螺紋管，其特征在于，所述至少一個齒具有頂部、側表面和底部，所述至少一個齒的頂部和側表面是光滑的，所述至少一個齒的底部的至少一部分被粗糙化。
12.如權利要求1-10中任一項所述的內(nèi)螺紋管，其特征在于，所述內(nèi)螺紋管是由銅或銅合金制成。
13.如權利要求1-10中任一項所述的內(nèi)螺紋管，其特征在于，所述至少一個齒被構造成在所述內(nèi)螺紋管的內(nèi)表面上的螺旋線。
14.根據(jù)權利要求3- 6中任一項所述的內(nèi)螺紋管，其特征在于，所述至少一個齒的粗糙部分是通過將所述內(nèi)螺紋管拉伸穿過模具制成，所述模具的表面的至少一部分被粗糙化以使所述至少一個齒的至少一部分粗糙化。
15.根據(jù)權利要求7— 10中任一項所述的內(nèi)螺紋管，其特征在于，所述至少一個齒的粗糙部分是通過將金屬顆粒燒結至所述至少一個齒的待被粗糙化的部分而制成。
專利摘要本實用新型提出了一種具有粗糙內(nèi)表面的內(nèi)螺紋管。管的內(nèi)表面的溝槽成一個圖案，該圖案包括至少一個齒。所述至少一個齒的至少一部分被粗糙化。
文檔編號F28F1/40GK203163578SQ20122067178
公開日2013年8月28日 申請日期2012年12月7日 優(yōu)先權日2012年12月7日
發(fā)明者郎言平 申請人:盧瓦塔埃斯波公司