專利名稱：一種金屬扁管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬換熱管領(lǐng)域，特別涉及一種金屬扁管，適于空調(diào)、制冷 行業(yè)中的冷凝器和蒸發(fā)器或其他熱交換設(shè)備中使用，特別適于汽車空調(diào)中使 用。
背景技術(shù)：
冷凝器及蒸發(fā)器，簡(jiǎn)稱兩器，是空調(diào)器、制冷機(jī)中的重要部件，占據(jù)了 空調(diào)器、制冷機(jī)的大部分體積。為適應(yīng)空調(diào)器、制冷機(jī)高效化、小型化、輕 量化的發(fā)展趨勢(shì)，必需對(duì)兩器的主要換熱元件即換熱管進(jìn)行技術(shù)更新。通常， 兩器換熱管常采用銅、鋁等金屬材料制作，并通過(guò)增大傳熱面積或改變內(nèi)外 表面形狀，改善其傳熱效率。
目前，市場(chǎng)上的換熱管常采用一種金屬扁管，在管的長(zhǎng)度方向上加工有 多個(gè)兩端面開(kāi)口的腔體。該種換熱管由于增大了傳熱面積，傳熱系數(shù)有所提
高，其傳熱效果得到一定程度的改善。但是，這種扁管的厚度均在1.8mm以 上，絕大多數(shù)超過(guò)2.0mm，其不能滿足小型化的要求。而且，這種扁管的內(nèi)、 外表面形狀較為簡(jiǎn)單，其傳熱系數(shù)及換熱效率的提高幅度不大，也不能滿足 高效化的要求。
此外，該種金屬扁管常用鋁或銅制成采用鋁為基材，因扁管的表面直 接暴露于空氣之中，其易腐蝕，易老化，使用壽命較短；采用銅作為基材， 扁管因銅的密度大而難于加工，相對(duì)于鋁制扁管而言，其厚度更難以減小。 而且，銅的價(jià)格高，大量采用銅為基材制作換熱管，將會(huì)大幅度增加生產(chǎn)使 用成本。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供一種小型化、高效化的金屬扁管， 其厚度小，傳熱系數(shù)高，能夠增加制冷劑與換熱管之間傳熱效率。
為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的金屬扁管，在扁管內(nèi)部由管壁和豎 向加強(qiáng)筋分隔出多個(gè)沿扁管長(zhǎng)度方向上的腔體，每個(gè)腔體在扁管的兩端面處 開(kāi)口；在扁管的橫截面上，扁管的寬度為4~30mm，扁管的厚度為0.8 ~ 1.8mm,扁管寬度與扁管厚度之比大于3。
優(yōu)選地，扁管的管壁厚度為0.1-0.6 mm,所述豎向加強(qiáng)筋的厚度為0.1 1mm。
優(yōu)選地，所述腔體為2 30個(gè)。
優(yōu)選地，在扁管的橫截面上，所述腔體沿扁管寬度方向上成線性均勻排列。
優(yōu)選地，所述腔體的^f黃截面為長(zhǎng)方形、圓形或橢圓形。 優(yōu)選地，所述腔體內(nèi)有多條凸起的內(nèi)齒。
優(yōu)選地，所述內(nèi)齒的橫截面為三角形或梯形，所述內(nèi)齒的齒頂角為5~ 130。。
優(yōu)選地，所述內(nèi)齒的橫截面為半圓形。
優(yōu)選地，管的外表面有防腐蝕層。
優(yōu)選地，所述的防腐蝕層的厚度為1 ~20戶。
為了制作本發(fā)明的金屬扁管，還設(shè)計(jì)了專門(mén)的加工工藝將實(shí)芯的金屬 條，經(jīng)過(guò)清洗、去除表面氧化皮等表面處理后直接進(jìn)入連續(xù)擠壓，使其通過(guò) 事先設(shè)計(jì)好的模具，形成特定形狀的扁管，然后直接在扁管的外表面噴涂抗 腐蝕層，最后由精密軋機(jī)軋制出符合客戶要求的尺寸。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的金屬扁管，在扁管內(nèi)部由管壁和豎向加強(qiáng)筋 分隔出多個(gè)沿扁管長(zhǎng)度方向上的開(kāi)口腔體，扁管的寬度^f義為4~30mm,扁管 的厚度僅為0.8-1.8 mm,相對(duì)普通金屬扁管，其厚度可降低60%以上。本 發(fā)明的金屬扁管，在具有較大的換熱面積的同時(shí)占有較小的空間，從而為兩 器的小型化、輕量化提供了便利。本發(fā)明還改善了腔體的結(jié)構(gòu)與形狀，從而 使得扁管的傳熱面積增加，整體熱傳導(dǎo)性提高。相對(duì)普通金屬扁管，本發(fā)明 的金屬扁管的傳熱速率提高了 20%以上。在單位時(shí)間內(nèi)換熱量相同的情況下， 使用較少的扁管就可以達(dá)到預(yù)定的傳熱目標(biāo)，減少資源耗費(fèi)。
本發(fā)明的優(yōu)選方案中，在扁管的外表面噴涂防腐蝕層，隔絕扁管外表面 與空氣等物質(zhì)的直接接觸，提高其抗腐蝕、抗老化的性能，延長(zhǎng)扁管使用壽 命，從而節(jié)約生產(chǎn)使用成本。
本發(fā)明的金屬扁管，適用于當(dāng)前制冷行業(yè)的熱門(mén)制冷劑二氧化碳，也適用于現(xiàn)有的有機(jī)制冷劑，可在空調(diào)、制冷及其它領(lǐng)域的熱交換設(shè)備中使用， 特別是適于在汽車空調(diào)中使用。 -


圖l是本發(fā)明第一實(shí)施例的橫截面示意圖2是本發(fā)明第二實(shí)施例的橫截面示意圖3是圖2中腔體的局部放大示意圖4是本發(fā)明第三實(shí)施例中腔體的局部放大示意圖。
有關(guān)符號(hào)及含義如下
扁管的寬度；
:扁管的厚度；
ZV扁管管壁的厚度；
A :豎向加強(qiáng)筋的厚度;
A:防腐蝕層的厚度；
a:腔體的長(zhǎng)度；
6:腔體的寬度；
0:腔體的直徑；
/ :內(nèi)齒的高度；
內(nèi)齒的齒頂角；
內(nèi)齒的半徑。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步進(jìn)行說(shuō)明。
其中扁管的長(zhǎng)度方向，是扁管在尺寸上最長(zhǎng)的方向，其與制冷劑的流 動(dòng)方向一致；扁管的寬度方向，是在扁管橫截面上其尺寸較大的方向；扁管 的厚度方向，筒稱豎向，是在扁管橫截面上其尺寸較小的方向。
請(qǐng)參見(jiàn)圖1,該圖是本發(fā)明第一實(shí)施例的橫截面示意圖。如圖1所示， 扁管100由管壁1和豎向加強(qiáng)筋2分隔出9個(gè)長(zhǎng)度方向上的腔體3，所述腔 體3在寬度方向上線性均勻排列成一行。所述扁管100的管寬S為4 30mm, 管厚i/為0.8-1.8mm;管壁1的厚度A為0.1 ~ 0.6mm，豎向加強(qiáng)筋2的厚度 1)2為0.1 ~lmm。由于在扁管100內(nèi)部由管壁1和豎向加強(qiáng)筋2分隔出多個(gè)沿扁管長(zhǎng)度方向上的開(kāi)口腔體3，其換熱面積增加，由此提高扁管100的換 熱效率。而且，管的寬度S僅為4~30mm,管的厚度i/僅為0.8 ~ 1.8 mm, 其尺寸大為縮小，相對(duì)普通扁管，本發(fā)明的扁管100的厚度可降低60%以上， 其在具有較大的換熱面積的同時(shí)占有較小的空間，從而為兩器的小型化、輕 量化提供了便利。此外，在單位時(shí)間內(nèi)換熱量相同的情況下，使用較少的扁 管100就可以達(dá)到預(yù)定的傳熱目標(biāo)，從而減少資源的消耗。
如圖1所示，所述腔體3近似為長(zhǎng)方形，其寬度6約為管厚/7的一半， 其中，扁管100中部7個(gè)腔體3的長(zhǎng)寬比a/6約為1.5，外圍2個(gè)腔體的長(zhǎng)寬 比W6約為2 (當(dāng)腔體3多層排列時(shí)，中部、外圍腔體3的數(shù)量相應(yīng)變化)。 上述腔體3的配置方式，不僅保證熱交換面積增加，而且有利于降低扁管100 的中部腔體3和外圍腔體3中制冷劑的流速差，使得制冷劑在扁管100中各 個(gè)部位的流速均勾 一致。
如圖l所示，所述扁管100的外表面上還噴涂有防腐蝕層4，所述防腐 蝕層4的厚度A為1~20戶。由于噴涂了防腐蝕層4，扁管100的外表面不 能與空氣或其他物質(zhì)直接接觸，從而提高其抗腐蝕、抗老化的性能，延長(zhǎng)扁 管100使用壽命，節(jié)約生產(chǎn)使用成本。
本實(shí)施例中，扁管100的材質(zhì)為銅、鋁、其它金屬或合金，防腐蝕層4 的材質(zhì)為鋅。具體制作方法是將實(shí)芯的金屬條，經(jīng)過(guò)清洗、去除金屬條表 面氧化皮等表面處理后直接進(jìn)入連續(xù)擠壓，使其通過(guò)模具形成如圖l所示形 狀的扁管100,然后直接在其表面噴涂抗腐蝕的鋅層，最后精密軋機(jī)軋制出 符合客戶要求的尺寸。
上述實(shí)施例中，扁管100中腔體3的內(nèi)表面為光滑面，為了進(jìn)一步提高 的換熱效率，本發(fā)明進(jìn)一步提出改進(jìn)方案。即，在每個(gè)腔體3內(nèi)設(shè)置多條凸 起的內(nèi)齒，使管內(nèi)制冷劑在扁管100內(nèi)易形成紊流，強(qiáng)化腔體3內(nèi)制冷劑的 對(duì)流，增加制冷劑之間的熱交換，提高熱傳導(dǎo)率。
參見(jiàn)圖2,該圖是本發(fā)明第二實(shí)施例的橫截面示意圖。如圖2所示，扁 管IOO采用純鋁系1050鋁制成，其左右兩個(gè)端頭為半圓形，管寬S為20mm， 管厚i/為1.8mm,防腐蝕層4為鍍鋅涂層，其厚度為10"。扁管100由管 壁l和豎向加強(qiáng)筋2在長(zhǎng)度方向上分隔出12個(gè)腔體3，每個(gè)腔體3在管的兩端面處開(kāi)口，供制冷劑流入和流出。在扁管100橫截面的寬度方向上，所述
—腔體3排列成一行，且各個(gè)腔體3之間成均勻線性分布。
請(qǐng)同時(shí)參見(jiàn)圖3，該圖是圖2中腔體的局部放大示意圖。所述腔體3的 橫截面為圓形，直徑-為0.6mm。每個(gè)腔體3內(nèi)沿圓周均勻分布12條凸起 的內(nèi)齒5，內(nèi)齒5的截面為三角形或梯形等尖角形狀，齒高/z為0.08mm，齒 頂角P為5 130°,
本實(shí)施例中，改善了腔體3的結(jié)構(gòu)與形狀，即在腔體3內(nèi)設(shè)置凸起的內(nèi) 齒5,使得扁管100的熱交換效率進(jìn)一步提高。其原因是制冷劑在流動(dòng)過(guò) 程中，其與扁管IOO的接觸面積增加，由此增加換熱量；內(nèi)齒5的存在，使 得制冷劑在扁管100內(nèi)形成紊流，扁管100的中部腔體3和外圍腔體3中的 制冷劑不斷進(jìn)行對(duì)流，從而增加制冷劑之間的熱交換，提高制冷劑有效利用 程度及熱傳導(dǎo)效率。對(duì)于空調(diào)換熱器用鋁質(zhì)扁管，在相同外型的條件下，利 用8根本實(shí)施例的扁管IOO就可以滿足IO根無(wú)齒鋁質(zhì)扁管的換熱要求，換言 之，本實(shí)施例中扁管100的換熱效率提高20%。
該扁管的制作方法為用鋼刷刷去除鋁桿表面的氧化皮后用清洗劑清洗 實(shí)心鋁桿一次，用工業(yè)純水漂洗一次，再用壓縮空氣吹干鋁桿表面的水分， 然后將鋁桿進(jìn)行連續(xù)擠壓，通過(guò)事先設(shè)計(jì)好的的才莫具擠壓出上述形狀的鋁質(zhì) 扁管100,最后對(duì)鋁質(zhì)扁管IOO表面噴涂鋅粉，利用擠壓后的余熱使鋅固化 在其外表面上。
本實(shí)施例中，鋁管的材質(zhì)還可以為1070、 1100、 1200等的純鋁系，或添 加0.2~1.8%錳的3000系鋁合金，例如錳系3003，考慮到材料的再利用， 采用和鋁箔材質(zhì)相近的鋁或鋁合金將更好。
參見(jiàn)圖4,該圖是本發(fā)明第三實(shí)施例中腔體的局部放大示意圖。如圖4 所示，采用錳系3003鋁合金制成的扁管100，寬度S為22mm,厚度/f為 0.8mm，左右兩個(gè)端頭為半圓形，防腐蝕層4為鍍鋅涂層，其厚度為IO戶。 沿管的長(zhǎng)度方向有12個(gè)腔體3,此12個(gè)腔體3按照?qǐng)D2的方式沿扁管100 的寬度方向上成均勻線性分布，每個(gè)腔體3在扁管IOO的兩端面處開(kāi)口，所 述腔體3的橫截面為橢圓形，長(zhǎng)軸為"為lmm,短軸6為0.25mm;沿每個(gè) 腔體3內(nèi)周邊均勻分布20條凸起的內(nèi)齒5，所述內(nèi)齒5的橫截面為半圓形，內(nèi)齒半徑r為0.2mm。由于改善腔體3、內(nèi)齒5的結(jié)構(gòu)與形狀，不僅增加扁管 IOO的換熱面積，還加速腔體3之間的制冷劑的對(duì)流，由此提高扁管100的 熱交換效率。
該扁管的制作方法為用鋼刷去除錳系3003鋁合金桿表面的氧化皮后 用清洗劑清洗實(shí)心錳系3003鋁合金桿一次，用工業(yè)純水漂洗一次，用壓縮空 氣吹干錳系3003鋁合金桿表面的水分，然后將錳系3003鋁合金桿進(jìn)行連續(xù) 擠壓，通過(guò)與上述形狀相配合的模具擠壓出上述形狀的錳系3003鋁合金扁 管，然后對(duì)錳系3003鋁合金扁管表面噴涂鋅粉，利用擠壓后的余熱使鋅固化 在扁管100的表面上。
上述實(shí)施方式中，均須將處理后的金屬桿進(jìn)行連續(xù)擠壓，通過(guò)事先設(shè)計(jì) 好的模具，擠壓形成與模具形狀相配合的產(chǎn)品。因此，根據(jù)產(chǎn)品要求，應(yīng)綜 合考慮腔體數(shù)量、腔體的大小、腔體的形狀，及內(nèi)齒的個(gè)數(shù)、內(nèi)齒的形狀等 因素設(shè)計(jì)不同的模具。
一般地，增加腔體、內(nèi)齒的數(shù)量，可增加制冷劑與扁管的接觸面積，促 進(jìn)制冷劑與金屬扁管的熱交換，并節(jié)省材料，降低生產(chǎn)成本。因此，在一定 場(chǎng)合下可適當(dāng)增加腔體、內(nèi)齒的數(shù)量，但也不能無(wú)限制地增加，否則，將增 加扁管的成型加工難度及費(fèi)用。本發(fā)明的金屬扁管，優(yōu)選地，腔體個(gè)數(shù)為2~30 個(gè)，內(nèi)齒的條數(shù)為2 60條。
改變腔體、內(nèi)齒的形狀，也可提高扁管的換熱效率。 一般地，腔體的橫 截面選取三角形、長(zhǎng)方形、圓形、橢圓形等形狀，內(nèi)齒的橫截面選取半圓形、 扇形、矩形、梯形、三角形等。至于選擇哪一種形狀，應(yīng)綜合考慮換熱性能 要求、扁管的尺寸、工藝可行性的影響、加工成本費(fèi)用等因素后確定。
本發(fā)明的上述具體實(shí)施方式
中，扁管采用鍍鋅涂層為防腐蝕層。^^在一 定的場(chǎng)合，也可采用非金屬保護(hù)層，如環(huán)氧樹(shù)脂等；化學(xué)保護(hù)層；其他金 屬保護(hù)鍍層，如鍍錫等。防腐蝕層的厚度，則應(yīng)視不同產(chǎn)品具體設(shè)定。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普 通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn) 飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)^L為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種金屬扁管，在扁管內(nèi)部由管壁和豎向加強(qiáng)筋分隔出多個(gè)沿扁管長(zhǎng)度方向上的腔體，每個(gè)腔體在扁管的兩端面處開(kāi)口，其特征在于，在扁管的橫截面上，扁管的寬度為4～30mm，扁管的厚度為0.8～1.8mm，扁管寬度與扁管厚度之比大于3。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬扁管，其特征在于，扁管的管壁厚度為 0.1~0.6mm,所述豎向加強(qiáng)筋的厚度為0.1~1 mm。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬扁管，其特征在于，所述腔體為2 30個(gè)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬扁管，其特征在于，在扁管的橫截面上， 所述腔體沿扁管寬度方向上成線性均勻排列。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬扁管，其特征在于，所述腔體的橫截面為 長(zhǎng)方形、圓形或橢圓形。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬扁管，其特征在于，所述腔體內(nèi)有多條凸 起的內(nèi)齒。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的金屬扁管，其特征在于所述內(nèi)齒的橫截面為 三角形或梯形，所述內(nèi)齒的齒頂角為5~ 130°。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的金屬扁管，其特征在于所述內(nèi)齒的橫截面為 半圓形。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的金屬扁管，其特征在于管的外表面 有防腐蝕層。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的金屬扁管，其特征在于所述的防腐蝕層的厚 度為1 ~20戶。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種金屬扁管，在扁管內(nèi)部由管壁和豎向加強(qiáng)筋分隔出多個(gè)沿扁管長(zhǎng)度方向上的腔體，每個(gè)腔體在扁管的兩端面處開(kāi)口；在扁管的橫截面上，扁管的寬度為4～30mm，扁管的厚度為0.8～1.8mm，扁管寬度與扁管厚度之比大于3。本發(fā)明的金屬扁管，厚度小，傳熱系數(shù)高，特別適于在汽車空調(diào)中使用。
文檔編號(hào)F16L9/19GK101532589SQ20081008552
公開(kāi)日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2008年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月10日
發(fā)明者王學(xué)印, 王建國(guó), 光 蘇 申請(qǐng)人:金龍精密銅管集團(tuán)股份有限公司