专利名称：一种冷轧管式换热元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种换热元件，具体的说，涉及一种适用于两种介质的换热设 备，如内燃机、空调、石油化工、发电、干燥等行业的热交换器上的一种冷轧 管式换热元件。
背景技术：
单金属、双金属冷轧式肋片管已广泛应用于各种换热设备上，应用这种冷 轧肋片管的换热器与普通的换热器相比，具有热阻小、换热效率高的优点。其 外表面的肋片采用了各种扩展型式，目前，冷轧肋片管肋片的截面一般为矩形，
如图1所示，在衬管1的外侧具有肋管2，肋管2上设置有若干个环形的肋片3， 肋片3的轴向剖面为矩形。进一步提高其散热效率，人们往往尽可能地增加肋 片的高度，然而，肋片内温度t的变化并非与其高度h呈正比，而是当肋片的 高度h达到一定比值时，肋片中的温度梯度接近于零，如图2所示，也就是说， 元件外壁散热面积过大，不但增加不了散热量，反而占用空间大，浪费材料， 且增加了阻力，也不便于清洗；反之，若元件外壁散热面积过小，就发挥不出 扩展表面的优势，要达到相同的散热效果，就需要增加设备，提高了成本。
专利号为00213319. 9的中国专利公开了一种高效管式换热元件，该换热元 件由金属或双金属冷轧肋片管构成，其采用的技术方案为将其肋片在轴向切割 成多瓣式肋片，每瓣肋片相对于管子截面扭成一斜面，这种结构的换热元件与 普通的冷轧肋片管肋片相比，增加了肋片间流体的湍流度，切割流体的附面层， 其传热效果得到一定提高，但是仍然没有解决如何提高换热元件传热效率的根 本问题。因此，根据不同介质，取合理的肋化系数，合理的几何形状，是提高 换热系数的重要设计原则。
发明内容
本发明要解决的问题是在上述冷轧肋片管换热元件的基础上，提供一种针 对两种不同传热介质之间进行热交换、换热效率更高的一种冷轧管式换热元件。
为解决上述问题，本发明所釆用的技术方案是 一种冷轧管式换热元件，
包括衬管，在衬管的外侧套装有肋管，肋管的外壁上冷轧有若干个肋片，其特 征是肋片与来流方向垂直的截面为梯形。减少了介质的滞留区，同时改善了 轧制工艺性。
作为一种优化方案，该肋管的外径肋片的肋根厚度肋片的节距=1: 0.06-0.07: 0.1-0.112，肋片的肋根厚度肋片的肋顶厚度肋片的肋高=1: 0.14-0.17: 3.卜3.3。梯形肋片的上底为肋顶，下底为肋根，上底与下底之间
的距离为肋高，相邻两个肋片之间的距离为节距，相邻肋片之间的凹处为肋槽。 采用该结构，更适应于对流换热系数不同的两种介质之间进行热交换。 肋片的一种更具体优化方案，肋片的外圆周上设有轴向断口。
断口的一种优化方案，断口的数量为10-36个。 断口的一种具体优化方案，断口呈V形，V形断口的夹角为30。。 断口的另一种具体优化方案，断口的深度肋片的肋高=0.5: 1。 本发明采取以上技术方案，具有以下优点与来流方向垂直的肋片的截面 为梯形结构，减少了介质的滞留区；肋管各部分采用本技术方案的比例，更有 利于油-水、水-气、油-气之间的热交换，换热效率更高，更适应于对流换热系 数不同的两种介质之间进行热交换；肋片的外圆周上设置V形断口，可以适应
不同介质的需要，有利于阻止附面层扩展。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
附图1为现有技术中冷轧肋片换热元件的结构示意附图2为现有技术冷轧肋片换热元件中肋片高度与肋片温度的关系曲线图； 附图3为本发明实施例中冷轧管式换热元件的结构示意图； 附图4为本发明附图3中冷轧管式换热元件的俯视图。
具体实施例方式
1-衬管，2-肋管，3-肋片，4-断口
实施例l，图3为冷轧管式换热元件的结构示意图。以柴油机水冷油的油冷 器为例， 一种冷轧管式换热元件，包括铜质衬管l，在衬管l的外侧套装有铝质
肋管2，肋管2的外侧冷轧有肋片3，该肋片3的轴向剖面为梯形，梯形肋片的 上底为肋顶，下底为肋根，上底与下底之间的距离为肋高，相邻两个肋片之间 的距离为节距，相邻肋片之间的凹处为肋槽，肋管的外径肋片的肋根厚度 肋片的节距=1: 0.06: 0.112，肋片的肋根厚度肋片的肋顶厚度肋片的肋高 =1: 0.17: 3.1，断口4的深度肋片3的肋高=0. 5: 1，肋管2的外径为16mm， 肋片3的肋根厚度为0. 96画，肋片的节距为1. 79mm,肋片3的肋顶厚度为0. 16咖， 肋片3的肋高为3. 0mm，断口 4深1. 5咖，肋槽的直径为10mra，每1米长度的冷 轧管式换热元件由568片肋片组成，图4为冷轧管式换热元件的轴向结构示意 图，肋片3的外圆周上具有16个轴向断口4，该断口4呈V形，V形断口4的 夹角为30°。
使用以上换热管制成柴油机气冷气中冷器与目前的管片式中冷器比较，经 试验得知，在散热量基本相同条件下，前者的冷却表面积仅为后者的77. 13%， 前者的冷却元件利用系数为后者的140.71%，前者的冷却元件体积利系数为后 者的135.81%。
按照计算值截取铝管和铜管，经清洗和试压，将铝管空套在铜管外，用预 制的轧具将组合管冷轧出所需的肋片，即可组装成所需的换热元件。
实施例2，图3为冷轧管式换热元件的结构示意图。以柴油机水冷油的油冷 器为例， 一种冷轧管式换热元件，包括铜质衬管l，在衬管l的外侧套装有铝质 肋管2，肋管2的外侧冷轧有肋片3，该肋片3的轴向剖面为梯形，梯形肋片的 上底为肋顶，下底为肋根，上底与下底之间的距离为肋高，相邻两个肋片之间 的距离为节距，相邻肋片之间的凹处为肋槽，肋管的外径肋片的肋根厚度 肋片的节距=1: 0.07: 0.106，，肋片的肋根厚度肋片的肋顶厚度肋片的肋 高=1: 0. 155: 3.2，断口 4的深度肋片3的肋高=0. 5: 1，肋管2的外径为16mm， 肋片3的肋根厚度为1. 12ram，肋片的节距为1. 70國，肋片3的肋顶厚度为0. 17mm， 肋片3的肋高为3. 6mm，断口4深1.8mra，肋槽的直径为8. 8mm，每1米长度的 冷轧管式换热元件由588片肋片组成，图4为冷轧管式换热元件的轴向结构示 意图，肋片3的外圆周上具有16个轴向断口4，该断口4呈V形，V形断口4
的夹角为30°。
使用以上换热管制成柴油机气冷气中冷器与目前的管片式中冷器比较，经 试验得知，在散热量基本相同条件下，前者的冷却表面积仅为后者的79.45%， 前者的冷却元件利用系数为后者的138. 2%，前者的冷却元件体积利系数为后者 的132. 7%。
按照计算值截取铝管和铜管，经清洗和试压，将铝管空套在铜管外，用预 制的轧具将组合管冷轧出所需的肋片，即可组装成所需的换热元件。
实施例3，图3为冷轧管式换热元件的结构示意图。以柴油机水冷油的油冷 器为例， 一种冷轧管式换热元件，包括铜质衬管l，在衬管l的外侧套装有铝质 肋管2，肋管2的外侧冷轧有肋片3，该肋片3的轴向剖面为梯形，梯形肋片的 上底为肋顶，下底为肋根，上底与下底之间的距离为肋高，相邻两个肋片之间 的距离为节距，相邻肋片之间的凹处为肋槽，肋管的外径肋片的肋根厚度 肋片的节距=1: 0.065: 0.1，肋片的肋根厚度肋片的肋顶厚度肋片的肋高 =1: 0.14: 3.3，断口4的深度肋片3的肋高二O. 5: 1，肋管2的外径为16mm， 肋片3的肋根厚度为1.04mm,肋片的节距为1.60mm，肋片3的肋顶厚度为0.15ram， 肋片3的肋高为3.4咖，断口4深1.7mm，肋槽的直径为9. 2腿，每1米长度的 冷轧管式换热元件由625片肋片组成，图4为冷轧管式换热元件的轴向结构示 意图，肋片3的外圆周上具有16个轴向断口 4，该断口 4呈V形，V形断口 4 的夹角为30°。
使用以上换热管制成柴油机气冷气中冷器与目前的管片式中冷器比较，经 试验得知，在散热量基本相同条件下，前者的冷却表面积仅为后者的81.33%， 前者的冷却元件利用系数为后者的135.21%，前者的冷却元件体积利系数为后 者的128. 56%。
按照计算值截取铝管和铜管，经清洗和试压，将铝管空套在铜管外，用预 制的轧具将组合管冷轧出所需的肋片，即可组装成所需的换热元件。
以上实施例中，肋片的条数还可以为除12以外的其它条数，轴向断口的数 量还可以为除16以外的其它数量，肋片各部分的长度比还可以是除以上实施例
公开的比例之外的其它比例,
权利要求
1、一种冷轧管式换热元件，包括衬管(1)，在衬管(1)的外侧套装有肋管(2)，肋管(2)的外壁上冷轧有若干个肋片(3)，其特征是肋片(3)与来流方向垂直的截面为梯形。
2、 如权利要求1所述的一种冷轧管式换热元件，其特征是该肋管(2) 的外径肋片(3)的肋根厚度肋片(3)的节距=1: 0.06-0.07: 0.1-0.112， 肋片(3)的肋根厚度肋片(3)的肋顶厚度肋片(3)的肋高=1: 0. 14-0. 17: 3. 1-3.3。
3、 如权利要求1或2所述的一种冷轧管式换热元件，其特征是肋片(3) 的外圆周上设有轴向断口 (4)。
4、 如权利要求3所述的一种冷轧管式换热元件，其特征是断口 (4)的 数量为10-36个。
5、 如权利要求4所述的一种冷轧管式换热元件，其特征是断口 (4)呈V 形，V形断口 (4)的夹角为30°。
6、 如权利要求4或5所述的一种冷轧管式换热元件，其特征是断口 (4) 的深度肋片(3)的肋高=0.5: 1。
全文摘要
本发明涉及一种冷轧管式换热元件，包括衬管，在衬管的外侧套装有肋管，肋管的外壁上冷轧有若干个肋片，与来流方向垂直的肋片的截面为梯形。减少了介质的滞留区，同时改善了轧制工艺性，与来流方向垂直的肋片的截面为梯形结构，减少了介质的滞留区；肋管各部分采用本技术方案的比例，更有利于油-水、水-气、油-气之间的热交换，换热效率更高，更适应于对流换热系数不同的两种介质之间进行热交换；肋片的外圆周上设置V形断口，可以适应不同介质的需要，有利于阻止附面层扩展。
文档编号F28F1/30GK101344365SQ20081013897
公开日2009年1月14日 申请日期2008年8月18日 优先权日2008年8月18日
发明者万德玉, 霞 孙, 孙世华, 梅 李, 李玉珍, 陆国栋, 陆家祥 申请人:青州飞达动力机械有限公司