專利名稱：矩形凹槽防螺紋換熱氣管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種螺紋換熱管，尤其是一種換熱效能更高，更加節(jié)省空間，且管壁上更不會沉積污垢，流動阻力更小的矩形凹槽防螺紋換熱氣管。
背景技術(shù)：
廢氣再循環(huán)(EGR)冷卻系統(tǒng)主要由發(fā)動機(jī)EGR冷卻器、EGR進(jìn)排氣管和EGR閥組成，排氣中的部分廢氣經(jīng)EGR閥進(jìn)入進(jìn)氣系統(tǒng)，與新鮮空氣混合后進(jìn)入氣缸參與燃燒。這樣既引入了不活性氣體(主要是C02)到燃燒室，又可以降低燃燒室的溫度，因NOX是在高溫富氧的條件下生成的，從而抑制NOX的生成和排放。廢氣進(jìn)入氣缸前經(jīng)EGR冷卻器的換熱效率，保證汽車排放量達(dá)到較高的標(biāo)準(zhǔn)是很有必要的。管式換熱器的換熱效率和湍流程度主要取決于換熱元件的結(jié)構(gòu)。目前，用于廢氣再循環(huán)冷卻系統(tǒng)中的換熱器，由原先的螺紋圓管，后改進(jìn)成扁平管，這些換熱器的傳熱效率與全螺紋矩形換熱管相比傳熱效率低，達(dá)到統(tǒng)一換熱效果所需的換熱面積大，制造費(fèi)用高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種換熱效率高，管內(nèi)、外的湍流程度好，具有受力能力強(qiáng)，具有自清潔的功能的螺紋管式的換熱管。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種矩形凹槽防螺紋換熱氣管，具有管體，所述管體四側(cè)表面設(shè)有多條等間距平行的向內(nèi)凹的短凹槽，四側(cè)螺紋的延長線連接在一起可以形成一 條圍繞扁平管體的等螺距的螺旋。具體的說，本實(shí)用新型所述管體上的短凹槽間距相等且分布密度合理。所述管體四側(cè)設(shè)有螺紋凹槽，管體棱邊為圓弧過度的換熱管。所述凹槽的深度大于O. 3mm，且小于管體厚度的1/3。所述管體凹槽具有螺旋凹槽升角，其凹槽傾斜角度在15° -30°范圍內(nèi)，螺旋升角為20-70°。所述管體兩側(cè)短凹槽不連接，但兩側(cè)軸線的延長線連接在一起可以形成一條圍繞扁平管體的等螺距的螺旋。本實(shí)用新型所述換熱扁管形狀為I型或V型。所述短凹槽橫截面可以是Ω型、V型、U型或C型。本實(shí)用新型的換熱管為矩形螺紋管，管的內(nèi)壁和管外壁均有螺紋凹槽，使流體間的換熱更充分，有效地提高了管內(nèi)外流體之間的換熱能力。本實(shí)用新型明確了換熱管上螺旋槽的深度范圍，螺旋槽可以促進(jìn)管內(nèi)流體的湍流流動，分離或破壞流體運(yùn)動的邊界層，從而強(qiáng)化了換熱。由于螺旋管外的內(nèi)凹設(shè)計(jì)，使得管外流體的流動也具有加強(qiáng)和促使混合充分均勻的效果。本實(shí)用新型換熱管上螺旋凹槽升角的存在，對流體的流動起到引導(dǎo)作用，使得管內(nèi)額外流體的流動效果都得到進(jìn)一步增強(qiáng)，同時(shí)使污垢在管內(nèi)遭到了激烈的沖蝕，不易結(jié)垢，降低了換熱器的維護(hù)成本。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了換熱管體四側(cè)都具有螺紋凹槽，使氣流產(chǎn)生三維沖力，增大了氣流的擾動力，更加能提高換熱效能；同時(shí)它的接觸面積變大了，在氣通量相同的前提下，相對圓形螺紋管和扁平截面換熱管具有更大的換熱接觸面積，有效提聞?chuàng)Q熱效率，節(jié)省空間，減少制造成本。本實(shí)用新型把提高換熱性能作為出發(fā)點(diǎn)，換熱管緊湊的設(shè)計(jì)在提高發(fā)動機(jī)性能的同時(shí)，極大地增大了換熱面積、節(jié)省了制造成本、節(jié)約了換熱器的空間。在廢氣再循環(huán)冷卻系統(tǒng)中應(yīng)用該換熱器，可以有效降低NOX等汽車污染物的排放。本實(shí)用新型的有益效果是換熱面積增大。由于矩形換熱管的四側(cè)外表面都加工成螺紋凹槽，管體的外壁上設(shè)有外螺旋凹槽，管體的內(nèi)壁上設(shè)有內(nèi)螺旋凹槽，所以不但增加了熱交換的面積，而且與同規(guī)格的扁平換熱管相比，其換熱面積增加30%左右。熱膜系數(shù)提高。換熱管內(nèi)、外介質(zhì)的湍流程度加強(qiáng)，沿內(nèi)、外管壁形成螺旋流動的介質(zhì)，與中間介質(zhì)不停碰撞，形成復(fù)雜的三維螺旋渦流，使邊界層不斷找到破壞，管內(nèi)、外的給熱膜系數(shù)得以提高。受力能力強(qiáng)、不易變形。矩形螺紋管結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠。相比圓形螺紋管，矩形螺紋管能相互之間起到支撐的作用，不易變形。節(jié)省空間、節(jié)約成本。相同的空間下，換熱面積相比圓形螺紋管和扁平螺紋管更大，同時(shí)相互間的支撐作用更強(qiáng)，有利的保護(hù)換熱管在冷卻器中不易變形。同時(shí)，矩形螺紋管間的間隙減少，在達(dá)到相同的換熱面積和散熱效果的前提下，矩形螺紋管比圓形螺紋管節(jié)省了換熱器的空間，使得冷卻器的體積更小，重量更輕，降低了制造和安裝成本。自潔功能。能阻止污垢的生成，由于管內(nèi)、外介質(zhì)的湍流程度發(fā)達(dá)傳導(dǎo)介質(zhì)在管腔內(nèi)形成螺旋渦流，渦流的沖擊作用下，邊界層不斷被破壞，因此介質(zhì)沒有沉淀的機(jī)會，同時(shí)形成自動沖刷管壁，起到清洗的作用。同時(shí)由于換熱管上螺旋凹槽升角的存在，對流體的流動起到引導(dǎo)作用，使得管內(nèi)額外流體的流動效果都得到進(jìn)一步增強(qiáng)，同時(shí)使污垢在管內(nèi)遭至IJ了激烈的沖蝕，更加不易結(jié)垢，降低了換熱器的維護(hù)成本。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。


圖1是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為
圖1的U形橫截面示意圖；圖3為本實(shí)用新型的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型的第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實(shí)用新型的第四實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實(shí)用新型有關(guān)的構(gòu)成。如
圖1所示的一種矩形凹槽防螺紋換熱氣管，具有管體，所述管體四側(cè)表面設(shè)有多條等間距平行的向內(nèi)凹的短凹槽，四側(cè)螺紋的延長線連接在一起可以形成一條圍繞扁平管體的等螺距的螺旋。
圖1所示的是螺紋換熱方管，I形，高溫氣體沿箭頭方向流動，氣管外面為冷卻水，高溫氣體的熱量通過管壁交換熱量，此熱量由流動的冷卻水帶走，達(dá)到換熱效果。換熱管形狀可以是I型，V型等。管體表面短凹槽的橫截面可以是Ω型，V型，C型，U型等。圖2為U形橫截面，其它從略。圖3為本實(shí)用新型的第二實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖，扁平的螺旋狀的氣管，U型。圖4為本實(shí)用新型的第三實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖，扁平的螺旋狀的氣管，V型。圖5為本實(shí)用新型的第四實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖，扁平的螺旋狀的氣管，S型。扁平的螺旋狀的氣管還可以是C型、Ω型等，這里不再一一列舉。以上只是顯示了幾種典型的換熱管，關(guān)于換熱管的長度、管體橫截面形狀、管體表面凹槽截面形狀以及換熱管管體表面連續(xù)或斷續(xù)的一定規(guī)則或數(shù)目的凹槽，可以根據(jù)相應(yīng)需要進(jìn)行修改，不局限于以上描述的典型示意圖。同時(shí)由于管體橫截面形狀，凹槽截面形狀/排列布局/數(shù)目，可以起到不同的管內(nèi)外氣流的流動，不同程度的提高換熱器的換熱效能，從而提高汽車發(fā)動機(jī)的排放性能指標(biāo)，滿足日益提高的更嚴(yán)格的環(huán)保排放要求。本實(shí)用新型在不銹鋼管的外壁表面四側(cè)設(shè)有沿軸向的多個(gè)螺旋狀連續(xù)凹槽，凹槽在管光內(nèi)壁表面形成螺旋狀的連續(xù)凸起。本實(shí)用新型安裝在汽車發(fā)動機(jī)廢氣再循環(huán)系統(tǒng)使用的廢氣再循環(huán)冷卻器內(nèi)，當(dāng)冷卻器工作時(shí)，發(fā)動機(jī)所排放的廢氣通過冷卻器內(nèi)的凹槽管，凹槽管內(nèi)壁的連續(xù)螺旋狀凸起使通過的廢氣流內(nèi)部產(chǎn)生三維渦流紊亂，單位時(shí)間內(nèi)的廢氣流散熱量更大，冷卻器有更高的熱交換效率；同時(shí)還可使用、冷卻器在減少換熱管數(shù)量之后，使用較少的不銹鋼凹槽方管就能夠達(dá)到與之前使用較多的扁平管相同的散熱效果，廢氣再循環(huán)冷卻器的體積更小，重量更輕，總體上降低冷卻器的制造和安裝成本。以上說明書中描述的只是本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
，各種舉例說明不對本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容構(gòu)成限制，所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在閱讀了說明書后可以對以前所述的具體實(shí)施方式
做修改 或變形，而不背離實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)和范圍。
權(quán)利要求1.一種矩形凹槽防螺紋換熱氣管，具有管體，其特征在于所述管體四側(cè)表面設(shè)有多條等間距平行的向內(nèi)凹的短凹槽，四側(cè)螺紋的延長線連接在一起可以形成一條圍繞扁平管體的等螺距的螺旋。
2.如權(quán)利要求1所述的矩形凹槽防螺紋換熱氣管，其特征在于所述管體上的短凹槽間距相等且分布密度合理。
3.如權(quán)利要求1所述的矩形凹槽防螺紋換熱氣管，其特征在于所述管體四側(cè)設(shè)有螺紋凹槽，管體棱邊為圓弧過度的換熱管。
4.如權(quán)利要求1或2所述的矩形凹槽防螺紋換熱氣管，其特征在于所述凹槽的深度大于O. 3mm,且小于管體厚度的1/3。
5.如權(quán)利要求1所述的矩形凹槽防螺紋換熱氣管，其特征在于所述管體凹槽具有螺旋 凹槽升角，其凹槽傾斜角度在15° -30°范圍內(nèi)，螺旋升角為20-70°
6.如權(quán)利要求1所述的矩形凹槽防螺紋換熱氣管，其特征在于所述管體兩側(cè)短凹槽不連接，但兩側(cè)軸線的延長線連接在一起可以形成一條圍繞扁平管體的等螺距的螺旋。
7.如權(quán)利要求1所述的矩形凹槽防螺紋換熱氣管，其特征在于所述換熱扁管形狀為I型或V型。
8.如權(quán)利要求1所述的矩形凹槽防螺紋換熱氣管，其特征在于所述短凹槽橫截面為Ω型、V型、U型或C型。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種矩形凹槽防螺紋換熱氣管，具有管體，所述管體四側(cè)表面設(shè)有多條等間距平行的向內(nèi)凹的短凹槽，四側(cè)螺紋的延長線連接在一起可以形成一條圍繞扁平管體的等螺距的螺旋。本實(shí)用新型采用非平常所用的圓形全螺紋管，而改用矩形截面的換熱管，同時(shí)設(shè)計(jì)成管體四側(cè)都有螺紋凹槽；此矩形螺紋管作為換熱管代替圓管及扁平管，換熱面積更大，同時(shí)四側(cè)螺紋凹槽使介質(zhì)形成三維流動下，不停碰撞，給熱膜系數(shù)得以提高；而且邊界層不斷地被破壞，介質(zhì)沒有沉淀的機(jī)會，起到自動沖刷的作用。
文檔編號F28F1/04GK202902959SQ20122031829
公開日2013年4月24日 申請日期2012年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月30日
發(fā)明者張國明, 佟榮忠, 崔健, 張海寧 申請人:江蘇福萊斯伯汽車零件制造有限公司