矩形凹槽防螺紋換熱氣管的製作方法
2023-05-01 20:44:26 1
專利名稱：矩形凹槽防螺紋換熱氣管的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種螺紋換熱管，尤其是一種換熱效能更高，更加節省空間，且管壁上更不會沉積汙垢，流動阻力更小的矩形凹槽防螺紋換熱氣管。
背景技術：
廢氣再循環(EGR)冷卻系統主要由發動機EGR冷卻器、EGR進排氣管和EGR閥組成，排氣中的部分廢氣經EGR閥進入進氣系統，與新鮮空氣混合後進入氣缸參與燃燒。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。廢氣進入氣缸前經EGR冷卻器的換熱效率，保證汽車排放量達到較高的標準是很有必要的。管式換熱器的換熱效率和湍流程度主要取決於換熱元件的結構。目前，用於廢氣再循環冷卻系統中的換熱器，由原先的螺紋圓管，後改進成扁平管，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，達到統一換熱效果所需的換熱面積大，製造費用高。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種換熱效率高，管內、外的湍流程度好，具有受力能力強，具有自清潔的功能的螺紋管式的換熱管。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是一種矩形凹槽防螺紋換熱氣管，具有管體，所述管體四側表面設有多條等間距平行的向內凹的短凹槽，四側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。所述管體四側設有螺紋凹槽，管體稜邊為圓弧過度的換熱管。所述凹槽的深度大於O. 3mm，且小於管體厚度的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°範圍內，螺旋升角為20-70°。所述管體兩側短凹槽不連接，但兩側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。本實用新型的換熱管為矩形螺紋管，管的內壁和管外壁均有螺紋凹槽，使流體間的換熱更充分，有效地提高了管內外流體之間的換熱能力。本實用新型明確了換熱管上螺旋槽的深度範圍，螺旋槽可以促進管內流體的湍流流動，分離或破壞流體運動的邊界層，從而強化了換熱。由於螺旋管外的內凹設計，使得管外流體的流動也具有加強和促使混合充分均勻的效果。本實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作用，使得管內額外流體的流動效果都得到進一步增強，同時使汙垢在管內遭到了激烈的衝蝕，不易結垢，降低了換熱器的維護成本。本實用新型設計了換熱管體四側都具有螺紋凹槽，使氣流產生三維衝力，增大了氣流的擾動力，更加能提高換熱效能；同時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，有效提聞換熱效率，節省空間，減少製造成本。本實用新型把提高換熱性能作為出發點，換熱管緊湊的設計在提高發動機性能的同時，極大地增大了換熱面積、節省了製造成本、節約了換熱器的空間。在廢氣再循環冷卻系統中應用該換熱器，可以有效降低NOX等汽車汙染物的排放。本實用新型的有益效果是換熱面積增大。由於矩形換熱管的四側外表面都加工成螺紋凹槽，管體的外壁上設有外螺旋凹槽，管體的內壁上設有內螺旋凹槽，所以不但增加了熱交換的面積，而且與同規格的扁平換熱管相比，其換熱面積增加30%左右。熱膜係數提高。換熱管內、外介質的湍流程度加強，沿內、外管壁形成螺旋流動的介質，與中間介質不停碰撞，形成複雜的三維螺旋渦流，使邊界層不斷找到破壞，管內、外的給熱膜係數得以提高。受力能力強、不易變形。矩形螺紋管結構簡單，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。節省空間、節約成本。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，同時相互間的支撐作用更強，有利的保護換熱管在冷卻器中不易變形。同時，矩形螺紋管間的間隙減少，在達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，降低了製造和安裝成本。自潔功能。能阻止汙垢的生成，由於管內、外介質的湍流程度發達傳導介質在管腔內形成螺旋渦流，渦流的衝擊作用下，邊界層不斷被破壞，因此介質沒有沉澱的機會，同時形成自動衝刷管壁，起到清洗的作用。同時由於換熱管上螺旋凹槽升角的存在，對流體的流動起到引導作用，使得管內額外流體的流動效果都得到進一步增強，同時使汙垢在管內遭至IJ了激烈的衝蝕，更加不易結垢，降低了換熱器的維護成本。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
圖1是本實用新型的優選實施例的結構示意圖；圖2為
圖1的U形橫截面示意圖；圖3為本實用新型的第二實施例的結構示意圖；圖4為本實用新型的第三實施例的結構示意圖；圖5為本實用新型的第四實施例的結構示意圖。
具體實施方式
現在結合附圖和優選實施例對本實用新型作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本實用新型的基本結構，因此其僅顯示與本實用新型有關的構成。如
圖1所示的一種矩形凹槽防螺紋換熱氣管，具有管體，所述管體四側表面設有多條等間距平行的向內凹的短凹槽，四側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為本實用新型的第二實施例的立體結構示意圖，扁平的螺旋狀的氣管，U型。圖4為本實用新型的第三實施例的立體結構示意圖，扁平的螺旋狀的氣管，V型。圖5為本實用新型的第四實施例的立體結構示意圖，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，這裡不再一一列舉。以上只是顯示了幾種典型的換熱管，關於換熱管的長度、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或斷續的一定規則或數目的凹槽，可以根據相應需要進行修改，不局限於以上描述的典型示意圖。同時由於管體橫截面形狀，凹槽截面形狀/排列布局/數目，可以起到不同的管內外氣流的流動，不同程度的提高換熱器的換熱效能，從而提高汽車發動機的排放性能指標，滿足日益提高的更嚴格的環保排放要求。本實用新型在不鏽鋼管的外壁表面四側設有沿軸向的多個螺旋狀連續凹槽，凹槽在管光內壁表面形成螺旋狀的連續凸起。本實用新型安裝在汽車發動機廢氣再循環系統使用的廢氣再循環冷卻器內，當冷卻器工作時，發動機所排放的廢氣通過冷卻器內的凹槽管，凹槽管內壁的連續螺旋狀凸起使通過的廢氣流內部產生三維渦流紊亂，單位時間內的廢氣流散熱量更大，冷卻器有更高的熱交換效率；同時還可使用、冷卻器在減少換熱管數量之後，使用較少的不鏽鋼凹槽方管就能夠達到與之前使用較多的扁平管相同的散熱效果，廢氣再循環冷卻器的體積更小，重量更輕，總體上降低冷卻器的製造和安裝成本。以上說明書中描述的只是本實用新型的具體實施方式
，各種舉例說明不對本實用新型的實質內容構成限制，所屬技術領域的普通技術人員在閱讀了說明書後可以對以前所述的具體實施方式
做修改 或變形，而不背離實用新型的實質和範圍。
權利要求1.一種矩形凹槽防螺紋換熱氣管，具有管體，其特徵在於所述管體四側表面設有多條等間距平行的向內凹的短凹槽，四側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.如權利要求1所述的矩形凹槽防螺紋換熱氣管，其特徵在於所述管體上的短凹槽間距相等且分布密度合理。
3.如權利要求1所述的矩形凹槽防螺紋換熱氣管，其特徵在於所述管體四側設有螺紋凹槽，管體稜邊為圓弧過度的換熱管。
4.如權利要求1或2所述的矩形凹槽防螺紋換熱氣管，其特徵在於所述凹槽的深度大於O. 3mm,且小於管體厚度的1/3。
5.如權利要求1所述的矩形凹槽防螺紋換熱氣管，其特徵在於所述管體凹槽具有螺旋 凹槽升角，其凹槽傾斜角度在15° -30°範圍內，螺旋升角為20-70°
6.如權利要求1所述的矩形凹槽防螺紋換熱氣管，其特徵在於所述管體兩側短凹槽不連接，但兩側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.如權利要求1所述的矩形凹槽防螺紋換熱氣管，其特徵在於所述換熱扁管形狀為I型或V型。
8.如權利要求1所述的矩形凹槽防螺紋換熱氣管，其特徵在於所述短凹槽橫截面為Ω型、V型、U型或C型。
專利摘要本實用新型涉及一種矩形凹槽防螺紋換熱氣管，具有管體，所述管體四側表面設有多條等間距平行的向內凹的短凹槽，四側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。本實用新型採用非平常所用的圓形全螺紋管，而改用矩形截面的換熱管，同時設計成管體四側都有螺紋凹槽；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，同時四側螺紋凹槽使介質形成三維流動下，不停碰撞，給熱膜係數得以提高；而且邊界層不斷地被破壞，介質沒有沉澱的機會，起到自動衝刷的作用。
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 優先權日2012年6月30日
發明者張國明, 佟榮忠, 崔健, 張海寧 申請人:江蘇福萊斯伯汽車零件製造有限公司