专利名称：螺旋形内开槽金属管及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种螺旋形内开槽金属管及其制造方法，具体地说，涉及一种在换热器中用作热传导管并在管的内表面具有多个带大导角的槽的螺旋形内开槽金属管，以及制造此种螺旋形内开槽管的方法。
背景技术：
在如空调器或致冷器的换热器中，已经使用了在金属管的内表面上具有多个螺旋槽的螺旋形内开槽金属管。此种螺旋形内开槽金属管通常作为热传导管，其通过使金属管内致冷介质可变相态的液态化并和管外的流体进行热交换以实现致冷器的蒸发或冷凝。
这样的螺旋形内开槽金属管的制造方法已经在如日本专利公开号05-007920、05-329529和06-015345中公开。在这些公开专利中，具有多个圆周螺旋槽的开槽塞设置在具有平滑内、外表面的金属管内，同时通过挤压金属管的外表面上设置开槽塞的部分在金属管的内表面形成多个槽。
下面将参照图1对传统的制造方法进行具体说明。在金属管1的平滑内、外表面内，具有多个圆周螺旋槽5的开槽塞4设置成通过连接杆3与浮动塞2形成可转动连接。当拉伸金属管1时，浮动塞2由拉伸模具9固定住，相应地沿拉伸方向固定住开槽塞4的位置。
通过用行星旋转压紧装置例如多个球或辊挤压放置有开槽塞4的金属管外表面部分，金属管1的内壁被压向开槽塞4，由相应的多个圆周螺旋槽5的突起部限制的多个螺旋槽8就在开槽塞4经过的位置处形成。接着，通过精整模具7的直径调整后，即制造出内表面具有多个螺旋槽8的螺旋形内开槽金属管101。
在此，在螺旋形内开槽金属管101内壁形成的螺旋槽8具有相对于金属管轴线的一定角度(导角)。如将螺旋形内开槽金属管101作为热传导管使用，则当液态致冷剂沿螺旋槽8流动时，其形成环形流动。通过在螺旋形内开槽8设置导角，可以使内壁表面的液膜厚度变薄，相应地其热交换性能得到提高。
另一方面，作为制造具有带导角的螺旋形内开槽的螺旋形内开槽金属管的另一种方法，现有技术中还提出了一种通过扭转具有直内开槽的内开槽金属管以形成导角的方法。
众所周知，如果螺旋形内开槽的导角增加超过30度，则冷凝效率增加。根据图1所示的传统制造方法，为了增加螺旋形内开槽金属管的导角就要增加开槽塞圆周槽的导角。由于圆周槽导角的增加，内开槽管的拉伸载荷就要增加，这样就会在制造过程中出现如内开槽金属管断裂的问题。因此，就降低了具有带大导角的螺旋形内开槽的螺旋形内开槽金属管的生产效率。在实践中，螺旋形内开槽金属管的螺旋形内开槽的加工导角限制在大约37度。
另一方面，如果通过扭转直内开槽金属管以制造螺旋形内开槽金属管，则形成直内开槽的加工过程和扭转直内开槽金属管的加工过程必须分开进行，而且需要更多的大型设备，仍存在生产率不高的问题。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种在换热器中用作热传导管并在管的内表面具有多个带大导角的槽的螺旋形内开槽金属管，以及制造这样螺旋形内开槽管的方法。
本发明提供一种螺旋形内开槽金属管，其包括金属管和以螺旋方式设置于所述金属管内的多个槽，其中在内开槽形成之前，先将所述金属管扭转到一定的方向，然后，在内开槽形成后，再沿与所述一定方向的相反方向进行扭转。
本发明提供一种螺旋形内开槽金属管，其中所述金属管由从铜、铜合金、铝、铝合金、铁和钢组成的组中选择的金属组成。
本发明提供一种制造螺旋形内开槽金属管的方法，包括步骤扭转平滑表面金属管到一定的方向；在所述金属管的内部开槽；以及扭转所述内开槽金属管到所述一定方向的反方向。
本发明提供一种制造螺旋形内开槽金属管的方法，其中扭转平滑表面金属管到一定方向的步骤；在所述金属管的内部开槽的步骤；以及扭转所述内开槽金属管到与所述一定的方向相反的反向的步骤按顺序实施。
本发明提供一种制造螺旋形内开槽金属管的方法，其中在内部开槽之前通过旋转压缩所述平滑表面金属管的拉伸模具以实现所述平滑表面金属管的扭转。
本发明提供一种制造螺旋形内开槽金属管的方法，其中通过旋转到一定方向的旋转保持装置来实现所述拉伸模具的旋转。
本发明提供一种制造螺旋形内开槽金属管的方法，其中通过使平滑表面金属管绕作为旋转中心的所述金属管的轴线旋转来实现所述平滑表面金属管的扭转。
本发明提供一种制造螺旋形内开槽金属管的方法，其中通过旋转缠绕所述平滑表面金属管的卷筒来实现所述平滑表面金属管的扭转。
本发明提供一种制造螺旋形内开槽金属管的方法，其中通过设置在所述金属管内的开槽塞的旋转来实现所述平滑表面金属管内部的开槽。
本发明提供一种制造螺旋形内开槽金属管的方法，其中通过挤压所述金属管的外表面置有所述开槽塞的部位并旋转所述开槽塞来实现所述平滑表面金属管内部的开槽。
本发明提供一种制造螺旋形内开槽金属管的方法，其中所述开槽塞具有多个圆周螺旋槽。
本发明提供一种制造螺旋形内开槽金属管的方法，其中所述开槽塞与通过所述拉伸模具固定在所述金属管内的浮动塞形成可转动连接。
本发明提供一种制造螺旋形内开槽金属管的方法，其中所述平滑表面金属管的扭转方向与所述开槽塞的旋转方向相同。
本发明提供一种制造螺旋形内开槽金属管的方法，其中通过使内开槽金属管压缩的精整模具来实现所述内开槽金属管的扭转。
本发明提供一种制造螺旋形内开槽金属管的方法，包括步骤压缩平滑表面金属管；通过设置在所述金属管内开槽塞的旋转在所述平滑表面金属管内部开槽；压缩内开槽金属管；在内开槽之前，扭转所述平滑表面金属管到与所述开槽塞同样的方向；以及扭转所述内部开槽金属管到与所述开槽塞相反的方向。
下面将参照附图对本发明具体说明，其中图1是显示传统的螺旋形内开槽金属管制造方法的示意图；图2是显示根据本发明实施方式中的螺旋形内开槽金属管的一种制造方法的示意图；图3是显示根据本发明实施方式中的螺旋形内开槽金属管的另一种制造方法的示意图；图4是显示根据本发明实施方式螺旋形内开槽金属管的另一种制造方法的示意图；图5是显示导角的增加量和螺旋形内开槽金属管的旋转数之间的关系简图。
具体实施例方式
下面将参照附图对本发明的优选实施方式进行具体地说明。
图2是显示根据本发明实施方式的一种制造方法的示意图；平滑内、外表面的金属管1如软(退火)铜管通过位置A的导向辊10、位置B的拉伸模具11和旋转保持装置12进行拉伸。经过拉伸模具11后，在设置有开槽塞4和滚动球6的位置C处形成螺旋形内开槽。接着，金属管1通过精整模具7加工。到此为止的加工过程与上(述的传统方法相同，在本发明中，拉伸模具11为旋转形式，而旋转保持装置12设置成紧邻拉伸模具11。旋转保持装置12为拉伸模具11提供旋转运动并固定金属管1，或只对拉伸模具11提供旋转运动而不固定金属管1。在这两种情况下，通过旋转保持装置12对要进行内开槽加工的金属管1提供与开槽塞4的旋转方向相同方向的旋转来实现扭转加工，同时，开槽塞4通过连接杆3以一定的旋转速度以可转动方式支撑到浮动塞2上。因此，与在位置C处没有经过扭转加工制造的内开槽金属管相比，可以获得具有大导角内开槽的内开槽金属管15。
本实施方式进一步通过拉伸模具11和旋转保持装置12的旋转，在A和B之间的位置使金属管产生一定螺距的扭转变形，而作为刚性物体扭转的旋转设置在B和D之间的位置，通过位置D处的精整模具7就可以同轴产生一定螺距的反向扭转变形，此后，连续拉伸消除扭转变形。
在平滑内表面金属管的位置A和C之间形成在内开槽金属管中内开槽的导角，并在位置C处形成具有与开槽塞同样导角的内开槽。可以通过在位置D处反向扭转变形增加导角来获得较大的导角。
作为一种在平滑内表面金属管制造内开槽管的方法，通过在内开槽之前以一定的螺距旋转金属管，并通过连续增加扭转加工，就可以制造出大导角的内开槽金属管。
图3是显示本发明的另一实施方式。与图2中的实施方式不同的是，输送到拉伸模具11的金属管1以金属管1的轴线作为旋转中心旋转。
在本实施方式中，缠绕金属管1的卷筒13以恒定的速度沿与开槽塞4相同的旋转方向旋转。当金属管1较短时，通过夹紧金属管1使金属管1绕作为旋转中心的轴线旋转。在这两种情况下，由于卷筒或金属管旋转而不是图2实施方式中拉伸模具旋转，因此可以获得较大导角的内开槽金属管。
图4示出了本发明的另一实施方式。与图2和图3中的实施方式不同的是，拉伸和内开槽都由拉伸模具11确定，通过与拉伸模具11一起旋转的旋转保持装置12提供施加到内开槽金属管15上与开槽塞14同方向的旋转运动。
在本实施方式中，开槽塞14由浮动塞2通过短连接杆31进行可转动支撑。与其它实施方式一样，可以通过根据本实施方式增加内开槽导角。
下面将参照下列实施例对本发明具体说明。
实施例1根据图2所示的方法制造螺旋形内开槽金属管。将具有外径为10.4mm、壁厚0.39mm的平滑内、外表面软铜管作为金属管1。将内径为9.25mm的拉伸模具11、内径为8mm的精整模具7、以及开槽深度为0.2mm、槽数为50以及槽导角为39度的开槽塞4配备到设备中。通过将精整模具7和旋转保持装置12旋转到与开槽塞4同样的方向制造螺旋形内开槽金属管15。此时，螺旋形内开槽金属管15的导角根据金属管1的拉伸速度通过改变拉伸模具11的旋转数来测量。结果显示在图5中。在图5中，水平轴表示内开槽金属管15每运动单位长度时金属管1的旋转数。此外，图5中导角的增加量是基于金属管不旋转的情况。
如图5所示，当开槽塞4的导角相同时，通过旋转金属管1，内开槽金属管15的内开槽导角增加了大约6.5度。此外，通常与开槽塞4的旋转方向同样的方向旋转行星旋转压紧装置可以增加导角大约13度。综上所述，不考虑由于减少拉伸模具8的内径造成的导角减少，可以生产出具有与开槽塞几乎同样导角的螺旋形内开槽金属管。
实施例2根据图3所示的方法制造螺旋形内开槽金属管。使用与实施例1相同的软铜管、拉伸模具11、精整模具7和开槽塞4，通过将卷筒13旋转到与开槽塞4同样的方向并将拉伸模具11旋转到同样的方向制造螺旋形内开槽金属管。结果，可以将内开槽管15每运动单位长度时金属管1的旋转数达到30次/米，而与不旋转的金属管相比，可以获得增加大约10度导角的内开槽金属管15。
实施例3采用与实施例2中同样的步骤制造螺旋形内开槽管，但各参数是外径为20mm、壁厚0.5mm的软铜管、内径为17.5mm的拉伸模具11、内径为15mm的精整模具7、以及开槽深度为0.3mm、开槽数为48以及开槽导角为35度的开槽塞4。结果，可以将内开槽管15每运动单位长度时金属管1的旋转数达到30次/米，而与不旋转的金属管相比，可以获得增加大约10度导角的内开槽金属管15。
实施例4
根据图4所示的方法制造螺旋形内开槽金属管。将外径为10.4mm、壁厚为0.5mm具有平滑内、外表面的软铜管作为金属管1。将内径为9.25mm的拉伸模具11、内径为8mm的精整模具7、以及开槽深度为0.2mm、开槽数为50以及开槽导角为0度的开槽塞4配备到设备。通过与实施例1同样的旋转拉伸模具11和旋转保持装置12可以制造螺旋形内开槽金属管15。结果，可以获得导角大约为15度的内开槽金属管15。
如上所述，根据本发明，通过对金属管提供扭转加工，可以很容易获得螺旋形内开槽金属管，而不改变开槽塞的开槽导角以及不降低生产率。此外，更容易地制造出具有良好热传导特性的大导角的螺旋形内开槽金属管，就可以改善换热器如空调的特性，从而通过降低热消耗以有效地保护地球环境。
虽然本发明通过优选实例进行了公开和说明，但是应当认为本发明的权利要求书不应当局限于上述实施例，而是应当解释为体现所有落入本领域的熟练技术人员本基于本发明的基本教导可以获得的变化形式和更改结构。
权利要求
1.一种螺旋形内开槽金属管，包括金属管和以螺旋方式设置于所述金属管内的多个槽，其中在内开槽形成之前，先将所述金属管扭转到一定的方向，然后，在内开槽形成后，再沿与所述一定方向的相反方向进行扭转。
2.根据权利要求1所述的螺旋形内开槽金属管，其特征在于所述金属管由从铜、铜合金、铝、铝合金、铁和钢组成的组中选择的金属组成。
3.一种制造螺旋形内开槽金属管的方法，包括步骤扭转平滑表面金属管到一定的方向；在所述金属管的内部开槽；以及扭转所述内开槽金属管到所述一定方向的反方向。
4.根据权利要求3所述的制造螺旋形内开槽金属管的方法，其特征在于按照顺序实施所述步骤。
5.根据权利要求3所述的制造螺旋形内开槽金属管的方法，其特征在于在内部开槽之前通过旋转压缩所述平滑表面金属管的拉伸模具以实现所述平滑表面金属管的扭转。
6.根据权利要求5所述的制造螺旋形内开槽金属管的方法，其特征在于通过旋转到一定方向的旋转保持装置来实现所述拉伸模具的旋转。
7.根据权利要求3所述的制造螺旋形内开槽金属管的方法，其特征在于通过使平滑表面金属管绕作为旋转中心的所述金属管的轴线旋转来实现所述平滑表面金属管的扭转。
8.根据权利要求7所述的制造螺旋形内开槽金属管的方法，其特征在于通过旋转缠绕所述平滑表面金属管的卷筒来实现所述平滑表面金属管的扭转。
9.根据权利要求3所述的制造螺旋形内开槽金属管的方法，其特征在于通过设置在所述金属管内的开槽塞的旋转来实现所述平滑表面金属管内部的开槽。
10.根据权利要求9所述的制造螺旋形内开槽金属管的方法，其特征在于通过挤压所述金属管的外表面置有所述开槽塞的部位并旋转所述开槽塞来实现所述平滑表面金属管内部的开槽。
11.根据权利要求9所述的制造螺旋形内开槽金属管的方法，其特征在于所述开槽塞具有多个圆周螺旋槽。
12.根据权利要求9所述的制造螺旋形内开槽金属管的方法，其特征在于所述开槽塞与通过所述拉伸模具固定在所述金属管内的浮动塞形成可转动连接。
13.根据权利要求9所述的制造螺旋形内开槽金属管的方法，其特征在于所述平滑表面金属管的扭转方向与所述开槽塞的旋转方向相同。
14.根据权利要求3所述的制造螺旋形内开槽金属管的方法，其特征在于通过使内开槽金属管压缩的精整模具来实现所述内开槽金属管的扭转。
15.一种制造螺旋形内开槽金属管的方法，包括步骤压缩平滑表面金属管；通过设置在所述金属管内开槽塞的旋转在所述平滑表面金属管内部开槽；压缩内开槽金属管；在内开槽之前，扭转所述平滑表面金属管到与所述开槽塞同样的方向；以及扭转所述内部开槽金属管到与所述开槽塞相反的方向。
16.根据权利要求15所述的制造螺旋形内开槽金属管的方法，其特征在于通过旋转压缩所述平滑表面金属管的拉伸模具来实现所述平滑表面金属管的扭转。
17.根据权利要求15所述的制造螺旋形内开槽金属管的方法，其特征在于通过旋转到与所述开槽塞同样方向的旋转保持装置来实现所述拉伸模具的旋转。
18.根据权利要求15所述的制造螺旋形内开槽金属管的方法，其特征在于通过绕作为旋转中心的所述金属管的轴线旋转的平滑表面金属管来实现所述平滑表面金属管的扭转。
19.根据权利要求18所述的制造螺旋形内开槽金属管的方法，其特征在于通过缠绕所述平滑表面金属管的卷筒的旋转来实现所述平滑表面金属管的扭转。
20.根据权利要求15所述的制造螺旋形内开槽金属管的方法，其特征在于通过挤压所述金属管外表面置有所述开槽塞的部分及旋转开槽塞来实现所述平滑表面金属管内部的开槽。
21.根据权利要求15所述的制造螺旋形内开槽金属管的方法，其特征在于所述开槽塞具有多个圆周螺旋槽。
22.根据权利要求15所述的制造螺旋形内开槽金属管的方法，其特征在于所述开槽塞与由所述拉伸模具固定在所述金属管内的浮动塞形成可转动连接。
23.根据权利要求15所述的制造螺旋形内开槽金属管的方法，其特征在于通过压缩内开槽金属管的精整模具来实现所述内开槽金属管的所述扭转。
全文摘要
本发明提供一种在热交换器中用作热传导管并在管的内表面具有多个带大导角的槽的螺旋形内开槽金属管，以及制造这种内开槽管的方法。一种用于制造螺旋形内开槽金属管的方法，包括步骤压缩平滑表面金属管；通过设置在所述金属管内的开槽塞的旋转对所述平滑表面金属管内部开槽；压缩内开槽金属管；在内部开槽之前，扭转所述平滑表面金属管到与所述开槽塞同样的方向；以及扭转所述内部开槽金属管到与所述开槽塞旋转方向相反的方向。
文档编号B21H3/00GK1524642SQ03106800
公开日2004年9月1日 申请日期2003年2月28日 优先权日2003年2月28日
发明者清藤雅宏, 铃木喜夫, 大谷忠男, 夫, 男 申请人:日立电线株式会社