专利名称：传热管以及装有这种传热管的换热器的制作方法
技术领域：
本发明涉及在排气再循环的气体冷却装置之类的多管式换热器中，在冷却水、冷却风、车用空调用的致冷剂、或其它致冷剂与排气再循环的气体、含有煤烟的燃烧废气等等的气体之间进行热交换时用的传热管，以及装有这种传热管的换热器。
背景技术：
以往，在汽车的发动机之类的装置中，无论是汽油发动机还是柴油发动机，一直在使用排气再循环系统，它是把废气的一部分从废气系统中抽出来，让它再返回发动机的吸气系统中，加入到混合气和吸入的空气中。排气再循环系统，特别是在排气再循环率高的柴油发动机的低温排气再循环系统中，为了在降低废气中的NOX，防止燃料费用增加的同时，防止由于温度过度上升而使排气再循环阀的功能降低和寿命降低，设置了用冷却水、冷却风、致冷剂、以及其它冷却介质对高温的排气再循环气体进行冷却的装置。
而且，如图3所示，这种排气再循环气体冷却装置，都是布置了许多根细直径传热管，使排气再循环的气体能在其内部流通，而让冷却水或冷却风、致冷剂等冷却介质在这些传热管的外面流通，通过传热管在排气再循环气体与冷却介质之间进行热交换。
这样的传热管，作为记载在下列各种专利文献中的发明，是公知的特开平11-108578号公报、特开2001-227413号公报、EP-1265046 A2号公报、特开2002-28775号公报。这些以往公知的传热管，因为流体所流通的内圆周表面平整光滑，所以流通的废气中所含的煤烟很容易堆积起来。当煤烟附着在这种传热管的内表面上并堆积起来时，会产生绝热作用，减少热量的交换，成为性能很差的很不理想的传热管。而且，以往所采用的，把这些煤烟从传热管的内表面上除掉的方法，是在传热管使用了一定时间之后，用刷子状的工具把它们刷下来，或者，停止传热管的冷却工作，把传热管加热到高温，把煤烟燃烧掉。
可是，用刷子状的工具把附着在传热管内表面上的煤烟刷下来，或者，停止传热管的冷却工作，把传热管加热到高温，把煤烟燃烧掉这样的方法，不仅很费工时，还必须停止传热管的冷却工作，是一种使传热管的作业效率大大降低的方法。此外，为了防止这样的缺点，防止煤烟附着在传热管的内表面上，曾经把氟类树脂等表面能量很低的涂层涂敷在传热管的内表面上。可是，这种在传热管的内表面上涂敷表面能量很低的涂层的方法，由于氟类树脂等表面能量很低的涂层，与金属相比，其热传导率很低，传热性能很差，降低了原本作为换热器的传热管的传热效率。
发明内容
本发明是一种解决以上问题的发明，它不会使作为传热管的根本目的的传热效率降低，此外，不必停止传热管的冷却工作，就能除掉附着在传热管内表面上的煤烟，或者不使煤烟附着。此外，在进行这种除掉煤烟，减少煤烟在传热管内表面上的附着量，或者通过不使煤烟附着，把由于煤烟的附着而使传热管的传热效率的降低减小到最低限度的同时，还能制成传热面积很多的传热管，使得传热管始终能有效地在传热管内部流动的流体与在传热管外部流动的流体之间进行高效率的热交换。
本发明为解决上述问题的第一发明是这样一种传热管，它在流体能在内部流动的坯料管的内圆周表面上，形成与管子的轴线平行而且在圆周方向连续的，断面形状为有一定深度的凹槽的纵向沟槽，并且在连续的纵向沟槽之间形成一定厚度的分隔壁。
此外，第二发明是这样一种换热器，它由在流体能在内部流动的坯料管的内圆周表面上，形成与管子的轴线平行而且在圆周方向连续的，断面形状为有一定深度的凹槽的纵向沟槽，并且在连续的纵向沟槽之间形成一定厚度的分隔壁的传热管组装而成。
此外，也可以在坯料管内部设置沿着管子轴线方向的长条板状散热片部件，在这种板状散热片部件的表面和坯料管的内圆周表面上，形成若干条与管子轴线平行且连续的，断面形状做成有一定深度的凹槽的纵向沟槽，并且在连续的纵向沟槽之间形成一定厚度的分隔壁。
此外，纵向沟槽的离开相邻的分隔壁的中心部分的距离P为0.2～2.0mm，而从分隔壁的顶端开始的深度H为0.5P～1.0Pmm。
此外，纵向沟槽的底部可以做成平面，可以通过角部把该底部与分隔壁连接起来。
此外，纵向沟槽的底部可以做成平面，可以通过弧形部分把该底部与分隔壁连接起来。
此外，纵向沟槽也可以做成把底部和分隔壁连续成圆弧形状。
此外，板状散热片部件可以设置成一端与坯料管的内圆周面连接，另一端凸出在坯料管内部，不与坯料管的内圆周面接触。
此外，板状散热片部件也可以设置成把坯料管的内部空间分割成多个空间。
此外，板状散热片部件也可以做成与坯料管分开的板状部件，这种板状部件弯折后，形成与坯料管的内圆周面相对的连接面，再把这种连接面用钎焊或熔接连接在坯料管的内圆周面上。
此外，板状散热片部件也可以在坯料管成型时与坯料管做成一个整体。
如上所述，本发明的传热管，是在流体能在内部流动的坯料管的内圆周表面上，形成与管子的轴线平行而且在圆周方向连续的，横断面形状有一定深度的凹槽的纵向沟槽，并且在连续起来的纵向沟槽之间形成一定厚度的分隔壁。已经经过实验确认，借助于这种结构，在传热管的内表面上没有附着煤烟。可是，还没有从理论上弄清楚其必然性，即，不清楚是由于什么理由使得煤烟没有附着在传热管的内表面上。只能推测，煤烟之所以没有附着在该传热管的内表面上可能是由于下列两个理由。
第一个理由是，在分隔壁的顶点部分和凹槽的底部，在传热管内部流动的流体的流速不同。由于这种速度的差别，发生了把边界层内的流体吸引到流过传热管的中心部分的主流中来的爆裂现象。由于这种爆裂现象，附着在纵向沟槽表面上的煤烟，便随着边界层的流体被吸引到主流中而剥落下来，并流入主流之中。此外，由于这种边界层的流体被吸引到主流中的现象在传热管内部是经常发生的，所以，流体中所包含的煤烟等杂质就很难附着在传热管的内表面上，从而可以推断，这就是能经常地防止由于煤烟的附着而使传热效率降低的原因。
此外，第二个理由是，由于流动阻力大，含有煤烟粒子的废气不能一直达到传热管的内表面上形成的纵向沟槽的内部，结果，就可以推断，这就是煤烟没有附着在传热管内部的理由。此外，也可以考虑是第二个理由与上述第一个理由互相叠加的作用所造成的。
此外，已经用实验确认，把在传热管中形成的纵向沟槽与相邻的分隔壁的中心部分之间的距离P定为0.2～2.0mm，而把它离开分隔壁顶端的深度H定为0.5P～1.0Pmm，能达到使上述煤烟剥离的最佳效果。当与分隔壁的中心部分之间的距离P小于0.2mm时，就不能形成真正的凹槽，会使爆裂现象产生的次数减少，从而缺乏将边界层的流体吸引到主流中所产生的煤烟的剥离效果，或者由于流动阻力小，含有煤烟粒子的废气会一直流入纵向沟槽的内部。此外，即使把与分隔壁的中心部分之间的距离P做成大于2.0mm，并没有使爆裂现象产生的次数增加，防止含有煤烟粒子的废气流入的效果也没有发生变化，也没有增大剥离的效果，但，却发生了不希望发生的压力损失增大的问题。此外，当把距离P做得大于2.0mm时，会使制造困难，传热管的价格会变得很昂贵。
此外，当从分隔壁顶端开始的凹槽的深度H小于0.5Pmm时，就不能形成真正的凹槽，减少了发生爆裂现象的次数，缺乏将边界层的流体吸引到主流中所产生的煤烟剥离的效果，或者由于流动阻力小，含有煤烟粒子的废气会一直流入纵向沟槽的内部。此外，即使把离开分隔壁顶端的深度H做成大于1.0Pmm，并不能使爆裂现象发生的程度增强，也不能使剥离效果增加，防止含有煤烟粒子的废气流入的效果也没有发生变化。而且，当离开分隔壁顶端的深度H做成大于1.0Pmm时，压力损失增大了，这是不好的。
此外，当在坯料管内部设置沿着管子轴线方向的长条板状散热片部件时，在这种板状散热片部件的表面和坯料管的内圆周表面上，形成若干条与管子轴线平行且连续的，断面形状做成有一定深度的凹槽的纵向沟槽，并且在连续的纵向沟槽之间形成一定厚度的分隔壁时，就能大大增加传热管的传热面积，从而能提高传热管的传热效率。而且，在传热管内部流动的流体的热量，不仅能传递给面积广大的坯料管，而且还能传递给板状散热片部件，而这种板状散热片部件所接受的热量又能高效率地传递给坯料管，所以能提高在传热管内外流动的流体之间的换热效率。此外，由于在坯料管和板状散热片部件上设置了纵向沟槽，能防止由于煤烟而使传热效率降低，从而能使传热管长期保持高效率的热交换。
此外，关于设置在板状散热片部件上的纵向沟槽，理想的是使相邻的分隔壁的中心部分之间的距离P为0.2～2.0mm，而从分隔壁顶端开始的深度H为0.5P～1.0Pmm，这样能取得剥离煤烟的最佳效果。
此外，设置在坯料管内圆周表面和板状散热片部件的表面上的纵向沟槽，可以是任何形状，例如，可以把底部做成平面，通过角部把该底部与分隔壁连接起来。由于设置了这种角部，无论是设置在底部和壁面上呈直线的纵向沟槽，其制作技术都很容易，能用很低的成本制造传热管。
此外，也可以把纵向沟槽的底部做成平面，而通过弧形部分把该底部与分隔壁连接起来。由于存在这种弧形部分，所以很容易发生将边界层的流体吸引到主流中的爆裂现象，在提高附着在纵向沟槽表面上的煤烟的剥离效果的同时，使含有增大流动阻力的煤烟粒子的废气难以进入纵向沟槽的内部。
此外，如果把纵向沟槽做成底部与分隔壁用圆弧形连接，能使所发生的爆裂现象的程度最强，煤烟的剥离效果最佳，同时，能使含有增大流动阻力的煤烟粒子的废气难以进入纵向沟槽的内部。此外，当把纵向沟槽做成圆弧形时，最好把圆弧的半径R对于分隔壁的中心部分之间的距离P来说，做成在0.5P～1.0Pmm的范围内。当把上述半径R做得小于0.5Pmm时，爆裂现象的发生次数就会减少，就会使煤烟的剥离效果降低，或者会让含有流动阻力小的煤烟粒子的废气进入纵向沟槽的内部。此外，当把上述半径R做得大于1.0Pmm时，并不能增大发生爆裂现象的程度，防止含有煤烟粒子的废气流入的效果也不会发生变化，而且，如果把半径R做得大于1.0Pmm，制造就很困难，将会提高传热管的价格。
此外，可以让板状散热片部件的一端与坯料管的内圆周表面连接，而另一端则设置成凸出在坯料管内，不与坯料管的内圆周表面连接。由于设置了这种凸出的板状散热片部件，在传热管内部流动的流体便会产生紊流，由于边界层的剥离，能促进内、外流体通过传热管的热交换。此外，由于流体产生了紊流，促进了附着在传热管内表面上的煤烟的剥离，能防止传热性能的降低。
此外，板状散热片部件也可以设置成把坯料管的内部空间分割成多个。在这种情况下，能防止流体的流动偏向一边，流体在传热管内部的流动分散了，并增大了流体对传热管的内圆周表面的接触面的压力，能将流体的热量以很高的效率传递给传热管，提高其换热性能。
此外，板状散热片部件也可以在坯料管成形时与坯料管做成一个整体，在做成一个整体的情况下，热量从板状散热片部件向坯料管流动就没有阻力，并且能省略坯料管与板状散热片部件的连接工序。
此外，板状散热片部件也可以与坯料管分开，用板材制成，在以后的工序中再把双方连接起来，例如，板状散热片部件是将板材折弯后形成与坯料管的内圆周表面对应的连接面，再把这种连接面用钎焊或者熔接，把坯料管与板状散热片部件连接起来。利用这种制造方法，坯料管与板状散热片部件通过连接面在广大的面积上接触，并且还能使坯料管与板状散热片部件的接触面积扩大，扩大的量是钎焊材料的圆角所形成的宽度，从而能提高坯料管与板状散热片部件之间的传热性能。此外，还进一步提高了板状散热片部件在坯料管内的稳定性，防止由于流体的流动和传热管的振动等等使得板状散热片部件松散或变形，从而能提高传热管的使用性能和寿命。
此外，上述传热管可用于汽车的发动机，其它内燃机，致冷和取暖设备，以及任何要进行热交换的装置中。而且，如果把本发明的传热管组装在发动机的排气再循环气体的冷却装置中，或者其它多管式换热器中，能对排气再循环气体进行高效率的冷却。因此，在排气再循环系统中，特别是在柴油发动机的高排气再循环率的低温排气再循环系统中，能在降低废气中的NOx的同时，防止燃料费用的增加。此外，还能防止温度过度上升，以及可靠地防止排气再循环阀门变劣和功能下降。
此外，在本发明中使用的坯料管，可以使用与管子的轴线方向成直角的断面形状为圆形、椭圆形、长圆形、扁平形或者正方形等等的管子。此外，既可以使用铜、铝、黄铜、不锈钢等金属，做成把板状散热片部件设置在坯料管内部与其成为一体的传热管，也可以把用上述任何一种金属制成的板状散热片部件设置在金属制成的坯料管内部，形成传热管。
图1表示本发明的第一实施例，是在坯料管的内圆周面上形成呈圆弧形凹槽的多条纵向沟槽的传热管的立体图；图2是设置在坯料管的内圆周面上的纵向沟槽部分的放大断面图；图3是安装了多根本发明的传热管的排气再循环气体的冷却装置的一部分切开后的平面图；图4表示本发明的第二实施例，是在坯料管内设有断面形状为十字形的，沿着管子轴线方向的长板状散热片部件的传热管的立体图；图5是设置在板状散热片部件的表面上的纵向沟槽部分的放大断面图；图6表示本发明的第三实施例，是在坯料管内设有断面形状大致呈I字形的板状散热片部件的传热管的端面图；图7表示本发明的第四实施例，是在坯料管内设有断面形状呈扁平形的凹凸的板状散热片部件，把坯料管内部空间分隔成多个空间的传热管的端面图；图8表示本发明的第五实施例，是在坯料管内设有多个断面形状大致呈L字形的板状散热片部件的传热管的端面图；图9表示本发明的第六实施例，是纵向沟槽部分的放大断面图；图10表示本发明的第七实施例，是纵向沟槽部分的放大断面图；图11表示本发明的第八实施例，是纵向沟槽部分的放大断面图。
具体实施例方式
下面，参照图1～图3，说明将本发明的传热管使用于汽车的低温排气再循环系统的排气再循环气体冷却装置的第一实施例。附图中，标号1是传热管，在流体能在其内部流动的坯料管2的内圆周面上，形成了若干纵向沟槽4，这些纵向沟槽4的与管子轴线方向成直角的断面形状为具有一定深度的凹槽3。这些纵向沟槽4与传热管1的管子轴线平行，并且在传热管1的圆周方向上连续地形成。此外，这些连续的纵向沟槽4还形成了把它们之间分隔开来的，有一定厚度的分隔壁5。此外，在第一实施例中，通过把纵向沟槽4的底部9与分隔壁5连接成圆弧形，使得凹槽3的断面形状大致呈半圆形。
而且，如图2所示，在传热管1中形成的纵向沟槽4，使相邻的分隔壁5的中心部分之间的距离P在0.2～2.0mm的范围内，从分隔壁5的顶端开始的深度H做成在0.5P～1.0Pmm的范围内，可以认为是上述剥离煤烟的效果，以及防止含有煤烟粒子的废气流入效果最佳的方案，并且能产生防止煤烟附着的效果这个事实得到了实验的确认。此外，作为形成圆弧形凹槽3的半径R，在0.5P～1.0Pmm的范围内。
使用上述那样的传热管1的排气再循环气体的冷却装置6如图3所示。这种排气再循环气体的冷却装置6，有一对管板8连接在圆筒形管壳7的两端附近，能将其内部密封起来。而且，在这一对管板8之间连接布置着贯穿管板8的许多根第一实施例的传热管1。此外，在管壳7的两端还连接着设有排气再循环气体的导入口10和导出口11的封罩12。
还有，在管壳7的外圆周上，通过设置发动机的冷却水、冷却风、车用空调机用的致冷剂等冷却介质的流入口13和流出口14，使得用一对管板8隔成的气密空间成为能让冷却介质流通的冷却部分15。此外，最好在这个冷却部分15内连接布置多块支承板16，借助于让传热管1穿过设置在这些支承板16上的通孔17，使其成为折流板，在稳定地支承传热管1的同时，还能使在冷却部分15内流动的冷却介质以蛇行的方式流动。
此外，在以上所述的排气再循环气体的冷却装置6中，当从导入口10向管壳7内导入高温排气再循环气体时，这种排气再循环气体便流入布置在管壳7内的许多传热管1内。由于在布置了这些传热管1的冷却部分15中，预先就有发动机的冷却水之类的冷却介质在传热管1的外部流通，所以就能通过传热管1的内、外表面，在排气再循环气体与冷却介质之间进行热交换。
在上述热交换过程中，流过传热管1内部流动的流体，例如像柴油发动机的废气之类的气体，在流体中含有煤烟等的情况下，这些煤烟就会附着和堆积在传热管1的内圆周面上。可是，在本发明的实施例中，煤烟不会附着在传热管1的内部，其第一个理由是，由于在分隔壁5的顶点部分和凹槽3的底部9的流动阻力不同，所以在传热管1内部流动的流体的流速也互不相同。由于这种速度差，就会发生边界层上的流体被吸引到流过传热管1的中心部分的主流中去的爆裂现象，由于这种爆裂现象，可以推断，附着在纵向沟槽4的表面上的煤烟，就会随着边界层的流体被吸引到主流中去而剥离，也流入主流中。
此外，煤烟之所以不会附着在传热管1内部的第二个理由是，由于流动阻力很大，所以可以推断，含有煤烟粒子的废气不能到达在传热管1内表面上形成的纵向沟槽4的内部，结果，煤烟就不会附着在传热管1的内部。此外，还可以考虑该第二个理由与上述第一个理由叠加起来所起的作用。
此外，由于可以推断，这种边界层的流体被吸引到主流中去的现象，和防止含有煤烟粒子的废气流入的效果是一直在传热管1内部发生的，因此可以断定，流体中所含有的煤烟等杂质很难附着在传热管1的内表面上，从而能经常地防止由于煤烟的附着而使传热效率降低。
此外，在上述第一实施例中，在坯料管2内没有设置任何散热片部件，但，在以下的第二～第五实施例中，通过在坯料管2内设置板状散热片部件18，能达到增大传热面积，提高传热管1的换热性能的目的。首先，在第二实施例中，如图4所示，在坯料管2的内圆周面上设有端面形状为十字形的，沿管子轴线方向为长条形的板状散热片部件18，以增大传热管1的传热面积。这种板状散热片部件18是在坯料管2成形时与该坯料管2做成一体的，它把传热管1的内部空间21分隔成放射形的四个空间。
此外，如图4和图5所示，在第二实施例中，不仅在坯料管2的内圆周面上，而且在板状散热片部件18的两个表面上，也形成了许多条与传热管1的管子轴线平行而且连续的纵向沟槽4，这些纵向沟槽4与管子轴线成直角的断面形状做成有一定深度的圆弧形凹槽3。而且，在这些连续的纵向沟槽4上，形成了把互相连续的纵向沟槽4分隔开来的，有一定厚度的分隔壁5。
而且，如图2和图5所示，在上述坯料管2的内圆周面和板状散热片部件18的两个表面上形成的纵向沟槽4，把相邻的分隔壁5的中心部分之间的距离P做成在0.2～2.0mm的范围内，而从分隔壁5的顶端开始的深度H做成在0.5P～1.0Pmm的范围内。此外，作为形成圆弧形凹槽3的半径R，做成在0.5P～1.0Pmm的范围内。即使是设有这样的纵向沟槽4和板状散热片部件18的第二实施例的传热管1，也可以认为是上述煤烟的剥离效果和防止含有煤烟粒子的废气流入的效果最佳的传热管，并且，已经在实验中确认了防止煤烟附着的效果。
此外，上述第二实施例的传热管1，由于在内部设置了板状散热片部件18的同时，还在这种板状散热片部件18的两个表面上和坯料管2的内圆周面上形成了许多条纵向沟槽4，所以能增大传热面积。还有，通过把坯料管2与板状散热片部件18做成一个整体，热量从板状散热片部件18向坯料管2流动没有阻力，能提高双方的传热性能。这样，排气再循环气体的热量传递给板状散热片部件18，而板状散热片部件18上的热量又以很高的效率传递给坯料管2的表面。此外，由于借助于板状散热片部件18把内部空间21分隔成四部分，因而能防止排气再循环气体的流动偏向一边，排气再循环气体分散在四个分隔开来的内部空间21内部流动，并且还增大了排气再循环气体与传热管1内圆周面的接触面积，从而能以很高的效率将排气再循环气体的热量向传热管1传递。因此，能通过传热管1在排气再循环气体与冷却介质之间进行高效率的热交换。
此外，在第二实施例中，也由于在板状散热片部件18的两个表面上，和在坯料管2的内圆周面上形成许多条纵向沟槽4，使得流体中所含有的煤烟等杂质很难附着在传热管1的内表面上，从而能经常地防止由于煤烟的附着而使传热效率降低。因此，借助于设置板状散热片部件18，能长时间地保持很高的传热性能，始终以很高的效率进行热交换。
下面，参照图6说明第三实施例的传热管1。上述第二实施例的传热管1，是把端面形状为十字形的板状散热片部件18设计成与坯料管2做成一个整体。与此相反，在第三实施例中，是把端面形状大致呈I字形的板状散热片部件18与坯料管2分开制造，如图6所示，把板状散热片部件18用钎焊连接固定在坯料管2的内圆周面上，把内部空间21分隔成两部分。为了进行钎焊，把板材长度方向的两个侧边向互相相反的方向弯曲，形成了有一对与坯料管2的内圆周面相对应的略呈圆弧形的连接面19的板状散热片部件18。而且，使这一对连接面19与坯料管2的内圆周面密切接触，然后再进行钎焊，所以坯料管2与板状散热片部件18能借助于钎料的角焊缝20而连接固定在一起，并且坯料管2与板状散热片部件18之间的传热能通过连接面19和该角焊缝20来进行，能使传热面积增大，增加热量的传递。
此外，在第三实施例中，也在坯料管2的内圆周面和板状散热片部件18的两个表面上，形成了连续的许多条断面形状为具有一定深度的弧形凹槽3的纵向沟槽4，但是，在板状散热片部件18的连接面19与坯料管2的内圆周面的连接面19的接触部位上，不设纵向沟槽4，以增加坯料管2的内圆周面与连接面19的接触面积，使得坯料管2与板状散热片部件18之间有良好的传热性能。
不过，也可以在板状散热片部件18的连接面19和坯料管2的整个内圆周面上都设置纵向沟槽4。在这种情况下，虽然在连接面19与坯料管2的内圆周面上由于互相都有纵向沟槽4而产生了间隙，但由于钎料的流入而形成的角焊缝20塞满了间隙，从而增加了相互之间的接触面积，仍能提高传热性能。
这样，虽然由于分别制造坯料管2和板状散热片部件18，需要把双方钎焊起来的工序，但，却方便了在坯料管2和板状散热片部件18上设置纵向沟槽4和分隔壁5。还有，由于坯料管2与板状散热片部件18不仅通过连接面19，而且也通过角焊缝20以很大的接触面积互相接触，提高了坯料管2和板状散热片部件18之间的传热性能，从而能提高在传热管1内部流动的排气再循环气体与在传热管1外部流动的冷却介质之间的换热效率。
此外，也可以用焊接来连接和固定连接面19与坯料管2的内圆周面。由于在利用熔融的金属材料堵塞上述间隙的同时，板状散热片部件18与坯料管2之间的热传导还能通过连接面19和熔融金属材料的厚度部分来进行，所以能获得换热性能优良的传热管1。
此外，如图7所示，在坯料管2与板状散热片部件18分别制造的另一个不同的第四实施例中，是在端面形状呈扁平形的坯料管2的内部，设置沿着与管子轴线平行的方向来回地折叠多次，把坯料管2的内部空间21分隔成多个空间的板状散热片部件18。而且，用钎焊把与内表面平行的连接面19焊接在坯料管2的互相相对的宽度较宽一侧的内表面上，通过角焊缝20把坯料管2与板状散热片部件18连接固定在一起。
这样，用板状散热片部件18把坯料管2的内部空间21在管子的长边方向上分隔成多个空间，即使它是扁平形状的，也能很好地防止排气再循环气体的气流偏向一边。此外，在扁平形状的坯料管2内设置了如上所述的有凹凸形状的板状散热片部件18的传热管1，例如在EP-1265046 A2号公报、特开2002-28775号公报中所记载的，是一直以来就有的。不过，在本发明中，由于在板状散热片部件18上设置了许多纵向沟槽4，能增大其传热面积。还有，因为板状散热片部件18与坯料管2的接触面积多，从排气再循环气体向板状散热片部件18的传热性能，以及从板状散热片部件18向坯料管2的传热性能都提高了，与现有的技术相比，能提高排气再循环气体与冷却介质之间通过传热管1的换热效率。此外，由于在板状散热片部件18上形成了纵向沟槽4，所以能提高防止煤烟附着在传热管1内表面上的效果，和煤烟的剥离效果。
此外，在上述第二～第四实施例中，是借助于板状散热片部件18把坯料管2的内部空间21分隔成多个空间的。与此相反，在图8中所示的另一个不同的第五实施例中，是把多块板状散热片部件18的一端连接在坯料管2内部四周的表面上，而其另一端凸出在坯料管2内部，不与坯料管2内部四周的表面接触，不把内部空间21分隔开来。这种板状散热片部件18是把长的板材弯曲成端面形状大致呈L字形，并在其一端设置连接面19。把这种板状散热片部件18的连接面19，互相错开地钎焊或焊接在端面形状大致呈四角形的坯料管2的相对的内表面上。此外，在本实施例中，在坯料管2的内表面和板状散热片部件18的两个表面上，也形成许多条连续的，断面形状为有一定深度的圆弧形的凹槽3的纵向沟槽4。
这样，借助于在坯料管2内设置不把内部空间21分隔开来的板状散热片部件18，就能在增大传热管1的传热面积的同时，使得在其内部流动的排气再循环气体产生紊流，由于边界层的剥离，通过传热管1促进了排气再循环气体与冷却介质之间的热交换。此外，由于在坯料管2的内表面和板状散热片部件18的两个表面上设置了纵向沟槽4所产生的效果，煤烟很难附着在传热管1的内表面上，而由于板状散热片部件18使得排气再循环气体产生紊流，促进了附着在传热管1的内表面上煤烟的剥离，从而能经常防止由于煤烟的附着而使传热效率降低。
此外，在上述第四和第五实施例中，也是既可以在板状散热片部件18的连接面19与坯料管2的内表面上的连接面19的接触部位上不设置纵向沟槽4，以增加互相之间的接触面积；也可以设置纵向沟槽4，而用钎焊材料和金属材料的角焊缝20堵塞相互的接触面之间的间隙，以提高板状散热片部件18与坯料管2之间的传热性能。
此外，在上述第一～第五实施例中，设置在坯料管2的内表面上和板状散热片部件18的两个表面上的纵向沟槽4的形状，是把凹槽3做成与底部9和分隔壁5的壁面连接成圆弧形的形状，但，也可以把纵向沟槽4做成任何其它的形状。在图9中所示的第六实施例中，就把纵向沟槽4的底部9做成平面，并且把分隔壁5的壁面也做成平面，用大致呈直角的角部22把这种分隔壁5与底部9连接起来，形成凹槽3。此外，在这种情况下，也是最好把图9中所示的相邻的分隔壁5的中心部分之间的距离P做成在0.2～2.0mm的范围内，而从分隔壁5的顶端开始的深度H做成在0.5P～1.0Pmm的范围内，从而能获得最佳的煤烟剥离效果。
设有这样的角部22，并且底部9和分隔壁5的壁面都做成平面的纵向沟槽4，与圆弧形的情况相比，其制造技术就容易得多。此外，即使是这种形状，由于会发生爆裂现象，附着在纵向沟槽4的表面上的煤烟的剥离效果仍旧很好。
此外，在图10所示的第七实施例中，纵向沟槽4把底部9和分隔壁5都做成平面，并通过圆弧部分23把该分隔壁5与底部9连接起来，形成凹槽3。此外，第一实施例是把底部9与分隔壁5连接成圆弧形，而且圆弧的曲率半径很大，而在第七实施例中，则是用曲率半径比较小的弧形部分23把平面形状的底部9和分隔壁5连接起来。
此外，图11表示第八实施例，它是用通过弧形部分23把用平面形成的底部9和分隔壁5连接起来的凹槽3来形成纵向沟槽4的另一个不同的实施例。不过，在这个第八实施例中，弧形部分23的曲率半径比第一实施例的圆弧形凹槽3的曲率半径小，但比第七实施例的弧形部分23的曲率半径大。
如上所述，在第七、第八实施例中，最好也把相邻的分隔壁5的中心部分之间的距离P做成在0.2～2.0mm的范围内，而把从分隔壁5的顶端开始的深度H做成在0.5P～1.0Pmm的范围内。在设有这种纵向沟槽4的传热管1中，由于发生了边界层的流体被吸引到主流中的爆裂现象，附着在纵向沟槽4表面上的煤烟的剥离效果很高，并且，与第六实施例那样的具有角部22的纵向沟槽4相比，含有煤烟粒子的废气很难进入纵向沟槽4的内部去。此外，由于只要把做成平面的底部9与分隔壁5的连接部分做成弧形就可以了，不需要把弧形部分23制造得很精密，能使制造简单易行。
此外，在表示第六～第八实施例的图9～图11中，只表示了坯料管2和设置在其内表面上的纵向沟槽4的放大图。在上述第六～第八实施例中，也与第一实施例一样，可以制成不在坯料管2内设置板状散热片部件18的传热管1。此外，也可以像第二～第五实施例那样，制成在坯料管2内设置板状散热片部件18的传热管1，而在坯料管2的内表面和板状散热片部件18的表面上，设置像第六～第八实施例中的任何一种形状的纵向沟槽4。
由于本发明提供了以上所述的结构，它不仅不降低作为传热管基本目的的传热效率，而且，不必停止传热管的冷却工作，就能除掉附着在传热管内表面上的煤烟，还能防止煤烟流入纵向沟槽内。此外，在传热管的内表面上煤烟的附着量很少时，就能进行这种除掉煤烟的工作。而且，实验证明，本发明能把由于煤烟而使传热管的传热效率的降低限制在最低限度。
此外，当制成在坯料管内部设有板状散热片部件的传热管时，由于上述板状散热片部件的存在，以及在板状散热片部件和坯料管上形成的纵向沟槽，能增大传热管的传热面积，更进一步，由于提高了板状散热片部件与坯料管之间的传热性能，所以能提高在传热管的内、外流动的流体之间的换热性能。此外，由于防止煤烟附着的效果很高，而且把由于煤烟而造成的传热管传热效率的降低限制在最小限度，从而能长期保持这种优良的换热性能。
权利要求书(按照条约第19条的修改)1.(修改后)一种传热管，其特征在于，在流体能在内部流动的坯料管的内圆周表面上，形成与管子的轴线平行而且在圆周方向连续的，断面形状为有一定深度的凹槽的纵向沟槽，并且在连续的纵向沟槽之间形成一定厚度的分隔壁，纵向沟槽与相邻的分隔壁的中心部分之间的距离P为0.2～2.0mm，从分隔壁的顶端开始的深度H为0.5P～1.0Pmm。
2.(修改后)一种装有传热管的换热器，其特征在于，上述传热管在流体能在内部流动的坯料管的内圆周表面上，形成与管子的轴线平行而且在圆周方向连续的，断面形状有一定深度的凹槽的纵向沟槽，并且在连续的纵向沟槽之间形成一定厚度的分隔壁，纵向沟槽与相邻的分隔壁的中心部分之间的距离P为0.2～2.0mm，从分隔壁的顶端开始的深度H为0.5P～1.0Pmm。
3.(修改后)如权利要求1所述的传热管，其特征在于，在其坯料管内部设置沿着管子轴线方向的长条板状散热片部件，在这种板状散热片部件的表面和坯料管的内圆周表面上，形成若干条与管子轴线平行且连续的，断面形状做成有一定深度的凹槽的纵向沟槽，并且在连续的纵向沟槽之间形成一定厚度的分隔壁，纵向沟槽与相邻的分隔壁的中心部分之间的距离P为0.2～2.0mm，从分隔壁的顶端开始的深度H为0.5P～1.0Pmm。
4.(修改后)如权利要求2所述的装有传热管的换热器，其特征在于，坯料管的结构为，在内部设置沿着管子轴线方向的长条板状散热片部件，在这种板状散热片部件的表面和坯料管的内圆周表面上，形成若干条与管子轴线平行且连续的，断面形状做成有一定深度的凹槽的纵向沟槽，并且在连续的纵向沟槽之间形成一定厚度的分隔壁，纵向沟槽与相邻的分隔壁的中心部分之间的距离P为0.2～2.0mm，从分隔壁的顶端开始的深度H为0.5P～1.0Pmm。
5.删除6.删除
7.(修改后)如权利要求1或3所述的传热管，其特征在于，纵向沟槽的底部做成平面，通过角部把该底部与分隔壁连接起来。
8.(修改后)如权利要求2或4所述的装有传热管的换热器，其特征在于，纵向沟槽的底部做成平面，通过角部把该底部与分隔壁连接起来。
9.(修改后)如权利要求1或3所述的传热管，其特征在于，纵向沟槽的底部做成平面，通过弧形部分把该底部与分隔壁连接起来。
10.(修改后)如权利要求2或4所述的装有传热管的换热器，其特征在于，纵向沟槽的底部做成平面，通过弧形部分把该底部与分隔壁连接起来。
11.(修改后)如权利要求1或3所述的传热管，其特征在于，纵向沟槽做成把底部和分隔壁连续成圆弧形状。
12.(修改后)如权利要求2或4所述的装有传热管的换热器，其特征在于，纵向沟槽做成以圆弧形状与底部和分隔壁连续。
13.如权利要求3所述的传热管，其特征在于，板状散热片部件设置成一端与坯料管的内圆周面连接，另一端凸出在坯料管内部，不与坯料管的内圆周面接触。
14.如权利要求4所述的装有传热管的换热器，其特征在于，板状散热片部件设置成一端与坯料管的内圆周面连接，另一端凸出在坯料管内部，不与坯料管的内圆周面接触。
15.如权利要求3所述的传热管，其特征在于，板状散热片部件设置成把坯料管的内部空间分割成多个空间。
16.如权利要求4所述的装有传热管的换热器，其特征在于，板状散热片部件设置成把坯料管的内部空间分割成多个空间。
17.如权利要求3或13或15所述的传热管，其特征在于，板状散热片部件做成与坯料管分开的板状部件，这种板状部件弯折后，形成与坯料管的内圆周面相对应的连接面，再把这种连接面用钎焊或熔接连接在坯料管的内圆周面上。
18.如权利要求4或14或16所述的装有传热管的换热器，其特征在于，板状散热片部件做成与坯料管分开的板状部件，这种板状部件弯折后，形成与坯料管的内圆周面相对应的连接面，再把这种连接面用钎焊或熔接连接在坯料管的内圆周面上。
19.如权利要求3或13或15所述的传热管，其特征在于，板状散热片部件在坯料管成型时与坯料管做成一个整体。
20.如权利要求4或14或16所述的装有传热管的换热器，其特征在于，板状散热片部件在坯料管成型时与坯料管做成一个整体。
权利要求
1.一种传热管，其特征在于，在流体能在内部流动的坯料管的内圆周表面上，形成与管子的轴线平行而且在圆周方向连续的，断面形状为有一定深度的凹槽的纵向沟槽，并且在连续的纵向沟槽之间形成一定厚度的分隔壁。
2.一种装有传热管的换热器，其特征在于，它由在流体能在内部流动的坯料管的内圆周表面上，形成与管子的轴线平行而且在圆周方向连续的，断面形状有一定深度的凹槽的纵向沟槽，并且在连续的纵向沟槽之间形成一定厚度的分隔壁的传热管组装而成。
3.如权利要求1所述的传热管，其特征在于，在坯料管内部设置沿着管子轴线方向的长条板状散热片部件，在这种板状散热片部件的表面和坯料管的内圆周表面上，形成若干条与管子轴线平行且连续的，断面形状做成有一定深度的凹槽的纵向沟槽，并且在连续的纵向沟槽之间形成一定厚度的分隔壁。
4.如权利要求2所述的装有传热管的换热器，其特征在于，坯料管的结构为，在内部设置沿着管子轴线方向的长条板状散热片部件，在这种板状散热片部件的表面和坯料管的内圆周表面上，形成若干条与管子轴线平行且连续的，断面形状做成有一定深度的凹槽的纵向沟槽，并且在连续的纵向沟槽之间形成一定厚度的分隔壁。
5.如权利要求1或3所述的传热管，其特征在于，纵向沟槽离开相邻的分隔壁的中心部分之间的距离P为0.2～2.0mm，从分隔壁的顶端开始的深度H为0.5P～1.0Pmm。
6.如权利要求2或4所述的装有传热管的换热器，其特征在于，纵向沟槽离开相邻的分隔壁的中心部分之间的距离P为0.2～2.0mm，从分隔壁的顶端开始的深度H为0.5P～1.0Pmm。
7.如权利要求1或3或5所述的传热管，其特征在于，纵向沟槽的底部做成平面，通过角部把该底部与分隔壁连接起来。
8.如权利要求2或4或6所述的装有传热管的换热器，其特征在于，纵向沟槽的底部做成平面，通过角部把该底部与分隔壁连接起来。
9.如权利要求1或3或5所述的传热管，其特征在于，纵向沟槽的底部做成平面，通过弧形部分把该底部与分隔壁连接起来。
10.如权利要求2或4或6所述的装有传热管的换热器，其特征在于，纵向沟槽的底部做成平面，通过弧形部分把该底部与分隔壁连接起来。
11.如权利要求1或3或5所述的传热管，其特征在于，纵向沟槽做成以圆弧形状与底部和分隔壁连续。
12.如权利要求2或4或6所述的装有传热管的换热器，其特征在于，纵向沟槽做成以圆弧形状与底部和分隔壁连续。
13.如权利要求3所述的传热管，其特征在于，板状散热片部件一端与坯料管的内圆周面连接，另一端凸出设置在坯料管内部，不与坯料管的内圆周面接触。
14.如权利要求4所述的装有传热管的换热器，其特征在于，板状散热片部件一端与坯料管的内圆周面连接，另一端凸出设置在坯料管内部，不与坯料管的内圆周面接触。
15.如权利要求3所述的传热管，其特征在于，板状散热片部件设置成把坯料管的内部空间分割成多个空间。
16.如权利要求4所述的装有传热管的换热器，其特征在于，板状散热片部件设置成把坯料管的内部空间分割成多个空间。
17.如权利要求3或13或15所述的传热管，其特征在于，板状散热片部件做成与坯料管分开的板状部件，这种板状部件弯折后，形成与坯料管的内圆周面相对应的连接面，再把这种连接面用钎焊或熔接连接在坯料管的内圆周面上。
18.如权利要求4或14或16所述的装有传热管的换热器，其特征在于，板状散热片部件做成与坯料管分开的板状部件，这种板状部件弯折后，形成与坯料管的内圆周面相对应的连接面，再把这种连接面用钎焊或熔接连接在坯料管的内圆周面上。
19.如权利要求3或13或15所述的传热管，其特征在于，板状散热片部件在坯料管成型时与坯料管做成一个整体。
20.如权利要求4或14或16所述的装有传热管的换热器，其特征在于，板状散热片部件在坯料管成型时与坯料管做成一个整体。
全文摘要
本发明提供一种传热管1以及装有这种传热管1的换热器。这种传热管在不降低作为其原来的目的的传热效率的同时，还能在不停止传热管的冷却工作下除掉附着在传热管内表面上的煤烟。此外，这种除掉附着在传热管内表面上煤烟是在附着量很少的时候进行的，能将由于煤烟而使传热管的传热效率的降低限制在最小限度。这种传热管是在流体能在内部流动的坯料管2的内圆周表面上，形成与管子的轴线平行而且在圆周方向连续的，断面形状有一定深度的凹槽3的纵向沟槽4，并且在连续起来的纵向沟槽4之间形成一定厚度的分隔壁5。
文档编号F28F1/40GK1545607SQ0380082
公开日2004年11月10日 申请日期2003年5月9日 优先权日2002年5月10日
发明者臼井正一郎 申请人:臼井国际产业株式会社