CN1003053B - 热交换器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种由多根传热管和多片带有许多通孔和规则梯形波纹的散热片组成的热交换器，散热片彼此平行放置，相邻散热片波纹相位错开半个周期，从而在散热片之间形成宽窄交替的一种流体的流动通道，另一种流体流过的传热管垂直穿过上述平行排列的散热片。每片散热片表面上设置有许多冷凝水导槽，使散热板上冷凝水流走，从而快速干燥，提高热交换效率。
Description
本发明涉及一种热交换器，它由多根传热管和多片以一定间隔平行放置的、带有许多通孔和规则波纹的散热片组成，传热管垂直穿过上述平行排到的散热片，从而一种介质沿散热片之间的通道流过传热管外表面，而另一种介质流经传热管的内部。
美国专利第3，796，258号已公开了上述这种热交换器，它包括有许多锯齿状波纹的散热片，这些散热片以一定间隔平行放置，在其间形成第一种流体的流动通道，第二种流体流过的传热管道穿过这些散热片，在这些散热片上开有供第一种流体从散热片一侧流向另一侧的通孔，当这种构造的热交换器用于在低温范围运行的装置，例如电冰箱时，由于这两种流体之间温差较大，或者由于流过散热片之间通道的流体是潮湿的，散热片及传热管的表面会产会霜冻，从而降低该流体与散热片及传热管之间的热交换率，并且缩小了散热片之间的流动通道，阻碍流体的流动，这样热交换器的热交换效率被大大降低。另一方面，在一些使用热交换器的设备上，比如电冻箱，在散热片和传热管上用加热器定期地加热以除去其表面上所复盖的霜冻。但这种设备有一个缺点：被除去的散热片和管道上的霜冻所产生的水会再次在散热片和管道的表面上形成霜冻。
本申请人在1984年12月在日本特许厅提出了一份题为“热交换器”的申请，申请号为59-264087，目前尚未公开，在此申请中，散热片波纹为梯形，相邻散热片波纹相位错开半个周期，从而在散热片之间形成宽、窄交替的流动通道，这样相邻两通道之间形成静压差，则散热片之间有一部分流体通过散热片通孔流到其相邻通道，减小了温度边界层，增加了传热效率，但这种热交换器结构仍然存在着上面所指出的散热片和传热管表面会产生霜冻的缺点。
因此，本发明的目的是提出一种热交换器，这种热交换器的结构使散热片和传热管表面上的冷凝水能很快流走，从而散热片和传热管表面可以很快干燥，不易出现霜冻，提高了该热交换器的效率。
为了达到上述发明目的，本发明的热交换器的散热片波纹形状是梯形，相邻散热片波纹相位错开半个周期，从而在散热片之间形成宽、窄交替的流动通道;每片散热片表面上设置有许多冷凝水导槽，促使散热片和传热管表面的凝结水流走。
根据本发明，上述散热片中的冷凝水导槽做成大体上是之字形的导槽，上述导槽倾斜走向更接近垂直方向而不是更接近水平方向（即倾斜度较大），且从散热片上部一直延伸到下部，从而当散热片之间流过含有可冷凝蒸汽成分的流体时，蒸汽凝成的凝结物在上述散热片表面上快速向下流走。
根据本发明，也可以使上述散热片上冷凝水导槽做成向右下倾斜和向左下倾斜的导槽，它们在传热管位置上互相相交，其倾斜走向更接近垂直方向而不是接近水平方向，并且从散热片的上部一直伸展到下部，从而上述蒸汽凝成的凝结物在散热片表面上快速向下流走。
根据本发明，上述散热片的冷凝水导槽还可以由散热片本身的梯形波纹来构成，而所述散热片的通孔仅仅开设在梯形的底部，而在梯形斜边上未开设通孔，此外，这些梯形波纹构成的槽从散热片的一个侧缘倾斜向下延伸到另一侧缘，从而在上述散热片表面上的凝结水被引导向着每个板的一侧缘流走。
下面结合附图和实施例对本发明进一步描述，从而可以使上述的以及其他的目的，特点和优点变得更加清楚。
图1是本发明前两个实施例的热交换器的正视图。
图2是图1中第一个实施例的热交换器的侧剖视图。
图3是图1中第二个实施例的热交换器的侧剖视图。
图4是本发明第三个实施例的热交换器的正视图。
图5是图4的第三个实施例的热交换器的侧剖视图。
在图1-5中，相同的附图标记表示相同的或相应的部件。
在本发明的第一个实施例中（图1和图2），各自有许多通孔2的散热片1a，1b，1c以一定间隔互相平行地排列着，使第一种流动介质沿着被散热片所隔开的流动通道A和A中流过，散热片1a，1b，1c被加工成规则的梯形波纹，梯形斜壁用附图标记3表示，相邻散热片波纹相位相差半个周期，从而第一种流动介质的流动通道A和A各自有交替的扩展部分4和狭窄部分5，且流动通道A的扩展部分4和狭窄部分5分别同相邻的流体通道A的狭窄部分5和扩展部分4相对应。第二种流体流过传热管6，这种流体与沿着散热片1a，1b，1c之间流动通道（包括扩展部分4和狭窄部分5）流动的流动介质进行热交换。
当第一种流体A流过流体通道A及A流动时，在扩展部分4和狭窄部分5处动压力交替变化，从而其静压力也交替变化。在狭窄部分5处，动压高，静压低;而在扩张部分4处，动压低，静压高。从而，流体A的一部分从流过通道A或A的扩展部分4经过通孔2分别流入流体通道A或A的扩展部分4经过通孔2分别流入流体通道A或A的狭窄部分5，如图1中箭头所示，流体A的总方向保持不变。流体A经过相过相邻流体通道A和A之间的通孔2的流动使散热片表面生成的所谓温度边界层的厚度减薄，从而大大地增加了热交换器的热交换系数。
在本发明的第一个实施例中，在散热片1a，1b，1c的表面上做成许多用于引导冷凝水下降的之字形导槽7，如图2所示，从散热片的上边缘一直延伸到下边缘。
在本发明的第二个实施例（见图3）中，在散热片1a，1b，1c的表面上形成了许多向右下方倾斜的冷凝水导槽7和许多向左下方倾斜的冷凝水导槽7′，且在流过第二种流体的传热管6上相交。这些斜导槽7和7′收集并引导凝传热管和散热片1a，1b和1c表面上的凝结水向下流。在第二个实施例中热交换器的结构除了导槽的形状以外与第一个实施例相同。
第二个实施例中的导槽7和7′有利于使凝结在散热片1a，1b，1c及传热管6表面上的凝结水以及热交换器被除霜所产生的水迅速向下流动，从而使散热片1a，1b，1c和传热管6快速干燥，因而使两种流体之间的热交换能高效地进行。
图4和图5表示本发明的第三个实施例。它类似于第一和第二个实施例，散热片1a，1b，1c被加工成规则的波纹形，并且并列地排到着，但在每个散热片上，梯形波纹斜壁本身形成一个与第一种流体流向成一定角度的冷凝水导槽，导槽从散热片的一侧倾斜延伸到另一侧。这样，凝结在散热片1a，1b，1c和传热管6表面上的凝结水在向下流动中就不能停留在斜壁上而沿着斜壁倾斜地向下流动，以此使得散热片1a，1b，1c快速干燥。
从以上的描述可以了解，根据本发明，在散热片表面上做成的导槽或散热片梯形波纹的斜壁加快了凝结在热交换器的散热片和传热管表面上的凝结水的向下流动，从而使得散热片快速干燥，热交换器的热交换效率得到提高。因此，根据本发明的热交换器可被有效地利用在那些第一种流体和第二种流体之间温差大的装置上，例如电冻箱，还可用在热交换器暴露在潮湿的第一种流体之下的装置上。
尽管对本发明的优选实施例所进行的描述具有一定程度的特殊性，但本发明可以在不违反其范围和本质的情况下进行变化和改进。
Claims (3)
1、一种热交换器，由多根传热管和多片带有许多通孔和规则波纹的散热片组成，散热片彼此平行放置，传热管垂直穿过上述平行排列的散热片，从而一种介质沿散热片之间的通道流过传热管的外表面，另一种介质流经传热管的内部，其特征在于：上述散热片的波纹形状是梯形，相邻散热片相位错开半个周期，从而在散热片之间形成宽窄交替的流动通道;每片散热片的表面上设置有许多大体上是之字形冷凝水导槽，之字形导槽的倾斜走向更接近垂直方向，从散热片上部一直伸展到到下部，从而促使散热片和传热管表面的冷凝水流走。
2、一种热交换器，由多根传热管和多片带有许多通孔和规则波纹的散热片组成，散热片彼此平行放置，传热管垂直穿过上述平行排列的散热片，从而一种介质沿散热片之间的通道流过传热管的外表面，另一种介质流经传热管的内部，其特征在于：上述散热片的波纹形状是梯形，相邻散热片波纹相位错开半个周期，从而在散热片之间成宽窄交替的流动通道;每片散热片的表面上有多个向右下倾斜的冷凝水导槽和多个向左下倾斜的冷凝水导槽，导槽的倾斜走向更接近垂直方向，它们在传热管位置上相交，并且从散热片上部一直伸展到下部，促使散热片和传热管表面的冷凝水流走。
3、一种热交换器，由多根传热管和多片带有许多通孔和规则波纹的散热片组成，散热片彼此平行放置，传热管垂直穿过上述平行排列的散热片，从而一种介质沿散热片之间的通道流过传热管的外表面，另一种介质流经传热管的内部，其特征在于，上述散热片的波纹形状是梯形，相邻散热片波纹相位错开半个周期，从而在散热片之间形成宽窄交替的流动通道;上面所述散热片上的通孔仅仅开设在梯形的底部，而在梯形的斜边上未开设通孔，此外在散热片上梯形波纹构成的槽从一个侧缘倾斜向下延伸到另一个侧缘，从而这些槽成为冷凝水的导槽，促使散热片和传热管表面的凝结水流走。
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