CN101790671A - 用于热交换器的散热片 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于热交换器的散热片，包括一个散热片元件(1)，其以一第一流体的流向(A，A’)延伸，并具有所述第一流体在两侧沿其上流动的一壁面(1a)，其中在所述壁面(1a)中具有至少一个盖口(3)，该盖口形成一在所述壁面(1a)上的切口(9)，所述第一流体可在该切口中流过，盖口(3)的一第一直边(5)垂直于所述流向(A，A’)延伸并与壁面相隔一距离而布置，以形成切口(9)，其中盖口(3)具有一终止于第一直边(5)的倾斜的光滑凸耳面(4)，其中凸耳面(4)通过盖口(3)的两个侧壁(7，8)与壁面(1a)连接，该侧壁具有相互镜像对称的曲线轮廓，并起始于第一直边(5)，该侧壁的高度相应于凸耳面(4)的倾斜而减小。

Description

用于热交换器的散热片
技术领域
本发明涉及用于热交换器的散热片。
背景技术
众所周知，热交换器中的散热片位于流体流经的管道内，以改善热交换器的性能。这种散热片可设计为例如光滑散热片、鳃状散热片或网状散热片的形式。在第一种情况下，由于存在广泛的层流，因此仅取得热交换器性能相对较小的改进，尽管散热片引起的流体压力下降也相对较小。网状散热片表现出对于给定尺寸的热交换器的性能具有特别明显的改进，但也经常意味着流道压力令人不悦的大幅降低。在其他应用中，网状散热片用于汽车的增压空气冷却器，主要位于增压空气侧。
DD 0152187记载了一种用于石化工业领域的管束式热交换器的带形管状安装元件，该带形管状安装元件具有梯形盖口以产生紊流。盖口沿流向具有可变宽度，其中盖口从该带以相对梯形两平行边中长者成大于30°的角度向外弯曲。
位于美国华盛顿的国家航空咨询委员会(NACA)的1950年2月23日的研究备忘录RM A9L29记载了一种用于机翼的下沉式空气入口，并就机翼在0.6至1.08马赫速度范围的流动特性作了调查。
发明内容
本发明的目的在于规定一种用于热交换器的散热片，改进其在给定的压力降低下的热传导。
根据本发明，这一目的由下述装置实现。由于盖口具有两个相互镜像对称且具有曲线轮廓的侧壁，且该侧壁垂直于壁面，并且，起始于第一边，其高度相应于凸耳面的倾斜而减小，因此在盖口的区域获得增强的气流，从而，在给定的压力降低下，空气与散热片之间有更多的热量被传导。
在一个优选的改进中，第一边与侧壁的端侧边、以及壁面的第二直边形成一个矩形，该矩形垂直于流向，而且第一流体流过该矩形。优选地，矩形的一长边对应于第一边，其长度约为矩形短边长度的5倍。特别有利地，凸耳面在流向上的长度约为矩形短边长度的8倍。同时，盖口优选设计为相对于一个中间的对称平面镜像对称，并且凸耳面的宽度优选随着与第一边距离的增大而减小。这样做之后，凸耳面相对第一边的一端具有最小宽度，其中该最小宽度最好不超过第一边长度的1/10，特别是约1/12。侧壁之一的曲线在其路线上具有关于曲率方向的至少一个拐点。在一个优选的实施例中，凸耳面相对壁面的倾斜大约为7度。总体上，这为具有特别低的压力下降的风帽状的凸耳提供了流于其间的空气的良好的热传导，正如试验所示。
在一个特别优选的实施例中，起始于第一边的凸耳面的形状具有近似如下的参数化：[0；2.500]，[0.805；2.470]，[1.610；2.290]，[2.420；1.910]，[3.220；1.540]，[4.030；1.210]，[4.840；0.980]，[5.640；0.780]，[6.440；0.590]，[7.240；0.400]，[8.050；0.210]。这一参数化表示：每一例的第一个值规定了与第一边的距离，每一例的第二个值规定了从中间的对称轴到两个镜像对称的侧壁之一的距离。除了相当大的比例因数之外，该参数化相当于NACA报告RMA9L29记载的空气入口的形状。
在一个有利的改进中，散热片具有沿流向依次排列的多个盖口，这导致了为将空气在散热片长度上进行多次转向而便利的排列，特别是在长散热片的情况下。否则，气流仅受散热片一部分上的盖口的有利影响。
进一步，有利地，具有不同开口方向的至少两个盖口被设置在壁面上。由于盖口开口方向的这一替代设置，可与在散热片的两侧特别均匀的流动空气交换热量。
本发明还涉及一个具有至少一个本发明的散热片的热交换器。
本发明进一步的优点和特点可从下述典型实施例中看出。
附图说明
下文将描述本发明的几个优选的典型实施例，并参考附图详细解释。
图1展现了本发明的散热片的第一个典型实施例的空间示意图；
图2展现了本发明的散热片的盖口的比例平面俯视图；
图3展现了本发明的散热片的第二个典型实施例的空间示意图。
具体实施方式
图1所示的本发明的典型实施例包括由铝板制成的一个散热片1，该铝板已被多次折叠。在两个平行的壁面1a之间形成一个流道2，热交换器的第一流体——本例中为空气——沿箭头A的方向或箭头A’所示的相反方向从中流动。热交换器设计为使多个散热片1彼此相邻排列，以形成平行的相邻流道2。形成第二流体的边界的热交换管或分开的壁面(图未示)被连接至散热片1之上或之下的散热片1的表面。
具有光滑凸耳面4并相对侧壁1a倾斜的盖口3被设置在散热片1的至少一个侧壁1a上。倾角约为7°。
凸耳面4具有一个第一直边5，该第一直边垂直于流向A、A’并平行于壁面1a而延伸。
壁面1a上有一个与凸耳面一致并具有一个第二直边6的切口。同时，凸耳面4通过两个侧壁7和8被连接至散热片的壁面1a，这两个侧壁具有曲线轮廓并相对于盖口的一个对称轴S相互镜像对称地设置。盖口的侧壁7和8垂直于散热片1的壁面1a。相应于凸耳面4的倾斜，侧壁7和8的高度沿流向A增大并同样可能地沿相反的流向A’减小。同时，具有侧壁7、8最大高度的边7a、8a形成于端部，并与凸耳面的第一直边5以及壁面1a的第二直边6位于一个平面，其中四条边5、6、7a、8a形成一个垂直于壁面1a的矩形穴或开口9。矩形9的边的比例为1∶5，矩形的长边由第一直边5和第二直边6形成。
沿流向A，曲线的、镜像对称的侧壁7、8在起始处最初彼此相隔一个最小的距离，该距离沿凸耳面的长度L稳定增加。在它们路径的起始处和终止处，侧壁近似平行于对称轴S，以便在它们路径的终止处，它们与第一直边5和第二直边6以近似直角相交(见图2)。
相应于约7°的倾角，凸耳面4的长度L约为侧壁7、8最大高度的8倍。
侧壁7、8在它们路径的近似中途改变曲率方向，这样该曲线恰好有一个拐点。优选的典型实施例的侧壁路径的参数化为：
[0；2.500]，[0.805；2.470]，[1.610；2.290]，[2.420；1.910]，[3.220；1.540]，[4.030；1.210]，[4.840；0.980]，[5.640；0.780]，[6.440；0.590]，[7.240；0.400]，[8.050；0.210]。
这里，每一例中的一个坐标对[x；y]的第一个数是指沿对称轴S的方向与第一边6的距离，即沿流向A的相反方向。第二个数y表述了侧壁与对称轴S在该点的垂直距离。在这些无量纲的相对单位中，侧壁7、8具有约为1.0的最大高度，凸耳面4沿第一直边的最大宽度B相应为5.0。
由于如上所述的盖口具有风帽状形状，具有倾斜的凸耳面和沿流向递升的侧壁，因此，流道2中沿壁面1a的气流可通过开口9，其中气流旋转并与相邻流道交换。凸耳面递升的路径和曲线发散的侧壁形成一个特别有利于流体动力的外形，这一外形在低的压力降低下获得良好的热交换。
图3表示了本发明散热片的一个改进，其中，多个盖口3在流向上依次排列。这里，两个连续的盖口在壁面1a上相对于它们的开口方向反向，也即交替。这就实现了空气的均匀和最佳旋转，特别对于较长的流道2。

Claims (12)

1.一种用于热交换器的散热片，包括一个散热片元件(1)，其以一第一流体的流向(A，A′)延伸，并具有所述第一流体在两侧沿其上流动的一壁面(1a)，其中在所述壁面(1a)中具有至少一个盖口(3)，该盖口形成一在所述壁面(1a)上的穴(9)，所述第一流体在该穴中流过，所述盖口(3)的一第一直边(5)垂直于所述流向(A，A′)延伸并与所述壁面相隔一距离而布置，以形成所述穴(9)，其中所述盖口(3)具有一终止于所述第一直边(5)的倾斜的光滑凸耳面(4)，其特征在于所述凸耳面(4)通过所述盖口(3)的两个侧壁(7，8)与所述壁面(1a)连接，该侧壁具有相互镜像对称的曲线轮廓，并起始于所述第一直边(5)，该侧壁的高度相应于所述凸耳面(4)的倾斜而减小。
2.根据权利要求1所述的散热片，其特征在于，所述第一直边(5)、所述侧壁的端侧边(7a、8a)，以及所述壁面(1a)的一第二直边(6)形成一个矩形(9)，所述矩形(9)垂直于所述流向(A，A′)，且所述第一流体在所述矩形(9)中流过。
3.根据权利要求2所述的散热片，其特征在于，所述矩形(9)的一长边对应于所述第一直边(5)，且其长度为所述矩形的短边(7a、8a)的长度的5倍。
4.根据权利要求2或3所述的散热片，其特征在于，所述凸耳面(4)在所述流向(A，A′)上的长度(L)为所述矩形的短边(7a、8a)的长度的8倍。
5.根据任一前述权利要求所述的散热片，其特征在于，所述盖口(3)设计为关于一中间的对称轴(S)镜像对称。
6.根据任一前述权利要求所述的散热片，其特征在于，所述凸耳面(4)的宽度随着与所述第一直边(5)的距离的增大而减小。
7.根据权利要求6所述的散热片，其特征在于，所述凸耳面相对所述第一直边(5)的一端具有最小宽度，其中所述最小宽度不大于所述第一直边(5)的长度(B)的1/10，特别是1/12。
8.根据任一前述权利要求所述的散热片，其特征在于，所述侧壁(7、8)之一的曲线在其路线上具有关于曲率方向的至少一个拐点。
9.根据任一前述权利要求所述的散热片，其特征在于，所述凸耳面(4)相对于所述壁面(1a)的倾斜为7度。
10.根据任一前述权利要求所述的散热片，其特征在于，起始于所述第一直边(5)的所述凸耳面(4)的形状具有如下的参数化[0；2.500]，[0.805；2.470]，[1.610；2.290]，[2.420；1.910]，[3.220；1.540]，[4.030；1.210]，[4.840；0.980]，[5.640；0.780]，[6.440；0.590]，[7.240；0.400]，[8.050；0.210]，其中每一例的第一个值规定了与所述第一直边(5)的距离，每一例的第二个值规定了从一中间的对称轴(S)到一侧壁(7、8)的距离。
11.根据任一前述权利要求所述的散热片，其特征在于，所述散热片(1)具有在流向上依次排列的多个盖口(3)。
12.根据任一前述权利要求所述的散热片，其特征在于，所述壁面(1a)上有至少两个具有不同开口方向的盖口(3)。
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