CN102365519A - 热交换器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于冷却目的的热交换器(1)，其设有通过连接两个叶片(4)而形成的板形主体(5)，所述板(5)设有形成于叶片(4)之间的管状回路(6)，用于通过管状回路(6)来传递冷却流体，所述板(5)折叠为扁平螺旋形式。

Description

热交换器
技术领域
本发明涉及一种用于冷却目的热交换器，其特别地用于制冷机和冷冻机，例如设有自动除霜系统。
背景技术
用于如制冷机、冷冻机和冷柜的设备的冷却系统中的热交换器是已知的，其目的是为了移除闭合空间的热且将热发送到环境，从而产生所需效果，诸如冷冻或冷却。
在已知的热交换器的类型中，可提到在冷冻箱中所用的管板式(tube-on-plate type)，压焊式（roll-bond）和用于自动(没有霜或无霜)除霜系统的翅片式热交换器。
自动无霜除霜系统由于其技术而不同于其它系统，因为其自动除霜而免除了由使用者来对设备进行除霜。
其基本上包括铝管盘管，铝管盘管具有包裹的翅片，翅片可为扁平或锯齿状的。当这种翅片为锯齿状时，形成星形翅片组件，所谓的星形翅片或自旋翅片。
设有扁平翅片的热交换器包括凹板，凹板形成将在随后包裹在盘管中的翅片。所述翅片增加了在它们之间传递的空气接触面积从而更好地从空气吸热。冷却气体流经盘管，而来自环境的空气流过翅片，从而提供热且然后回到环境以冷却食物。
星形翅片或自旋翅片热交换器执行与设有翅片的那些热交换器相同的功能，但它们的翅片成形为薄鲨锯齿状翅片，薄鲨锯齿状翅片当绕盘管缠绕时具有圆形的星形配置。
通常，翅片式热交换器和星形翅片式或自旋翅片式热交换器由铝管和翅片制成，但对于其它应用，它们可示出混合配置，即：铝翅片和铜管。
尽管这些热交换器具有一定效率，但是它们具有多种缺点。它们需要复杂的技术，用于其制造的特殊设备，需要压机，切割板和制备翅片的设备等。
而且，这种翅片式热交换器或自旋翅片式热交换器是精致的且任何冲击可能会损坏其相当薄的翅片，从而使得空气难以通过该冷却系统。
另一缺点在于热交换器的性能取决于管与翅片的接触，且在它们之间有任何空隙的情况下，翅片将不会达到与管相同的温度且因此会发生不适当的冷却。
不同于这些热交换器，压焊式热交换器包括两个熔焊铝板，熔焊铝板设有通道用于通过这些通道来传递冷却流体。为此，在连接薄片之前，它们被绘制通道回路使得熔焊不会接合薄片存在涂料的地方。因此，当压缩空气喷射到回路内时，形成冷却回路的管或通道膨胀。
这个过程是全自动的且因此所形成的热交换器具有比先前所列举的结构更为刚性的结构。但是，并不建议在设有自动除霜的冷却系统中使用其形状，因为其结构是扁平的且可用于热交换器的空间受限于设备大小，且因此限制了热交换。
为了消除这些问题，本发明指向一种用于家庭制冷机和冷冻机的热交换器，特别地用于没有霜或无霜的系统，其使用简化的技术且因此降低了制造成本。
发明内容
因此，本发明的目的为一种通过熟知压焊工艺制造且折叠为类似于螺旋形状的热交换器，其在具有翅片式蒸发器或者自旋翅片式蒸发器的系统的相同空间中提供高效热交换。
本发明的另一目的在于一种热交换器，其相对于翅片式热交换器包括数量显著减少的部件，除此之外，其在搬运、运输和安全方面是更牢靠的产品，因此是有利的，也缩短了生产周期且降低了制造劳动成本。
本发明的再一目的在于一种热交换器，其包括单个部件，其翅片由形成管的相同板制成，从而有利地消除了在翅片式热交换器中出现的管与翅片之间缺少接触的问题，从而防止了由于管上翅片松动所致的产品性能降低。
本发明的另一目的在于一种由相同压焊式系统制成的热交换器，其折叠为扁平螺旋形状，且翅片形成于环路的管之间的空间中。
本热交换器由扁平板形成，扁平板被轧制或折叠到其本身上且设有板本身形成的百叶窗板形翅片，作为成单个组件的翅片和冷却流体管的单个主体起作用。
本热交换器可被制成若干大小，而无需高投资。而且，其并不经受工艺变化，接受冷却环路的构型而不会干涉入口和出口或者在入口与出口之间的热交换；可设有同轴或平行热交换器；且使得能形成任何类型或形状的翅片。
该热交换器还提供其它优点。其为单个膨大部件，具有在水平方向和/或竖直方向的百叶窗板或翅片，其促进适合所需性能的空气流动干扰。鉴于其为通过压焊工艺得到的部件的事实，其包括在切口区域中的双百叶窗板，从而增加了热交换面积。
此外，本热交换器并不包括移动部件，且冷却器的流入物和流出物可在相同侧上，以结合同轴管线使用；或者在相对端部上以消除对流入物温度和流出物温度的干涉。
冷却气体的蒸发可通过热交换器的中心和从外部吸入；或者，冷却气体的蒸发可在外部且通过热交换器中心吸入。
本发明的示意图在下文中示出，其尺寸和比例未必是实际比例，因为其目的是为了以教导方式展现本发明的不同方面，其保护范围仅由所附权利要求的范围决定。
附图说明
图1描绘了本发明的热交换器(1)的示意透视图。
图2描绘了如由图1的箭头II所示取得的热交换器(1)的示意侧视图。
图3描绘了如由图1的箭头I所示取得的热交换器(1)的示意正视图。
图4描绘了热交换器(1)的示意顶视图。
图5描绘了热交换器的剖视图的实例以示出在翅片(2)与(3)之间的空气流动。
图6A描绘了图5的细节A的扩展视图。
图6B描绘了百叶窗板或翅片(2)的叶片(41)和(42)的打开的变型的扩展视图。
图7描绘了热交换器(1)在其折叠之前的示意顶视图。
图8描绘了现有技术的热交换器(10)的示意透视图。
图9描绘了现有技术的另一热交换器(100)的示意透视图。
具体实施方式
如图1至图7所示的那样，本发明的热交换器(1)包括通过连接两个叶片(4)形成的板形主体(5)，所述板(5)设有在叶片(4)之间的管状回路(6)用于传递冷却流体，所述折叠板(5)为扁平螺旋形状。
所述板(5)还包括形成于管状环路(6)的通道之间的空余空间中的多个百叶窗板形翅片(2和3)。
翅片(2和3)可水平地(2)和/或竖直地(3)安置，取决于需要。图1至图4示出设有在水平方向(2)和竖直方向(3)的翅片(2和3)的热交换器(1)，翅片的形成方式类似于百叶窗板。
翅片(2和3)的水平方向和竖直方向在本文中仅参考翅片(2)和(3)相对于彼此的方位提及。因此考虑如图4所示的热交换器(1)的顶视图来指定它们，其中翅片(2)位于水平方向且翅片(3)位于竖直方向。
如图7所示的那样，热交换器(1)示出呈在其折叠之前的扁平板(5)形式。在管状回路(6)的通道之间存在空间(21和31)，其中可形成翅片(2和3)。除了通过热交换器的空气流动(箭头III，图5)中所需的湍流之外，翅片(2和3)的目的还为了增加热交换面积。
若需要，除了由板(5)本身形成的翅片(2和3)之外，百叶窗板的延伸部可提供于诸如铝或另一金属的材料层中，且通过诸如焊接、点钳夹(spot clinch)、铆接、粘合等合适方法附连到板(5)。
可通过本领域中已知的任何工艺来得到翅片(2和3)，诸如压制或拉伸(旋制)；且压制或拉伸可沿着该板的整个面积同时进行，或者在环路(6)的通道周围和附近的任何自由区域中个别地冲压。关于形状，翅片可具有不同形状，诸如矩形、长形、圆形或任何其它所需多边形式。
图5示出热交换器的实例的截面，其中空气流动(由箭头III和虚线所示)穿过在折叠板(5)的层之间的空间且当其接触翅片(2或3)时偏离，直到其离开。
由于板(5)包括两个叶片(4)，被设计用于形成翅片的区域被制备成当它们被冲压或压制时，它们分层，从而增加了热交换面积。翅片(2或3)的叶片(41和42)可在相同侧(图6A)或相对侧(图6B)上分层或折叠，取决于湍流需要和所需空气流动。
在它们被镶嵌的情况下，无需准备分层。当压制翅片(2和3)时，可以仅一次操作将它们冲压(以梳状形状)，以便将叶片(4)转动成较小翅片(2和3)以增加湍流且改进热交换。
也可在板(4)之间插入被设计用于造成湍流、干扰或重新导向空气流动以得到更佳热交换水平的其它金属、复合物或塑料部件。
当翅片(2或3)的叶片(41)和(42)折叠到相反方向(图6B)时，得到穿过热交换器(1)的空气流动更高的湍流，从而改进热交换，且因此提高热交换器（1）的效率。
通过压焊工艺加上多个切割其翅片(2和3)的步骤来得到热交换器(1)，诸如以下步骤：
a)在铝板(4)上绘制管状回路(6)；
b)将铝板(4)覆置于具有相同尺寸的另一铝板(4)上；
c)压延板(4)；
d)将板置于大小限制器中；
e)向管状环路(6)施加压缩空气，使环路膨大直到其到达大小限制器的大小；
f)在管状环路(6)通道之间的空余空间中切割翅片(2)和(3)；
g)折叠翅片(2)或(3)的板(41和42)；
h)将板(5)折叠为扁平螺旋的形式。
该工艺使用两个板(4)，在接收管状冷却环路(6)的所需外形的绘制之后经受压延。
然后将板(4)置于大小限制器(未图示)中使得当压缩空气施加到要被膨大的环路(6)时，由该限制器限制回路(6)的通道的打开。引入于板之间回路中的空气遵循该外形线，使得板(4)膨胀到由所述限制器预先限定的尺寸。这导致板具有整体的通道，用来通过这些通道来传递冷却流体。
在其叶片(41和42)折叠到一侧或两侧上之后，在管状环路(6)的通道之间的空余空间中切割翅片(2)和(3)。然后，将板(5)折叠为螺旋形状，从而形成热交换器(1)。
图8示出在无霜系统中所用的现有技术热交换器(10)。所述热交换器(10)设有盘管(11)，在盘管(11)中包裹有扁平翅片(12)。
图9示出现有技术的另一热交换器(100)，其翅片(102)被冲压且当它们绕管道(101)轧制时提供星形配置，这就是它们为何被称作星形翅片或自旋翅片热交换器的原因。
这两个热交换器(10和100)的翅片(12)和(102)分别需要置于管道(11)或(101)周围以便做出与管道(11)和(101)的接触且总是保持与管道(11)和(101)的接触，因为否则它们达不到它们的温度，从而降低热交换器(10或100)的性能。
本领域技术人员应从说明书易于认识到在不偏离所附权利要求的范围的情况下存在执行本发明的多种方式。

Claims (7)

1.一种热交换器，其设有由两个连接的叶片(4)形成的板形主体(5)，所述板(5)在所述叶片(4)之间设有膨大环路(6)，用于通过膨大环路(6)来传递冷却流体，其特征在于，所述板(5)折叠为扁平螺旋形式。
2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述板(5)包括呈百叶窗板形式的多个翅片(2和3)，所述翅片(2和3)包括在所述膨大环路(6)的通道之间的空余空间(21和31)之间切割所述叶片(4)得到的叶片(41和42)。
3.根据权利要求2所述的热交换器，其特征在于，所述翅片为水平翅片(2)。
4.根据权利要求2所述的热交换器，其特征在于，所述翅片为竖直翅片(3)。
5.根据权利要求2所述的热交换器，其特征在于，所述翅片为水平翅片(2)和竖直翅片(3)。
6.根据权利要求2所述的热交换器，其特征在于，所述翅片(2和3)的所述叶片(41和42)在同一侧上分层。
7.根据权利要求2所述的热交换器，其特征在于，所述翅片(2和3)的所述叶片(41和42)在相对侧上分层。
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