CN103278024A - 一种大功率冷凝器 - Google Patents

Abstract

一种大功率冷凝器，包括若干根冷凝管、一汇流部件及一回流部件，所述冷凝管平行排列，每个冷凝管上设有散热翅片；所述汇流部件设于各冷凝管的一端且与各冷凝管连通，所述回流部件设于各冷凝管的另一端且与各冷凝管连通；所述汇流部件和回流部件均为沿冷凝管的排列方向设置的条状结构；所述汇流部件上对应每个冷凝管设有第一台阶孔，第一台阶孔包括第一大孔径段和第一小孔径段；所述回流部件上对应每个冷凝管开设有第二台阶孔，第二台阶孔包括第二大孔径段和第二小孔径段；冷凝管的一端嵌入汇流部件上所对应的第一小孔径段内，另一端嵌入回流部件上所对应的第二小孔径段内。本发明解决了现有技术中冷凝器单位体积内的散热效率不高的问题。

Description

一种大功率冷凝器

技术领域

本发明涉及一种冷凝器。

背景技术

目前应用较多的两相冷却装置如图1所示，所述冷凝管为U形盘管1，所述U形盘管1上焊接散热翅片2或者散热铜丝，蒸汽从冷凝管的一端进入，热量传到散热翅片2上，再经过经风扇3将热量带走，冷凝后的液体从冷凝管的另一端排出，这种冷却装置由于加工工艺简单，冷凝防漏性能容易保证，因此运用广泛，但是上述装置仍存在以下不足：1、冷凝管与散热翅片2通过焊接工艺连接，两者之间接触不良，热阻较大；2、冷凝管内热级严重，换热效率低；3、散热翅片2间容易积尘，防风沙性能较弱；4、焊点较多，影响长期可靠性。随着技术的发展，出现了如附图2、3所示的冷凝器，该冷凝器包括若干根冷凝管4、一汇流管6及一回流管7，冷凝管4平行排列，汇流管6为长管状结构，该汇流管6设于各冷凝管4的一端且与各冷凝管4连通，回流管7为长管状结构，该回流管7设于各冷凝管4的另一端且与各冷凝管4连通，上述冷凝器中的每根冷凝管4设有散热翅片5，散热翅片5与冷凝管4一体加工成型，该冷凝器有效降低了冷凝管4到散热翅片5的接触热阻，同时可避免冷凝器长时间工作后散热翅片5与冷凝管4接触不良的问题，但该装置在采用氩弧进行管与管焊接时，氩弧焊的焊枪需绕冷凝管4一周，因而冷凝管4上的散热翅片5的起始位置与汇流管6之间必须留有间隙h，冷凝管4上的散热翅片5的终止位置与回流管6之间必须留有间隙k，相邻冷凝管4之间也必须留有间隙L，因此该冷凝器相对体积较大、散热效率不高，而且，汇流管6与冷凝管4的焊接处位于汇流管6的外壁与冷凝管4的结合处，焊接难度较大大，冷凝器的成品率低、可靠性差。

发明内容

本发明提供一种大功率冷凝器，其目的是要解决现有技术中冷凝器单位体积内的散热效率不高的问题。

为达到上述目的，本发明采用的一种技术方案是：一种大功率冷凝器，包括若干根冷凝管、一汇流部件及一回流部件，所述冷凝管平行排列，每个冷凝管上设有散热翅片；所述汇流部件设于各冷凝管的一端且与各冷凝管连通，所述回流部件设于各冷凝管的另一端且与各冷凝管连通；其创新在于：所述汇流部件和回流部件均为沿冷凝管的排列方向设置的条状结构；所述汇流部件上对应每个冷凝管设有第一台阶孔，所述第一台阶孔包括第一大孔径段和第一小孔径段，所述第一大孔径段的孔径大于第一小孔径段的孔径；所述第一大孔径段与第一小孔径段连接，在两者间形成第一台阶面；所述汇流部件以第一台阶孔的第一小孔径段的端部朝向冷凝管；

所述回流部件上对应每个冷凝管开设有第二台阶孔，所述第二台阶孔包括第二大孔径段和第二小孔径段，所述第二大孔径段的孔径大于第二小孔径段的孔径；所述第二大孔径段与第二小孔径段连接，在两者间形成第二台阶面；所述回流部件以第二台阶孔的第二小孔径段的端部朝向冷凝管；

所述冷凝管的一端嵌入汇流部件上所对应的第一小孔径段内，另一端嵌入回流部件上所对应的第二小孔径段内；所述冷凝管的一端端部与第一台阶面的结合处焊接固定形成焊缝，另一端端部与第二台阶面的结合处焊接固定形成焊缝；

所述汇流部件上开设有汇流槽，该汇流槽的深度方向沿第一台阶孔的轴向，其长度方向沿汇流部件的长度方向；所述汇流槽将汇流部件上的各第一大孔径段连通，且汇流槽的长度方向的槽口上封盖有第一盖板，以此形成汇流通道；

所述回流部件上开设有回流槽，该回流槽的深度方向沿第二台阶孔的轴向，其长度方向沿回流部件的长度方向；所述回流槽将回流部件上的各第二大孔径段连通，且回流槽的长度方向的槽口上封盖有第二盖板，以此形成回流通道。

上述方案中，所述冷凝管的一端端面与第一台阶面平齐；所述冷凝管的另一端端面与第二台阶面平齐。

为达到上述目的，本发明采用的另一种技术方案是：一种大功率冷凝器，包括若干根冷凝管、一汇流部件及一回流部件，所述冷凝管平行排列，每个冷凝管上设有散热翅片；所述汇流部件设于各冷凝管的一端且与各冷凝管连通，所述回流部件设于各冷凝管的另一端且与各冷凝管连通；其创新在于：所述汇流部件和回流部件均为沿冷凝管的排列方向设置的条状结构；

所述汇流部件上对应每个冷凝管设有第一台阶孔，所述第一台阶孔包括第一大孔径段和第一小孔径段，所述第一大孔径段的孔径大于第一小孔径段的孔径；所述第一大孔径段与第一小孔径段连接，在两者间形成第一台阶面；所述汇流部件以第一台阶孔的第一小孔径段的端部朝向冷凝管；

所述回流部件上对应每个冷凝管开设有第二台阶孔，所述第二台阶孔包括第二大孔径段和第二小孔径段，所述第二大孔径段的孔径大于第二小孔径段的孔径；所述第二大孔径段与第二小孔径段连接，在两者间形成第二台阶面；所述回流部件以第二台阶孔的第二小孔径段的端部朝向冷凝管；

所述冷凝管的一端嵌入汇流部件上所对应的第一小孔径段内，另一端嵌入回流部件上所对应的第二小孔径段内；所述冷凝管的一端端部与第一台阶面的结合处焊接固定形成焊缝，另一端端部与第二台阶面的结合处焊接固定形成焊缝；

所述汇流部件内部沿其长度方向开设有汇流孔，该汇流孔将汇流部件上的各第一台阶孔的第一大孔径段连通，各个第一台阶孔的第一大孔径段的端部上设有第一孔塞，以第一孔塞将第一台阶孔封闭，以此形成汇流通道；

所述回流部件内部沿其长度方向开设有回流孔，该回流孔将回流部件上的各第二台阶孔的第二大孔径段连通，各个第二台阶孔的第二大孔径段的端部上设有第二孔塞，以第二孔塞将第二台阶孔封闭，以此形成回流通道；

上述方案中，所述冷凝管的一端端面与第一台阶面平齐；所述冷凝管的另一端端面与第二台阶面平齐。

本发明设计原理是：本发明采用条状状结构的汇流部件以及条状结构的回流部件，并在汇流部件上开设第一台阶孔，第一台阶孔包括第一大孔径段和第一小孔径段，在回流部件上开设第二台阶孔，第二台阶孔包括第二大孔径段和第二小孔径段；由于第一台阶孔和第二台阶孔的设置，在将冷凝管与汇流部件焊接固定时，只需将冷凝管的一端嵌入第一小孔径段内，并将相关焊接技术的焊具从第一大孔径段的端口伸入到冷凝管的一端端部进行焊接固定，该焊接的焊缝位于第一台阶孔的内部；同样，将冷凝管与回流部件焊接固定时，只需将冷凝管的另一端嵌入第二小孔径段内，并将所采用的相关焊接技术的焊具从第二大孔径段的端口伸入到冷凝管的另一端端部进行焊接，该焊接的焊缝位于第二台阶孔的内部。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1、由于本发明汇流部件上开设第一台阶孔，回流部件上开设第二台阶孔，进而可以采用相关焊接技术从第一大孔径段或第二大孔径段伸入焊接，而非在汇流部件与冷凝管接触的外壁上或回流部件部件与冷凝管接触的外壁上进行焊接，从而，相邻两冷凝管之间间距可以很小甚至无需留有间隙，各冷凝管上的散热翅片的起始位置与汇流部件之间以及各冷凝管上的翅片的终止位置与回流部件之间可以没有间隙，因此，在相同体积下，本发明可以焊接更多的冷凝管，冷凝器的散热效率更高。

2、本发明结构简单，设计巧妙。

附图说明

附图1为第一种现有技术的结构示意图；

附图2为第二种现有技术的结构示意图；

附图3为附图2的A-A向截面示意图；

附图4为本发明实施例一冷凝器的结构示意图；

附图5为本发明实施例一汇流部件上仅加工有第一台阶孔的结构示意图；

附图6为本发明实施例一回流部件上仅加工有第二台阶孔的结构示意图；

附图7为本发明实施例一冷凝管插入汇流部件上的的第一小孔径段的过程结构示意图；

附图8为本发明实施例一冷凝管与汇流部件和回流部件通过专用焊具焊接的结构示意图；

附图9为本发明实施例一冷凝器上开设汇流槽和回流槽的结构示意图；

附图10为本发明实施例一开设有汇流槽的汇流部件封有第一盖板的结构示意图；

附图11为本发明实施例二冷凝器的结构示意图；

附图12为本发明实施例二汇流部件上仅开设汇流孔的立体结构示意图；

附图13为本发明实施例二汇流部件上开设汇流孔以及第一定位孔的立体结构示意图；

附图14为本发明实施例二汇流部件上开设汇流孔以及第一定位孔的结构示意图；

附图15为本发明实施例二回流部件上开设回流孔以及第二定位孔的结构示意图；

以上附图中：1、U形盘管；2、散热翅片；3、风扇；4、冷凝管；5、散热翅片；6、汇流管；7、回流管；8、冷凝管；9、汇流部件；10、回流部件；11、第一台阶孔；12、第一大孔径段；13、第一小孔径段；14、第二台阶孔；15、第二大孔径段；16、第二小孔径段；17、散热翅片；18、专用焊具；19、第一台阶面；20、第二台阶面；21、汇流槽；22、第一盖板；23、回流槽；24、第二盖板；25、汇流孔；26、回流孔；27、第一孔塞；28、第二孔塞；h、间隙；k、间隙；L、间隙。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：一种大功率冷凝器

参见附图4所示，包括若干根冷凝管8、一汇流部件9及一回流部件10，所述冷凝管8为平行排列的中空圆管状，每个冷凝管8上设有散热翅片17，所述散热翅片17与冷凝管8一体成型；所述汇流部件9设于各冷凝管8的一端且与各冷凝管8连通，所述回流部件10设于各冷凝管8的另一端且与各冷凝管8连通；所述汇流部件9和回流部件10均为沿冷凝管8的排列方向设置的条状结构。

所述汇流部件9上对应每个冷凝管8设有第一台阶孔11，所述第一台阶孔11包括第一大孔径段12和第一小孔径段13，所述第一大孔径段12和第一小孔径段13均为圆孔且第一大孔径段12的孔径大于第一小孔径段13的孔径；所述第一大孔径段12与第一小孔径段13连接，在两者间形成第一台阶面19；所述汇流部件9以第一台阶孔11的第一小孔径段13的端部朝向冷凝管8。

所述回流部件10上对应每个冷凝管8开设有第二台阶孔14，所述第二台阶孔14包括第二大孔径段15和第二小孔径段16，所述第二大孔径段15和第二小孔径段16均为圆孔且第二大孔径段15的孔径大于第二小孔径段16的孔径；所述第二大孔径段15与第二小孔径段16连接，在两者间形成第二台阶面20；所述回流部件10以第二台阶孔14的第二小孔径段16的端部朝向冷凝管8。

所述冷凝管8的一端嵌入汇流部件9上所对应的第一小孔径段13内且使该端端面与第一台阶面19平齐，另一端嵌入回流部件10上所对应的第二小孔径段16内使该端端面与第二台阶面20平齐；所述冷凝管8的一端端部与第一台阶面19的结合处焊接固定形成焊缝，另一端端部与第二台阶面20的结合处焊接固定形成焊缝。

所述汇流部件9上开设有汇流槽21，该汇流槽21的深度方向沿第一台阶孔11的轴向，其长度方向沿汇流部件9的长度方向；所述汇流槽21将汇流部件9上的各第一大孔径段12连通，且汇流槽21的长度方向的槽口上封盖有第一盖板22，以此形成汇流通道。

所述回流部件10上开设有回流槽23，该回流槽23的深度方向沿第二台阶孔14的轴向，其长度方向沿回流部件10的长度方向；所述回流槽23将回流部件10上的各第二大孔径段15连通，且回流槽23的长度方向的槽口上封盖有第二盖板24，以此形成回流通道。

本实施例冷凝器的具体加工方法可以如下：参见附图5~10所示，首先在条状结构的汇流部件9上加工第一台阶孔11，在条状结构的回流部件10上加工第二台阶孔14，第一台阶孔11和第二台阶孔14均为通孔，将各冷凝管8的一端分别插入第一台阶孔11的第一小孔径段13内并使得冷凝管8的一端端面与第一台阶面19平齐，同时将各冷凝管8的另一端分别插入第二台阶孔14的第二小孔径段16内并使得冷凝管8的另一端端面与第二台阶面20平齐，并用专用夹具将整个装置夹紧，然后将冷凝管8与汇流部件9以及回流部件10进行焊接，焊接时采用一种类似搅拌摩擦焊的固相焊接技术，将该技术的专用焊具18伸入第一大孔径段12或第二大孔径段15内通过搅拌、摩擦、顶锻的方式焊接固定，焊接后，在汇流部件9上铣出一个汇流槽21，该汇流槽21将各第一大孔径段12连通，在回流部件10上铣出一个回流槽23，该回流槽23将各第二大孔径段15连通，然后再将汇流槽21以第一盖板22封堵，将回流槽23以第二盖板24封堵，最后再根据确定的冷凝器上与外界连通接口封堵冷凝器汇流部件9和回流部件10的端部，最终形成大功率冷凝器（参见附图4所示）。当然，上述加工方法不唯一，也可以采用其它加工方法，比如在汇流部件9上先铣出汇流槽21，在回流部件10上先铣出回流槽23，然后再在汇流部件9加工第一台阶孔11，在回流部件10加工第二台阶孔14，并采用上述焊接方法将冷凝管8与汇流部件9和回流部件10分别进行焊接，最后再根据实际需要进行封堵。

本发明汇流部件9上开设第一台阶孔11，回流部件10上开设第二台阶孔14，进而可以采用一种类似搅拌摩擦焊的固相焊接技术进行焊接，该焊接技术的专用焊具18从第一大孔径段12或第二大孔径段15伸入，而非在汇流部件9与冷凝管8接触的外壁上或回流部件10与冷凝管8接触的外壁上进行焊接，从而，相邻两冷凝管8之间间距可以很小甚至无需留有间隙，各冷凝管8上的散热翅片17的起始位置与汇流部件9之间以及各冷凝管8上的散热翅片17的终止位置与回流部件10之间可以没有间隙，因此，在相同体积下，本发明可以焊接更多的冷凝管8，冷凝器8的散热效率更高，同时，由于本发明可以采用一种类似搅拌摩擦焊的固相焊接技术，焊接时无断点，焊点较少，且焊接时无需焊料，本实施例冷凝器强度与母材强度相同且防腐性好。

在本实施例中，将冷凝管8与汇流部件9以及回流部件10进行焊接时采用一种类似搅拌摩擦焊的固相焊接技术，在实际应用中焊接方法不限，只是上述方法是最优的焊接方法，焊接更快、更好、更方便。

在本实施例中，第一小孔径段13和第二小孔径段16均为圆孔，在实际应用中，第一小孔径段13和第二小孔径段16也可设置成其它形状，例如锥形。

在本实施例中，所述冷凝管8为平行排列的中空圆管状，在实际应用中，所述冷凝管8也可以为平行排列的中空的方形管结构，只需要将方形管与汇流部件9和回流部件10的端部设置成与对应的第一小孔径段13或第二小孔径段16匹配的结构。

实施例二：一种大功率冷凝器

参见附图11所示，包括若干根冷凝管8、一汇流部件9及一回流部件10，本实施例与实施例一的区别在于汇流通道和回流通道有所不同。本实施例汇流部件9内部沿其长度方向开设有汇流孔25，该汇流孔25将汇流部件9上的各第一台阶孔11的第一大孔径段12连通，各个第一台阶孔11的第一大孔径段12的端部上设有第一孔塞27，以第一孔塞27将第一台阶孔11封闭，以此形成汇流通道；所述回流部件10内部沿其长度方向开设有回流孔26，该回流孔26将回流部件10上的各第二台阶孔14的第二大孔径段15连通，各个第二台阶孔14的第二大孔径段15的端部上设有第二孔塞28，以第二孔塞28将第二台阶孔14封闭，以此形成回流通道。

本实施例冷凝器的具体加工方法与实施例一的具体加工方法的区别如下：参见附图12~15所示，本实施例首先在条状结构的汇流部件9上加工汇流孔25而非汇流槽21，在条状结构的回流部件10上加工回流孔26而非回流槽23，封堵时只需以设于各第一台阶孔11的第一大孔径段12端部的第一孔塞27将第一台阶孔11封闭，以设于第二台阶孔14的第二大孔径段15端部的第二孔塞28将第二台阶孔14封闭。

在其它结构和要求与实施例一相同，这里不再重复描述。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种大功率冷凝器，包括若干根冷凝管（8）、一汇流部件（9）及一回流部件（10），所述冷凝管（8）平行排列，每个冷凝管（8）上设有散热翅片（17）；所述汇流部件（9）设于各冷凝管（8）的一端且与各冷凝管（8）连通，所述回流部件（10）设于各冷凝管（8）的另一端且与各冷凝管（8）连通；其特征在于：所述汇流部件（9）和回流部件（10）均为沿冷凝管（8）的排列方向设置的条状结构；

所述汇流部件（9）上对应每个冷凝管（8）设有第一台阶孔（11），所述第一台阶孔（11）包括第一大孔径段（12）和第一小孔径段（13），所述第一大孔径段（12）的孔径大于第一小孔径段（13）的孔径；所述第一大孔径段（12）与第一小孔径段（13）连接，在两者间形成第一台阶面（19）；所述汇流部件（9）以第一台阶孔（11）的第一小孔径段（13）的端部朝向冷凝管（8）；

所述回流部件（10）上对应每个冷凝管（8）开设有第二台阶孔（14），所述第二台阶孔（14）包括第二大孔径段（15）和第二小孔径段（16），所述第二大孔径段（15）的孔径大于第二小孔径段（16）的孔径；所述第二大孔径段（15）与第二小孔径段（16）连接，在两者间形成第二台阶面（20）；所述回流部件（10）以第二台阶孔（14）的第二小孔径段（15）的端部朝向冷凝管（8）；

所述冷凝管（8）的一端嵌入汇流部件（9）上所对应的第一小孔径段（13）内，另一端嵌入回流部件（10）上所对应的第二小孔径段（16）内；所述冷凝管（8）的一端端部与第一台阶面（19）的结合处焊接固定形成焊缝，另一端端部与第二台阶面（20）的结合处焊接固定形成焊缝；

所述汇流部件（9）上开设有汇流槽（21），该汇流槽（21）的深度方向沿第一台阶孔（11）的轴向，其长度方向沿汇流部件（9）的长度方向；所述汇流槽（21）将汇流部件（9）上的各第一大孔径段（12）连通，且汇流槽（21）的长度方向的槽口上封盖有第一盖板（22），以此形成汇流通道；

所述回流部件（10）上开设有回流槽（23），该回流槽（23）的深度方向沿第二台阶孔（14）的轴向，其长度方向沿回流部件（10）的长度方向；所述回流槽（23）将回流部件（10）上的各第二大孔径段（15）连通，且回流槽（23）的长度方向的槽口上封盖有第二盖板（24），以此形成回流通道。

2.根据权利要求1所述的一种大功率冷凝器，其特征在于：所述冷凝管（8）的一端端面与第一台阶面（19）平齐；所述冷凝管（8）的另一端端面与第二台阶面（20）平齐。

3.一种大功率冷凝器，包括若干根冷凝管（8）、一汇流部件（9）及一回流部件（10），所述冷凝管（8）平行排列，每个冷凝管（8）上设有散热翅片（17）；所述汇流部件（9）设于各冷凝管（8）的一端且与各冷凝管（8）连通，所述回流部件（10）设于各冷凝管（8）的另一端且与各冷凝管（8）连通；其特征在于：所述汇流部件（9）和回流部件（10）均为沿冷凝管（8）的排列方向设置的条状结构；

所述汇流部件（9）上对应每个冷凝管（8）设有第一台阶孔（11），所述第一台阶孔（11）包括第一大孔径段（12）和第一小孔径段（13），所述第一大孔径段（12）的孔径大于第一小孔径段（13）的孔径；所述第一大孔径段（12）与第一小孔径段（13）连接，在两者间形成第一台阶面（19）；所述汇流部件（9）以第一台阶孔（11）的第一小孔径段（13）的端部朝向冷凝管（8）；

所述回流部件（10）上对应每个冷凝管（8）开设有第二台阶孔（14），所述第二台阶孔（14）包括第二大孔径段（15）和第二小孔径段（16），所述第二大孔径段（15）的孔径大于第二小孔径段（16）的孔径；所述第二大孔径段（15）与第二小孔径段（16）连接，在两者间形成第二台阶面（20）；所述回流部件（10）以第二台阶孔（14）的第二小孔径段（15）的端部朝向冷凝管（8）；

所述冷凝管（8）的一端嵌入汇流部件（9）上所对应的第一小孔径段（13）内，另一端嵌入回流部件（10）上所对应的第二小孔径段（16）内；所述冷凝管（8）的一端端部与第一台阶面（19）的结合处焊接固定形成焊缝，另一端端部与第二台阶面（20）的结合处焊接固定形成焊缝；

所述汇流部件（9）内部沿其长度方向开设有汇流孔（25），该汇流孔（25）将汇流部件（9）上的各第一台阶孔（11）的第一大孔径段（12）连通，各个第一台阶孔（11）的第一大孔径段（12）的端部上设有第一孔塞（27），以第一孔塞（27）将第一台阶孔（11）封闭，以此形成汇流通道；

所述回流部件（10）内部沿其长度方向开设有回流孔（26），该回流孔（26）将回流部件（10）上的各第二台阶孔（14）的第二大孔径段（15）连通，各个第二台阶孔（14）的第二大孔径段（15）的端部上设有第二孔塞（28），以第二孔塞（28）将第二台阶孔（14）封闭，以此形成回流通道。

4.根据权利要求3所述的一种大功率冷凝器，其特征在于：所述冷凝管（8）的一端端面与第一台阶面（19）平齐；所述冷凝管（8）的另一端端面与第二台阶面（20）平齐。

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