CN103851944A - 一种翅片结构、加工方法、换热器及组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种翅片结构、加工方法、换热器及组装方法，其中，翅片结构包括至少两列中间翅片，所述中间翅片的端部设置有端部翅片，相邻两个所述中间翅片之间通过连接翅片连接；折叠成型后的所述翅片结构在多层安装状态下，本层所述翅片结构中的至少部分所述端部翅片与相邻层的所述翅片结构中的至少部分所述端部翅片连接。本发明能够方便凝露水沿着连接的端部翅片顺利流出，解决了现有换热器及室外机热泵中的凝露水及融霜水难以排除的问题。

Description

一种翅片结构、加工方法、换热器及组装方法

技术领域

本发明涉及热交换领域，尤其涉及一种翅片结构、加工方法、换热器及组装方法。

背景技术

微通道换热器是一种新型高效换热器，具有传热效率高、体积小、重量轻、充注量少等优点，早已在室外单冷机上大批量推广应用。但微通道换热器作为蒸发器或热泵室外机的冷凝器使用时，其中的凝露水容易滞留在翅片缝隙内，空气侧流道被堵塞造成空气侧风阻增加；且微通道换热器作为热泵室外机使用时，由于凝露水难以排除，霜层会越集越厚甚至结冰，大大降低了热泵的整机性能，使得热泵用微通道换热器难以进入实用化阶段。

早期热泵用微通道翅片采用扁管插入开槽式翅片的形式，凝露水会沿着端部连接的翅片从上至下排出，但该翅片和扁管组装时工艺难度大，难以实现大批量生产需求。目前采用的一种换热器翅片包括多个间隔设置的中间翅片，各个中间翅片之间通过连接翅片连接，形成波浪形结构。该种形式的换热器翅片安装在上下两个扁管之间时，在换热器翅片的波谷处易形成水槽，不便于排水。且位于上层的换热器翅片与位于下层的换热器翅片存在一定的缝隙，凝露水会停留在上下两个不连接的换热器翅片的缝隙处，形成水桥，也不利于排水。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提出一种翅片结构、加工方法、换热器及组装方法，其排水效果好，加工组装方便。

为实现上述目的，本发明提供了一种翅片结构，它包括至少两列中间翅片，所述中间翅片的端部设置有端部翅片，相邻两个所述中间翅片之间通过连接翅片连接；折叠翻边后的所述翅片结构在多层安装状态下，本层所述翅片结构中的至少部分所述端部翅片与相邻层的所述翅片结构中的至少部分所述端部翅片连接。

在一优选或可选实施例中，所述端部翅片与所述连接翅片之间均采用圆弧形过渡连接。

在一优选或可选实施例中，所述端部翅片的一侧或两侧设置有导流槽。

在一优选或可选实施例中，所述翅片结构为“V”型翅片结构，相邻两个所述中间翅片之间形成“V”型，所述中间翅片和所述端部翅片与竖直方向的夹角范围均为（0°,30°]。

在一优选或可选实施例中，所述翅片结构为“U”型翅片结构，相邻两个所述中间翅片之间形成“U”型，所述中间翅片和所述端部翅片与竖直方向的夹角均为0°。

为实现上述目的，本发明还提供了一种换热器，它包括至少两个扁管，在相邻两所述扁管形成的层内设置至少一个上述任一实施例中的翅片结构，所述翅片结构折叠翻边，每一层中至少部分所述翅片结构的端部翅片伸出到所述扁管外，本层所述翅片结构中伸出到所述扁管外的所述端部翅片至少部分与相邻层的所述翅片结构中的所述端部翅片连接。

在一优选或可选实施例中，所述翅片结构折叠翻边后为“V”型翅片结构或“U”型翅片结构。

在一优选或可选实施例中，所述翅片结构为“V”型翅片结构，相邻所述扁管之间形成的层中，位于上一层的每一列的所述端部翅片与位于下一层的每一列的所述端部翅片采用连接和未连接间隔交替设置的形式，或者采用未连接和连接间隔交替设置的形式，且连接列位于同一平面。

在一优选或可选实施例中，所述翅片结构为“V”型翅片结构，相邻所述扁管之间形成的层中，位于上一层的每一列的所述端部翅片分别对应与位于下一层的每一列的所述端部翅片连接，且连接列间隔交替形成“＜”型和“＞”型，或者“＞”型和“＜”型。

在一优选或可选实施例中，所述翅片结构为“U”型翅片结构，相邻所述扁管之间形成的层中，位于上一层的每一列的所述端部翅片分别对应与位于下一层的每一列的所述端部翅片连接，且连接列在同一个平面上；或者，相邻所述扁管之间形成的层中，位于上一层的每一列的所述端部翅片与位于下一层的每一列的所述端部翅片采用连接和未连接间隔交替设置的形式，或者采用未连接和连接间隔交替设置的形式，且连接列位于同一平面。

在一优选或可选实施例中，位于上一层的所述端部翅片与位于下一层的所述端部翅片之间的交接处采用填料补缝隙的方式焊接成一体。

在一优选或可选实施例中，位于上一层的所述端部翅片上的导流槽与位于下一层的所述端部翅片上的导流槽连通。

为实现上述目的，本发明还提供了一种翅片结构的加工方法，它包括以下步骤：

步骤10）在翅片板上间隔加工出至少两列中间翅片；

步骤20）相邻两列中间翅片之间的两端分别加工出一个折叠用通孔；

步骤30）沿折叠用通孔的中心至翅片板的最边缘处加工出一个直线缝，直线缝的两侧形成端部翅片。

在一优选或可选实施例中，将折叠用通孔加工成半圆形通孔或者半椭圆形通孔。

在一优选或可选实施例中，还包括步骤31），在端部翅片上加工出若干连通直线缝的导流槽。

在一优选或可选实施例中，还包括步骤40），基于折叠用通孔的宽度折叠翅片板，形成连接翅片连接相邻两中间翅片的形式，沿直线缝将端部翅片进行翻边，翅片结构折叠翻边后，在多层安装状态下，本层翅片结构中的至少部分端部翅片与相邻层的翅片结构中的至少部分端部翅片连接。

在一优选或可选实施例中，经过步骤40）折叠翻边后，翅片结构形成“V”型翅片结构，相邻两个中间翅片之间形成“V”型；或者翅片结构形成“U”型翅片结构，相邻两个中间翅片之间形成“U”型。

为实现上述目的，本发明还提供了一种上述任一实施例中的换热器的组装方法，首先将折叠后的翅片结构放入扁管之间，然后再将端部翅片进行翻边与相邻层的端部翅片连接，完成组装；或者，先将折叠后的翅片结构的端部翅片翻边成型之后，再放入扁管之间完成组装。

基于上述技术方案，本发明至少具有以下有益效果：

本发明提供的翅片结构包括至少两列中间翅片，中间翅片的端部设置有端部翅片，相邻两个中间翅片之间通过连接翅片连接；本发明提供的翅片结构在多层安装状态下，本层所述翅片结构中的至少部分所述端部翅片与相邻层的所述翅片结构中的至少部分所述端部翅片连接，凝露水会沿着连接的端部翅片顺利流出，不会形成水槽或水桥，解决了现有换热器及室外机热泵凝露水及融霜水难以排除的问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明提供的“V”型翅片结构示意图；

图2是本发明提供的“U”型翅片结构示意图；

图3是本发明提供的具体实施例一采用扁管和“V”型翅片结构组装后的示意图；

图4是本发明提供的具体实施例二采用扁管和“V”型翅片结构组装后的示意图；

图5是本发明提供的具体实施例三采用扁管和“U”型翅片结构组装后的示意图；

图6是本发明提供的平直的翅片结构示意图；

附图中：101-扁管；102-中间翅片；103-端部翅片；104-导流槽；105-连接翅片；106-交接处；107-折叠用通孔；108-直线缝。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1、图2所示，本发明提供的翅片结构包括至少两列中间翅片102，中间翅片102的端部设置有端部翅片103，中间翅片102两端的端部翅片103分别位于翅片结构的迎风侧方向和背风侧方向，相邻两个中间翅片102之间通过连接翅片105连接；折叠翻边后的翅片结构，其端部翅片103的顶部高于位于中间翅片102顶部的连接翅片105，端部翅片103的底部低于位于中间翅片102底部的连接翅片105，折叠翻边后的翅片结构在多层安装状态下（参考图3、图4、图5），本层翅片结构中的至少部分端部翅片103与相邻层的翅片结构中的至少部分端部翅片103连接。凝露水会沿着连接的端部翅片103顺利流出，不会形成水槽或水桥，解决了现有换热器及室外机热泵凝露水及融霜水难以排除的问题。

上述实施例中，折叠翻边后的翅片结构，中间翅片102的顶部和底部均可以设置连接翅片105，具体为连接翅片105可以间隔交替设置在各中间翅片102的顶部和底部，整个翅片结构呈现波浪型。或者，可以只在中间翅片102的顶部或底部设置连接翅片105，具体为每两个中间翅片102可以通过一连接翅片105连接形成一个个体，形成个体的两个中间翅片102的顶部或底部通过连接翅片105连接。

上述实施例中，端部翅片103的一侧或者两侧均可以设置有导流槽104，冷凝水沿着端部翅片103上的导流槽104从上往下流，排水性能得到改善。

上述实施例中，端部翅片103与连接翅片105之间可以采用圆弧形过渡连接，圆弧形的宽度与扁管101的厚度相适配，圆弧形的弧度与扁管101的外形轮廓相适配，便于在安装翅片结构和扁管101时，通过圆弧形结构夹紧扁管101。

上述实施例中，中间翅片102的换热部位可以采用多个周期性的波浪结构，具体可以采用平片、窗片、波纹片、桥片等结构中的其中一种或多种结构。

上述实施例中，本发明提供的翅片结构折叠翻边后，可以为“V”型翅片结构，相邻两个中间翅片102之间形成“V”型。在“V”型翅片结构中，中间翅片102和端部翅片103与竖直方向具有一定的夹角，例如：夹角范围可以为（0°,30°]。

上述实施例中，本发明提供的翅片结构折叠翻边后，可以为“U”型翅片结构，相邻两个中间翅片102之间形成“U”型，中间翅片102和端部翅片103与竖直方向的夹角为0°。

如图3、图4、图5所示，本发明提供的换热器，它包括至少两个扁管101，在相邻两扁管101之间形成的层内设置有至少一个上述任一实施例中的折叠翻边后的翅片结构，每一层中至少部分翅片结构中的端部翅片103伸出到扁管101外，本层翅片结构中的至少部分端部翅片103与相邻层的翅片结构中的至少部分端部翅片103连接。安装过程中，如果中间翅片102两端的端部翅片103均伸出到扁管101外，可以通过两端的端部翅片103卡住扁管101，便于扁管101与翅片结构的焊接。

上述实施例中，本发明提供的换热器中采用的翅片结构可以为“V”型翅片结构或者“U”型翅片结构。

采用“V”型翅片结构时，相邻扁管101之间形成的层中，位于上一层的每一列的端部翅片103与位于下一层的每一列的端部翅片103采用连接和未连接间隔交替设置的形式，或者采用未连接和连接间隔交替设置的形式，位于上一层的端部翅片103与位于下一层的端部翅片103通过交接处106形成连接列，连接列位于同一平面。

采用“V”型翅片结构时，相邻扁管101之间形成的层中，位于上一层的每一列的端部翅片103分别对应与位于下一层的每一列的端部翅片103连接，通过交接处106形成连接列，且连接列间隔交替形成“＜”型和“＞”型，或者“＞”型和“＜”型。

采用“U”型翅片结构时，相邻扁管101之间形成的层中，位于上一层的每一列的端部翅片103分别对应与位于下一层的每一列的端部翅片103连接，通过交接处106形成连接列，且连接列在同一个平面上。或者，相邻扁管101之间形成的层中，位于上一层的每一列的端部翅片103与位于下一层的每一列的端部翅片103采用连接和未连接间隔交替设置的形式，或者采用未连接和连接间隔交替设置的形式，且连接列位于同一平面。

上述实施例中，位于上一层的端部翅片103与位于下一层的端部翅片103之间的交接处106可以采用填料补缝隙的方式焊接成一体。

上述实施例中，位于上一层的端部翅片103上的导流槽104与位于下一层的端部翅片103上的导流槽104连通，冷凝水沿着端部翅片103上的导流槽104从上往下流，排水性能得到改善。

上述实施例中，端部翅片103可以伸出到扁管101外2-5mm。

上述实施例中，相邻两层端部翅片103之间交接处106的缝隙可以控制在0-0.3mm范围内，并可以通过在缝隙内填料焊接成一体。

下面列举实现本发明提供的换热器的三个具体实施例：

具体实施例一：如图3所示，采用“V”型翅片结构，中间翅片102的换热部位为波纹层叠形式，第一层第一列翅片结构的端部翅片103与第二层第一列翅片结构的端部翅片103相连且保证在同一个平面上，第一层第二列翅片结构的端部翅片103与第二层第二列翅片结构的端部翅片103未连接，依此类推，奇数列的端部翅片103为上下连接翅片，偶数列端部翅片103为上下断开翅片。冷凝水沿着奇数列的端部翅片103从上往下流，排水性能得到改善。

具体实施例二：如图4所示，与上述具体实施例一不同的是增大了一个翅片距的位置，使得第一层第一列翅片结构的端部翅片103与第二层第一列翅片结构的端部翅片103相连，且呈“＜”型，第一层第二列翅片结构的端部翅片103与第二层第二列翅片结构的端部翅片103相连，且呈“＞”型，依此类推，奇数列及偶数列的端部翅片103均上下连接，冷凝水沿着连接的端部翅片103从上往下流，排水性能得到改善。本具体实施例中的翅片结构成型工序和换热器组装工序与上述具体实施例一相同。

具体实施例三：如图5所示，与上述具体实施例一不同的是翅片结构采用“U”型翅片结构，第一层和第二层每列对应的端部翅片103均上下连接且在同一个平面上，冷凝水沿着端部翅片103从上往下流，排水性能得到改善。

本发明提供的上述任一实施例中的翅片结构，其加工方法包括以下步骤：

步骤10）在翅片板上加工出至少两列中间翅片102，中间翅片102上的换热部位可以使用辊刀轧制成普通开窗片型；

步骤20）在相邻两列中间翅片102之间的两端分别冲压出一个折叠用通孔107，折叠用通孔107可以采用普通半圆形通孔、半椭圆形通孔、矩形通孔、直线通孔等；

步骤30）沿折叠用通孔107的中心至翅片板的最边缘处加工出一个直线缝108，直线缝108两侧形成端部翅片103；

步骤31）端部翅片103上加工开设出若干连通直线缝108的导流槽104，最终形成如图6所示的翅片结构。

步骤40）基于折叠用通孔107的宽度作为连接翅片105的宽度，折叠翅片板，形成中间翅片102和连接翅片105；沿直线缝108将端部翅片103进行翻边。

上述实施例中，翅片结构可以折叠形成“V”型翅片结构或者形成“U”型翅片结构。在“V”型翅片结构中，端部翅片103的翻边角度小于90度。在“U”型翅片结构中，端部翅片103的翻边角度为90度。

端部翅片103翻边后，端部翅片103的顶部高于位于中间翅片102顶部的连接翅片105，端部翅片103的底部低于位于中间翅片102底部的连接翅片105，便于与相邻层中的翅片结构103进行连接。

上述实施例中，在扁管101和翅片结构交接的最边缘处开设的折叠用通孔107，例如：半圆形通孔、半椭圆形通孔、矩形通孔、直线通孔等，通孔的宽度和扁管101厚度相适配。本实施例中优选半圆形通孔和半椭圆形通孔，端部翅片103翻边后，端部翅片103与连接翅片105之间能够形成圆弧形过渡连接，便于卡住扁管101。

本发明提供的上述任一实施例中的换热器，其组装方法可以包括以下两种方式：1）折叠后的翅片结构，如果中间翅片102的顶部和底部均设置连接翅片105，即连接翅片105间隔交替设置在各中间翅片102的顶部和底部，可以采用先将翅片结构放入扁管101之间，然后再将端部翅片103进行翻边与相邻层的端部翅片103连接，完成组装工序。2）折叠后的翅片结构，如果只在中间翅片102的顶部或底部设置连接翅片105，即每两个中间翅片102通过一连接翅片105连接形成一个个体，形成个体的两个中间翅片102的顶部或底部通过连接翅片105连接，可以采用先将端部翅片103翻边成型之后，再放入扁管101之间，完成组装工序。无论采用上述哪种组装工序，翅片结构放入扁管101之间时翅片密度尽量均匀，从而保证相同的片距，使得上下两个端部翅片103能够相连接。

上述实施例中，本发明提供的翅片结构通过端部翅片103能够卡住扁管101，便于扁管101与翅片结构之间的焊接，相对于传统换热器需要将翅片结构放入扁管之间先捆绑再焊接的工艺，本发明操作简单便捷。

上述实施例中，本发明提供的换热器的芯体在组装时，可以首先将扁管和集流管放入工装夹具内固定，然后将翅片再放入扁管之间，最后可以用铁丝将整个芯体（包括集流管、扁管、翅片）捆扎。换热器芯体（包括集流管、扁管、翅片）在捆扎及放置时，可以将集流管（翅片正平面与集流管平面具有高度差，该高度差与集流管的管径和翅片长度有关系）垫高，保证两端的端部翅片不会直接和固体平面（如桌面或者台面）接触造成倒片现象。

本发明提供的换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (18)

1.一种翅片结构，其特征在于：它包括至少两列中间翅片，所述中间翅片的端部设置有端部翅片，相邻两个所述中间翅片之间通过连接翅片连接；折叠翻边后的所述翅片结构在多层安装状态下，本层所述翅片结构中的至少部分所述端部翅片与相邻层的所述翅片结构中的至少部分所述端部翅片连接。

2.如权利要求1所述的翅片结构，其特征在于：所述端部翅片与所述连接翅片之间均采用圆弧形过渡连接。

3.如权利要求1所述的翅片结构，其特征在于：所述端部翅片的一侧或两侧设置有导流槽。

4.如权利要求1-3任一项所述的翅片结构，其特征在于：所述翅片结构为“V”型翅片结构，相邻两个所述中间翅片之间形成“V”型，所述中间翅片和所述端部翅片与竖直方向的夹角范围均为（0°,30°]。

5.如权利要求1-3任一项所述的翅片结构，其特征在于：所述翅片结构为“U”型翅片结构，相邻两个所述中间翅片之间形成“U”型，所述中间翅片和所述端部翅片与竖直方向的夹角均为0°。

6.一种换热器，它包括至少两个扁管，其特征在于：在相邻两所述扁管形成的层内设置至少一个如权利要求1-5任一项所述的翅片结构，所述翅片结构折叠翻边，每一层中至少部分所述翅片结构的端部翅片伸出到所述扁管外，本层所述翅片结构中伸出到所述扁管外的所述端部翅片至少部分与相邻层的所述翅片结构中的所述端部翅片连接。

7.如权利要求6所述的换热器，其特征在于：所述翅片结构折叠翻边后为“V”型翅片结构或“U”型翅片结构。

8.如权利要求7所述的换热器，其特征在于：所述翅片结构为“V”型翅片结构，相邻所述扁管之间形成的层中，位于上一层的每一列的所述端部翅片与位于下一层的每一列的所述端部翅片采用连接和未连接间隔交替设置的形式，或者采用未连接和连接间隔交替设置的形式，且连接列位于同一平面。

9.如权利要求7所述的换热器，其特征在于：所述翅片结构为“V”型翅片结构，相邻所述扁管之间形成的层中，位于上一层的每一列的所述端部翅片分别对应与位于下一层的每一列的所述端部翅片连接，且连接列间隔交替形成“＜”型和“＞”型，或者“＞”型和“＜”型。

10.如权利要求7所述的换热器，其特征在于：所述翅片结构为“U”型翅片结构，相邻所述扁管之间形成的层中，位于上一层的每一列的所述端部翅片分别对应与位于下一层的每一列的所述端部翅片连接，且连接列在同一个平面上；或者，相邻所述扁管之间形成的层中，位于上一层的每一列的所述端部翅片与位于下一层的每一列的所述端部翅片采用连接和未连接间隔交替设置的形式，或者采用未连接和连接间隔交替设置的形式，且连接列位于同一平面。

11.如权利要求6-10任一项所述的换热器，其特征在于：位于上一层的所述端部翅片与位于下一层的所述端部翅片之间的交接处采用填料补缝隙的方式焊接成一体。

12.如权利要求11所述的换热器，其特征在于：位于上一层的所述端部翅片上的导流槽与位于下一层的所述端部翅片上的导流槽连通。

13.一种如权利要求1-5任一项所述的翅片结构的加工方法，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤10）在翅片板上间隔加工出至少两列中间翅片；

步骤20）相邻两列中间翅片之间的两端分别加工出一个折叠用通孔；

步骤30）沿折叠用通孔的中心至翅片板的最边缘处加工出一个直线缝，直线缝的两侧形成端部翅片。

14.如权利要求13所述的翅片结构的加工方法，其特征在于：将折叠用通孔加工成半圆形通孔或者半椭圆形通孔。

15.如权利要求13所述的翅片结构的加工方法，其特征在于：还包括步骤31），在端部翅片上加工出若干连通直线缝的导流槽。

16.如权利要求13-15任一项所述的翅片结构的加工方法，其特征在于：还包括步骤40），基于折叠用通孔的宽度折叠翅片板，形成连接翅片连接相邻两中间翅片的形式，沿直线缝将端部翅片进行翻边，翅片结构折叠翻边后，在多层安装状态下，本层翅片结构中的至少部分端部翅片与相邻层的翅片结构中的至少部分端部翅片连接。

17.如权利要求16所述的翅片结构的加工方法，其特征在于：经过步骤40）折叠翻边后，翅片结构形成“V”型翅片结构，相邻两个中间翅片之间形成“V”型；或者翅片结构形成“U”型翅片结构，相邻两个中间翅片之间形成“U”型。

18.一种如权利要求6-12任一项所述换热器的组装方法，其特征在于：先将折叠后的翅片结构放入扁管之间，然后再将端部翅片进行翻边与相邻层的端部翅片连接，完成组装；或者，先将折叠后的翅片结构的端部翅片翻边成型之后，再放入扁管之间完成组装。

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