CN105300161B - 换热器及其散热翅片 - Google Patents

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Abstract

本发明创造提供一种散热翅片和采用该散热翅片的换热器，散热翅片包括多个翅片单元，相邻的所述翅片单元通过一折弯连接段连接，所述翅片单元上具有至少一个开窗区域，开窗区域的两侧各设有至少一个平直段，所述翅片单元在至少一个所述平直段上设有至少一个凸出于所述平直段表面的第一扰流部，至少一个所述折弯连接段上设有至少一个凸出于所述折弯连接段表面的第二扰流部。在翅片单元的平直段上增设的扰流部，既可以增大翅片的换热面积，又能提高开窗区域与空气的换热强度，同时还能起到增强翅片单元结构强度的作用。

Description

换热器及其散热翅片
技术领域
本发明创造涉及热交换领域，尤其是涉及换热器及其散热翅片。
背景技术
近几十年来，空调行业和制冷行业迅猛发展，而换热器作为空调与制冷的主要组成部分之一，也需要根据市场方面的要求进行改进和优化设计。平行流换热器具有制冷效率高、体积小、重量轻、耐压能力强等特点，能够很好的满足市场的要求。
如图1所示，现有的平行流换热器主要由多孔扁管3＇、散热翅片4＇和集流管组成。在多孔扁管3＇的两端设有集流管，1＇为进口集流管，2＇为出口集流管，用于分配和汇集制冷剂。在相邻的多孔扁管3＇之间设有波纹状或带有百叶窗形的散热翅片4＇，用以强化换热器与空气侧的换热效率。
平行流换热器的散热翅片通常采用铝箔材料，外形结构多以三角形和矩形为主，其能有效的吸收热量和排水，提高换热器的换热效率。在对散热翅片的设计中还需考虑灰尘的堆积产生的不良影响和有利于排出冷凝水等。
图2为现有散热翅片4＇的结构示意图。该散热翅片由具有多个开窗区域的多个翅片单元通过其长边侧46＇依次连接组成，开窗区域可以为如图2所示的具有折弯边(窗翅)的百叶窗形式，折弯边的朝向可以相同也可以不同。
图2中示例的每个翅片单元包括两个开窗区域：开窗区域41＇、开窗区域42＇；每个开窗区域的两侧各设有一平直段，如图2所示的平直段43＇、平直段44＇、平直段45＇，开窗区域41＇的两侧分别设有平直段43＇和平直段44＇，开窗区域42＇的两侧分别设有平直段44＇和平直段45＇。
这种结构形式的散热翅片在与空气的换热过程中，空气是沿着与平直段平行的方向流向翅片单元，主要是翅片单元的开窗区域与空气进行作用，而翅片单元的平直段与空气的换热作用很小。
发明内容
本发明创造要解决的问题是如何进一步提高散热翅片的换热效率。
为解决上述技术问题，本发明创造提供了一种散热翅片，包括多个翅片单元，相邻的所述翅片单元通过一折弯连接段连接，所述翅片单元上具有至少一个开窗区域，开窗区域的两侧各设有至少一个平直段，其特征在于：所述翅片单元在至少一个所述平直段上设有至少一个凸出于所述平直段表面的第一扰流部，至少一个所述折弯连接段上设有至少一个凸出于所述折弯连接段表面的第二扰流部。
所述第一扰流部包括导风部和平台部，所述导风部在朝向平台部方向上缩径且与所述平台部和所述平直段圆滑连接，所述第二扰流部包括圆弧状结构的引流部，所述引流部与所述导风部圆滑连接；所述第一扰流部凸出于所述平直段表面的凸出高度低于所述开窗区域凸出于所述平直段表面的凸出高度。
所述翅片单元的开窗区域的两侧都设置有所述平直段，各所述平直段上均设置有所述第一扰流部，各所述第一扰流部凸出于所述平直段表面的凸出方向相同。
所述第一、第二扰流部的横截面为凸台状和/或凹坑状。
所述第一、第二扰流部为平直段和/或折弯连接段进行冲孔翻边形成。
所述第一扰流部的长度方向与开窗区域的各个窗翅的长度方向相对平行。
进一步，本发明还提供了另外一种方案，即换热器采用上述的散热翅片，所述散热翅片的特点在此不再赘述。所述换热器可以为平行流换热器。
本发明创造具有的优点和积极效果是：在翅片单元的平直段和折弯连接段上分别增设的第一、第二扰流部，既可以增大翅片的换热面积，又能提高开窗区域与空气的换热强度，同时还能起到增强翅片单元结构强度的作用。
附图说明
图1是现有的平行流换热器的结构示意图；
图2是现有散热翅片的结构示意图；
图3是以现有散热翅片的一个翅片单元为例对其与空气换热原理分析图；
图4是本发明一个实施例的散热翅片的一个翅片单元的结构及其与空气换热原理分析图。
图5主要展现翅片单元与折弯连接段组合在一起时，第一、第二扰流部在它们两者上的一种结构形式。
具体实施方式
下面结合附图对本发明创造的具体实施例做详细说明。
需要说明的是，本文的散热翅片虽然以在平行流换热器上的应用为例，但本领域技术人员应当理解，本文的散热翅片也可以应用于其它类型的热交换类器材中。
首先我们需要分析在现有散热翅片结构基础上并且空气流入方向相对散热翅片不改变的情况下，如何才能进一步提高散热翅片的换热效率？如图3所示，箭头表示的是空气的流动方向。对于现有散热翅片的翅片单元，其中开窗区域的窗翅411＇、412＇和413＇的空间结构相同或近似相同。当空气流经现有的翅片单元时，空气受到窗翅411＇影响很大，即该部分空气的扰动程度大，换热强度高；受到窗翅411＇的直接影响，窗翅412＇和413＇与相应的空气作用程度会依次减小，换热强度相应降低，因此导致该翅片单元乃至整个散热翅片与空气的总换热强度并不高。而且，翅片与空气的换热过程中，主要是翅片的开窗区域与空气进行作用，而没有设置开窗区域部分的换热作用较小。因此，如何均衡各个窗翅与空气的作用程度，减少首个接触空气的窗翅对后续窗翅的影响，是进一步提升换热效率的关键。
基于上述思路，本发明的散热翅片包括多个翅片单元，相邻的翅片单元通过折弯连接段35连接(如图5所示)。如图4和图5所示，在翅片单元的换热面上设有开窗区域31、开窗区域32和多个平直段。平直段可以位于翅片单元长度方向上的两端部(如图5中附图标记36、37所指示处)，也可以设置于开窗区域31和开窗区域32的中间(如图5中附图标记33所指示处)。在散热翅片上还可以增设扰流部。
应当说明，所述平直段是指散热翅片的相邻的折弯连接段35之间的翅片单元上没有设置开窗区域的部分。
其中，如图4所示，扰流部包括设置在至少一个平直段上的至少一个第一扰流部3411，扰流部还包括至少一部分设置在至少一个折弯连接段35上的第二扰流部3422；第一扰流部包括位于底部的导风部3413和位于顶部的平台部3414，其中，导风部3413在朝向平台部3414方向上缩径且与所述平台部3414和所述平直段圆滑连接，可以使空气流平滑的通过扰流部，减小空气流的风阻。
第二扰流部3412也可以如上所述具有与第一扰流部同样结构的导风部和平台部，并且第二扰流部3412在远离第一扰流部方向上的端部(图中3412所指示的位置)可以如图4所示设置为圆弧状的引流部，引流部可以与第二扰流部的导风部和平台部圆滑连接，也可以与平直段的表面圆滑连接。
这里应当说明，第一扰流部和第二扰流部可以如图4和图5所示是一体的，也可以是分离设置的。
第一、第二扰流部设置的数量可以是一个，也可以是多个，另外，在一个平直段上的第一扰流部可以是如图4所示的设置在该平直段的上表面，也可以设置在下表面，或者上、下表面都设有第一扰流部，第二扰流部的设置也可以是如图4所示的设置在该折弯连接段35的上表面，也可以设置在下表面，或者上、下表面都设有第二扰流部。
当空气流过本发明中的翅片单元时，需要先流过第一扰流部3411，再与开窗区域进行作用。第一扰流部3411具有一定的空间结构，可以与空气进行换热，可以增加翅片单元的有效换热作用面，同时会对相应空气起到一定的扰流作用，使的空气向第一扰流部3411的凸起方向倾斜；受到第一扰流部3411的影响，一部分的空气与窗翅311接触，一部分的空气可以越过或者绕过窗翅311而与后续窗翅312和313接触，这样，与首个接触到的窗翅311相作用的空气的扰动程度会有所减小，而与后续的窗翅312和313相作用的空气的扰动程度则会增大，使空气在开窗区域的窗翅上较为均匀的分布。这样，提高了翅片与空气的换热强度。
另外，一部分的空气会沿着折弯连接段35穿过翅片，这部分空气的换热性能较差，第二扰流部3412凸出于折弯连接段35的表面，可以使空气在流过第二扰流部3412时，使空气的流动方向发生改变，并且第二扰流部3412包括为光滑的圆弧状结构的引流部，可以使一部分流经折弯连接段35的空气被引导向开窗区域，使空气通过窗翅，从而提高翅片的换热性能。
更进一步，如图4所示，其他平直段上也可设有同样的扰流部(342和343所示)，以使所有开窗区域的窗翅的换热效率的提升影响相同，并且能应对空气流方向变化的情形，这样能够增加翅片的换热面积，提高空气的扰流程度，从而提高翅片的换热强度。
另外，扰流部的增设，还使得翅片单元的结构强度，即还可起到类似于加强筋的作用。防止翅片的变形，特别是能够防止翅片在安装过程中发生变形，有利于翅片的安装，还可以提高产品的寿命。
扰流部的具体样式可以有很多种：横截面为凹坑、凸台、有翻边的冲孔(即通过对平直段进行冲孔翻边形成)等等。为避免对后续窗翅的过大影响，无论何种样式的扰流部，其相对平直段的最高凸出高度应低于开窗区域的凸出高度。
扰流部的长度方向与窗翅的长度方向可以是保持平行，当然扰流部的位置和数量还可以有多种其他设置方式。
以上实施例仅用于说明而并非限制本发明创造所描述的技术方案，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明创造的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.一种散热翅片，包括多个翅片单元，相邻的所述翅片单元通过一折弯连接段连接，所述翅片单元上具有至少一个开窗区域，开窗区域的两侧各设有一个平直段，其特征在于：所述翅片单元在每个所述平直段上设有一个凸出于所述平直段表面的第一扰流部，所述折弯连接段上对应所述第一扰流部设有与第一扰流部一体连接的凸出于所述折弯连接段表面的第二扰流部；
所述第一、第二扰流部的横截面为凸台状和/或凹坑状。
2.根据权利要求1所述的散热翅片，其特征在于：所述第一扰流部包括位于底部的导风部和位于顶部的平台部，所述导风部在朝向平台部方向上缩径且与所述平台部和所述平直段圆滑连接，所述第二扰流部包括圆弧状结构的引流部，所述引流部与所述导风部圆滑连接；所述第一扰流部凸出于所述平直段表面的凸出高度低于所述开窗区域凸出于所述平直段表面的凸出高度。
3.根据权利要求2所述的散热翅片，其特征在于：所述翅片单元的开窗区域的两侧都设置有所述平直段，各所述平直段上均设置有所述第一扰流部，各所述第一扰流部凸出于所述平直段表面的凸出方向相同。
4.根据权利要求1所述的散热翅片，其特征在于：所述第一扰流部的长度方向与开窗区域的各个窗翅的长度方向相对平行。
5.一种换热器，其特征在于：包括散热翅片，所述散热翅片包括多个翅片单元，相邻的所述翅片单元通过一折弯连接段连接，所述翅片单元上具有至少一个开窗区域，每个开窗区域的两侧各设有一个平直段，所述翅片单元在每个所述平直段上设有一个凸出于所述平直段表面的第一扰流部，所述折弯连接段上对应所述第一扰流部设有与所述第一扰流部连接的凸出于所述折弯连接段表面的第二扰流部；所述第一、第二扰流部的横截面为凸台状和/或凹坑状。
6.根据权利要求5所述的换热器，其特征在于：所述第一扰流部包括位于底部的导风部和位于顶部的平台部，所述导风部在朝向平台部方向上缩径且与所述平台部和所述平直段圆滑连接，所述第二扰流部包括圆弧状结构的引流部，所述引流部与所述导风部圆滑连接；所述第一扰流部凸出于所述平直段表面的凸出高度低于所述开窗区域凸出于所述平直段表面的凸出高度。
7.根据权利要求6所述的换热器，其特征在于：所述翅片单元的开窗区域的两侧都设置有所述平直段，各所述平直段上设置有所述第一扰流部，各所述第一扰流部凸出所述平直段表面的凸出方向相同。
8.根据权利要求5至7任一项所述的换热器，其特征在于：所述换热器为平行流换热器。
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