CN105339752B - 具有性能增强部件的流体管道以及包括所述流体管道的装置 - Google Patents

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Abstract

公开了形成有大致三角形形状的性能增强部件的流体管道。该流体管道可以并入换热器或加湿器装置,性能增强部件通常具有传热和/或传质性能增强应用。传热和/或传质性能增强部件沿换热器或者加湿器板的流体流动通路的内表面形成,并且具有尖锐前缘,该尖锐前缘在流过通路的流体中产生涡流。传热或质增强器突出于流体流动通路的内表面,而留下流体管道的外表面无穿孔。作为替代,传热或质增强器可以形成在分离插入件上,该分离插入件固定到流体流动通路的内表面。可以使用各种制造技术将传热或质增强器形成在金属板或塑料板中。

Description

具有性能增强部件的流体管道以及包括所述流体管道的装置
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求以下专利申请的优先权以及权益:1)2014年6月27日提交的美国临时 专利申请,申请号为61/840159,标题为“用于换热器管道的传热增强器以及制造其的方法 (HEAT TRANSFER ENHANCEMENT FOR HEAT EXCHANGER CHANNELS AND METHOD OF MANUFACTURING SAME) ”;以及2) 2013年8月9日提交的美国临时专利申请,申请号为61 / 864〇31,标题为“改进型换热器和/或加湿器管道(IMPROVED HEAT EXCHANGER AND/OR HUMIDIFIER CHANNELS)”。上面提到的临时专利申请的内容在此明确通过引用并入到本申 请的详细描述中。
技术领域
[0003] 本发明涉及用于换热器或加湿器的流体管道,其中所述流体管道以用于改善装置 的总传热、传质或传热和传质性能两者的性能增强部件而形成。
背景技术
[0004] 在换热器中,特别在用于加热和/或冷却流体的换热器类型中,通常使用定位在构 成换热器核心的相应流体流动通路之间或相邻于相应流体流动通路的传热表面(诸如散热 片),来增加或改善传热性能。也通常使用处于换热器的流体流动通路之内的传热表面或传 热增强装置(诸如湍流增强器),或以突起图案(诸如凹坑或肋)形成流体流动通路,以便增 加换热器的传热性能。
[0005] 虽然定位传热表面或传热增强装置(诸如散热片或湍流增强器或凸起物)在相邻 流体流动通路之间或在流体流动通路内,可以用于增加传热性能,但也熟知用传热表面或 传热增强装置来增加通过传热表面或传热增强装置所在的流体管道或流体流动通路的压 降。通过流体管道的压降对传热性能有不利影响,因此存在平衡与并入传热增强部件以增 加性能相关联的优点和与增加通过换热器的压降相关联的潜在不利影响的持续需求。
[0006] 因此,存在用于增加传热性能的改善型性能增强部件的需求,该改善型性能增强 部件可以并入换热器的开放流体管道,该开放流体管道在提供通过换热器的流体管道的改 善型压降特性的同时,可以用于增加传热性能。
[0007] 当考虑加湿器,也存在类似需求,以通过增强发生在形成加湿器的整个流体管道 总传质来改善装置的整体性能。已经发现,将类似的性能增强部件并入与加湿器相关联的 开放管道或流体通路,可以用于增加装置的传质性能特性。因此,已经发现,将性能增强部 件并入换热器和/或加湿器的开放管道或流体管道,可以改善装置的传热和/或传质或传热 和传质二者。
发明内容
[0008] 根据本公开的示例实施例,提供了一种用于通过其传送流体的流体管道,其包括: 第一和第二隔开壁,所述第一和第二隔开壁各自限定内表面和外表面;流动通路,限定在第 一和第二隔开壁的内表面之间;与所述流动通路的第一端连通的流体入口,用于将所述流 体传递到所述流动通路;与所述流动通路的第二端连通的流体出口,用于从所述流动通路 排放所述流体;以及多个性能增强部件,形成在管件的第一和第二隔开壁中的至少一个的 内表面中,其中所述性能增强部件具有隔开凸起物的形式,该凸起物突出于第一和第二隔 开壁中的所述至少一个的内表面,而所述第一和第二隔开壁中的所述至少一个的外表面提 供无穿孔的大致连续接触表面,每个凸起物具有一对尖锐前缘,该尖锐前缘大致指向传入 流体流动。
[0009]根据本公开的另一方面,提供了一种换热器,其包括:多个管件,以大致彼此平行 的关系隔开布置,每个管件形成具有第一和第二隔开壁的流体管道,所述第一和第二壁各 自限定内表面和外表面;多条第一流体流动通路,限定在每个管件的第一和第二隔开壁的 内表面之间;多条第二流体流动通路,每个第二流体流动通路限定在相邻管件之间;与第一 组流体流动通路连通的一对入口和出口歧管,用于通过所述第一流体流动通路放入并排放 流体;多个性能增强部件,形成在每个管件的第一和第二隔开壁中的至少一个的内表面中 上;其中所述性能增强部件形成有一对尖锐前缘,所述性能增强部件突出于第一和第二隔 开壁中的所述至少一个的内表面的平面,第一和第二隔开壁中的所述至少一个的外表面提 供无穿孔的大致连续接触表面。
[0010]根据本公开的另一方面,所述性能增强部件是传热增强器并且以分离插入件形 成,这些分离插入件然后被固定到管件的内表面。
[0011]根据本公开的另一示范性实施例,提供了一种制造用于换热器的流体管道的方 法,包括如下步骤:提供具有一厚度并限定内表面和外表面的片材;在所述材料的内表面之 上以一图案在所述片材中形成多个传热增强器,所述多个传热增强器具有尖锐前缘并且伸 出于片材的内表面,所述片材的外表面保持大致连续并且无穿孔;将所述片材切割成所希 望的尺寸;将切出的片材形成为长形管件的形状;并且密封所述长形管件的外周边缘,以通 过钎焊限定通过其传送流体的流体管道。
[0012]根据本公开的另一示范性实施例,提供了一种加湿器,包括:布置在堆中的多个 板,每个所述板以用于第一气流或第二气流的气体流动通路的形式限定多个流体管道;多 个水渗透膜,其中所述膜中的一个提供在所述堆中的每对相邻板之间,并且对于所述一对 相邻板密封;其中所述板被堆叠,以使得在整个所述堆中,用于所述第一气流的气体流动通 路与用于所述第二气流的气体流动通路交替,并且使得每个水渗透膜将用于第一气流的一 条气体,5通路,与用于第二气流的一条气体流动通路分开;并且其中用于所述第一气流 ,所述y二气流中的至少一个的所述气体流动通路还包括具有传质增强部件的形式的性 能增强部件,所述传质增强部件突出于该气体流动通路的表面,并且所述传质增强部件具 有大致指向传入流动的一对尖锐前缘,用于在所述第一和第二气流中的所述一个内形成涡 流。
附图说明
[0013]现在将参考附图示、通过举例方式描述本公开的示范性实施例,在附图中:
[0014]图1是包括根据本公开示范性实施例的传热增强管道的换热器的透视图;
[0015]图2是沿图1中的剖面线2_2所截取的换热器的一部分的局部透视图;
[0016] 图3是在图1的换热器中形成流体流动通路的板的外侧的一部分的俯视图;
[0017] 图4是沿剖面线4-4截取的图3中所示的板的一部分的横截面视图;
[0018] 图5是图4中所示的圆圈部分5的详细视图;
[0019] 图6是在图1的换热器中形成流体流动通路或传热增强管道的板的一部分的俯视 图;
[0020] 图7是用如图6所示的板所形成的流体流动通路或传热增强管道的一部分的示# 性横截面图;
[0021] 图8是根据本公开替代实施例的板的一部分的示意性俯视图,该部分在图i的换g 器中形成流体流动通路或传热增强管道;
[0022] 图9是由如图8所示的板所形成的流体流动通路或传热增强管道的一部分的示意 性横截面图;
[0023]图10是根据本公开替代实施例的板的一部分的示意性俯视图,该部分用于在换热 器中形成流体流动通路或传热增强管道;
[0024]图11是由如图10所示的板所形成的流体流动通路或传热增强管道的一部分的示 意性横截面图; ^
[0025]图12是根据本公开替代实施例的板的一部分的示意性俯视图,该部分用于在换热 器中形成流体流动通路或传热增强管道; ^
[0026]图13是由如图12所示的板所形成流体流动通路或传热增强管道的一部分的示意 性横截面图;
[0027]图14是根据本公开替代实施例的板的一部分的示意性俯视图,该部分用于在换热 器中形成流体流动通路或传热增强管道; ^
[0028]图15是由如图14所示的板所形成的流体流动通路或传热增强管道的一部分的示 意性横截面图;
[0029]图16是根据本公开替代实施例的板的一部分的示意性透视图,该部分用于在换热 器中形成流体流动通路或传热增强管道。 ^
[0030] 图17是图16所示的板的一部分的示意性俯视图;
[0031]图18是根据本公开替代实施例的板的一部分的示意性透视图,该部分用于在换热 器中形成流体流动通路或传热增强管道。 ^
[0032] 图19是图18所示的板的一部分的示意性俯视图;
[0033]图20是用于形成换热器的流体流动通路的材料条带的一部分的示意性放大详细 横截面图;
[0034]图21是让根据本公开的传热增强器形成在其中之后、图20的材料条带的示意性详 细横截面视图; ’、
[0035]图22是以与传热表面的堆叠关系布置的、图W中所示的材料的一部分的示意性横 截面详细视图; '
[0036]图23是图示在无量^流动的一定范围之上用于各种形式的换热器流体流动通路 的无量纲传热性能的图形表示;
[0037]图24是图不在所述换热器的典型流动速率的一定范围之上与各种形式的换热器 流体流动通路相关联的摩擦结果的图形表示; 〆 ^
[0038]图25是用于形成传热增强器的切割工具和相应的已形成传热增强器的详细视图; [0039]图26是根据本公开另一示范性实施例的流体流动通路或传热增强管道的一部分 的示意性横截面视图;
[0040] 图27是图26所示的传热增强管道的流体流动通路的内部的示意性顶透视图;
[0041] 图28是按照本公开所形成的示范性传热增强器的示意性顶透视图;
[0042]图29是根据本公开另一示范性实施例的加湿器的示意性透视图;
[0043]图30是用于图29的加湿器的拐角或湿板的顶透视图;
[0044]图31是用于图29的加湿器的干板的拐角的顶透视图;和
[0045]图32是图示形成在流动流中的后缘涡流的传热和/或传质增强部件的放大示意 图,该传热和/或传质增强部件并入了换热器和/或加湿器管道中。
具体实施方式
[0046]参考图1和2,那里示出了根据本公开示范性实施例的示范性换热器10。换热器1〇 包括多个堆叠管件12,其以大致彼此平行的关系隔开地延伸。所述多个堆叠管件12—起限 定穿过其中的第一组流动通路14,用于第一流体通过换热器10的流动。第二组流体通路16 限定在相邻管件12之间,用于第二流体(诸如空气)通过换热器10的流动。在所讨论实施例 中,管件12由一对配合上下板13、15形成,因此也可以被称为板对。然而,应当理解,管件12 也可以形成为单件管件,并且本公开不打算限定于形成为板对的管件12。
[0047]管件或板对12各自形成有凸起压花或凸台部分20、22,其各自具有形成在其中的 开口 23,用作用于第一流体通过管件12的流动的入口/出口开口。一个管件12的凸台部分 20、22对准并且配合于管件12的堆中的相邻管件12的凸台部分20、22,以形成相应入口和出 口歧管24、26。在一些实施例中,并且如图1所示,凸台部分20、22两者都定位在管件12的一 个纵向端,该纵向端产生通过管件12的大致U形的流径,而在其他实施例中,每一个凸台部 分20、22都可以位于管件12的相应端,从而形成带有一个歧管24、26的换热器10,歧管24、26 位于换热器的各自相应端,从而形成单通换热器。此外,应当理解,虽然将换热器10示出为 由具有整体入口/出口歧管24、26的多个堆叠管件12形成的换热器,但换热器10也可以由这 样的管件12形成,该管件12固定到外部装配式入口 /出口头,以向管件12的堆供应流体并从 其接收流体。还应当理解,虽然第二组流体通路16示出为对于流体(诸如穿过其中的自由流 空气)的流动是开放的,但第二组流体通路16也可以由用于第二流体通过其的放入/排出的 共用歧管馈送。因此,应当理解,本公开不打算限定于这样的换热器,其中第二组流体通路 16对于自由流空气是开放的,或其中管件12由配合板对形成,或其中歧管24、26位于换热器 10的一个纵向端,如将由本领域的技术人员理解那样。
[0048] 在图1所示的示范性实施例中,传热表面30或散热片附属于管件12的外表面,并且 位于第二组流体通路16的相邻管件12之间。如本领域已知那样,传热表面30通常具有波纹 构件的形式,各自具有大致平行隔开的上下凸脊32、34以及在上下凸脊32、34之间延伸的、 大致平坦的散热片表面36。上下凸脊32、34限定它们的最上和最下点处的接触表面,所述最 上和最下点当管件12和传热表面30的交替堆被钎焊或者接合在一起以形成换热器1〇时,通 常与管件12的外表面接触,并且打算紧靠管件12的外表面密封或以配合关系与管件12的外 表面邻接。虽然可以使用波纹平坦散热片表面,但也应当理解,其他形式的散热片(诸如百 叶窗散热片)或任何其他合适的传热表面30可以取决于换热器10的具体设计和/或应用而 使用。
[0049]在所讨论的示范性实施例中,管件12由配合上下板13、15形成,上下板13、15在这 样的结构上典型地彼此相同,在该结构中,当上下板13、15以面对面的配合关系定位时,板 13、 15中的一块相对于板13、15中的另一块颠倒。每块板13、15具有由外周凸缘42围绕的中 央大致平坦部分40,该中央大致平坦部分40限定了内表面43和外表面45,该内表面43面对 由配合板13、15形成的流体流动通路14,而该外表面45限定了第二流体流动通路16中具有 相邻管件12的对应外表面45的一条。外周凸缘42位于与中央大致平坦部分40不同的平面 中,从而当板13、15以它们面对面的配合关系定位在一起时,中央大致平坦部分40用以密封 关系彼此依靠的外周凸缘42彼此隔开,从而将第一组流体通路14限定在其间限定的空间 中。因此,板13、15的内表面43限定由各组板对或管件12形成的第一流体通路14。
[0050]在所示实施例中,凸台部分20、22彼此相邻地形成在管件12的纵向端。为了在管件 12内产生U形流动通路,在每块板13、15的中央大致平坦部分中形成长形分流器44,分流器 44大致沿板13、15的中线,从两个凸台部分20、22之间延伸,并且该分流器44端接于中央大 致平坦部分40的端边缘之前的点。分流器44也延伸或伸入由板对形成的第一流体流动通路 14, 在板对中的上板13上的分流器44配合在板对中的下板15上的分流器44并且与该下板15 上的分流器44接触,以便划分流体通路14为两条,从而形成U形流动管道。因此,进入第一组 流体通路14的流体,在返回到出口歧管26之前,在管件12的相对端处产生发夹型或U形转弯 之前,从入口歧管24、沿管件12沿板13、15的长度的一侧来流动。然而,应当理解,所讨论换 热器10不打算限于U形第一流体通路14,通过换热器10的各种其他流体流动模式(即单通流 体管道、对角通流体管道等)也被设想在本公开的范围内,并且可以取决于入口和出口歧管 的位置和特定应用所需要的板13、15的设计而变化。
[0051]具有传热增强器5〇的形式的性能增强部件被形成在形成管件12的板13、15的中央 大致平坦部分40的内表面43上。传热增强器50具有三角形突起物、突出物或凸起物,它们从 其内表面43上凸起或突出于板13、15的中央大致平坦部分40的表面,并且有时可以称为三 角翼片或突起。如在本领域中通常理解的那样,术语“三角翼片”指的是三角形突起物或突 起,其中三角形尖端或点52伸出于、延伸出于或突出于这样的表面,在该表面中形成有从三 角形传热增强器50的基部M上游定向的尖端或点52。传热增强器50以这样一种方式形成: 可以在传热增强器50本身周围的板或管壁的内表面43中形成小凹陷51,但传热增强器50通 常形成为使得当管件12以它们与传热表面30的交替关系形成和/或堆叠以形成换热器10 时,管件12的外表面45提供无穿孔或其他开口等的连续表面。通过提供无穿孔或其他开口 的大致连续外表面45,管件12没有在其中形成的、允许在管件12内流动的流体排出管件12 的泄漏路径。同样,通过提供大致连续外表面45,在定位在相邻管件12之间的相邻传热表面 30之间实现适当接触。
[0052]当流体(即气体或液体)流过形成有传热增强器50的第一流体流动通路14时,三角 形传热增强器5〇的尖锐边缘引入一对涡流到接触每一个传热增强器50的流体,其涡流沿板 13、15的下游内表面43形成并且有助于防止当流动进入可以在单独传热增强器50周围形成 的凹陷51时,流动与内表面43分离。当考虑径向远离每个涡流或涡流核心的中心地移动的 流体性质时,在流过流动通路14的流体中形成的涡流产生流体内的速度梯度,其反过来产 生温度梯度。传热增强器50的陡峭前缘或尖锐三角形尖端或点52导致沿板13、15的内表面 43形成相当强的涡流,所述陡峭前缘或尖锐三角形尖端或点52伸出或突出于流体流动通路 14的内表面,而所述内表面43典型地不会发现具有更通用的圆形肋状突起或凹坑,这种圆 形肋状突起或凹坑更通常形成在换热器流体流动管道内。也己经发现,三角形传热增强器 50在更粘稠液体(诸如冷的冷却剂或油或其他已知流体)内形成强涡流方面是有效的,其中 先前已经发现粘性耗散支配并且迅速破坏形成在行进通过流体管道14的流体内的任何涡 流。因此,在流体流动通路14内形成的传热增强器50已经被发现有助于改善冷起动条件下 的传热性能。也已经发现,相比于典型地在采用湍流增强器或装置的流体通路中的压降特 性,形成有传热增强器50的管件12有助于证明改善了压降特性。图23和24与采用湍流增强 器50的已知流体流动通路(8卩“湍流增强器”)、已知凹坑流体流动通路(S卩“凹坑板”)和无传 热增强器部件的已知流体流动通路(即“平板”)相比较地、图示了涉及形成有根据本公开的 传热增强器50的流体流动通路(8卩“三角板”)的传热性能及所得摩擦系数的试验结果。如所 附的图形表示中所示,虽然传热性能相比于具有湍流增强器的流体流动管道降低了,但相 比于已知平板或凹坑板结构,形成有根据本公开的传热增强器50的换热器管道或流体流动 通路(即“三角板”)提供了改善型传热性能。然而,从传热增强器50产生的摩擦系数相比于 具有湍流增强器的流体流动管道显著减小了。包括具有传热增强器50的形式的性能增强部 件的换热器,可以用于电荷空气冷却器(CAC)应用,其中在改善总传热性能可希望的同时, 降低压降。
[0053] 传热增强器50可以以各种图案形成在管件12或板13、15的内表面43上,以便在流 体流动通路14内实现所希望的流体流动性质。如图3-7中所示,内表面43可以形成具有一系 列均匀的传热增强器50行,它们沿板13、15的长度或管件12的内表面延伸。在所讨论的示范 性实施例中,每个传热增强器50以与后续热增强器50之间大致相等的隔开、沿板13、15的长 度一前一后地布置。应当理解,传热增强器50也可以在给定行内、以与后续传热增强器50之 间不相等的隔开布置。传热增强器50的行通常彼此平行地布置,并且与前一行对齐。所述行 可以彼此隔开一距离或者可以紧密布置在一起,以使得在相邻行中的三角形突起物或三角 翼片的下游拐角有效接触,以在板13、15的整个宽度上形成锯齿(如图3中最清楚地所示)。 虽然在图3中在板13、15的整个宽度上示出了五排传热增强器50,但应当理解,确切行数将 取决于板13、15的尺寸和特定应用的所希望的流体流动性质。传热增强器50伸出于板13、15 的内表面一预定距离D,以在传热增强器50周围或前方形成轻微凹陷51,传热增强器50相对 于板13、15的外表面45形成一角度,如图5所示。传热增强器50凸起于板13、15的内表面43的 距离D,或者形成的凹陷51的深度,通常小于板13、15本身的材料厚度的深度的一半,并且大 致小于流体流动通路14的深度的一半,从而当板13、15如图7中所示意地示出那样,以它们 面对面的配合关系布置时,形成在一块板13、15上的传热增强器50不接触或干扰形成在另 一块板13、15上的传热增强器5〇,传入流动的方向在图6中总体上用箭头47表示。因此,传热 增强器50当板I3、15以它们面对面的配合关系布置时,保持彼此隔开。如将在下面进一步详 细讨论那样,取决于制造传热增强器50的方法,作为传热增强器50的形成结果,小凹口 64可 以形成在板13、15的外表面45上。然而,因为凹口64相对于管件12的其余面积很小,因而仍 然提供用于配合或接触相邻传热表面16的大致连续表面,所以这些小凹口 64不影响管件12 的外表面45和相邻传热表面16之间的接触。同样,已经发现,当将组件钎焊在一起以形成换 热器10时,可以形成在外表面45中的任何小凹口 64也有助于用钎焊材料填充或密封。
[0054] 现在参照图8和9,那里示出了具有性能增强部件的管件I2的另一示范性实施例, 所述性能增强部件具有根据本公开的传热增强器50的形式。在本示范性实施例中,三角形 传热增强器50以交错图案布置,而不是让所有三角形传热增强器50彼此布置成行。在该交 错布置,每一行中的三角形传热增强器50仍然一前一后地布置,虽然它们相比较于在图6所 示的实施例可以彼此隔开更远。如图所示,传热增强器50的第一或最上行50’在第一位置中 布置有第一传热增强器50’(1),而传热增强器50的相邻或后续行50〃布置成平行于第一行, 但布置有第一传热增强器50〃(1),其从第一行50’稍微退后地布置在第二位置中。因此,第 二行50〃中的传热增强器50以在板13、15的整个宽度上、形成在第一行50’中的、形成在每一 传热增强器50之间的空间布置成行,从而产生交错布置或图案。传热增强器的第三或后续 行50〃 ’形成为模仿第一行的布置或定位,第三行50〃 ’的第一传热增强器50〃 ’(1)布置在第 一位置中。如先前描述的实施例中那样,传热增强器50朝向流体通路14的中心伸出或突出 于板13、15的内表面的平面,但其尺寸使得当板13、15如图9所示那样以它们面对面的配合 关系布置时,不能彼此干扰或接触。同样,虽然在附图中已经示出了仅仅三排50’、50〃、50〃’ 传热增强器50,但应当理解,本公开不打算限定于用以交错图案布置的仅仅三排传热增强 器50形成的板13、15或管件12,传热增强器50的确切行数可以取决于换热器10的板13、15 和/或特定应用的总尺寸而变化。
[0055]现在参考图10和11,那里示出了具有性能增强部件的管件12的另一示范性实施 例,所述性能增强部件具有根据本公开的传热增强器50的形式。在本实施例中,传热增强器 50在上板13 (或管件12的上内表面)上的位置,与形成在下板15 (或管件12的下内表面)上的 传热增强器50的位置交替。由于传热增强器50在上下板13、15或表面上的交替放置的缘故, 传热增强器50可以形成为伸出超出流体流动通路14的中心线,因为来自一个板13、15 (或内 表面43)的传热增强器50,延伸到留在每个单独行中形成的相继传热增强器50之间的间隙 或空间中。在所讨论的示范性实施例中,传热增强器50的所有后续行是相同的,并且彼此平 行布置成行。然而,应当理解,每行内,传热增强器50也可以以变化距离彼此隔开。还应当理 解,后续行可以紧密地隔开在一起,以便在板13、15或管件12的整个宽度上形成锯齿状结 构,也可以从彼此隔开更远,以便在相邻行之间的维持一空间。同样,虽然已经在板13、15的 整个宽度上示出了仅仅两排传热增强器50,但应当理解,这是旨在说明性的,确切行数可以 取决于换热器10的板13、15或管件12以及具体应用确切尺寸而变化。
[0056]现在参照图12和13,那里示出了具有性能增强部件的管件12的另一示范性实施 例,所述性能增强部件具有根据本公开的传热增强器50的形式,其中形成在上板13或管件 I2的上部内表面43上的传热增强器50的图案,可以是形成在下板15或管件12的下部内表面 43上的传热增强器50的图案的镜像。更具体地,在图示的示范性实施例中,传热增强器50以 交替或层叠或波浪状图案沿板13、15或管件12的内表面43的长度而形成。在层叠或波浪状 图案中,虽然每个单独行中的传热增强器50基本上布置成行图案,其中传热增强器50—前 一后布置,但每个单独传热增强器50之间的间距,与联系图6和7描述了的示范性实施例相 比较更大或增加了。因此,当考虑在图12中以实线所示的第一或上板13 (或管件12的上部内 表面43)时,传热增强器50的第一或最上行5〇 ’被形成为:第一传热增强器50 ’(1)形成在靠 近板13、15或管件12的前缘的第一位置中,而行50 ’中的其余传热增强器50 ’(n)隔开一隔开 地沿表面43的长度形成在第一传热增强器50’(1)后面。传热增强器50的第二或相邻行5(T 被形成为:第一传热增强器50〃(1)借助于一预定距离,从板13、15或管件12的前缘退后,以 使每个传热增强器50〃 (n)被形成为比第一行50’中的对应传热增强器50 (n)稍微下游,而此 图案沿板13、15或内表面43的长度继续。第二或下板管件15 (或管件12的下内表面43)形成 有传热增强器50的、关于形成在第一或上板13上的图案的相对图案,如图12中以虚线或点 画线所示。因此,传热增强器50的第一行50’被形成为使得第一传热增强器50 (1)从板15 (或 管件12的内表面43)的前缘退后,而第二或相邻行50〃被形成为如下:第一传热增强管件50 (1)形成在前缘,行50〃中的每个后续传热增强器50 (n)沿板15 (或内表面43)的长度一前一 后地隔开。因为每个传热增强器50可以延伸到在相对板13、15 (或内表面43)的相应行上形 成的相继传热增强器5〇之间的空间或间隙中,所以这种布置再次允许传热增强器50至伸出 于相应板13、15的内表面43 (或管件12的上和下表面),以便它们延伸超出流体流动通路的 中心线14。图13示出了穿过由具有如上所述的传热增强器50的板13、15或管件12形成的流 体流动通路14的横截面视图。
[0057]图14和15图示了以上联系图12和13描述的示范性实施例的变形,其中板13、15或 管件形成有如上所述那样以层叠或波浪状图案布置的传热增强器50,然而在本具体实施例 中,形成在第一或上板13 (或管件12的上部内表面43)上的图案与形成在第二或下板15 (或 管件12的下内表面43)上的图案相同,第二或下板15上的传热增强器50布置在形成在第一 或上部板13上的传热增强器50的正下方。因此,在本实施例中,相应板13、15或管件12的内 表面上的传热增强器50不伸出超出流体流动通路14的中心线,以便当管件12形成或板13、 15以面对面配合关系布置时,不相互干扰时。
[0058]现在参照图16和17,那里示出性能增强部件的另一示范性实施例,所述性能增强 部件通常具有根据本公开的传热增强器50的形式,传热增强器50形状是三角形,但不具有 对称三角形突出物或突起的形式。更具体而言,三角形传热增强器50的边缘以相对于中心 线不同的角度延伸,该中心线延伸通过传热增强器50的尖端或点。因此,在所讨论的示范性 实施例中,三角形传热增强器50不一定与平均流动方向(总体上用箭头47表示)对准,并且 相反,可以以任何角度面对入射流动,同时仍然实现改善的传热性能,或在加湿器的情况下 的改善的总传质。当然,应当理解,虽然只有两个性能增强部件或传热增强器50已经被示出 在图16和17中,但非对称传热增强器50可以以联系任何先前描述的实施例所描述的任何图 案布置。此外,应当理解,虽然所讨论的示范性实施例和先前所描述的实施例,已经联系大 致矩形板13、15或大致矩形管件12示出,但非矩形板或非矩形管件也被设想在本公开的范 围内。实际上,因为对称和/或非对称传热增强器50可以以变化的方向定向以帮助它们与平 均流动路径对齐,所以图16和17中所示的类型的非对称三角形传热增强器50特别适合于板 13、15或管件12不是矩形并且流动不被预期为单向的应用。
[0059]现在参照图18和19,那里示出了根据本公开的传热增强器50的另一示范性实施 例,其中三角形形状的性能增强部件或传热增强器50以远离入射流动(总体上用箭头47表 示)指向的三角形尖端定向,以使得三角形传热增强器50的边缘是传入流动的入射角。因为 传热增强部件50的边缘是尖锐的,所以业己发现,即使将尖端远离或以针对传入流动的角 度定向,它们仍然在流体流动内产生所希望的涡流,所述涡流导致改善了的传热和压降性 能。
[0060] 现在将描述用于制造按照本公开的换热器板13、15和管件12的示范性方法。
[0061] 首先通过提供片材或金属条带来形成换热器10,所述片材或金属条带优选包括可 奸焊材料,所述可钎焊材料优选选自包含铝、铝合金和涂敷有钎焊填料金属或材料的组。然 后,可以通过一系列级进模具(progressi ve die)加工材料或金属条带,以在金属条带内形 成传热增强器50,也在其中形成板13、15的附加部件,诸如具有入口/出口开口 23的凸台部 分20、22以及由外周凸缘42所包围中央大致平坦部分40。作为替代,片或材料或金属条带可 以用于提供多个坯件,用作用于板13、15的形成的坯件模板。坯件可以被冲压、或弯曲、或者 适当形成为板13、14,以便提供由外周凸缘42包围的中央大致平坦部分40。具有入口/出口 开口 23的凸台部分20、22也根据本领域中已知的原理形成在坯料中。一旦提供了基本平板 的结构13、15,平板结构13、15就经历进一步的冲模步骤(press and die step),以便在整 个板13、15的中央大致平坦部分40上,以所希望的图案/布置形成传热增强器50。
[0062]根据制造换热器10的示范性方法,三角形或三角翼片传热增强器50通过在板13、 15的的表面之上、以所希望的图案、在中央大致平坦部分40内部分剪切或切割三角形形状 的狭缝来形成。三角形形状的传热增强器50的第三或其余边缘保持附着到中央大致平坦部 分40,并且作为弯曲轴线,用于从中央大致平坦部分40的内表面43的平面中稍微提升传热 增强器50的三角形尖端。作为剪切和/或切割步骤的结果,在板13、15的中央大致平坦部分 中产生小开口或穿孔。然而,由于传热增强器50的小尺寸(即三角形形状的传热增强器50的 边可以是在1_3毫米的数量级上)以及三角形形状的传热增强器50凸起于表面的小距离(即 小于用于形成板13、15的片材或条带的厚度的一半)的缘故,在材料中形成的切口或穿孔将 相当小。当板I3、15以它们的配合关系面对面地定位以形成然后与传热表面或散热片30交 替堆叠在一起以形成换热器10的管件I2时,整个堆叠布置然后在钎焊炉中钎焊在一起。通 过奸焊工艺中,钎焊填料金属或材料在形成传热增强器50的三角形狭缝周围流动,以填充 在由剪切或切割工艺产生的任何间隙或开口。因此,所形成的换热器1〇内的管件12打算在 钎焊工艺器件完全密封,并且没有会产生这样的泄漏路径的任何开口或间隙,该泄漏路径 允许流过管件12的流体通过管件12的外表面45。
[0063]根据制造换热器10的另一示范性方法,三角形或三角翼片传热增强器50借助于压 模工艺形成,其中代之以形成板13、15的材料流入到阴模具来在板13、15的内表面43上形成 传热增强器5〇,而不剪切或切割形成板13、15的材料。现在将参考图20-22进一步详细描述 用于形成三角形或三角翼片传热增强器50的压模工艺。
[0064]图20示出了形成的板13、15或管件12的壁的一部分的横截面视图,换热器1〇具有 在图中用箭头62表示的初始大致均匀厚度。在压模工艺期间,将材料保持在对应阳模具和 阴模具之间。其结果是,具有与传热增强器50近似相同尺寸或体积的凹陷51功能地形成在 传热增强器50周围。也可以在如图M中所示的板13、15的下侧或外表面45上形成凹口 64。当 模具(die)被冲压在一起时,材料流入阴模具(未示出),该阴模具定位在板丨3、丨5或条带材 料的上侧或内表面43上,填充形成在产生三角形形状或三角翼片传热增强器50的尖锐前缘 的模具的形状,所述尖锐前缘类似于通过剪切/切割所形成的尖锐前缘。因为与剪切/切割 相反,压模工艺依赖于材料流动,所以没有开口或缺口形成在可以以其他方式形成从管件 I2的内部到管件12的外部的泄漏路径的板^5或管件12中。然而,作为压模处理的结果, 板13、15或管件12的下侧或外表面可以在与形成在板13、15或管件12的内表面43上的每一 个传热增强器50对应的表面内,形成有一系列凹口64。因此,当板13、15以它们的面对面配 合关系定位以形成管件12,然后管件12与传热表面或散热片30交替堆叠在一起以形成换热 器10时,作为如图22所示的凹口 G4的结果,在管件I2的外表面45与相邻传热表面30的接触 表面之间的针焊表面上产生小间隙68。然而,应当理解,在给定传热增强器50的相当小的总 尺寸的情况下,形成在表面45中的间隙68的高度(总体上用箭头68表示)非常小。因此,当整 个组件在钎焊炉被钎焊在一起时,毛细作用将钎焊填料金属或材料牵引到间隙64的区域 中,该间隙64的区域允许良好密封和连续接触形成在管件12与相邻传热表面30之间。通过 确保在管件I2的外表面45与相邻传热表面3〇之间存在连续接触,两个表面之间的平均传导 长度减小,这进而提升传热。因此,换热器10的总体传热性能不会受到以下事实的不利影 响:管件12的外表面45可能最初形成有凹口 64。
[0065]根据制造换热器10的另一示范性方法,三角形或三角翼片传热增强器50借助于切 割工具形成,所述切割工具用于冲模布置或滚压成形工艺,并且不变形用于形成管件12的 板13、15或材料条带的下侧或外表面45。在典型冲模布置中,向下加压或驱动如图25所示的 切割工具70紧靠在形成板13、15或管件12的材料的内表面43上。作为切割工具70的向下动 作以及切割工具的尖锐切割边缘71的结果,从材料的内表面43向外或向上推出小体积的材 料72,从而形成具有尖锐前缘的三角形或三角翼片传热增强50。如由图25中的阴影区表示 的那样,作为传热增强器50的形成的结果,可以在材料的内表面43上形成小凹陷或对应凹 槽74,但此凹陷或凹槽不延伸通过留下材料的下侧或外表面45不接触的材料的厚度。因此, 没有潜在的泄漏路径形成在形成管件的材料中,并且外表面45提供连续不间断或变形的表 面,用于在管件12与相邻传热表面30或散热片之间形成强传热提升密封。虽然冲模配置将 主要用于根据本发明方法形成传热增强器,但也已经发现,对于非常小规模应用,可以使用 初级f产凿(basic spade chisel)和小植形成这种性质的传热增强器50。
[0066] 根据本公开的又一示范性实施例,换热器10包括管件或板对12,管件或板对12配 备有插入件75,所述插入件75安装到或者固定到管件12的隔开壁或板13、15的中央大致平 坦部分40的内表面43,总体上如在图26和27中所示。插入件75包括薄片材,这些薄片材己经 被切口或者切割或穿孔,以便以以上联系图3-19所讨论的任何图案或布置、在片材之上形 成多个传热增强器50。因此,在一些实施例中,插入件75配备有多个具有伸出或延伸出插入 件的平面的尖端52和尖锐前缘的大致三角形形状或三角翼片形状的传热增强器50,并且从 附属基部54大致向上游定向。如图28中所示,当传热增强器50通过切口形成时,传热增强器 50更多具有凸起三角形、角锥形或菱形形状的突起80的形式,突起80具有凸起于形成插入 件75的材料的平面并且从突起80的向下倾斜边84大致向上游定向的尖锐前缘82。
[0067] 通过提供钎焊或者固定到管件12的隔开壁或板13、15的内表面43的分离插入件 75,管件12的外表面45保持通常不接触地提供光滑连续接触表面,用于配合相邻传热表面 16的对应接触表面。因此,外表面45无与直接在管件12本身的内表面中形成传热增强件50 相关联的凹槽64或狭缝或其他畸形,因此提供大致光滑的连续接触表面,用于配合或邻接 相邻散热片或传热表面16。
[0068] 为了确保插入件75适当地定位在板对13、15或管件12的内表面43上,板13、15或管 件12的内表面43形成有至少两个定位凹坑76,它们伸出于内表面43的平面。对应开口78形 成在插入件75中,以便当插入件75定位在板13、15的内表面43或管件12的内壁上时,定位凹 坑76延伸通过对应开口 78,从而保持插入件75在相对于板13、15或管件12的中央大致平坦 部分40适当位置。定位凹坑76也可用于以它们的隔开平行关系来支撑板13、15或管件12的 壁。更具体地,当板13、15以它们的面对面的关系定位时,板13、15中的一块上的定位凹坑76 对准并紧邻形成在板13、15中的另一块上的定位凹坑76。虽然图27示出了通常形成在板13、 15的四个拐角中的定位凹坑76,但应当理解,例如在板13、15的对角地相对的拐角中,可以 提供仅仅一对定位凹部76。作为替代,可以使用定位凹坑76的任何适当布置,以确保插入件 75适当地位于板13、15的内表面43或管件12的壁上,并且提供适当支撑,用于隔开形成管件 12的壁或板13、15。
[0069]为了形成包括如以上联系图26和27所述的插入件75的换热器10,可以通过冲压片 材来形成具有用于形成管件的基本结构的换热器板13、15。也提供具有适当厚度的第二片 材,所述第二片材被切口、切割或穿孔,以便在其表面上以所希望的图案形成多个传热增强 器50。然后,可以将第二片材切成适当长度,以便大致对应于换热器板13、15的中央大致平 坦部分40以形成插入件75。然后,插入件75可以被布置并且被钎焊或者被固定到板13、15的 内表面上,所述板13、15以面对面配合关系布置以形成管件12。然后,管件12以与布置在相 邻管件12之间的传热表面16彼此隔开地大致平行关系布置,以形成换热器或换热器芯10。 可替代地,插入件75可定位在邻接至少一个内表面43的长形管件12内,以提供传热增强器 50形成在其中的流体流动通路。
[0070]虽然已经连同其制造具有传热增强部件50的换热器板13、15或管件12的方法一起 描述了具有传热增强部件5〇的换热器板13、15或管件12的各种示范性实施例,但应当理解, 传热增强部件5〇也可以并入到各种不同换热器结构(包括嵌套碟式换热器或包括自封闭换 热器结构的其他已知换热器结构)的板或流动通路中。因此,传热增强器50可以并入或形成 为各种不同换热器的流动管道的内表面的一部分。然而,也已经发现,如上所述的传热增强 部件50有利于改善各种装置的其他性能特性,并且在那方面,不一定限于传热增强器。更具 体地,如上所述,已经发现,大致三角形形状的换热突起50也有助于改善其他装置(诸如加 湿器)内的流体流之间的传质。因此,应当理解,上述传热增强器50也可以称为如下面将联 系图29-31进一步详细描述的传质增强部件150。因此,如本文公开的传热增强器50与传质 增强器150两者都用作用于流体管道的性能增强部件。
[0071]加湿器通常用于将水蒸汽从第一气流转移到第二气流。加湿器200的示范性实施 例示出在图29中。如图所示,加湿器200由核芯210和布置在核芯外部的两对歧管构成,核心 210包括一堆板。核芯210具有总共六个面,湿气流通过其一面进入核芯210,并且通过相对 面排出核芯。同样,干气流通过其一面进入核芯210,并且通过相对面排出。
[0072] 加湿器核芯210通常包括多个湿板100和多个干板120,它们以交替顺序堆叠在整 个堆中。用于与潮湿空气的兼容性,加湿器板通常由聚合物材料构造,并且例如可以通过模 制工艺(诸如压缩成型、压缩/注塑成型、注塑成型、片成型或热成型)来制造。该板也可以用 粉末冶金或快速原型印刷技术形成。
[0073]在加湿器中,该湿气流在每个湿板的整个顶和底表面上流动,而干气流在每个干 板的整个顶和底表面上流动。为了物理上彼此分开湿和干气流并且允许水蒸汽从湿气流到 干气流的转移,通常将水渗透膜夹持并且密封在堆或加湿器核芯中的相邻板之间。
[0074]图30示出了加湿器湿板100的示范性实施例。如图所示,板1〇〇包括由板1〇〇的中央 部分限定的流场102。流场102限定在这样一个区域中:在其中传质或水蒸汽转移发生在整 个水渗透膜(未示出)上的湿气流和干气流之间。因此,流场102相对于板100的总面积的面 积,优选在流场102延伸靠近板100的外外周缘的情况下最大化。在所示的示范性实施例中, 流场102包括多个支撑结构,这些支撑结构具有支撑肋104的形式,提供对以堆叠或定位在 流场的顶上的水渗透膜和可其他气体扩散层的支撑,所述支撑结构阻止膜和/或气体扩散 层下垂和收缩或阻塞整个板100上的湿气流的流动。支撑肋104在整个流场102的长度上纵 向延伸并且通过腹板部分105互连,提供在相邻支撑肋104之间的空间或间隙形成管道或流 动通路106,管道或流动通路106沿板100的长度延伸,用于在板100的整个表面上的湿气流 的流动。附加腹板110可以提供在每个支撑肋104之间,腹板110是非常薄的构件,其延伸在 稍微低于板100的上表面的两个相邻支撑肋的侧壁108之间,并且不延伸超过板100的全长。 因此,腹板110在支撑肋104之间产生有点封闭的流动通路106,开口在其相应端部。在一些 实施例中,可以不必提供延伸在相邻支撑肋104之间的附加腹板110。
[0075]为了改善整个加湿器中的传质,即水蒸汽从湿气流到干气流的转移,侧壁108和/ 或腹板部分105和/或腹板110形成有涡流产生性能增强部件或传质增强部件150 (在图30-32中示意性地示出),其在结构上类似于在以上联系上述换热器实施例描述了的传热增强 部件50。因此,涡流产生或传质增强部件150具有大致三角形突出物或凸起物的形式,其形 成在并且凸起于支撑肋104的侧壁108和/或互连腹板部分105、110的表面。因此,传质增强 部件150形成在流动管道或通路106的内表面上并且以这样的方式形成:使得留下侧壁108 和腹板105、110无会另外促使用于气流通过板的泄漏路径的穿孔或开口。大致三角形突出 物或凸起物有时可以称为“三角突起物”。如在上述换热器实施例中,传质增强部件150的三 角形尖端或点152伸出于侧壁108或腹板105、110的表面,以便尖端152从附属的三角形凸起 物的基部向上游定向,从而凸起物的大致尖锐前缘引入反向旋转涡流进入气流中。虽然仅 仅一个纵向行的传流或传质增强部件150示出在附图中,但应当理解,这旨在说明,并且在 给定加湿器板的总尺寸和由支撑肋104的侧壁108和互连腹板105、110提供的尺寸或表面积 的情况下,传流质增强部件150可以像在以上联系换热器实施例描述那样以任何数量的行 或图案布置或提供。
[0076]图31示出了加湿器干板120的示范性实施例。加湿器干板120在结构上有点类似于 湿板100,它们也在板的中央区域限定了流场102。流场由一系列支撑肋104限定,这些支撑 肋104在由腹板部分105互连板的整个长度上纵向延伸。与湿板1〇〇—样,支撑肋104提供对 附加层(即可堆叠或定位在流场102的顶上的水渗透膜和其他气体扩散层)的支撑。在每个 支撑肋104之间提供的间隙或空间在整个流场上形成纵向延伸流动通路106,用于干气流在 整个板120上的流动。也可以提供在相邻支撑肋104之间延伸的附加腹板110,以如在湿板 100的情况中那样下,提供对肋104附加侧面支撑。与湿板100—样,每个支撑肋104的侧壁 108也可以配备有涡流产生传质增强部件150,其通常具有延伸或伸出于侧壁108和/或腹板 部分105、110的表面的三角形凸起物的形式,使得如以上联系湿板100所述那样,三角形尖 端152定向到传入气流的流动。再次,所提供的性能增强部件或凸起物150的数量以及布置 它们的图案可以取决于所希望的流体流动性质而变化。在通常情况下,应当理解,传质增强 部件150可以具有以上联系换热器实施例所述的任何布置。
[0077]在加湿器核芯210中,湿和干板以交替关系堆叠,适当的膜和气体扩散层布置在其 间。湿板100中的流场102可以以相对于用于横流布置(cross-flow arrangement)的干板 120的流场102的定向成90度布置,然而,逆流布置也可设想在本公开的范围之内,其中湿板 100的流场102在与干板120的流场相同的方向上延伸。当湿和干气流流动通过湿和干板 100、120的流场102和流动通路106时,传质增强部件150的前缘引入一对反向旋转或打旋涡 流到相应气流,这已经被发现来改善这两个流之间总传质,从而增加加湿器的总体性能。 [0078]虽然上述传质增强部件150已经被描述为形成在并且伸出于在加湿器板1〇〇、120 的流场102中形成流动通路106的侧壁108和/或腹板105、110的表面,但也应当理解,传质增 强器150也可以形成在一个分离插入件(未示出)的表面中,该分离插入件定位或者固定到 形成流动通路106的侧壁108和/或腹板105、110。
[0079] 此外,虽然传质增强部件150已经被描述为形成在湿板100和干板120两者的流场 102的流动通路106中,但应当理解,在一些实施例中,传质增强器150可以仅仅形成在干板 120中,而在其他实施例中,取决于与加湿器相关联的特定设计和/或应用,它们可以仅仅形 成在湿板100中。
[0080]虽然已经联系与各种换热器结构相关联的传热应用,以及联系与加湿器结构相关 联的传质应用,描述了用于流体管道的性能增强部件(如传热增强部件50和传质增强部件 150)的各种示范性实施例,但应当理解,所描述的示范性实施例的某些修改和改进可以解 释在本公开的范围内。还有,虽然已经在附图中描述并且示出了联系换热器结构制造流动 增强部件的各种方法,但应当理解,当流动增强部件50、150并入到用于加湿器应用的塑料 板时,这些方法可以被修改或改进。因此,以上讨论的所有示范性实施例被认为是说明性而 不是限制性的。

Claims (22)

1.一种换热器,其包括: 多个管件,其以大致彼此平行的关系隔开布置,每个管件形成具有第一和第二隔开壁 的流体管道,所述第一和第二隔开壁各自限定内表面和外表面; 多条第一流体流动通路,其被限定在每个管件的第一和第二隔开壁的内表面之间; 多条第二流体流动通路,每个第二流体流动通路被限定在相邻管件之间; 与所述多条第一流体流动通路连通的一对入口和出口歧管,用于通过所述第一流体流 动通路放入并排放流体; 多个性能增强部件,其形成在每个管件的第一和第二隔开壁中的至少一个的内表面 上, 其中所述性能增强部件呈三角形凸起物的形式,所述凸起物包括: 尖端; 基部;以及 一对尖锐前缘,所述尖锐前缘将所述尖端互连到所述基部,所述性能增强部件突出于 第一和第二隔开壁中的所述至少一个的内表面的平面,以使得所述尖端从所述基部大致向 上游定向并且位于所述三角形凸起物的最上游区域内,第一和第二隔开壁中的所述至少一 个的外表面提供无穿孔的大致连续接触表面。
2.如权利要求1所述的换热器,其中所述性能增强部件是传热增强器。
3.如权利要求2所述的换热器,其中所述传热增强器以多行形成,所述行沿所述第一和 第二隔开壁中的所述至少一个的内表面的长度延伸。
4. 如权利要求3所述的换热器,其中传热增强器的相邻行沿所述管件的宽度彼此隔开。
5. 如权利要求3所述的换热器,其中传热增强器的相邻行彼此靠近布置,以在所述管件 的整个宽度上形成锯齿状布置。
6. 如权利要求2所述的换热器,其中传热增强器的相邻行以下列替代图案之一布置:相 对于彼此交错,或者相对于彼此层叠。
7. 如权利要求2所述的换热器,其中所述传热增强器形成在所述管件的所述第一和第 二隔开壁两者的内表面上,所述第一和第二隔开壁每个都具有一厚度,所述传热增强器以 小于该壁的该厚度的一半的距离,伸出于所述内表面。
8. 如权利要求1所述的换热器,其中所述换热器还包括部署在所述第二流体流动通路 中的多个传热表面,所述传热表面接触限定所述第二流体流动通路的相邻管件的隔开壁的 外表面并且紧靠该外表面密封。
9. 如权利要求1所述的换热器,其中每个管件通过配合第一和第二板来形成,所述第一 和第二板限定每个管件的第一和第二隔开壁,每块板包括: 中央大致平坦部分; 一对凸起凸台部分,所述凸起凸台部分具有形成于其内的开口,所述凸起凸台部分位 于与该中央大致平坦部分不同的平面中; 围绕所述中央大致平坦部分和所述凸起凸台部分的外周凸缘,该外周凸缘处于与该中 央大致平坦部分和所述凸起凸台部分两者不同的平面中,以便当所述第一和第二板以面对 面配合关系布置时,该外周凸缘隔开将所述板密封在一起的该中央大致平坦部分,从而在 其间限定所述第一流体流动通路。
10.如权利要求9所述的换热器,还包括: 至少一个插入件,所述插入件固定到所述管件的第一和第二隔开壁中的所述至少一个 的所述内表面,在所述插入件中形成所述多个性能增强部件; 至少一对定位凹坑,该定位凹坑伸出于所述第一和第二隔开壁中的所述至少一个的所 述内表面, 其中所述插入件还包括在其中形成的至少一对开口,用于接收并且接合所述至少一对 定位凹坑。
11.如权利要求10所述的换热器,其中每个所述第一和第二隔开壁包括伸出于其内表 面的定位凹坑,在第一隔开壁上的所述定位凹坑与在第二隔开壁上的所述定位凹坑对准并 且紧邻。
12.—种用于通过其传送流体的流体管道,其包括: 第一和第二隔开壁,所述第一和第二隔开壁各自限定内表面和外表面; 流动通路,其被限定在第一和第二隔开壁的内表面之间; 与所述流动通路的第一端连通的流体入口,用于将所述流体传递到所述流动通路; 与所述流动通路的第二端连通的流体出口,用于从所述流动通路排放所述流体; 多个性能增强部件,其形成在管件的第一和第二隔开壁中的至少一个的内表面中,并 且 其中所述性能增强部件具有三角形的隔开凸起物的形式,所述凸起物包括: 尖立而; 基部;以及 一对尖锐前缘,所述尖锐前缘将所述尖端互连到所述基部,所述性能增强部件突出于 第一和第二隔开壁中的所述至少一个的内表面的平面,以使得所述尖端从所述基部大致向 上游定向并且位于所述三角形凸起物的最上游区域内; 所述第一和第二隔开壁中的所述至少一个的外表面提供无穿孔的大致连续接触表面。
13.如权利要求I2所述的流体管道,其中所述流体管道并入到下列替代装置之一:换热 器或加湿器;并且 ^ 其中所述性能增强部件当并入换热器装置时用作传热增强部件,而当并入加湿器装置 时用作传质增强部件。
14.如权利要求12所述的流体管道,其中所述性能增强部件形成在所述第一和第二隔 开壁两者的内表面上。
15.如权利要求I2所述的流体管道,其中所述第一和第二隔开壁每个都具有一厚度,所 述性能增强部件以小于该壁的该厚度的一半的距离,伸出于所述第一和第二隔开壁中^所 述至少一个的内表面。
16.—种制造用于换热器的流体管道的方法,包括如下步骤: 提供具有一厚度并限定内表面和外表面的片材; 在所述片材的内表面之上以一图案在所述片材中形成多个传热增强器,其中,所述多 个传热增强器呈三角形凸起物的形式,所述三角形凸起物包括: 尖端; 基部;以及 一对尖锐前缘,所述尖锐前缘将所述尖端互连到所述基部,所述传热增强器伸出于片 材的内表面的平面,所述片材的外表面保持大致连续并且无穿孔; 将所述片材切割成所希望的尺寸; 将切出的片材形成为长形管件的形状,以使得每个三角形凸起物的所述尖端从所述基 部大致向上游定向,并且位于所述三角形凸起物的最上游区域内;并且 密封所述长形管件的外周边缘,以通过钎焊限定用于通过其传送流体的流体管道。
17. 如权利要求16所述的方法,其中使用冲模结构通过压模来在所述片材中形成所述 传热增强器。
18. 如权利要求17所述的方法,还包括以下步骤: 提供切割工具,所述切割工具具有阴模的形式,所述阴模具有在其中形成的传热增强 器的反面形式,所述阴模因而具有提供一对切割表面的大致v形狭缝; 向下加压所述切割工具来紧靠所述片材的内表面,以在所述片材的内表面上形成所述 传热增强器,所述切割工具使得所述片材的外表面无穿孔。
19. 一种加湿器,包括: 布置在堆中的多个板,每个所述板以用于第一气流或第二气流的气体流动通路的形式 限定多个流体管道; 多个水渗透膜,其中所述膜中的一个提供在所述堆中的每对相邻板之间,并且对于所 述一对相邻板密封; 其中所述板被堆叠,以使得在整个所述堆中,用于所述第一气流的气体流动通路与用 于所述第二气流的气体流动通路交替,并且使得每个水渗透膜将用于第一气流的一条气体 流动通路与用于第二气流的一条气体流动通路分开;并且 其中用于所述第一气流和所述第二气流中的至少一个的所述气体流动通路还包括具 有传质增强部件的形式的性能增强部件,所述传质增强部件呈三角形凸起物的形式,所述 三角形凸起物包括: 尖端; 基部;以及 一对尖锐前缘,所述尖锐前缘将所述尖端互连到所述基部,所述传质增强部件突出于 该气体流动通路的表面,以使得所述尖端从所述基部大致向上游定向并且位于所述三角形 凸起物的最上游区域内,用于在所述第一和第二气流中的所述一个内形成涡流,所述气体 流动通路具有大致连续并且无穿孔的外表面。
20. 如权利要求19所述的加湿器,其中每个所述板包括: (i)限定在所述板的中央部分中的流场,所述流场具有沿所述板的顶的开放顶和沿所 述板的底的开放底;以及 (i i)位于所述流场内并且在所述板的顶和底之间延伸的多个支撑结构,一个支撑结构 的侧壁与相邻支撑结构的侧壁隔开,以便在其间限定流动通路,所述流动通路形成用于所 述第一气流或所述第二气流的所述气体流动通路; 该加湿器还包括用于所述第一气流的一对歧管和用于所述第二气流的一对歧管,其中 所述歧管中的第一对与第一多个所述板流动连通,该第一多个所述板限定用于所述第一气 流的所述气体流动通路,并且其中所述歧管中的第二对与第二多个所述板流动连通,该第 一岁丨所限疋用亍所还苐二气流的所述气体流动通路,所述加湿器用于将水蒸汽从所 述第一气流转移到第二气流。
21.如权利要求20所述的加湿器,其中所述支撑结构包括支撑肋,所述支撑肋包括一对 侧壁,一条支撑肋的侧壁由腹板部分互连到相邻支持肋,由所述侧壁和所述腹板部分限定 所述流动通路;并且 其中传质增强部件被形成在所述侧壁和/或所述腹板部分上。
22.如权利要求20所述的加湿器,还包括插入件,其定位在或固定到所述流动通路的表 面上,所述传质增强部件被形成在所述插入件中。
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