CN112556460A - 一种圆管管翅式换热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种圆管管翅式换热器，属于换热技术领域，本换热器包括：第一装夹基体和第三装夹基体，第一装夹基体和第三装夹基体之间通过两块第二装夹侧板连接，第二装夹侧板之间布设有相邻间且隔设置的第一传热翅片组和第二传热翅片组，第一传热翅片组和第二传热翅片组均由第一翅片组成，第一传热翅片组和第二传热翅片组的第一翅片位置交错布设，第一传热翅片组和第二传热翅片组穿接有第一传热管体，第一传热翅片组和第二传热翅片组的第一翅片均与第一传热管体轴线倾斜设置。本发明通过强化传热效果来提升换热效果，且经多级换热提高热量换热效果并实现对空气净化，有效控制换热介质在换热器内的流速以及时间等，节省换热能耗。

Description

一种圆管管翅式换热器

技术领域

本发明属于换热技术领域，具体涉及一种圆管管翅式换热器。

背景技术

本部分的描述仅提供与本申请公开相关的背景信息，而不构成现有技术。

翅片管式换热器广泛应用于风冷压缩式制冷领域，如家用空调器/除湿机等，目前，市场上的家用空调/除湿机基本均采用等内径翅片管式换热器。

例如在空调系统中，换热设备是耗能的主要组成部分，换热设备性能的优劣将直接影响着能量消耗水平的高低。换热设备的合理设计、运转和改进对于节省资金、材料、能源和空间具有十分重要的作用。为此，各国发明人不断致力于新型高效换热设备的研究，以期提高热能利用率，不断降低对天然能源的消耗。为了降低换热设备的重量，减少换热设备的体积，节能降耗，应力求强化传热过程，但是现有的管翅式换热器在换热性能上表现不佳。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

本发明的目的在于提供一种圆管管翅式换热器，通过强化传热效果来提升换热效果，且经多级换热提高热量换热效果并实现对空气净化，有效控制换热介质在换热器内的流速以及时间等，节省换热能耗。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：一种圆管管翅式换热器，包括：第一装夹基体，第一装夹基体下方设有与其对应的第三装夹基体，第一装夹基体和第三装夹基体之间通过两块竖直设置的第二装夹侧板连接，第二装夹侧板相对设置且之间具有间隔距离，第二装夹侧板之间布设有相邻且间隔设置的第一传热翅片组和第二传热翅片组，第一传热翅片组和第二传热翅片组均由竖直且间隔设置的第一翅片组成，第一传热翅片组和第二传热翅片组的第一翅片位置交错布设，第一传热翅片组和第二传热翅片组穿接有第二传热管体，第一传热翅片组和第二传热翅片组的第一翅片均与第二传热管体轴线倾斜设置。

本发明设计第一装夹基体、第三装夹基体以及第二装夹侧板的方式来限定换热空间以及提供换热部件安装部，限定了换热的空气从换热器迎流面前端通过两第二装夹侧板至换热器背流面，在空气通过两第二装夹侧板之间的部件过程中，空气与第一传热翅片组和第二传热翅片组接触进行一级和二级换热，具体的，空气从换热器的迎流面向换热器背流面流动，由于第一传热翅片组和第二传热翅片组的第一翅片呈倾斜设置，这样空气首先经过第一传热翅片组，在第一传热翅片组倾斜设置的第一翅片引导作用下使空气以直线通过的流线改变为斜线流线通过换热器，这样在空气首先与第一传热翅片组接触时由于气体流线的改变以及第一翅片适当的引导，可以降低进入到换热器内的空气流动速度，使空气在换热器内的停留时间适当延长来提高换热效果，更为重要的是，空气在经过第一传热翅片组的过程中倾斜设计的第一翅片对空气流线改变后空气贴合第一翅片表面流动的几率更高且贴合翅片正反面两侧面流动，强化翅片正反面的传热效果，空气在经过第一传热翅片组过程中能够被间隔布设的第一翅片分流，这样使换热气流较为均匀分布，确保换热效率完成一级换热，在完成一级换热的气流沿第一传热翅片组流动后其流向以斜向方式向后侧的第二传热翅片组继续流动以便于与第二传热翅片组进一步换热，而第二传热翅片组的第一翅片与第一传热翅片组上的第一翅片为间隔交错布设，这样经一级换热后的气流能够被第二传热翅片组上的第一翅片进行再次分流，分为两股气流，经过第二传热翅片组上两第一翅片之间的空气流均为分流后的气流，能够实现分流后的气流在第二传热翅片组上两第一翅片之间混合形成二次流，有利于提高换热效果，在第二传热翅片组上两第一翅片之间混合的气流更容易形成紊流且强度能够适当提高，实现气体换热效果的增加，这样二级换热能够确保换以及提升热效果，同时在气流出现紊流时有利于气流中存在的尘粒聚集并下落来降低换热器出气端气流中含尘量。

根据本发明一实施方式，第二传热管体出口端穿过第二装夹侧板下部，第二传热管体进口端穿过第二装夹侧板上部，第一传热翅片组和第二传热翅片组的第一翅片呈直线阵列排布，直线排布的各第一翅片间隔布设，且各第一翅片与其连接的第二传热管体倾斜设置，第一传热翅片组和第二传热翅片组的第一翅片倾斜角度和方向一致。第二传热管体进出口端优选设置在第二装夹侧板同一侧，这样有利于节省换热器外部第二传热管体长度，且利于安装驱动换热介质的部件以及配套设备，优化整体布局空间，将第二传热管体的出口端设于第二装夹侧板上部而出口端设于下部，目的在于利用重力以及地心引力等作用使换热介质从高处向下流动来减少驱动换热介质在管内的流动所需能耗，以达到节能的目的，第一传热翅片组和第二传热翅片组的第一翅片呈直线阵列排布，且两翅片组之间具有间隔距离，这样能够实现经过一级换热后的气流在经过第二传热翅片组被分流，同时设计第一传热翅片组和第二传热翅片组的第一翅片倾斜角度和方向一致以确保换热气流流动方向以及确保二级换热时气流分流，同时第一翅片倾斜角度和方向的一致有利于进行生产安装，对于后期维护或更换部件也较为方便。

根据本发明一实施方式，第一传热翅片组设于圆管管翅式换热器的迎流面，第二传热翅片组设于圆管管翅式换热器的背流面，第二传热翅片组出流方向还设有间隔布设的第二翅片，第二翅片上下端分别与第一装夹基体和第三装夹基体连接，第二翅片相对第二传热翅片组的第一翅片位置交错设置。通过限定第一传热翅片组和第二传热翅片组的安装方向来确保气体一级传热和二级传热路径，其中在第二传热翅片组出流方向设计第二翅片来实现进行三级换热以及进一步控制气体在换热器内停留时间，当然第二翅片的布设同样能够对二级换热完成的气流再次分流，这样经过相邻第二翅片的气流在换热的同时被分流的气流混合以及形成紊流的几率得到提高，提高热量换热效果，在气流出现紊流时有利于气流中存在的尘粒聚集并下落来降低换热器出气端气流中含尘量。

根据本发明一实施方式，第二翅片上下端分别开设有第二翅片装配孔，第二翅片上下端的第二翅片装配孔分别连接第一传热管体，第二翅片装配孔的孔壁上开设有第二介质流通孔，第二介质流通孔连通上下端第二翅片装配孔，第一传热管体与第二翅片装配孔连接处开设有与第二介质流通孔对应的流通孔体，第二翅片与第一传热管体轴线倾斜设置且倾斜角度和方向与第一翅片倾斜角度和方向一致，第二翅片中部折弯处理，第三装夹基体上表面设有第四网板，第四网板下方的第三装夹基体内开设收集腔室，收集腔室与第四网板的网孔连通。第二翅片的设计用于对二级换热后的空气进行三级换热使得最终换热获得的空气温度符合设定温度，通过在第二翅片装配孔和第二介质流通孔的设计方案，实现扩展换热介质的流动路径，换热介质不局限于在第一传热管体内流动，换热介质还能流经第二翅片，这样换热介质的热量能较佳的传递至第二翅片上同时缩小热量传递面积以及第二翅片体积，降低了换热器设备的重量并通过强化传热效果来提升换热效果，其中通过第二介质流通孔的设计能够实现降低第二翅片上下端温差，第一传热管体内的换热介质首先经过第二翅片上端，其热量较为容易被大量释放至第二翅片上端，而换热介质流动到第二翅片下方的第一传热管体后其温度可能会略微的下降，这会造成换热器上下温差，本案通过设计第二介质流通孔来使换热介质在经过第二翅片上部的过程中将部分换热介质直接经过第二翅片传递至第二换热翅片下端的第一传热管体内，实现扩展传热路径的同时解决换热翅片上下端可能存在温差的问题，同时对第二翅片进行适当的折弯处理，有利于第二介质流通孔内流动的换热介质向下流动过程中经过折弯处流速适当降低，换热介质在第二翅片内的停留时间得到增加，而对于经过第二翅片外侧表面的空气气流而言，气流经过具有折弯弧面的第二翅片时，气流能够被折弯弧面引导气流流向，以此来增大气流沿第二翅片表面流动几率，提高了换热效果也利用气流对第二翅片表面起到清洁效果，避免或降低第二翅片表面出现粘附物。

根据本发明一实施方式，第一传热管体穿过一侧的第二装夹侧板上部依次与第二翅片上部的第二翅片装配孔配合连接，之后再依次与第二翅片下部的第二翅片装配孔配合连接后穿过同一侧的第二装夹侧板下部，整个第一传热管体呈“ㄈ”布设。第一传热管体的布设方式能够实现利用重力以及地心引力等作用使换热介质从高处向下流动来减少驱动换热介质在管内的流动所需能耗，以达到节能的目的，同样的，第一传热管体进出口端优选设置在第二装夹侧板同一侧，这样有利于节省换热器外部第一传热管体长度，且利于安装驱动换热介质的部件以及配套设备，优化整体布局空间。

根据本发明一实施方式，第一传热管体和第二传热管体内设有整流器，整流器包括：

整流套体，整流套体为柱套状，整流套体直径小于第一传热管体和第二传热管体管体内径，整流套体迎流端直径向背流端直径渐扩，整流套体背流端面连接有十字交错设置的加强连接杆，加强连接杆交错连接处设有与整流套体同轴设置的连接过度件，

旋转环体，旋转环体外径小于第一传热管体和第二传热管体管体内径，旋转环体内圈至少铰接有两片整流叶片，整流叶片另一端铰接整流支撑轴承圈，整流支撑轴承圈与连接过度件同轴设置，旋转环体设于整流套体背流方向，整流支撑轴承圈内圈连接有同轴的整流支撑杆，整流支撑杆通过弹簧件与连接过度件连接。整流叶片与整流支撑轴承圈外圈铰接。

本发明通过在第一传热管体和第二传热管体内设置整流器能够实现减缓换热介质在管内的流速以及对管内流体进行整流，具体的，设计的整流套体能引导管内流动的介质沿其套体表面流动来促进换热介质向管体内壁方向流动，以此来增大换热介质与管体内壁的接触提高传热效果，同时，本案通过设计旋转环体和整流支撑杆等来实现与整流套体的连接，通过旋转环体、整流支撑杆和加强连接杆上的连接过度件等部件来实现整流套体保持与传热管体轴线同轴，同时在流体通过整流套体过程中可能会促使整流套体形成旋转，这样有利于促使环绕介质在管壁上形成螺旋流动，对于换热效果具有较佳的提升作用，同时设计整流叶片随整流套体旋转来对经过整流套体的换热介质进一步的导流促进旋流的形成，实现对管内流体整流，更为重要的是：换热介质在管内流动过程中其流经管体内壁易在管壁上形成液膜，而液膜会短暂停留在管体内壁上，这将容易造成因管体内壁液膜降低换热性能，本案通过设计整流叶片和整流套体的设计方案引导换热介质向管壁方向流动并促进旋流的形成，实现缩小内外管壁的温差并且旋流能够清除或避免管壁液膜形成，能够解决管壁上液膜的形成来提高换热性能的提升。

根据本发明一实施方式，第一传热管体和第二传热管体管内设有用于限制整流器移动范围的固定环体，固定环体设于第一传热管体和第二传热管体管内壁，固定环体内径与旋转环体内径等径，旋转环体与第一传热管体和第二传热管体内壁接触的侧面内设有滚珠，固定环体设于旋转环体背流方向，旋转环体与固定环体接触面内设有滚珠；第一传热管体和第二传热管体均具有折弯处，整流器的移动范围不进行控制将会导致整流器在管体折弯处卡死或损坏情况出现，故设计固定环体来限定旋转环体的可移动范围，当然为降低旋转环体旋转时与管体内壁、固定环体之间的磨损或摩擦，通过设计滚珠来实磨损或摩擦量降低。

根据本发明一实施方式，整流套体的套体表面均设网孔，整流套体的内壁环绕布设有倾斜设置的整流叶片。整流套体内设有的整流叶片在于促进换热介质形成旋流。

根据本发明一实施方式，旋转环体迎流面的环面为半球状，通过在旋转环体迎流面设计凸环结构使其截面呈半球状，设计目的在于实现经过整流套体导流的换热介质在沿第一传热管体或第二传热管体内壁流动过程中与旋转环体引流面接触所造成的阻力减小，促进沿第一传热管体或第二传热管体内壁流动导热介质快速通过旋转环体，但旋转环体适当的减小了沿第一传热管体或第二传热管体内壁流动的换热介质流速，有利于促进换热介质将热量传递至管体，提高热量传递的效率。

采用一种圆管管翅式换热器的换热方法如下：

-对第二传热管体输送换热介质，换热介质在第二传热管体内流动，热量通过第二传热管体传递至第一翅片，空气与第一传热翅片组和第二传热翅片组的第一翅片以及第二管体进行一级、二级换热；

-对第一传热管体内输送换热介质，换热介质在第一传热管体内流动以及流经第二翅片内的第二介质流通孔，热量传递至第二翅片，经一级换热和二级换热的空气与第二翅片和第一传热管体进行三级换热。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：空气在通过换热器过程中，空气从换热器的迎流面向换热器背流面流动，空气与第一传热翅片组和第二传热翅片组接触进行一级和二级换热，在第二传热翅片组出流方向设计第二翅片来实现进行三级换热以及进一步控制气体在换热器内停留时间，本发明通过强化传热效果来提升换热效果，且经多级换热提高热量换热效果并实现对空气净化，有效控制换热介质在换热器内的流速以及时间等，节省换热能耗。

附图说明

图1为一种圆管管翅式换热器结构示意图；

图2为第二传热管体内换热介质流动路线示意图；

图3为第三装夹基体结构示意图；

图4为第一传热翅片组、第二传热翅片组和第二翅片俯视图；

图5为第一传热翅片组、第二传热翅片组俯视放大示意图；

图6为固定板体示意图；

图7为第二翅片与第一传热管体连接状态示意图；

图8为第二翅片结构示意图；

图9为图8中a部放大示意图；

图10为第一传热管体和第二传热管体折弯处剖视图；

图11为图10中b部放大示意图；

图12为整流器在第一传热管体和第二传热管内示意图；

图13为图12中c部放大示意图；

图14为整流套体侧视图；

图15为第二传热管体、第一翅片与加固套体结构示意图；

图16为第二传热管体、第一翅片与加固套体连接状态下加固套体的剖视图。

附图标号：10-第一装夹基体；11-第二装夹侧板；12-第三装夹基体；13-第四网板；14-橡胶条；15-固定板体；16-装配通孔；20-第一传热管体；21-第二传热管体；22-液体；23-铜片；30-第一翅片；31-第一传热翅片组；32-第二传热翅片组；40-第二翅片；41-第二翅片装配孔；42-第二介质流通孔；50-整流器；51-整流叶片；52-整流套体；53-加强连接杆；54-弹簧件；55-旋转环体；56-固定环体；57-整流支撑杆；58-整流支撑轴承圈；59-整流叶片；510-连接过度件；60-滚珠；70-加固套体。

具体实施方式

以下结合具体实施方式和附图对本发明的技术方案作进一步详细描述：

实施例1：

参见附图1-5、7-9、12-14所示，一种圆管管翅式换热器，包括：第一装夹基体10，第一装夹基体10下方设有与其对应的第三装夹基体12，第一装夹基体10和第三装夹基体12之间通过两块竖直设置的第二装夹侧板11连接，第二装夹侧板11相对设置且之间具有间隔距离，第二装夹侧板11之间布设有相邻间且隔设置的第一传热翅片组31和第二传热翅片组32，第一传热翅片组31和第二传热翅片组32均由竖直且间隔设置的第一翅片30组成，第一传热翅片组31和第二传热翅片组32的第一翅片30位置交错布设，第一传热翅片组31和第二传热翅片组32穿接有第二传热管体21，第一传热翅片组31和第二传热翅片组32的第一翅片30均与第二传热管体21轴线倾斜设置。

本发明设计第一装夹基体10、第三装夹基体12以及第二装夹侧板11的方式来限定换热空间以及提供换热部件安装部，限定了换热的空气从换热器迎流面前端通过两第二装夹侧板11至换热器背流面，在空气通过两第二装夹侧板11之间的部件过程中，空气与第一传热翅片组31和第二传热翅片组32接触进行一级和二级换热，具体的，空气从换热器的迎流面向换热器背流面流动，由于第一传热翅片组31和第二传热翅片组32的第一翅片30呈倾斜设置，这样空气首先经过第一传热翅片组31，在第一传热翅片组31倾斜设置的第一翅片30引导作用下使空气以直线通过的流线改变为斜线流线通过换热器，这样在空气首先与第一传热翅片组31接触时由于气体流线的改变以及第一翅片30适当的引导，可以降低进入到换热器内的空气流动速度，使空气在换热器内的停留时间适当延长来提高换热效果，更为重要的是，空气在经过第一传热翅片组31的过程中倾斜设计的第一翅片30对空气流线改变后空气贴合第一翅片30表面流动的几率更高且贴合翅片正反面两侧面流动，强化翅片正反面的传热效果，空气在经过第一传热翅片组31过程中能够被间隔布设的第一翅片30分流，这样使换热气流较为均匀分布，确保换热效率完成一级换热，在完成一级换热的气流沿第一传热翅片组31流动后其流向以斜向方式向后侧的第二传热翅片组32继续流动以便于与第二传热翅片组32进一步换热，而第二传热翅片组32的第一翅片30与第一传热翅片组32上的第一翅片30为间隔交错布设，这样经一级换热后的气流能够被第二传热翅片组32上的第一翅片30进行再次分流，分为两股气流，经过第二传热翅片组32上两第一翅片30之间的空气流均为分流后的气流，能够实现分流后的气流在第二传热翅片组32上两第一翅片30之间混合形成二次流，有利于提高换热效果，在第二传热翅片组32上两第一翅片30之间混合的气流更容易形成紊流且强度能够适当提高，实现气体换热效果的增加，这样二级换热能够确保换以及提升热效果，同时在气流出现紊流时有利于气流中存在的尘粒聚集并下落来降低换热器出气端气流中含尘量。

第二传热管体21出口端穿过第二装夹侧板11下部，第二传热管体21进口端穿过第二装夹侧板11上部，第一传热翅片组31和第二传热翅片组32的第一翅片30呈直线阵列排布，直线排布的各第一翅片30间隔布设，且各第一翅片30与其连接的第二传热管体21倾斜设置，第一传热翅片组31和第二传热翅片组32的第一翅片30倾斜角度和方向一致。第二传热管体21进出口端优选设置在第二装夹侧板11同一侧，这样有利于节省换热器外部第二传热管体21长度，且利于安装驱动换热介质的部件以及配套设备，优化整体布局空间，将第二传热管体21的出口端设于第二装夹侧板11上部而出口端设于下部，目的在于利用重力以及地心引力等作用使换热介质从高处向下流动来减少驱动换热介质在管内的流动所需能耗，以达到节能的目的，第一传热翅片组31和第二传热翅片组32的第一翅片30呈直线阵列排布，且两翅片组之间具有间隔距离，这样能够实现经过一级换热后的气流在经过第二传热翅片组32被分流，同时设计第一传热翅片组31和第二传热翅片组32的第一翅片30倾斜角度和方向一致以确保换热气流流动方向以及确保二级换热时气流分流，同时第一翅片30倾斜角度和方向的一致有利于进行生产安装，对于后期维护或更换部件也较为方便。

第一传热翅片组31设于圆管管翅式换热器的迎流面，第二传热翅片组32设于圆管管翅式换热器的背流面，第二传热翅片组32出流方向还设有间隔布设的第二翅片40，第二翅片40上下端分别与第一装夹基体10和第三装夹基体12连接，第二翅片40相对第二传热翅片组32的第一翅片30位置交错设置。通过限定第一传热翅片组31和第二传热翅片组32的安装方向来确保气体一级传热和二级传热路径，其中在第二传热翅片组32出流方向设计第二翅片40来实现进行三级换热以及进一步控制气体在换热器内停留时间，当然第二翅片40的布设同样能够对二级换热完成的气流再次分流，这样经过相邻第二翅片40的气流在换热的同时被分流的气流混合以及形成紊流的几率得到提高，提高热量换热效果，在气流出现紊流时有利于气流中存在的尘粒聚集并下落来降低换热器出气端气流中含尘量。

第二翅片40上下端分别开设有第二翅片装配孔41，第二翅片40上下端的第二翅片装配孔41分别连接第一传热管体20，第二翅片装配孔41的孔壁上开设有第二介质流通孔42，第二介质流通孔42连通上下端第二翅片装配孔41，第一传热管体20与第二翅片装配孔41连接处开设有与第二介质流通孔42对应的流通孔体，第二翅片40与第一传热管体20轴线倾斜设置且倾斜角度和方向与第一翅片30倾斜角度和方向一致，第二翅片40中部折弯处理，第三装夹基体12上表面设有第四网板13，第四网板13下方的第三装夹基体12内开设收集腔室，收集腔室与第四网板13的网孔连通。第四网板13和收集腔的目的在于进行集尘，第二翅片40的设计用于对二级换热后的空气进行三级换热使得最终换热获得的空气温度符合设定温度，通过在第二翅片装配孔41和第二介质流通孔42的设计方案，实现扩展换热介质的流动路径，换热介质不局限于在第一传热管体20内流动，换热介质还能流经第二翅片40，这样换热介质的热量能较佳的传递至第二翅片40上同时缩小热量传递面积以及第二翅片40体积，降低了换热器设备的重量并通过强化传热效果来提升换热效果，其中通过第二介质流通孔42的设计能够实现降低第二翅片40上下端温差，第一传热管体20内的换热介质首先经过第二翅片40上端，其热量较为容易被大量释放至第二翅片40上端，而换热介质流动到第二翅片40下方的第一传热管体20后其温度可能会略微的下降，这会造成换热器上下温差，本案通过设计第二介质流通孔42来使换热介质在经过第二翅片40上部的过程中将部分换热介质直接经过第二翅片40传递至第二换热翅片40下端的第一传热管体20内，实现扩展传热路径的同时解决换热翅片上下端可能存在温差的问题，同时对第二翅片40进行适当的折弯处理，有利于第二介质流通孔42内流动的换热介质向下流动过程中经过折弯处流速适当降低，换热介质在第二翅片40内的停留时间得到增加，而对于经过第二翅片40外侧表面的空气气流而言，气流经过具有折弯弧面的第二翅片40时，气流能够被折弯弧面引导气流流向，以此来增大气流沿第二翅片40表面流动几率，提高了换热效果也利用气流对第二翅片40表面起到清洁效果，避免或降低第二翅片40表面出现粘附物。

当然第一翅片30也可参照第二翅片40上第二介质流通孔42的设计方案。

第一传热管体20穿过一侧的第二装夹侧板11上部依次与第二翅片40上部的第二翅片装配孔41配合连接，之后再依次与第二翅片40下部的第二翅片装配孔41配合连接后穿过同一侧的第二装夹侧板11下部，整个第一传热管体20呈“ㄈ”布设。第一传热管体20的布设方式能够实现利用重力以及地心引力等作用使换热介质从高处向下流动来减少驱动换热介质在管内的流动所需能耗，以达到节能的目的，同样的，第一传热管体20进出口端优选设置在第二装夹侧板11同一侧，这样有利于节省换热器外部第一传热管体20长度，且利于安装驱动换热介质的部件以及配套设备，优化整体布局空间。

第一传热管体20和第二传热管体21内设有整流器50，整流器50包括：

整流套体52，整流套体52为柱套状，整流套体52直径小于第一传热管体20和第二传热管体21管体内径，整流套体52迎流端直径向背流端直径渐扩，整流套体52背流端面连接有十字交错设置的加强连接杆53，加强连接杆53交错连接处设有与整流套体52同轴设置的连接过度件510，

旋转环体55，旋转环体55外径小于第一传热管体20和第二传热管体21管体内径，旋转环体55内圈至少铰接有两片整流叶片59，整流叶片59另一端铰接整流支撑轴承圈58，整流支撑轴承圈58与连接过度件510同轴设置，旋转环体55设于整流套体52背流方向，整流支撑轴承圈58内圈连接有同轴的整流支撑杆57，整流支撑杆57通过弹簧件54与连接过度件510连接。整流叶片51与整流支撑轴承圈58外圈铰接。

本发明通过在第一传热管体20和第二传热管体21内设置整流器50能够实现减缓换热介质在管内的流速以及对管内流体进行整流，具体的，设计的整流套体52能引导管内流动的介质沿其套体表面流动来促进换热介质向管体内壁方向流动，以此来增大换热介质与管体内壁的接触提高传热效果，同时，本案通过设计旋转环体55和整流支撑杆57等来实现与整流套体52的连接，通过旋转环体55、整流支撑杆57和加强连接杆53上的连接过度件510等部件来实现整流套体52保持与传热管体轴线同轴，同时在流体通过整流套体52过程中可能会促使整流套体50形成旋转，这样有利于促使环绕介质在管壁上形成螺旋流动，对于换热效果具有较佳的提升作用，同时设计整流叶片59随整流套体52旋转来对经过整流套体52的换热介质进一步的导流促进旋流的形成，实现对管内流体整流，更为重要的是：换热介质在管内流动过程中其流经管体内壁易在管壁上形成液膜，而液膜会短暂停留在管体内壁上，这将容易造成因管体内壁液膜降低换热性能，本案通过设计整流叶片51和整流套体52的设计方案引导换热介质向管壁方向流动并促进旋流的形成，实现缩小内外管壁的温差，并且旋流能够清除或避免管壁液膜形成，解决管壁上液膜的形成来提高换热性能的提升。

第一传热管体20和第二传热管体21管内设有用于限制整流器50移动范围的固定环体56，固定环体56设于第一传热管体20和第二传热管体21管内壁，固定环体56内径与旋转环体55内径等径，旋转环体55与第一传热管体20和第二传热管体21内壁接触的侧面内设有滚珠60，固定环体56设于旋转环体55背流方向，旋转环体55与固定环体56接触面内设有滚珠60；第一传热管体20和第二传热管体21均具有折弯处，整流器50的移动范围不进行控制将会导致整流器50在管体折弯处卡死或损坏情况出现，故设计固定环体56来限定旋转环体55的可移动范围，当然为降低旋转环体55旋转时与管体内壁、固定环体56之间的磨损或摩擦，通过设计滚珠60来实磨损或摩擦量降低。

整流套体52的套体表面均设网孔，整流套体52的内壁环绕布设有倾斜设置的整流叶片51。整流套体52内设有的整流叶片51在于促进换热介质形成旋流。

旋转环体55迎流面的环面为半球状，通过在旋转环体55迎流面设计凸环结构使其截面呈半球状，设计目的在于实现经过整流套体52导流的换热介质在沿第一传热管体20或第二传热管体21内壁流动过程中与旋转环体55引流面接触所造成的阻力减小，促进沿第一传热管体20或第二传热管体21内壁流动导热介质快速通过旋转环体55，但旋转环体适当的减小了沿第一传热管体20或第二传热管体21内壁流动的换热介质流速，有利于促进换热介质将热量传递至管体，提高热量传递的效率。

实施例2：

采用一种圆管管翅式换热器的换热方法如下：

-对第二传热管体21输送换热介质，换热介质在第二传热管体21内流动，热量通过第二传热管体21传递至第一翅片31，空气与第一传热翅片组31和第二传热翅片组32的第一翅片31以及第二管体21进行一级、二级换热；

-对第一传热管体20内输送换热介质，换热介质在第一传热管体20内流动以及流经第二翅片40内的第二介质流通孔42，热量传递至第二翅片40，经一级换热和二级换热的空气与第二翅片40和第一传热管体20进行三级换热。

空气在通过换热器过程中，空气从换热器的迎流面向换热器背流面流动，空气与第一传热翅片组31和第二传热翅片组32接触进行一级和二级换热，在第二传热翅片组32出流方向设计第二翅片40来实现进行三级换热以及进一步控制气体在换热器内停留时间，本发明通过强化传热效果来提升换热效果，且经多级换热提高热量换热效果并实现对空气净化，有效控制换热介质在换热器内的流速以及时间等，节省换热能耗。

实施例3：

本实施例在实施例1的基础上进一步优化方案为：参见附图6所示，一种圆管管翅式换热器还包括：固定板体15，固定板体15上分别开设有能够与第一翅片30、第二翅片40插接配合的装配通孔16，装配通孔16内能够涂覆与第一翅片30、第二翅片40翅面间隙空间的导热油或导热脂，固定板体15外侧能够环绕布设有橡胶条14，当然橡胶条14能够拆除。

通过设计固定板体15对换热器的第一翅片30和第二翅片40进行横向方向加固，第一翅片30和第二翅片40上下端虽然与第一装夹基体10、第三装夹基体13进行装配连接，但可能由于经过换热器的风流流速过大，易导致第一翅片30、第二翅片40在长时间使用过程中，翅片发生微变形，如弯曲，这不利于换热且需要进行翅片更换，设计的固定板体15与第一翅片30和第二翅片40的横向加固能够增强翅片面对风流的强度，降低翅片在长时间使用过程中弯曲可能性，同时固定板体15对翅片的加固能够避免或降低翅片在风流影响下所产生的噪音，固定板体15采用与翅片同样材质制备，能够实现扩大换热面，固定板体15在换热器上装配后能够对换热空间进行分隔，如固定板体15与上端的第一装夹基体10以及两侧的第一翅片30、第二翅片40形成分隔的换热空间，这样换热空间被分隔，对于传热到各换热空间内的热量也相对被分隔，有利于较为均匀的分配换热能量来提高换热效果。

在固定板体15外侧环绕布设的橡胶条14能够提高固定板体15在使用过程中与两侧的第二装夹侧板11接触紧密度，并且橡胶条14的设计能够避免固定板体15边缘腐蚀且具有防撞作用。

实施例4：

本实施例在实施例1的基础上进一步优化方案为：参见附图10、11所示，第一传热管体20和/或第二传热管体21的折弯处管体外侧内壁连接有铜片23，铜片23与第一传热管体20和/或第二传热管体21的折弯处管体外侧内壁之间具有间隔空间，该间隔空间内填充液体22。在第一传热管体20、第二传热管体21内流动的换热介质具有一定流速以保证换热介质在管体内循环流动来将热量传递至翅片，但是换热介质在流动到管体的折弯处管内的换热介质较为容易随惯性聚集在管体外侧内壁方向，这容易导致管体内侧的内壁方向换热介质流通量不足，折弯处管体的内外侧的管体换热的热量出现温差，本发明通过在管体折弯处设计铜片23的方式来适当引导经过折弯处的换热介质向管体内侧内壁方向流动来均衡管体折弯处的内外侧的换热热量，缩小或避免温差问题出现，同时铜片23与管体内壁之间隔空空间内的液体22能根据热胀冷缩原理来适当调整其体积进而控制铜片23导流方向，更为重要的是铜片23配合液体22调控了换热介质通过管体折弯出的流量分布来降低换热介质在通过折弯处的流速损失，这有利于降低驱动换热介质在管体内流动设备的能耗。

实施例5：

本实施例在实施例1的基础上进一步优化方案为：参见附图15、16所示，第二传热管体21与第一翅片30连接处设有加固套体70，加固套体70一端部与第二传热管体21的管壁连接，另一端部与第一翅片30的翅面连接，加固套体70与第二传热管体21连接处的直径向与第一翅片30连接处的方向渐扩，加固套体70内壁与第二传热管体21外壁面、第一翅片30翅面之间形成密封空间。第二传热管体21与第一翅片30的连接方式包括但不限于选用焊接或过盈配合连接，为提高第二传热管体21与第一翅片30连接紧固度以及热量传递效率，通过设计加固套体70来实现第二传热管体21管体外壁与第一翅片30翅面之间的进一步固定连接，这样能够增加第二传热管体21与第一翅片30的接触面积，有利于第二传热管体21中热量传递至第一翅片实现热量传递效率提升，以降低管内持续不断输送换热介质所需能耗，同时加固套体70提高了第二传热管体21与第一翅片30连接面积，能够实现第二传热管体21与第一翅片30连接紧固度的提升，特别是对于换热器长久使用而言，可有效解决风流长时间经过第一翅片30和第二传热管体21造成第二传热管体21与第一翅片30连接松动，加固套体70能够对第二传热管体21与第一翅片30焊接方式下所形成的焊缝起到保护作用，避免空气中的尘粒对焊缝打磨以及空气中可能携带的腐蚀性物质对焊缝的腐蚀，同时设计的加固套体70与第二传热管体21连接处的直径向与第一翅片30连接处的方向渐扩能够使流经的空气流沿加固套体70表面流动，进而在其引导作用下促进空气沿第一翅片30表面流动，提升空气与第一翅片的接触量，有利于强化第一翅片30正面与背面的传热效果。

需要说明的是：本案中所指的换热介质为水或制冷剂等，本案中的第一传热管体20和第二传热管体21均采用圆管，选用圆管的目的在于避免椭圆管等管体在加工中易出现的管体内部微面断裂问题导致换热器在长时间使用过程中换热效率低或易损坏的问题，且选择圆管制造成本较低且方便安装与维修，对于制造能耗而言，圆管的制造能耗也更低。

对于第一传热管体20和第二传热管体21所用材质优选为铜制，当然还可以采用其他热传导性能较佳的金属替换。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种圆管管翅式换热器，包括：第一装夹基体（10），所述第一装夹基体（10）下方设有与其对应的第三装夹基体（12），所述第一装夹基体（10）和第三装夹基体（12）之间通过两块竖直设置的第二装夹侧板（11）连接，所述第二装夹侧板（11）相对设置且之间具有间隔距离，其特征在于：所述第二装夹侧板（11）之间布设有相邻且间隔设置的第一传热翅片组（31）和第二传热翅片组（32），所述第一传热翅片组（31）和第二传热翅片组（32）均由竖直且间隔设置的第一翅片（30）组成，所述第一传热翅片组（31）和第二传热翅片组（32）的第一翅片（30）位置交错布设，所述第一传热翅片组（31）和第二传热翅片组（32）穿接有第二传热管体（21），所述第一传热翅片组（31）和第二传热翅片组（32）的第一翅片（30）均与第二传热管体（21）轴线倾斜设置。

2.根据权利要求1所述的一种圆管管翅式换热器，其特征是：所述第二传热管体（21）出口端穿过第二装夹侧板（11）下部，所述第二传热管体（21）进口端穿过第二装夹侧板（11）上部，所述第一传热翅片组（31）和第二传热翅片组（32）的第一翅片（30）呈直线阵列排布，直线排布的各第一翅片（30）间隔布设，且各第一翅片（30）与其连接的第二传热管体（21）倾斜设置，第一传热翅片组（31）和第二传热翅片组（32）的第一翅片（30）倾斜角度和方向一致。

3.根据权利要求2所述的一种圆管管翅式换热器，其特征是：所述第一传热翅片组（31）设于圆管管翅式换热器的迎流面，所述第二传热翅片组（32）设于圆管管翅式换热器的背流面，所述第二传热翅片组（32）出流方向还设有间隔布设的第二翅片（40），所述第二翅片（40）上下端分别与第一装夹基体（10）和第三装夹基体（12）连接，所述第二翅片（40）相对第二传热翅片组（32）的第一翅片（30）位置交错设置。

4.根据权利要求3所述的一种圆管管翅式换热器，其特征是：所述第二翅片（40）上下端分别开设有第二翅片装配孔（41），所述第二翅片（40）上下端的第二翅片装配孔（41）分别连接第一传热管体（20），所述第二翅片装配孔（41）的孔壁上开设有第二介质流通孔（42），所述第二介质流通孔（42）连通上下端第二翅片装配孔（41），所述第一传热管体（20）与第二翅片装配孔（41）连接处开设有与第二介质流通孔（42）对应的流通孔体，所述第二翅片（40）与第一传热管体（20）轴线倾斜设置且倾斜角度和方向与第一翅片（30）倾斜角度和方向一致，所述第二翅片（40）中部折弯处理，所述第三装夹基体（12）上表面设有第四网板（13），所述第四网板（13）下方的第三装夹基体（12）内开设收集腔室，所述收集腔室与第四网板（13）的网孔连通。

5.根据权利要求1或4所述的一种圆管管翅式换热器，其特征是：所述第一传热管体（20）和第二传热管体（21）内设有整流器（50），所述整流器（50）包括：

整流套体（52），所述整流套体（52）为柱套状，所述整流套体（52）直径小于第一传热管体（20）和第二传热管体（21）管体内径，所述整流套体（52）迎流端直径向背流端直径渐扩，所述整流套体（52）背流端面连接有十字交错设置的加强连接杆（53），所述加强连接杆（53）交错连接处设有与整流套体（52）同轴设置的连接过度件（510），

旋转环体（55），所述旋转环体（55）外径小于第一传热管体（20）和第二传热管体（21）管体内径，所述旋转环体（55）内圈至少铰接有两片整流叶片（59），所述整流叶片（59）另一端铰接整流支撑轴承圈（58），所述整流支撑轴承圈（58）与连接过度件（510）同轴设置，所述旋转环体（55）设于整流套体（52）背流方向，所述整流支撑轴承圈（58）内圈连接有同轴的整流支撑杆（57），所述整流支撑杆（57）通过弹簧件（54）与连接过度件（510）连接。

6.根据权利要求5所述的一种圆管管翅式换热器，其特征是：所述第一传热管体（20）和第二传热管体（21）管内设有用于限制整流器（50）移动范围的固定环体（56），所述固定环体（56）设于第一传热管体（20）和第二传热管体（21）管内壁，所述固定环体（56）内径与旋转环体（55）内径等径，所述旋转环体（55）与第一传热管体（20）和第二传热管体（21）内壁接触的侧面内设有滚珠（60），所述固定环体（56）设于旋转环体（55）背流方向，所述旋转环体（55）与固定环体（56）接触面内设有滚珠（60）；

优选的，所述整流套体（52）的套体表面均设网孔，所述整流套体（52）的内壁环绕布设有倾斜设置的整流叶片（51）。

7.采用权利要求1-6任权利要求所述的一种圆管管翅式换热器的换热方法如下：

-对第二传热管体（21）输送换热介质，换热介质在第二传热管体（21）内流动，热量通过第二传热管体（21）传递至第一翅片（31），空气与第一传热翅片组（31）和第二传热翅片组（32）的第一翅片（31）以及第二管体（21）进行一级、二级换热；

-对第一传热管体（20）内输送换热介质，换热介质在第一传热管体（20）内流动以及流经第二翅片（40）内的第二介质流通孔（42），热量传递至第二翅片（40），经一级换热和二级换热的空气与第二翅片（40）和第一传热管体（20）进行三级换热。

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