CN112577344A - 一种换热器 - Google Patents

Abstract

发明公开了一种换热器，包括第一板片和第二板片，第一板片的第一板面侧设置有若干凸部，在第一板片的第二板面与相邻的第二板片的第一板面之间设置有翅片，而在第一板片设置有凸部一侧与相邻的第二板片的第二板面之间设置凸部。这种换热器在第一流体通道中通过翅片提高扰流性，在第二流体通道中则通过若干凸部结构提高扰流性，可以使得第一流体通道中可以流通低压流体，第二流体通道中可以流通高压流体。

Description

一种换热器

技术领域

本发明涉及热交换技术领域，特别涉及一种换热器。

背景技术

板翅式换热器通常是由板片、翅片组成。在相邻两板片间放置翅片后形成为流体通道；多个这样的板片根据实际需要以不同的方式叠置起来，钎焊成为一个整体便组成了板束；将板束和对应的封头、接管、支撑等零件装配起来，就组成了板翅式换热器。

相比于传统的换热器，板翅式换热器具有二次表面，结构十分紧凑，翅片对流体的扰动使流体的边界层不断破裂，同时由于板片和翅片的高导热性，使得板翅式换热器具有很高的效率。

虽然翅片能够提高流体的扰流性，但同时也存在流阻较大、耐压性不高的问题，从而使得板翅式换热器较难适用于低压流体和高压流体之间换热。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种换热器，包括换热芯体，所述换热芯体包括若干第一板片、若干第二板片和翅片，所述第一板片包括第一板面、凸出于所述第一板面的若干凸部、与所述第一板面相对的第二板面，所述第二板片包括第一板面、与所述第一板面相对的第二板面，所述第一板片和/或第二板片中的至少其中一个的其中一个角部具有阻挡部，所述阻挡部将所述角部的两侧空间分隔而不直接连通，所述换热芯体中形成相互隔离的第一流体通道和第二流体通道，所述翅片设置于所述第一板片的第二板面与相邻的所述第二板片的第一板面之间，所述凸部位于所述第一板片的第一板面与相邻的所述第二板片的第二板面之间，所述第一板片的第二板面与相邻的所述第二板片的第一板面之间形成第一通道，所述第一通道为所述第一流体通道的一部分，所述第一板片的第一板面与相邻的所述第二板片的第二板面之间形成第二通道，所述第二通道为所述第二流体通道的一部分。

提供的换热器包括第一板片和第二板片，第一板片的第一板面侧设置有若干凸部，在第一板片的第二板面与相邻的第二板片的第一板面之间设置有翅片，而在第一板片设置有凸部一侧与相邻的第二板片的第二板面之间通过若干凸部实现扰流，并且凸部的高度小于翅片的高度。这种换热器在第一流体通道中通过翅片提高扰流性，而在第二流体通道中则通过若干凸部结构提高扰流性，不同的流体采用不同的扰流结构，可以使得第一流体通道中可以流通低压流体，第二流体通道中可以流通高压流体。同时通过设置阻挡部，可以提高流体的流动行程，也能够提高换热器的换热性能。

附图说明

图1是本发明换热器的一实施例的立体示意图。

图2是图1所示换热器的底板和换热芯体的部分爆炸示意图。

图3是图1所示换热器的第一板片结构示意图。

图4是图1所示换热器的第二板片结构示意图。

图5是图1所示换热器的底板结构示意图。

图6是图1所示换热器的翅片结构示意图。

图7是图1所示换热器的第二板片与翅片结合的结构示意图。

图8是图1所示换热器的第二板片与翅片结合的局部结构立体示意图。

图9是图1所示换热器的换热芯体的局部剖视示意图。

图10是本发明换热器的另一实施例的立体剖视示意图。

图11是本发明换热器的又一实施例的立体剖视示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。

图1是本发明换热器的一实施例的立体示意图，图2是图1所示换热器的底板和换热芯体的部分爆炸示意图，如图所示，在本实施例中，换热器包括顶板3、换热芯体1和底板2，换热芯体包括若干个第一板片11、若干个第二板片12和若干翅片7。在本实施例中，其中一第一板片11与底板2相邻设置，在底板2与该第一板片11之间设置有翅片7，该翅片7也为换热芯体1的一部分，而其中一第二板片12与顶板3相邻设置。

依次层叠设置的若干个第一板片11、若干个第二板片12配合安装形成为换热芯体1，换热芯体1中有相互隔离的第一流体通道和第二流体通道。换热器还包括第一接管5和第二接管6，其中第一接管5包括第一接口通道51，第二接管6包括第二接口通道61，第一接口通道51和第二接口通道61分别与第一流体通道相连通，第一接口通道51通过第一流体通道与第二接口通道61相连通。

换热器还包括转接座4，转接座4包括第三接口通道41和第四接口通道42，第三接口通道41和第四接口通道42分别与第二流体通道相连通，第三接口通道41通过第二流体通道与第四接口通道42相连通。这里应当指出，转接座4也可以与第一接管5和第二接管6一样包括两部分，而本实施例中所采用的转接座的结构，有利于外接管路的安装，分别与第三接口通道41和第四接口通道42连通的两个外接管可以通过一个压块固定安装，安装方便，也较为节省材料。

如图2和图3所示，第一板片11包括第一板面110、凹陷于第一板面110的第一角孔部101和第二角孔部102、凸出于第一板面110的第三角孔部103和第四角孔部104、凸出于第一板面110的若干凸部115、以及凹陷于第一板面110的第一凹部116和第二凹部117。

第一角孔部101设置有第一角孔111，第二角孔部102设置有第二角孔112、第三角孔部103设置有第三角孔113，第四角孔部104设置有第四角孔114。其中，第一角孔111和第二角孔112为圆孔，第一角孔111与第四接口42连通，第二角孔112与第三接口41连通。第三角孔113和第四角孔114为腰圆孔，第三角孔113与第二接口61连通，第四角孔114与第一接口51连通。这里应当说明，第三角孔113和第四角孔114也可以是圆形等其它形状。

凸部115分布于第一板面110所在区域，在本实施例中，凸部115大部分分布于第一角孔部101和第三角孔部103之间、第二角孔部102和第四角孔部104之间。为了提高换热器的换热性能，在第一角孔部101和第二角孔部102之间也设置有凸部115，这部分凸部115可以起到导流的作用，从而提高第一角孔部101和第二角孔部102之间区域的传热系数。同样的，在第一板片11的与第一角孔部101和第二角孔部102相邻的角部也可以设置有凸部115，这部分凸部115也可以起到导流作用，从而可以提高该部分角部区域的传热系数。

第一凹部116和第二凹部117相连接，第二凹部117设置于第三角孔部103和第四角孔部104之间，第一凹部116设置于凸部115分布区域，即大部分凸部115分布于第一凹部116的两侧，在本实施例中，凸部115较为均匀的分布于第一凹部116的两侧，且至少一部分凸部在第一凹部116的两侧对称分布。这种设置方式能够提高流体的扰流性，同时也能够使流体均匀分布，从而提高换热器的换热性能。

第一凹部116呈两端部分宽度大于中间部分宽度的哑铃状结构，第一凹部116可以起到导流的作用，有利于流体的均匀分布，且流阻也较低，可以提高换热性能。

在本实施例中，第一凹部116两端部分的宽度大于第二凹部117的宽度，这种设置方式使得在第一角孔111和第二角孔112之间部分的换热区域面积较大，有利于提高换热器的换热性能。

这里应当说明，在第一板片11的第一板面110相对的第二板面(图中未示出)侧设置有与凸起结构相对应的凹陷结构(图中未示出)、与凹陷结构相对应的凸起结构(图中未示出)。

如图2和图4所示，第二板片12包括第一板面120、凸出于第一板面120的第一角孔部105和第二角孔部106、以及凹陷于第一板面110的第一凹部116和第二凹部117。

第一角孔部105设置有第一角孔121，第二角孔部106设置有第二角孔122，第二板片还设置有第三角孔123和第四角孔124。其中，第一角孔121和第二角孔122为圆孔，第一角孔121与第四接口42连通，第二角孔122与第三接口41连通。第三角孔123和第四角孔124为腰圆孔，第三角孔123与第二接口61连通，第四角孔124与第一接口51连通。这里应当说明，第三角孔123和第四角孔124也可以是圆形等其它形状。

第一凹部126和第二凹部127相连接，第二凹部127设置于第三角孔部105和第四角孔部106之间。第一凹部126呈两端部分宽度大于中间部分宽度的哑铃状结构，第一凹部126可以起到导流的作用，有利于流体的均匀分布，且流阻也较低，可以提高换热性能。

在本实施例中，第一凹部126两端部分的宽度大于第二凹部127的宽度。，这种设置方式使得在第一角孔121和第二角孔122之间部分的换热区域面积较大，有利于提高换热器的换热性能。

这里应当说明，在第二板片12的第一板面120相对的第二板面(图中未示出)侧设置有与凸起结构相对应的凹陷结构、与凹陷结构相对应的凸起结构。

如图6和图7所示，在第二板片12的第一板面120设置有翅片7。翅片7包括与第一角孔部105相对应的第一孔口区71、与第二角孔部106相对应的第二孔口区72、与第三角孔123相对应的第三孔口区73、与第四角孔124相对应的第四孔口区74、以及与第一凹部126相对应的缺口区75。并且翅片7的一部分位于第一角孔部105和第二角孔部106之间部分，一方面可以起到导流的作用，另一方面也提高冷却液在该区域的扰流性，这样，在制冷剂进出口区域，冷却液和制冷剂可以充分进行热交换，从而提高换热性能。而在第三角孔123和第四角孔124之间则没有设置翅片，由于在第三角孔123和第四角孔124附近区域制冷剂较少，这种设置方式可以使冷却液与制冷剂的量相匹配，从而有利于提高换热性能。

如图8所示，在本实施例中，翅片7为开窗翅片，开窗翅片7的窗口76的的中线、以及开窗翅片7的流通通道75的中线与第三角孔123的宽度方向相平行。这样有利于降低冷却液的流阻，从而提高换热性能。这里第三角孔123的宽度方向是指腰圆孔的宽度方向，当第三角孔123为其它结构时，其宽度方向仍然为与腰圆孔时的宽度方向一致。

如图2-9所示，第一板片11的第一板面110与第二板片12的第二板面相对设置，第一板片11的凸部115、第三角孔部13和第四角孔部14与第二板片12的第二板面相接触且通过焊接固定，第二板片12的第二凹部127相对应的凸起结构与第一板片11的第一板面相接触且通过焊接固定，第二板片12的第一凹部126相对应的凸起结构与第一板片11的第一凹部116相接触且通过焊接固定，这样在第一板片11的第一板面110与第二板片12的第二板面之间形成第二流体通道的一部分。而且第一板片11的第一凹部116的深度小于第一板片11的第二凹部117的深度，第二板片12的第一凹部126的深度小于第二板片12的第二凹部127的深度，这种结构加工和安装都较为简单，且第一板面的面积较大，有利于提高换热性能。

由于第二板片12的第一凹部126和第二凹部127相对应的凸起结构起到了阻隔作用，这样，从第一角孔111流入的制冷剂依次通过第一板片11的第一凹部116一侧的凸部115所在区域、第一板片11的第二凹部117所在区域、第一板片11的第一凹部116另一侧的凸部115所在区域后从第二角孔112流出。

第一板片11的第二板面与第二板片12的第一板面120相对设置，翅片7设置在第一板片11的第二板面与第二板片12的第一板面120之间，第二板片12的第一角孔部105和第二角孔部106与第一板片11的第一角孔部101和第二角孔部102相对应的凸起结构相接触且通过焊接固定，第一板片11的第二板面侧的第二凹部117相对应的凸起结构与第二板片12的第一板面120相接触且通过焊接固定，第一板片11的第一凹部116相对应的凸起结构与第二板片12的第一凹部126相接触且通过焊接固定。这样在第二板片12的第一板面120与第一板片11的第二板面之间形成第一流体通道的一部分。

由于第一板片11的第一凹部116和第二凹部117相对应的凸起结构起到了阻隔作用，这样，从第三角孔123流入的冷却液依次通过第二板片12的第一凹部126一侧的翅片区域、第二板片12的第二凹部127所在区域、第二板片12的第一凹部126另一侧的翅片区域后从第四角孔123流出，而通过设置翅片可以提高冷却液的扰流性，提高换热器的性能。

在本实施例中，第一板片11的第二板面与第二板片12的第一板面120之间形成的通道为第一通道(图中未示出)，第一板片11的第一板面110与第二板片12的第二板面之间形成的通道为第二通道(图中未示出)，第一通道的数量比第二通道的数量多一个，可以使制冷剂充分吸收热量，从而保证过热度。

如图9所示，第一板片11的第二板面与第二板片12的第一板面120之间的距离即(翅片7的高度)为h2，第一板片11的第一板面110与第二板片12的第二板面之间的距离(即凸部15)的高度为h1，且满足：1<H2/h1＜4。这种设置方式可以提高传热系数。

图10示出了另一实施例的局部剖视示意图，区别于上述实施例，在本实施例中，没有设置第一凹部116和第二凹部117，第三接口通道41和第四接口通道42也位于换热芯体的两侧。

并且由于制冷剂侧采用的是凸部的结构来实现扰流，为了进一步提高换热性能，在第一板片11和/或第二板片12中的至少其中一个的其中一个角孔部具有阻挡部，阻挡部将角孔部所在的角部的两侧空间分隔而不直接连通，阻挡部可以是板片的一部分也可以是阻挡件的一部分，阻挡部可以通过焊接等方式与板片固定。在本实施例中具有第一阻挡部118和第二阻挡部119，由于设置有第一阻挡部118和第二阻挡部119，换热芯体可以以阻挡部为界分为第一芯体部16、第二芯体部17和第三芯体部18。这里应当指出阻挡部也可以是多个。

当换热器为蒸发器时，第一芯体中的凸部的分布密度小于第二芯体中的凸部的分布密度，第二芯体中的凸部的分布密度小于第三芯体中的凸部的分布密度；或者凸部的分布密度从第一芯体部至第三芯体部呈递增分布。随着制冷剂的流动路径的增加，在换热器的流程后部，制冷剂基本为是气体，气体的体积流速较大，为避免压降过分升高，需要较多的通道数，例如第三芯体部18的厚度会大于第二芯体部的厚度，相应的也就有较多通道数的水流量与之对应换热，但由于气体换热较差，所以在本实施例中，通过对凸部的分布密度的提高来进一步的改善或者提升换热性能，并且凸部的分布密度与换热器内的气体量呈正相关。

当换热器为冷凝器时，第一芯体中的凸部的分布密度大于第二芯体中的凸部的分布密度，第二芯体中的凸部的分布密度大于第三芯体中的凸部的分布密度；或者凸部的分布密度从第一芯体部至第三芯体部呈递减分布。同样的，在作为冷凝器时，制冷剂一开始进入时气态制冷剂最多，所以与蒸发器时正好相反。

这里应当指出，凸部的分布密度是指凸出于第一板面的若干凸部在第一板面的单位面积的数量，单位面积的凸部的数量可以不为整数，并且凸部在第一板面可以是规则分布也可以是不规则分布。

如图10中箭头所指，在本实施例中，制冷剂从第三接口通道41流入后，由于受到阻挡部的阻挡，制冷剂可以经历三次折向，使得制冷剂的流程较长，从而提高换热性能。对于冷却液侧，可以设置阻挡部也可以不设置阻挡部，根据情况进行选择。在本实施例中，由于冷却液侧已经设置有翅片，流阻已相对较大，不再设置阻挡部(图中未示出)。

这里应当指出，在图1至图9所示的实施例中也可以设置阻挡部，从而实现流体流动路径的延长，其实现方式与本实施例相类似，这里不再详细赘述。

图11示出了又一实施例的局部剖视示意图，区别于图10所示出的实施例，在本实施例中，换热芯体中还设置有内接管19，内接管19的一端与第四接口通道42连通，内接管19的另一端穿过第二阻挡部119，这样，第四接口通道42可以绕过第二阻挡部119靠近第四接口通道42侧的通道后通过内接管19与第二阻挡部119远离第四接口通道42侧的通道连通。通过设置内接管19，可以在图10所示出的实施例的基础上，还能够使得第三接口通道41和第四接口通道42也位于换热芯体的同一侧。

本实施例的其它结构与图10所示的实施例相同或者相似，这里不再一一赘述。以上所述，仅是本发明的具体实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种换热器，包括换热芯体，所述换热芯体包括若干第一板片、若干第二板片和翅片，其特征在于，所述第一板片包括第一板面、凸出于所述第一板面的若干凸部、与所述第一板面相对的第二板面，所述第二板片包括第一板面、与所述第一板面相对的第二板面，所述第一板片和/或第二板片中的至少其中一个的其中一个角部具有阻挡部，所述阻挡部将所述角部的两侧空间分隔而不直接连通，所述换热芯体中形成相互隔离的第一流体通道和第二流体通道，所述翅片设置于所述第一板片的第二板面与相邻的所述第二板片的第一板面之间，所述凸部位于所述第一板片的第一板面与相邻的所述第二板片的第二板面之间，所述第一板片的第二板面与相邻的所述第二板片的第一板面之间形成第一通道，所述第一通道为所述第一流体通道的一部分，所述第一板片的第一板面与相邻的所述第二板片的第二板面之间形成第二通道，所述第二通道为所述第二流体通道的一部分。

2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述阻挡部将所述角部两侧的所述第二流体通道部分分隔而不直接连通，所述阻挡部的数量为至少两个，以所述阻挡部为界，所述换热芯体包括第一芯体部、第二芯体部和第三芯体部，所述第一芯体部与所述换热器的进口连通，所述第三芯体部与所述换热器的出口连通，所述翅片的高度大于所述凸部的高度，并且，所述翅片的高度与所述凸部的高度的比值大于1且小于4。

3.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，当所述换热器为蒸发器时，所述第一芯体中的所述凸部的分布密度小于所述第二芯体中的所述凸部的分布密度，所述第二芯体中的所述凸部的分布密度小于所述第三芯体中的所述凸部的分布密度；或者所述凸部的分布密度从所述第一芯体部至所述第三芯体部呈递增分布。

4.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，当所述换热器为冷凝器时，所述第一芯体中的所述凸部的分布密度大于所述第二芯体中的所述凸部的分布密度，所述第二芯体中的所述凸部的分布密度大于所述第三芯体中的所述凸部的分布密度；或者所述凸部的分布密度从所述第一芯体部至所述第三芯体部呈递减分布。

5.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，所述换热器还具有与第一流体通道连通的第一接口通道和第二接口通道、以及与第二流通通道连通的第三接口通道和第四接口通道，所述换热芯体中还设置有内接管，所述内接管的一端与所述第四接口通道连通，所述内接管的另一端穿过所述阻挡部，所述第四接口通道绕过所述第二阻挡部靠近所述第四接口通道侧的第二流通通道部分后通过所述内接管与所述第二阻挡部远离所述第四接口通道侧的第二流通通道部分连通，所述凸部的高度小于所述翅片的高度，并且，所述翅片的高度与所述凸部的高度的比值大于1且小于4。

6.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，所述第一板片还包括凹陷于所述第一板面的第一角孔部和第二角孔部、凸出于所述第一板面的第三角孔部和第四角孔部、凹陷于所述第一板面的第一凹部和第二凹部，在所述第一板片的第二板面侧设置有与所述第一板片的第一凹部和第二凹部相对应的凸起结构，所述第一板片的第一凹部和所述第二凹部相连接，所述第二凹部设置于所述第三角孔部和所述第四角孔部之间，绝大部分所述凸部分布于所述第一凹部的两侧。

7.根据权利要求5所述的换热器，其特征在于，一部分所述凸部设置于所述第一板片的第一角孔部和第二角孔部之间区域，一部分所述凸部设置于所述第一板片的与所述第一角孔部相邻的角部和所述第二角孔部相邻的角部；

所述第一板片的第一凹部的两端部分的宽度大于中间部分的宽度，所述第一板片的第一凹部两端部分的宽度大于所述第二凹部的宽度。

8.根据权利要求7所述的换热器，其特征在于，所述第二板片还包括凸出于所述第一板面的第一角孔部和第二角孔部、凹陷于所述第一板面的第一凹部和第二凹部，在所述第二板片的第二板面侧设置有与所述第二板片的第一凹部和第二凹部相对应的凸起结构，所述第一凹部和所述第二凹部相连接，所述第二凹部设置于所述第二板片的第一角孔部和所述第二角孔部之间，所述第二板片的第一凹部的两端部分的宽度大于中间部分的宽度，所述第二板片的第一凹部两端部分的宽度大于所述第二板片的第二凹部的宽度。

9.根据权利要求8所述的换热器，其特征在于，所述翅片设置于所述第二板片的第一板面和相邻的所述第一板片的第二板面之间，所述第二板片还设置有第三角孔和第四角孔，所述翅片包括与所述第一角孔部相对应的所述第一孔口区、与所述第二角孔部相对应的第二孔口区、与所述第三角孔相对应的第三孔口区、与所述第四角孔相对应的第四孔口区、以及与所述第一凹部相对应的缺口区，并且所述翅片的一部分位于所述第一角孔部和第二角孔部之间。

10.根据权利要求5所述的换热器，其特征在于，所述阻挡部的数量为两个，分别为第一阻挡部和第二阻挡部，所述换热芯体以所述阻挡部为界分为第一芯体部、第二芯体部和第三芯体部。

Images