CN113939162A - 一种逆流间壁式热交换器及其制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种逆流间壁式热交换器及其制作工艺，包括框体和安装于框体内的若干管体，框体具有内部容置腔、位于内部容置腔两相对侧的两个侧面以及位于内部容置腔两相对端的两个端板；端板上设置有若干沿端板长度方向间距布置的管体安装口，以使相邻管体之间形成间隙；管体的两端分别穿设于两个端板的相应管体安装口，侧面上靠近两个端板分别设置有沿端板长度方向延伸的第一通孔、第二通孔；所述第一通孔连通全部间隙的一端，第二通孔连通全部间隙的另一端。如此，提高整个热交换器的结构稳定性，不易变形，同时，也提高了热交换器的换热能力，且其换热能力稳定，浮动范围小，以及，其结构设计简单、紧凑、合理，减少了热交换器占用空间。

Description

一种逆流间壁式热交换器及其制作工艺

技术领域

本发明涉及换交热器领域技术，尤其是指一种逆流间壁式热交换器及其制作工艺，其主要是逆流式间壁风冷热交换器器。

背景技术

现有技术中，换热器是实现热交换的重要部件，以平行流换热器为例，其通常包括有集流管、扁管、翅片等，工作时，制冷剂沿着扁管在集流管之间沿设计方向流动，在流动的同时，与吹过翅片的空气进行热交换；生产制作时，扁管的两端分别焊接于集流管上，翅片设置于相邻扁管之间，其结构复杂，生产时间较长，生产成本高，而且，体积较大，换热效率不理想，不能适应很多新型通讯设备的换热要求，以及，在使用过程中，容易出现变形，导致换热器的性能稳定性受影响，浮动范围大。

因此，需要研究了一种新的技术方案来解决上述问题。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种逆流间壁式热交换器及其制作工艺，其提高整个热交换器的结构稳定性，不易变形，同时，也提高了热交换器的换热能力，且其换热能力稳定，浮动范围小，以及，其结构设计简单、紧凑、合理，减少了热交换器占用空间。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种逆流间壁式热交换器，包括有框体和安装于框体内的若干管体，所述框体具有内部容置腔、位于内部容置腔两相对侧的两个侧面以及位于内部容置腔两相对端的两个端板；

所述端板上设置有若干沿端板长度方向间距布置的管体安装口，所述管体在内部容置腔中沿端板长度方向间距布置，以使相邻管体之间形成间隙；所述管体的两端分别穿设于两个端板的相应管体安装口，使得：全部管体的一端开口在一端板的外侧汇合形成第一进口端，全部管体的另一端开口在另一端板的外侧汇合形成第一出口端；

所述侧面上靠近两个端板分别设置有沿端板长度方向延伸的第一通孔、第二通孔；所述第一通孔连通全部间隙的一端以将其汇合形成第二出口端，且所述第一通孔靠近一端板设置；所述第二通孔连通全部间隙的另一端以将其汇合形成第二进口端，所述第二通孔靠近另一端板设置。

作为一种优选方案，所述第一通孔、第二通孔设置于同一侧面上。

作为一种优选方案，所述两个端板分别一体连接框体的两端。

作为一种优选方案，所述框体包括有主框体，所述主框体围绕于内部容置腔的外周，两个侧面设置于主框体上，所述端板分别组装于主框体的两端。

作为一种优选方案，所述主框体包括有第一侧板、第二侧板、第三侧板以及第四侧板，所述第二侧板的两侧分别一体连接于第一侧板、第三侧板的一端，所述第一侧板和第三侧板的另一端分别往外延伸形成有安装边，所述第四侧板设置于第二侧板的对侧且位于第一侧板和第三侧板的另一端之间。

作为一种优选方案，所述管体的内部和/或间隙内设置有换热扰流或导流结构。

作为一种优选方案，所述管体内设置有沿管体长度方向延伸的隔肋，以将管体内部分隔形成两个以上的分流腔。

作为一种优选方案，所述第一进口端、第一出口端分别连通管体两端以构成I型流道；或者，所述第一进口端、第一出口端分别连接有第一转接通道、第二转接通道，第一转接通道经第一进口端连通管体的一端，第二转接通道经第一出口端连通管体的另一端，以构成第一C型流道；

所述第二进口端、第二出口端分别连通间隙两端以构成第二C型流道。

如前面任一项所述的一种逆流间壁式热交换器的制作工艺，首先，将框体的一侧敞口设置为敞口侧，将管体布置于框体的内部容置腔内，并使管体的两端分别穿设且密封固定于相应管体安装口内；然后，对框体的敞口侧封盖板，并在盖板的两端预留第一通孔、第二通孔。

作为一种优选方案，所述管体的两端采用胀管、胶粘或焊接的形式密封固定于相应管体安装口内。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知：其主要是通过在框体内间距布置若干管体，所述管体的两端分别穿设于两个端板的相应管体安装口，使得：全部管体的一端开口在一端板的外侧汇合形成第一进口端，全部管体的另一端开口在另一端板的外侧汇合形成第一出口端；同时，在框体的侧面上靠近两个端板分别设置有沿端板长度方向延伸的第一通孔、第二通孔，所述第一通孔连通全部间隙的一端以将其汇合形成第二出口端，且所述第一通孔靠近一端板设置；所述第二通孔连通全部间隙的另一端以将其汇合形成第二进口端，所述第二通孔靠近另一端板设置。如此，提高整个热交换器的结构稳定性，不易变形，同时，也提高了热交换器的换热能力，且其换热能力稳定，浮动范围小；

以及，其结构设计简单、紧凑、合理，减少了热交换器占用空间。该种热交换器可广泛应用于对通信户外机柜、通讯机柜、大功率电源柜、户外传媒、服务器机柜、工业电气柜及控制系统设备，使用时，借助管体内部及管体间的间隙，使得流体流动阻力小，有利于提高换热速率及换热能力；

还有，该种热交换器易于生产制作，制作时间短，制作成本低，适于大批量生产及推广应用。

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明之较佳实施例的组装结构示图；

图2是本发明之较佳实施例的另一角度组装结构示图；

图3是本发明之较佳实施例的俯视图；

图4是本发明之较佳实施例的端面视图；

图5是本发明之较佳实施例的第一截面示图；

图6是本发明之较佳实施例的第二截面示图；

图7是本发明之较佳实施例的分解示图；

图8是本发明之较佳实施例的管体的局部示图；

图9是图1中A处的局部放大示图；

图10是本发明之较佳实施例的第三截面示图；

图11是图10中B处的局部放大示图；

图12是是本发明之另一较佳实施例的俯视图；

图13是本发明之较佳实施例的应用原理示图。

附图标识说明：

框体10、内部容置腔11、侧面12、端板13、管体安装口131、铆压凹位132、第二安装边133、第一进口端101、第一出口端102、第一通孔121、第二通孔122、第一侧板1101、第二侧板1102、第三侧板1103、第四侧板1104、安装边1105、管体20、隔肋21、分流腔22、平面23、凸弧面24、铆压片25、第二出口端201、第二进口端202、间隙30、第二间隙40、第一转接通道50、第二转接通道60。

具体实施方式

请参照图1至图13所示，其显示出了本发明之两种实施例的具体结构；

一种逆流间壁式热交换器，包括有框体10和安装于框体10内的若干管体20，所述框体10具有内部容置腔11、位于内部容置腔11两相对侧的两个侧面12以及位于内部容置腔11两相对端的两个端板13。

所述端板13上设置有若干沿端板13长度方向间距布置的管体安装口131，所述管体20在内部容置腔11中沿端板13长度方向间距布置，以使相邻管体20之间形成间隙30(定义为第一间隙)；所述管体20的两端分别穿设于两个端板13的相应管体安装口131，使得：全部管体20的一端开口在一端板13的外侧汇合形成第一进口端101，全部管体20的另一端开口在另一端板13的外侧汇合形成第一出口端102。

所述侧面12上靠近两个端板13分别设置有沿端板13长度方向延伸的第一通孔121、第二通孔122；所述第一通孔121连通全部间隙30(定义为第一间隙)的一端以将其汇合形成第二出口端201，且所述第一通孔121靠近一端板13设置；所述第二通孔122连通全部间隙30(定义为第一间隙)的另一端以将其汇合形成第二进口端202，所述第二通孔122靠近另一端板13设置。优选地，所述第一通孔121、第二通孔122设置于同一侧面12上，这样，生产制作更加方便，同时，整个热交换器的结构更加紧凑、占用空间小。

如图5所示，第一流体经第一进口端101分别进入全部管体20内部，再由第一出口端102流出，如图6所示，而第二流体经第二进口端202分别进入全部间隙30(定义为第一间隙)，再由第二出口端201流出，第一流体、第二流体的流向相反，实现充分热交换，通常，第一流体、第二流体可分别指冷气、热气。

在实际设计时，所述两个端板13分别一体连接框体10的两端。也可以如图7所示，本实施例中，所述框体10包括有主框体，所述主框体围绕于内部容置腔11的外周，两个侧面12设置于主框体上，所述端板13分别组装于主框体的两端。具体地，所述主框体110包括有第一侧板1101、第二侧板1102、第三侧板1103以及第四侧板1104，所述第二侧板1102的两侧分别一体连接于第一侧板1101、第三侧板1103的一端，所述第一侧板1101和第三侧板1103的另一端分别往外延伸形成有安装边1105(定义为第一安装边)，安装边1105(定义为第一安装边)上通常设置有安装孔，考虑到安装结构强度，可以将安装边1105(定义为第一安装边)设计为双层结构，即：安装边1105(定义为第一安装边)自第一侧板1101或第三侧板1103的上端往外水平延伸再向上翻折反向延伸形成双层叠设式安装边结构，安装孔贯通双层叠设式安装边结构。所述第四侧板1104设置于第二侧板1102的对侧且位于第一侧板1101和第三侧板1103的另一端之间。在第二侧板1102的外表面（具体可指下侧表面）、第四侧板1104的外表面（具体可指上侧表面）可设计定位结构，例如：在第二侧板1102的外表面设置若干定位凹部，在第四侧板1104的外表面设置若干定位凸部，这些可以用于热交换器在应用时的安装定位。以及，在端板13的上端也可设置第二安装边133，所述第二安装边133通常是与第一安装边齐平。

所述第一进口端101、第一出口端102分别连通管体20两端以构成I型流道；所述第二进口端202、第二出口端201分别连通间隙30(定义为第一间隙)两端以构成第二C型流道；如此，构成I、C型流道。如图12所示，也可以设计C、C型流道，只需将第一进口端101、第一出口端102分别连接有第一转接通道50、第二转接通道60，第一转接通道50经第一进口端101连通管体20的一端，第二转接通道60经第一出口端102连通管体20的另一端，以构成第一C型流道；

接下来，主要参照图1和图7，介绍一种逆流间壁式热交换器的制作工艺，其制作方式简单；首先，将框体10的一侧敞口设置为敞口侧，将管体20布置于框体10的内部容置腔11内，并使管体20的两端分别穿设且密封固定于相应管体安装口131内；然后，对框体10的敞口侧封盖板（也指前述的第四侧板1104），并在盖板的两端预留第一通孔121、第二通孔122。

所述管体20的两端采用胀管、胶粘或焊接等形式密封固定于相应管体安装口131内。穿管及密封固定操作时，可以采用人工或机器自动穿管形式。

而管体20的加工制作，可采用挤压、冲压、焊接等方式，管体20的材料可以为金属（例如铝、铝合金、铁、铜、钛等）、非金属（例如导热塑胶等）、非透气膜等。管体20的形状可以为扁管或者其他形状，例如圆管、方管、椭圆管等。进一步地，可以在所述管体20的内部和/或间隙30(定义为第一间隙)内设置有换热扰流或导流结构。

如图8至图11所示，所述管体20为扁管，所述管体20内设置有沿管体20长度方向延伸的隔肋21，以将管体20内部分隔形成两个以上的分流腔22，一方面，隔肋21可以起到支撑作用，使得管体20的结构强度更好，不易变形，另一方面，形成两个以上的分流腔22，起到均不流作用，管体20内的流体（例如风）的流动更加顺畅，阻力小，流动速率快，有利于提升换热效率。所述管体20为扁管，所述管体20的下侧为平面23，利用平面23与端板13的管体安装口131匹配，易于安装固定，而所述管体20的上侧设计为凸弧面24（例如向上拱起的半圆形弧面），可以起到增大管体20表面积的作用，热交换的效率更高。

优选地，端板13的管体安装口131的内部下侧面高于框体10的内部下侧面（也指第二侧板1102的上表面），两个端板13的管体安装口131的内部下侧面齐平，这样，当管体20的两端固定于端板13的管体安装口131内后，对于结构强度、防碰撞能力要求高的产品而言，可以利用管体20的下侧面（平面）与第二侧板1102的上表面之间的第二间隙40存锡或容胶，焊锡或胶粘稳固可靠，确保管体20与两个端板13以及框体10均能形成可靠定位连接；而对于换热能力要求更高的产品而言，可以借助加强端板13与管体20的密封固定作用，可以利用管体20的下侧面（平面）与第二侧板1102的上表面之间的第二间隙40用于通风，这些第二间隙40的存在使得换热更加充分，管体20的有效换热面积得到更大利用。

所述盖板（相当于第四侧板1104）通常是固定于管体20的顶部及第一侧板1101、第三侧板1103的上端内侧，因此，也可利用盖板对管体20、框体10进一步起到固定及关联作用。

以及，在管体20的端部，可以将管体20的左、右侧壁刺破形成铆压片25（刺破方向是自管体20的端部朝向管体20长度延伸方向，两个刺破痕之间形成一个铆压片25），同时，在端板13的外端对应管体安装口131的左、右侧设置铆压凹位132，这样，当管体20的端部穿设于管体安装口131内后，在端板13的外端对铆压片进行铆压，使得铆压片朝向铆压凹位弯折变形，直至铆压定位于铆压凹位内，由于在两个端板13均进行了铆压定位，有效防止管体20发生沿管体20长度方向的松动。

如图13所示，目前的热交换系统是由内、外循环风扇、钣金结构、逆流管式换热器芯、控制板组成，其原理主要是内循环风扇连接通讯机柜内部提供高温气体，外循环风扇连接大气环境提供低温气体，内外隔绝，高、低温气体分别穿过前述的I、C型流道或者C、C型流道，将通信机柜内部高温空气的热量传递给低温气体，由低温气体将热量带入环境进行散热。

综上所述，本发明的设计重点在于：其主要是通过在框体10内间距布置若干管体20，所述管体20的两端分别穿设于两个端板13的相应管体安装口131，使得：全部管体20的一端开口在一端板13的外侧汇合形成第一进口端101，全部管体20的另一端开口在另一端板13的外侧汇合形成第一出口端102；同时，在框体10的侧面12上靠近两个端板13分别设置有沿端板13长度方向延伸的第一通孔121、第二通孔122，所述第一通孔121连通全部间隙30(定义为第一间隙)的一端以将其汇合形成第二出口端201，且所述第一通孔121靠近一端板13设置；所述第二通孔122连通全部间隙30的另一端以将其汇合形成第二进口端202，所述第二通孔122靠近另一端板13设置；如此，提高整个热交换器的结构稳定性，不易变形，同时，也提高了热交换器的换热能力，且其换热能力稳定，浮动范围小；

以及，其结构设计简单、紧凑、合理，减少了热交换器占用空间。该种热交换器可广泛应用于对通信户外机柜、通讯机柜、大功率电源柜、户外传媒、服务器机柜、工业电气柜及控制系统设备，使用时，借助管体20内部及管体20间的间隙30，使得流体流动阻力小，有利于提高换热速率及换热能力；还有，该种热交换器易于生产制作，制作时间短，制作成本低，适于大批量生产及推广应用。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种逆流间壁式热交换器，其特征在于：包括有框体和安装于框体内的若干管体，所述框体具有内部容置腔、位于内部容置腔两相对侧的两个侧面以及位于内部容置腔两相对端的两个端板；

所述端板上设置有若干沿端板长度方向间距布置的管体安装口，所述管体在内部容置腔中沿端板长度方向间距布置，以使相邻管体之间形成间隙；所述管体的两端分别穿设于两个端板的相应管体安装口，使得：全部管体的一端开口在一端板的外侧汇合形成第一进口端，全部管体的另一端开口在另一端板的外侧汇合形成第一出口端；

所述侧面上靠近两个端板分别设置有沿端板长度方向延伸的第一通孔、第二通孔；所述第一通孔连通全部间隙的一端以将其汇合形成第二出口端，且所述第一通孔靠近一端板设置；所述第二通孔连通全部间隙的另一端以将其汇合形成第二进口端，所述第二通孔靠近另一端板设置。

2.根据权利要求1所述的一种逆流间壁式热交换器，其特征在于：所述第一通孔、第二通孔设置于同一侧面上。

3.根据权利要求1所述的一种逆流间壁式热交换器，其特征在于：所述两个端板分别一体连接框体的两端。

4.根据权利要求1所述的一种逆流间壁式热交换器，其特征在于：所述框体包括有主框体，所述主框体围绕于内部容置腔的外周，两个侧面设置于主框体上，所述端板分别组装于主框体的两端。

5.根据权利要求4所述的一种逆流间壁式热交换器，其特征在于：所述主框体包括有第一侧板、第二侧板、第三侧板以及第四侧板，所述第二侧板的两侧分别一体连接于第一侧板、第三侧板的一端，所述第一侧板和第三侧板的另一端分别往外延伸形成有安装边，所述第四侧板设置于第二侧板的对侧且位于第一侧板和第三侧板的另一端之间。

6.根据权利要求2所述的一种逆流间壁式热交换器，其特征在于：所述管体的内部和/或间隙内设置有换热扰流或导流结构。

7.根据权利要求1所述的一种逆流间壁式热交换器，其特征在于：所述管体内设置有沿管体长度方向延伸的隔肋，以将管体内部分隔形成两个以上的分流腔。

8.根据权利要求1所述的一种逆流间壁式热交换器，其特征在于：所述第一进口端、第一出口端分别连通管体两端以构成I型流道；或者，所述第一进口端、第一出口端分别连接有第一转接通道、第二转接通道，第一转接通道经第一进口端连通管体的一端，第二转接通道经第一出口端连通管体的另一端，以构成第一C型流道；

所述第二进口端、第二出口端分别连通间隙两端以构成第二C型流道。

9.如权利要求1至8中任一项所述的一种逆流间壁式热交换器的制作工艺，其特征在于：首先，将框体的一侧敞口设置为敞口侧，将管体布置于框体的内部容置腔内，并使管体的两端分别穿设且密封固定于相应管体安装口内；然后，对框体的敞口侧封盖板，并在盖板的两端预留第一通孔、第二通孔。

10.根据权利要求9所述的一种逆流间壁式热交换器的制作工艺，其特征在于：所述管体的两端采用胀管、胶粘或焊接的形式密封固定于相应管体安装口内。

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