CN114061341A - 换热器的翅片和换热器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种换热器的翅片和换热器,翅片的长度方向沿横向延伸,翅片的宽度方向沿纵向延伸,翅片的高度方向沿竖向延伸,其中,翅片在横向上包括依次相连的多个翅片段,每个翅片段的至少一侧具有沿纵向凸出设置的凸部和沿纵向凹陷设置的凹部,多个翅片段的长度沿横向呈先减小后增大的趋势,该换热器的翅片增加了换热器的传热面积,具有更好的扰流效果,提高了换热器的换热效率,提高了换热器的传热性能,使得换热器整体的性能更好。
Description
技术领域
本发明涉及换热器技术领域,具体而言,涉及一种换热器的翅片和换热器。
背景技术
现有技术中,换热器的翅片之间形成的通道面积较小,导致翅片传递热量的效果较差,并且翅片承担压力的性能也较差,使得换热器的整体性能较差,存在改进空间。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此,本发明提出一种换热器的翅片,该换热器的翅片增加了换热器的传热面积,具有更好的扰流效果,提高了换热器的换热效率,提高了换热器的传热性能,使得换热器整体的性能更好。
本发明还提出了一种具有上述换热器的翅片的换热器。
根据本发明的实施例的换热器的翅片,所述翅片的长度方向沿横向延伸,所述翅片的宽度方向沿纵向延伸,所述翅片的高度方向沿竖向延伸,
其中,所述翅片在所述横向上包括依次相连的多个翅片段,每个所述翅片段的至少一侧具有沿所述纵向凸出设置的凸部和沿所述纵向凹陷设置的凹部,多个所述翅片段的长度沿所述横向呈先减小后增大的趋势。
根据本发明的实施例的换热器的翅片,该换热器的翅片增加了换热器的传热面积,具有更好的扰流效果,提高了换热器的换热效率,提高了换热器的传热性能,使得换热器整体的性能更好。
另外,根据发明实施例的换热器的翅片,还可以具有如下附加技术特征:
根据本发明的一些实施例,所述翅片为轴对称结构,所述翅片的对称轴沿所述纵向延伸。
根据本发明的一些实施例,在每个所述翅片段中,所述凸部和所述凹部沿所述横向排布。
根据本发明的一些实施例,多个所述翅片段在同一侧的所述凸部的顶部位于同一直线上,多个所述翅片段在同一侧的所述凹部的底部位于同一直线上。
根据本发明的一些实施例,至少一部分所述翅片段形成沿所述横向延伸的折线形。
根据本发明的一些实施例,至少一部分所述翅片段形成沿所述横向延伸的曲线形。
根据本发明的一些实施例,每个所述翅片段形成一个正弦波形或者余弦波形。
根据本发明的一些实施例,所述翅片为轴对称结构且所述翅片的对称轴沿所述纵向延伸,所述翅片包括关于所述对称轴对称布置的第一翅片部和第二翅片部,
所述第一翅片部中的多个所述翅片段的长度为LiA/10,其中,i=1~n,i为沿远离所述第二翅片部的方向上的多个翅片段的排位,所述n为所述正弦波形/余弦波形的数量,所述L为所述第一翅片部的长度,所述A为所述正弦波形/余弦波形的波峰。
根据本发明的一些实施例,所述翅片在所述纵向上包括依次排布且相连的第一底板、第一侧板、顶板、第二侧板和第二底板,
其中,所述第一侧板的上端与所述顶板的一端连接且所述第一侧板的下端与所述第一底板的一端连接,所述第二侧板的上端与所述顶板的另一端连接且所述第二侧板的下端与所述第二底板的一端连接。
根据本发明的一些实施例,所述第一底板、所述第二底板和所述顶板形成垂直于所述竖向的水平板。
根据本发明的一些实施例,所述第一侧板和/或所述第二侧板经过垂直于所述横向的平面截得的截面沿所述竖向延伸。
根据本发明的一些实施例,所述第一侧板和/或所述第二侧板经过垂直于所述横向的平面截得的截面相对于所述纵向倾斜延伸。
根据本发明的一些实施例,所述截面与所述纵向之间的夹角大于60°且小于90°,或者等于60°。
根据本发明另一方面的换热器,包括第一换热板和第二换热板,所述第一换热板和所述第二换热板沿所述竖向间隔布置;
多个上述的换热器的翅片,多个所述翅片设于所述第一换热板和所述第二换热板之间且沿所述纵向依次相连。
根据本发明的一些实施例,每个所述翅片在所述竖向的两端分别与所述第一换热板、所述第二换热板紧贴。
附图说明
图1是根据本发明实施例的换热器的结构示意图;
图2是根据本发明实施例的换热器的结构示意图;
图3是根据本发明实施例的翅片结构的结构示意图;
图4是根据本发明实施例的翅片结构的结构示意图;
图5是根据本发明实施例的翅片结构的结构示意图;
图6是根据本发明实施例的翅片的结构示意图;
图7是根据本发明实施例的翅片的结构示意图;
图8是根据本发明实施例的翅片的结构示意图;
图9是根据本发明实施例的换热器的结构示意图;
图10是根据本发明实施例的换热器的结构示意图;
图11是根据本发明实施例的翅片结构的结构示意图;
图12是根据本发明实施例的翅片结构的结构示意图;
图13是根据本发明实施例的翅片结构的结构示意图;
图14是根据本发明实施例的翅片的结构示意图;
图15是根据本发明实施例的翅片的结构示意图;
图16是根据本发明实施例的翅片的结构示意图。
附图标记:
换热器1000,翅片结构100,翅片10,翅片段1,凸部11,凹部12,第一翅片部3,第二翅片部4,第一底板5,第一侧板6,顶板7,第二侧板8,第二底板9,
第一换热板200,第二换热板300。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
本发明实施例的翅片适用于板翅式换热器,板翅式换热器的传热效率高、轻巧牢靠、适应性大、经济性好。板翅式换热器的翅片不仅能够传递热量,并且还需要承担压力,以确保换热器整体设置的稳定性。由于现有技术中,换热器的翅片内形成的通道面积较小,导致翅片传递热量的效果较差,并且翅片承担压力的性能也较差,使得换热器的整体性能较差。
为此,本发明提出了一种具有连续多个向一侧凸出设置的凸部和凹陷设置的凹部的换热器的翅片,因此,该换热器的翅片通过凸出设置的凸部和凹陷设置的凹部增加了传递热量的面积,同时利用凸部与凹部的变化加强了扰流,因此,增强了换热器的翅片的换热效率,提高了翅片传递热量的效果,并且增强了翅片的整体强度,使翅片承担压力的性能更好,进而提高了换热器整体的性能。
下面参考图1-图16描述根据本发明实施例的换热器1000的翅片10。
在换热器1000中,换热器1000换热性能受到传热因子和阻力因子的影响,其中,传热因子主要影响换热器1000的传热性能,阻力因子主要影响换热器1000的流动性能。
如图6所示,本发明实施例的换热器1000的翅片10的长度方向沿横向(如图6中O-B所示方向)延伸,翅片10的宽度方向沿纵向(如图6中O-A所示方向)延伸,翅片10的高度方向沿竖向(如图6中O-C所示方向)延伸。
其中,翅片10在横向上包括依次相连的多个翅片段1,每个翅片段1的至少一侧具有凸部11和凹部12,凸部11沿纵向凸出设置,凹部12沿纵向凹陷设置,换热器1000的翅片10通过凸出设置的凸部11和凹陷设置的凹部12增加了传递热量的面积,使得换热器1000翅片10的传热性能更好,并且凸部11与凹部12的设置加强了扰流效果,由此,进一步增强了换热器1000的翅片10的换热效率,提高了翅片10传递热量的效果,并且增强了翅片10的整体强度,使翅片10承担压力的性能更好,进而提高了换热器1000整体的性能。
进一步,多个翅片段1的长度沿横向呈先减小后增大的趋势。换言之,换热介质在相邻两个翅片10之间形成的通道内流动的过程中,在一个单位的位移距离内,经过的凸部11与凹部12的数量由少变多,再变少。在翅片段1长度较大的部分,即换热介质在一个单位的位移距离内,经过的凸部11与凹部12的数量较少的部分,传热因子和阻力因子增大,但传热因子的增加程度远大于阻力因子的提升程度。因此,使得换热器1000整体的换热性能更好。
进一步,在翅片段1长度较短的部分,即换热介质在一个单位的位移距离内,经过的凸部11与凹部12的数量较多的部分,翅片10对通道内的换热介质的扰流效果更好,提高翅片10的换热效率。
由于多个翅片段1的长度沿横向呈先减小后增大,换热介质首先流动到翅片段1长度较大的部分,在翅片段1长度较大的部分,不仅翅片10的传热性能得到了提高,而且在此部分对换热介质的流动性能的影响较小,在换热介质沿着相邻两个翅片10之间形成的通道向横向一侧流动的过程中,随着翅片段1长度的减小,在凸部11与凹部12的扰流作用下,能够进一步提高翅片10的换热效率。进一步,翅片段1的长度减小后再增大,以使翅片10能够形成中间对称的结构,以避免由于翅片段1的不同长度,以及每个翅片段1不同的形状带来的安装错位。
根据本发明实施例的换热器1000的翅片10,该换热器1000的翅片10增加了换热器1000的传热面积,具有更好的扰流效果,提高了换热器1000的换热效率,提高了换热器1000的传热性能,使得换热器1000整体的性能更好。
结合图7和图15所示实施例,由于翅片10在横向上的每个翅片段1的长度不同,因此,将翅片10设置为在横向上为轴对称结构,以便于翅片10的安装,避免由于翅片段1的不同长度,以及每个翅片段1不同的形状带来的安装错位。其中,翅片10的对称轴沿纵向延伸,以便于多个翅片10在纵向上依次相连。
进一步,翅片10也可以设置为中心对称的结构,以便于翅片10的安装,避免由于翅片段1的不同长度,以及每个翅片段1不同的形状带来的安装错位。
参照图6和图14,由于在换热器1000中,由相邻两个翅片10之间形成的通道整体上沿横向延伸,因此,在翅片10上的每个翅片段1中,凸部11和凹部12沿横向排布,以使每个翅片段1一侧形成的通道都能够向横向延伸,避免凸部11和凹部12的设置对换热器1000的流动性能造成较大的影响。
如图7和图15所示,多个翅片段1在同一侧的凸部11的顶部位于同一直线上,多个翅片段1在同一侧的凹部12的底部位于同一直线上,以使凸部11的顶部与凹部12的底部之间的距离固定,避免凸部11的顶部与凹部12的底部之间的距离过大导致凸部11的顶部与凹部12的底部处形成漩涡与流动死区,影响换热器1000的流动性能。并且,使凸部11的顶部与凹部12的底部之间的距离固定,能够使多个翅片10在纵向上依次连接后的整体结构更紧凑,使换热器1000整体的结构更简单,以便于换热器1000的加工。
根据本发明的一些实施例,至少一部分翅片段1形成沿横向延伸的折线形。以依靠折线形结构来影响换热器1000翅片10的流动性能以及传热性能,提高换热器1000整体的换热性能。
根据本发明的另一些实施例,参照图6和图14,至少一部分翅片段1形成沿横向延伸的曲线形。换言之,至少一部分翅片段1形成为沿横向延伸的波纹结构,而由这一部分翅片段1形成的翅片10的一部分形成为连续弯曲,并沿着横向延伸的水波纹形状。由此,翅片段1能够依靠波纹结构对换热器1000的流动性能以及传热性能进行影响,翅片10因为具有连续的波纹结构,使得相邻两个翅片10之间形成的通道不易发生堵塞,更容易清洁,并且在波纹结构的作用下,增大了翅片10一侧形成的通道的面积,使翅片10承担压力的性能更好,进而提高了换热器1000整体的性能。
本申请的发明人根据长期研究发现,在换热器1000中,换热器1000换热性能受到传热因子和阻力因子的影响,其中,传热因子主要影响换热器1000的传热性能,阻力因子主要影响换热器1000的流动性能。
在由多个正弦波形或者余弦波形的翅片段1组成的翅片10中,正弦波形或者余弦波形的波长、波幅、以及翅片10的翅距对传热因子和阻力因子具有重要影响。
对于翅片10的翅距,在增大翅片10的翅距的同时会增大翅片10的传热因子和阻力因子,而当翅距过小时,会使传热效果变差,当翅距过大时,会导致翅片10的承压能力降低。因此,控制翅距保持在稳定的数值,能够提高翅片10的性能,确保翅片10性能的稳定性。
正弦波形/余弦波形的波长和波幅之间的具有耦合作用,增大波幅,减小波长会导致传热因子和阻力因子同时增大。在一定的范围内,波幅增大,对于流体的搅浑作用越好,从而使得换热器1000的换热效率更高,但是,在波幅增大到一定程度后,在正弦波形/余弦波形的波谷处会产生漩涡以及流动死区,波幅对传热性能的影响不明显,并且波幅增大,还会导致阻力因子增大,影响换热器1000的性能。
由于正弦波形/余弦波形的波幅对换热因子的提高具有显著作用,并且由于正弦波形/余弦波形的波长变化对翅片10的承压能力影响较小,通过固定波幅改变波长,能够改变波长和波幅之间的耦合作用。通过改变正弦波形/余弦波形的波长,使翅片10前端波长由长变短,使得翅片10的前端到翅片10的中前部的换热效果得到更好的提升。
基于上述分析,本发明提出了下述方案:
在本发明的一些实施例中,参照图6、图7、图14和图15,每个翅片段1形成一个余弦波形。由于余弦波形为轴对称结构,因此,由多个余弦波形的翅片段1组成的翅片10为轴对称结构,由多个翅片10在纵向上相互连接组成的整体也为轴对称结构,且在纵向上相互连接多个翅片10的对称轴相同,以便于翅片10的安装,避免由于翅片段1的不同长度,以及每个翅片段1不同的形状带来的安装错位。
并且,翅片10的对称轴沿纵向延伸,以便于多个翅片10在纵向上依次相连。翅片10包括关于对称轴对称布置的第一翅片部3和第二翅片部4。
其中,第一翅片部3中的多个翅片段1的长度为LiA/10,其中,i=1~n,i为沿远离第二翅片部4的方向上的多个翅片段1的排位,n为余弦波形的数量,L为第一翅片部3的长度,A为余弦波形的波峰。
其中,在同一翅片10中,L和A为一个固定的数值,即第一翅片部3的长度和余弦波形的波峰为一个固定的数值,也就是说,同一翅片10上各个翅片段1的余弦波形的波幅不变,翅片10的总长度不变,翅片段1根据与翅片10对称轴的距离长短依次排位,其中距离对称轴最近的翅片段1的排位为1,距离最远的翅片段1的排位为n,各个翅片段1的余弦波形的波长根据排位呈现,远离对称轴的翅片段1的余弦波形的波长大,靠近对称轴的翅片段1的余弦波形的波长小的变化。
也就是说,在相邻两个翅片10之间形成的通道内,换热介质首先通过波长较大的翅片段1,以在提高翅片10的传热性能的同时,减小通道前端对换热介质的流动性能的影响,在换热介质沿着翅片10一侧形成的通道向横向一侧流动的过程中,随着波长的减小,能够加强翅片10对通道内换热介质的扰流效果,进一步提高翅片10的换热效率。
在本发明的另一些实施例中,每个翅片段1形成一个正弦波形。由于正弦波形为中心对称结构,因此,由多个正弦波形的翅片段1组成的翅片10为中心对称结构,由多个翅片10在纵向上相互连接组成的整体也为中心对称结构,以便于翅片10的安装,避免由于翅片段1的不同长度,以及每个翅片段1不同的形状带来的安装错位。由多个翅片10在纵向上相互连接组成的整体内的每一个翅片10的中心对称点都在一条沿纵向延伸的连线上,翅片10包括关于中心对称点中心对称布置的第三翅片10部和第四翅片10部。
其中,第三翅片10部中的多个翅片段1的长度为LiA/10,其中,i=1~n,i为沿远离第四翅片10部的方向上的多个翅片段1的排位,n为正弦波形的数量,L为第三翅片10部的长度,A为正弦波形的波峰。
其中,在同一翅片10中,L和A为一个固定的数值,即第一翅片部3的长度和正弦波形的波峰为一个固定的数值,也就是说,同一翅片10上各个翅片段1的正弦波形的波幅不变,翅片10的总长度不变,翅片段1根据与翅片10对称轴的距离长短依次排位,其中距离对称轴最近的翅片段1的排位为1,距离最远的翅片段1的排位为n,各个翅片段1的正弦波形的波长根据排位呈现,远离对称轴的翅片段1的正弦波形的波长大,靠近对称轴的翅片段1的正弦波形的波长小的变化。
也就是说,在相邻两个翅片10之间形成的通道内,换热介质首先通过波长较大的翅片段1,以在提高翅片10的传热性能的同时,减小通道前端对换热介质的流动性能的影响,在换热介质沿着翅片10一侧形成的通道向横向一侧流动的过程中,随着波长的减小,能够加强翅片10对通道内换热介质的扰流效果,进一步提高翅片10的换热效率。
结合图8和图16所示实施例,翅片10在纵向上包括依次排布且相连的第一底板5、第一侧板6、顶板7、第二侧板8和第二底板9,其中,第一侧板6的上端与顶板7的一端连接且第一侧板6的下端与第一底板5的一端连接,第二侧板8的上端与顶板7的另一端连接且第二侧板8的下端与第二底板9的一端连接。在一个翅片10的第一侧板6、顶板7和第二侧板8之间能够形成通道,以使换热介质能够从通道内通过,以便于换热。
如图8和图16所示,第一底板5、第二底板9和顶板7形成垂直于竖向的水平板,以便于翅片10的加工制造,并且便于翅片10的连接与固定。
根据本发明的一些实施例,第一侧板6经过垂直于横向的平面截得的截面沿竖向延伸,以使翅片10在第一侧板6处的传热性能更好,提高了换热器1000的传热性能以及换热器1000的换热效率,使得换热器1000整体的换热性能更好。
根据本发明的另一些实施例,第二侧板8经过垂直于横向的平面截得的截面沿竖向延伸,以使翅片10在第二侧板8处的传热性能更好,提高了换热器1000的传热性能以及换热器1000的换热效率,使得换热器1000整体的换热性能更好。
根据本发明的再一些实施例,参照图16,第一侧板6和第二侧板8经过垂直于横向的平面截得的截面沿竖向延伸,以使翅片10整体的传热性能更好,提高了换热器1000的传热性能以及换热器1000的换热效率,使得换热器1000整体的换热性能更好。
根据本发明的一些实施例,第一侧板6和经过垂直于横向的平面截得的截面相对于纵向倾斜延伸,以使翅片10能够承担压力的性能更好,进而提高了换热器1000整体的性能。
根据本发明的另一些实施例,第二侧板8和经过垂直于横向的平面截得的截面相对于纵向倾斜延伸,以使翅片10能够承担压力的性能更好,进而提高了换热器1000整体的性能。
根据本发明的再一些实施例,如图8所示,第一侧板6和第二侧板8与经过垂直于横向的平面截得的截面相对于纵向倾斜延伸,以使翅片10能够承担压力的性能更好,进而提高了换热器1000整体的性能。
根据本发明的一些实施例,截面与纵向之间的夹角大于60°且小于90°,或者,可以等于60°。在一些具体示例中,截面与纵向之间的夹角可以为60°、70°、80°和85°。优选的,截面与纵向之间的夹角为80°,以使翅片10能够承担压力的性能更好,进而提高了换热器1000整体的性能。
在一些实施例中,如图6和图14所示,第一底板5、顶板7和第二底板9为垂直于竖向的水平板,以便于翅片10的连接与固定,第一底板5、顶板7和第二底板9的两侧边沿形成沿横向延伸的相同的波纹形状,第一侧板6连接在第一底板5的波纹形状边沿与顶板7波纹形状的边沿之间,形成波纹板,第二侧板8连接在第二底板9的波纹形状边沿与顶板7波纹形状的边沿之间,形成为与第一侧板6结构相同的波纹板,以在第一底板5、顶板7和第二底板9之间形成水波纹结构的通道。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图描述换热器1000的翅片10的一个具体实施例。
如图6-图8所示,换热器1000的翅片10包括:在横向上依次相连的多个翅片段1,其中,翅片10内的每个翅片段1都形成一个余弦波形,从而使得翅片10形成为连续弯曲,并沿着横向延伸的水波纹形状。由此,翅片段1能够依靠余弦波形的波纹结构对换热器1000的流动性能以及传热性能进行影响,翅片10因为具有连续的波纹结构,使得相邻两个翅片10之间形成的通道不易发生堵塞,更容易清洁,并且在波纹结构的作用下,增大了形成的通道的面积,使翅片10承担压力的性能更好,进而提高了换热器1000整体的性能。
进一步,翅片10为轴对称结构,以便于翅片10的安装,避免由于翅片段1的不同长度,以及每个翅片段1不同的形状带来的安装错位。并且,翅片10的对称轴沿纵向延伸,以便于多个翅片10在纵向上依次相连。翅片10包括关于对称轴对称布置的第一翅片部3和第二翅片部4。
其中,在同一翅片10中,翅片10的长度和翅片10内各个翅片段1形成的余弦波形的波峰为一个固定的数值,也就是说,同一翅片10上各个翅片段1的余弦波形的波幅不变,且翅片10的总长度不变,翅片段1根据与翅片10对称轴的距离长短依次排位,其中距离对称轴最近的翅片段1的排位为1,距离最远的翅片段1的排位为n,各个翅片段1的余弦波形的波长根据排位呈现,远离对称轴的翅片段1的余弦波形的波长大,靠近对称轴的翅片段1的余弦波形的波长小的变化。
具体地,翅片段1的波长可以通过翅片10长度乘以翅片段1的排位乘以余弦波形的波峰得到的结果再除以20来得到,也就是说,在相邻两个翅片10之间形成的通道内,换热介质首先通过波长较大的翅片段1,以在提高翅片10的传热性能的同时,减小通道前端对换热介质的流动性能的影响,在换热介质沿着通道向横向一侧流动的过程中,随着波长的减小,能够加强翅片10对通道内换热介质的扰流效果,进一步提高翅片10的换热效率。
换热器1000的翅片10在纵向上包括依次排布且相连的第一底板5、第一侧板6、顶板7、第二侧板8和第二底板9,其中,第一底板5、第二底板9和顶板7形成垂直于竖向的水平板,第一底板5、顶板7和第二底板9的两侧边沿形成沿横向延伸的相同的波纹形状,波纹的形成规律与翅片段1的余弦波形的形成规律相同,第一侧板6连接在第一底板5的波纹形状边沿与顶板7波纹形状的边沿之间,形成波纹板,第二侧板8连接在第二底板9的波纹形状边沿与顶板7波纹形状的边沿之间,形成为与第一侧板6结构相同的波纹板,以在第一底板5、顶板7和第二底板9之间形成水波纹结构的通道。
第一侧板6和经过垂直于横向的平面截得的截面相对于纵向倾斜延伸,第二侧板8和经过垂直于横向的平面截得的截面也相对于纵向倾斜延伸,以使翅片10能够承担压力的性能更好,进而提高了换热器1000整体的性能。
其中,截面与纵向之间的夹角为80°,以使翅片10能够承担压力的性能更好,进而提高了换热器1000整体的性能。
下面结合图示附图描述换热器1000的翅片10的另一具体实施例。
如图14-图16所示,换热器1000的翅片10包括:在横向上依次相连的多个翅片段1,其中,翅片10内的每个翅片段1都形成一个余弦波形,从而使得翅片10形成为连续弯曲,并沿着横向延伸的水波纹形状。由此,翅片段1能够依靠余弦波形的波纹结构对换热器1000的流动性能以及传热性能进行影响,翅片10因为具有连续的波纹结构,使得相邻两个翅片10之间形成的通道不易发生堵塞,更容易清洁,并且在波纹结构的作用下,增大了翅片10一侧形成的通道的面积,使翅片10承担压力的性能更好,进而提高了换热器1000整体的性能。
进一步,翅片10为轴对称结构,以便于翅片10的安装,避免由于翅片段1的不同长度,以及每个翅片段1不同的形状带来的安装错位。并且,翅片10的对称轴沿纵向延伸,以便于多个翅片10在纵向上依次相连。翅片10包括关于对称轴对称布置的第一翅片部3和第二翅片部4。
其中,在同一翅片10中,翅片10的长度和翅片10内各个翅片段1形成的余弦波形的波峰为一个固定的数值,也就是说,同一翅片10上各个翅片段1的余弦波形的波幅不变,且翅片10的总长度不变,翅片段1根据与翅片10对称轴的距离长短依次排位,其中距离对称轴最近的翅片段1的排位为1,距离最远的翅片段1的排位为n,各个翅片段1的余弦波形的波长根据排位呈现,远离对称轴的翅片段1的余弦波形的波长大,靠近对称轴的翅片段1的余弦波形的波长小的变化。
具体地,翅片段1的波长可以通过翅片10长度乘以翅片段1的排位乘以余弦波形的波峰得到的结果再除以20来得到,也就是说,在相邻两个翅片10之间形成的通道内,换热介质首先通过波长较大的翅片段1,以在提高翅片10的传热性能的同时,减小通道前端对换热介质的流动性能的影响,在换热介质沿着通道向横向一侧流动的过程中,随着波长的减小,能够加强翅片10对通道内换热介质的扰流效果,进一步提高翅片10的换热效率。
换热器1000的翅片10在纵向上包括依次排布且相连的第一底板5、第一侧板6、顶板7、第二侧板8和第二底板9,其中,第一底板5、第二底板9和顶板7形成垂直于竖向的水平板,第一底板5、顶板7和第二底板9的两侧边沿形成沿横向延伸的相同的波纹形状,波纹的形成规律与翅片段1的余弦波形的形成规律相同,第一侧板6连接在第一底板5的波纹形状边沿与顶板7波纹形状的边沿之间,形成波纹板,第二侧板8连接在第二底板9的波纹形状边沿与顶板7波纹形状的边沿之间,形成为与第一侧板6结构相同的波纹板,以在第一底板5、顶板7和第二底板9之间形成水波纹结构的通道。
其中,第一侧板6和第二侧板8经过垂直于横向的平面截得的截面沿竖向延伸,以使翅片10整体的传热性能更好,使得换热器1000整体的换热性能更好。
根据本发明实施例的换热器1000,包括上述实施例中描述的换热器1000的翅片10。在换热器1000中,通过采用上述换热器1000的翅片10,使得换热器1000的换热效果更好,并且使换热器1000的整体的性能更好。
在一些实施例中,如图1、图2、图9和图10所示,换热器1000包括:多个上述的换热器1000的翅片10、第一换热板200和第二换热板300,其中,第一换热板200和第二换热板300沿竖向间隔布置,多个上述的换热器1000的翅片10设置在第一换热板200和第二换热板300之间,并且多个翅片10设于第一换热板200和第二换热板300之间且沿纵向依次相连。
结合图3-图5和图11-图13所示实施例,其中,多个翅片10在纵向上相互连接,以形成为一个完整的翅片结构100。进一步,由多个翅片10在纵向上相互连接组成的翅片结构100为一体成型结构。
由于在一些实施例中,每一个翅片10设置为在横向上为轴对称结构,因此,多个翅片10在纵向上相互连接形成的翅片结构100也为轴对称结构,同一翅片结构100上的每一个翅片10的对称轴相同。
在另一些实施例中,每一个翅片10设置为在横向上为中心对称的结构,因此,多个翅片10在纵向上相互连接形成的翅片结构100也为中心对称的结构,同一翅片结构100上的每一个翅片10的中心对称点的连线为一条沿纵向延伸的直线,且翅片结构100整体的中心对称点也在这条直线上。
其中,第一底板5、第一侧板6、顶板7、第二侧板8和第二底板9组成一个完整的翅片10,两个相邻的翅片10相互连接,以组成完整的翅片结构100。具体地,位于中间的翅片10的第一底板5和与其相邻一侧的翅片10的第二底板9连接,位于中间的翅片10的第二底板9和与其相邻的另一侧的翅片10的第一底板5连接。位于一侧边沿的翅片10的第一底板5或第二底板9中的一个与与其相邻的翅片10的第二底板9或第一底板5连接,以组成完整的翅片结构100。
并且,在一个翅片10的第一侧板6、顶板7和第二侧板8之间能够形成通道,以使换热介质能够从通道内通过,以便于换热。在相邻的两个翅片10之间也能够形成通道,具体地,相邻的两个翅片10之间相互连接的第一底板5与第二底板9、与第一底板5连接的第一侧板6以及与第二底板9连接的第二侧板8之间形成通道,以使换热介质能够从通道内通过,以便于换热。
也就是说,在两个翅片10组成的翅片结构100内能够形成三个通道,在X个翅片10组成的翅片结构100中能够形成2X-1个通道,以使翅片结构100内能够通过更多的换热介质,以提升翅片结构100内所能通过的换热介质的流量。
进一步,翅片10通过第一底板5和第二底板9与翅片10底部的结构连接,通过顶板7与翅片10顶部的结构连接,以使翅片10能够稳定的设置在换热器1000内,并且起到支撑的作用。
根据本发明的一些实施例,每个翅片10在竖向的两端分别与第一换热板200、第二换热板300紧贴。在一些实施例中,翅片10通过第一底板5和第二底板9与第二换热板300连接,通过顶板7与第一换热板200连接,以形成完整的换热器1000。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
对于换热器1000的其它构造均已为现有技术且为本领域的技术人员所熟知,因此这里对于换热器1000的其它构造不做详细说明。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (15)
1.一种换热器的翅片,其特征在于,所述翅片的长度方向沿横向延伸,所述翅片的宽度方向沿纵向延伸,所述翅片的高度方向沿竖向延伸,
其中,所述翅片在所述横向上包括依次相连的多个翅片段,每个所述翅片段的至少一侧具有沿所述纵向凸出设置的凸部和沿所述纵向凹陷设置的凹部,多个所述翅片段的长度沿所述横向呈先减小后增大的趋势。
2.根据权利要求1所述的换热器的翅片,其特征在于,所述翅片为轴对称结构,所述翅片的对称轴沿所述纵向延伸。
3.根据权利要求1所述的换热器的翅片,其特征在于,在每个所述翅片段中,所述凸部和所述凹部沿所述横向排布。
4.根据权利要求1所述的换热器的翅片,其特征在于,多个所述翅片段在同一侧的所述凸部的顶部位于同一直线上,多个所述翅片段在同一侧的所述凹部的底部位于同一直线上。
5.根据权利要求1所述的换热器的翅片,其特征在于,至少一部分所述翅片段形成沿所述横向延伸的折线形。
6.根据权利要求1所述的换热器的翅片,其特征在于,至少一部分所述翅片段形成沿所述横向延伸的曲线形。
7.根据权利要求6所述的换热器的翅片,其特征在于,每个所述翅片段形成一个正弦波形或者余弦波形。
8.根据权利要求7所述的换热器的翅片,其特征在于,所述翅片为轴对称结构且所述翅片的对称轴沿所述纵向延伸,所述翅片包括关于所述对称轴对称布置的第一翅片部和第二翅片部,
所述第一翅片部中的多个所述翅片段的长度为LiA/10,其中,i=1~n,i为沿远离所述第二翅片部的方向上的多个翅片段的排位,所述n为所述正弦波形/余弦波形的数量,所述L为所述第一翅片部的长度,所述A为所述正弦波形/余弦波形的波峰。
9.根据权利要求1所述的换热器的翅片,其特征在于,所述翅片在所述纵向上包括依次排布且相连的第一底板、第一侧板、顶板、第二侧板和第二底板,
其中,所述第一侧板的上端与所述顶板的一端连接且所述第一侧板的下端与所述第一底板的一端连接,所述第二侧板的上端与所述顶板的另一端连接且所述第二侧板的下端与所述第二底板的一端连接。
10.根据权利要求9所述的换热器的翅片,其特征在于,所述第一底板、所述第二底板和所述顶板形成垂直于所述竖向的水平板。
11.根据权利要求9所述的换热器的翅片,其特征在于,所述第一侧板和/或所述第二侧板经过垂直于所述横向的平面截得的截面沿所述竖向延伸。
12.根据权利要求9所述的换热器的翅片,其特征在于,所述第一侧板和/或所述第二侧板经过垂直于所述横向的平面截得的截面相对于所述纵向倾斜延伸。
13.根据权利要求12所述的换热器的翅片,其特征在于,所述截面与所述纵向之间的夹角大于60°且小于90°,或者等于60°。
14.一种换热器,其特征在于,包括:
第一换热板和第二换热板,所述第一换热板和所述第二换热板沿所述竖向间隔布置;
多个根据权利要求1-9中任一项所述的换热器的翅片,多个所述翅片设于所述第一换热板和所述第二换热板之间且沿所述纵向依次相连。
15.根据权利要求14所述的换热器,其特征在于,每个所述翅片在所述竖向的两端分别与所述第一换热板、所述第二换热板紧贴。
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