CN1182202A - 热交换器的结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种改进了散热片上的狭缝形状和狭缝配置、使边界层前端效果和紊流混合效果为最佳、从而可提高热传导效率的热交换器的构造。它包括彼此相距一定间隔的层叠式散热片,与散热片垂直贯通状的、制冷剂在其内部流动的传热管,以各传热管之间的中间部为基准、相对于散热片基准面沿两方向切开而形成有若干个狭缝,且具有与气流方向成一定角度的散热片的入口侧、和其角度比入口侧角度更大的出口侧。

Description

热交换器的构造
本发明涉及空调器中使用的热交换器的结构，特别是那种在传热管和传热管之间的散热片面上加工成有若干个狭缝状结构的、使边界层前端效果和紊流混合效果最大化进而提高热交换器传热性能的热交换器的结构。
现有的一种热交换器如图1所示，它包括：按一定间隔叠层设置的若干个散热片10，以及与散热片10的垂直地贯通的传热管20。
在这种热交换器中，会产生由传热管20向散热片10传热的传导现象，和由散热片10向空气中传热的对流现象。
而且，为促进与空气的热交换，可如图2至图5所示，从散热片10面上突起形成向前、后方向切开并弯曲的若干狭缝11。
上述狭缝11的数目，是以传热管20中心线为基准沿两轴方向(前热管方向)依次增加，且上述狭缝组的构造也可为呈一定角度倾斜的X形。
因此，有制冷剂流过的传热管20向散热片10传导热，并通过散热片10和流过突起于散热片10的狭缝11内部的空气间的对流作用，向空气释放热。
而且，由于流入家用空调器的空气流速为1.5-1.0米/秒，因此，空气通过X形狭缝部A、B流入传热管20周围时与空气流速的大小相比，流入的空气量更重要。
然而它存在有下述问题，即在为使传热管20周围的气流能平滑流动而起导流栅作用的狭缝11的两侧壁(11a)因其呈X形狭缝部A、B，所以在散热片10的表面处会产生气流的浪费。
特别是由狭缝部A前方流入的气流的冲撞，从而会增加压力的损失。
而且，由于其呈X形狭缝部A、B，故流入传热管20部分的气流流入口的面积减小，从而使流入量减少，进而使一次热交换时传热管20的热传导性能降低。
本发明的目的是提供一种改善了散热片上的狭缝形状和狭缝配置，使边界层前端效果和紊流混合效果最佳，从而提高了传热效率的热交换。
上述目的由下列热交换器的构造而达到，该热交换器的构造特征在于它包括：彼此相隔一定间隔的叠层式散热片；与散热片垂直贯通的、制冷剂可在其内部流动的传热管；以各传热管之间的中间部分为基准并相对于散热片基准面沿两方向切开而形成若干个狭缝；与气流方向成一定角度而形成的热交换散热片的入口侧以及和具有比入口侧角度更大的出口侧。
下面结合附图说明实施例，图中：
图1为现有热交换器的透视图。
图2为现有热交换器的侧视图。
图3为图2中狭缝部的平剖视图。
图4为图2中传热狭缝部的主要部分的正视图。
图5为图2中后热狭缝部的主要部分正视图。
图6为本发明第一实施例的热交换器的侧视图。
图7为图6的平面图。
图8为本发明第二实施例的热交换器的侧视图。
图9为沿图8中A-A线的剖视图。
图10为沿图8中B-B线的剖视图。
图11示出了本发明第三实施例的热交换器，
A为其平面图，
B为其侧视图。
图12为表示在本发明热交换器中的散热片中空气流动的示意图。
图6和图7示出了本发明的第1实施例，它包括：若干个彼此相距一定距离的叠层状的散热片10；与散热片10垂直贯通的传热管20。
以上述传热管20之间的中间部为基准，形成有彼此对称的若干个狭缝11，在其两端侧为与气流方向成一定角度的散热片10的入口侧12a；若干个狭缝11形成有其角度比入口侧12a的角度更大的出口侧12b。
上述入口侧12a的角度(θ1)的范围为0°≤θ1≤10°，出口侧12b的角度(θ2)的范围为30°≤θ2≤42°。
上述狭缝(切槽)11的突起高度为散热片10的凸缘高度h的1/2～3/5。
上述狭缝的配置为：以传热管20之间的中心线为基准，按入口侧12a处为2-1-1，出口侧12b为2-3-3的顺序配置。在出口侧12b的狭缝11中按3-3顺序配置的两侧端的狭缝11，具有相同的长度且彼此平行。
下面说明具有这种结构的本发明的作用效果。
在传热管20内流动的高温和低温制冷剂的热量，以传热管20为中心依次沿热传导方向传导，此时热也传导至突起形式的狭缝部A的各狭缝11处。
通过各散热片10之间的空气，与各散热片10和狭缝11处传导的热量之间通过对流作用进行热交换。
由于入口侧12a的角度(θ1)范围为0°≤θ1≤10°，故可减少在传热管20之间的阻力，增大流入的空气量。且由于出口侧12b的角度(θ2)范围为30°≤θ2≤42°，故可增大流过传热管20周围的空气的流速，从而防止发生在导热管20后方的流动停滞。
由于在散热片10入口侧12a处的狭缝11数量，按2-1-1顺序构成，在出口侧12b的狭缝11的数量，按2-3-3的顺序构成，故使气流分散成阶梯状，从而使边界层的前端效应最大。
而且，为使导流栅效果最大，而使狭缝11的高度为散热片凸缘高度(h)的1/2～3/5，并可使空气在管周围平滑地流过。
图8至图10示出了本发明的第二实施例，其气流流入的入口侧(12a)的角度(θ1)和出口侧(12b)的角度(θ2)相同，且以各传热管20之间的中间部为基准对称2等分，在散热片10两侧面上形成的交替配置的狭缝11，以使紊流混合效果达到最大。
图11和图12示出了本发明的第3实施例，其中：入口侧狭缝侧壁(11′)与导热管中心线14的夹角α较大，以增大流入传热管20处的气流，而出口侧狭缝侧壁与中心线14的夹角(β)较小，故可抑制在管后流处涡流的形成，消除气流停滞区域。
沿其半径大于传热管半径的同心圆的切线形成有以中心线14为基准的入口侧的第一狭缝侧壁和出口侧的第二狭缝侧壁，且在切线的延长线上形成有其它的狭缝11。
切线15、16与传热管中心线14间的夹角，在上流侧切线15处为70～85℃，在出口侧切线16处为40～50°。其特征在于：入口侧为减小压降，使其狭缝数量少于出口侧的狭缝数量。
入口侧的第一狭缝为两个分体结构，而其它狭缝均为单体结构。
出口侧的狭缝，沿气流方向按1-2-3顺序构成狭缝的分体，从而使后流速度均匀。
而且，狭缝11是在散热片基准面10上切开形成的，其传热管20侧的侧壁11′的前沿上倾角为38～45°，中央侧的侧壁11′的前沿上倾角为30-35°。
由图12可知，具有这种结构的本发明，由于流过散热片10的空气流a和除流过传热管20部位的空气气流C以外的气流a向出口侧流动，与气流C合流，从而形成气流b。
因此，由散热片10产生的热移动到传热管20侧可以提高混合效果。
上述狭缝中央部侧壁可与气流方向在同一直线地形成，从而减少了压力损失。
而且，将出口侧狭缝按上述方式分隔开，可获得最大的降低噪音效果。
由于直线形狭缝侧壁与散热片基准面形成的角度(β)为38～45°，故可以使在散热片处产生的冷凝水顺畅地排出。
若采用如上所说明的本发明，可以提高气流的混合效果，提高对流传热效果，而且还可以防止因气流速度不一致而产生的噪音增大，减少压力损失，进而实现降低噪音。

Claims (13)

1.一种热交换器的构造，其特征在于：它包括：彼相相隔一定间隔的叠层式散热片；与散热片呈直角地贯通的、制冷剂在其内部流动的传热管；以各传热管之间的中间部为基准的、相对于散热片基准面沿两方向切开形成的若干个狭缝，且具有与气流方向成一定角度的散热片的入口侧和具有比入口侧角度更大的角度的出口侧。
2.如权利要求1所述的热交换器的构造，其特征在于：所述入口侧的角度(θ1)为0°≤θ1≤10°，出口侧的角度(θ2)为30°≤θ2 ≤42°。
3.如权利要求1所述的热交换器的构造，其特征在于：上述狭缝的突起高度为热交换散热片凸缘(h)的高度的1/2～3/5。
4.如权利要求1所述的热交换器的构造，其特征在于：上述狭缝数目是按以各传热管的中心线为基准，在入口侧的狭缝按2-1-1的顺序，在出口侧的狭缝为2-2-3的顺序配置的。
5.如权利要求1所述的热交换器的构造，其特征在于：所述狭缝是以各传热管之间的中间部为中心上、下对称地配置。
6.如权利要求1所述的热交换器的构造，其特征在于：在所述散热片的两侧面上，交错配置若干个狭缝。
7.如权利要求1所述的热交换器的构造，其特征在于：在所述热交换器的散热片基准面上形成的狭缝组，以上述传热管中心线为基准，非对称地构成入口侧和出口侧，在所述入口侧的邻近所述管的第3狭缝的侧壁，是沿比所述管大的同心圆切线方向形成的，而所述出口侧的邻近所述管的第二狭缝的侧壁，是沿任意同心圆切线方向形成的，且上述出口侧的第1狭缝小于入口侧的狭缝。
8.如权利要求4所述的热交换器的构造，其特征在于：在出口侧的狭缝中按3-3顺序配置的两侧端的狭缝长度相同，一侧壁与气流方向相同，另一侧壁与出口角θ2相同。
9.如权利要求7所述的热交换器的构造，其特征在于：上述入口侧狭缝的侧壁和传热管同心圆间的切线，与连接所述管的中心线间的夹角为70～85°。
10.如权利要求7所述的热交换器的构造，其特征在于：所述出口侧狭缝侧壁和传热管同心圆间的切线，与连接所述管的中心线间的夹角为40～50°。
11.如权利要求7所述的热交换器的构造，其特征在于：所述入口侧的狭缝中，第1狭缝为两分离体，其它狭缝为单体，出口侧狭缝的个数是沿气流方向依次一个一个地增加。
12.如权利要求7所述的热交换器的构造，其特征在于：所述狭缝与管侧的侧壁成直角，中央部侧的侧壁沿气流方向形成。
13.如权利要求12所述的热交换器的构造，其特征在于：所述狭缝是在散热片基准面上切开而形成的，且传热管侧的侧壁的前沿上倾角为38-45°，中央部侧的侧壁的前沿上倾角为30-35°。
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C06 Publication
PB01 Publication
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20021127

Termination date: 20111226