CN1354829A - 翅片管换热器 - Google Patents

Abstract

翅片管热交换器包括:多个细长的板形翅片件(110),它们相互平行并且隔开有规则的间隔,每个翅片件都具有一个翅片基底,翅片件长度方向上的至少两排通孔(112)和具有支腿的多个凸起;插入所述通孔内的多个热交换管;每个翅片件在前半部分的前面和中间区域和后半部分的中间区域都具有平坦的区域;及每个凸起部分至少设置在前半部分的后部区域和后半部分的前半区域上并都具有支腿,支腿相对于横向中心线倾斜预定的角度,该横向中心线以这样的方式穿过前排相连通孔的中心,从而距离中心线的距离逐渐增大。每个翅片件都具有一个前边缘和一个后边缘。前边缘具有突出部分和凹陷部分,后边缘具有突出部分和凹陷部分。前边缘的突出部分基本上与在相同横向中心线上的后边缘的凹陷部分对应。

Description

翅片管换热器

技术领域

本发明涉及一种具有多个翅片件的热交换器，所述翅片件用于两种流体之间例如制冷介质与空气或类似物之间的热交换。

背景技术

为提高空调或制冷机内所用翅片管热交换器的性能人们已经进行了许多尝试。尤其是，为了得到较高的热交换性能，人们已经完成了对翅片管热交换器薄的板形翅片件的结构的改进。

为了提高热交换器的性能，在每个翅片件上形成有多个凹入和凸起的部分。例如授予KATO的美国专利No.4,832,117中公开了一种具有多个凸起部分的薄的板形翅片件。每个翅片件都具有一个翅片形基底，在该基底上形成有对齐的通孔和多个凸起部分。凸起部分的支腿相对于纵向前沿倾斜以便每个支腿与最近通孔的切线一致。另外，凸起部分形状在翅片件的整个宽度上。

在这种结构中，气流可能会被导引着穿过与插入每个通孔内的热交换管间隔开的区域。因此空气与翅片件之间的热交换性能不足。另外，在翅片件整个宽度上形成的凸起部分可以会阻挡气流，由此造成压降增加。这会导致产生令人生厌的噪声。另外，过多数量的凸起会造成翅片件用冲模的制造成本较高并使冲模的寿命较短。

如上所述，因此在翅片管热交换器具有的翅片件上以这样的方式形成凸起部分是必要的，即在维持良好热交换性能的同时使抵抗气流的阻力最小。

另外，还需要每个翅片件这样制成，即在维持良好热交换性能的同时使用于制造每个翅片件的原材料是节约的。

发明概述

相应地，本发明的目的在于提供一种具有多个翅片件的翅片管热交换器，其中翅片件这样制成，即在维持良好热交换性能的同时使抵抗气流的阻力最小。

本发明的另一个目的在于提供一种具有多个翅片件的翅片管热交换器，其中翅片件这样制成，即在维持良好热交换性能的同时使用于制造每个翅片件的原材料如铝板或金属板是节约的。

本发明的上述和其他目的通过提供一种翅片管热交换器实现，该翅片管热交换器包括：

多个细长的板形翅片件，它们相互平行并且隔开有规则的间隔，每个翅片件都具有一个翅片基底，翅片件长度方向上的至少两排通孔和具有支腿的多个凸起；

插入所述通孔内的多个热交换管；

每个翅片件在前半部分的前面和中间区域和后半部分的中间区域都具有平坦的区域；及

每个凸起部分至少设置在前半部分的后部区域和后半部分的前半区域上并都具有支腿，支腿相对于横向中心线倾斜预定的角度，该横向中心线以这样的方式穿过前排相连通孔的中心，即更大体积的空气被导引向后排管子的附近。

根据本发明的另一方面，提供一种翅片管热交换器，该翅片管热交换器具有多个板形的翅片件和多个管子，其中翅片件隔开有规则的间隔。

每个翅片件都具有一个前沿和一个后沿，前沿具有凸起部分和凹陷部分并且后沿也具有凸起部分和凹陷部分。

附图简述

从下面结合附图对优选实施例的详细描述中能更清楚地理解本发明的上述及其他目的，优点和特征，其中：

图1A为根据本发明第一实施例的一部分翅片件的侧视图；

图1B为沿图1A中的线1B-1B剖开的截面图；

图1C为图1A中所示翅片件的凸起部分沿气流方向剖开的放大视图；

图2为根据本发明第二实施例的一部分翅片件的侧视图；

图3为根据本发明第二实施例在制造翅片件时材料节约效果的示意图。

优选实施例的详细描述

参考图1A-图1C，根据本发明第一实施例的翅片管热交换器具有多个薄的板形铝翅片件10。翅片件10隔开有规则的间隔并相互平行。在每个板形翅片件10上沿其长度方向都形成有两排B1和B2有规则地间隔开的多个通孔12。热交换管插入每个通孔内12内。后排B2的通孔12在气流方向A上偏离前排B1的通孔12并且位于它们之间。优选的是，后排B2的每个通孔12都设置在方向线上，该方向线穿过前排B1的相邻通孔之间的中间。在翅片件上围绕着每个通孔12整体形成有环形翅片环14以便管子与翅片件10之间的热交换能够有效地进行。

每个翅片件10都具有多个从翅片基底17上突出的切割凸起部分16。每个凸起部分16都具有两个沿翅片件10的长度方向设置的支腿18和连接两个支腿18的桥架20。桥架20沿翅片件10的长度方向延伸。通过支腿18和桥架20形成了孔口22由此空气流过孔口22(见图1C)。支腿18向对于通孔16的横向中心线倾斜，如下面所详细说明的。

为了便于说明，将翅片件10分成如下所述的区域。首先，将翅片件10分成前半部分W1和后半部分W2。前半部分W1被分成三个区域，即前区W1a，中区W1b和后区W1c。每个区的宽度基本上相同为前半部分W1宽度的1/3，即翅片件10宽度的1/6。与前半部分W1一样，后半部分W2也被分成三个区域，即前区W2a，中区W2b和后区W2c。

从图1A和图1B可以看出，在本发明的第一实施例中，凸起部分16设置在前半部分W1的后区W1c和后部部分W2的前区W2a和后区W2c内。凸起部分16在翅片件10的长度方向上对齐并成两排。优选的是，两排凸起部分16设置在前半部分W1的后区W1c及后半部分W2的前区W2a和后区W2c中的每个区内。然而，凸起部分16的排数可以根据热交换管的B1排和B2排之间的距离以及凸起部分的宽度改变，这对于本领域的技术人员而言是明显的。

在前半部分W1的前区W1a和中区W1b内没有凸起部分。即翅片件10的前半部分W1的前区W1a和中区W1b是平坦的。同样，在后半部分W2的中区W2b也没有凸起部分，即翅片件10的后半部分W2的中区W2b是平坦的。凸起部分的上述布置使得抵抗气流的阻力降低。

下面参考横向中心线C说明凸起部分的构造，横向中心线C穿过前排B1确定通孔12a的中心。凸起部分16a，16b，16c，16d，16e和16f对称地形成在横向中心线C的两侧。

凸起部分16a，16b，16c和16d位于通孔12a与邻接通孔12a的两个后排B2通孔12b和12c之间，其中通孔12a设置在横向中心线C上。在后半部分W2后区W2c内最后排中，具有两个凸起部分16f和设置在凸起16f之间的凸起部分16g。凸起部分16f和16g具有与凸起部分16a，16b，16c和16d不同的形状。

参考图1A，如上所述，每个凸起部分16的支腿16向对于横向中心线C倾斜预定的角度，其中横向中心线穿过前排B1通孔12a的中心。这种结构使得空气导向插入后排B2通孔12b和12c内的管子。最后，支腿的结构增强了管子和后排管子周围的热交换性能。角α的优选在5-45度的范围内，更优选的是为15度。然而，可以理解的是角度可以根据管子的间隔和尺寸变化。

参考图1B，某一排的凸起部分16和相邻排的凸起部分16在彼此相对的方向上从翅片基底17上突出。从图1A-图1C可以看出，切割和凸起部分16是通过切割翅片基底17并突出切割部分形成的。上述过程通常由冲模完成。

参考图2，根据本发明第二实施例的翅片管热交换器具有多个翅片件110。通孔112的结构基本上与本发明第一实施例中翅片件10的通孔12相同。然而，每个翅片件110的前边缘线130和后边缘线140的结构与本发明第一实施例中描述的翅片件10的前边缘线30和后边缘线40的结构不同。

下面将参考横贯中心线C进行描述，其穿过前排B1的某一通孔112a的中心。从图2中可看出，边缘线130具有突出的部分138和凹陷的部分137。凹陷部分137与突出部分138之间高度差为L。对该距离可进行改变。突出部分138最好形成在前排B1的通孔的前部，而凹陷部分147形成在后排B2的相邻的通孔112之间。

突出部分138和凹陷部分137可通过直线132，134和136与曲线组合构成。突出部分138和凹陷部分137最好相对中心线C对称。然而，在另外的一个实施例中，凹陷部分137和突出部分138是非对称的。

可通过线134将突出部分138与凹陷部分137相连。此线134相对中心线倾斜30度角，从而在箭头A的方向上与横向中心线的距离增大。自然的，当通过曲线将突出部分138与凹陷部分137相连时，则无直线部分。

在最佳实施例中，前边缘线130的突出部分138正好与后边缘线140的凹陷部分147对应。后边缘线140的突出部分148正好与前边缘线130的凹陷部分137对应。换句话说，当在翅片件110的横向上移动前边缘线130时，前边缘线130与后边缘线140吻合。

参考图2，凸起116形成在前半部W1的后部区域W1c上和后半部W2的前部区域W2a上。剪切线150变为第一翅片件110a的前边缘线130a和第二翅片件110b的后边缘线140b。如上所述，前和后边缘线的这些结构可节省原材料，例如铝片。除了节省原料外，通过翅片件1110的结构还可降低热交换器的重量。另外，可消除压降，并可避免浓缩水的转移。

在图2的第二实施例中，可显示出突出部分138，148和凹陷部分137，147形成有第一，第二和第三直线132，134和136。另外，在该实施例中，突出部分和凹陷部分可为半圆形或椭圆形。

虽然已经对本发明的实施例进行了描述，需明确的是对其所做的各种的变化和修改都在本发明的权利要求的范围之内。

Claims (22)

1.一种翅片管热交换器实现，该翅片管热交换器包括：

多个细长的板形翅片件，它们相互平行并且隔开有规则的间隔，以及多个热交换管，其特征在于：

每个翅片件都具有一个翅片基底，翅片件长度方向上的至少两排通孔用于容纳管和具有支腿的多个凸起；

每个翅片件在前半部分的前面和中间区域和后半部分的中间区域都具有平坦的区域；及

每个翅片件具有凸起部分，凸起部分至少设置在前半部分的后部区域和后半部分的前半区域上并都具有支腿，支腿相对于横向中心线倾斜预定的角度，该横向中心线以这样的方式穿过前排相连通孔的中心，从而增大了与中心线的距离。

2.根据权利要求1所述的翅片管热交换器，其特征在于每个翅片件都具有设置在后半部的最后部区域的凸起部分。

3.根据权利要求1或2所述的翅片管热交换器，其特征在于所述凸起部分对称形成在横向中心线的两侧。

4.根据权利要求1到3中的任何一个权利要求所述的翅片管热交换器，其特征在于所述凸起部分形成多排并对齐，且与多排通孔平行。

5.根据权利要求4所述的翅片管热交换器，其特征在于所述成排的凸起部分在与相邻排的凸起部分相反的反向上突出。

6.根据权利要求1到5中的任何一个权利要求所述的翅片管热交换器，其特征在于所述支腿的角度范围为5度到45度。

7.根据权利要求6所述的翅片管热交换器，其特征在于所述支腿的角度为15度。

8.根据权利要求1及权利要求3到7中的任何一个权利要求所述的翅片管热交换器，其特征在于每个翅片件都具有一个前边缘和一个后边缘，前边缘具有至少一个突出的部分和一个凹陷的部分，后边缘具有至少一个突出的部分和至少一个凹陷的部分。

9.根据权利要求8所述的翅片管热交换器，其特征在于前边缘的突出部分基本上与设置在相同横向中心线上的后边缘的凹陷部分对应。

10.根据权利要求8或9所述的翅片管热交换器，其特征在于前和后边缘的突出和凹陷部分由半圆、椭圆或曲线组合而成。

11.一种具有多个片状翅片件的翅片热交换器，其中多个翅片件以均匀的间隔平行设置，还包含多个管，其特征在于每个翅片件都具有一个前边缘和一个后边缘，每个前边缘和后边缘都具有至少一个突出部分和至少一个凹陷部分。

12.根据权利要求11所述的翅片管热交换器，其特征在于前边缘的突出部分基本上与设置在相同横向中心线上的后边缘的凹陷部分对应。

13.根据权利要求12所述的翅片管热交换器，其特征在于通过线将突出部分和凹陷部分相连，其中的线相对横向中心线倾斜预定的角度，该中心线穿过相邻通孔的中心，从而距离横向中心线的距离逐渐增大。

14.根据权利要求13所述的翅片管热交换器，其特征在于线的角度范围为从10度到50度。

15.根据权利要求14所述的翅片管热交换器，其特征在于线的角度为30度。

16.根据权利要求11或12所述的翅片管热交换器，其特征在于前边缘和后边缘的突出部分和凹陷部分为半圆形。

17.一种具有多个片状翅片件的翅片热交换器，其中多个翅片件以均匀的间隔平行设置，还包含多个管，其特征在于每个翅片件都具有前边缘和后边缘，前边缘和后边缘具有至少一个突出部分和至少一个凹陷部分。

18.根据权利要求17所述的翅片管热交换器，其特征在于前边缘的突出部分基本上与设置在相同横向中心线上的后边缘的凹陷部分对应。

19.根据权利要求17所述的翅片管热交换器，其特征在于前边缘具有一个突出部分和凹陷部分，后边缘具有单一的直线。

20.根据权利要求17到19中的任何一个权利要求所述的翅片管热交换器，其特征在于前边缘具有第一直线，该直线在翅片件的纵向上延伸，在空气流动的方向上延伸的第二线，在翅片件的纵向上延伸并与偏离第一线的第三线。

21.根据权利要求20所述的翅片管热交换器，其特征在于第二线相对横向中心线倾斜预定的角度，其中的横向中心线穿过相邻通孔的中心，从而与横向中心线的距离逐渐增大。

22.根据权利要求17到19中的任何一个权利要求所述的翅片管热交换器，其特征在于突出部分和凹陷部分由半圆、椭圆和曲线组合构成。

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