CN207816076U - 三维肋片换热板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种三维肋片换热板，包括基体板和设置在基体板上且与基体板一体成型的肋片，肋片在基体板上形成相互错位排列的构造或平行排列的构造，肋片与基体板之间形成20‑90°的夹角，在位于相邻肋片之间的基体板上还设置有凹槽。本实用新型三维肋片换热板，其特定的构造使得流经肋片表面的流体能够形成绕流、翻越流、扰流或混流，流体阻力小，通透性好，大幅提高了三维肋片换热板的换热效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种强化换热元件，具体涉及一种三维肋片换热板。
背景技术
换热器是将热流体热量或元器件热量传递给冷流体，使冷、热流体温度或元器件温度满足工艺要求的热交换设备。换热器是由换热元件组装制造而成，而换热板属于制造换热器的核心换热元件之一。
随着节能技术的飞速发展和节能产品新的需求，各种形状的平整表面对流放热和对流冷却问题的日益增多，对平板形状的换热元件要求也越来越高，因此，迫切需要换热效率高的平板肋化壁面换热板。
现有的换热板平板肋化壁面产品通常是在基体表面设置有凸起/突出的翘片(所述凸起/突出的翘片又称之为肋片)，一种是通过模具进行挤压、铸造等在平板基体表面形成凸出的翘片，另一种是对平板型材通过铣削加工形成凸出的翘片，还有在平板基体表面钎焊叠加制成凸起的翘片。
205179601U公开了一种电源间接强迫风冷散热系统，包括换热板等元件，其换热板带有肋片。
尽管上述换热板相对于平板形状的换热元件的优势明显增加，但其换热效率，尤其是肋壁换热效率仍然不理想。因此，有必要开发一种新型的三维肋片换热板。
实用新型内容
为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种三维肋片换热板，以尽可能地提高三维肋片换热效率，尤其是肋壁换热效率。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种三维肋片换热板，包括基体板和设置在基体板上且与基体板一体成型的肋片，其特征在于：肋片在基体板上形成相互错位排列的构造或平行排列的构造。
上述技术方案中，具有特定构造的三维肋片换热板使得流经肋片表面的流体能够形成绕流、翻越流、扰流或混流，从而能够大幅提高三维肋片换热板的换热效率。
为进一步提高三维肋片换热板的换热效率，上述肋片与基体板之间形成20-90°的夹角。优选地，上述肋片与基体板之间形成45-89°的夹角。
为进一步提高三维肋片换热板的换热效率，在位于相邻肋片之间的基体板上设置有凹槽。
为进一步提高三维肋片换热板的换热效率，上述肋片平直或带有弧度。但是本领域技术人员应该知晓，肋片的弧度不宜大于π(π≈3.14)，否则，肋片与基体板之间可能形成管式通道，从而降低换热效率。
为进一步提高三维肋片换热板的换热效率，上述凹槽设置在纵向相邻肋片之间的基体板上。
为进一步降低流体阻力，提高换热效率，上述肋片呈矩形、针形或鱼鳞形。
为降低制造工艺难度，上述基体板的材料为具有可切削加工性、且延展性好的金属，可选用铜板、铜合金板、铝板、铝合金板、铁板、铁合金板、不锈钢板、钛板、钛合金板等金属板；优选为铜板或铜合金板。
根据本实用新型的实施方案之一，上述肋片的宽度为0.5-5mm，相邻肋片的间距为0.8-8mm，肋片的高度为5-12mm，凹槽的深度为0.2-0.5mm。
如上所述的三维肋片换热板，所述肋片设置于所述基体板的正面和反面，形成双面三维肋片换热板。
有益效果
本实用新型三维肋片换热板，其特定的构造使得流经肋片表面的流体能够形成绕流、翻越流、扰流或混流，流体阻力小，通透性好，从而能够大幅提高三维肋片换热板的换热效率。
本实用新型三维肋片换热板，其特定的构造使得流经肋片表面的流体形成了三维流动，大幅提高了换热强度。
本实用新型三维肋片换热板的基体板上设置有凹槽，一方面增大了换热表面积，提高了换热效率；另一方面，使得流体能够翻越肋片冲刷凹槽，板壁表面热边界层平均厚度减薄，增大了换热强度。
本实用新型三维肋片换热板的肋化面积大幅增加，其肋化表面积是光壁换热板表面积的2.5-30倍；相比于光壁式的板式换热器，其材料节省30-80％，体积减小20-90％，单相流体换热系数提高2-6倍。
相比于现有钎焊制成的带凸起翘片的换热板，本实用新型三维肋片换热板不存在接触缝隙，也不夹杂其他材料，确保了三维肋片换热板的导热系数的一致性和均匀性，无接触热阻，肋壁换热效率高。
在周期性变化边界条件下的传热过程，本实用新型三维肋片换热板还可作为蓄热元件制造蓄热器，将肋片板侧热流体热量储蓄，移动肋片板到冷流体侧释放储蓄的热量，蓄热能力强，传热效率高。
本实用新型三维肋片换热板能够在厚度为0.5mm的基体板上设置有深度为0.3mm的凹槽，极大程度的缩小了基体板的厚度和换热板的体积，突破了现有换热元件的厚度极限，攻克了换热板的一大技术难题。
本实用新型三维肋片换热板自身结构简单、加工制造成本低，安装方便，其基体板的光滑侧面可与固体热源或热容量大的流体接触，三维肋片换热板预留安装孔，可直接与固体热源进行安装，不需附加其他组装夹具。进一步的，也方便将其加工成通道式换热元件，例如：将多块三维肋片换热扳采用焊接方法组合成矩形流体通道，通道内通过热容量大的流体，肋片侧通过流动气体进行对流传热，方法简单，组合制造加工方便。
附图说明
图1是本实用新型三维肋片换热板的立体示意图，本实用新型所述横向是指附图1中Z轴所示的方向，所述纵向是指附图1中X轴所示的方向；
图2是本实用新型三维肋片换热板的肋片与基体板连接部位的示意图；
图3是本实用新型实施例1中三维肋片换热板的平面示意图；
图4本实用新型实施例1中三维肋片换热板的肋片的示意图；
图5是本实用新型实施例2中三维肋片换热板的平面示意图；
图6本实用新型实施例2中三维肋片换热板的肋片(针形)的示意图；
图7是本实用新型实施例3中三维肋片换热板的平面示意图；
图8本实用新型实施例3中三维肋片换热板的肋片(鱼鳞形)的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但以下实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的原理及其核心思想，并非对本实用新型保护范围的限定。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，针对本实用新型进行的改进也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
实施例1
一种三维肋片换热板，如图1、图2所示，包括基体板1和设置在基体板1上且与基体板1一体成型的肋片2，肋片2在基体板1上形成相互错位排列的构造。
本实施例中，如图3所示，横向布置的同一排肋片2呈整齐排列，纵向布置的同一排肋片2也呈整齐排列，但横向布置的相邻的两排肋片2、纵向布置的相邻的两排肋片2相互错开，形成相互错位排列的构造。
上述三维肋片换热板的基体板长度≥20mm,宽度为20-500mm，厚度≥0.5mm；上述肋片2的宽度为0.5-5mm，相邻肋片2的间距为0.8-8mm，肋片2的高度为5-12mm，凹槽3的深度为0.2-0.5mm。本实施例中:基体板长度为100mm，基体板度宽度为100mm，基体板厚度为1mm；肋片2的宽度为0.5-5mm，相邻肋片2的间距为0.8-8mm，其中相邻肋片2的横向间距为1-5mm，相邻肋片2的纵向间距为3mm，肋片2的高度为8mm，凹槽3的深度为0.3mm。
具有该特定构造的三维肋片换热板使得流经肋片2表面的流体能够形成绕流、翻越流、扰流或混流，从而能够大幅提高三维肋片换热板的换热效率。
为进一步提高三维肋片换热板的换热效率，如图4所示，上述肋片2与基体板1之间形成20-90°的夹角。本实施例中，肋片2与基体板1之间形成70°的夹角。
为进一步提高三维肋片换热板的换热效率，在位于相邻肋片2之间的基体板1上设置有凹槽3，如图2所示。上述三维肋片换热板的在厚度为0.5mm的基体板1上设置有0.3mm的凹槽3，极大程度的缩小了基体板1的厚度和换热板的体积，突破了现有换热元件的厚度极限，攻克了换热板的一大技术难题。
为进一步提高三维肋片换热板的换热效率，上述肋片2带有弧度，如图4所示。但是本领域技术人员应该知晓，肋片2的弧度不宜大于π(π≈3.14)，否则，肋片2与基体板1之间可能形成管式通道，从而降低换热效率。
为进一步提高三维肋片换热板的换热效率，上述凹槽3设置在纵向相邻肋片2之间的基体板1上。
为进一步降低流体阻力，提高换热效率，上述肋片2呈矩形。
为降低制造工艺难度，上述基体板的材料为具有可切削加工性、且延展性好的金属，可选用铜板、铜合金板、铝板、铝合金板、铁板、铁合金板、不锈钢板、钛板、钛合金板等金属板；本实施例中选用铜板作为基体板1。
本实用新型可通过机床加工或手工刻制得到。
实施例2
一种三维肋片换热板，如图5、图6所示，包括基体板1和设置在基体板1上且与基体板1一体成型的肋片2，肋片2在基体板1上形成相互错位排列的构造。
本实施例中，如图5所示，横向布置的同一排肋片2呈整齐排列，纵向布置的同一排肋片2也呈整齐排列，但横向布置的相邻的两排肋片2、纵向布置的相邻的两排肋片2相互错开，形成相互错位排列的构造。
上述三维肋片换热板的基体板长度≥20mm,宽度为20-500mm，厚度≥0.5mm；上述肋片2的宽度为0.5-5mm，相邻肋片2的间距为0.8-8mm，肋片2的高度为5-12mm，凹槽3的深度为0.2-0.5mm。本实施例中:基体板长度为200mm，基体板度宽度为150mm，基体板厚度为0.5mm；肋片2的宽度为0.5mm，相邻肋片2的横向间距为0.8mm，相邻肋片2的纵向间距为0.8mm，肋片2的高度为5mm，凹槽3的深度为0.2mm。
具有该特定构造的三维肋片换热板使得流经肋片2表面的流体能够形成绕流、翻越流、扰流或混流，从而能够大幅提高三维肋片换热板的换热效率。
为进一步提高三维肋片换热板的换热效率，上述肋片2与基体板1之间形成20-90°的夹角。本实施例中，肋片2与基体板1之间形成45°的夹角。
为进一步提高三维肋片换热板的换热效率，在位于相邻肋片2之间的基体板1上设置有凹槽3。
为进一步提高三维肋片换热板的换热效率，上述肋片2为带有弧度，弧度(弧长与半径的比值)为1，如图6所示。
为进一步提高三维肋片换热板的换热效率，上述凹槽3设置在纵向相邻肋片2之间的基体板1上。
上述肋片2呈针形，如图5、图6所示。
为降低制造工艺难度，上述基体板1的材料为具有可切削加工性、且延展性好的钛合金。
实施例3
一种三维肋片换热板，如图7、图8所示，包括基体板1和设置在基体板1上且与基体板1一体成型的肋片2，肋片2在基体板1上形成相互错位排列的构造。
本实施例中，如图7所示，横向布置的同一排肋片2呈整齐排列，纵向布置的同一排肋片2也呈整齐排列，但横向布置的相邻的两排肋片2、纵向布置的相邻的两排肋片2相互错开，形成相互错位排列的构造。
上述三维肋片换热板的基体板长度≥20mm,宽度为20-500mm，厚度≥0.5mm；上述肋片2的宽度为0.5-5mm，相邻肋片2的间距为0.8-8mm，肋片2的高度为5-12mm，凹槽3的深度为0.2-0.5mm。本实施例中:基体板长度为400mm，基体板度宽度为200mm，基体板厚度为5mm；肋片2的宽度为5mm，相邻肋片2的横向间距为8mm，相邻肋片2的纵向间距为8mm，肋片2的高度为12mm，凹槽3的深度为0.5mm。
具有该特定构造的三维肋片换热板使得流经肋片2表面的流体能够形成绕流、翻越流、扰流或混流，从而能够大幅提高三维肋片换热板的换热效率。
为进一步提高三维肋片换热板的换热效率，上述肋片2与基体板1之间形成20-89°的夹角。本实施例中，肋片2与基体板1之间形成89°的夹角。
为进一步提高三维肋片换热板的换热效率，在位于相邻肋片2之间的基体板1上设置有凹槽3。
为进一步提高三维肋片换热板的换热效率，上述肋片2带有弧度，弧度(弧长与半径的比值)为0.4，如图8所示。
为进一步提高三维肋片换热板的换热效率，上述凹槽3设置在纵向和横向相邻的肋片2之间的基体板1上。
上述肋片2呈鱼鳞形，如图7所示。
为降低制造工艺难度，上述基体板1的材料为具有可切削加工性、且延展性好的铝。
实施例4
上述实施例1中，肋片2与基体板1之间形成20°的夹角。
实施例5
上述实施例1中，肋片2与基体板1之间形成90°的夹角，肋片2的弧度为0.7。
实施例6
上述实施例1中，肋片2与基体板1之间形成80°的夹角。
实施例7
上述实施例2中，肋片2与基体板1之间形成60°的夹角。
实施例8
参照实施例1，在基体板1的正面和反面均设置肋片2，形成双面三维肋片换热板。
实施例9
参照实施例2，在基体板1的正面和反面均设置肋片2，形成双面三维肋片换热板。
实施例10
参照实施例3，在基体板1的正面和反面均设置肋片2，形成双面三维肋片换热板。
实施例11
一种三维肋片换热板，包括基体板和设置在基体板上且与基体板一体成型的肋片，肋片在基体板上形成相互错位排列的构造。横向布置的肋片与纵向布置的肋片在纵向方向和横向方向均相互错开，形成相互错位排列的构造。
实施例12
一种三维肋片换热板，包括基体板和设置在基体板上且与基体板一体成型的肋片，肋片在基体板上形成相互平行排列的构造。横向布置的每排肋片在横向方向相互平行排列，纵向布置的每排肋片在纵向方向相互平行排列，斜向布置的每排肋片在斜向方向相互平行排列。
实施例13
一种三维肋片换热板，包括基体板和设置在基体板上且与基体板一体成型的肋片，肋片在基体板上形成相互错位排列的构造，每横排/纵排肋片在基体板上斜向排列，且相邻的肋片相互错开。
实施例14-实施例26
参照上述实施例1-实施例13，上述肋片分别为平直肋片。
Claims (8)
1.三维肋片换热板，包括基体板(1)和设置在基体板(1)上且与基体板(1)一体成型的肋片(2)，肋片(2)在基体板(1)上形成相互错位排列的构造，肋片(2)与基体板(1)之间形成20-90°的夹角；其特征在于：在位于相邻肋片(2)之间的基体板(1)上设置有凹槽(3)。
2.根据权利要求1所述的三维肋片换热板，其特征在于：所述肋片(2)平直或带有弧度。
3.根据权利要求2所述的三维肋片换热板，其特征在于：所述凹槽(3)设置在纵向相邻的肋片(2)之间的所述基体板(1)上。
4.根据权利要求3所述的三维肋片换热板，其特征在于：所述肋片(2)呈矩形、针形或鱼鳞形。
5.根据权利要求4所述的三维肋片换热板，其特征在于：所述基体板(1)为铜板、铜合金板、铝板、铝合金板、铁板、铁合金板、不锈钢板、钛板、钛合金板中的一种。
6.根据权利要求5所述的三维肋片换热板，其特征在于：所述肋片(2)的宽度为0.5-5mm，相邻肋片(2)的间距为0.8-8mm，所述肋片(2)的高度为5-12mm，所述凹槽(3)的深度为0.2-0.5mm。
7.根据权利要求6所述的三维肋片换热板，其特征在于：所述肋片(2)与所述基体板(1)之间形成45-89°的夹角。
8.根据权利要求1-7任一项所述的三维肋片换热板，其特征在于：所述肋片(2)设置于所述基体板(1)的正面和反面，形成双面三维肋片换热板。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201721848401.8U CN207816076U (zh) | 2017-12-26 | 2017-12-26 | 三维肋片换热板 |
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Publications (1)
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN107941069A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-04-20 | 重庆市商顺换热设备有限公司 | 三维肋片换热板 |
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2017
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Legal Events
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