CN213273910U - 挖掘机用微通道换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及热交换设备领域，为改善挖掘机用微通道换热器的换热效果，本实用新型提供的挖掘机用微通道换热器，包括微通道扁管，微通道扁管包括扁管本体和导流凸起；多个导流凸起设置于扁管本体的内底面上；导流凸起的上端面为导流面；导流面与扁管本体的下端面呈倾斜角度，并且，从扁管本体的入口至出口方向，导流面与扁管本体的上端面的间距逐渐缩小。本实用新型提供的挖掘机用微通道换热器，通过导流凸起的上端面的导流作用，冷媒介质粒子撞击微通道扁管的上端面，破坏已经形成或者即将形成的气泡层，促使气泡排出微通道扁管的内腔，从而使得微通道扁管的上端面处于始终充满液体的状态，进而改善微通道扁管的上端面及换热器整体的换热效果。

Description

挖掘机用微通道换热器

技术领域

本实用新型涉及热交换设备技术领域，特别是涉及一种挖掘机用微通道换热器。

背景技术

换热器，是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。挖掘机用微通道换热器用于挖掘机的柴油机换热。

微通道扁管(又称“平行流扁管”)是换热器的关键部件，其采用精炼铝棒、通过热挤压、经表面喷锌防腐处理，薄壁多孔扁形管状材料，主要应用于换热器中，作为承载冷媒介质的管道零部件。

现有技术中，通常将微通道扁管沿水平方向设置，此时，微通道扁管的上下端面上分别通过钎焊连接有换热翅片板，热媒介质通过微通道扁管的上下端面及换热翅片板的导热作用，将热量传导至冷媒介质，从而实现对热媒介质的换热作用。在传统的挖掘机用微通道换热器中，冷媒介质在微通道扁管的流动腔内，是呈直线流动的。这种换热器的换热效果较差，无法满足人们在日常生活及生产中的换热需求。

实用新型内容

为了改善挖掘机用微通道换热器的换热效果，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型提供一种挖掘机用微通道换热器，包括微通道扁管；所述微通道扁管包括扁管本体和导流凸起；所述扁管本体沿水平方向设置；所述扁管本体的上端面为第一端面，所述扁管本体的下端面为第二端面；多个所述导流凸起设置于所述扁管本体的内底面上；所述导流凸起的上端面为导流面；所述导流面与所述第二端面呈倾斜角度，并且，从所述扁管本体的入口至出口方向，所述导流面与所述第一端面的间距逐渐缩小。

进一步地，所述导流面为平面，所述导流面与所述扁管本体的内底面相交。

进一步地，所述导流面为弧面，所述导流面与所述扁管本体的内底面相交。

进一步地，相邻的两个所述导流凸起之间留有预设间距。

进一步地，还包括隔板；若干所述隔板设置于所述第一端面与第二端面之间，将所述扁管本体的内腔分隔为多个平行排列的流动腔；所述流动腔的内部设置有若干所述导流凸起。

进一步地，所述隔板上开设有若干通孔；所述通孔的两端分别贯穿所述隔板的两个板面。

进一步地，所述扁管本体包括第一部分和第二部分；所述第一部分和所述第二部分通过插接配合，形成具有内腔且两端开口的扁筒状结构。

进一步地，所述第一部分为平板；在所述平板上，两个沿厚度和长度方向延伸的端面，分别向所述平板的外侧延伸形成两个第一插接部；所述第二部分为U形结构；在所述U形结构上，两个沿厚度和长度方向延伸的端面，向所述U形结构的内侧凹陷形成两个第二插接部；所述第一插接部与所述第二插接部形状互补。

进一步地，所述第一插接部为长条状凸起；从所述平板的端面向外，所述长条状凸起的横截面先扩大后缩小；所述第二插接部为长条状凹槽，所述长条状凹槽的槽口呈收敛状。

本实用新型具有的优点或者有益效果：

本实用新型提供的挖掘机用微通道换热器，冷媒介质沿+y方向，由扁管本体的入口进入微通道扁管的内腔中，流经导流凸起的导流面。在导流面的形状作用下，冷媒介质粒子的流动方向发生转向。转向后，冷媒介质粒子沿着导流面的外缘切线方向运动，此时，冷媒介质粒子的速度方向可分为+y和+z两个方向的分速度。+y方向的分速度继续推进冷媒介质粒子继续朝着扁管本体的出口方向运动，+z方向的分速度使得冷媒介质粒子趋向微通道扁管的上端面运动。通过冷媒介质粒子撞击微通道扁管的上端面，从而破坏已经形成或者即将形成的气泡层，促使气泡排出微通道扁管的内腔，从而使得微通道扁管的上端面处于始终充满液体(冷媒介质)的状态，进而改善微通道扁管的上端面以及挖掘机用微通道换热器整体的换热效果。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。

图1是本实用新型实施例1的挖掘机用微通道换热器的微通道扁管的立体结构示意图；

图2是图1中的微通道扁管去除掉上端面和部分隔板后的立体结构示意图；

图3是导流面为平面的导流凸起排布的立体结构示意图；

图4是导流面为弧面的导流凸起排布的立体结构示意图；

图5是图1中A区的局部结构放大示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要注意的是，本实用新型所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。

应当理解的是，当在本说明书中如使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行说明，显然所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对附图中提供的本实用新型实施例中的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

实施例1

现有技术中，通常将微通道扁管沿水平方向设置，此时，微通道扁管的上下端面上分别通过钎焊连接有换热翅片板，热媒介质通过微通道扁管的上下端面及换热翅片板的导热作用，将热量传导至冷媒介质，从而实现对热媒介质的换热作用。在传统的挖掘机用微通道换热器中，冷媒介质在微通道扁管的流动腔内，是呈直线流动的。这种换热器的换热效果较差，无法满足人们在日常生活及生产中的换热需求。

发明人经过大量实验和仔细研究发现，挖掘机用微通道换热器的换热效果较差的其中一个重要原因是，微通道扁管的上端面的换热效果较差。分析造成这一结果的可能原因是：在传统的挖掘机用微通道换热器中，冷媒介质在微通道扁管的流动腔内，是呈直线流动的。冷媒介质由于受到重力作用，主要集中在微通道扁管的下端面一侧。当冷媒介质由于部分汽化，或者初始注液时尚未完全排除全部空气时，微通道扁管的内腔中将不可避免地聚集气泡，由于气泡的密度较小，主要悬浮于微通道扁管的上端面一侧。气体的导热系数远小于液体的导热系数，致使微通道扁管的上端面的换热效果远不如其下端面的换热效果，甚至影响到换热器整体的换热效果。

为了改善挖掘机用微通道换热器的换热效果，如图1、2和5所示，实施例1提供一种挖掘机用微通道换热器，包括微通道扁管01，微通道扁管01包括扁管本体1和导流凸起2；扁管本体1沿水平方向设置(当图1～5所示的xy平面设为水平面时，+z方向为上，-z方向为下)；扁管本体1的上端面为第一端面10，扁管本体1的下端面为第二端面11；多个导流凸起2设置于扁管本体1的内底面13上；导流凸起2的上端面为导流面20；导流面20与第二端面11呈倾斜角度，并且，从扁管本体1的入口至出口方向，导流面20与第一端面10的间距逐渐缩小。

实施例1提供的挖掘机用微通道换热器的工作原理，如图1所示，冷媒介质沿+y方向，由扁管本体1的入口进入微通道扁管01的内腔中，流经导流凸起2的导流面20。在导流面20的形状作用下，冷媒介质粒子的流动方向发生转向。转向后，冷媒介质粒子沿着导流面20的外缘切线方向运动，此时，冷媒介质粒子的速度方向可分为+y和+z两个方向的分速度。+y方向的分速度继续推进冷媒介质粒子继续朝着扁管本体1的出口方向运动，+z方向的分速度使得冷媒介质粒子趋向微通道扁管01的上端面运动。通过冷媒介质粒子撞击微通道扁管01的上端面，从而破坏已经形成或者即将形成的气泡层，促使气泡排出微通道扁管01的内腔，从而使得微通道扁管01的上端面处于始终充满液体(冷媒介质)的状态，进而改善微通道扁管01的上端面以及挖掘机用微通道换热器整体的换热效果。

进一步地，如图3所示，导流面20为平面，导流面20与扁管本体1的内底面13相交。当导流面20为平面时，流经导流面20的冷媒介质粒子在导流面20的作用下流动方向将顺着导流面20的倾斜角度沿直线向微通道扁管01的上端面运动。为了尽可能减小冷媒介质粒子在导流凸起2表面的流动阻力，导流面20靠近扁管本体1的入口的一端与与扁管本体1的内底面13相交。当导流面20为平面时，导流凸起2的结构更加简单，其加工成形工艺更加简单成熟，有利于降低微通道扁管01的加工成本，便于实现批量化生产。

前述的导流面为平面的结构，经导流面作用的冷媒介质粒子转向角度完全相同，从而导致冷媒介质出现聚集现象，为了缓解冷媒介质的聚集现象，进一步地，如图4所示，导流面20为弧面，导流面20与扁管本体1的内底面13相交。通过将导流面20为弧面，提供了更加多样化的切线角度，冷媒介质粒子在流经导流凸起2表面后，由于切入点的不同会从不同的角度和位置朝向微通道扁管01的上端面运动，从而一定程度上缓解了冷媒介质的聚集现象，提高了冷媒介质在微通道扁管01内部流动状态的均匀性。

为了进一步改善导流凸起的导流效果，进一步地，如图3和4所示，相邻的两个导流凸起2之间留有预设间距。冷媒介质粒子在微通道扁管01的内腔中运动时，会在重力作用下逐渐趋向于扁管本体1的下端面(第二端面11)运动，然而，在一个导流凸起2上设置延伸较长长度(y方向)跨度的导流面20显然会大大占据微通道扁管01的流动空间，不利于换热效率的提高。如图2～4所示，通过在微通道扁管01的内底面的y方向上，每隔预设间距设置一个导流凸起2，冷媒介质粒子的运动方向的变化过程可能是：(1)+y方向水平运动；(2)在导流面作用下，沿着导流面20的外缘切线方向朝向微通道扁管01的上端面运动，即具有+y方向分速度和+z方向分速度；(3)重力和/或微通道扁管01的上端面的作用下，趋向微通道扁管01的下端面运动，即具有+y方向分速度和-z方向分速度；重复(2)(3)，直至从扁管本体1的出口流出。综上，冷媒介质粒子在微通道扁管01的内腔中将趋于呈现波浪状的运动，进一步改善导流凸起2的导流效果。在此过程中，冷媒介质粒子在惯性作用下，会多次撞击微通道扁管01的上端面，从而破坏已经形成或者即将形成的气泡层，在波浪状的运动的带动下，促使气泡排出微通道扁管01的内腔，从而使得微通道扁管01的上端面处于始终充满液体(冷媒介质)的状态，进而改善微通道扁管01的上端面以及换热器整体的换热效果。

为了提高微通道扁管的支撑强度，进一步地，如图1、2和5所示，用于换热器的微通道扁管01还包括隔板3；若干隔板3设置于第一端面10与第二端面11之间，将扁管本体1的内腔分隔为多个平行排列的流动腔；流动腔的内部设置有若干导流凸起2。隔板3的板面竖直设置，并且设置于微通道扁管01的上下端面之间，可以提高微通道扁管的支撑强度，进而提高基于微通道扁管01的换热器的支撑强度。

为了加强各个流动腔之间的对流换热，进一步地，如图1、2和5所示，隔板3上开设有若干通孔30；通孔30的两端分别贯穿隔板3的两个板面。通过在隔板3上开设通孔30，使得相邻的流动腔体在不影响整体的支撑强度的前提下，又能实现一定程度的对流换热，从而有利于进一步提高换热器的换热效率。

为了便于微通道扁管的生产和组装，进一步地，如图1、2和5所示，扁管本体1包括第一部分14和第二部分15；第一部分14和第二部分15通过插接配合，形成具有内腔且两端开口的扁筒状结构。通过插接配合形成的扁筒状结构，可以实现快速可靠的组装固定，便于微通道扁管01的生产和组装，为微通道扁管的自动化生产加工创造了有力条件。

具体地，如图1和5所示，第一部分14为平板；在平板14上，两个沿厚度和长度方向延伸的端面，分别向平板14的外侧延伸形成两个第一插接部140；如图1和2所示，第二部分15为U形结构；在U形结构15上，两个沿厚度和长度方向延伸的端面，向U形结构15的内侧凹陷形成两个第二插接部150(参见图5)；第一插接部140与第二插接部150形状互补。

为了提高插接型微通道扁管的耐压能力，进一步地，如图1、2和5所示，第一插接部140为长条状凸起；从平板14的端面向外，长条状凸起140的横截面先扩大后缩小；第二插接部150为长条状凹槽，长条状凹槽150的槽口1501呈收敛状。如图5所示，当长条状凸起140与长条状凹槽150进行对接安装时，只能通过从y方向平移插接。采用该种类型的长条状凸起140与长条状凹槽150形成的插接结构，形成的微通道扁管01，当其内腔充满冷媒介质时，在冷媒介质的压力作用下，微通道扁管01的内壁可能对发生微小变形，此时，由于长条状凸起140与长条状凹槽150形成“几”字形密封面，长条状凸起140与长条状凹槽150的间隙始终能保持密闭状态。相比于其他类型的插接结构，提高了插接型微通道扁管的耐压能力。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种挖掘机用微通道换热器，其特征在于，包括微通道扁管，所述微通道扁管包括扁管本体和导流凸起；

所述扁管本体沿水平方向设置；所述扁管本体的上端面为第一端面，所述扁管本体的下端面为第二端面；

多个所述导流凸起设置于所述扁管本体的内底面上；

所述导流凸起的上端面为导流面；所述导流面与所述第二端面呈倾斜角度，并且，从所述扁管本体的入口至出口方向，所述导流面与所述第一端面的间距逐渐缩小。

2.根据权利要求1所述的挖掘机用微通道换热器，其特征在于，所述导流面为平面，所述导流面与所述扁管本体的内底面相交。

3.根据权利要求1所述的挖掘机用微通道换热器，其特征在于，所述导流面为弧面，所述导流面与所述扁管本体的内底面相交。

4.根据权利要求1所述的挖掘机用微通道换热器，其特征在于，相邻的两个所述导流凸起之间留有预设间距。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的挖掘机用微通道换热器，其特征在于，还包括隔板；

若干所述隔板设置于所述第一端面与第二端面之间，将所述扁管本体的内腔分隔为多个平行排列的流动腔；

所述流动腔的内部设置有若干所述导流凸起。

6.根据权利要求5所述的挖掘机用微通道换热器，其特征在于，所述隔板上开设有若干通孔；所述通孔的两端分别贯穿所述隔板的两个板面。

7.根据权利要求1～4中任一项所述的挖掘机用微通道换热器，其特征在于，所述扁管本体包括第一部分和第二部分；

所述第一部分和所述第二部分通过插接配合，形成具有内腔且两端开口的扁筒状结构。

8.根据权利要求7所述的挖掘机用微通道换热器，其特征在于，所述第一部分为平板；在所述平板上，两个沿厚度和长度方向延伸的端面，分别向所述平板的外侧延伸形成两个第一插接部；

所述第二部分为U形结构；在所述U形结构上，两个沿厚度和长度方向延伸的端面，向所述U形结构的内侧凹陷形成两个第二插接部；

所述第一插接部与所述第二插接部形状互补。

9.根据权利要求8所述的挖掘机用微通道换热器，其特征在于，所述第一插接部为长条状凸起；从所述平板的端面向外，所述长条状凸起的横截面先扩大后缩小；

所述第二插接部为长条状凹槽，所述长条状凹槽的槽口呈收敛状。

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