CN215003092U - 一种热交换器 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种热交换器，包括若干层堆叠设置的换热流道，所述换热流道的内壁面形成有若干波纹结构，所述波纹结构包括凸起于所述换热流道内壁面的波峰和凹设于所述换热流道的内壁面的波谷，所述波峰和所述波谷的延伸方向与所述换热流道的流体流动方向的夹角为锐角。由于换热流道的内壁面设置有波纹结构，且波纹结构的纹理方向与换热流道的流体的流通方向的夹角为锐角，这样当气流流经到波纹结构处时，气流会被波纹结构进行一定的阻挡并产生扰流，从而可以增强气流的换热效率，由于将波纹结构相对于流体的流通方向倾斜设置，使波纹结构背风侧的气流向波谷的倾斜方向流动，缩小了波谷下游回流死区，增强了气流的换热效率，降低了流动阻力。

Description

一种热交换器

技术领域

本申请涉及换热装置技术领域，尤其涉及一种热交换器。

背景技术

热交换器通常用薄铝板或其它高分子材料板材制作成平板状，进行互相交错、方向交变地堆叠，而且制作还在板体的一侧同步制作形成支撑筋板，这样当板体交错堆叠时，多个板体间便可以形成多个方向交叉的通道，而且支撑筋板又将每个通道分隔成多个子通道。当两个方向交叉的通道分别通入空气时，两股空气便可以间接换热。

而且，为了增强热交换器的换热效率，在制作板体时，有时候采取将板体制成波纹状的波纹板，这样当多个板体交错堆叠时，围成的子通道的上下侧壁便是分别与空气流动方向垂直、平行的波纹壁，从而增大子通道与空气的换热接触面积以及增强子通道对空气的扰流作用。

但是，这种具有波纹壁的热交换器在使用时也具有一定的弊端，即空气在波峰下游出现回流死区，回流死区中的空气流动性能极差，从而抑制了隔板两侧空气的热交换效率。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供了一种热交换器，用以解决现有技术中具有波纹壁的热交换器存在空气回流死区、影响换热效率的问题。

本申请提供了一种热交换器，包括若干层堆叠设置的换热流道，所述换热流道的内壁面形成有若干波纹结构，所述波纹结构包括凸起于所述换热流道内壁面的波峰和凹设于所述换热流道的内壁面的波谷，所述波峰和所述波谷的延伸方向与所述换热流道的流体流动方向的夹角为锐角。

该热交换器在使用时，由于换热流道的内壁面设置有波纹结构，且波纹结构的纹理方向与换热流道的流体的流通方向的夹角为锐角，这样当气流流经到波纹结构处时，气流会被波纹结构进行一定的阻挡并产生扰流，从而可以增强气流的换热效率，由于将波纹结构相对于流体的流通方向倾斜设置，使波纹结构背风侧的气流向波谷的倾斜方向流动，缩小了波谷下游回流死区，增强了气流的换热效率，降低了流动阻力。

在一种可能的设计中，所述波峰和所述波谷均呈直线延伸。

这样能简化波纹结构的复杂程度、方便加工制作。

在一种可能的设计中，所述波峰和所述波谷均呈波浪形延伸。

这样当波纹结构的波谷区的气流在沿波峰线或波谷线流动时，也能够产生一定的扰流，从而进一步提高气流流动时的换热效率。

在一种可能的设计中，所述波峰和所述波谷的延伸方向与所述换热流道的流体流动方向的夹角为θ，其中θ为20°～70°。

将夹角θ₁及θ₂的大小范围限定在20°～70°，这样不仅能够避免波纹结构倾斜幅度过大、导致降低阻挡气流并产生扰流的效果，而且还能够避免波纹结构倾斜幅度过小、导致波纹结构的波谷区的气流流动性较差的问题。

在一种可能的设计中，还包括多个堆叠且间隔设置板体和设于相邻的所述板体之间设置有支撑隔板，以在两两所述板体之间形成所述换热流道。

将上板体、支撑隔板交错层叠便可以形成多个换热流道，具有结构简单、方便组装制作的优点。

在一种可能的设计中，相邻两层所述换热流道呈90°交错堆叠设置。

通过这样的设计能够使各层的换热流道逐层交替分布，具有结构简单、方便组装制作的优点。

在一种可能的设计中，相邻的所述板体之间设有多个间隔设置所述支撑隔板，所述支撑隔板将所述换热流道分隔为多个独立的子流道。

通过设计多个子流道有利于流体均匀分布，提升换热效率。

在一种可能的设计中，所述板体厚度方向的两侧表面均设置有所述波纹结构。

在板体厚度方向的两侧均设置波纹结构，这样当相邻的板体形成换热流道的上下侧内壁均可以对气流进行阻挡使之产生扰流，从而可以进一步提高该热交换器的换热效果。

在一种可能的设计中，所述支撑隔板厚度方向的两侧表面均设置有所述波纹结构。

这样当相邻的支撑隔板形成的换热流道的左右侧内壁均可以对气流进行阻挡使之产生扰流，从而可以进一步提高该空气换热器的换热效果。

在一种可能的设计中，所述支撑隔板沿所述换热流道的流体流动方向呈波浪形延伸。

通过这样的设计有利于流体在流动时产生扰流，从而可以进一步提高该空气换热器的换热效果。

本申请实施例的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例而了解。本申请实施例的目的和其他优点在说明书以及附图所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1为本申请实施例提供的热交换器的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的热交换器中波纹结构的示意图；

图3为本申请实施例提供的热交换器中波纹结构的另一种方式示意图；

图4为本申请实施例提供的热交换器中堆叠单元的竖向剖视图；

图5为本申请实施例提供的板体的结构示意图。

附图标记：

1-第一换热道；

2-第二换热道；

3-板体；

4-支撑隔板；

X₁-第一方向；

X₂-第二方向；

Y–纹理方向。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

为了更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

需要注意的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

下面根据本申请实施例提供的热交换器的结构，对其具体实施例进行说明。

如图1和图2所示，本申请实施例提供了一种热交换器，该热交换器包括若干堆叠设置的换热流道，其中，如图1所示，换热流道可以包括第一换热道1和第二换热道2；第一换热道1沿第一方向X₁延伸设置多个；第二换热道2沿第二方向X₂延伸设置多个，且沿高度方向与第一换热道1交替设置；其中，第一方向X₁与第二方向X₂为两个非平行的方向；换热流道的内壁面设置有若干波纹结构；波纹结构包括相较于内壁面凸起的波峰和相较于内壁面凹陷的波谷，且波峰和波谷的延伸方向与换热流道的流体的流动方向的夹角为锐角。

本申请实施例所提供的热交换器通过将波纹结构倾斜设置能够增加换热表面积、增强扰流，从而减小便捷成厚度，缩小了波谷下游回流死区，增强了气流的换热效率，降低了流动阻力。

具体的，波纹结构的纹理方向Y与第一方向X₁夹角为锐角和/或纹理方向Y与第二方向X₂的夹角为锐角。

该热交换器在使用时，沿第一方向X₁向第一换热道1通入一股气流，沿第二方向X₂向第二换热道2通入另一股气流，由于第一方向X₁与第二方向X₂为两个非平行的方向，这样两股气流便可以交错的流经该热交换器进行热传递换热。

而且，由于第一换热道1和/或第二换热道2的内周壁设置有波纹结构，且波纹结构的纹理方向Y与第一方向X₁夹角为锐角，或纹理方向Y与第二方向X₂的夹角为锐角，这样当气流流经到波纹结构处时，气流会被波纹结构进行一定的阻挡并产生扰流，从而可以增强气流的换热效率，由于将波纹结构与第一方向X₁或第二方向X₂倾斜设置成锐角，这样可以减小波纹结构的波谷的回流死区，使波纹结构的波谷区的气流也会沿着波谷的倾斜方向移动，从而增强了气流的换热效率，降低流动阻力。

本实施例的可选方案中，波峰和波谷均沿直线延伸，具体的，波纹结构具有相互平行间隔的波峰线和波谷线；波峰线和波谷线分别为沿纹理方向Y延伸的直线。

如图2所示，波纹结构的波形具体可以设置成正弦波形，将波纹结构中的波峰线和波谷线分别设置成沿纹理方向Y延伸的直线，这样能简化波纹结构的复杂程度、方便加工制作。

本实施例的可选方案中，波峰和波谷均呈波浪形延伸，具体的，波纹结构具有相互交错且平行间隔的波峰线和波谷线；波峰线和波谷线分别为沿纹理方向Y延伸的曲线。

如图3所示，波纹结构的波形具体可以设置成正弦波形，将波纹结构中的波峰线和波谷线分别设置成沿纹理方向Y延伸的曲线，曲线的形状具体可以为S形、圆弧形等，这样当波纹结构的波谷区的气流在沿波峰线或波谷线流动时，也能够产生一定的扰流，从而进一步提高气流流动时的换热效率。

本实施例的可选方案中，波峰和波谷的延伸向与换热流道的流体的流动方向的夹角为θ，θ的范围可以为20°～70°。具体的，如图2和图3所示，本实施例的可选方案中，波纹结构的纹理方向Y与第一方向X₁夹角记为θ₁；波纹结构的纹理方向Y与第二方向X₂夹角记为θ₂；θ₁及θ₂的大小范围为20°～70°。将夹角θ₁及θ₂的大小范围限定在20°～70°(包括20°和70°)，这样不仅能够避免波纹结构倾斜幅度过大、导致降低阻挡气流并产生扰流的效果，而且还能够避免波纹结构倾斜幅度过小、导致波纹结构的波谷区的气流流动性较差的问题。

上述夹角θ₁和夹角θ₂优选设置成45°，这样不仅能够使波纹结构对气流产生较好的扰流效果、又能确保波纹结构的波谷区的气流有较好的流动性。

本实施例的可选方案中，热交换器还包括板体3；板体3沿高度方向设置多个，且相邻的板体3之间设置有支撑隔板4；支撑隔板4能够与相邻的板体3共同围成第一换热道1或第二换热道2。

具体的，如图1所示，上述的支撑隔板4具体可以均匀间隔设置，这样支撑隔板4可以将相邻的板体3的空间均匀分割形成多个独立的子流道，例如第一换热道1或第二换热道2。

通过设计多个子流道有利于流体均匀分布，提升换热效率。

上述的板体3和支撑隔板4均可以采用传热性能好的薄铝板或其它高分子材料制成，将上述的板体3、支撑隔板4交错层叠便可以形成多层第一换热道1和第二换热道2。

上述板体3及支撑隔板4的具体设置方式，具有结构简单、方便组装制作的优点。

如图1所示，本实施例的可选方案中，相邻两层的换热流道之间具有预设的夹角，具体的，相邻两层的换热流道可以呈90°交错堆叠设置。如图1所示，将板体3设置成为方形板，且将支撑隔板4平齐设置于板体3的一侧，并与板体3连接形成堆叠单元，这样将多个堆叠单元沿高度方向相互呈90°交错堆叠便固定可以形成该热交换器的主体，而且第一换热道1和第二换热道2分别逐层交替分布，且第一换热道1和第二换热道2沿两个垂直的方向延伸设置。

上述板体3及支撑隔板4的具体设置方式，具有结构简单、方便组装制作的优点。

本实施例的可选方案中，板体3为方形板；支撑隔板4平齐设置于板体3的一侧，并与板体3连接形成堆叠单元；多个堆叠单元沿高度方向相互呈90°交错堆叠设置。

本实施例的可选方案中，堆叠单元通过钣金件一体冲压成型。

具体的，如图4所示，将堆叠单元通过一个钣金件一体冲压成型，这样无需再将板体3与支撑隔板4进行连接固定，具有结构强度高、加工制作方便的优点。

本实施例的可选方案中，板体3厚度方向的两侧表面分别设置有波纹结构。

在板体3厚度方向的两侧均设置波纹结构，这样当相邻的板体3形成第一换热道1或第二换热道2的上下侧内壁均可以对气流进行阻挡使之产生扰流，从而可以进一步提高该热交换器的换热效果。

上述的波纹结构可以直接在板体3厚度方向的两侧通过车削加工的方式加工，也可以将板体3直接设置成波纹状的板形。

本实施例的可选方案中，支撑隔板4厚度方向的两侧分别设置有波纹结构。

在支撑隔板4厚度方向的两侧均设置波纹结构，这样当相邻的支撑隔板4形成第一换热道1或第二换热道2的左右侧内壁均可以对气流进行阻挡使之产生扰流，从而可以进一步提高该空气换热器的换热效果。

上述的波纹结构可以直接在支撑隔板4厚度方向的两侧通过车削加工的方式加工，也可以将支撑隔板4直接设置成波纹状的板形。

本实施例的可选方案中，板体3两侧的波纹结构、支撑隔板4两侧的波纹结构分别通过冲压成型。

具体的，如图4所示，通过改变压模、压头的形状，板体3两侧的波纹结构、支撑隔板4两侧的波纹结构可以在冲压制作堆叠单元时同时加工成型，从而能够简化工序、降低制作成本。

如图5所示，本实施例的可选方案中，支撑隔板4沿换热流道流体的流动方向波浪形延伸。

通过这样的设计能够使流体在流动过程中沿换热流道波浪形流动，有利于在流动时产生扰流，从而可以进一步提升换热效率。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种热交换器，其特征在于，包括若干层堆叠设置的换热流道，所述换热流道的内壁面形成有若干波纹结构，所述波纹结构包括凸起于所述换热流道内壁面的波峰和凹设于所述换热流道的内壁面的波谷，所述波峰和所述波谷的延伸方向与所述换热流道的流体流动方向的夹角为锐角。

2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述波峰和所述波谷均呈直线延伸。

3.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述波峰和所述波谷均呈波浪形延伸。

4.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述波峰和所述波谷的延伸方向与所述换热流道的流体流动方向的夹角为θ，其中θ为20°～70°。

5.根据权利要求1-4任一项所述的热交换器，其特征在于，还包括多个堆叠且间隔设置板体和设于相邻的所述板体之间设置有支撑隔板，以在两两所述板体之间形成所述换热流道。

6.根据权利要求5所述的热交换器，其特征在于，相邻两层所述换热流道呈90°交错堆叠设置。

7.根据权利要求5所述的热交换器，其特征在于，相邻的所述板体之间设有多个间隔设置所述支撑隔板，所述支撑隔板将所述换热流道分隔为多个独立的子流道。

8.根据权利要求5所述的热交换器，其特征在于，所述板体厚度方向的两侧表面均设置有所述波纹结构。

9.根据权利要求5所述的热交换器，其特征在于，所述支撑隔板厚度方向的两侧表面均设置有所述波纹结构。

10.根据权利要求5所述的热交换器，其特征在于，所述支撑隔板沿所述换热流道的流体流动方向呈波浪形延伸。

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