CN218583865U - 翅片和热交换器 - Google Patents

Abstract

本申请提供翅片和热交换器。该翅片包括：本体，其沿着长度方向在平面上延伸；至少两个管孔，管孔沿着本体的长度方向均匀地间隔开且彼此平行地布置，并且管孔形状构造为使得热交换器的热交换管能穿过其间；至少一个槽孔，槽孔设置在相邻的管孔之间；其中，在各个槽孔的两端处，本体分别包括V形切口和流线形切口。本申请的翅片和热交换器具有结构简单、便于实施、制造方便等优点。

Description

翅片和热交换器

技术领域

本申请涉及热交换器结构部件领域。更具体而言，本申请涉及一种翅片，其旨在提供改善的装配能力和精度。本申请还涉及一种包括上述翅片的热交换器。

背景技术

热交换器通常包括一系列热交换管，并且在热交换管的外部通常设置有翅片。翅片可起到导热、散热等作用。翅片可单独制造并且然后与热交换管套接并焊接成一体。翅片一方面可在热交换管外产生强制对流，另一方面可增加热交换面积，增强流体扰动。例如，为了提高热交换能力，翅片可构造为各种形状，例如波纹形、百叶窗形、涡流发生器形等。

实用新型内容

本申请一方面的目的在于提供一种翅片，其旨在提供改善的翅片安装精度和热交换效率。本申请另一方面的目的在于提供一种包括上述翅片的热交换器。

本申请的目的是通过如下技术方案实现的：

一种翅片，包括：

本体，其沿着长度方向在平面上延伸；

至少两个管孔，管孔沿着本体的长度方向均匀地间隔开且彼此平行地布置，并且管孔形状构造为使得热交换器的热交换管能穿过其间；

至少一个槽孔，槽孔设置在相邻的管孔之间；

其中，在各个槽孔的两端处，本体分别包括V形切口和流线形切口。

在上述翅片中，可选地，管孔和槽孔构造为沿着本体的宽度方向延伸，并且V形切口和流线形切口沿着本体的长度方向分布。

在上述翅片中，可选地，V形切口、槽孔和流线形切口沿着第一对称轴布置，并且管孔沿着与第一对称轴相平行的第二对称轴布置，V形切口的根部包括退刀槽，并且流线形切口的根部包括半圆形圆角。

在上述翅片中，可选地，管孔和/或槽孔具有以下形状之一：椭圆形、运动场形，并且在宽度方向上，槽孔的一端定位为高于管孔的椭圆形轮廓的长轴焦点的位置。

在上述翅片中，可选地，流线形切口包括以下形状之一的轮廓：半圆形、半椭圆形，并且流线形切口的轮廓与管孔的轮廓构造为相同的，并且在管孔的轮廓为椭圆形、流线形切口的轮廓为半椭圆形的情况下，在管孔与流线形切口之间的本体的宽度大于管孔的椭圆形轮廓的短轴的一半。

在上述翅片中，可选地，在邻近管孔的第一端处，本体包括圆弧轮廓，其中，圆弧轮廓构造为具有10-40mm之间的半径，并且其中，V形切口定位在相邻的圆弧轮廓之间，且V形切口构造为具有50度到70度之间的V形角。

在上述翅片中，可选地，在本体沿长度方向的端部处，在管孔的侧面，本体依次设置倾斜轮廓、第一直线轮廓和流线轮廓；

其中，倾斜轮廓与V形切口的一半轮廓相对应，并且流线轮廓与流线形切口的一半轮廓相对应；并且

其中，倾斜轮廓包括第一翻边，并且第一翻边在本体的厚度方向上延伸第一长度；第一直线轮廓包括第二翻边，并且第二翻边在本体的厚度方向上延伸第一长度。

在上述翅片中，可选地，在邻近管孔的第二端处，本体包括第二直线轮廓，第二直线轮廓包括第三翻边，并且第三翻边在本体的厚度方向上延伸第一长度，其中，流线形切口定位在相邻的第二直线轮廓之间，并且第三翻边在长度方向上的尺寸等于管孔的椭圆形轮廓的短轴长度的一半。

在上述翅片中，可选地，管孔的边缘包括第四翻边，第四翻边在本体的厚度方向上延伸第二长度，其中，第一翻边、第二翻边、第三翻边和第四翻边朝同一方向延且与本体所在的平面相垂直，并且其中，第二长度小于第一长度。

一种热交换器，包括：

至少两根热交换管；

上述翅片，其中，多个翅片叠加地套接在各个热交换管上，使得热交换管位于管孔中，并且相邻的翅片之间建立热连接。

附图说明

以下将结合附图和优选实施例来对本申请进行进一步详细描述。本领域技术人员将领会的是，这些附图仅是出于解释优选实施例的目的而绘制的，并且因此不应当作为对本申请范围的限制。此外，除非特别指出，附图仅是意在概念性地表示所描述对象的组成或构造，并可能包含夸张性显示。附图也并非一定按比例绘制。

图1是本申请的翅片的一个实施例的主视图。

图2是图1所示实施例的侧视图。

具体实施方式

以下将参考附图来详细描述本申请的优选实施例。本领域中的技术人员将领会的是，这些描述仅为描述性的、示例性的，并且不应被解释为限制了本申请的保护范围。

首先，需要说明的是，在本文中所提到的顶部、底部、朝上、朝下等方位用语是相对于各个附图中的方向来定义的。这些方位是相对的概念，并且因此将根据其所处于的位置和状态而变化。所以，不应将这些或其他方位用语理解为限制性的。

此外，还应当指出的是，对于本文的实施例中描述或隐含的任意单个技术特征或在附图中示出或隐含的任意单个技术特征来说，这些技术特征（或其等同物）能够继续组合，从而获得未在本文中直接提及的其他实施例。

应当注意的是，在不同的附图中，相同的参考标号表示相同或大致相同的组件。

图1是本申请的翅片的一个实施例的主视图，并且图2是图1所示实施例的侧视图。翅片10的轮廓在图1中示出，并且翅片10包括本体100和若干切口、孔等结构。本体100沿着图1中的水平方向延伸，并且水平方向又称为长度方向L。本体100在图1中的垂直方向上具有一定的宽度，并且垂直方向又称为宽度方向W。参见图2，翅片10的本体100还包括若干翻边，并且翻边可在图2中的水平方向上延伸。图2中的水平方向因此又称为厚度方向T。容易理解的是，图2中的厚度方向T即为图1中纸面向内的方向。

翅片10可包括本体100，本体100可构造为大致在一个平面中延伸。在图示的实施例中，本体100在由长度方向L和宽度方向W所限定的平面中延伸。在一个实施例中，本体100可为冲压形成的金属件。本体100的材料可为不锈钢。在一个实施例中，本体100的不锈钢材料型号可为022Cr18NbTi，其中Nb和Ti均为微量元素。此类不锈钢材料型号可有效地提高翅片的高温强度与耐蚀性，防止酸性冷凝水的腐蚀。同时，翅片材料具有优秀的焊接性能与加工性能，可保证管翅式热交换器整体的耐久和可靠性。在一个实施例中，翅片10的材料可为铁素体不锈钢。在相同工作温度条件下，此类材料的导热系数与线膨胀系数均优于奥氏体不锈钢。

在长度方向L上，至少两个管孔110沿着本体100分布。在图示的实施例中，沿着本体100共设置有九个管孔110。管孔110的数量可以是大于或等于两个。在一个实施例中，管孔110均匀地分布，使得相邻的管孔110之间的距离大致是相等的。管孔110可构造为具有以下轮廓之一：椭圆形、运动场形或跑道形、或以上形状的变形等。本文中所称的运动场形指的是一个矩形加上两个侧边上的半圆形，使得整个形状看起来像是运动场的环形跑道的形状。在图示的实施例中，管孔110大致构造为椭圆形的，并且因此具有至少两个焦点、长轴长度和短轴长度等几何参数。在图示的实施例中，管孔110的椭圆形轮廓的长轴大致位于宽度方向W上。在一个实施例中，管孔110的椭圆形轮廓的长轴可定位在第二对称轴A2-A2上。

管孔110可通过诸如冲压的工艺来形成，并且在管孔110的轮廓处可设置有第四翻边110a。第四翻边110a可沿着管孔110的整个轮廓分布，并且在厚度方向T上延伸至少第二长度。在一个实施例中，第四翻边110a可构造为大致垂直于本体100所在的平面而延伸。

管孔110的形状可构造为与热交换器的热交换管的外轮廓相适配，使得热交换管可以穿过管孔110。在一个实施例中，热交换器具有一些列平行地设置的热交换管，并且根据本申请的翅片10的一个实施例可以套接在这些热交换管上，使得每个热交换管分别穿过一个管孔110。多个翅片10可依次叠加，从而在多个热交换管的周围形成层叠的翅片结构。根据热交换管的形状，管孔110可选择合适的形状。在翅片10套接之后，管孔110的内轮廓和第四翻边110a可定位为邻近热交换管。然后，热交换管可经历胀管和焊接等操作，从而与翅片10连接成一体。此外，在热交换管胀管后，第四翻边110a可与热交换管紧密接触，减小接触热阻，使热量更多通过热传导的方式从翅片10传入热交换管。

至少一个槽孔120可设置在相邻的管孔110之间。在图示的实施例中，每两个相邻的管孔110之间都设置有槽孔120。槽孔120可构造为具有椭圆形或跑道形的轮廓，并且可通过冲压工艺来形成。在一个实施例中，槽孔120可构造为沿着宽度方向W延伸。在一个实施例中，槽孔120在宽度方向W上的顶部端部定位为高于管孔110的椭圆形轮廓的长轴焦点的位置。设置槽孔120可缓解热交换管胀管时带动翅片10发生的形变，以及消除高温换热时翅片10产生的内应力。根据申请人进行的有限元分析和模拟测试，槽孔120所在的翅片区域具有较低的热流密度。因此，在这些位置进行冲压开槽不会影响总体换热效率。

在槽孔120的两端处，本体100的轮廓上可分别设置有V形切口130和流线形切口140。槽孔120、V形切口130和流线形切口140可构造为轴对称形状，并且可布置为沿着第一对称轴A1-A1分布。在一个实施例中，第一对称轴A1-A1与第二对称轴A2-A2大致平行地间隔开，并且均沿着宽度方向W延伸。

V形切口130可构造为具有V形角B1。在一个实施例中，V形角B1可构造为在50-70度之间。在一个实施例中，V形角B1可为大约60度。在一个实施例中，V形切口130定位为使得V形角B1由第一对称轴A1-A1平分。V形切口130的末端或根部处可设置有退刀槽131，使得冲压操作中的刀具可退出操作。此外，V形切口130的末端与槽孔120的顶端可按预定距离间隔开。V形切口130的两条边可起到良好的导流作用，抑制烟气横掠热交换管末端时的绕流脱体，改善热交换管末端的换热状态。

流线形切口140可包括围绕第一对称轴A1-A1布置的镜像对称的流线形轮廓，以及位于流线形轮廓交汇的末端或根部处的半圆形小圆角141。在一个实施例中，流线形轮廓可为四分之一圆形或椭圆形的形状。由此，流线形切口140可形成大致半椭圆形的轮廓。半圆形小圆角141可定位为尽可能地靠近槽孔120在宽度方向W上的底部端部。这样的构造与槽孔120在宽度方向W上的顶部端部位置一起缓解热交换管胀管时带动翅片10发生的形变，并且消除高温换热时翅片10产生的内应力。半圆形小圆角141与流线形轮廓之间具有平滑过渡，使得整个流线形切口140具有连续的、平滑过渡的轮廓。实际上，流线形轮廓可根据流线的需要而灵活设置，并且导流弧线或流线形轮廓能够减小流阻，有效改善热交换管外侧的烟气流动状态。

在V形切口130的两侧处，在本体100的边缘上可设置有圆弧轮廓101。其中，圆弧轮廓101可构造为具有10-40 mm之间的半径R。在一个实施例中，半径R可为大约30 mm。V形切口130可看作是定位在相邻的圆弧轮廓101之间，并且在图1中，本体100的两端上部处的倾斜轮廓（下文中称为倾斜轮廓102）可视为具有V形切口130的一半结构。因此，各个V形切口130可视为定位在相邻的圆弧轮廓101之间。

在流线形切口140的两侧处，在本体100的边缘上可设置有第二直线轮廓105，并且在图1中，本体100的两端下部处的流线形轮廓（下文中称为流线轮廓104）可视为具有流线形切口140的一半的流线形轮廓的形状。因此，各个流线形切口140可视为定位在相邻的第二直线轮廓105之间。第二直线轮廓105可包括第三翻边105a，并且第三翻边105a在本体100的厚度方向T上延伸第一长度。在一个实施例中，第三翻边105a可构造为大致在长度方向L上延伸，并且延伸尺寸等于管孔110的椭圆形轮廓的短轴长度的一半。在一个实施例中，第三翻边105a在翅片10安装就位时可为大致水平的，并且朝向热交换流体的流动方向（大致垂直）。这样的构造能够增加翅片10与热交换流体的垂直接触面积。

第二直线轮廓105的尺寸和形状、流线形切口140的形状和管孔110是互相配合的。容易理解的是，在本申请的一个实施例中，上述形状配合使得在流线形切口140和第二直线轮廓105附近的本体100的宽度（也即，从流线形切口140或第二直线轮廓105到最接近的管孔110的距离）是大致相等的，并且大致保持管孔110的椭圆形轮廓的短轴一半以上的宽度。这样的构造有利于翅片10的均匀散热，并增强导热能力。

类似地，圆弧轮廓101和第二直线轮廓105可定位为以第一对称轴A1-A1为对称轴。

在本体100的两个端部且在管孔110的侧面处，本体100可依次设置倾斜轮廓102、第一直线轮廓103和流线轮廓104。倾斜轮廓102可构造为与V形切口130的一半轮廓相对应，并且流线轮廓104可构造为与流线形切口140的一半轮廓相对应。

倾斜轮廓102可包括第一翻边102a，并且第一翻边102a在本体100的厚度方向T上延伸第一长度。第一直线轮廓103可包括第二翻边103a，并且第二翻边103a在本体100的厚度方向T上延伸第一长度。

总结之，沿着本体100的边缘可设置有倾斜轮廓102的第一翻边102a、第一直线轮廓103的第二翻边103a和第二直线轮廓105的第三翻边105a。这三个翻边可构造为在厚度方向T上延伸第一长度，并且大致垂直于本体100所在的平面延伸。此外，圆弧轮廓101和流线轮廓104处可不设置翻边结构，并且管孔110处可设置第四翻边110a。第四翻边110a可构造为在厚度方向T上延伸第二长度，并且第二长度小于第一长度。因此，在多个翅片叠加地套接在热交换管上时，各个翅片10的第一翻边102a、第二翻边103a和第三翻边105a可定位为抵靠相邻的翅片10。通过调节第一长度，有可能的是调节相邻翅片10之间的间距。

在一个实施例中，倾斜轮廓102与宽度方向W之间的夹角可为大约30度。此外，第一翻边102a的存在能起到增加一定换热面积的作用。

通过设置不同的翻边以及采用不同的延伸长度，当多个翅片10在热交换管上叠加地套接时，相邻的翅片10上的翻边可以选择性地彼此接触以形成热交换通道，或者翻边可以互相配合来形成流动通道或流线的轮廓，从而提高热传导效率。例如，各个第三翻边105a可连成一条沿热交换管方向的完整翻边，既不影响烟气流通面积与流动阻力，同时又增加高温烟气与翅片10的垂直接触面积，提高换热量。

本申请还涉及一种热交换器，其包括多个平行地布置的热交换管以及至少一个上文所描述的翅片10。热交换管可具有大致椭圆形的外部横截面轮廓，并且与管孔110的形状相适配。各个翅片10可叠加地套接在热交换管上，使得每根热交换管穿过管孔110。然后，热交换管可经历加热胀管和焊接等操作，从而与翅片10连接成一体。翅片10则通过它们的不同的翻边互相配合，从而形成合适的热交换通道或流动通道，或者说，形成热连接。

在一个实施例中，根据本申请的一个实施例的翅片10大致按照图1所示的角度安装就位，并且换热流体可在图1中从下往上地穿过翅片10和热交换管。在此情况下，翅片10的下部处可具有相对较高的温度，并且翅片10的上部和热交换管周围可具有相对较低的温度。通过采用本申请的翅片，热交换器的换热效率得到改善。此外，本申请的技术方案还具有结构简单、操作可靠、易于实施等优点。

本说明书参考附图来公开本申请，并且还使本领域中的技术人员能够实施本申请，包括制造和使用任何装置或系统、选用合适的材料以及使用任何结合的方法。本申请的范围由请求保护的技术方案限定，并且包含本领域中的技术人员想到的其他实例。只要此类其他实例包括并非不同于请求保护的技术方案字面语言的结构元件，或此类其他实例包含与请求保护的技术方案的字面语言没有实质性区别的等价结构元件，则此类其他实例应当被认为处于由本申请请求保护的技术方案所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种翅片，其特征在于，包括：

本体(100)，其沿着长度方向(L)在平面上延伸；

至少两个管孔(110)，所述管孔(110)沿着所述本体(100)的长度方向(L)均匀地间隔开且彼此平行地布置，并且所述管孔(110)形状构造为使得热交换器的热交换管能穿过其间；

至少一个槽孔(120)，所述槽孔(120)设置在相邻的管孔(110)之间；

其中，在各个所述槽孔(120)的两端处，所述本体(100)分别包括V形切口(130)和流线形切口(140)。

2.根据权利要求1所述的翅片，其特征在于，所述管孔(110)和所述槽孔(120)构造为沿着所述本体(100)的宽度方向(W)延伸，并且所述V形切口(130)和所述流线形切口(140)沿着所述本体(100)的长度方向(L)分布。

3.根据权利要求2所述的翅片，其特征在于，所述V形切口(130)、所述槽孔(120)和所述流线形切口(140)沿着第一对称轴(A1-A1)布置，并且所述管孔(110)沿着与所述第一对称轴(A1-A1)相平行的第二对称轴(A2-A2)布置，所述V形切口(130)的根部包括退刀槽(131)，并且所述流线形切口(140)的根部包括半圆形圆角(141)。

4.根据权利要求2所述的翅片，其特征在于，所述管孔(110)和/或所述槽孔(120)具有以下形状之一：椭圆形、运动场形，并且在宽度方向(W)上，所述槽孔(120)的一端定位为高于所述管孔(110)的椭圆形轮廓的长轴焦点的位置。

5.根据权利要求4所述的翅片，其特征在于，所述流线形切口(140)包括以下形状之一的轮廓：半圆形、半椭圆形，并且所述流线形切口(140)的轮廓与所述管孔(110)的轮廓构造为相同的，并且在所述管孔(110)的轮廓为椭圆形、所述流线形切口(140)的轮廓为半椭圆形的情况下，在所述管孔(110)与所述流线形切口(140)之间的本体(100)的宽度大于所述管孔(110)的椭圆形轮廓的短轴的一半。

6.根据权利要求1所述的翅片，其特征在于，在邻近所述管孔(110)的第一端处，所述本体(100)包括圆弧轮廓(101)，其中，所述圆弧轮廓(101)构造为具有10-40mm之间的半径(R)，并且其中，所述V形切口(130)定位在相邻的圆弧轮廓(101)之间，且所述V形切口(130)构造为具有50度到70度之间的V形角(B1)。

7.根据权利要求1所述的翅片，其特征在于，在所述本体(100)沿着长度方向的端部处，在所述管孔(110)的侧面，所述本体(100)依次设置倾斜轮廓(102)、第一直线轮廓(103)和流线轮廓(104)；

其中，所述倾斜轮廓(102)与所述V形切口(130)的一半轮廓相对应，并且所述流线轮廓(104)与所述流线形切口(140)的一半轮廓相对应；并且

其中，所述倾斜轮廓(102)包括第一翻边(102a)，并且所述第一翻边(102a)在所述本体(100)的厚度方向(T)上延伸第一长度；所述第一直线轮廓(103)包括第二翻边(103a)，并且所述第二翻边(103a)在所述本体(100)的厚度方向(T)上延伸第一长度。

8.根据权利要求7所述的翅片，其特征在于，在邻近所述管孔(110)的第二端处，所述本体(100)包括第二直线轮廓(105)，所述第二直线轮廓(105)包括第三翻边(105a)，并且所述第三翻边(105a)在所述本体(100)的厚度方向(T)上延伸第一长度，其中，所述流线形切口(140)定位在相邻的第二直线轮廓(105)之间，并且所述第三翻边(105a)在长度方向(L)上的尺寸等于所述管孔(110)的椭圆形轮廓的短轴长度的一半。

9.根据权利要求8所述的翅片，其特征在于，所述管孔(110)的边缘包括第四翻边(110a)，所述第四翻边(110a)在所述本体(100)的厚度方向(T)上延伸第二长度，其中，所述第一翻边(102a)、所述第二翻边(103a)、所述第三翻边(105a)和所述第四翻边(110a)朝同一方向延且与所述本体(100)所在的平面相垂直，并且其中，所述第二长度小于所述第一长度。

10.一种热交换器，其特征在于，包括：

至少两根热交换管；

根据权利要求1-9中任一项所述的翅片(10)，其中，多个所述翅片(10)叠加地套接在各个热交换管上，使得所述热交换管位于所述管孔(110)中，并且相邻的翅片(10)之间建立热连接。

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