雙弧斜斷式翅片管無(wú)接觸熱阻傳熱元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種應(yīng)用于各類換熱器上的雙弧斜斷式翅片管無(wú)接觸熱阻傳熱元件，屬于熱交換【技術(shù)領(lǐng)域】。它由散熱翅片和矩形傳熱扁管組成，散熱翅片是傾斜的圓弧形波紋斷翅翅片，和傳熱扁管為一體加工成型，無(wú)需焊接；無(wú)接觸熱阻,傳熱效率高；制造工藝簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，抗振能力強(qiáng)，因而能廣泛的應(yīng)用于空調(diào)器、制冷設(shè)備、車輛等各類產(chǎn)品的換熱器中。
【專利說(shuō)明】雙弧斜斷式翅片管無(wú)接觸熱阻傳熱元件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于各類換熱器的雙弧斜斷式翅片管無(wú)接觸熱阻傳熱元件，屬于熱交換【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有空調(diào)器、車輛、制冷設(shè)備等換熱器上使用的傳熱元件一般由銅管、鋁管或微通道管與鋁翅片組成，傳熱元件的傳熱管和散熱翅片為分體式結(jié)構(gòu)，通常采用脹管或釬焊的方法連接，制造和加工工藝較為復(fù)雜。其翅片與傳熱管之間接觸熱阻較大；且抗振能力較差，某些換熱器(如工程機(jī)械)工作環(huán)境惡劣，傳熱元件運(yùn)行一定時(shí)間后，散熱翅片和傳熱管的連接處往往會(huì)出現(xiàn)局部松脫，甚至產(chǎn)生斷裂，如此亦會(huì)加大接觸熱阻，導(dǎo)致其傳熱性能顯著下降；同時(shí)，由于我國(guó)銅資源匱乏，近年來(lái)用于制造傳熱管的銅材價(jià)格高漲，大大增加了換熱器的生產(chǎn)成本。為了避免以上缺陷，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種雙弧斜斷式翅片管無(wú)接觸熱阻傳熱元件，該傳熱元件為鋁質(zhì)整體式結(jié)構(gòu)，散熱翅片與傳熱管之間無(wú)接觸熱阻，提高了傳熱性能；傾斜的圓弧形斷翅翅片切斷了空氣側(cè)熱流體的熱邊界層，同時(shí)增強(qiáng)了氣側(cè)對(duì)空氣的擾動(dòng)性，比尖峰圓谷式波紋翅片管傳熱元件提高了氣側(cè)的傳熱效率；長(zhǎng)方形傳熱管兩側(cè)整體式的圓弧形的波紋斷翅翅片具有加強(qiáng)筋的作用，比尖峰圓谷式波紋翅片管傳熱元件進(jìn)一步增強(qiáng)了傳熱管的耐壓性能，滿足空調(diào)換熱器傳熱介質(zhì)工作壓力要求；與傳統(tǒng)串片脹管式或焊接式結(jié)構(gòu)的傳熱元件相比，雙弧斜斷式翅片管無(wú)接觸熱阻傳熱元件的傳熱性能提高了 10% -40%;與尖峰圓谷式波紋翅片管傳熱元件相比，雙弧形的斷翅散熱翅片與傳熱扁管之間呈α(0° <α〈90° )的傾斜角度，同時(shí)呈弧形，在相同傳熱元件高度的條件下，雙弧斜斷式波紋翅片管無(wú)接觸熱阻傳熱元件的散熱翅片的散熱面積增加的大約2%，使得傳熱能力得到進(jìn)一步增強(qiáng)；同時(shí)，雙弧斜斷式翅片管無(wú)接觸熱阻傳熱元件加工成形工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率提高，降低生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明設(shè)計(jì)的雙弧斜斷式翅片管無(wú)接觸熱阻傳熱元件由散熱翅片和傳熱管組成，散熱翅片和傳熱管為鋁質(zhì)整體式結(jié)構(gòu)，一體加工成型，散熱翅片是傾斜的圓弧形斷翅翅片，每一個(gè)斷翅翅片小單元長(zhǎng)度為S，高度為H，傾斜角度為Φ，有兩個(gè)相切的半徑為R的圓弧，散熱翅片位于傳熱管的上、下兩側(cè)；散熱翅片之間間距為Sf，散熱翅片厚度為δ，高度為Hp ；傳熱管為斷面厚度為W1,寬度為L(zhǎng)1的矩形扁管,傳熱管內(nèi)沿軸向均勻布置有多個(gè)互不相通的矩形通道，矩形通道斷面厚度為W2,寬度為L(zhǎng)2，各矩形通道之間的間距為L(zhǎng)3。
[0004]本發(fā)明設(shè)計(jì)的雙弧斜斷式翅片管無(wú)接觸熱阻傳熱元件，較之現(xiàn)有的由銅管、鋁管或微通道管與鋁翅片通過(guò)脹管或焊接方式連接的分體式結(jié)構(gòu)的換熱器傳熱元件和尖峰圓谷式波紋翅片管傳熱元件相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0005](I)傳熱性能得到顯著提高。該雙弧斜斷式翅片管無(wú)接觸熱阻傳熱元件的散熱翅片和傳熱管采用整體式結(jié)構(gòu)，一體加工成型，消除了接觸熱阻，同時(shí)散熱翅片為傾斜的圓弧形斷翅翅片，可以切斷空氣側(cè)熱流體的熱邊界層，而且兩個(gè)相切的圓弧兩端水平，使熱流體在斷翅翅片間水平進(jìn)出，有利于對(duì)流換熱；同時(shí)流體掠過(guò)散熱翅片時(shí)流動(dòng)阻力較小，且擾動(dòng)比較劇烈，傳熱元件的傳熱性能得到充分發(fā)揮，因而傳熱性能良好，與現(xiàn)有傳熱元件相比，該雙弧斜斷式無(wú)接觸熱阻翅片管傳熱元件傳熱系數(shù)K能夠提高10-40%。
[0006](2)圓弧形的斷翅翅片與傳熱扁管之間呈α (0° <α〈90° )的傾斜角度，同時(shí)呈弧形，在傳熱元件高度相同的條件下，與尖峰圓谷式波紋翅片管傳熱元件相比，散熱翅片的散熱面積增加的大約2%，使得雙弧斜斷式波紋翅片管無(wú)接觸熱阻傳熱元件的傳熱能力得到進(jìn)一步增強(qiáng)。
[0007](3)由于傳熱性能得到很大提高，在傳遞相同熱量的條件下，與現(xiàn)在應(yīng)用廣泛的分體式換熱器傳熱元件相比，該雙弧斜斷式無(wú)接觸熱阻翅片管傳熱元件的體積和重量能夠減少15-39%，節(jié)省大量材料，降低生產(chǎn)成本。
[0008](4)散熱翅片和傳熱管為一體，無(wú)需焊接，也不用酸洗工業(yè)，在簡(jiǎn)化了制造工藝的同時(shí)又不污染環(huán)境；同時(shí)圓弧形的斷翅翅片具有加強(qiáng)筋作用，抗振能力強(qiáng)，不會(huì)因?yàn)檎駝?dòng)劇烈而導(dǎo)致散熱翅片與傳熱管產(chǎn)生脫離。
[0009]本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)由附圖1、2、3給出。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]附圖1為本雙弧斜斷式翅片管無(wú)接觸熱阻傳熱元件的正視圖；
[0011]附圖2為本雙弧斜斷式翅片管無(wú)接觸熱阻傳熱元件的俯視圖及細(xì)節(jié)放大圖；
[0012]附圖3為本雙弧斜斷式翅片管無(wú)接觸熱阻傳熱元件的左視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]如圖1、2、3所示，本發(fā)明設(shè)計(jì)的雙弧斜斷式翅片管無(wú)接觸熱阻傳熱元件由散熱翅片I和傳熱扁管2組成。在傳熱扁管2的上、下兩側(cè)直接鏟削出傾斜的斷翅翅片1，散熱翅片I和傳熱扁管2為一體,且在纟產(chǎn)削的過(guò)程中，散熱翅片I與傳熱扁管2之間自然呈α (0° <α〈90° )的傾斜角度，同時(shí)呈半徑為Rl的弧形，散熱翅片I之間的間距為Sf，散熱翅片I的翅片厚度為S，高度為Hp(見(jiàn)附圖3);散熱翅片I的傾斜斷翅翅片小單元長(zhǎng)度為S，高度為H，傾斜角度為Φ，有兩個(gè)相切的半徑為R的圓弧(見(jiàn)附圖2);傳熱扁管2斷面厚度為W1,寬度為L(zhǎng)1,傳熱扁管I內(nèi)沿軸向均勻布置有2?10個(gè)互不相通的矩形通道3 (見(jiàn)附圖1)，矩形通道3斷面厚度為W2,寬度為L(zhǎng)2，各矩形通道3之間的間距為L(zhǎng)3。傳熱元件工作時(shí)，溫度高的流體(如水或油)從傳熱扁管2內(nèi)的各個(gè)矩形通道3的一端流入，再?gòu)木匦瓮ǖ?的另一端流出，而溫度較低的空氣則橫掠傳熱扁管2外的散熱翅片1，從而實(shí)現(xiàn)傳熱扁管2內(nèi)的熱流體與流過(guò)散熱翅片I的冷空氣之間的熱量交換。
【權(quán)利要求】
1.一種雙弧斜斷式翅片管無(wú)接觸熱阻傳熱元件，包括傳熱管和圓弧形的波紋斷翅散熱翅片，其中，傳熱管和散熱翅片為鋁質(zhì)整體式結(jié)構(gòu)，一體加工成形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙弧斜斷式翅片管無(wú)接觸熱阻傳熱元件，其特征在于:所述的散熱翅片是傾斜的圓弧波紋形斷翅翅片，每一個(gè)斷翅翅片小單元長(zhǎng)度為S，高度為H，傾斜角為Φ，有兩個(gè)相切的半徑為R的圓弧，散熱翅片位于傳熱管的上、下兩側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙弧斜斷式翅片管無(wú)接觸熱阻傳熱元件，其特征在于:散熱翅片與傳熱管之間呈α (0° <α〈90° )的傾斜角度，同時(shí)呈半徑為R1的弧形。
【文檔編號(hào)】F28F1/28GK104006698SQ201410189296
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月6日
【發(fā)明者】王義春, 榮俊, 王瑞, 張西龍 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)