自然散熱換熱器及其換熱單元的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種自然散熱換熱器及其換熱單元。自然散熱換熱器的換熱單元包括相對設(shè)置的上集流管及下集流管、多個連通上集流管及下集流管的多孔扁管以及分別設(shè)于多個多孔扁管前、后兩側(cè)的前、后擋板。多個多孔扁管平行、間隔設(shè)置于上集流管與下集流管之間。前、后擋板及各個相鄰兩個多孔扁管圍成多個細長散熱通道。至少一前擋板或后擋板靠近下集流管的一端與下集流管之間設(shè)有第一開口，至少一前擋板或后擋板靠近上集流管的一端與上集流管之間設(shè)有第二開口，以使外界空氣從第一開口進入每個散熱通道，經(jīng)散熱通道從第二開口排出。多孔扁管都能夠在全尺寸內(nèi)均勻地向管外空氣傳輸熱量，提高自然散熱換熱器的換熱能力。
【專利說明】
自然散熱換熱器及其換熱單元
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及散熱領(lǐng)域，特別涉及一種自然散熱換熱器及其換熱單元。
【背景技術(shù)】
[0002]冷凝器是一種將熱量排放到外部空氣中的冷卻部件，通常攜帶熱能的流動介質(zhì)從冷凝器一端持續(xù)流入冷凝器，在冷凝器中放熱后從另一端持續(xù)流出冷凝器，流動介質(zhì)放出的熱量通過冷凝器壁面后對流交換到外部空氣中。采用空氣流驅(qū)動裝置，如風機，增強對流交換的冷凝器為強迫風冷冷凝器;不采用空氣流驅(qū)動裝置的冷凝器為自然散熱換熱器。強迫風冷冷凝器需要對運動部件風機進行維護，并且會產(chǎn)生噪音。自然散熱換熱器的穩(wěn)定性較強，無噪音，但是自然散熱換熱器的換熱能力較低。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種換熱能力較高的自然散熱換熱器及其換熱單元。
[0004]—種自然散熱換熱器的換熱單元，包括:相對設(shè)置的上集流管及下集流管、多個連通所述上集流管及下集流管的多孔扁管以及分別設(shè)于多個所述多孔扁管前、后兩側(cè)的前、后擋板，多個所述多孔扁管平行、間隔設(shè)置于所述上集流管與下集流管之間，且所述多孔扁管與所述上集流管與下集流管的軸向垂直，所述前、后擋板及各個相鄰的兩個所述多孔扁管圍成多個細長散熱通道，且至少一所述前擋板或后擋板靠近下集流管的一端與所述下集流管之間設(shè)有第一開口，至少一所述前擋板或后擋板靠近所述上集流管的一端與所述上集流管之間設(shè)有第二開口，以使外界空氣從所述第一開口進入每個所述散熱通道，經(jīng)每個所述散熱通道從所述第二開口排出。
[0005]本文所述的前、后擋板只針對擋氣流的，S卩，阻擋氣流直接橫向流動，使得通過所述散熱通道氣流的主流向是自下而上的，因此，物理上前、后擋板的一面可以是貼合為一體結(jié)構(gòu)或靠近所述多孔扁管的側(cè)緣。
[0006]在其中一實施方式中，所述第一開口位于所述后擋板的下端與所述下集流管之間，所述第二開口位于所述后擋板的上端與所述上集流管之間。
[0007]在其中一實施方式中，所述第一開口位于所述前擋板的下端與所述下集流管之間，所述第二開口位于所述后擋板的上端與所述上集流管之間。
[0008]在其中一實施方式中，所述前擋板的下端與所述下集流管之間及所述后擋板的下端與所述下集流管之間均形成有所述第一開口，所述前擋板的上端與所述上集流管之間及所述后擋板的上端與所述上集流管之間均形成有所述第二開口。
[0009]在其中一實施方式中，所述上集流管及下集流管為鋁合金管，所述多孔扁管為鋁合金多孔扁管。
[0010]在其中一實施方式中，所述上集流管與下集流管上間隔開設(shè)有細長孔，所述多孔扁管的端部插入所述細長孔內(nèi)，且與所述上集流管與下集流管密封連通，所述上集流管及下集流管的中軸線與相應(yīng)的所述細長孔的中心連線平行。
[0011]—種自然散熱換熱器，包括至少一換熱單元、上外接管及下外接管，所述上外接管設(shè)于所述上集流管上，所述下外接管設(shè)于所述下集流管上，所述上、下外接管用于流動介質(zhì)流入或流出。
[0012]在其中一實施方式中，還包括多個內(nèi)連接管，所述換熱單元為多個，相鄰兩個所述換熱單元的上集流管之間、相鄰兩個所述換熱單元的下集流管之間均通過所述內(nèi)連接管連通。
[0013]在其中一實施方式中，多個所述換熱單元相互間平行排列設(shè)置，相鄰的兩所述換熱單元的所述上集流管在上下方向位置錯開，相鄰的兩所述換熱單元的所述下集流管在上下方向位置錯開。
[0014]在其中一實施方式中，其特征在于，相鄰所述換熱單元之間的間隙逐步減小時，相鄰兩換熱單元之間的所述前擋板和后擋板合成為同一擋板。
[0015]自然散熱換熱器的所述換熱單元為多個、相互間平行密排設(shè)置時，為了防止上集流管堵塞所述第二開口和防止下集流管堵塞所述第一開口，相鄰的兩換熱單元的所述上集流管在上下方向位置錯開。相鄰的兩換熱單元的所述下集流管在上下方向位置錯開。相鄰所述換熱單元之間的間隙逐步減小時，緊鄰的兩換熱單元之間的所述前擋板和后擋板合成一擋板或取消。
[0016]自然散熱換熱器包括至少一換熱單元、上外接管及下外接管，上外接管設(shè)于所述上集流管上，下外接管設(shè)于所述下集流管上，上、下外接管用于流動介質(zhì)流入或流出。包括多個換熱單元為時，自然散熱換熱器還包括多個內(nèi)連接管，相鄰兩個換熱單元的上集流管之間、相鄰兩個換熱單元的下集流管之間均通過內(nèi)連接管連通。
[0017]在上述自然散熱換熱器的換熱單元中，在自然散熱工作條件下，冷空氣流從第一開口自然地流入各換熱單元的每個散熱通道，吸收各換熱單元放出熱量后，成為密度較低的熱空氣自然地從第二開口排出。前擋板、后擋板的存在使得整個散熱空域形成了多個自下而上的細長散熱通道，使得自然散熱效果顯著提升。多孔扁管都能夠在全尺寸內(nèi)均勻且高效地向管外空氣傳輸熱量，從而進一步提高自然散熱換熱器的換熱能力。自然散熱換熱器包含多個換熱單元時，自然散熱的空域可以視應(yīng)用條件橫向向周邊空域擴展，從而實現(xiàn)更大功率的自然散熱能力。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實施方式的換熱單元的立體圖；
[0019]圖2為圖1所示的換熱單元的橫截面示意圖；
[0020]圖3為圖1所示的換熱單元的爆炸圖；
[0021 ]圖4為圖1所示的多孔扁管的橫截面示意圖；
[0022]圖5-1為一實施方式的換熱單元的側(cè)視圖；
[0023]圖5-2為另一實施方式的換熱單元的側(cè)視圖；
[0024]圖5-3為圖1所示的換熱單元的側(cè)視圖；
[0025]圖6為一實施方式的自然散熱換熱器的立體圖；
[0026]圖7為另一實施方式的自然散熱換熱器的立體圖；
[0027]圖8-1為另一實施方式的自然散熱換熱器的立體圖；
[0028]圖8-2為圖8-1所示的自然散熱換熱器的側(cè)視圖；
[0029]圖9-1為另一實施方式的自然散熱換熱器的立體圖；
[0030]圖9-2為圖9-1所示的自然散熱換熱器的側(cè)視圖；
[0031 ]圖10為一實施方式的應(yīng)用自然散熱換熱器的熱虹吸散熱裝置。
[0032]附圖標記說明如下:1、換熱單元；11、上集流管；110、細長孔；111、朝下細長孔；12、下集流管；121、朝上細長孔；13、多孔扁管；131、穿孔;14、前擋板;15、后擋板;16、散熱通道;17、第一開口 ；18、第二開口 ；21、上外接管;22、下外接管;23、內(nèi)連接管;31、蒸發(fā)器;4、發(fā)熱體。
【具體實施方式】
[0033]為使本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本實用新型。但是本實用新型能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本實用新型內(nèi)涵的情況下做類似改進，因此本實用新型不受下面公開的具體實施的限制。
[0034]需要說明的是，當元件被稱為“固定于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術(shù)語“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”以及類似的表述只是為了說明的目的，并不表示是唯一的實施方式。
[0035]除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學術(shù)語與屬于本實用新型的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本實用新型的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本實用新型。以上所述實施例的各技術(shù)特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當認為是本說明書記載的范圍。
[0036]請參閱圖1及圖3，換熱單元I是本實用新型提供的一種自然散熱換熱器的組成部件。換熱單元I包括上下相對設(shè)置的上集流管11及下集流管12、多個連通上集流管11及下集流管12的多孔扁管13以及分別設(shè)于多個多孔扁管13前、后兩側(cè)的前擋板14、后擋板15。
[0037]圖4是多孔扁管13的橫截面示意圖，多孔扁管13的外壁在此圖呈現(xiàn)細長形，其兩長邊為直線，兩短邊為弧形，該圖也呈現(xiàn)貫通多孔扁管13長度方向的多個穿孔131。多孔扁管13可為微通道扁管，相應(yīng)的，該多孔扁管13中的穿孔131的當量直徑小于等于I毫米。多孔扁管13為鋁合金多孔扁管13。
[0038]參見圖3，上集流管11和下集流管12兩端進行了封堵處理。優(yōu)選的，采用放置端蓋后焊接密封的封堵方式。上集流管11及下集流管12為鋁合金管。上集流管11與下集流管12上間隔開設(shè)有細長孔110，具體地，上集流管11沿軸向開設(shè)朝下細長孔111，下集流管12對應(yīng)開設(shè)朝上細長孔121。細長孔110的中心連線與相應(yīng)的上集流管11及下集流管12的中軸線平行。細長孔110的兩長邊是此處上集流管11或下集流管12截面外周線的一部分。
[0039]多個多孔扁管13平行、間隔設(shè)置于上集流管11與下集流管12之間，且多孔扁管13與上集流管11和下集流管12的軸向垂直。多孔扁管13的端部插入細長孔110內(nèi)，且在外壁處與上集流管11與下集流管12密封焊接連接。具體地，多孔扁管13上端插入上集流管11管壁開設(shè)的朝下細長孔111，并進行密封處理，下端插入下集流管12管壁開設(shè)的朝上細長孔121，并進行密封處理。朝下細長孔111和朝上細長孔121的數(shù)量皆等于多孔扁管13數(shù)量，細長孔110的形狀和尺寸適應(yīng)多孔扁管13的橫截面以便多孔扁管13在細長孔110處接通上集流管11或下集流管12。
[0040]請參見圖2和圖5-1、5-2、5-3，前擋板14、后擋板15及相鄰的兩個多孔扁管13之間形成散熱通道16。且至少一前擋板14或后擋板15的下端與下集流管12之間設(shè)有第一開口17，至少一前擋板14或后擋板15的上端與上集流管11之間設(shè)有第二開口 18，以使外界空氣從第一開口 17進入每個散熱通道16，經(jīng)每個散熱通道16從第二開口 18排出。
[0041 ]具體地，第一開口 17及第二開口 18的設(shè)置可采用如下實施方式。
[0042]如圖5-1，在一實施方式中，第一開口17位于后擋板15的下端與下集流管12之間，第二開口 18位于前擋板14的上端與上集流管11之間。
[0043]如圖5-2，在另一實施方式中，第一開口17位于前擋板14的下端與下集流管12之間，后擋板15的兩端分別與上集流管11、下集流管12連接，第二開口 18位于前擋板14的上端與上集流管11之間。
[0044]如圖5-3，具體在實施方式中，前擋板14的下端與下集流管12之間及后擋板15的下端與下集流管12之間均形成有第一開口 17，前擋板14的上端與上集流管11之間及后擋板15的上端與上集流管11之間均形成有第二開口 18。
[0045]在自然散熱工作條件下，冷空氣流從第一開口17自然地流入換熱單元I的細長散熱通道16，吸收各換熱單元I放出熱量后，成為密度較低的熱空氣自然地從第二開口 18排出。前擋板14、后擋板15的存在使得整個散熱空域形成了多個自下而上的細長散熱通道16，使得自然散熱效果顯著提升。多孔扁管13都能夠在全尺寸內(nèi)均勻且高效地向管外空氣傳輸熱量，從而進一步提高自然散熱換熱器的換熱能力。
[0046]換熱單元I可以為多個時自然散熱換熱器還包括多個內(nèi)連接管23。相鄰兩個換熱單元I的上集流管11之間、相鄰的兩個換熱單元I的下集流管12之間均通過內(nèi)連接管23連通。
[0047]請參見圖6，一實施方式的自然散熱換熱器，多個換熱單元I之間相互平行設(shè)置。換熱單元I為三個，三個換熱單元I之間相互平行放置。相鄰兩個換熱單元I的上集流管11之間通過內(nèi)連接管23連通。相鄰的兩個換熱單元I的下集流管12之間均通過內(nèi)連接管23連通。上外接管21在一換熱單元I的上集流管11接入自然散熱換熱器，下外接管22在一換熱單元I的下集流管12接入自然散熱換熱器。
[0048]請參見圖7，另一實施方式中，多個換熱單元I之間相互拼接，呈框形分布。具體地，兩內(nèi)連管23實現(xiàn)三個換熱單元I的上集流管11互通，另兩內(nèi)連管23實現(xiàn)三個換熱單元I的下集流管12互通。上外接管21在一換熱單元I的上集流管11接入自然散熱換熱器，下外接管22在一換熱單元I的下集流管12接入自然散熱換熱器。
[0049]自然散熱換熱器的換熱單元為多個、相互間平行密排設(shè)置時，為了防止上集流管11堵塞第二開口和防止下集流管12堵塞第一開口，相鄰的兩換熱單元的上集流管11在上下方向位置錯開。優(yōu)選地，相鄰的兩上集流管11在上下方向位置錯開的距離大于I個多孔扁管13的寬度。相鄰的兩換熱單元的下集流管12在上下方向位置錯開，優(yōu)選地，相鄰的兩下集流管12在上下方向上錯開的距離大于I個多孔扁管13的寬度。
[0050]圖8-1、圖8-2和圖9-1、圖9-2給出換熱單元相互間平行密排設(shè)置時的兩種實施方式。
[0051 ]在圖8-1、圖8-2的實施方式中，三個換熱單元I是高度一致的，因此只要使得相鄰換熱單元I在上下方向錯開大于I個多孔扁管13寬度的距離就可以實現(xiàn)相鄰的兩換熱單元I的上集流管11和下集流管12在上下方向位置錯開，且錯開的距離大于I個多孔扁管的寬度。這樣，按照圖中彎曲的流動箭頭所示意:下部空氣能順利進入每個換熱單元I的第一開口 17;在上部從每個換熱單元I的第二開口 18出來的熱空氣能夠順利流出。
[0052]在圖9-1、圖9-2的實施方式中，設(shè)計中選擇相鄰換熱單元I存在一個大于兩個多孔扁管13寬度的高度差，同樣可以實現(xiàn)相鄰的兩換熱單元的上集流管11和下集流管12在上下方向位置錯開，且錯開的距離大于I個多孔扁管的寬度，機理的解釋與圖8-1、8-2情形類似。
[0053]參見圖8-1、8_2和圖9-1、9_2兩種換熱單元I平行密排設(shè)置情形下自然散熱換熱器的實例，相鄰換熱單元I之間的間隙逐步減小時，緊鄰的兩換熱單元I之間的所述前擋板14和后擋板15合成一擋板。優(yōu)選地，當相鄰換熱單元I之間的間隙減小到5mm時作此處理。
[0054]自然散熱換熱器可為僅一個換熱單元I，顯然其形成需要在圖1中的換熱單元I的基礎(chǔ)上將上外接管21設(shè)于上集流管11上，下外接管22設(shè)于下集流管12上，上、下外接管21、22用于流動介質(zhì)流入或流出。
[0055]上述實施方式中，皆為一上外接管21設(shè)于一上集流管11上、一下外接管22設(shè)于一下集流管12上的情形?？梢岳斫?，根據(jù)實際需要和條件，在上集流管11上或在互通上集流管11的一個或多個位置開設(shè)通孔使得一個或多個上外接管21在通孔處接通流動介質(zhì)，同時，在下集流管12上或者在互通下集流管12的一個或多個位置開設(shè)通孔使得一個或多個下外接管22在通孔處接通流動介質(zhì)。
[0056]具體地，一種多外接管接通方式如圖10，圖10是自然散熱換熱器應(yīng)用在一熱虹吸散熱裝置中，熱虹吸散熱裝置包括三個蒸發(fā)器3及自然散熱換熱器。自然散熱換熱器是三個換熱單元I之間相互平行放置的實施方式。內(nèi)連管23實現(xiàn)三個換熱單元I的上集流管11和下集流管12互通。
[0057]三個蒸發(fā)器31與自然散熱換熱器形成供工質(zhì)循環(huán)流動的熱虹吸回路，每個蒸發(fā)器31吸收發(fā)熱體4熱量后的工質(zhì)在蒸發(fā)器31內(nèi)部氣化，從氣管上升進入自然散熱換熱器，并由自然散熱換熱器液化后從液管回流進入每個蒸發(fā)器31。這里三氣管就是自然散熱換熱器的三上外接管21，三上外接管21接通一換熱單元I的上集流管11，也就是接通互通的三上集流管11;三液管就是自然散熱換熱器的三下外接管22，三下外接管22接通一換熱單元I的下集流管12，也就是接通互通的三下集流管12。
[0058]熱虹吸散熱裝置中，自然散熱換熱器的功能就是將上外接管21進入的氣態(tài)工質(zhì)攜帶的發(fā)熱體4熱量最終排放到外部空氣中，同時工質(zhì)因放熱而液化，液化后的工質(zhì)在重力作用下由下外接管22回到蒸發(fā)器31。
[0059]可以理解，自然散熱換熱器的具體結(jié)構(gòu)并不限于如上所述的兩種結(jié)構(gòu)，其可根據(jù)需要進行結(jié)構(gòu)上的調(diào)整。
[0060]流動介質(zhì)從上外接管21流入所述自然散熱冷凝器，流過多孔扁管13放熱后從下外接管22流出所述自然散熱冷凝器，或者，流動介質(zhì)從下外接管22流入所述自然散熱冷凝器，流過冷凝器放熱后從上外接管21流出所述自然散熱冷凝器。前者是優(yōu)選的工質(zhì)的流動方向。
[0061]雖然已參照幾個典型實施方式描述了本實用新型，但應(yīng)當理解，所用的術(shù)語是說明和示例性、而非限制性的術(shù)語。由于本實用新型能夠以多種形式具體實施而不脫離實用新型的精神或?qū)嵸|(zhì)，所以應(yīng)當理解，上述實施方式不限于任何前述的細節(jié)，而應(yīng)在隨附權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此落入權(quán)利要求或其等效范圍內(nèi)的全部變化和改型都應(yīng)為隨附權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項】
1.一種自然散熱換熱器的換熱單元，其特征在于，包括:相對設(shè)置的上集流管及下集流管、多個連通所述上集流管及下集流管的多孔扁管以及分別設(shè)于多個所述多孔扁管前、后兩側(cè)的前、后擋板，多個所述多孔扁管平行、間隔設(shè)置于所述上集流管與下集流管之間，且所述多孔扁管與所述上集流管與下集流管的軸向垂直，所述前、后擋板及各個相鄰兩個所述多孔扁管圍成多個細長散熱通道，且至少一所述前擋板或后擋板靠近下集流管的一端與所述下集流管之間設(shè)有第一開口，至少一所述前擋板或后擋板靠近所述上集流管的一端與所述上集流管之間設(shè)有第二開口，以使外界空氣從所述第一開口進入每個所述散熱通道，經(jīng)每個所述散熱通道從所述第二開口排出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自然散熱換熱器的換熱單元，其特征在于，所述第一開口位于所述后擋板的下端與所述下集流管之間，所述第二開口位于所述后擋板的上端與所述上集流管之間。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自然散熱換熱器的換熱單元，其特征在于，所述第一開口位于所述前擋板的下端與所述下集流管之間，所述第二開口位于所述后擋板的上端與所述上集流管之間。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自然散熱換熱器的換熱單元，其特征在于，所述前擋板的下端與所述下集流管之間及所述后擋板的下端與所述下集流管之間均形成有所述第一開口，所述前擋板的上端與所述上集流管之間及所述后擋板的上端與所述上集流管之間均形成有所述第二開口。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自然散熱換熱器的換熱單元，其特征在于，所述上集流管及下集流管為鋁合金管，所述多孔扁管為鋁合金多孔扁管。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自然散熱換熱器的換熱單元，其特征在于，所述上集流管與下集流管上間隔開設(shè)有細長孔，所述多孔扁管的端部插入所述細長孔內(nèi)，且與所述上集流管與下集流管密封連通，所述上集流管及下集流管的中軸線與相應(yīng)的所述細長孔的中心連線平行。7.一種自然散熱換熱器，其特征在于，包括至少一如權(quán)利要求1?6任意一項所述的換熱單元、上外接管及下外接管，所述上外接管設(shè)于所述上集流管上，所述下外接管設(shè)于所述下集流管上，所述上、下外接管用于流動介質(zhì)流入或流出。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自然散熱換熱器，其特征在于，還包括多個內(nèi)連接管，所述換熱單元為多個，相鄰兩個所述換熱單元的上集流管之間、相鄰兩個所述換熱單元的下集流管之間均通過所述內(nèi)連接管連通。9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的自然散熱換熱器，其特征在于，多個所述換熱單元相互間平行排列設(shè)置，相鄰的兩所述換熱單元的所述上集流管在上下方向位置錯開，相鄰的兩所述換熱單元的所述下集流管在上下方向位置錯開。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自然散熱換熱器，其特征在于，相鄰所述換熱單元之間的間隙逐步減小時，相鄰兩換熱單元之間的所述前擋板和后擋板合成為同一擋板。
【文檔編號】F25B39/04GK205561347SQ201620190728
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年3月14日
【發(fā)明人】汪帆
【申請人】深圳智焓熱傳科技有限公司