一种换热器的制作方法

本发明涉及热交换技术领域，特别涉及一种换热器。

背景技术：

板翅式换热器通常是由隔板、翅片组成。在相邻两隔板间放置翅片从而组成一个夹层，这就是通道；将这样的夹层根据实际需要以不同的方式叠置起来，钎焊成为一个整体便组成了板束；将板束和对应的封头、接管、支撑等零件装配起来，就组成了板翅式换热器。

板翅式换热器被定义为传热元件由板和翅片组成的换热器，翅片是其核心部件，常见的翅片类型有：平直形、锯齿形、波纹形、多孔形和百叶窗形等。为了增强板翅式换热器的换热效果，人们对其翅片结构进行了不断的研发和改进。

相比于传统的换热器，板翅式换热器具有二次表面，结构十分紧凑；多用铝合金材料制造，十分轻巧；翅片对流体的扰动使流体的边界层不断破裂，同时由于隔板和翅片的高导热性，使得板翅式换热器具有很高的效率。因此，板翅式换热器的适应性很强，可以用于各种流体之间的换热以及发生集态变化的相变换热；通过流道的布置和组合能够适应逆流、错流、多股流和多程流等不同的换热工况；通过单元间串联、并联、串并联的组合可以满足大型设备的换热需要。

目前，板翅式换热器被广泛应用于空分设备、石油化工、制冷及低温领域、汽车和航空工业等领域。

由于板翅式换热器其特殊的结构，流体在流道中流动时的流动路径长度不同，各流动路径的流动阻力不同，流动路径越长流动阻力越大，导致流动路径较长部分的流量较低，流动路径较短部分的流量较高，从而流体在流道中分布不均，导致换热器换热性能的降低。因此如何解决流体在各流道中均匀分布是目前急需解决的技术问题。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种换热器，能够有效的解决上述技术问题。

本发明提供一种换热器，包括翅片、依次间隔层叠设置的若干个第一流通板和若干个第二流通板，所述第一流通板包括正面和反面，所述第一流通板的正面形成有板平面以及包围所述板平面的翻边结构，所述第二流通板包括正面和反面，所述第二流通板的正面形成有板平面以及包围所述板平面的翻边结构，所述翅片包括第一翅片和第二翅片，所述第二流通板的反面和在该反面方向相邻的第一流通板的正面之间设置有所述第一翅片，所述第一流通板的反面和在该反面方向相邻的第二流通板的正面之间设置有所述第二翅片，所述第二流通板的反面和在该反面方向相邻的第一流通板的正面之间形成第一流通通道，所述第一流通板的反面和在该反面方向相邻的第二流通板的正面之间形成第二流通通道，其特征在于，所述翅片包括分别相对靠近四角的第一孔口、第二孔口、第三孔口和第四孔口，所述翅片在所述四个孔口对应的部位没有设置翅片结构，所述翅片还设置有至少一个没有设置翅片结构的缺口；在所述第一流通通道和/或第二流通通道，所述翅片在第一孔口和第二孔口之间形成的各流动路径中流动路径相对较远的路径所在区域设置有所述缺口或缺口的一部分；所述缺口的面积与所述翅片的面积的比值满足：(0，0.3]。

所述流通板包括第一平孔、第二平孔、第三凸台孔、第四凸台孔；所述流通板的第一平孔与第一翅片的第一孔口位置相对应，第二平孔与第二孔口位置相对应，第三凸台孔与第三孔口位置相对应，第四凸台孔和第四孔口位置相对应，所述流通板的第一平孔与和第二平孔通过所述第一流通通道或第二流通通道流通，而在相邻的另一流通流道，所述翅片的第三孔口和第四孔口通过该另一流通通道流通；所述第一缺口与第一孔口连通并且朝向所述第一翅片的第三孔口和第二孔口所在一侧延伸，所述第一缺口的至少一部分边界靠近所述第三孔口；所述第二 缺口与第二孔口连通并且朝向所述第一翅片的第一孔口和第四孔口所在一侧延伸，所述第二缺口的至少一部分边界靠近所述第四孔口。

所述第一缺口的宽度在朝向所述第一翅片的第三孔口和第二孔口所在一侧的方向逐渐减小，所述第二缺口的宽度在朝向第一翅片的第一孔口和第四孔口所在一侧的方向逐渐减小；

所述第一缺口的远离所述第一孔口和第三孔口的一侧的边缘与所述第二缺口的远离所述第二孔口和第四孔口的一侧的边缘大致平行，并且所述第一缺口的朝向所述第一翅片的第三孔口和第二孔口所在一侧延伸至所述翅片的翅片结构的边缘，所述第二缺口的朝向所述第一翅片的第一孔口和第四孔口所在一侧延伸至所述翅片的翅片结构的边缘。

所述第一缺口与所述第二缺口平行，所述第一缺口的中心线与所述翅片的长度方向之间形成的夹角满足：(45°，90°]。

所述第一流通板的板平面的四个角分别设置有：第一平孔、第二平孔、第一凸台孔和第二凸台孔，所述第一翅片的第一缺口的一部分靠近所述第一流通板的第一凸台孔33，所述第一翅片的第二缺口的一部分靠近所述第一流通板的第二凸台孔。

所述缺口包括第一缺口和第二缺口，所述第一缺口为长条形且靠近所述第一孔口和第三孔口，并且所述第一缺口与第一孔口之间设置有翅片结构，所述第二缺口为长条形且靠近第二孔口和第四孔口，并且所述第二缺口与第二孔口之间设置有翅片结构。

在所述第一孔口朝向第三孔口的方向上，所述第一缺口的宽度大致相同，在所述第二孔口朝向第四孔口的方向上，所述第二缺口的宽度大致相同；

所述第一缺口与所述第二缺口平行，所述第一缺口的中心线与所述翅片的长度方向之间形成的夹角满足：(30°，90°]。

在所述翅片的第一孔口和第二孔口之间的路径较长的两边侧区域各设置有至少一个所述缺口，在所述翅片的长度方向上，所述多个缺口相互平行，并且在所述翅片的宽度方向上，所述多个缺口的面积先减小后增大。

所述缺口包括L型缺口和至少一个I型缺口，所述L型缺口的一部分为长条形且靠近第一孔口和第三孔口，另一部分沿着所述翅片的长度方向向第二孔口延伸，所述I型缺口在所述翅片的所述第一孔口和第四孔口侧的边侧。

所述第一翅片和第二翅片的翅片结构相同；

依次间隔层叠设置的所述若干个第一流通板、若干个第二流通板配合安装形成为换热芯体，在所述换热芯体的两端还分别设置有顶板和底板，所述底板的厚度大于所述第一流通板或者第二流通板；

所述换热器还包括第一接管和第二接管，所述第一接管和第二接管安装在所述顶板上，并且所述第一接管与第一流通通道连通，所述第二接管与第二流通通道连通；所述换热器还包括安装板，所述安装板与底板固定安装，在所述安装板设置有第一接口和第二接口，所述第一接口与第二流通通道连通，所述第二接口与第一流通通道连通，所述第一接管和第二接口连通，所述第二接管和第一接口连通。

发明提供的一种换热器，通过在翅片中设置缺口改变流动路径的流动阻力，使流体在通道中的各流动路径中包括翅片结构部分的长度大致相同，从而使各流动路径的流动阻力大致相同，使制冷剂能够在通道中较为均匀的分布，从而提高板换的换热性能，同时减少了流体与翅片的接触作用面，能够有效降低流阻。

附图说明

图1是本发明换热器的一实施例的立体示意图。

图2是图1所示换热器另一视角的立体示意图。

图3是图1所示换热器的第一翅片结构示意图。

图4是图1所示换热器的第二翅片结构示意图。

图5是图1所示换热器的第一板片与第一翅片结合的结构示意图。

图6是图1所示换热器的第二板片与第二翅片结合的结构示意图。

图7是本发明换热器的另一实施例的第一板片与第一翅片结合的结构示意图。

图8是本发明换热器的又一实施例的第一板片与第一翅片结合的结构示意图。

图9是本发明换热器的又一实施例的第一板片与第一翅片结合的结构示意图。

具体实施方式

发明提供一种换热器，通过在翅片中设置缺口来改变流动路径的流动阻力，使流体在通道中的各流动路径中包括翅片结构部分的长度大致相同，从而使各流动路径的流动阻力大致相同，使制冷剂能够在通道中较为均匀的分布，从而提高板换的换热性能，同时减少了流体与翅片的接触作用面，能够有效降低流阻。

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。

图1是本发明换热器的一实施例的立体示意图，图2是图1所示换热器另一视角的立体示意图，如图所示，在本实施例中，换热器包括依次间隔层叠设置的若干个第一流通板3和若干个第二流通板4，这里将第一流通板3的形成有板平面以及包围板平面的翻边结构的面定义为第一流通板3的正面，另一面则为第一流通板3的反面，将第二流通板4的形成有板平面以及包围板平面的翻边结构的面定义为第二流通板4的正面，另一面则为第二流通板4的反面。

第二流通板的反面和在该反面方向相邻的第一流通板3的正面之间设置有第一翅片5，第一流通板3的反面和在该反面方向相邻的第二流通板4的正面之间设置有第二翅片6，第二流通板4的反面和在该反面方向相邻的第一流通板3的正面之间形成第一流通通道，第一流通板3的反面和在该反面方向相邻的第二流通板4的正面之间形成第二流通通道，第一流通通道和第二流通通道相互间隔并交替设置，第一流通通道和第二流通通道之间相互不连通。

依次间隔层叠设置的若干个第一流通板3、若干个第二流通板4配合安装形成为换热芯体，在换热芯体的两端还分别设置有顶板1和底板5。底板5的厚度大于第一流通板3或者第二流通板4，进一步的，底板5的厚度是第一流通板3或者第二流通板4的两倍及以上，这样能够提高换热器在底板5处的焊接可靠性以及牢固性。

换热器还包括第一接管11和第二接管12，第一接管11和第二接管12分别与顶板1固定安装，并且第一接管11与第一流通通道连通，第二接管12与第二流通通道连通。换热器还包括安装板2，安装板2与底板5通过焊接等方式固定安装，在安装板2上设置有第一接口21和第二接口22，其中第一接口21与第二流通通道连通，第二接口22与第一流通通道连通，此时第一接管11和第二接口22连通，第二接管12和第一接口21连通。这里应当指出，也可以是第一接口21与第一流通通道连通，第二接口22与第二流通通道连通，此时第一接管11和第一接口21连通，第二接管12和第二接口22连通，可以根据需要来进行设置。

如图3和图4所示，第一翅片5为开窗翅片，第一翅片5包括相对靠近四角的第一孔口51、第二孔口52、第三孔口53和第四孔口54，第一孔口51与第二孔口52对角设置，第一翅片5还设置有第一缺口55和第二缺口56。其中，第一缺口55与第一孔口51直接连通并且朝向第一翅片5的第三孔口53和第二孔口52所在一侧延伸，第一缺口55可以是至少一部分边界靠近第三孔口53。进一步的，第一缺口55的宽度在朝向第一翅片5的第三孔口53和第二孔口52所在一侧的方向逐渐减小。第二缺口56与第二孔口52连通并且朝向第一翅片5的第一孔口51和第四孔口54所在一侧延伸，第二缺口56可以是至少一部分边界靠近第四孔口54。进一步的，第二缺口56的宽度在朝向第一翅片5的第一孔口51和第四孔口54所在一侧的方向逐渐减小。

这里将翅片对应于第一孔口和第四孔口所在一侧定义为翅片的长度，第一孔口和第三孔口所在一侧定义为翅片的宽度。第一缺口55的中心线与第一翅片5 的长度L方向之间形成的夹角α满足：(45°，90°]。第二缺口56的中心线与第一翅片5的长度L方向之间形成的夹角β也满足：(45°，90°]

第一缺口55的一部分可与第三孔口53直接连通，第二缺口56的一部分可与第四孔口54直接连通。

第一缺口55和第二缺口56的面积之和S与第一翅片5的面积A的比值满足：0＜S/A≤0.3，这里面积指的是翅片向板平面方向的投影所形成的面积，进一步的0.05＜S/A≤0.2。由于随着第一缺口55和第二缺口56的面积的不断增加，换热器的换热效果是先增加后减小，这是由于翅片上的翅片结构区域的面积的缩小导致换热量降低幅度大于流体均匀分布带来的换热性能的提升时，换热器的换热性能就会减小。在该比值范围内，换热器的换热性能大于不设置第一缺口55和第二缺口56时的换热性能，并且能够降低流体的压降。

第二翅片6为开窗翅片，第二翅片6包括分别相对靠近四角的第一孔口61、第二孔口62、第三孔口63和第四孔口64，第二翅片6还设置有第一缺口65和第二缺口66。其中，第一缺口65与第一孔口61直接连通并且朝向第二翅片6的第二孔口62和第三孔口63所在一侧延伸，第一缺口65可以是至少一部分边界靠近第三孔口63。进一步的，第一缺口65的宽度在朝向第二翅片6的第二孔口62和第三孔口63所在一侧的方向逐渐减小。第二缺口66与第二孔口62连通并且朝向第二翅片6的第一孔口61和第四孔口64所在一侧延伸，第二缺口66可以是至少一部分边界靠近第四孔口64。第二缺口66的宽度在朝向第二翅片6的第一孔口61和第四孔口64所在一侧的方向逐渐减小。

第一缺口65的中心线与第二翅片6的长度方向之间形成的夹角满足：(45°，90°]。第二缺口66的中心线与第二翅片6的长度方向之间形成的夹角满足：(45°，90°]。

第一缺口65的一部分与第三孔口63连通，第二缺口66的一部分与第四孔口54连通。

第一缺口65和第二缺口66的面积之和S与第一翅片6的面积A的比值满足： 0＜S/A≤0.3，进一步的0.05＜S/A≤0.2。由于两个缺口的设置，每个缺口之内的流动阻力基本可忽略，而这样的设置方式两个缺口之间的各流动路径之间流动距离大致相同，这样，可以使第一孔口与第二孔口之间的流动路径大致相同，从而使流动分配更加均匀，而提高换热效果；而随着第一缺口65和第二缺口66的面积的不断增加，换热器的换热效果是先增加后减小，这是由于翅片的翅片结构区域的面积的缩小导致换热量降低幅度大于流体均匀分布带来的换热性能的提升时，换热器的换热性能就会减小。在该比值范围内，换热器的换热性能大于不设置第一缺口65和第二缺口66时的换热性能，并且能够降低流体的压降。

这里应当指出，第一翅片5和第二翅片6可以是同一翅片，此时第一翅片5翻一面即成为第二翅片6，这样零件数量可以减少；第一翅片5和第二翅片6也可以是不同结构的翅片。进一步的，由于第一翅片5和第二翅片6位于不同的流通通道中，而不同的流通通道中流动的介质不同，第一翅片5和第二翅片6可以根据介质来设置为不同结构的翅片，以满足更好换热的要求。

如图5和图6所示，第一流通板3包括板平面以及包围板平面的翻边结构，在板平面的靠近四个角的位置分别设置有：第一平孔31、第二平孔32、第一凸台孔33和第二凸台孔34，第一平孔31和第二平孔32呈对角设置或者位于同一侧。第一翅片的四个孔口分别与第一流通板3的四个孔对应，且分别略大于第一流通板3对应的孔，如第一孔口51略大于第一平孔31且与第一平孔31位置对应。

第二流通板4也包括板平面以及包围板平面的翻边结构，在板平面的靠近四个角的位置分别设置有：第一平孔41、第二平孔42、第一凸台孔43和第二凸台孔44，第一平孔41和第二平孔42呈对角设置或者位于同一侧。第二翅片的四个孔口分别与第二流通板4的四个孔对应，且分别略大于第二流通板4对应的孔。

其中第一流通板3的第一平孔31与第二流通板4的第一凸台孔43相对应设置，第一流通板3的第二平孔32与第二流通板4的第二凸台孔44相对应设置，第一流通板3的第一凸台孔33与第二流通板4的第一平孔41相对应设置，第一 流通板3的第二凸台孔34与第二流通板4的第二平孔42相对应设置。

第一翅片5可以设置于第一流通板3的板平面，第二翅片6可以设置于第二流通板4的板平面，或者说翅片5设置于第一流通板与其向底板或顶板方向的第二流通板4之间，相反翅片6设置于第一流通板与另一方向的第二流通板4之间。第一流通板3的第一平孔31与第一翅片5的第一孔口51相对应，第一流通板3的第二平孔31与第一翅片5的第二孔口52相对应，第一流通板3的第一凸台孔33与第一翅片5的第三孔口53相对应，第一流通板3的第二凸台孔34与第一翅片5的第四孔口54相对应。第二流通板4的第一平孔41与第二翅片6的第一孔口61相对应，第二流通板4的第二平孔41与第二翅片6的第二孔口62相对应，第二流通板4的第一凸台孔43与第二翅片6的第三孔口53相对应，第二流通板4的第二凸台孔44与第二翅片6的第四孔口64相对应。

第一翅片5的第一缺口55的一部分靠近第一流通板3的第一凸台孔33，第一翅片5的第二缺口56的一部分靠近第一流通板3的第二凸台孔34。第二翅片6的第一缺口65的一部分靠近第二流通板4的第一凸台孔43，第二翅片6的第二缺口66的一部分靠近第二流通板4的第二凸台孔44。

当流体从第一流通板3的第一平孔31流向第二平孔32的过程中，第一平孔31与第二平孔32之间直线连接的距离小于非直线连接的距离。通过设置第一缺口55和第二缺口56，流体从第一流通板3的第一平孔31流向第二平孔32的过程中，大部分流体先流入第一缺口55再通过翅片5的翅片结构流向第二缺口56，第一缺口55和第二缺口56具有导流的作用，而第一缺口55和第二缺口56之间各流通路径的流通距离大致相同，从而使流体的各个流动路径的流动阻力大致相同，从而可使流体在流通通道相对均匀分布，提高换热器的换热性能。而第一缺口55宽度在流体的流通方向上逐渐变小，第二缺口56宽度在流体的流通方向上逐渐变大，或者说第一缺口55的宽度在靠近第一平孔的位置相对较大，而离第一平孔远的方向相对较小，第二缺口56的宽度在靠近第二平孔的位置相对较大，而离第二平孔远的方向相对较小，这种设置方式可以防止流体在靠近第一平口31 的附近的流量相对大而远离第一平口31的附近流量相对要小的问题，进一步的提高流体的均匀分布，提高换热器的换热性能。

第二翅片6可以设置在第二流通板4的板平面，功能和原理与第一翅片5设置在第一流通板3的板平面上的方式相同或者相近似，这里不再一一赘述。

图7示出了本发明换热器的另一实施例的第一板片与第一翅片结合的结构示意图，如图所示，在本实施例中，第一翅片5的第一缺口55为长条形且靠近第一孔口和第三孔口或者说位于第一孔口和第三孔口的偏向内部一侧的位置，并且第一缺口55与第一孔口之间设置有翅片结构，第二缺口56为长条形且靠近第二孔口和第四孔口或者说位于第二孔口和第四孔口的偏向内部一侧的位置，且第二缺口56与第二孔口之间可设置有翅片结构。这种设置方式不仅能够使各流动路径的流动阻力大致相同，而且，第一缺口55与第一孔口之间设置有翅片结构，第二缺口56与第二孔口之间可设置有翅片结构，这部分翅片结构可以防止流体在靠近第一平口31的附近流量较大而远离第一平口31的附近流量较小的问题，从而提高换热器的换热性能。第二翅片6的结构与第一翅片5的结构相似，这里不再赘述。

本实施例的其它结构和工作方式可参照上述实施例，这里不再一一赘述。

图8示出了本发明换热器的又一实施例的第一板片与第一翅片结合的结构示意图，如图所示，在本实施例中，在第一翅片5的第一孔口和第二孔口之间的路径较长的两边侧附近区域各设置有至少一个第三缺口57，从而减小流动路径较长区域的流动阻力，使流体相对均匀分布，提高换热器的换热性能。进一步的，第一翅片5可设置有多个第三缺口57，并且各第三缺口57的面积随着流动路径长度的增大而增大。进一步的，第三缺口57的累计的总面积S与第一翅片5的面积A的比值满足：0＜S/A≤0.3，进一步的0.05＜S/A≤0.2。第二翅片6的结构与第一翅片5的结构相似。

本实施例的其它结构和工作方式可参照上述实施例，这里不再一一赘述。

图9示出了本发明换热器的又一实施例的第一板片与第一翅片结合的结构示 意图。如图所示，在本实施例中，第一翅片5中设置有第一缺口55和第三缺口57，其中第一缺口58为L型，第三缺口大致为条形，第一缺口58的一部分为长条形且靠近第一孔口和第三孔口或者说位于第一孔口和第三孔口偏向内部的一侧，偏向第三孔口并靠近边缘的另一部分沿着第一翅片的长度方向向第二孔口方向延伸，并且在翅片的第一孔口和第四孔口之间的边侧设置有至少一个大致呈条形的第三缺口57。进一步的，第一缺口55和第三缺口57的面积之和S与第一翅片5的面积A的比值满足：0＜S/A≤0.3，进一步的0.05＜S/A≤0.2。第二翅片6的结构与第一翅片5的结构相似。本实施例能够使各流动路径的流动阻力大致相同，使流体均匀分布，提高换热器的换热性能。

本实施例的其它结构和工作方式与上述实施例相同或者相近似，这里不再一一赘述。

以上所述，仅是本发明的具体实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。