一种板翅式空冷器结构及空冷器

1.本发明涉及空气冷却器技术领域，特指一种板翅式空冷器结构及空冷器。


背景技术：

2.我国能源需要刚性增长，消费水平居世界前列并仍在快速增长，能源不断减少以及能源排放的问题日益突出。
3.散热器广泛应用于化石、石油、冶金和电力等领域，其性能对提高能效具有显著价值，国内外研究人员都非常重视强化换热技术，通过不断开发新型的散热器结构、优化设计参数、选用特殊材料来提高换热效率、减少流动阻力、改善环境适应性，从而调高换热能力，提升设备在行业的竞争水平。
4.现有技术中的空冷器包括有气-液板翅式空冷器，但是其存在以下问题：
5.1、迎风面积大，导致气-液板翅式空冷器横向截面面积过大，设备体积大，需要提供较大的空间进行安装；
6.2、现有的空冷器在换热的时候，是通过气体和液体流动的方向相互交错实现换热的效果，但是这种换热的方式散热效率较低。


技术实现要素：

7.本发明的发明目的在于：为了解决现有技术中所存在的问题，本发明提供了一种板翅式空冷器结构及空冷器。
8.为了解决现有技术中所存在的问题，本发明采用以下技术方案：
9.一种板翅式空冷器结构，包括有若干个板束，所述若干个板束层叠设置，相邻的板束之间通过若干片第一翅片支撑，所述若干片第一翅片之间形成气体流动通道；
10.每个所述板束包括有壳体，所述壳体相对的两侧上分别设置有进水口和出水口，所述壳体内设置有若干片第二翅片，所述进水口和所述出水口之间，且在所述若干片第二翅片之间形成液体流动通道；
11.气体在所述气体流动通道中流动的方向和液体在所述液体流动通道中流动的方向相反。
12.作为本发明板翅式空冷器结构的技术方案的一种改进，所述若干个板束水平设置，且所述若干个板束相互平行，所述若干个板束均为方形的板束。
13.作为本发明板翅式空冷器结构的技术方案的一种改进，所述若干片第一翅片和所述若干片第二翅片沿所述板束的长度方向设置。
14.作为本发明板翅式空冷器结构的技术方案的一种改进，在所述若干片第一翅片中，相邻的所述第一翅片之间的间距相等；在若干片所述第二翅片中，相邻的所述第二翅片之间的间距相等
15.作为本发明板翅式空冷器结构的技术方案的一种改进，每个所述板束包括有上板、下板和四块侧板，所述上板、所述下板和所述四块侧板形成密闭壳体，所述进水口和所
述出水口分别置于相对的两块侧板上。
16.作为本发明板翅式空冷器结构的技术方案的一种改进，所述板翅式空冷器结构还包括有第一封头、第二封头、进水管和出水管，所述若干个板束的进水口均与所述第一封头相连接，且所述第一封头与所述进水管相连接；所述若干个板束的出水口均与所述第二封头相连接，且所述第二封头与所述出水管相连接。
17.作为本发明板翅式空冷器结构的技术方案的一种改进，所述第一封头置于所述板束的前端，所述第二封头置于所述板束的后端，所述第一封头和所述第二封头之间形成从前往后的液体流动通道；所述气体流动通道为从后往前的气体流动通道。
18.一种空冷器，包括有空冷器主体，还包括上述的板翅式空冷器结构，所述板翅式空冷器结构置于所述空冷器主体中。
19.本发明的有益效果：
20.1、本发明将现有的空冷器的气液交错优化成了纯逆流，提高了本发明的换热效率；将现有的空冷器的碰撞流通过结构优化改成了摩擦流，从而降低了气侧流动阻力，解决了现有技术中所存在的通过气体和液体流动的方向相互交错实现换热的效果的方式散热效率较低的问题；
21.2、进风口的面积减小了，且在气体流动通道的作用下，增加了气体换热路径的长度，使本发明相对于现有的空冷器，具有横截面积小的优点，解决了现有技术中所存在的设备体积大，需要提供较大的空间进行安装的问题。
附图说明
22.图1为本发明的结构示意图；
23.图2为本发明的板束的结构示意图。
24.附图标记说明：1-板束；2-第一翅片；3-进水口；4-第一封头；5-第二封头；6-上板；7-侧板；8-进水管；9-出水管。
具体实施方式
25.为使本发明的发明目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
26.如图1和图2所示，一种板翅式空冷器结构，包括有若干个板束1，若干个板束1层叠设置，且若干个板束1相互平行，相邻的板束1之间通过若干片第一翅片2支撑，若干片第一翅片2之间形成气体流动通道；每个板束1包括有壳体，壳体相对的两侧上分别设置有进水口3和出水口，壳体内设置有若干片第二翅片，进水口3和出水口之间，且在若干片第二翅片之间形成液体流动通道；气体流动通道和液体流动通道的方向相反。
27.在本发明中，若干个板束1之间通过若干片翅片支撑，若干片第一翅片2之间形成气体流动通道；在板束1内的若干片第二翅片之间形成液体流动通道，气体在气体流动通道中流动的方向和液体在液体流动通道中流动的方向相反。
28.详细地说，现有技术中的有气-液板翅式空冷器，在换热的时候一般是通过气体和液体流动的方向相互交错实现换热的效果，而在本发明中，由于气体在气体流动通道中流
动的方向和液体在液体流动通道中流动的方向相反，在换热的时候，能够实现纯逆流，增加换热温差，从而增大了传热量，解决了现有技术中所存在的通过气体和液体流动的方向相互交错实现换热的效果的方式散热效率较低的问题。
29.在本发明中，由于若干个板束1之间通过若干片翅片支撑，若干片第一翅片2之间形成气体流动通道，板翅式空冷器结构的进风面积为多条气体流动通道的总面积，与现有技术中的板翅式空冷器结构相比，进风口的面积减小了，且在气体流动通道的作用下，增加了气体换热路径的长度，使本发明相对于现有的空冷器，具有进风面积小，因为整体结构呈细长型的优点，解决了现有技术中设备体积大，需要提供较大的空间进行安装的问题。
30.同时，在现有技术中的有气-液板翅式空冷器中，在换热时气体和液体的相互交错的碰撞流的换热效果较差，而在本发明中，由于气体在气体流动通道中流动的方向和液体在液体流动通道中流动的方向相反，气体和液体之间从碰撞流转变成摩擦流，减少了气体侧的流动阻力，又加强了换热的效果。
31.详细地说，气流液体流动方向相反只的是纯逆流，摩擦与碰撞指的是流体与设备的金属壁面之间的关系，在本技术中是指空气和水。
32.现有技术中的空冷器进风面积大流动长度短，流体主要碰撞到空冷器时，经过很短的摩擦时变排出空冷器，而在本技术中，由于进风面积小，气体流动通道长，实现了碰撞流小，流体与空冷器摩擦的长度长的效果。
33.由热力计算公式可知顺流的传热温差系数仅约为0.9，纯逆流的传热温差系数为1，因此在本技术中，由于纯逆流结构可以至少提升10％的换热温差，从而大幅提升换热效果。同时，由于本设计减少了碰撞流，阻力减小，空冷器中的气体流速可以提升至12m/s以上，而现有的空冷器气体流速不超过5m/s。
34.详细地说，根据雷洛数re＝ρvl/μ，从而可以大幅提升雷洛数，根据热力计算公式，雷洛数增大使得努塞尔数增大，又由于努塞尔数nu＝hl/k，因此对流传热系数大幅度增加，因此换热效果提升。
35.在雷洛数的公式中，v、ρ、μ分别为流体的流速、密度与黏性系数，d为一特征长度；在努塞尔数的公式中，l代表传热面的几何特征长度；h代表流体的对流传热系数；k代表静止流体的导热系数。
36.进一步的，若干个板束1水平设置，且若干个板束1相互平行，若干个板束1均为方形的板束1。由于若干个板束1相互平行，且均为方形的板束1，若干片第一翅片2的尺寸相同，且保持气体流动通道和液体流动通道的使用空间最大化，也可以便于模块化生产，提高生产的效率。
37.更进一步的，若干片第一翅片2和若干片第二翅片沿板束1的长度方向设置，使气体流动通道和液体流动通道的长度最大化。优选的，在若干片第一翅片2中，相邻的第一翅片2之间的间距相等，在若干片第二翅片中，相邻的第二翅片之间的间距相等，可以更好地为板束1或者为板束1之间提供支撑。
38.每个板束1包括有上板6、下板和四块侧板7，上板6、下板和四块侧板7形成密闭壳体，进水口3和出水口分别置于相对的两块侧板7上，由于液体流动通道置于板束1内，通过密闭壳体可以避免液体流出。
39.板翅式空冷器结构还包括有第一封头4、第二封头、进水管8和出水管9，若干个板
束1的进水口3均与第一封头4相连接，且第一封头4与进水管8相连接，若干个板束1的出水口均与第二封头相连接，且第二封头与出水管9相连接，通过第一封头4实现把进水管8的水分别引入到若干个板束1中，并通过第二封头实现把若干个板束1中的液体汇集到出水管9处，完成液体在液体流动通道中的流动过程。
40.作为本发明的一种实施方式，第一封头4置于板束1的前端，第二封头置于板束1的后端，第一封头4与第二封头之间形成从前往后的液体流动通道，气体流动通道为从后往前的气体流动通道。
41.详细地说，气体从板翅式空冷器结构的后端进入到气体流动通道中，顺着气体流动通道流动，并从板翅式空冷器结构的前端离开气体流动通道，实现了气体从板翅式空冷器结构的后端往前端流动的效果。同时，第一封头4与进水管8相连接，第一封头4置于板束1的前端，第二封头与出水管9相连接，第二封头置于板束1的后端，故液体进入液体流动通道的入口在板翅式空冷器结构的前端，液体离开液体流动通道的出口在板翅式空冷器结构的后端，实现了液体从板翅式空冷器结构的前端往后端流动的效果，继而实现了气体在所述气体流动通道中流动的方向和液体在所述液体流动通道中流动的方向相反的效果。
42.在本发明中，将现有的空冷器的气液交错流通过结构优化改成了纯逆流，提高了本发明的换热效率；将现有的空冷器的碰撞流通过结构优化改成了摩擦流，从而降低了气侧流动阻力，解决了现有技术中所存在的设备体积大，需要提供较大的空间进行安装的问题以及所存在的通过气体和液体流动的方向相互交错实现换热的效果的方式散热效率较低的问题。
43.本发明还提供了一种空冷器，包括有空冷器主体，还包括有上述的板翅式空冷器结构，板翅式空冷器结构置于空冷器主体中。
44.作为本发明的一种实施方式，本发明空冷器应用于汽车行业，可以作为油冷却器等置于汽车外部，迎风方向面向于气侧头部，当汽车运行时，外部的空气流过该空冷器可以达到降温的效果；汽车运行速度越快，需要的降温量越大。同时，由于风速加快，散热效果也越高，正好符合换热需求。
45.基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。