一种采用耐高温异形封条的铝合金板翅式换热器结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于机械加工技术领域，涉及一种焊接工艺，尤其是涉及一种采用耐高温异形封条的铝合金板翅式换热器结构。
【背景技术】
[0002]传统的热流体通道封条结构如图1、图2所示。铝合金板翅式换热器芯子的制造工艺主要有可控气氛式钎焊和真空钎焊，两种钎焊均在580°C以上的高温下进行，且持续时间较长。
[0003]在热量传递过程中，热流密度和散热器芯体的导热截面积大小成反比，在散热器芯体的外表面，由于截面积较大，热流密度较小;对于采用传统封条的散热器芯体，导热到临界位置，封条与隔板之间发生面积突变，此时传统热流密度急剧增大，如图10所示，此时在封条与隔板搭接位置产生巨大的热应力，如图12所示，在这种情况下，真空钎焊过程中极易发生隔板熔穿和断裂的情况。
[0004]加上铝制散热器各零件自身结构的约束，即使未被焊穿，在这些位置残留较大的钎焊应力，对日后散热器的正常使用也留下较大隐患。
[0005]铝合金板翅式换热器也会应用于某些高温工况，比如无油空气压缩机在进行工作时，排出的压缩气体温度常高于260°C，通过铝合金板翅式散热器的冷却，可下降至仅高于环境温度10_20°C。类似的工况还有发动机中冷器，为其配套的散热器也需要将气体温度从200°C以上冷却到高于环境温度20-30°C。在此类工况下，由于铝合金自身材料特性限制，和传统散热器各零件结构的约束性，以及真空钎焊后在钎焊缝的各零件搭接位置的残余应力，导致散热器有较大的质量隐患，安全系数大大降低。
[0006]因此，如何才能减少钎焊参与应力，提升散热器可靠度，是行业内亟待解决的问题。
【实用新型内容】
[0007]为了解决上述问题，本实用新型提供了一种采用耐高温异形封条的铝合金板翅式换热器结构，从而达到有效降低热应力集中，有效实现散热器芯体钎焊抗熔蚀和提高散热器使用寿命的效果。
[0008]本实用新型是通过如下技术方案予以实现的。
[0009]—种采用耐高温异形封条的铝合金板翅式换热器结构，包括热流体通道扰流翅片、热流体通道封条、隔板、冷流体通道封条和冷流体通道扰流翅片，所述热流体通道扰流翅片和冷流体通道扰流翅片为多层相间布置，各层之间分别通过隔板隔开;所述冷流体通道封条位于冷流体通道扰流翅片两侧，所述热流体通道封条位于热流体通道扰流翅片两侧，所述热流体通道封条内侧面为“W”形或“山”字形突起。
[0010]所述热流体通道封条的“W”形或“山”字形突起结构中，中间突起高度高于两侧的突起高度。[0011 ]所述热流体通道封条的“W”形或“山”字形突起结构中，中间突起结构的厚度小于两侧突起结构的厚度。
[0012]所述热流体通道封条截面为轴对称结构。
[0013]所述热流体通道封条上的槽深度?封条截面宽度的1/2。
[0014]本实用新型的有益效果是:
[0015]本实用新型所述的一种采用耐高温异形封条的铝合金板翅式换热器结构，通过封条截面积的均匀变化，从而使得真空钎焊或散热器高低温工作过程中，热流密度随着截面积可以均匀的变化，有效的减小热应力集中，将最大应力集中点转移到结构的安全位置，从而提高散热器芯体的可靠度和散热器的使用寿命。
[0016]无论是在散热器芯体真空钎焊过程中，还是在高温工况下工作，封条与隔板之间的截面积均匀变化，均可使得热量传导过程中，热流密度能够均匀变化，避免了由于热流密度突变带来的热冲击和热应力集中。
【附图说明】
[0017]图1为传统的热流体通道封条结构示意图；
[0018]图2为传统的热流体通道封条截面图；
[0019]图3为本实用新型的结构爆炸图；
[0020]图4为本实用新型的结构不意图；
[0021 ]图5为本实用新型的截面结构示意图；
[0022]图6为本实用新型中热流体通道封条的结构示意图；
[0023]图7为本实用新型中热流体通道封条的截面图；
[0024]图8和图9为本实用新型中热流体通道封条呈不规则“W”形或“山”字形截面的结构示意图；
[0025]图10为现有技术中热流密度随封条截面变化曲线图一；
[0026]图11为现有技术中热流密度随封条截面变化曲线图二；
[0027]图12是现有技术中封条在仿真分析中的最大热应力位置图；
[0028]图13是本实用新型中封条在仿真分析中的最大热应力位置图。
[0029]图中:1-热流体通道扰流翅片，2-热流体通道封条，3-隔板，4-冷流体通道封条，5-冷流体通道扰流翅片，6-热流体通道，7-冷流体通道。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图进一步描述本实用新型的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
[0031]如图3?7所示，本实用新型所述的一种采用耐高温异形封条的铝合金板翅式换热器结构，包括热流体通道扰流翅片1、热流体通道封条2、隔板3、冷流体通道封条4和冷流体通道扰流翅片5，所述热流体通道扰流翅片I和冷流体通道扰流翅片5为多层相间布置，各层之间分别通过隔板3隔开;所述冷流体通道封条4位于冷流体通道扰流翅片5两侧，所述热流体通道封条2位于热流体通道扰流翅片I两侧，所述热流体通道封条2内侧面为“W”形或“山”字形突起。
[0032]所述热流体通道封条2的“W”形或“山”字形突起结构中，中间突起高度高于两侧的突起高度。这样在实际生产中，组装散热器芯体的时候，可以利于散热翅片的定位。
[0033]所述热流体通道封条2的“W”形或“山”字形突起结构中，中间突起结构的厚度小于两侧突起结构的厚度。中间凸起的厚度需越小越好，这样两端热流密度随着截面积的变化会更加均匀。
[0034]所述热流体通道封条2截面为轴对称结构。
[0035]所述热流体通道封条2上的槽深度2封条截面宽度的1/2。“W”形状的截面，其槽深度约深越好。
[0036]实施例一
[0037]如图4所示，隔板3的与热流体通道扰流翅片I和冷流体通道扰流翅片5的接触面均覆盖了钎料，在580°C以上的真空高温环境中，钎料熔化，将隔板3与热流体通道扰流翅片I和冷流体通道扰流翅片5钎接在一起，形成散热器芯体。
[0038]真空环境下，高温热量以热辐射的方式在散热器芯体外表面产生巨大的热量和较高的温度，散热器芯体内部和外部产生较大温差，在这种温度梯度下，热量经截面为“W”或“山”形的热流体通道封条2，从高温向低温传递，从而产品实现均温，完成钎焊。
[0039]在本技术方案中，由于热流体通道封条2截面采取“W”形或“山”字形逐步过渡的方式，在导热过程中，能极大的降低热流密度的突变，使其均匀过渡，如图11所示，此时最大热应力的位置发生转移，不再是隔板与封条的搭接位置，而是在封条“W”或“山”形状的底部，如图13所示，从而避免了在热应力集中的状态下发生隔板熔穿的现象。
[0040]实施例二
[0041]如图4所示为散热器芯体的局部视图，该散热器芯体使用于某高温工况。热流体通道6通过温度高达260°C的热空气，冷流体通道7通过温度为常温的空气，在冷热冲击的情况下，在热流体通道封条2和隔板3的搭接位置也容易形成较大的热应力冲击。
[0042]热流体通道封条2，其“W”形或“山”字形的两端具备一定的伸缩性能，在高温时能随着散热器芯体一起“膨胀”，低温时随着散热器芯体一起“收缩”，使得热流密度和温度梯度在热流体通道封条2与散热器芯体之间有着逐步过渡的分布，从而减小热应力带来的危害。
[0043]实施例三
[0044]如图8和图9所示的热流体通道封条2，其形状为不规则的“W”形或“山”字形，其在真空钎焊或者高温工况工作的散热器中，也能明显的降低热流密度突变的影响和转移热应力集中的位置。
[0045]除上述结构之外，凡是按照本实用新型的思想设计或等同替换得来的热流体通道封条结构，均应属于本实用新型保护的范畴。
【主权项】
1.一种采用耐高温异形封条的铝合金板翅式换热器结构，包括热流体通道扰流翅片(1)、热流体通道封条(2)、隔板(3)、冷流体通道封条(4)和冷流体通道扰流翅片(5)，所述热流体通道扰流翅片(I)和冷流体通道扰流翅片(5)为多层相间布置，各层之间分别通过隔板(3)隔开;所述冷流体通道封条(4)位于冷流体通道扰流翅片(5)两侧，所述热流体通道封条(2)位于热流体通道扰流翅片(I)两侧，其特征在于:所述热流体通道封条(2)内侧面为“W”形或“山”字形突起。2.根据权利要求1所述的一种采用耐高温异形封条的铝合金板翅式换热器结构，其特征在于:所述热流体通道封条(2)的“W”形或“山”字形突起结构中，中间突起高度高于两侧的突起高度。3.根据权利要求1所述的一种采用耐高温异形封条的铝合金板翅式换热器结构，其特征在于:所述热流体通道封条(2)的“W”形或“山”字形突起结构中，中间突起结构的厚度小于两侧突起结构的厚度。4.根据权利要求1所述的一种采用耐高温异形封条的铝合金板翅式换热器结构，其特征在于:所述热流体通道封条(2)截面为轴对称结构。5.根据权利要求1所述的一种采用耐高温异形封条的铝合金板翅式换热器结构，其特征在于:所述热流体通道封条(2)上的槽深度2封条截面宽度的1/2。
【专利摘要】本实用新型公开了一种采用耐高温异形封条的铝合金板翅式换热器结构，属于机械加工技术领域，包括热流体通道扰流翅片、热流体通道封条、隔板、冷流体通道封条和冷流体通道扰流翅片，所述热流体通道扰流翅片和冷流体通道扰流翅片为多层相间布置，各层之间分别通过隔板隔开；冷流体通道封条位于冷流体通道扰流翅片两侧，热流体通道封条位于热流体通道扰流翅片两侧，热流体通道封条内侧面为“W”形或“山”字形突起。本技术方案通过封条截面积均匀变化，使得真空钎焊或散热器高低温工作过程中，热流密度随着截面积可以均匀的变化，有效的减小热应力集中，将最大应力集中点转移到结构的安全位置，从而提高散热器芯体的可靠度和散热器的使用寿命。
【IPC分类】F28F9/18, F28F11/00, F16J15/16
【公开号】CN205209323
【申请号】CN201521027516
【发明人】李恺锋, 曹天琴
【申请人】贵州永红航空机械有限责任公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月11日