专利名称：热交换器及其翅片的制作方法
技术领域：
本发明涉及热交换技术领域，特别涉及一种用于空调管路中的热交换器翅片结
构。本发明还涉及一种包括上述翅片的热交换器。
背景技术：
热交换器是实现冷、热流体间热量传递的设备，广泛应用于暖通空调等领域。
请参考图1，图1为现有技术中一种典型的热交换器的结构示意图。
图1为现有技术中一种典型的热交换器的结构示意图。热交换器1包括相互平行 的第一集流管11、第二集流管12，两者通常可以平行地设置，且两者之间具有多根大体上 平行设置的散热管13 ;散热管13的横截面多为扁形，且通常将散热管13的通道分隔成若 干个，所述通道也被称为微通道。第一集流管11和第二集流管12相对应的管壁上各设有 多个散热管接口 (图中未示出)，散热管13的两端分别通过所述散热管接口插装入所述第 一集流管11与第二集流管12中，从而将两者连通。 为了尽可能充分地实现热交换，可以在第一集流管11和/或第二集流管12中设 置若干横向隔板(图中未示出)，从而可以将热交换器1中的换热介质流通通道设为弯折的 蛇形；所述换热介质因此自进液管17流入第一集流管ll，并在各条散热管13中横向流动， 最终从排液管18中流出热交换器1。图示的进液管17和排液管18设置在第一集流管11 的同一侧方面，而通常在应用时也可以分别设置在第一集流管11和第二集流管12上。
外部空气自热交换器1的一侧(进风侧)流经上述散热管13以及翅片14的表面， 经过热交换之后上述外部空气自热交换器1的另一侧(排风侧)流出。
为了进一步提高换热效率，通常在相邻的散热管13之间，以及散热管13与上边板 15、下边板16之间设置翅片14。 图2是现有技术中一种典型的翅片结构示意图；图3为图2所示热交换器局部正 视剖视示意图。 翅片14大体呈波浪状，具有一系列本体部144，以及连接本体部144的一系列波峰 部141和波谷部142 ;由于空气在光滑的物体表面流过时，会在物体表面产生一层很薄的边 界层，在边界层的空气不会流动，为了增强加换热效果，通常在每一个本体部144上设置有 一系列百叶窗143，百叶窗143的作用是打破翅片本体部144表面产生的边界层，提高换热 效率。波峰部141与波谷部142分别固定连接散热管13或者上边板15、下边板16。其中， 波峰部141和波谷部142均呈圆弧形，当翅片14与散热管13或者上边板15、下边板16焊 接固定时，波峰部141和波谷部142与散热管13或者上边板15、下边板16的接触部分的圆 弧面通常变成一个平面。 当热交换器1处于蒸发工况时，含有水蒸气的高温空气( 一般相当于室内温度28 度左右)从进风侧进入，穿过翅片的本体部144之间的空隙，与处于翅片14之间的平行布 置的散热管13内的制冷剂进行热交换。热交换是一个持续的过程，含有水蒸气的高温空气 在进行热交换的过程当中，温度逐渐降低，在排风侧排出后成为相对低温的空气；在这一过程当中，当换热器的表面温度低于与其接触的空气的凝露温度时，空气中的部分水蒸气会凝结成水，析出的冷凝水堆积在翅片以及散热管的表面。 如图3所示，由于现有技术中翅片呈波浪状，而翅片的波峰部和波谷部对水的表面张力和粘附力较大，因此，冷凝水容易积聚在翅片的顶角145处，即靠近波峰或者波谷的位置，冷凝水不易排放。而过多的冷凝水堆积，会堵塞部分空气流通通路，从而影响热交换器的换热性能。同时，现有技术的翅片结构，高温空气在流经翅片的过程当中，特别是流经翅片的波峰部或者波谷部时，基本上是沿直线通过，没有受到阻碍，不利于空气产生紊流，从而也会影响热交换器的换热性能。 所以，如何使热交换过程中产生的冷凝水，尤其是积聚在翅片波峰部、波谷部的冷凝水更加容易排放，并且提高热交换器的换热性能，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种更加容易排放热交换过程中产生的冷凝水，并且能够提高热交换器的换热性能的翅片。本发明还提供一种使用该翅片的热交换器。
为此，本发明采用以下技术方案 —种用于热交换器的翅片，大体呈波浪状，该翅片设置于热交换器的散热管之间
以及散热管与边板之间，且其波峰部和波谷部分别连接于相邻的两散热管或者边板与散热
管；其特征在于，所述波峰部和波谷部中至少一者设有第一缺口部。 优选地，所述缺口部为所述波峰部或者波谷部的部分翅片材料翻折而形成。 优选地，进一步包括第二缺口部，该第二缺口部与上述第一缺口部分别设置于所
述波峰部或所述波谷部。 优选地，所述部分翅片材料朝向翅片的内部方向进行翻折，形成翻边。 优选地，所述波峰部或者波谷部设置有至少两个第一缺口部或者第二缺口部。 优选地，所述第一缺口部或第二缺口部在波峰部或者波谷部上设置的间距不相
同，所述间距的大小沿着热交换器的空气流向逐渐增大。 优选地，在所述的任一波峰部或者波谷部上，设置有至少两组形 成所述多个第一缺口部或者第二缺口部的多个翻边，所述每组内的翻边方向相
同，所述相邻两组之间的翻边方向相反。 可选地，所述翻边为翅片材料翻折后再进行裁剪而成。 优选地，所述翅片材料翻折形状呈梯形状。 可选地，所述翅片材料翻折形状呈扇环形状。 优选地，所述第一缺口部和第二缺口部通过冲压或者轧制形成。 本发明还提供一种热交换器，包括以上任一项所述的用于热交换器的翅片。 本发明的有益效果是 通过在翅片的波峰部、波谷部或者在两者同时设置缺口部，将原先平滑的波峰部、波谷部分成若干段，热交换过程产生的冷凝水通过缺口部流到散热管表面，并沿着散热管排出热交换器，从而避免过多的冷凝水堆积在翅片的表面，提高了热交换的效率；同时由于缺口部采用波峰部或波谷部的部分翅片材料向翅片内部翻折而成，空气在流过翅片时会受
4到翻折部位的阻碍，因而会产生紊流，从而进一步提高换热效率。
图1为现有技术中一种典型的热交换器的结构示意图；图2为现有技术中一种典型的翅片的局部结构示意图；图3为图2所示热交换器局部正视剖视示意图；图4为本发明第一实施方式的翅片形状示意图；图4A为图4所示A-A方向剖视图；图4B为图4所示B-B方向剖视图；图5为图4所示翅片呈展开状时部分波谷部的俯视示意图；图6为图5所示C-C方向的剖视图；图7为本发明第二实施方式的翅片呈展开状时部分波谷部的俯视示意8为图7所示D-D方向的剖视图；图9为本发明第三实施方式的翅片呈展开状时部分波谷部的俯视示意10为图9所示E-E方向的剖视图；图11为本发明第四实施方式的翅片形状示意图。
具体实施例方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本 发明作进一步的详细说明。为了更直观地说明本发明的技术方案与现有技术的区别，对于 本发明中与现有技术起相同作用的部件，采用同一编号表示。 请参照图4、图4A、图4B。图4为本发明第一实施方式的翅片形状示意图；图4A为 图4所示A-A方向剖视图；图4B为图4所示B-B方向剖视图。 翅片14大体呈波浪状，包括一系列本体部144，以及连接各本体部144的一系列 波峰部141、波谷部142。 一般情况下，各波峰部141的波峰顶点之间、以及各波谷142的波 谷顶点之间均处于同一直线上，比如平行流型热交换器。但是，在一些特殊结构的热交换器 中，比如散热管弯折设置时，翅片14的形状也需要相应地进行改变。 为了便于说明本发明，在以下实施例中的翅片展开图里用两条虚线标示出了波谷 部142的范围，但是，实际上，波峰部141、波谷部142与本体部144之间并没有绝对严格的 界限。该虚线可以理解为波峰部141或者波谷部142与散热管13之间的接触面的宽度。
翅片14具有一定的宽度，在热交换器成品中，翅片14的波峰部141或者波谷部与 散热管13或者与上边板15、下边板16之间的接触一般呈面接触状态。翅片14的宽度并不 限定，可以根据系统的需求进行设置，一般可以设置成与散热管13的宽度相近或者略大于 散热管13的宽度。 在翅片14的每一个本体部144上，通常沿着翅片的宽度方向开设有一系列大致 平行的百叶窗143。当然，如果不开设百叶窗，热交换器也可以正常运转，但是当空气通过 翅片本体部的表面时，由于未开设百叶窗的翅片表面相对较光滑，因此会有空气附着在在 翅片表面，形成一层很薄的边界层，处于边界层中的空气不会流动，因而会影响热交换的效 率。在开设了百叶窗143之后，可以打破这层边界层，从而提高热交换器的换热效率。百叶
5窗143通常在翅片14的本体部144沿翅片宽度方向成组设置，每组的数量可根据系统的需 求以及翅片的宽度进行设置，而在相邻两组之间百叶窗的开窗方向通常可以相向设置。
在实际使用中，热交换器大致可以采用将集流管水平放置或者竖直放置两种方 式，当然所述的竖直也可以偏折一定的角度。本实施方式以集流管竖直放置为例进行说明。
请参照图5，图6。图5为图4所示翅片呈展开状时部分波谷部的俯视示意图；图 6为图5所示C-C方向的剖视图； 在本实施方式中，波谷部142为图中两条虚线之间的部分，也就是波谷部与散热 管的接触部分，沿着翅片宽度方向，在波谷部142上开设有一系列第一缺口部147，该第一 缺口部147可以通过轧制或者冲压而成。现以波谷部142上一个第一缺口部147的形成为 例进行说明。在波谷部142上冲压出一个大致呈梯形状的翻边146，梯形状翻边146的连 接部148(即梯形的短边)仍连接在波峰部141上，翻边146的主体部分(即梯形除短边外 的其余三个边)则脱离波峰部141，向着翅片14的内部翻折一定的角度。这样，在翻边146 与波谷部142之间就形成了第一缺口部147。 翻边146向内翻折的角度a ，可以控制在一个范围之内，如果角度过小，将会导致 冷凝水不易通过第一缺口部147排出；如果角度过大，则不利于加工。一般可以设置为10。 到90°的范围；而作为更优的选择方案可以进一步设置成20。到60° ，或者30°到45° 。
以上描述以翅片波谷部142的某一处的缺口部为例进行了详细的说明，在实际使 用中，可以在某一个波谷部142沿着翅片14的宽度方向，可以设置多个缺口部147，每一个 波谷部142上设置的缺口部147的数量可以按实际需要进行设置。需要指出的是，若缺口 部147的数量过少，则会导致本发明的效果不明显；若缺口部147的数量过多，则会影响翅 片的强度。 同样，也可以在波峰部141上设置第二缺口部。如果同时在波峰部141和波谷部 142上设置缺口部，则可以使冷凝水更容易排出热交换器，从而提高换热效率。
如背景技术的描述，当热交换器处于蒸发工况时，含有水蒸气的高温空气( 一般 相当于室内温度28度左右)从进风侧进入，穿过翅片的本体部144之间的空隙，与处于翅 片14之间的平行布置的散热管13内的制冷剂进行热交换。由于热交换是一个持续的过 程，含有水蒸气的高温空气在进行热交换的过程当中，温度逐渐降低，在排风侧排出后成为 相对低温的空气；在这一过程当中，当换热器的表面温度低于与其接触的空气的凝露温度 时，空气中的部分水蒸气会凝结成水，析出的冷凝水堆积在翅片以及散热管的表面。当采用 本实施方式所提供的翅片时，原本可能会堆积在翅片波谷部的顶角处的冷凝水在风力作用 下会沿着空气流动的方向，沿着波谷部142流到翻边146处，遇到翻边146的阻碍，大部分 冷凝水就沿着连接部148的两端流向第一缺口部147，到达散热管13的表面，并沿着散热管 13流出热交换器。 本实施方式中，翻边146朝翅片14的内部翻折一定的角度，当空气流经翅片时，在 波峰部141或者波谷部142的顶角处，就会碰到阻碍，从而使空气在每个阻碍处产生紊流， 紊流的存在，可以使空气与散热管13的接触时间增长，增加了热交换器的换热效率。
下面结合图7、图8来说明本发明第二实施方式。图7为本发明第二实施方式的翅 片呈展开状时部分波谷部的俯视示意图；图8为图7所示D-D方向的剖视图。
第二实施方式是对第一实施方式的改进，因为，由于翅片波峰部或波谷部之间的空间通常比较狭窄，因此在将翻边146朝向翅片内部弯折时，翻边146'的长边有可能会抵 触到翅片14的本体部144上，为了避免这种情况，可以将翻边146'的两边再次进行弯折， 在本实施方式中，将翻边146'的两端进行弯折，具体弯折的方向可以与翻边146'的翻折 方向相同，也可以与翻边146'的翻折方向相反，从而使翻边146'的形状接近于矩形，同 时形成两个弯折部149。 需要指出的是，可以对本实施方式进行一定的变化，比如也可以不对翻边146'的 两边进行再次弯折，而直接将翻边146'两边进行裁剪，使翻边146'的形状接近于矩形、 扇环形、三角形以及其它任何可能的形状。 本实施方式的其它结构以及工作原理与第一实施方式相同，在此不再一一赘述。
下面结合图9、图IO来说明本发明的第三实施方式。图9为本发明第三实施方式 的翅片呈展开状时部分波谷部的俯视示意图；图10为图9所示E-E方向的剖视图；
第三实施方式是对第一实施方式的进一步改进，在第一实施方式中，连接部148 的宽度与波谷部142和散热管13的接触面宽度大致相同，本实施方式中，连接148'的宽 度略小于波谷部142和散热管13的接触面宽度，这样在连接部148'的两端就形成了两个 流通部1481、1482。当冷凝水在风力作用下沿着进风的方向，并沿着波谷部142流到翻边 146〃处，会遇到翻边146〃的阻碍，而由于流通部1481U482的存在，冷凝水就可以沿着流 通部1481、1482流向第一缺口部147，到达散热管13的表面，并沿着散热管13流出热交换 器。与第一实施方式相比，可以减少冷凝水流动过程中的阻力。 下面结合图ll来说明本发明的第四实施方式。本实施方式是对以上各实施方式 的进一步优化。 本实施方式中，在波峰部141或者波谷部142上开设有一系列缺口部147，缺口部 147的设置密度在沿着进风的方向(图中空心箭头方向)逐渐减小，即在靠近进风口的一 侧，由于风的静压相对较大，另外，靠近进风口的翅片部分较靠近出风口的翅片部分会产生 更多的冷凝水，因此可以使缺口部147之间的间距小一些；而在靠近出风口的一侧，由于风 的静压相对较小，另外，靠近出风口的翅片部分较靠近进风口的翅片部分会产生较少的冷 凝水，因此，可将缺口部147之间的间距设置地较大一些。这样，在热交换过程中，沿着空气 进风方向，可以使各缺口部147能达到相对较均匀的排水效果，同时可以避免因缺口部147 设置地过密而影响到翅片的强度。 作为对以上四个实施方式的改进，还可以将设置在任一波峰部或者波谷部上的多 个缺口部分成多组，每组包含相同数量的缺口部，并且每组内的翻边方向相同，组间翻边方 向相反(该方向是指翻边面向翅片内部的翻折方向，即翻边与波峰部或者波谷部的夹角相 等)；其中，最适宜的设置是将缺口部分成两组，如图ll所示。这样的缺口设计在结构上是 对称的，便于加工制造。 在以上的实施方式所描述的热交换器翅片14均具有朝向翅片内部翻折的翻边 146/146'。当使用该翅片的热交换器在处于蒸发工况时，空气从翅片14的一系列本体部 144之间进入，并沿着翅片14的宽度方向运动，与间隔在翅片之间的散热管13内的制冷剂 进行热交换后，从另一侧排出。由于本发明中，翅片14的波峰部141或者波谷部142设置 有朝向翅片内部的翻边146/146'，空气在运行过程中，就会遇到阻碍，从而在局部产生紊 流，提高了热交换器的换热效率。
以上对本发明所提供的热交换器及其翅片进行了详细介绍。本文中应用了具体个 例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的 方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理 的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，比如，任一实施方式中，翻边的形状除了 梯形、扇环形、三角形之外，还可以是任何可能的形状第三实施方式或第四实施方式中的翻 边也可以采用第二实施方式所描述的再次弯折或裁剪；在任一实施方式中，连接部148均 为与翅片长度方向平行，当然也可以设置成与翅片长度方向偏差一定的角度等等。这些改 进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
权利要求
一种用于热交换器的翅片，大体呈波浪状，该翅片设置于热交换器的散热管之间以及散热管与边板之间，且其波峰部和波谷部分别连接于相邻的两散热管或者边板与散热管；其特征在于，所述波峰部和波谷部中至少一者设有第一缺口部。
2. 如权利要求1所述的用于热交换器的翅片，其特征在于，所述缺口部为所述波峰部 或者波谷部的部分翅片材料翻折而形成。
3. 如权利要求2所述的用于热交换器的翅片，其特征在于，所述翅片进一步包括第二 缺口部，该第二缺口部与上述第一缺口部分别设置于所述波峰部或所述波谷部。
4. 如权利要求2所述的用于热交换器的翅片，其特征在于，所述部分翅片材料朝向翅 片的内部方向进行翻折，形成翻边。
5. 如权利要求4所述的用于热交换器的翅片，其特征在于，所述波峰部或者波谷部设 置有至少两个第一缺口部或者第二缺口部。
6. 如权利要求5所述的用于热交换器的翅片，其特征在于，所述第一缺口部或第二缺 口部在波峰部或者波谷部上设置的间距不相同，所述间距的大小沿着热交换器的空气流向 逐渐增大。
7. 如权利要求5所述的用于热交换器的翅片，其特征在于，在所述的任一波峰部或者 波谷部上，设置有至少两组形成所述多个第一缺口部或者第二缺口部的多个翻边，所述每 组内的翻边方向相同，相邻两组之间的翻边方向相反。
8. 如权利要求7所述的用于热交换器的翅片，其特征在于，所述翻边为翅片材料翻折 后再进行裁剪而成。
9. 如权利要求4所述的用于热交换器的翅片，其特征在于，所述翅片材料翻折形状呈 梯形状。
10. 如权利要求4所述的用于热交换器的翅片，其特征在于，所述翅片材料翻折形状呈 扇环形状。
11. 如权利要求5所述的用于热交换器的翅片，其特征在于，所述第一缺口部和第二缺 口部通过冲压或者轧制形成。
12. —种热交换器，其特征在于，包括如权利要求1 10任一项所述的用于热交换器的 翅片。
全文摘要
本发明提供一种用于热交换器的翅片，大体呈波浪状，该翅片设置于热交换器的散热管之间以及散热管与边板之间，且其波峰部和波谷部分别连接于相邻的两散热管或者边板与散热管；其特征在于，所述波峰部和波谷部中至少一者设有第一缺口部。通过在翅片的波峰部、波谷部或者在两者同时设置缺口部，将原先平滑的波峰部、波谷部分成若干段，热交换过程产生的冷凝水通过缺口部流到散热管表面，并沿着散热管排出热交换器，从而避免过多的冷凝水堆积在翅片的表面，提高了热交换的效率；同时由于缺口部采用波峰部或波谷部的部分翅片材料向翅片内部翻折而成，空气在流过翅片时会受到翻折部位的阻碍，因而会产生紊流，从而进一步提高换热效率。
文档编号F28F7/00GK101782347SQ200910005528
公开日2010年7月21日 申请日期2009年1月19日 优先权日2009年1月19日
发明者李恒, 黄宁杰 申请人:三花丹佛斯(杭州)微通道换热器有限公司