一种高效换热器的制作方法

1.本实用新型涉及散热器技术领域，具体涉及一种高效换热器。


背景技术：

2.板式换热器作为换热器领域常用的设备，其加工工艺通常是将两块铝板和两根封条焊接成单条水道，其水道内部是完全中空，不设有任何扰流结构，因此其水道的长宽过大，导致加工较为困难，还因为其不设有任何扰流结构的设计导致液体的流速受焊接效果的影响较大，很难进行控制，导致换热效率变成，整体的加工效率较低，成品的板式换热器也较重。
3.综上，亟待一种可显著降低加工难度、提高加工效率及产品质量的高效换热器。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种高效换热器。
5.为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种高效换热器包括两块对称设置的集流板、焊接于两块集流板之间的多个扁管及与集流板密封连接的密封板；所述扁管沿集流板高度方向和长度方向阵列设置；每个所述密封板上设有液体接嘴；两个液体接嘴、所有扁管以及集液腔之间形成热交换流道，该集液腔通过密封板与集流板合并形成；每个所述扁管包括平板部和与平板部一体的凸起部，通过所述平板部合并将凸起部包裹在内形成带有扰流结构的扁管，所述凸起部上设有扰流结构。
6.工作原理及有益效果：1、与现有技术相比，将单条水道阵列式的结构改进为多条水道阵列式的结构(扁管沿集流板高度方向和长度方向阵列设置)，可以显著降低单个水道(扁管)的大小和重量(体积越大加工难度越高)，从而降低加工难度，便于控制精度，也便于焊接时保证质量，因此可以提高加工效率；
7.2、在每个扁管内设置扰流结构，可以更好地控制换热液的流速，使其具有充足的时间来进行换热，换热效率高，而且由于结构经过改进成多条水道阵列式的结构，也增大了换热面积，进一步提高了换热效率；
8.3、通过将扁管与扰流结构一体设置，使其之间能够更好地接触固定，无需额外将扰流机构与扁管进行再次焊接固定操作，减少了焊接次数，也对扁管的伤害较小，因此对其尺寸的影响也较小。
9.进一步地，所述凸起部通过数控铲齿加工而成。此方案主要对于直齿形的扰流结构进行加工，现有技术对于直齿形的扰流结构加工难度较高，无法保证加工质量，通过数控机床直接对毛坯件进行铲齿加工，然后再进行焊接操作即可，加工方式简单，工艺性较强，可加工尺寸范围较大，既可以加工微型的换热器，也可以用来制作如军工使用的大型换热器等产品。
10.进一步地，还包括设于相邻两个扁管之间的风道翅片。通过将风道翅片设于相邻的两个扁管之间，使得扁管和风道翅片间隔设置，可显著增加与空气的接触面积，提高换热
效率。
11.进一步地，还包括设于两个集流板之间的风道封板，所述风道封板分别设于换热器的前后两端。风道封板用于保护扁管，增强整体的强度，使得风道变成自下往上，更加符合热空气上升的原理。
12.进一步地，所述扰流结构为多个均匀间隔设置的翅片。此设置用于增大与空气或液体的热交换面积。
13.进一步地，每个所述扁管两端均设有钎料层，通过所述钎料层与集流板焊接固定。主要是为了能够与集流板上的通孔形成过盈配合，方便后续进行焊接操作。
14.进一步地，所述钎料层的厚度为0.2～0.8mm。经过多次实验，此厚度范围的性价比最高。
15.进一步地，扁管与集流板之间通过真空钎焊固定。真空钎焊不仅节省大量价格昂贵的金属钎剂(但并不是完全无需焊剂)，而且又不需要复杂的焊剂清洗工序，降低了生产成本，也能够焊接多种材料，因此可极大地提升本工艺的加工效率和质量，降低成本，也使得加工制得的高效换热器具有成本低质量好的优点。
附图说明
16.图1是本实用新型换热器的立体图；
17.图2是本实用新型换热器的爆炸图；
18.图3是本实用新型实施例2的加工工艺流程图。
19.图中，1、集流板；2、扁管；3、密封板；4、扰流结构；5、风道翅片；6、液体接嘴；7、风道封板；8、第一毛坯；81、平板部；82、凸起部；9、钎料层。
具体实施方式
20.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.本领域技术人员应理解的是，在本实用新型的披露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。
22.实施例1
23.如图1和2所示，本高效换热器包括两块对称设置的集流板1、焊接于两块集流板1之间的多个扁管2及与集流板1焊接固定的密封板3。
24.值得一提的是，图2中之所以将扁管2和扰流结构4分开是为了更清楚地看到扰流结构4，并不是表示扁管2和扰流结构4是分别加工而成的。
25.具体地，扁管2沿集流板1高度方向和长度方向阵列设置，且每个所述扁管2内设有扰流结构4，在本实施例中，可常见图1中扁管2沿集流板1高度方向设有三个，沿集流板1长
度方向设有十九个，以此阵列设置，形成三排十九列的阵列，在每两列扁管2之间还设有一个风道翅片5，通过将风道翅片5设于相邻的两个扁管2之间，使得扁管2和风道翅片5间隔设置，可显著增加与空气的接触面积，提高换热效率，上述扁管2和风道翅片5的具体数量可根据实际需求而定。
26.具体地，每个密封板3上设有液体接嘴6，两个液体接嘴6、所有扁管2以及集液腔之间形成热交换流道，该集液腔通过密封板3与集流板1焊接合并形成，在两个集液腔之间焊接有一前一后的风道封板7，用于保护扁管2，增强整体的强度，使得风道变成自下往上，更加符合热空气上升的原理。
27.与现有技术相比，将单条水道阵列式的结构改进为多条水道阵列式的结构(扁管2沿集流板1高度方向和长度方向阵列设置)，可以显著降低单个水道(扁管2)的大小和重量(体积越大加工难度越高)，从而降低加工难度，便于控制精度，也便于焊接时保证质量，因此可以提高加工效率。
28.在每个扁管2内设置扰流结构4，可以更好地控制换热液的流速，使其具有充足的时间来进行换热，换热效率高，而且由于结构经过改进成多条水道阵列式的结构，也增大了换热面积，进一步提高了换热效率。其中扰流结构4可以是常见的直齿状、或斜齿状，这里不对其结构进行限定。
29.实施例2
30.请参阅图3，用于制造上述的一种高效换热器的加工工艺(针对于直齿型的扰流结构4)包括以下步骤：
31.a100、对毛坯进行切削加工得到第一毛坯8；
32.在这一步之前，先需要对本换热器进行设计，通过先确定扰流结构4的齿总宽b、齿高h及齿厚d，得益于数控铲齿的优势，齿总宽b、齿高h及齿厚d的尺寸在一定范围内均不受限制，设计扁管2时优先确定b、h的尺寸，设如图所示的原材总长为l+6，原材短边长为m+2，则l＝2b+πh，详见图3中的表示，各尺寸字母后加的数字为加工余量与折弯余量之和，可根据换热器实际尺寸设定其他合适的值。
33.第一毛坯8包括平板部81和与平板部81一体的凸起部82，通过设定扰流结构4的齿总宽b、齿高h及齿厚d，分别确定平板部81和凸起部82的长度以及厚度，因此平板部81长度为l+6，厚度为d，与凸起部82之间的短边为m+2，凸起部82的斜坡长度为h+1，长度为b，高度为h。
34.a101、通过数控铲齿对所述第一毛坯8加工，得到带有扰流结构4的扁管2毛坯；
35.可见图3中，这一步相当于精加工，将凸起部82加工成翅片状，也减少了部分余量。
36.a102、将带有扰流结构4的扁管2毛坯折弯焊接成扁管2，使得扰流结构4被扁管2包裹于内部；
37.可见图3中，这一步对平板部81进行折弯并将接缝处焊缝处理，即可加工出带有扰流结构4的扁管2，这一步再对每个扁管2的两头涂抹钎料层9，钎料层9的厚度设定为0.2mm～0.8mm之间，主要是为了能够与集流板1上的通孔形成过盈配合，方便后续进行焊接操作。
38.a103、将多个所述扁管2焊接于两个集流板1之间，扁管2形成阵列状；
39.可见图3中，这一步将扁管2按照图1中的排列方式装夹在两个对称的集流板1之间，然后进行真空焊接即可，当然也可以是其他焊接方式，由于之前扁管2和集流板1是过盈
配合，因此在搬动和焊接时，不容易导致扁管2发生位移，接触效果和焊接效果更好，也无需其他额外的固定装置来对扁管2进行固定。
40.a104、将密封板3焊接于每个集流板1上；
41.常见图3中的最后一步，此步骤和后续步骤通过常见的氩弧焊即可操作，操作极为简单。
42.a105、将风道翅片5固定于两个扁管2之间，并将风道封板7焊接于两块集流板1之间。这个步骤和步骤a105的操作也是一样，均可通过氩弧焊进行操作。
43.此工艺，由于数控铲齿的工艺受尺寸、材料的限制较小，且扁管2的缝管焊接操作也是受尺寸、材料的限制较小，通过此工艺可适用于绝大多数的换热器的设计制造，通过现有的钣金加工水平即可轻松实现，加工难度低，当然配合本换热器的结构设计，使得扁管2的大小与现有技术相比明显要小很多，因此加工难度通过本方案可进一步地降低，此工艺制得的换热器中扁管2和扰流结构4是一体的，因此热传递效果更好，整体性也更好，换热效果更佳。
44.优选地，扁管2与集流板1之间均通过真空钎焊固定。真空钎焊不仅节省大量价格昂贵的金属钎剂，只需要少量的钎料，而且又不需要复杂的焊剂清洗工序，降低了生产成本，也能够焊接多种材料，因此可极大地提升本工艺的加工效率和质量，降低成本，也使得加工制得的高效换热器具有成本低质量好的优点。
45.在附图3中，氩弧焊焊接封板步骤中的封板为密封板3。
46.本实用新型未详述部分为现有技术，故本实用新型未对其进行详述。
47.可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
48.尽管本文较多地使用了集流板1、扁管2、密封板3、扰流结构4、风道翅片5、液体接嘴6、风道封板7、第一毛坯8、平板部81、凸起部82、钎料层9等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
49.本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本技术相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。