管翅一體式熱傳輸單元及其熱交換器制造技術(shù)

一種管翅一體式熱傳輸單元及其熱交換器，熱傳輸單元具有一片狀翅片，在該翅片上設(shè)有至少一個(gè)翻邊孔，其特征在于：翻邊孔的孔內(nèi)或/和孔口處設(shè)有至少一條加強(qiáng)筋，加強(qiáng)筋橫跨翻邊孔并且連接在翻邊孔的孔壁或/和孔口上；翻邊孔在孔軸方向上由第一段和第二段組成；第一段與第二段的橫截面形狀相同，第一段的翻邊孔內(nèi)徑等于或大于第二段的的翻邊孔外徑，并且第一段的翻邊孔內(nèi)徑與第二段的的翻邊孔外徑在尺寸關(guān)系上存在匹配的內(nèi)外套接關(guān)系；第一段與第二段的連接處圍繞翻邊孔外圍周向設(shè)有臺(tái)階。所述熱交換器由上述熱傳輸單元和連接管構(gòu)成；本發(fā)明專利技術(shù)的熱傳輸單元及其熱交換器傳熱效率更高、管路內(nèi)部承受高壓能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)密封性和可靠性好。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】一種管翅一體式熱傳輸單元及其熱交換器，熱傳輸單元具有一片狀翅片，在該翅片上設(shè)有至少一個(gè)翻邊孔，其特征在于：翻邊孔的孔內(nèi)或/和孔口處設(shè)有至少一條加強(qiáng)筋，加強(qiáng)筋橫跨翻邊孔并且連接在翻邊孔的孔壁或/和孔口上；翻邊孔在孔軸方向上由第一段和第二段組成；第一段與第二段的橫截面形狀相同，第一段的翻邊孔內(nèi)徑等于或大于第二段的的翻邊孔外徑，并且第一段的翻邊孔內(nèi)徑與第二段的的翻邊孔外徑在尺寸關(guān)系上存在匹配的內(nèi)外套接關(guān)系；第一段與第二段的連接處圍繞翻邊孔外圍周向設(shè)有臺(tái)階。所述熱交換器由上述熱傳輸單元和連接管構(gòu)成；本專利技術(shù)的熱傳輸單元及其熱交換器傳熱效率更高、管路內(nèi)部承受高壓能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)密封性和可靠性好?！緦＠f(shuō)明】管翅一體式熱傳輸單元及其熱交換器
本專利技術(shù)涉及熱交換器領(lǐng)域，具體涉及ー種管翅一體式熱傳輸単元及由該管翅一體式熱傳輸単元拼接構(gòu)成的熱交換器。
技術(shù)介紹
熱交換器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備，又稱換熱器。熱交換器是化工、石油、動(dòng)力、食品及其它許多エ業(yè)部門的通用設(shè)備，在生產(chǎn)中占有重要地位。在現(xiàn)有技術(shù)中，制冷系統(tǒng)一般采用翅片管式熱交換器進(jìn)行傳熱，其中所使用的鋁翅片具有若干帶翻邊的孔，將若干個(gè)具有翻邊的孔的鋁翅片成組地套在圓銅管上，利用機(jī)械脹管エ藝可將鋁翅片固定在銅管上并組成翅片管式熱交換器以用于系統(tǒng)傳熱。這種結(jié)構(gòu)具有很明顯的缺點(diǎn):由于鋁翅片很薄而且其與銅管的接觸面積很小，導(dǎo)致熱阻很大，因而傳熱效率不高；不適用于傳熱效率較高的翅片扁管式熱交換器。為了解決上述問(wèn)題，中國(guó)專利CN101949654A公開(kāi)了ー種翅片管一體式熱交換器，該熱交換器包括翅片和內(nèi)部管路一體形成的翅片組、分別安裝在翅片組的兩側(cè)端的端板、分別于兩側(cè)的端板相裝配固定的兩個(gè)端蓋、用于連接外部管路的兩個(gè)接ロ。其中，翅片組包括多個(gè)翅片，各翅片上開(kāi)設(shè)形成多個(gè)具有翻邊的翅片翻邊孔，多個(gè)翅片通過(guò)翅片翻邊孔依次套接在一起并固定為一體，在翅片組上形成多個(gè)由對(duì)應(yīng)的翅片翻邊孔連通構(gòu)成的內(nèi)部管路。盡管中國(guó)專利CN101949654A的這種結(jié)構(gòu)在一定程度上提高了傳熱效率，但在實(shí)際應(yīng)用中仍然存在ー些問(wèn)題。例如，由于翅片上的每個(gè)翅片翻邊孔的翻邊圍成的面為錐面，從熱交換器的制造エ藝上來(lái)看，當(dāng)很多個(gè)翅片相互套接時(shí)，翅片翻邊孔的翻邊與翻邊之間無(wú)法精確定位，即翅片與翅片之間的節(jié)距不均勻，導(dǎo)致熱交換器的密封性不強(qiáng)，容易發(fā)生流體泄露；盡管翅片與翅片的相互套接部分相當(dāng)于加強(qiáng)了內(nèi)部管路的厚度，即該結(jié)構(gòu)在有高壓流體經(jīng)過(guò)時(shí)具有一定的抗壓能力，但當(dāng)超過(guò)一定壓カ時(shí)翅片翻邊孔會(huì)有失穩(wěn)趨勢(shì)，翅片翻邊孔連通形成的管體容易發(fā)生變形，甚至管體被高壓流體破壞而發(fā)生流體泄露；此外，該結(jié)構(gòu)的傳熱效率也有待提聞。為此，如何提供一種傳熱效率更聞、管路內(nèi)部承受:聞壓能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)密封性和可靠性好的管翅一體式熱傳輸単元及其熱交換器成為本專利技術(shù)研究的課題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供一種管翅一體式熱傳輸単元及其熱交換器，其目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的管路內(nèi)部承受高壓能力較差、結(jié)構(gòu)密封性和可靠性較差以及傳熱效率欠佳的問(wèn)題。為達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)米用的管翅一體式熱傳輸單兀的技術(shù)方案是:該熱傳輸単元具有一能夠?qū)岬钠瑺畛崞?，在該翅片上設(shè)有至少ー個(gè)翻邊孔，所述翻邊孔是由翅片本體以翻邊孔中心為中心，朝翅片一面凸出的裙?fàn)罘呅纬?；所述翻邊孔的孔?nèi)或/和孔ロ處設(shè)有至少一條加強(qiáng)筋，加強(qiáng)筋由翅片本體塑性變形形成，加強(qiáng)筋橫跨翻邊孔并且連接在翻邊孔的孔壁或/和孔口上； 所述翻邊孔在孔軸方向上由第一段和第二段組成，第一段的一端與翅片連接，第一段的另一端與第二段的一端連接，第二段的另一端懸空；第一段與第二段的橫截面形狀相同，第一段的翻邊孔內(nèi)徑等于或大于第二段的的翻邊孔外徑，并且第一段的翻邊孔內(nèi)徑與第二段的的翻邊孔外徑在尺寸關(guān)系上存在匹配的內(nèi)外套接關(guān)系；第一段與第二段的連接處圍繞翻邊孔外圍周向設(shè)有臺(tái)階。上述技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下: 1、上述方案中，所述翻邊孔的截面形狀為橢圓形、圓形、方形、菱形、三角形或異形。所述翻邊孔的種類屬于通孔。2、上述方案中，所述翅片與翅片上的翻邊孔是一體加工而成的。3、上述方案中，所述管翅一體式熱傳輸単元用于拼接組合成熱交換器。為達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)采用的ー種熱交換器的技術(shù)方案是:所述熱交換器由若干個(gè)上述技術(shù)方案所述的管翅一體式熱傳輸単元和連接管組成；在裝配狀態(tài)下，前ー個(gè)所述管翅一體式熱傳輸単元上的第一段的翻邊孔內(nèi)徑套接在后一個(gè)管翅一體式熱傳輸単元上的第二段的翻邊孔外徑上，以此類推，多個(gè)管翅一體式熱傳輸單元在翻邊孔的孔軸方向上前后依次套接形成管翅一體式熱傳輸單元組，每個(gè)管翅一體式熱傳輸單元組具有至少ー條由各個(gè)翻邊孔串聯(lián)連通的管道；多個(gè)所述管翅一體式熱傳輸單元組在所述管道的橫向或/和縱向上并列或疊加形成管道組；所述連接管位于管道組的端部，用于連接所述管道，以此形成熱交換器的流體通道。上述技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下: 1、上述方案中，所述熱交換器(亦稱為換熱器或熱交換設(shè)備)是用來(lái)使熱量從熱流體傳遞到冷流體，以滿足規(guī)定的エ藝要求的裝置，是對(duì)流傳熱及熱傳導(dǎo)的ー種エ業(yè)應(yīng)用。在熱交換器中，不同介質(zhì)之間進(jìn)行熱交換，比如氣-氣之間、氣-液之間或液-液之間。在不同エ業(yè)生產(chǎn)中，熱交換器的應(yīng)用十分廣泛，熱交換器可作為冷卻器、冷凝器或蒸發(fā)器等。本專利技術(shù)的設(shè)計(jì)原理以及特點(diǎn)是:本專利技術(shù)提供了一種管翅一體式熱傳輸単元及其熱交換器。第一，由于所述管翅一體式熱傳輸単元的翅片與翻邊孔是一體式加工而成的，多個(gè)管翅一體式熱傳輸単元通過(guò)翻邊孔套接形成管道后，管道與翅片間的熱阻很小，傳熱效率聞。第二，根據(jù)熱交換器的尺寸大小和換熱效果的需要，所述管翅一體式熱傳輸単元可任意拼合構(gòu)成熱交換器，即這種傳熱元件的単元化設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)上具有靈活性和通用性。第三，由于翻邊孔具有臺(tái)階式結(jié)構(gòu)，因此當(dāng)多個(gè)管翅一體式熱傳輸単元前后依次套接時(shí)，前一個(gè)熱傳輸單元上的第一段的翻邊孔內(nèi)徑套接在后一個(gè)管翅一體式熱傳輸単元上的第二段的翻邊孔外徑上，在翻邊孔的孔軸方向上精確定位，也即保持了翅片與翅片之間節(jié)距的一致性和均勻性，進(jìn)而增強(qiáng)了熱交換器的密封效果。第四，每個(gè)翻邊孔內(nèi)部還布設(shè)有至少一條加強(qiáng)筋，因此當(dāng)多個(gè)管翅一體式熱傳輸單元拼合構(gòu)成熱交換器后，加強(qiáng)筋的存在相當(dāng)于增強(qiáng)了管道內(nèi)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，使翻邊孔連通形成的管道的承壓能力大大提高，克服了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)扁平管內(nèi)空腔不能承受高壓的問(wèn)題。第五，本專利技術(shù)翻邊孔的臺(tái)階式結(jié)構(gòu)以及翻邊孔內(nèi)的加強(qiáng)筋這樣的設(shè)計(jì)也進(jìn)ー步提高了傳熱效率，原因在于當(dāng)翻邊孔與翻邊孔相套接時(shí)，管翅一體式熱傳輸単元的內(nèi)腔壁面為非平滑表面，流體在管道內(nèi)流動(dòng)過(guò)程中發(fā)生擾流，加強(qiáng)筋的存在又強(qiáng)化了擾流作用，流體在管道內(nèi)的溫度梯度小，進(jìn)而進(jìn)ー步提高了熱交換器的傳熱效率。由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn): 1、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的管翅一體式熱傳輸単元及其熱交換器的傳熱效率更高，傳熱效率比現(xiàn)有技術(shù)提高了至少30%。2、在有高壓流體經(jīng)過(guò)管道時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)最多能承受約3.95MPa的壓力，而本專利技術(shù)的管翅一體式熱傳輸単元及其熱交換器承受高壓的能力大大提高，與現(xiàn)有技術(shù)相比，承壓能力提高了 f 3倍。3、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的管翅一體式熱傳輸単元及其熱交換器密封性和可靠性更好。4本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種管翅一體式熱傳輸單元，該熱傳輸單元具有一能夠?qū)岬钠瑺畛崞?），在該翅片（1）上設(shè)有至少一個(gè)翻邊孔（2），所述翻邊孔（2）是由翅片（1）本體以翻邊孔（2）中心為中心，朝翅片（1）一面凸出的裙?fàn)罘叄?2）形成，其特征在于：所述翻邊孔（2）的孔內(nèi)或/和孔口處設(shè)有至少一條加強(qiáng)筋（3），加強(qiáng)筋（3）由翅片（1）本體塑性變形形成，加強(qiáng)筋（3）橫跨翻邊孔（2）并且連接在翻邊孔（2）的孔壁或/和孔口上；所述翻邊孔（2）在孔軸方向上由第一段（21）和第二段（23）組成，第一段（21）的一端與翅片（1）連接，第一段（21）的另一端與第二段（23）的一端連接，第二段（23）的另一端懸空；第一段（21）與第二段（23）的橫截面形狀相同，第一段（21）的翻邊孔（2）內(nèi)徑等于或大于第二段（23）的的翻邊孔（2）外徑，并且第一段（21）的翻邊孔（2）內(nèi)徑與第二段（23）的的翻邊孔（2）外徑在尺寸關(guān)系上存在匹配的內(nèi)外套接關(guān)系；第一段（21）與第二段（23）的連接處圍繞翻邊孔（2）外圍周向設(shè)有臺(tái)階。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：姚福良，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：姚福良，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：