一種泡沫金屬翅片及具有該翅片的多孔扁管微通道換熱器的製作方法

2023-05-02 06:27:56

專利名稱：一種泡沫金屬翅片及具有該翅片的多孔扁管微通道換熱器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種熱交換或傳熱設備及其零部件，更具體的說，是涉及有增加傳熱面積結構的熱交換或傳熱設備及其零部件。
背景技術：
微通道換熱器起初是在電子發熱元件及小型燃氣輪機中應用較多，現已擴展到汽車空調、中央空調和家用空調領域，其應用前景廣闊。微通道換熱器應用於空調中具有以下優勢傳熱效率高；可使空調的體積縮小，重量減輕；不使用價格昂貴、資源短缺的銅材；可減少製冷劑的充灌量等。但是現有微通道換熱器的翅片多鋁製薄片，易折彎，並通常製成百葉打孔形式以增加管外換熱面積，然而平面上增加管外側換熱面積總是有限的。特別是對於微通道換熱器，由於其管徑較小，導致管外面積所能增加的翅片面積非常有限。因此，如何提高微通道換熱器的換熱性能，已成為當前微通道換熱器研究的熱點。

實用新型內容本實用新型要解決的是現有微通道換熱器的換熱性能有待提高的技術問題，提供了一種泡沫金屬翅片及具有該翅片的微通道換熱器，通過新型的翅片形式，能夠提高微通道換熱器的換熱效率及綜合性能。為了解決上述技術問題，本實用新型通過以下的技術方案予以實現—種泡沫金屬翅片，設置於微通道換熱器的相鄰扁管之間，該翅片由泡沫金屬製成的第一翅片和泡沫金屬製成的第二翅片構成，所述第一翅片包括兩個相互平行的薄層結構，兩個所述薄層結構之間均布有間隔設置的第二翅片，所述第二翅片選自截面為等腰三角形的三稜柱體、截面為類等腰三角形且其腰為弧線的三稜柱體、截面為等腰梯形的四稜柱體、截面為類等腰梯形且其腰為弧線的四稜柱體其中的一種；所有所述第二翅片的三稜柱體中等腰三角形或類等腰三角形的頂點均位於所述第一翅片兩個薄層結構同一面的側邊之間，底邊均位於所述第一翅片兩個薄層結構另一面的側邊之間；四稜柱體中等腰梯形或類等腰梯形的較短底邊均位於所述第一翅片兩個薄層結構同一面的側邊之間，較長底邊均位於所述第一翅片兩個薄層結構另一面的側邊之間。所述泡沫金屬為泡沫銅、泡沫招、泡沫鐵或泡沫鎳其中的一種。所述泡沫金屬的孔徑為O. 05 4mm。所述第一翅片的薄層結構厚度為O.廣5mm。所述第二翅片的三稜柱體或四稜柱體的柱體高度為5 20mm。所述第二翅片的三稜柱體中等腰三角形或類等腰三角形的底邊長度為O. 5^2mm ；所述第二翅片的四稜柱體中等腰梯形或類等腰梯形的較長底邊長度為O. 5 2mm。所述第二翅片的三稜柱體中等腰三角形或類等腰三角形的頂點到底邊的垂直距離為l(T30mm ;所述第二翅片的四稜柱體中等腰梯形或類等腰梯形的較短底邊到較長底邊的垂直距離為l(T30mm。相鄰所述第二翅片的三稜柱體中等腰三角形或類等腰三角形、四稜柱體中等腰梯形或類等腰梯形的對稱線之間的距離為f2mm。一種微通道換熱器，包括多個扁管，相鄰所述扁管之間設置有上述的泡沫金屬翅片。本實用新型的有益效果是泡沫金屬由剛性骨架和內部通孔洞組成，具有優異的物理特性和良好的機械性能，其比重小、不易折彎、比表面積大、換熱散熱能力高。本實用新型將泡沫金屬應用於微通道換熱器的翅片，流動的空氣通過泡沫金屬內部的通孔洞，可產生複雜的三維流動，使空氣形成的溫度場和流場分布更趨合理，增大空氣 側的換熱面積，提高翅片的換熱係數及單位換熱能力，從而有效提高微通道換熱器換熱效率及綜合性能。本實用新型同時將翅片設計成不同截面形式的凸稜形狀並且間隔布置，可減小泡沫金屬的流動阻力，進一步增大空氣側換熱面積，而且在相鄰扁管之間形成楔形的通道，由於通道中空氣的流通面積由大到小，空氣加速，可增強換熱；第一翅片和第二翅片的相互使用有助於翅片的整體製作，並增強與扁管結合的牢固度。

圖I是本實用新型所提供的第二翅片的六種形式的形狀示意圖；其中，(a)是截面為等腰三角形的三稜柱體；(b)是截面為類等腰三角形且其腰為凹弧線的三稜柱體；(C)是截面為類等腰三角形且其腰為凸弧線的三稜柱體；(d)是截面為等腰梯形的四稜柱體；(e)是截面為類等腰梯形且其腰為凹弧線的四稜柱體；(f)是截面為類等腰梯形且其腰為凸弧線的四稜柱體；圖2是本實用新型所提供的微通道換熱器的結構示意圖；圖3是圖2的B-B剖面圖；圖4是圖2中A部分的局部發大圖；圖5是圖4中G方向的側視圖；圖6是圖4的C-C剖面圖；圖7是當第二翅片為圖I (a)形式時，圖4的D-D剖面圖；圖8是當第二翅片為圖I (b)形式時，圖4的D-D剖面圖；圖9是當第二翅片為圖I (e)形式時，圖2中A部分的局部發大圖；圖10是圖9中H方向的側視圖；圖11是圖9的E-E剖面圖；圖12是圖9的F-F剖面圖。圖中1，扁管；2，翅片；21，第一翅片；22，第二翅片；3，集液器；4，分配管。
具體實施方式
[0040]為能進一步了解本實用新型的實用新型內容、特點及效果，茲例舉以下實施例，並配合附圖詳細說明如下本實施例披露了一種泡沫金屬翅片及具有該翅片的微通道換熱器，如圖2所示，微通道換熱器包括兩端的集液器3和分配管4，集液器3和分配管4為圓柱體且底面半徑為l(T40mm。集液器3和分配管4之間設置有多個扁管1，扁管I的寬度為l(T30mm，高度為f 2mm，扁管I上的孔的形狀為方形或圓形。如圖3所示，相鄰扁管I之間設置有本實用新型提供的翅片2，該翅片2由第一翅片21和第二翅片22兩部分構成。翅片2的整體高度比相鄰扁管I之間的距離高O. Γ0. 5mm,有一定的過盈量，可將翅片2插裝於相鄰扁管I之間。除此以外，翅片2在相鄰扁管I之間的安裝方式還可以是局部點焊等。第一翅片21和第二翅片22的材質均為泡沫金屬,泡沫金屬可以選用泡沫銅、泡沫鋁、泡沫鐵以及泡沫鎳等。泡沫金屬由剛性骨架和內部通孔洞組成，具有優異的物理特性和良好的機械性能，其比重小、不易折彎、比表面積大、換熱散熱能力高。本實用新型中泡沫金·屬的孔徑優選為O. 05 4_。泡沫金屬可供空氣流通，流動的空氣通過泡沫金屬翅片的通孔，可產生複雜的三維流動，增大了換熱器空氣側的換熱面積，可有效提高換熱器的換熱性能。如圖4所示，第一翅片21包括兩個相互平行的薄層結構，薄層結構的厚度e=0.廣5_。第一翅片21兩個薄層結構之間設置有第二翅片22，第二翅片22均勻分布並且間隔設置。第一翅片21與第二翅片22製作時是一體成型的。如圖I所示，第二翅片21的形狀多樣，具體可以選用截面為等腰三角形的三稜柱體，如圖I (a)所示；截面為類等腰三角形且其腰為弧線的三稜柱體，其中弧線可以是凹弧線，即三稜柱體的兩側面為凹弧面，如圖I (b)所示；也可以是凸弧線，即三稜柱體的兩側面為凸弧面，如圖I (c)所示。第二翅片21還可以選用截面為等腰梯形的四稜柱體，如圖I(d)所示；截面為類等腰梯形且其腰為弧線的四稜柱體，其中弧線可以是凹弧線，即四稜柱體的兩側面為凹弧面，如圖I (e)所示；也可以是凸弧線，即四稜柱體的兩側面為凸弧面，如圖I (f)所示。結合圖4至圖8所示，當第二翅片22的形狀是截面為等腰三角形或者類等腰三角形的三稜柱體時，三稜柱體中等腰三角形或類等腰三角形的頂點均位於第一翅片21的一側，底邊均位於第一翅片21的另一側。此時第二翅片22的基本參數如下三稜柱體的高度a=5 20mm ;三稜柱體中等腰三角形或類等腰三角形的底邊長度，即三稜柱體底面寬度c=0. 5^2mm ;三稜柱體中等腰三角形或類等腰三角形的頂點到底邊的垂直距離d=l(T30mm，與扁管I的寬度相同；相鄰第二翅片22的距離b=f 2mm，以三稜柱體中等腰三角形或類等腰三角形對稱線之間的距離為準。結合圖9至圖12所示，當第二翅片22的形狀是截面為等腰梯形或者類等腰梯形的四稜柱體時，稜柱體中等腰梯形或類等腰梯形的較短底邊均位於第一翅片21的一側，較長底邊均位於第一翅片21的另一側。此時第二翅片22的基本參數如下四稜柱體的高度為5 20mm;四稜柱體中等腰梯形或類等腰梯形的較長底邊長度，即四稜柱體底面寬度為O. 5 2mm;四稜柱體中等腰梯形或類等腰梯形的較短底邊到較長底邊的垂直距離為l(T30mm，與扁管I的寬度相同；相鄰第二翅片22的距離為f2mm，以四稜柱體中等腰梯形或類等腰梯形的對稱線之間的距離為準。[0048]儘管上面結合附圖對本實用新型的優選實施例進行了描述，但是本實用新型並不局限於上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，並不是限制性的，本領域的普通技術人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權利要求所保護的範圍情況下，還可以作出很多形式的具體變換，這些均屬於本實 用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種泡沫金屬翅片，設置於微通道換熱器的相鄰扁管之間，其特徵在於，該翅片由泡沫金屬製成的第一翅片和泡沫金屬製成的第二翅片構成，所述第一翅片包括兩個相互平行的薄層結構，兩個所述薄層結構之間均布有間隔設置的第二翅片，所述第二翅片選自截面為等腰三角形的三稜柱體、截面為類等腰三角形且其腰為弧線的三稜柱體、截面為等腰梯形的四稜柱體、截面為類等腰梯形且其腰為弧線的四稜柱體其中的一種； 所有所述第二翅片的三稜柱體中等腰三角形或類等腰三角形的頂點均位於所述第一翅片兩個薄層結構同一面的側邊之間，底邊均位於所述第一翅片兩個薄層結構另一面的側邊之間；四稜柱體中等腰梯形或類等腰梯形的較短底邊均位於所述第一翅片兩個薄層結構同一面的側邊之間，較長底邊均位於所述第一翅片兩個薄層結構另一面的側邊之間。
2.根據權利要求I所述的一種泡沫金屬翅片，其特徵在於，所述泡沫金屬為泡沫銅、泡沫招、泡沫鐵或泡沫鎳其中的一種。
3.根據權利要求I所述的一種泡沫金屬翅片，其特徵在於，所述泡沫金屬的孔徑為O. 05 4mm。
4.根據權利要求I所述的一種泡沫金屬翅片，其特徵在於，所述第一翅片的薄層結構厚度為O. 1 5_。
5.根據權利要求I所述的一種泡沫金屬翅片，其特徵在於，所述第二翅片的三稜柱體或四稜柱體的柱體高度為5 20mm。
6.根據權利要求I所述的一種泡沫金屬翅片，其特徵在於，所述第二翅片的三稜柱體中等腰三角形或類等腰三角形的底邊長度為O. 5^2mm ;所述第二翅片的四稜柱體中等腰梯形或類等腰梯形的較長底邊長度為O. 5 2mm。
7.根據權利要求I所述的一種泡沫金屬翅片，其特徵在於，所述第二翅片的三稜柱體中等腰三角形或類等腰三角形的頂點到底邊的垂直距離為l(T30mm ;所述第二翅片的四稜柱體中等腰梯形或類等腰梯形的較短底邊到較長底邊的垂直距離為l(T30mm。
8.根據權利要求I所述的一種泡沫金屬翅片，其特徵在於，相鄰所述第二翅片的三稜柱體中等腰三角形或類等腰三角形、四稜柱體中等腰梯形或類等腰梯形的對稱線之間的距離為l 2mm。
9.一種微通道換熱器，包括多個扁管，其特徵在於，相鄰所述扁管之間設置有如權利要求I所述的泡沫金屬翅片。
專利摘要本實用新型公開了一種泡沫金屬翅片及具有該翅片的多孔扁管微通道換熱器，翅片設置於微通道換熱器的相鄰扁管之間，該翅片由泡沫金屬製成的第一翅片和第二翅片構成，第一翅片包括兩個相互平行的薄層結構，兩個薄層結構之間均布有間隔設置的第二翅片，第二翅片選自截面為等腰三角形的三稜柱體、截面為類等腰三角形且其腰為弧線的三稜柱體、截面為等腰梯形的四稜柱體、截面為類等腰梯形且其腰為弧線的四稜柱體其中的一種。本實用新型將泡沫金屬應用於微通道換熱器的翅片，流動的空氣通過泡沫金屬內部的通孔洞，可產生複雜的三維流動，增大空氣側的換熱面積，提高翅片的換熱係數及單位換熱能力，從而有效提高微通道換熱器換熱效率及綜合性能。
文檔編號F28F1/32GK202734639SQ20122046075
公開日2013年2月13日 申請日期2012年9月11日 優先權日2012年9月11日
發明者李敏霞, 劉忠彥, 黨超鑌 申請人:天津大學