一種微通道換熱器及其泡沫金屬翅片的製作方法
2023-05-05 18:55:36
專利名稱：一種微通道換熱器及其泡沫金屬翅片的製作方法
技術領域：
本發明 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。
發明內容
本發明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，提供了一種微通道換熱器及其泡沫金屬翅片，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，本發明通過以下的技術方案予以實現—種泡沫金屬翅片，用於微通道換熱器，其特徵在於，所述翅片由泡沫金屬製成，所述翅片包括能夠安裝於所述微通道換熱器的扁管外部的套管，所述套管上表面與下表面分別均布有間隔設置的凸稜，所述凸稜的形狀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。所述套管上表面的所述凸稜與下表面的所述凸稜為對稱排布或交錯排布。所述套管的厚度為O. 5 2mm。所述凸稜最高處表面到所述扁管外表面之間的距離為3 10mm。以所述凸稜的對稱線為基準，相鄰凸稜之間的間距為O. 5 10mm。以所述凸稜與所述套管的相交線為基準，相鄰凸稜之間的間距為O飛mm。當所述凸稜為四稜柱體時，所述凸稜最高處的寬度為O. 5、mm。一種微通道換熱器，包括多個扁管，所述扁管上套接安裝有上述的泡沫金屬翅片。本發明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。
本發明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。本發明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，主要是為了進一步增大空氣側換熱面積，增加對空氣的擾動，而且在相鄰換熱管之間形成空氣的流通，減小空氣通過泡沫金屬的流動阻力。
圖I是本發明所提供實施例一的微通道換熱器的結構示意圖；圖2是圖I中A方向的俯視圖；
圖3是圖I的B-B剖面圖；圖4是圖I的C-C剖面圖；圖5是圖I的D-D剖面圖；圖6本發明所提供實施例二的微通道換熱器的結構示意圖；圖7是圖6中A方向的俯視圖；圖8是圖6的B-B剖面圖；圖9是圖6的C-C剖面圖；圖10是本發明所提供實施例三的微通道換熱器的結構示意圖；圖11是圖10中A方向的俯視圖；圖12是圖10的B-B剖面圖；圖13是圖10的C-C剖面圖；圖14為本發明所提供實施例四的微通道換熱器的結構示意圖；圖15是圖14中A方向的俯視圖；圖16是圖14的B-B剖面圖；圖17是圖14的C-C剖面圖。圖中1，扁管；2，翅片；21，套管；22，凸稜；3，集液器；4，分配管。
具體實施例方式為能進一步了解本發明的發明內容、特點及效果，茲例舉以下實施例，並配合附圖詳細說明如下實施例一如圖I至圖5所示，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，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j=l(T30mm，高度i=f2mm，扁管I上的孔的形狀為方形或圓形。本發明提供的翅片2包括矩形套管21，套管21的內腔尺寸與扁管I相匹配，能夠套接安裝於微通道換熱器的每個扁管I外部。套管21的上表面與下表面分別設置有凸稜22，凸稜22均勻分布並且間隔設置。本實施例中凸稜22的形狀是截面為等腰梯形的四稜柱體，並且凸稜22在套管21的上表面和下表面對稱排布。本實施例中翅片2的基本尺寸參數如下套管21的縱向厚度d=0. 5 1mm，橫向厚度g=0. 5 2mm。凸稜22的高度，即四稜柱體上等腰梯形的頂邊到扁管I外表面的距離e=3"10mm。凸稜22最高處的寬度，即四稜柱體上等腰梯形的頂邊長度a=0. 5 5mm ;而翅片2上下表面凹進的寬度b=0. 5 5mm。相鄰凸稜之間的間距為c=0. 5^10mm,以四稜柱體上等腰梯形的對稱線為基準。相鄰扁管I上翅片2之間的最短距離f = O. 5飛mm。翅片2材質為泡沫金屬，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。本發明中泡沫金屬的孔徑優選為O. 05 4mm。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。實施例二·
如圖6至圖9所示，本實施例與實施例一的不同僅在於，凸稜22的形狀是截面為等腰梯形的四稜柱體，並且凸稜22在套管21的上表面和下表面交錯排布。本實施例中相鄰扁管I上翅片2之間的距離f = h=0. 5飛mm。實施例三如圖10至圖13所示，本實施例與實施例一的不同僅在於，凸稜22的形狀是截面為類等腰梯形且其腰為凹弧線的四稜柱體，並且凸稜22在套管21的上表面和下表面對稱排布。本實施例中翅片2的基本尺寸參數同實施例一。實施例四如圖14至圖17所示，本實施例與實施例一的不同僅在於，凸稜22的形狀是截面為類等腰梯形且其腰為凹弧線的四稜柱體，並且凸稜22在套管21的上表面和下表面交錯排布。本實施例中翅片2的基本尺寸參數同實施例二。上述四個實施例只是對凸稜22的形狀的舉例，凸稜22的形狀多樣，具體可以選用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，其中弧線可以是凹弧線，即三稜柱體的兩側面為凹弧面；也可以是凸弧線，即三稜柱體的兩側面為凸弧面；還可以選用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，其中弧線可以是凹弧線，即四稜柱體的兩側面為凹弧面；也可以是凸弧線，即四稜柱體的兩側面為凸弧面。儘管上面結合附圖對本發明的優選實施例進行了描述，但是本發明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發明的啟示下，在不脫離本發明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，這些均屬於本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種泡沫金屬翅片，用於微通道換熱器，其特徵在於，所述翅片由泡沫金屬製成，所述翅片包括能夠安裝於所述微通道換熱器的扁管外部的套管，所述套管上表面與下表面分別均布有間隔設置的凸稜，所述凸稜的形狀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。
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，所述套管上表面的所述凸稜與下表面的所述凸稜為對稱排布或交錯排布。
5.根據權利要求I所述的一種泡沫金屬翅片，其特徵在於，所述套管的厚度為O.5 2mm。
6.根據權利要求I所述的一種泡沫金屬翅片，其特徵在於，所述凸稜最高處表面到所述扁管外表面之間的距離為3 10mm。
7.根據權利要求I所述的一種泡沫金屬翅片，其特徵在於，以所述凸稜的對稱線為基準，相鄰凸稜之間的間距為O. 5 10mm。
8.根據權利要求I所述的一種泡沫金屬翅片，其特徵在於，以所述凸稜與所述套管的相交線為基準，相鄰凸稜之間的間距為O飛mm。
9.根據權利要求I所述的一種泡沫金屬翅片，其特徵在於，當所述凸稜為四稜柱體時，所述凸稜最高處的寬度為O. 5 5_。
10.一種微通道換熱器，包括多個換熱管，其特徵在於，所述換熱管上套接安裝有如權利要求I所述的泡沫金屬翅片。
全文摘要
本發明公開了一種微通道換熱器及其泡沫金屬翅片，翅片由泡沫金屬製成，翅片包括能夠安裝於微通道換熱器的扁管外部的套管，套管上表面與下表面分別均布有間隔設置的凸稜，凸稜的形狀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。本發明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F28F21/08GK102878851SQ20121033459
公開日2013年1月16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, 馬一太 申請人:天津大學