[发明专利]矩形与圆形通道混合式无接触热阻传热元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于各类换热器的矩形与圆形通道混合式无接触热阻传热元件，属于热力学机械装置范畴。

背景技术

现有空调器、车辆、制冷设备换热器上使用的传热元件一般由铜管(或铝管)与铝翅片组成，而现阶段所采用的传热元件的传热管和散热翅片为分体式结构，通常采用胀管或钎焊的方法连接，制造和加工工艺较为复杂，其翅片与传热管之间接触热阻较大；且抗振能力较差，而在工程机械中换热器的工作环境恶劣，常常会导致一段时间后，散热翅片和传热管的连接处出现局部松脱，甚至产生断裂，如此亦会加大接触热阻，导致其传热性能显著下降。传热管道通道为单一矩形的传热元件，其抗弯曲性能较差，由此传热元件总成装配的散热器整体耐压抗变形能力较差，如果矩形通道窄，水侧流动阻力大，如果矩形通道宽，气侧流动阻力大。为了克服以上缺陷，本发明设计了一种矩形与圆形通道混合式无接触热阻传热元件，与单一矩形通道相比，传热元件抗弯曲能力显著增强，水侧流通阻力系数降低，气侧流动阻力系数增加不大，同时提高了整个传热管的耐压性能和传热性能。该元件为铝质整体式结构，结构紧凑，传热效率高，能够大幅度的提升换热器的传热性能和结构强度，加工简单，节省材料，降低生产成本。

发明内容

本发明矩形与圆形通道混合式无接触热阻传热元件由散热翅片和传热管组成，散热翅片和传热管为铝质整体式结构，一体加工成型，散热翅片总体呈交叉波纹状，由两段直线与一段圆弧组成，直线分布在圆弧的两边，并且与圆弧相切。圆弧的半径是R，截面形状为两个小矩形的管道上分别有一列翅片，此两列翅片的波长均为S₁，波高为H₁；截面形状为两个圆形的管道上分别有一列翅片，此两列翅片的波长均为S₂，波高为H₂；截面形状为大矩形的管道上有一列翅片，此列翅片的波长为S₃，波高为H₁；每一段圆弧的半径均为R。波纹翅片位于传热管的上、下两侧，与传热管垂直，散热翅片间距为S_f，散热翅片厚度为δ，高度有H₃、H₄；截面形状为两个小矩形的传热管道，其断面厚度为W₁，宽度为L₁；截面形状为两个圆形的传热管道，其断面厚度为直径D，宽度为直径D；截面形状为大矩形的传热管道，其断面厚度为W₁，宽度为L₂。各传热管道之间互不想通，每一个管道沿着轴向一直相通，各个通道之间的间距为L₃。

本发明设计的矩形与圆形通道混合式无接触热阻传热元件较之现有换热器传热元件相比具有以下优点：

(1)传热性能得到显著提高。该传热管道为矩形与圆形混合式无接触热阻传热元件，提高了换热系数，由于圆形管道的加入，使得传热面积以及传热空间得到大大提高，同时散热翅片和传热管采用整体式，消除了接触热阻，因而传热性能良好，与现有传热元件相比，该矩形与圆形混合式传热管道的传热元件传热系数K能够提高25-40％。

(2)在传递相同热量的条件下，该传热管道为混合式的传热元件的体积和重量能够减少20-39％，节省大量材料，降低生产成本。

(3)散热翅片和传热管为一体，无需焊接，也不用酸洗工业，在简化了制造工艺的同时又不污染环境。

(4)由于圆形管道的加入，其阻力系数降低5—10％，同时其耐压性能得到提升。

(5)本发明矩形与圆形通道混合式无接触热阻传热元件，与单一矩形通道相比，传热元件抗弯曲能力显著增强，水侧流通阻力系数降低，气侧流动阻力系数增加不大，整个传热管的耐压性能和传热性能提高5—15％。

本发明的具体结构由附图1、2、3给出。

附图说明

附图1为矩形与圆形通道混合式无接触热阻传热元件的正视图；

附图2为矩形与圆形通道混合式无接触热阻传热元件的俯视图及细节放大图；

附图3为矩形与圆形通道混合式无接触热阻传热元件的左视图。

具体实施方式

如图1、2、3所示本发明矩形与圆形通道混合式无接触热阻传热元件由散热翅片1和传热扁管2组成，散热翅片1和传热扁管2为一体，散热翅片1位于传热扁管2的上、下两侧，上下两侧的散热翅片1为波纹形状，散热翅片1与传热扁管2垂直，散热翅片1之间的间距为S，散热翅片厚度为δ，高度有H₃、H₄，波纹散热翅片的波长有S₁、S₂、S₃，波高为H₁、H₂、H₃，传热扁管2断面厚度为W，宽度为L，传热扁管2内沿轴向布置3个矩形和2个圆形的通道，他们之间互不相通(见附图1)，矩形通道1的断面厚度为W₁，宽度为L₁，圆形通道2的断面宽度为直径D,厚度为直径D,矩形通道3的断面厚度为W₁，宽度为L₂，各通道之间的间距为L₃。传热元件工作时，温度高的流体(如水或油)从传热扁管2内的各个通道的一端流入，再从通道的另一端流出，而温度较低的空气则横掠传热扁管2外的散热翅片1，从而实现传热扁管2内的热流体与流过散热翅片1的冷空气之间的热量交换。