[发明专利]管翅一体式热传输单元及其热交换器

说明书

 

技术领域

本发明涉及热交换器领域，具体涉及一种管翅一体式热传输单元及由该管翅一体式热传输单元拼接构成的热交换器。

背景技术

热交换器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称换热器。热交换器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。在现有技术中，制冷系统一般采用翅片管式热交换器进行传热，其中所使用的铝翅片具有若干带翻边的孔，将若干个具有翻边的孔的铝翅片成组地套在圆铜管上，利用机械胀管工艺可将铝翅片固定在铜管上并组成翅片管式热交换器以用于系统传热。这种结构具有很明显的缺点：由于铝翅片很薄而且其与铜管的接触面积很小，导致热阻很大，因而传热效率不高；不适用于传热效率较高的翅片扁管式热交换器。

为了解决上述问题，中国专利CN101949654A公开了一种翅片管一体式热交换器，该热交换器包括翅片和内部管路一体形成的翅片组、分别安装在翅片组的两侧端的端板、分别于两侧的端板相装配固定的两个端盖、用于连接外部管路的两个接口。其中，翅片组包括多个翅片，各翅片上开设形成多个具有翻边的翅片翻边孔，多个翅片通过翅片翻边孔依次套接在一起并固定为一体，在翅片组上形成多个由对应的翅片翻边孔连通构成的内部管路。尽管中国专利CN101949654A的这种结构在一定程度上提高了传热效率，但在实际应用中仍然存在一些问题。例如，由于翅片上的每个翅片翻边孔的翻边围成的面为锥面，从热交换器的制造工艺上来看，当很多个翅片相互套接时，翅片翻边孔的翻边与翻边之间无法精确定位，即翅片与翅片之间的节距不均匀，导致热交换器的密封性不强，容易发生流体泄露；尽管翅片与翅片的相互套接部分相当于加强了内部管路的厚度，即该结构在有高压流体经过时具有一定的抗压能力，但当超过一定压力时翅片翻边孔会有失稳趋势，翅片翻边孔连通形成的管体容易发生变形，甚至管体被高压流体破坏而发生流体泄露；此外，该结构的传热效率也有待提高。为此，如何提供一种传热效率更高、管路内部承受高压能力强、结构密封性和可靠性好的管翅一体式热传输单元及其热交换器成为本发明研究的课题。

发明内容

本发明提供一种管翅一体式热传输单元及其热交换器，其目的在于解决现有技术存在的管路内部承受高压能力较差、结构密封性和可靠性较差以及传热效率欠佳的问题。

为达到上述目的，本发明采用的管翅一体式热传输单元的技术方案是：该热传输单元具有一能够导热的片状翅片，在该翅片上设有至少一个翻边孔，所述翻边孔是由翅片本体以翻边孔中心为中心，朝翅片一面凸出的裙状翻边形成；

所述翻边孔的孔内或/和孔口处设有至少一条加强筋，加强筋由翅片本体塑性变形形成，加强筋横跨翻边孔并且连接在翻边孔的孔壁或/和孔口上；

所述翻边孔在孔轴方向上由第一段和第二段组成，第一段的一端与翅片连接，第一段的另一端与第二段的一端连接，第二段的另一端悬空；第一段与第二段的横截面形状相同，第一段的翻边孔内径等于或大于第二段的的翻边孔外径，并且第一段的翻边孔内径与第二段的的翻边孔外径在尺寸关系上存在匹配的内外套接关系；第一段与第二段的连接处围绕翻边孔外围周向设有台阶。 

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，所述翻边孔的截面形状为椭圆形、圆形、方形、菱形、三角形或异形。所述翻边孔的种类属于通孔。

2、上述方案中，所述翅片与翅片上的翻边孔是一体加工而成的。

3、上述方案中，所述管翅一体式热传输单元用于拼接组合成热交换器。

为达到上述目的，本发明采用的一种热交换器的技术方案是：所述热交换器由若干个上述技术方案所述的管翅一体式热传输单元和连接管组成；在装配状态下，前一个所述管翅一体式热传输单元上的第一段的翻边孔内径套接在后一个管翅一体式热传输单元上的第二段的翻边孔外径上，以此类推，多个管翅一体式热传输单元在翻边孔的孔轴方向上前后依次套接形成管翅一体式热传输单元组，每个管翅一体式热传输单元组具有至少一条由各个翻边孔串联连通的管道；多个所述管翅一体式热传输单元组在所述管道的横向或/和纵向上并列或叠加形成管道组；所述连接管位于管道组的端部，用于连接所述管道，以此形成热交换器的流体通道。

上述技术方案中的有关内容解释如下：