[发明专利]对圆角斜断式翅片管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对圆角斜断式翅片管无接触热阻传热元件，属于热交换技术领域。

背景技术

现有空调器、车辆、制冷设备等换热器上使用的传热元件一般由铜管、铝管或微通道管与铝翅片组成，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，某些换热器(如工程机械)工作环境恶劣，传热元件运行一定时间后，散热翅片和传热管的连接处往往会出现局部松脱，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；同时，由于我国铜资源匮乏，近年来用于制造传热管的铜材价格高涨，大大增加了换热器的生产成本。为了避免以上缺陷，本发明设计了一种对圆角斜断式翅片管无接触热阻传热元件，该传热元件为铝质整体式结构，散热翅片与传热管之间无接触热阻，提高了传热性能；倾斜的对圆角小波纹断翅翅片切断了空气侧热流体的热边界层，同时增强了气侧对空气的扰动性，比尖峰圆谷式波纹翅片管传热元件提高了气侧的传热效率；长方形传热管两侧整体式的对圆角小波纹断翅翅片具有加强筋的作用，比尖峰圆谷式波纹翅片管传热元件进一步增强了传热管的耐压性能，满足空调换热器传热介质工作压力要求；与传统串片胀管式或焊接式分体结构的传热元件相比，对圆角斜断式翅片管无接触热阻传热元件的传热性能提高了10％-40％；与尖峰圆谷式波纹翅片管传热元件相比，对圆角圆角小波纹形的断翅散热翅片与传热扁管之间呈α(0°<α<90°)的倾斜角度，同时呈弧形，在相同传热元件高度的条件下，对圆角斜断式翅片管无接触热阻传热元件的散热翅片的散热面积增加的大约2％，使传热能力得到进一步增强；同时，对圆角斜断式翅片管无接触热阻传热元件加工成形工艺简单，生产效率提高，降低生产成本。

发明内容

本发明设计的对圆角斜断式翅片管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，散热翅片是倾斜的对圆角小波纹断翅翅片，每一个波纹断翅翅片小单元长度为S₁，高度为H，有两个半径为r的圆角小波纹；两个小波纹之间间距为S₂，由两个半径为R的圆角平滑过渡；散热翅片位于传热管的上、下两侧，散热翅片之间间距为S_f，散热翅片厚度为δ，高度为H_p；传热管为断面厚度为W₁，宽度为L₁的矩形扁管，传热管内沿轴向均匀布置有多个互不相通的矩形通道，矩形通道断面厚度为W₂，宽度为L₂，各矩形通道之间的间距为L₃。

本发明设计的对圆角斜断式翅片管无接触热阻传热元件，较之现有的由铜管、铝管或微通道管与铝翅片通过胀管或焊接方式连接的分体式结构的换热器传热元件和尖峰圆谷式波纹翅片管传热元件相比，具有以下优点：

(1)传热性能得到显著提高。该对圆角斜断式翅片管无接触热阻传热元件的散热翅片和传热管采用整体式结构，一体加工成型，消除了接触热阻，同时散热翅片为倾斜的对圆角小波纹断翅翅片，可以切断热流体的热边界层，有利于对流换热；同时流体掠过散热翅片时流动阻力较小，且扰流比较剧烈，传热元件的性能得到充分发挥，因而传热性能良好，与现有传热元件相比，该对圆角断翅式翅片管无接触热阻传热元件传热系数K能够提高10-40％。

(2)对圆角小波纹的断翅翅片与传热扁管之间呈α(0°<α<90°)的倾斜角度，同时呈弧形，在传热元件高度相同的条件下，与尖峰圆谷式波纹翅片管传热元件相比，散热翅片的散热面积增加的大约2％，使得对圆角斜断式翅片管无接触热阻传热元件的传热能力得到进一步增强。

(3)由于传热性能得到很大提高，在传递相同热量的条件下，与现在应用广泛的分体式换热器传热元件相比，该对圆角斜断式无接触热阻翅片管传热元件的体积和重量能够减少15-39％，节省大量材料，降低生产成本。

(4)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；同时倾斜的断翅翅片中间的对圆角小波纹，具有加强筋的作用，有利于提高抗振能力，使散热翅片与传热管不会因为振动剧烈而产生脱离。

本发明的具体结构由附图1、2、3给出。

附图说明

附图1为本对圆角斜断式翅片管无接触热阻传热元件的正视图；

附图2为本对圆角斜断式翅片管无接触热阻传热元件的俯视图及细节放大图；