[发明专利]热交换器

说明书

本发明涉及热交换器，尤其涉及带有传热肋片之类传热片的热交换器的传热特性的改善。

本发明的现有技术用特愿昭59-264087号的说明书进行说明。

该专利文献介绍的热交换器是通过改进传热片的结构来提高具有多片平行设置的传热片的热交换器的传热特性的。具体是，这种传热片设有许多通孔并沿着流体的流动方向被周期性地弯曲成大致梯形波纹板状，相邻传热片的波纹相位错开半个周期，从而在各相邻的传热片之间，形成缩小段与扩大段沿流体的流动方向依次交替排列的流道。由于缩小段与扩大段的流速不同，因而压力也不同，所以，部分流体通过传热片上的通孔，从传热片的一侧流到传热片的另一侧，而大部分流体仍在同一流道内流动。由于部分流体经通孔被吸入、喷出，使边界层变薄，所以，传热片的传热特性得到改善。

然而，对于上述传热片，由于构成传热片的各种形状参数，例如，相邻流道在同一截面上的截面积比、或梯形波的周期长短等均会影响其传热特性，所以可以预料存在最佳形状。

此外，由于传热片上通孔的孔径或其开孔率等也会影响传热性能，所以同样可以预料存在最佳参数。

本发明的目的旨在提供一种传热效率高的热交换器，通过找出传热片的各种最佳形状参数，例如最佳的梯形波纹周期长度及最佳的截面积比等。以获得最佳的传热特性。

本发明的热交换器由多根传热管和多片传热片组成，设有多个通孔的传热片沿流体的流动方向周期性地弯曲成大致梯形波纹状，相邻传热片弯曲的相位错开半个周期并多片平行设置，上述流体主要不通过上述传热片的通孔而流过传热片间的流道，并且，当相当于梯形波半个周期长度的传热片沿流道方向的投影长度为l，传热片的总长为L时，使l/L为0.3以下，且l为2.5mm以上，当流道扩大段的宽度为H₁缩小段的宽度为H₂时，使H₂/H₁为0.1～0.5。

下面将结合附图对本发明作进一步详细描述。

第1图是本发明实施例中传热片的局部剖面图，第2图表示图1中传热片的结构参数1/L对传热特性的影响，第3图是由第1图所示传热片与传热管构成的片管式热交换器的局部剖面图，第4图是本发明实施例中传热片的局部剖面图，第5图表示流道缩小段与扩大段面积比对传热特性的影响，第6图表示本发明实施例传热片另一些具体结构尺寸的纵向剖面图，第7图表示通孔直径d对传热特性的影响，第8图是作为本发明实施例之一的波纹片式热交换器的局部透视图，第9图表示开孔率β对传热特性的影响，第10图是片管式热交换器的透视图，第11图是图10所示热交换器主要部分的透视图，第12图是图10所示热交换器的俯视图，第13图是第12图中沿Y-Y线的剖面图，第14图是把第12图的传热肋片多个层叠起来的结构的剖面图，第15图及第16图是图10所示热交换器中，管外放热系数与风压损失之比的特性示意图，第17图用于说明通孔的开孔率，第18图至第22图是管外放热系数与风压损失之比和各参数之间关系的特性图，第23、24图是说明传热肋片的斜边部分开孔的作用的图。第25、26图是现有技术传热片的透视图和剖视图。

图25、26是特愿昭59-264087所公开的一种传热片的透视图和剖面图。

第25图中沿流体的流动方向A平行设置、带有多个通孔（13）的传热片（1），可以是传热肋片、吸热片或散热片等。该传热片（1）多片层叠，各传热片（1a）、（1b）、（1c）之间形成流道，流体在其间通过。又，各传热片（1）沿流体的流动方向A周期性地弯曲成梯形波纹板状，相邻传热片的弯曲周期相位错开半个周期。

利用第26图说明这种结构的作用效果。设传热片（1a）与（1b）之间形成的流道为流道（51），由（1b）与（1c）形成的流道作为流道（52）。如果流过流道（51）和（52）的流体的流量和总压是相同的，则在与图示流动方向A相垂直的各剖面上，流道（51）与流道（52）的截面积却不同，例如，在X-X剖面处，流道（51）的截面积比流道（52）大，所以流过该部分流道（51）与流道（52）之间产生静压差，其结果，流体的一部分经通孔（13），从流道（51）流入流道（52）。

这时，如注意一下图25和26中的传热片（1b）便可看到，随着图中所示的大致为梯形波纹板状的传热片的波形变动，流体从流道（51）到流道（52），又从流道（52）到流道（51），发生周期性的流动。