一种热交换器及其翅片.pdf

本发明公开了一种用于热交换器的翅片，包括若干个具有翅片本体的翅片单元，所述翅片单元包括若干个突出于所述翅片本体上表面和/或下表面的突起部，沿空气流方向，所述突起部与所述翅片本体形成连续曲面，所述突起部还具有第一导风部，所述第一导风部用于引导空气流过所述突起部的顶部；本发明中各突起部的顶部具有第一导风部，空气沿第一导风部流过突起部的凸起顶部边缘，与现有技术中突起部顶部直接与空气接触相比，空气流经本发明中所提供的突起部的顶部时，第一导风部可以对空气流起到很好的导向作用，减小突起部的凸起顶部对空气流边界层的破坏，从而减小了翅片对空气流的阻力，在很大程度上提高了热交换器的换热效率。此外，本发明还公开了一种具有上述翅片的热交换器。

权利要求书
1.  一种用于热交换器的翅片，包括若干个具有翅片本体的翅片单元，其特征在于，所述翅片单元包括若干个突出于所述翅片本体上表面和/或下表面的突起部，沿空气流方向，所述突起部与所述翅片本体形成连续曲面，所述突起部还具有第一导风部，所述第一导风部用于引导空气流过所述突起部的顶部。

2.  如权利要求1所述的翅片，其特征在于，所述突起部的凸起表面与所述翅片本体表面的连接部呈钝角结构，所述钝角结构形成所述突起部的第二导风部。

3.  如权利要求1所述的翅片，其特征在于，所述翅片包括有选择地开设于至少一个所述翅片单元的连续曲面上的若干个开口结构，所述第一导风部为所述突起部沿空气流动方向延伸的顶部表面。

4.  如权利要求3所述的翅片，其特征在于，沿空气流动方向，所述连续曲面包括若干段第一圆滑曲面和第二圆滑曲面，所述第一圆滑曲面位于所述突起部的凸起表面与所述翅片本体的连接位置，形成第二导风部，所述第二圆滑曲面位于所述凸起表面的顶部，形成所述第一导风部。

5.  如权利要求4所述的翅片，其特征在于，两相邻的所述突起部分别突出于所述翅片本体上表面和/或下表面，两者的边界彼此相接合，形成所述第一圆滑曲面。

6.  如权利要求1至5任一项所述的翅片，其特征在于，所述突起部的凸起表面包括第一凸起表面、第二凸起表面以及两侧面，四者连接位置形成所述突起部的顶部，所述第一凸起表面、所述第二凸起表面形成所述连续表面，所述第一凸起表面、所述第二凸起表面以及两所述侧面围成空心梯台结构或空心半球结构，所述空心梯台结构的大端部连接所述翅片本体。

7.  如权利要求6所述的翅片，其特征在于，所述突起部由滚刀轧制成型。

8.  如权利要求3所述的翅片，其特征在于，所述开口结构至少布置于部分所述第一导风部，所述开口结构宽度小于等于所述第一导 风部的宽度，并且所述开口结构沿空气流动方向延伸。

9.  一种热交换器，包括上下平行设置的第一集流管和第二集流管、设置于所述第一集流管和第二集流管之间的换热管，以及设置于两所述换热管之间的翅片；其特征在于，所述翅片为上述权利要求1-8任一项所述的翅片。

说明书一种热交换器及其翅片
技术领域
本发明涉及热交换技术领域，特别涉及一种热交换器及其翅片。
背景技术
热交换器是实现冷、热流体间热量传递的设备，广泛应用于暖通空调等领域。
一种典型的热交换器包括上下相互平行的两个集流管，且两集流管之间具有多根大体上平行设置的换热管，相邻的换热管之间设有波纹状翅片。两集流管沿其长度方向上在相对应的管壁上均设有多个换热接口，换热管的两端分别插装入集流管上的换热接口中，实现两集流管连通。通常，热交换器在使用时，一般需要翅片具备两个功能：第一，要求翅片的表面积尽量大，增加翅片的换热面积；第二，因翅片在换热时表面会有冷凝水产生，还必须要求翅片结构具有排出冷凝水的功能。
为了满足上述两基本功能，翅片的表面通常加工有突起部和开口结构，请参考图1，图1为现有技术中一种典型的翅片突起部的结构示意图；图1中仅给出了一段翅片的结构。
现有技术中翅片表面的突起部为百叶窗结构形式，它可以直接通过成型刀具加工而成，百叶窗的翘起的窗翅2’实现增大散热的作用，同时，百叶窗的窗翅2’与翅片本体1’之间形成的窗口3’形成冷凝水排出所需的开口结构，以便翅片表面形成的冷凝水及时流出。
由图1中翅片的结构可以看出，现有翅片为开窗翅2’片，翅片上有多段倾斜角度相反的窗翅2’。百叶窗的窗翅2’与翅片本体1’形成一定角度，当空气流经翅片时，窗翅2’的边缘直接与空气作用，直接破坏其流动边界层，这样就增大了翅片对空气的流阻，严重影响了热交换器的换热效率，导致热交换器的换热效率比较低。
另外，窗翅2’与翅片本体1’表面的接触角存在较小的缝隙，开口 结构比较狭长，容易积灰、积水。
因此，如何改进现有技术中翅片的结构，有效降低翅片对空气的阻力，提高热交换器的换热效率，是本领域内技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的为提供一种用于热交换器的翅片，该翅片有效降低翅片对空气的阻力，提高热交换器的换热效率。本发明的另一目的为提供一种具有上述翅片的热交换器。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于热交换器的翅片，包括若干个具有翅片本体的翅片单元，所述翅片单元包括若干个突出于所述翅片本体上表面和/或下表面的突起部，沿空气流方向，所述突起部与所述翅片本体形成连续曲面，所述突起部还具有第一导风部，所述第一导风部用于引导空气流过所述突起部的顶部。
优选地，所述突起部的凸起表面与所述翅片本体表面的连接部呈钝角结构，所述钝角结构形成所述突起部的第二导风部。
优选地，所述翅片包括有选择的开设于至少一个所述翅片单元的连续曲面上的若干个开口结构，所述第一导风部为所述突起部沿空气流动方向延伸的顶部表面。
优选地，沿空气流动方向，所述连续曲面包括若干段第一圆滑曲面和第二圆滑曲面，所述第一圆滑曲面位于所述突起部的凸起表面与所述翅片本体的连接位置，形成第二导风部，所述第二圆滑曲面位于所述凸起表面的顶部，形成所述第一导风部。
优选地，两相邻的所述突起部分别突出于所述翅片本体上表面和/或下表面，两者的边界彼此相接合，形成所述第一圆滑曲面。
优选地，所述突起部的凸起表面包括第一凸起表面、第二凸起表面以及两侧面，四者连接位置形成所述突起部的顶部，所述第一凸起表面、所述第二凸起表面形成所述连续表面，所述第一凸起表面、所述第二凸起表面以及两所述侧面围成空心梯台结构或空心半球结构， 所述空心梯台结构的大端部连接所述翅片本体。
优选地，所述突起部由滚刀轧制成型。
优选地，所述开口结构至少布置于部分所述第一导风部，且所述开口结构宽度小于等于所述第一导风部的宽度，并且所述开口结构沿空气流动方向延伸。
沿空气流方向，本发明中突起部与翅片本体形成连续曲面，且各突起部的具有第一导风部，第一导风部用于引导空气流过所述突起部的顶部，与现有技术中突起部的顶部边缘直接与空气接触相比，空气流经本发明中所提供的突起部的顶部时，第一导风部可以对空气流起到很好的导向作用，空气将沿着突起部和翅片本体形成的连续表面流动，减小突起部的顶部对空气流边界层的破坏，从而减小了翅片对空气流的阻力，在很大程度上提高了热交换器的换热效率。
另外，本发明中突起部和翅片本体形成连续曲面，两者无缝隙连接，降低了灰尘堆积现象发生，节省清理灰尘的成本，而且可以进一步提高换热效率。
在上述集流管组件的基础上，本发明还提供了一种热交换器，包括上下平行设置的第一集流管和第二集流管、设置于所述第一集流管和第二集流管之间的换热管，以及设置于两所述换热管之间的翅片；所述翅片为上述任一项所述的翅片。
因翅片具有上述技术效果，因此具有该翅片的热交换器也具有上述技术效果。
附图说明
图1为现有技术中一种典型的翅片突起部的结构示意图；
图2为本发明一种实施例中翅片单元的结构示意图；
图3为图2所示翅片单元中相邻两突起部的结构示意图；
图4为本发明另一种实施例中翅片单元的结构示意图；
图5为图4所示翅片单元中相邻两突起部的结构示意图；
图6为本发明一种具体实施方式中热交换器的结构示意图。
其中，图1中附图标记和部件名称之间的一一对应关系如下所示：
1’翅片本体、2’窗翅、3’窗口。
其中，图2至图6中附图标记和部件名称之间的一一对应关系如下所示：
10翅片、20出口管、30第一集流管、40换热管、50进口管、60第二集流管、1翅片本体、2突起部、21第一凸起表面、22第二凸起表面、23侧面、24顶部、3开口结构。
具体实施方式
本发明的核心为提供一种用于热交换器的翅片，该翅片有效降低翅片对空气的阻力，提高热交换器的换热效率。本发明的另一核心为提供一种具有上述翅片的热交换器。
不失一般性，本文以翅片在蒸发器中的应用为例介绍技术方案，本领域内技术人员应当理解，本文所述的翅片也可以应用于其它类型的热交换器中。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
请参考图2，图2为本发明一种实施例中翅片单元的结构示意图。
本发明提供了一种用于热交换器的翅片10，包括若干个具有翅片本体1的翅片单元，翅片本体1还设置有若干个突出于翅片本体1的上表面和/或下表面的突起部2，突起部2主要用于增大换热面积。沿空气流方向，突起部2与翅片本体1形成连续曲面，突起部2还具有第一导风部，第一导风部用于引导空气流过突起部2的顶部24。翅片10还可以有选择地开设于至少一个翅片单元1和突起部2构成的连续曲面上的若干个开口结构3，开口结构3将热交换器工作时凝聚于翅片10的冷凝水排出热交换器。
需要说明的是，本文中所述的上表面、下表面等方位名词，仅是为了表述技术方案的简洁，根据部件之间的相对位置而定义，本领域内技术人员应当理解，本文所使用的方位名词不应限制本文的保护范 围。
沿空气流方向，本发明中突起部2与翅片本体1形成连续曲面，且各突起部2的具有第一导风部，第一导风部用于引导空气流过所述突起部的顶部24，与现有技术中突起部2的顶部24边缘直接与空气接触相比，空气流经本发明中所提供的突起部2的顶部24时，第一导风部可以对空气流起到很好的导向作用，空气将沿着突起部2和翅片本体1形成的连续表面流动，减小突起部2的顶部24对空气流边界层的破坏，从而减小了翅片对空气流的阻力，在很大程度上提高了热交换器的换热效率。
另外，本发明中突起部2和翅片本体1形成连续曲面，当空气流经该翅片10时，因突起部2和翅片本体1表面连续，空气将沿着突起部2和翅片本体1形成的连续表面流动，最大程度的降低突起部2对空气的阻力，进一步提高了热交换器的换热性能，且突起部2和翅片本体1之间表面连续，两者无缝隙连接，降低了灰尘堆积现象发生，节省清理灰尘的成本，而且可以进一步提高换热效率。
在一种具体的实施方式中，沿空气流动方向，连续曲面可以包括若干段第一圆滑曲面和第二圆滑曲面，第一圆滑曲面位于突起部2的凸起表面与翅片本体1的连接位置，形成第二导风部，第二圆滑曲面位于凸起表面的顶部24，形成所述第一导风部。这样，第二导风部和位于突起部顶部24的第一导风部共同起到空气导流的作用，利用圆滑曲面曲率变化比较平缓的特点，使空气流平缓流过整个突起部2，减小空气的流动阻力，能够提高热交换器的换热性能。
当然，连续曲面还可以为一整体圆滑曲面，最大程度降低翅片单元对空气流的阻力。
请综合参考图3，图3为图2所示翅片单元中相邻两突起部的结构示意图；图4为本发明另一种实施例中翅片单元的结构示意图；图5为图4所示翅片单元中相邻两突起部的结构示意图。
如图3所示，突起部2突出于翅片本体1上表面或者下表面，具体可以通过冲压等工艺手段在翅片本体1上形成突起部2，在图示实 施例中，突起部2可以包括第一凸起表面21、第二凸起表面22以及两侧面23，四者连接位置形成突起部2的顶部24，第一凸起表面21、第二凸起表面22形成连续表面，第一凸起表面21、第二凸起表面22以及两所述侧面围成空心梯台结构或空心半球结构，空心梯台结构的大端部连接翅片本体1。
这里对第一凸起表面21和第二凸起表面22定义如下：第一凸起表面21是指在图3所示的方位上，突出于翅片本体1上表面的突起部2上朝向空气流动方向的上表面，突出于翅片本体1下表面的突起部2上朝向空气流动方向的下表面；第二凸起表面22是指在图3所示的方位上，突出于翅片本体1上表面的突起部上背向空气流动方向的上表面，突出于翅片本体1下表面的突起部上的背向空气流动方向的下表面。
在具体使用过程中，突起部2的第一凸起表面21、第二凸起表面22和两侧面23都能够与空气流接触，通过设置突起部2提高了翅片与空气的接触面积，从而能够提高热交换器的换热性能。
突起部2的侧面23的顶角可以为圆角，也就是说，突起部2的顶部24可以是一圆滑的曲面，该圆滑的曲面形成凸起顶部24的第一导风部，该导风部能够减小对空气边界层的影响，从而减小空气流动的阻力。
在该具体实施方式中，突起部2的第一凸起表面21与翅片本体1的连接位置可以形成上述实施例中的第二导风部，连接位置也可以是一圆滑曲面，该第二导风部能够减小空气在连接部分的流阻。
同理，突起部2的第二凸起表面22与翅片本体1的连接位置也可以形成上述实施例中的第二导风部，连接位置也可以是一圆滑曲面，该导风部能够减小空气在连接部分的流阻。
突起部2的第一凸起表面21和侧面23、第二凸起表面22和侧面23的连接位置也可以是一圆滑曲面，该圆滑曲面形成突起部2上的连接部位的第一导风部，第一导风部能够减小空气在连接部分的流阻。
在另一种具体实施方式中，突起部2的凸起表面与翅片本体1表面的连接部呈钝角结构，钝角结构形成所述突起部2的第二导风部，具体地，第一凸起表面21与翅片本体1的表面之间的夹角可以均为钝角，这样，第一凸起表面21也成为了第二导风部，该导风部能够减小空气在连接部分的流阻。同样的，第二凸起表面22与翅片本体1的表面之间的夹角也可以为钝角，这样，第二凸起表面22也成为了第二导风部，该导风部能够减小空气在连接部分的流阻。在本实施例中突出于翅片本体1上表面的突起部2和突出于翅片本体1下表面的突起部相互间隔设置，第一凸起表面21与翅片本体1的表面之间的夹角为钝角，第二凸起表面22与翅片本体1的表面之间的夹角也为钝角，这样，在空气流动方向上，不管是突起部2的上表面还是突起部2的下表面都形成为导风部，翅片单元上的突起部2不仅增大了与空气的接触面积，还能够降低空气的流动阻力。
为了降低翅片10加工工艺，上述各实施例中的两相邻突起部2可以是分别向翅片本体1的两侧（上表面和下表面）突起，即两相邻的突起部2分别突出于翅片本体1上表面和/或下表面，两者的边界彼此相接合，形成第一圆滑曲面。这样还可以在有限长度的翅片本体1上获得数量比较多的突起部2，实现翅片10表面积的最大化，进而提高翅片10的散热能力。
当然，在翅片10上突起部2数量比较少时，也可以将所有突起部2都设计为向同一方向凸起。
如图所示，还可以有选择的在翅片单元上开设有若干个开口结构3，在本实施例中，该开口结构3有选择的开设于若干个突起部2的顶部，具体的，该开口结构3被突起部2的第一凸起表面21上形成第一导风部所包围并且贯穿第一凸起表面21和第二凸起表面22，对于开口结构3的具体形状、大小以及具体选择开设于哪些突起部上则不做要求，可以根据具体使用情况来进行选择。
在一种优选的实施方式中，上述各实施例中的开口结构3至少布置于部分突起部2的表面，开口结构3的布置数量可以根据热交换器 的换热量以及热交换器工作时产生冷凝水的液量具体确定，也就是说，可以所有突起部2上均可以开设有开口结构3，也可以部分突起部2上开设有开口结构3，另一部分上无开口结构3，如图4和图5所示，且开口结构3沿空气流动方向延伸，相对垂直于空气流方向，翅片10沿空气流动方向具有比较大的尺寸，这样可以适当增大开口结构3的尺寸，从而可以避免灰尘堆积于开口结构3处。
并且，翅片10安装时，至少部分具有开口结构3的突起部2的凸起方向大致向上，这样有利于冷凝水在自身重力作用下，汇集于开口结构3处，从而从开口结构3流至翅片10外部，这样即使有灰尘残留于开口结构3处，在冷凝水的冲刷作用下，灰尘也会随冷凝水流至翅片10外部，实现灰尘的自动清理功能。
在一种优选实施方式中，开口结构3布置于第一导风部，其宽度小于等于第一导风部的宽度，并且所述开口结构沿空气流动方向延伸；在该实施方式中，由于开口结构3宽度小于第一导风部宽度，这样降低了开口结构3对空气流的影响，也有利于空气流沿着第一凸起表面21和第二凸起表面22形成的第一导风部流动。
上述开口结构3可以布置于第一导风部位置，翅片10安装时，具有所述开口结构3的突起部2的凸起方向可以向下，这样开口结构3就位于整个突起部2的最下部，有利于突起部2各表面形成的冷凝水顺表面流至开口结流出。
对于上述实施例中，突起部2的第一凸起表面21、第二凸起表面22以及两所述侧面23围成空心梯台结构，开口结构3为空心梯台结构的小端部开口；该结构有利于突起部2各侧面23的冷凝水流至开口结构3处，且加工比较简单。
上述各实施例中的突起部可以由多种形式，例如第一凸起表面21、第二凸起表面22以及两侧面23围成空心半球结构，开口结构开设于空心半球结构的球面，第一导风部即为球面，使空气顺利平稳流过。
上述各实施例中的突起部可以由滚刀轧制成型，该成型工艺比较 简单。当然，突起部2也可以由冲压等工艺成型。
请参考图6，图6为本发明一种具体实施例中热交换器的结构示意图。
在上述翅片的基础上，本发明还提供了一种热交换器，包括上下平行设置的第一集流管30和第二集流管60、设置于第一集流管30和第二集流管60之间的换热管40，以及设置于两换热管40之间的翅片；所述翅片30为上述任一实施例所述的翅片；其中，图1中所示热交换器工作时，换热介质由进口管50流入第一集流管30，换热介质流经换热管40、第二集流管60内部通道后，最后由设置于第一集流管30上的出口管20流至外界管路。
因翅片具有上述技术效果，因此具有该翅片30的热交换器也具有上述技术效果。
热交换器的其他部分资料请参考现有技术，在此不作详述。
以上对本发明所提供的一种热交换器及其翅片进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。