專利名稱：具有改善的表面空氣流場分布均勻性的換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種換熱器，尤其是涉及一種折彎式換熱器。
背景技術(shù)：
折彎式換熱器通常是將平板狀的換熱器從中間部位折彎形成，以提高適用性。圖 9示出了一種傳統(tǒng)折彎式換熱器，該折彎式換熱器包括第一集流管1’，第二集流管2’，連接 在第一集流管1’和第二集流管2’之間的換熱管3’，和設(shè)置在相鄰換熱管3’之間的翅片 (未示出)，換熱管3’在預定部位折彎，從而將換熱管3’分成折彎段32’和平直的連接段 31a’，31b’，從而換熱器具有一個彎曲部，連接段31a’，31b，的長度為L’，高度為H’。如圖 9所示，使用時，折彎式換熱器放置在箱體200’內(nèi)，空氣沿方向A’吹到換熱器上。如圖9所示，在換熱器下部離箱體200’較近，空氣流動受箱體200’的影響較大， 風阻較大，風量較小，換熱器的上部離箱體200’較近，空氣流動受箱體200’的影響較小，風 阻較小，風量較大。圖10示出了空氣流速在圖9所示換熱器表面的分布曲線。由于圖9所示換熱器 左右對稱，下面以換熱器左側(cè)部分為例參考圖10進行分析，其中以換熱器長度方向的位置 Li’為橫坐標(假定換熱器底部為原點)，以換熱器表面風速V’為縱坐標，左邊半邊換熱器 表面的流速曲線如圖10所示，其中換熱器表面平均風速為lm/s，S’為機組進風口離換熱器 的距離。從圖10可以看出，空氣速度在換熱器表面非常不均勻，大致趨勢是速度從換熱器 底部到頂部逐漸增加。因此，傳統(tǒng)折彎式換熱器存在的問題是空氣流場在整個換熱器表面 的分布不均勻，影響了換熱性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的 在于提出一種能夠改善其表面空氣流場分布均勻性的折彎式換熱器。根據(jù)本發(fā)明實施例的換熱器，包括第一集流管；第二集流管，所述第二集流管與 第一集流管沿縱向間隔開設(shè)置；換熱管，所述換熱管的兩端分別與第一和第二集流管相連 以連通第一和第二集流管，和翅片，所述翅片分別設(shè)置在相鄰的換熱管之間，其中所述換熱 器在縱向上具有至少一個彎曲部，和通過所述彎曲部相連的連接部，其中縱向最外側(cè)的兩 個連接部分別形成為內(nèi)凹的曲線形。根據(jù)本發(fā)明的實施例，當放置到箱體內(nèi)時，換熱器下部與箱體的距離增大而接近 換熱器上部與箱體的距離，從而空氣流場(風場)在換熱器表面分布的均勻性提高，從而改 善了換熱性能。另外，根據(jù)本發(fā)明實施例的換熱器還可以具有如下附加的技術(shù)特征所述曲線為拋物線，可選地，所述縱向最外側(cè)的兩個連接部形成為內(nèi)凹的雙曲線形。
所述縱向最外側(cè)的兩個連接部分別為內(nèi)凹的圓弧形。所述圓弧由具有單一曲率半徑的單個圓弧段構(gòu)成或由具有不同的曲率半徑的多 個圓弧段構(gòu)成。所述圓弧的切線與水平方向的夾角θ在45° -80°的范圍內(nèi)。所述圓弧的曲率半徑為R，換熱管的寬度為Tw，則5Tw彡R彡20Tw。所述換熱器為大體倒V形、大體N形、和大體M形中的一種。通過折彎所述換熱管以使所述換熱管具有至少一個折彎段和通過折彎段相連的 連接段從而形成所述至少一個彎曲部。相鄰換熱管的折彎段之間未設(shè)置翅片。所述換熱器包括沿縱向首尾相連的至少兩個子換熱器，其中相鄰的兩個子換熱器 之間形成預定夾角從而所述換熱器形成所述至少一個彎曲部，且縱向最外側(cè)的兩個子換熱 器形成為內(nèi)凹的曲線形。所述子換熱器為多個，所述多個子換熱器在縱向上通過連接管相連以便所述換熱 器沿縱向成波紋狀延伸，其中相鄰兩個子換熱器之間的預定夾角相等。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的放置在箱體內(nèi)的換熱器的橫向示意圖；圖2是圖1所示換熱器的空氣流場分布曲線與傳統(tǒng)換熱器的空氣流場分布曲線的 對比示意圖；圖3示出了圖1所示換熱器縱向最外側(cè)部分的表面切線與水平方向的夾角；圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的換熱器的加工示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的換熱器的加工示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明第三實施例放置到箱體內(nèi)的換熱器的橫向示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的換熱器的橫向示意圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明再一實施例的換熱器的橫向示意圖；圖9是傳統(tǒng)折彎式換熱器的橫向示意圖；和圖10示出了傳統(tǒng)折彎式換熱器的空氣流場分布曲線。
具體實施例方式下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，術(shù)語“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、 “外側(cè)”、“內(nèi)側(cè)”、“外”、“內(nèi)”、等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系， 僅是為了便于描述本發(fā)明而不是要求本發(fā)明必須以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。根據(jù)本發(fā)明實施例的換熱器100包括第一集流管1、第二集流管2、換熱管3、翅片 4。第二集流管2與第一集流管1沿縱向B間隔開設(shè)置。換熱管3的兩端分別與第一 集流管1和第二集流管2相連以連通第一集流管1和第二集流管3。換熱管3例如可以為 扁管。翅片4分別設(shè)置在相鄰的換熱管3之間。根據(jù)本發(fā)明實施例的換熱器100在縱向B上具有至少一個彎曲部，和通過所述彎 曲部相連的連接部，其中縱向最外側(cè)的兩個連接部分別形成為內(nèi)凹的曲線形。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個具體實施例的換熱器100，該換熱器100具有一個彎曲 部和位于該一個彎曲部兩側(cè)的兩個連接部，從而該換熱器100形成為大體倒V形。更具體 而言，如圖1所示，換熱器100的每個換熱管3具有一個折彎段32和通過折彎段32相連的 兩個連接段31a和31b。多個換熱管3的折彎段32共同構(gòu)成了換熱器100的彎曲部。連接段31a和31b為內(nèi)凹的曲線形，這里需要理解的是，術(shù)語“內(nèi)凹”是指連接段 31a和31b朝向彼此靠近的方向凸出。在圖1所示的示例中，相鄰換熱管3的折彎段32之間未設(shè)置翅片4，從而在制造換 熱器100時，便于折彎段32的扭轉(zhuǎn)和折彎。根據(jù)本發(fā)明實施例的換熱器100，由于折彎段32兩側(cè)的連接段31a和31b形成為 內(nèi)凹的曲線形狀，如圖1所示，當將換熱器100放置到箱體200內(nèi)時，換熱器100的下部離 開箱體的距離增大，如圖2所示，其中H為換熱器100的高度，L為換熱器的長度(更具體 而言是連接部的長度)，Ll是換熱器長度方向的位置，從圖2可以看出，空氣流場在根據(jù)本 發(fā)明實施例的換熱器100表面的分布曲線C與在傳統(tǒng)換熱器的分布曲線C’相比，根據(jù)本發(fā) 明實施例換熱器100的整個表面的空氣流場分布均勻，提高了換熱性能。具體而言，換熱器 100的下部與箱體200之間的距離增大，由此與換熱器100上部和箱體200之間的距離接 近，當空氣沿方向A從下向上吹時，空氣流動受箱體200的影響減小，使得空氣流場(風場) 在整個換熱器100表面的分布更加均勻，提高了換熱器100的換熱性能。從圖2結(jié)合圖10可以看出，根據(jù)本發(fā)明實施例的換熱器表面空氣流場分布的均勻 度要明顯優(yōu)于傳統(tǒng)換熱器，而且如果保證相同的換熱器高度H，可以增加換熱器的表面積， 由此從上述兩個方面都可以提高換熱器的換熱性能。如果保證相同的換熱面積，可以減小 換熱器的高度H，從而降低換熱器100的成本。圖7示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的換熱器100，該換熱器100具有一個彎曲部， 從而形成大體倒V形形狀。更具體而言，每個換熱管3具有一個折彎段32，分別位于折彎段 32縱向兩側(cè)且與通過折彎段32相連的兩個連接段31a和31b，所有換熱管3的折彎段32 構(gòu)成了換熱器100的彎曲部。與圖1所示實施例的不同在于在相鄰的折彎段之間也設(shè)有翅 片4。根據(jù)本實施例的換熱器100同樣具有上述技術(shù)效果。圖8示出了根據(jù)本發(fā)明又一實施例的換熱器100，如圖8所示，該換熱器100包括 沿縱向B首位相連的第一子換熱器IOOa和第二子換熱器100b。第一子換熱器IOOa和第 二子換熱器IOOb中的每一個的構(gòu)成與換熱器100相同，更具體地，第一子換熱器IOOa包括 入口集流管la，出口集流管2a，換熱管3a，和設(shè)置在相鄰換熱管3a之間的翅片(未示出)。 同樣，第二子換熱器IOOb包括入口集流管Ib，出口集流管2b，換熱管3b，和設(shè)置在相鄰換熱管3b之間的翅片(未示出)。第一子換熱器IOOa和第二子換熱器IOOb之間呈預定夾角， 例如45度，60度等，從而換熱器100形成一個彎曲部，由此換熱器100成大體倒V形形狀。 第一子換熱器IOOa和第二子換熱器IOOb形成外內(nèi)凹的曲線形狀，由此當換熱器100放置 到箱體200內(nèi)時，換熱器100下部距離箱體200的距離增大，由此改善了空氣流場在整個換 熱器100表面的分布均勻性，提高了換熱性能。在本發(fā)明的一個示例中，第一子換熱器IOOa和第二子換熱器IOOb可以通過連接 管IOOc相連，連接管IOOc例如形成為大體圓弧形，連接管IOOc的一端與第一子換熱器 IOOa的出口集流管2a相連，而另一端與第二子換熱器IOOb的出口集流管2b相連。當然， 需要理解的是，第一子換熱器IOOa和第二子換熱器IOOb并不限于上述連接方式。在上面的實施例中，換熱器100包括兩個子換熱器。需要理解的是，本發(fā)明并不限 于此。在本發(fā)明的一些實施例中，子換熱器可以為多個，多個子換熱器在縱向B上通過連接 管首位相連，并且換熱器100沿縱向B成波紋狀延伸，其中相鄰兩個子換熱器之間的預定夾 角可以相等，并且縱向最外側(cè)的兩個子換熱器形成為內(nèi)凹的曲線形狀。根據(jù)子換熱器的數(shù) 量，換熱器100可以形成為大體N形形狀，M形形狀等。在本發(fā)明的一些實施例中，換熱器100的縱向最外側(cè)的兩個連接部(連接段或子 換熱器)形成為內(nèi)凹的雙曲線形，例如在圖1所示的實施例中，連接段31a和31b形成為內(nèi) 凹的雙曲線形，在圖8所示的實施例中，第一子換熱器IOOa和第二子換熱器IOOb形成為內(nèi) 凹的雙曲線形。由此，換熱器100的最外側(cè)的連接段(或子換熱器)的下部距離箱體200 的距離大體相同，因此進一步改善了空氣流場在換熱器100表面的分布均勻性，提高換熱 性能。需要理解的是，本發(fā)明并不限于上述實施例。例如，在本發(fā)明的一些實施例中，換 熱器100的縱向最外側(cè)的連接部中的每一個可以形成為拋物線形?？蛇x地，換熱器100的縱向最外側(cè)的兩個連接部可以分別形成為內(nèi)凹的圓弧形。 如圖4所示，連接段31a和31b分別形成為內(nèi)凹的圓弧形，所述圓弧形具有單一的曲率半徑 R0如圖3所示，在本發(fā)明的一些實施例中，所述圓弧的切線與水平方向的夾角θ可以在 45° -80°的范圍內(nèi)，由此能夠進一步改善空氣流場在換熱器100的表面分布的均勻性，進 一步提高換熱器性能?？蛇x地，在本發(fā)明的一些實施例中，圓弧的曲率半徑為R，換熱管3為扁管，且寬度 為Tw，則5Tw < R < 20Tw,由此可以進一步改善空氣流場在換熱器100的表面分布的均勻 性，進一步提高換熱器性能。在本發(fā)明的一些實施例中，如圖5所示，所述圓弧形由具有不同曲率半徑的多個 圓弧段構(gòu)成，例如在圖5所示的示例中，所述圓弧包括兩個圓弧段，兩個圓弧段分別具有曲 率半徑Rl和曲率半徑R2。上面描述了根據(jù)本發(fā)明實施例的換熱器100具有一個彎曲部和兩個連接部，從而 換熱器100形成為大體倒V形形狀。需要理解的是，本發(fā)明并不限于此，換熱器100可以具 有任何合適數(shù)量的彎曲部，從而換熱器100沿縱向B成波紋狀。例如，如圖6所示，示出了 換熱器100具有兩個彎曲部，換熱器100為大體N形形狀，縱向最外側(cè)的兩個連接部(連接 段或子換熱器)形成為內(nèi)凹的曲線形，從而改善空氣流場在換熱器100的表面分布的均勻 性，提高了換熱器性能?？蛇x地，換熱器100也可以形成為大體M形等。
在上面描述和附圖所示的實施例中，換熱器100都是豎直放置，空氣流沿方向A從 下向上吹。然而，需要理解的是，本發(fā)明并不限于此，例如空氣流也可以沿與方向A相反的 方向從上向下吹，換熱器100也可以水平放置，從而風沿方向A例如從右向左吹。根據(jù)本發(fā)明實施例的換熱器，具有至少一個彎曲部，并且縱向最外側(cè)的兩個連接 部形成為內(nèi)凹的曲線形。因此，當換熱器100放置到箱體200內(nèi)時，換熱器的下部距離箱體 的距離增大，與換熱器100的上部距離箱體的距離接近，從而空氣流在整個換熱器100的表 面上分布更加均勻，提高了換熱性能。在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示 例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特 點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不 一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何 的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解在不 脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本 發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
一種換熱器，其特征在于，包括第一集流管；第二集流管，所述第二集流管與第一集流管沿縱向間隔開設(shè)置；換熱管，所述換熱管的兩端分別與第一和第二集流管相連以連通第一和第二集流管，和翅片，所述翅片分別設(shè)置在相鄰的換熱管之間，其中所述換熱器在縱向上具有至少一個彎曲部，和通過所述彎曲部相連的連接部，其中縱向最外側(cè)的兩個連接部分別形成為內(nèi)凹的曲線形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器，其特征在于，所述曲線為拋物線，或所述縱向最外側(cè) 的兩個連接部形成為內(nèi)凹的雙曲線形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器，其特征在于，所述縱向最外側(cè)的兩個連接部分別為 內(nèi)凹的圓弧形。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的換熱器，其特征在于，所述圓弧由具有單一曲率半徑的單個 圓弧段構(gòu)成或由具有不同的曲率半徑的多個圓弧段構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的換熱器，其特征在于，所述圓弧的切線與水平方向的夾角θ 在45° -80°的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的換熱器，其特征在于，所述圓弧的曲率半徑為R，換熱管的寬 度為Tw，則5Tw彡R彡20Tw。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器，其特征在于，所述換熱器為大體倒V形、大體N形、和 大體M形中的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器，其特征在于，通過折彎所述換熱管以使所述換熱管 具有至少一個折彎段和通過折彎段相連的連接段從而形成所述至少一個彎曲部。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的換熱器，其特征在于，相鄰換熱管的折彎段之間未設(shè)置翅片。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器，其特征在于，所述換熱器包括沿縱向首尾相連的至 少兩個子換熱器，其中相鄰的兩個子換熱器之間形成預定夾角從而所述換熱器形成所述至 少一個彎曲部，且縱向最外側(cè)的兩個子換熱器形成為內(nèi)凹的曲線形。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的換熱器，其特征在于，所述子換熱器為多個，所述多個子換 熱器在縱向上通過連接管相連以便所述換熱器沿縱向成波紋狀延伸，其中相鄰兩個子換熱 器之間的預定夾角相等。
全文摘要
一種換熱器包括第一集流管；第二集流管，所述第二集流管與第一集流管沿縱向間隔開設(shè)置；換熱管，所述換熱管的兩端分別與第一和第二集流管相連以連通第一和第二集流管，和翅片，所述翅片分別設(shè)置在相鄰的換熱管之間，其中所述換熱器在縱向上具有至少一個彎曲部，和通過所述彎曲部相連的連接部，其中縱向最外側(cè)的兩個連接部分別形成為內(nèi)凹的曲線形。根據(jù)本發(fā)明的實施例換熱器，當放置到箱體內(nèi)時，換熱器下部與箱體的距離增大而接近換熱器上部與箱體的距離，從而空氣流場在換熱器表面分布的均勻性提高，從而改善了換熱性能。
文檔編號F28D1/04GK101936672SQ20101028198
公開日2011年1月5日 申請日期2010年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月15日
發(fā)明者吳小輝, 蔣建龍, 黃寧杰 申請人:三花丹佛斯(杭州)微通道換熱器有限公司