本發(fā)明涉及熱能工程技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及到換熱設(shè)備及其換熱部件的構(gòu)造和加工工藝。

背景技術(shù)：

換熱器(heatexchanger)，是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備，又稱熱交換器。換熱器是化工、石油、動(dòng)力、食品及其它許多工業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位。在化工生產(chǎn)中換熱器可作為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器和再沸器等，應(yīng)用更加廣泛。

換熱器根據(jù)結(jié)構(gòu)和換熱部件的構(gòu)型包括多種類型。其中，微通道換熱器已有部分產(chǎn)品應(yīng)用于家用、商用空調(diào)，并且現(xiàn)有技術(shù)趨于成熟，關(guān)鍵技術(shù)得到突破，可以預(yù)見，未來幾年將是微通道換熱器快速發(fā)展的黃金時(shí)期，越來越多品質(zhì)優(yōu)良的產(chǎn)品將進(jìn)入市場。但是，由于鋁材質(zhì)等金屬材質(zhì)應(yīng)用技術(shù)的約束，微通道換熱器尚存在諸多短板，比如耐腐蝕性能不強(qiáng)，在使用中極易發(fā)生化學(xué)腐蝕，大大縮短產(chǎn)品使用壽命。

換熱器中的典型部件是換熱部件，一種典型的換熱部件如圖1所示，是一種換熱器扁管。該換熱器扁管橫截面呈扁平狀，兩端為圓角矩形，中部有多個(gè)微通道。當(dāng)進(jìn)行換熱操作時(shí)，熱氣流沿著換熱器扁管的上下表面通過，從圖示一端流向另一端，另一方面冷流體(例如冷水)從換熱器扁管內(nèi)的微通道中流過，帶走換熱器扁管從熱氣流獲得的熱量。

由于換熱器扁管表面的換熱過程而在換熱器扁管表面產(chǎn)生了溫度梯度，這樣會(huì)導(dǎo)致所述表面上產(chǎn)生冷凝水，冷凝水的滯留形成了有利于化學(xué)腐蝕的高濕環(huán)境，大大縮短換熱器的使用壽命。

為此，一種解決方案如圖2所示，其主要思路是將換熱器扁管傾斜固定，這樣所述表面上產(chǎn)生的冷凝水將會(huì)由于重力而自行滴落，但是這樣配置帶來的問題是熱氣流方向由于在通過換熱器扁管時(shí)發(fā)生了突變，對(duì)熱氣流的流動(dòng)造成了較大的風(fēng)阻，而且因?yàn)闅饬魉俣茸兓纬傻耐牧?，?huì)進(jìn)一步產(chǎn)生噪音。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于此，本發(fā)明的目的克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種既能夠避免冷凝水導(dǎo)致?lián)Q熱器扁管的化學(xué)腐蝕，又能減小風(fēng)阻，避免產(chǎn)生噪音的換熱器扁管、換熱器及其制造方法。

為了實(shí)現(xiàn)此目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為如下。

一種換熱器扁管，所述換熱器扁管整體呈扁帶形，換熱器扁管橫截面中有一個(gè)以上微通道，換熱器扁管橫截面的上下壁面呈圓弧形，當(dāng)所述換熱器扁管處于安裝部位時(shí)，換熱器扁管橫截面的流入端為水平設(shè)置，而換熱器扁管橫截面的流出端按照?qǐng)A弧切向方向朝斜下設(shè)置。

其中，所述換熱器扁管橫截面上下壁面的圓弧對(duì)應(yīng)的形狀為：流入端的切向方向與流出端的切向方向之間的夾角不大于30度。

另外，所述換熱器扁管橫截面中的微通道形狀為三角形、梯形或六邊形。

特別地，所述換熱器扁管的組成材料為鋁、銅或鋁合金。

一種換熱器，包括多個(gè)聯(lián)排翅片、一個(gè)以上換熱器扁管、流體進(jìn)入通道和流體流出通道，聯(lián)排翅片固定所述一個(gè)以上換熱器扁管，所述換熱器扁管整體呈扁帶形，換熱器扁管橫截面中有一個(gè)以上微通道，流體進(jìn)入通道和流體流出 通道連接至微通道，換熱器扁管橫截面的上下壁面呈圓弧形，當(dāng)所述換熱器扁管處于安裝部位時(shí)，換熱器扁管橫截面的流入端為水平設(shè)置，而換熱器扁管橫截面的流出端按照?qǐng)A弧切向方向朝斜下設(shè)置，

聯(lián)排翅片上具有一個(gè)以上圓弧形切口，與所述一個(gè)換熱器扁管相適配。

其中，所述流體進(jìn)入通道和流體流出通道包括左集流管和右集流管，其中右集流管上有出口和入口，出口和入口之間具有隔板，右集流管入口和與之相通的換熱器扁管微通道組成流體進(jìn)入通道，右集流管出口和與之相通的換熱器扁管微通道組成流體流出通道，左集流管構(gòu)成流體進(jìn)入通道和流體流出通道之間的連接部。

另外，所述換熱器扁管橫截面上下壁面的圓弧對(duì)應(yīng)的形狀為：流入端的切向方向與流出端的切向方向之間的夾角不大于30度。

所述多個(gè)聯(lián)排翅片中相鄰聯(lián)排翅片在換熱器扁管的流出端方向連接為一體，在換熱器扁管的流入端方向相互分離。

特別地，所述換熱器扁管橫截面中的微通道形狀為三角形、梯形或六邊形。

一種換熱器制造方法，包括以下步驟：a、將金屬熔化為液態(tài)，注入模具擠壓成型形成換熱器扁管，所述模具內(nèi)腔呈扁帶形，內(nèi)腔上下壁面呈圓弧形，腔內(nèi)有一個(gè)以上模具組件使得換熱器扁管中具有一個(gè)以上微通道；

b、將多個(gè)薄片形材料中的每個(gè)切割一個(gè)以上圓弧形切口形成聯(lián)排翅片，所述圓弧形切口形狀與所述換熱器扁管相適配；

c、排列所述一個(gè)以上換熱器扁管，并排列所述多個(gè)聯(lián)排翅片，將所述一個(gè)以上換熱器扁管插入多個(gè)聯(lián)排翅片的圓弧形切口中，使得當(dāng)所述多個(gè)聯(lián)排翅片豎直放置時(shí)，換熱器扁管橫截面的流入端為水平設(shè)置，而換熱器扁管橫截面的流出端按照?qǐng)A弧切向方向朝斜下設(shè)置；

d、在一個(gè)以上換熱器扁管的兩側(cè)分別安裝左集流管和右集流管。

通過采用本發(fā)明的換熱器扁管、換熱器及其制造方法，能夠減少換熱器扁管表面的冷凝水滯留量，降低化學(xué)腐蝕發(fā)生率，延長換熱器壽命；另外還能減小對(duì)氣流流動(dòng)的影響，降低噪音；并且制造方法可以減少釬焊時(shí)的熔蝕現(xiàn)象，提高換熱器加工的成品率。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中一種換熱器扁管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是現(xiàn)有技術(shù)中一種換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式一種換熱器扁管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4(a)至圖4(c)是根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式多種換熱器扁管橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5(a)至圖5(d)至是根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式反映出換熱器的制作方法中各個(gè)環(huán)節(jié)的示意圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式換熱器的爆炸圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式換熱器集流管的剖視圖；

圖8是利用本發(fā)明較優(yōu)實(shí)施例和現(xiàn)有技術(shù)中不同扁管形狀導(dǎo)致氣流流動(dòng)情況的效果示意圖；

圖9是利用本發(fā)明較優(yōu)實(shí)施例和現(xiàn)有技術(shù)換熱器的溫度場分布圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明。

以下公開詳細(xì)的示范實(shí)施例。然而，此處公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)僅僅是出于描述示范實(shí)施例的目的。

然而，應(yīng)該理解，本發(fā)明不局限于公開的具體示范實(shí)施例，而是覆蓋落入本公開范圍內(nèi)的所有修改、等同物和替換物。在對(duì)全部附圖的描述中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。

同時(shí)應(yīng)該理解，如在此所用的術(shù)語″和/或″包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的列出項(xiàng)的任意和所有組合。另外應(yīng)該理解，當(dāng)部件或單元被稱為″連接″或″耦接″到另一部件或單元時(shí)，它可以直接連接或耦接到其他部件或單元，或者也可以存在中間部件或單元。此外，用來描述部件或單元之間關(guān)系的其他詞語應(yīng)該按照相同的方式理解(例如，″之間″對(duì)″直接之間″、″相鄰″對(duì)″直接相鄰″等)。

圖3中示出了一種依據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式的換熱器扁管結(jié)構(gòu)示意圖，從圖中可以看出，換熱器扁管7橫截面中也設(shè)置有微通道71，橫截面的上下壁面72呈圓弧型，當(dāng)換熱器扁管7處于安裝部位時(shí)，換熱器扁管7橫截面的熱氣流流入一端(稱為流入端)為水平設(shè)置，而換熱器扁管7橫截面的熱氣流流出一端(稱為流出端)按照?qǐng)A弧切向方向朝斜下設(shè)置，較優(yōu)的，換熱器扁管7橫截面的兩端呈圓弧狀。

這樣，由于換熱器扁管7橫截面的流出端按照?qǐng)A弧切向方向朝斜下設(shè)置，可以利用表面上的冷凝水自身的重力導(dǎo)致冷凝水滴落，由此避免了冷凝水的滯留，因此也降低化學(xué)腐蝕發(fā)生率，延長了換熱器壽命。另外，由于換熱器扁管7橫截面的上下壁面72呈圓弧型，換熱器扁管7橫截面的流入端為水平設(shè)置，且換熱器扁管7橫截面的兩端呈圓弧狀，這樣的設(shè)置能夠減小對(duì)于熱氣流的阻力，減小對(duì)氣流流動(dòng)的影響并降低噪音。

利用本發(fā)明具體實(shí)施方式中的圓弧形換熱器扁管7能夠避免對(duì)于輸入流體速度造成影響，但當(dāng)圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角(即圓弧兩端切線方向的夾角，圖 3b中的角α)過大時(shí)，仍然會(huì)對(duì)輸入流體造成較大的影響，因此在一個(gè)具體實(shí)施方式中，應(yīng)當(dāng)對(duì)于圓弧中心角進(jìn)行限制。

通過仿真分析可知，當(dāng)圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角小于30度時(shí)，能夠保證對(duì)于流體速度的影響小于10％，因此，在本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施方式中，換流器扁管7橫截面的圓弧表面所對(duì)應(yīng)的圓弧中心角小于或等于30度，亦即換熱器扁管7橫截面上下壁面72的圓弧對(duì)應(yīng)的形狀為：流入端的切向方向與流出端的切向方向之間的夾角不大于30度。

另外，對(duì)于圓弧形換熱器扁管7的微通道71而言，如果微通道71較大，導(dǎo)致圓弧形換熱器扁管7能夠承受壓力的能力較差，容易出現(xiàn)破裂、漏液的狀態(tài)，而如果微通道71較小，亦即微通道71的壁厚過厚，則會(huì)導(dǎo)致?lián)Q熱效率下降，減少冷流體從熱氣流帶走的熱量。

為了克服這一問題，可以選擇圓弧形換熱器扁管7的微通道71的截面形狀，例如如圖4(a)、4(b)和4(c)所示，在本發(fā)明具體實(shí)施方式中，設(shè)定微通道的截面形狀為三角形、梯形或六邊形，這樣一方面可以增大冷流體的換熱面積，另一方面可以確保換熱器扁管7的承壓能力。

同理，構(gòu)成換熱器扁管7的材料應(yīng)該兼顧換熱效率和承壓能力，因此在本發(fā)明的具體實(shí)施方式中，換熱器扁管7的組成材料為鋁、銅或鋁合金。例如換熱器扁管7由純鋁構(gòu)成時(shí)，加工容易，材料傳熱性能好，但是承壓能力受到了限制；又如換熱器扁管7由純銅構(gòu)成時(shí)，材料傳熱性能好、承壓能力高，但加工較困難，而且成本也較高；如果換熱器扁管7由鋁合金，例如鎂鋁合金構(gòu)成時(shí)，其傳熱性能比純鋁或純銅稍有下降，但承壓能力得到了保障。

圖5(a)中顯示出了一個(gè)以上換熱器扁管7，圖5(b-1)和圖5(b-2)中顯示出了多個(gè)聯(lián)排翅片6，聯(lián)排翅片6上具有與換熱器扁管7相適配的圓弧形切口。

圖5(c)中顯示出了將一個(gè)以上換熱器扁管7和多個(gè)聯(lián)排翅片6裝配在一起的圖，圖5(d)中顯示出了將左集流管1和右集流管2也裝配在一起的完成示圖。

另外，如圖6和圖7所示，本發(fā)明的具體實(shí)施方式中還包括一種換熱器，包括多個(gè)聯(lián)排翅片6、一個(gè)以上換熱器扁管7、流體進(jìn)入通道和流體流出通道，流體進(jìn)入通道和流體流出通道包括左集流管1和右集流管2，其中右集流管2上有出口4和入口3，出口4和入口3之間具有隔板5，右集流管2的入口3和與之相通的換熱器扁管7微通道組成流體進(jìn)入通道，右集流管2的出口4和與之相通的換熱器扁管7微通道組成流體流出通道，左集流管1構(gòu)成流體進(jìn)入通道和流體流出通道之間的連接部。

聯(lián)排翅片6固定一個(gè)以上換熱器扁管7，換熱器扁管7整體7呈扁帶形，換熱器扁管7橫截面中有一個(gè)以上微通道71，流體進(jìn)入通道和流體流出通道連接至微通道71，其中，

換熱器扁管7橫截面的上下壁面呈圓弧形，兩端呈圓角形，當(dāng)換熱器扁管7處于安裝部位時(shí)，換熱器扁管7橫截面的流入端為水平設(shè)置，而換熱器扁管7橫截面的流出端按照?qǐng)A弧切向方向朝斜下設(shè)置，

聯(lián)排翅片6上具有一個(gè)以上圓弧形切口，與一個(gè)換熱器扁管7相適配。

由于本具體實(shí)施方式中換熱器扁管7橫截面的流出端按照?qǐng)A弧切向方向朝斜下設(shè)置，可以利用表面上的冷凝水自身的重力導(dǎo)致冷凝水滴落，由此避免了冷凝水的滯留，因此也降低化學(xué)腐蝕發(fā)生率，延長了換熱器壽命。另外， 由于換熱器扁管7橫截面的上下壁面呈圓弧型，換熱器扁管7橫截面的流入端為水平設(shè)置，且換熱器扁管7橫截面的兩端呈圓弧狀，這樣的設(shè)置能夠減小對(duì)于熱氣流的阻力，減小對(duì)氣流流動(dòng)的影響并降低噪音。

本專利描述中，″左″和″右″或者″上″和″下″只是為了表示方位上的區(qū)別，并不只是限定在換熱器扁管7的左邊或右邊，例如從換熱器扁管7的前方或后方看，左和右本來就會(huì)互易。

當(dāng)然，本發(fā)明并不局限于以上配置，例如出口和入口也可以分別設(shè)置在左集流管1和右集流管2上，本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)能夠理解不同方位的流體進(jìn)入通道和流體流出通道也能夠?qū)崿F(xiàn)相同或相近的技術(shù)效果。

另外，在本發(fā)明一具體實(shí)施方式中，換熱器扁管7橫截面上下壁面71的圓弧對(duì)應(yīng)的形狀為：流入端的切向方向與流出端的切向方向之間的夾角不大于30度。

在本發(fā)明另一具體實(shí)施方式中，多個(gè)聯(lián)排翅片中相鄰聯(lián)排翅片在換熱器扁管7的流出端方向連接為一體，在換熱器扁管7的流入端方向相互分離，這樣能夠更進(jìn)一步促進(jìn)冷凝水的滴落。

與前述內(nèi)容相對(duì)應(yīng)，本發(fā)明還公開了一種換熱器制造方法，該方法包括以下步驟：

a、將金屬熔化為液態(tài)，注入模具擠壓成型形成一個(gè)以上換熱器扁管7，模具內(nèi)腔呈扁帶形，內(nèi)腔上下壁面呈圓弧形，兩端呈圓角形，腔內(nèi)有一個(gè)以上模具組件使得換熱器扁管7中具有一個(gè)以上微通道71；

b、將多個(gè)薄片形材料中的每個(gè)切割一個(gè)以上圓弧形切口形成聯(lián)排翅片6，圓弧形切口形狀與換熱器扁管7相適配；

c、排列一個(gè)以上換熱器扁管7，并排列多個(gè)聯(lián)排翅片6，將一個(gè)以上換熱器扁管7插入多個(gè)聯(lián)排翅片6的圓弧形切口中，使得當(dāng)多個(gè)聯(lián)排翅片6豎直放置時(shí)，換熱器扁管7橫截面的流入端為水平設(shè)置，而換熱器扁管7橫截面的流出端按照?qǐng)A弧切向方向朝斜下設(shè)置；

d、在一個(gè)以上換熱器扁管7的兩側(cè)分別安裝左集流管1和右集流管2。

以上方法中，步驟之間的順序并非必須嚴(yán)格遵從由步驟a到步驟d的方式，例如也可以先加工聯(lián)排翅片，再加工換熱器扁管7，或者先將左集流管1和右集流管2安裝在換熱器扁管7的兩側(cè)，再將聯(lián)排翅片和換熱器扁管7組裝在一起，對(duì)于本發(fā)明所要實(shí)現(xiàn)的技術(shù)效果并不會(huì)構(gòu)成影響。

圖8為利用本發(fā)明具體實(shí)施方式中的換熱器扁管所取得的技術(shù)效果的示意圖，圖中分別比較了相近出口流量的情況下，普通平板式換熱器扁管水平放置、平板式換熱器扁管傾斜放置、角度突變換熱器扁管和本發(fā)明具體實(shí)施方式換熱器扁管周圍的流體速度分布，從圖中可以看出，本發(fā)明具體實(shí)施方式換熱器扁管與現(xiàn)有技術(shù)中普通平板式換熱器扁管水平放置相近，對(duì)流體流動(dòng)沒有造成影響；而傾斜放置的平板式換熱器扁管、角度突變換熱器扁管則對(duì)氣流造成了明顯的影響，造成了氣流速度的突變。一旦應(yīng)用于換熱器中，由于其內(nèi)部設(shè)置有多個(gè)平行布置的換熱器扁管，傾斜放置平板扁管、角度突變扁管會(huì)對(duì)輸入流體(例如氣體)造成更大的影響，特別地，還會(huì)導(dǎo)致噪音產(chǎn)生、換熱效率下降等問題。

圖9為利用本發(fā)明具體實(shí)施方式中的換熱器扁管7所取得的技術(shù)效果的示意圖，圖中比較了水平放置的普通平板式換熱器扁管和本發(fā)明具體實(shí)施方式換熱器扁管的換熱效果，從圖中可以看出，由于本發(fā)明具體實(shí)施方式換熱器扁管為圓弧形，相對(duì)于水平放置的普通平板式換熱器扁管7寬度更寬，在 相同換熱器厚度的情況下，換熱器扁管與熱氣流的接觸面積更大，因此也就有了更高的換熱效果。

需要說明的是，上述實(shí)施方式僅為本發(fā)明較佳的實(shí)施方案，不能將其理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，在未脫離本發(fā)明構(gòu)思前提下，對(duì)本發(fā)明所做的任何微小變化與修飾均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。