專利名稱：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，更具體地涉及一種平行流換熱器。
背景技術(shù)：
換熱器具有廣泛的用途。傳統(tǒng)的換熱器通常為扁平的矩形體。為了增加換熱性能， 滿足不同的應(yīng)用和安裝要求，出現(xiàn)了換熱器。傳統(tǒng)的換熱器在折彎處設(shè)置了翅片，因此折彎處的翅片容易被扭曲，影響換熱器 的換熱性能和外觀，并且還會(huì)影響換熱器的排水性能，從而影響換熱性能，甚至?xí)兴党?或滴入管道系統(tǒng)，并且翅片的存在使得折彎變得困難，折彎半徑必須很大，折彎角度受到限 制，占據(jù)空間大。為此，提出了在換熱器的折彎處不設(shè)置翅片，即僅僅折彎換熱管，且換熱管的折彎 段為無翅片段。但是，由于無翅片段不參與熱交換，因此無翅片段太長，有效換熱面積減小，從而 會(huì)影響換熱性能；無翅片段太短，同樣存在折彎段的折彎半徑必須大，折彎角度受到限制， 占據(jù)空間大，影響換換熱器的熱性能、排水性能和外觀。此外，對(duì)于上述傳統(tǒng)的換熱器，在換熱管折彎時(shí)沒有考慮折彎對(duì)換熱管的影響。換 熱管的折彎外側(cè)表面拉伸量越大，則換熱管外壁越薄，從而換熱管的爆破強(qiáng)度和耐腐蝕強(qiáng) 度越低，影響了換熱器的壽命。

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(gè)目的 在于提出一種換熱器，該換熱器的折彎容易，制造方便，不會(huì)降低換熱性能，并且外觀整齊， 壽命長。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的換熱器包括第一集流管；第二集流管；多個(gè)換熱管，每個(gè)換 熱管的兩端分別與第一和第二集流管相連以便換熱管內(nèi)的制冷劑通道連通第一和第二集 流管，其中每個(gè)換熱管包括平直段和位于平直段之間的折彎段，所述折彎段相對(duì)于所述平 直段扭轉(zhuǎn)預(yù)定角度；及翅片，所述翅片分別設(shè)置在相鄰的平直段之間，其中所述折彎段在折 彎之前的長度滿足下面的公式5t 3i (180- 0 )/180+2Tw ^ A ^ 30t n (180- 0 )/180+8TwA 折彎段在折彎之前的長度；t:換熱管的厚度；Tw:換熱管的寬度；6 :平直段之間的夾角。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的換熱器，首先，由于在相鄰的換熱管折彎段之間沒有設(shè)置翅 片，換熱器的折彎容易，折彎半徑可以很小，占據(jù)的空間小，制造方便和簡單，換熱器的折彎 角度沒有限制，并且解決了折彎段(即無翅片段)的排水問題。其次，折彎段在折彎之前的
3長度滿足上述關(guān)系，無翅片段的長度可以達(dá)到允許的最小值，從而增加了有效的換熱器面 積，因此無翅片段可以滿足換熱器折彎的要求，不會(huì)因?yàn)闊o翅片段太長而影響換熱性能，也 不會(huì)因?yàn)闊o翅片段太短而影響折彎，同時(shí)折彎后的換熱器外觀整齊，此外考慮到了折彎對(duì) 換熱管的影響，延長了換熱管的使用壽命，由此提高了換熱器的壽命。另外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的換熱器還可以具有如下附加的技術(shù)特征每個(gè)換熱管的平直段之間的夾角e滿足10 °≤0 /2≤50 °，進(jìn)而 15° ≤0/2≤50°。折彎段相對(duì)于平直段的扭轉(zhuǎn)角度0滿足45°≤ β≤90°。所述多個(gè)換熱管的折彎段在第一和第二集流管的軸向方向上對(duì)齊?？蛇x地，每個(gè)換熱管均包括多個(gè)折彎段。由此，換熱器可以折彎成多種形式，例如 N型，M型或W型等。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)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(shí)踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)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)明實(shí)施例的換熱器的示意圖，其中示出了換熱管在折彎和扭轉(zhuǎn)之 前的狀態(tài)；圖2是圖1所示換熱器折彎后的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的換熱器的一段換熱管的示意圖；圖4是圖2所示換熱器的側(cè)視示意圖，其中示出了換熱管在折彎之前且相對(duì)于平 直段扭轉(zhuǎn)之后的狀態(tài)；和圖5是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的換熱器的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標(biāo)號(hào)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(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，術(shù)語“上”、“下”、“左”、“右”、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(duì)本發(fā)明的限制。下面參考附圖1-4描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的換熱器。如圖1和2所示，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的換熱器包括第一集流管1、第二集流管 2、多個(gè)換熱管3、和翅片4。第一集流管1與第二集流管2大體平行設(shè)置且間隔開預(yù)定距離，例如第一集流管 1可以作為入口集流管，第二集流管2可以作為出口集流管，但本發(fā)明并不限于此。每個(gè)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，且換熱管3內(nèi)的 制冷劑通道連通第一集流管1和第二集流管2。如圖2和3所示，每個(gè)換熱管3包括平直段31和位于平直段之間的折彎段32，折彎段32相對(duì)于平直段31扭轉(zhuǎn)預(yù)定角度。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，為了制造換熱器，在組裝和焊接之前，可以將換熱管3 折彎，從而換熱管3分成兩個(gè)平直段31和位于平直段31之間的折彎段32，然后將折彎的換 熱管與第一集流管1和第二集流管2以及翅片4組裝和焊接。在組裝和焊接時(shí)，相鄰換熱 管3的折彎段32之間不設(shè)置翅片4。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的換熱器被拉直，以示出折彎段32在折彎和相對(duì) 于平直段31扭轉(zhuǎn)之間的長度A。如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的換熱器分為分別位于折 彎段32兩側(cè)的左側(cè)換熱器部分和右側(cè)換熱器部分。如圖1-2和4所示，翅片4分別設(shè)置在相鄰的平直段31之間，且相鄰的折彎段32 之間沒有設(shè)置翅片4。這里，折彎段32也可以稱為無翅片段，平直段31也可以稱為有翅片 段。折彎段32在折彎之前的長度滿足下面的公式5t 3i (180- 0 )/180+2Tw 彡 A 彡 30t n (180- 0 )/180+8Tw其中，A為折彎段32在折彎之前的長度，t為換熱管3的厚度(圖1中換熱管3在 上下方向上的尺寸)，Tw為換熱管的寬度，且e為換熱管3折彎之后的平直段32之間的 夾角，即換熱器的折彎角度，n為圓周率。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，換熱管3示出為扁平 管，具有大體長圓形的橫截面，該長圓形由中間的矩形和連接在矩形兩端的半圓形構(gòu)成。需 要說明的是，換熱管3的橫截面并不限于上述形式，例如換熱管3的橫截面可以為扁的橢圓 形，或方形，這對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員是能夠容易理解的。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的換熱器，由于換熱管3具有折彎段(無翅片段)32，因此，換 熱器的折彎容易，折彎半徑可以很小，占據(jù)的空間小，制造方便和簡單，換熱器的折彎角度 沒有限制，并且解決了折彎處的排水問題。其次，無翅片段32在折彎之前的長度A滿足上 面的關(guān)系式，因此無翅片段32的長度可以達(dá)到允許的最小值，從而增加了有效的換熱器面 積，不但可以滿足換熱器折彎的要求，也不會(huì)因?yàn)闊o翅片段32太長而影響換熱性能，且不 會(huì)因?yàn)闊o翅片段32的長度A太小而影響折彎，同時(shí)折彎后的換熱器外觀整齊，此外考慮到 了折彎對(duì)換熱管3的影響，延長了換熱管3的使用壽命，由此提高了換熱器的壽命。下面參考圖3進(jìn)一步描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的換熱器的換熱管3的無翅片段32 的長度A的確定。如圖3所示，換熱管3上壁(外表面)的拉伸量S與換熱管3的厚度t直接相關(guān)， 拉伸量S越大，換熱管3的上壁越薄，換熱管3的爆破強(qiáng)度和耐腐蝕強(qiáng)度越低，因此對(duì)上壁 拉伸量S的控制非常重要。如圖所示，拉伸量S= a (t-tl)/180 = n (180-0 ) (t_tl)/180，其中 tl 為折 彎中心層到換熱管3折彎內(nèi)側(cè)(圖3中的下側(cè))的厚度。a為無翅片段32折彎后的圓心 角，9為無翅片段32折彎后相鄰平直段31之間的夾角。從上面公式可以得到拉伸量S與角度e，換熱管厚度t及折彎半徑R相關(guān)，在一 定的角度9下，拉伸量與t成正比，與R成反比。為了滿足換熱管的強(qiáng)度和耐腐蝕性能，拉 伸量S需盡量小，研究證實(shí)R/t ^ 5是有利的。同時(shí)，如果保持頂部圓弧的長度不變，折彎 半徑R越大，頂部圓弧將趨于平坦，這對(duì)頂部圓弧的排水不利，有可能使水直接從頂部圓弧 滴下，研究證實(shí)R/t彡30是有利的，從而得到5t彡R彡30t。
圖3中，a2為無翅片段32的扭曲段長度，a2主要取決于扭曲力的大小，扭曲力的 大小與換熱管3的寬度Tw成正比，在一定的換熱管寬度下，扭曲段長度a2越短扭曲力越 大，翅片4越容易變形，扭曲段長度越長對(duì)翅片變形越有利；但扭曲段本身不參與換熱，扭 曲段長度太長會(huì)影響換熱器的傳熱性能，研究證實(shí)Tw < a2 < 4Tw是有利的。此外，扭曲段長度a2還與折彎段3相對(duì)于平直段31扭曲的角度0相關(guān)，而且與 3成正比。0越大，a2越大，則無翅片段長度A越大。研究證實(shí)，45°彡0彡90°是有利 的。如圖3所示，無翅片段32的長度A為A = a +2 a 2 = ji Ra /180+2a2 = n R(180- 0 )/180+2a2其中al為折彎處的弧長，a2為扭曲段的長度，將R和a2的上述關(guān)系式代入，得到5t ji (180- 0 )/180+2Tw 彡 A 彡 30t n (180- 0 )/180+8Tw在使用中，如圖2所示，氣流B在換熱器表面的均勻度與氣流B與換熱器之間的 夾角(即平直段31之間的角度的一半)0/2直接相關(guān)。e越大，換熱器表面的氣流場 越均勻。但是，在換熱器用于蒸發(fā)器時(shí)，在運(yùn)行過程中換熱器表面會(huì)有冷凝水，如果e — 味增大，換熱器表面的冷凝水將有可能滴入換熱器下面的管道，這是不允許的。研究證明 10° ( e/2彡50°比較合理。在換熱器水平設(shè)置時(shí)，研究證明，15° ( e/2彡50°更為 有利。如圖1和圖4所示，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，換熱器的多個(gè)換熱管3的折彎段32 的兩端在第一集流管1和第二集流管2的軸向方向(圖1中的上下方向，圖4中的左右方 向)上對(duì)齊。如圖4所示，折彎段32彼此重疊一部分。由此，制成的換熱器外觀整齊，并且 在制造過程中，換熱器的整個(gè)變形均勻，變形易控制，成品率提高。需要理解的是，在上面的描述和圖示中，每個(gè)換熱管3均包括一個(gè)折彎段32，從而 換熱器折彎為A型。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，每個(gè)換熱管3均可以包括多個(gè)折彎段32。 由此，換熱器可以折彎成多種形式，例如N型，M型或W型等，如圖5所示，換熱器折彎成了 N型。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)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(duì)這些實(shí)施例進(jìn)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；多個(gè)換熱管，每個(gè)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，其中每個(gè)換熱管包括平直段和位于平直段之間的折彎段，所述折彎段相對(duì)于所述平直段扭轉(zhuǎn)預(yù)定角度；及翅片，所述翅片分別設(shè)置在相鄰的平直段之間，其中所述折彎段在折彎之前的長度滿足下面的公式5tπ(180-θ)/180+2Tw≤A≤30tπ(180-θ)/180+8TwA折彎段在折彎之前的長度；t換熱管的厚度；Tw換熱管的寬度；θ平直段之間的夾角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器，其特征在于，其中所述平直段之間的夾角滿足 10° 彡 e /2 彡 50°。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的換熱器，其特征在于，其中所述平直段之間的夾角滿足 15° 彡 e /2 彡 50°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器，其特征在于，其中45°< 0 <90°，0為折彎段相 對(duì)于平直段扭轉(zhuǎn)的預(yù)定角度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器，其特征在于，所述多個(gè)換熱管的折彎段的兩端在第 一和第二集流管的軸向方向上對(duì)齊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的換熱器，其特征在于，每個(gè)換熱管均包括多個(gè)折 彎段。
全文摘要
本發(fā)明公開一種換熱器，包括第一集流管；第二集流管；多個(gè)換熱管，每個(gè)換熱管的兩端分別與第一和第二集流管相連以便換熱管內(nèi)的制冷劑通道連通第一和第二集流管，其中每個(gè)換熱管包括平直段和位于平直段之間的折彎段，所述折彎段相對(duì)于所述平直段扭轉(zhuǎn)預(yù)定角度；及翅片，所述翅片分別設(shè)置在相鄰的平直段之間，且所述折彎段在折彎之前的長度滿足下面的公式5tπ(180-θ)/180+2Tw≤A≤30tπ(180-θ)/180+8Tw，A折彎段在折彎之前的長度；t換熱管的厚度；Tw換熱管的寬度；θ平直段之間的夾角。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的換熱器，折彎容易，制造方便，不會(huì)降低換熱性能，并且外觀整齊，壽命長。
文檔編號(hào)F28F9/26GK101846465SQ20101021343
公開日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2010年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月13日
發(fā)明者王偉, 蔣建龍, 黃寧杰 申請(qǐng)人:三花丹佛斯(杭州)微通道換熱器有限公司