專利名稱：短斜翼矩形管柱散熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種采暖散熱器，特別是鑄鐵管柱散熱器。
現(xiàn)有鑄鐵管柱散熱器多為圓形或橢圓形空腔立柱，主要為柱表面與空氣自然對流換熱、部分為柱外側(cè)面的輻射換熱。自然對流換熱與柱表面空氣薄層內(nèi)溫度有顯著變化的熱氣流層厚度有關(guān)，稱這一熱氣流層為熱邊界層，其越薄、傳熱系數(shù)越高，散熱越多，而管柱散熱器的熱邊界層皆為沿柱自下而上自然形成，柱越高，熱邊界層越厚，傳熱系數(shù)越低，傳熱效果差。
CN88209187.5專利公開了一種“帶封閉和斜翼片的矩形管柱散熱器”，該散熱器在矩形管柱兩個側(cè)面各設(shè)一對縱向翼片，組合成多個垂直閉合空氣通道，并在通道內(nèi)靠管柱壁面上間隔設(shè)有旋向相同的傾斜小翼片，使氣流呈層狀螺旋上升，阻止熱邊界層的增厚，從而提高傳熱系數(shù)。這種散熱器雖然比現(xiàn)有鑄鐵管柱散熱器的散熱性能要好，但在技術(shù)上仍然存在以下幾點不足一是由于鑄造工藝上的困難，通道內(nèi)的四個壁面只有在靠管柱的兩個壁面上布置有旋向相同的傾斜小翼片，而在另外兩個由縱向翼片組成的壁面上未設(shè)置，因此難以完全阻止通道內(nèi)熱邊界層的增厚，不能顯著的提高對流換熱效果；二是占散熱器片整個散熱面25％的外側(cè)面，其對流換熱過程仍為原有技術(shù)，一點也沒有提高。
本實用新型的目的是提供一種管柱散熱器，該散熱器所有主要散熱面上的熱邊界層始終處于薄的狀態(tài)，能顯著提高其對流換熱的效果。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的一種管柱散熱器，由包括矩形管柱、散熱翼片和上、下連接管口的散熱器片組成，其特殊之處在于，所述散熱翼片是設(shè)在矩形管柱兩側(cè)的多個相互平行的短斜翼片，這些短斜翼片在垂直方向連續(xù)排列，與相鄰矩形管柱上對應(yīng)的短斜翼片對接，構(gòu)成多個短斜矩形閉合空氣通道。
本實用新型的優(yōu)點在于散熱時，原來沿各個柱面自下而上自然形成的越來越厚的熱邊界層，被各排短斜矩形閉合空氣通道完全分割為多股熱氣流，并在其中流動。因翼片短，構(gòu)成的閉合空氣通道也短，通道中各股氣流的熱邊界層還未增厚，尚處于很薄時就離開了通道，從而使翼片及其柱面的自然對流換熱明顯的提高。又因閉合空氣通道向上傾斜，它和煙囪一樣產(chǎn)生熱壓，又進一步強化了上述自然對流換熱。矩形管柱還余下內(nèi)、外兩個側(cè)面未設(shè)置翼片，尤其是管柱的外側(cè)面，為了散熱器外表平整美觀，不宜設(shè)置任何翼片。另外，散熱器片組合時，二個側(cè)面上的短斜翼片與相鄰管柱上對應(yīng)的短斜翼片對接成一排短斜矩形閉合空氣通道，而它的另兩個內(nèi)、外側(cè)面剛好是這些通道的入口和出口處，散熱時，多股氣流要經(jīng)入口處進入和經(jīng)出口處排出，多股氣流的進出打擾了內(nèi)外兩個側(cè)面上自然形成的熱氣流層，阻止了它自下而上的熱邊界層增厚。因此，矩形管柱四個側(cè)面及其短斜翼片上每個換熱面的對流換熱都得到了強化，明顯的增加了散熱器的對流換熱，從而也就提高了散熱器的散熱效果。另外，現(xiàn)有散熱器的外側(cè)面均與地表面垂直，輻射熱沿水平方向輻射，大部分輻射到人體的中下部位，而本實用新型的散熱器，其管柱外側(cè)面的輻射熱沿水平方向輻射，短斜散熱器翼片的輻射熱輻射方向則與水平方向有一定的夾角，可輻射到人體的中上部位，使輻射熱的分布比較均勻，這也是已有管柱散熱器所沒有的優(yōu)點之一。
在傳熱中，幾何尺寸的大小是影響傳熱效果的主要條件之一，本實用新型的鑄鐵管柱散熱器是形狀較復(fù)雜的薄壁鑄件，各部位的尺寸大小不但受傳熱的要求而相互制約，而且同時要滿足鑄造工藝的要求。通過理論分析和試制得知當矩形管柱斷面外長邊與短邊之比在1.01～5之間；管柱腔內(nèi)斷面的當量直徑(即斷面面積的4倍除以周長)在0.03～0.1米之間；短斜矩形閉合空氣通道斜長亦即短斜翼片斜長在0.01～0.1米之間；短斜矩形閉合空氣通道內(nèi)斷面長與寬之比為2～8；當量直徑在0.005～0.05米之間；短斜翼片與垂直線夾角θ＝2°～60°之間時，本實用新型的散熱器片可采用原有鑄造工藝加工，幾乎不增加鑄造工作量，而散熱器片性能有顯著地提高，消耗同量的鑄鐵，要比市場上現(xiàn)有鑄鐵管柱散熱器片的散熱量大8～16％。
附圖的圖面說明如下


圖1是本實用新型一個雙管柱散熱器片的側(cè)視圖；圖2是將
圖1所示的兩個雙管柱散熱器片組合在一起的A－A剖視圖；圖3是本實用新型一個三管柱散熱器片的剖視圖；圖4是本實用新型一個四管柱散熱器片的剖視圖；圖5是圖2節(jié)點B的局部放大圖。
圖中各標號的說明如下1－矩形管柱，2－短斜翼片，3－短斜矩形閉合空氣通道，4－小間隙，5－空間，6－上端虛線，7－上端，8－上連接管口，9－下端虛線，10－下端，11－下連接管口，12－上連筋，13－下連筋。
結(jié)合附圖詳細敘述本實用新型的實施例參見
圖1、圖2，該雙管柱散熱器片的管柱1斷面為矩形，管壁厚度相等，按鑄造要求，柱四角有鑄造小圓弧，參見圖5。
矩形管柱1兩側(cè)為平面，其上設(shè)多個相互平行且間距相等的短斜翼片2，翼片與垂直線夾角為θ，散熱器片組合時，這些翼片與相鄰管柱上對應(yīng)的翼片對接，構(gòu)成多個等間距短斜矩形閉合空氣通道3，雖然在翼片對接處有一小間隙4，但對于低速流動的空氣并不產(chǎn)生影響。
翼片2在垂直方向等間距連續(xù)排列，在水平方向有空間5隔開，空間5的作用是混合及重新分配氣流，阻止熱邊界層的增厚。處于左側(cè)短斜矩形閉合空氣通道3中的熱氣流，以一定的速度，一定的熱邊界層厚度傾斜向上流動，這股氣流進入空間5時，與空間5中自下而上的另一股氣流混合，形成混合氣流，混合氣流中大部分繼續(xù)上升，小部分氣流進入右側(cè)另一排短斜矩形閉合空氣通道，重新形成薄熱邊界層，再次進行對流換熱，這樣周期性的換熱、混合、分離、換熱，完全阻止了熱邊界層的增厚，使自然對流換熱處于最佳狀態(tài)。
散熱器片上端虛線6以上部分稱為上端7，下端虛線9以下部分稱為下端10，在上端7的正面和背面設(shè)有一對上連接管口8，在下端10的正面和背面設(shè)有一對下連接管口11。散熱器內(nèi)水壓力引起鑄鐵件各部位的內(nèi)應(yīng)力是不等的，在同一水壓力作用下，矩形管柱1內(nèi)腔斷面小，鑄鐵內(nèi)應(yīng)力小，上端和下端的斷面寬，鑄鐵內(nèi)應(yīng)力大，由此限制了鑄鐵散熱器的承壓能力?，F(xiàn)有鑄鐵管柱散熱器均采用稀土鑄鐵代替一般灰鑄鐵，整體提高鑄鐵機械性能來提高散熱器的承壓能力，但此方法要增加產(chǎn)品成本很多。本實用新型在不改變鑄鐵整體機械性能的情況下，在一對上連接管口8之間增加兩個上連筋12，在一對下連接管口11之間增加兩個下連筋13，在構(gòu)造上局部加強了薄弱環(huán)節(jié)的承壓能力，使散熱器各部位鑄鐵內(nèi)應(yīng)力相近，從而在不增加鑄鐵材料成本的情況下提高散熱器的承壓能力。
當本實用新型中的短斜翼片較長時，為了增加其傳熱系數(shù)，也可將其分為多段，段與段之間留有間隙，使管柱一個側(cè)面上的短斜翼片呈多排。
參見圖3、圖4可知，本實用新型的短斜翼矩形管柱散熱器還可以做成三管柱、四管柱或其它多管柱散熱器。
權(quán)利要求1.一種管柱散熱器，由包括矩形管柱，散熱翼片，一對上連接管口和一對下連接管口的散熱器片組成，其特征在于所述散熱翼片是設(shè)在矩形管柱兩側(cè)的多個相互平行的短斜翼片，這些短斜翼片在垂直方向連續(xù)排列，并與相鄰矩形管柱上對應(yīng)的短斜翼片對接，構(gòu)成多個短斜矩形閉合空氣通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管柱散熱器，其特征在于所述的多個短斜翼片之間的間距相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的管柱散熱器，其特征在于所述的短斜翼片分為兩段或多段，段與段之間留有間隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的管柱散熱器，其特征在于所述矩形管柱的橫斷面外長邊與短邊之比在1.01～5之間，腔內(nèi)斷面的當量直徑在0.03～0.1米之間，所述短斜閉合空氣通道斜長在0.01～0.1米之間，通道內(nèi)斷面長與寬之比為2～8，當量直徑在0.005～0.05米之間，所述短斜翼片與垂直線夾角θ在2°～60°之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的管柱散熱器，其特征在于在所述的一對上連接管口之間和一對下連接管口之間分別增加有上連筋和下連筋。
專利摘要本實用新型公開了一種短斜翼矩形管柱散熱器，該散熱器由包括矩形管柱、散熱翼片和連接管口的散熱器片組成，所述散熱翼片是設(shè)在矩形管柱兩側(cè)的多個短斜翼片，這些短斜翼片與相鄰矩形管柱上對應(yīng)的短斜翼片對接，構(gòu)成多個短斜矩形閉合空氣通道。使散熱器各主要散熱面上的熱邊界層始終處于薄的狀態(tài)，顯著提高對流換熱效果。
文檔編號F28D1/02GK2092077SQ9120396
公開日1992年1月1日 申請日期1991年3月14日 優(yōu)先權(quán)日1991年3月14日
發(fā)明者秦國文 申請人:秦國文