專利名稱：翅片管式換熱器及其制作方法

　　技術領域：

　　本發明涉及一種翅片管式換熱器及其制作方法。

　　背景技術：

　　為了提升換熱器的性能，降低換熱器的制作成本，縮小換熱器的體積，以及采用管 徑較小的傳熱管均是目前換熱器的研究重點。另外，小管徑的傳熱管具有較好的耐壓性能， 可以進一步降低管壁厚，降低材料成本。參見附圖7-附圖9，傳統空調用翅片管式換熱器包含多枚平行排布的翅片8、翅片 8上設置供傳熱管1垂直穿過的插管孔9。傳熱管1的外徑dl與插管孔9的內徑d2之間 留有間隙s8。當傳熱管1穿過插管孔9后，利用漲頭11脹大傳熱管1使得傳熱管1與翅片 8之間的間隙s8近似為零，傳熱管1和翅片8緊密相接形成如附圖9所示的換熱器。一般 情況下，傳熱管1在脹大后的外徑比脹大前的外徑大5%左右。若脹大過度，會導致傳熱管 1和翅片8破損；反之，會導致傳熱管1和翅片8之間接觸不緊密。因此，一般情況下，間隙 s8 小于 d2X5% /2。當傳熱管的管徑，也就是指外徑，縮小以后，間隙s8也相應縮小，特別是當傳熱管 的管徑小于4mm時，間隙s8將減小為1mm。在實際生產過程中，傳熱管1穿入多枚翅片8時 將變得相當艱難，并容易導致傳熱管1和翅片8變形。另外，當傳熱管1的管徑變小以后， 脹大傳熱管1需要克服更大的阻力，且與漲頭11相接的脹桿10也要相應變細，會導致脹桿 11由于強度不足而變形。

　　發明內容

　　本發明的目的旨在提供一種結構簡單合理、操作靈活、不需要脹管、換熱能力強、 加工工藝簡單、體積小的翅片管式換熱器及其制作方法，以克服現有技術中的不足之處。按此目的設計的一種翅片管式換熱器，包括翅片和傳熱管，其結構特征是翅片包 括設置在翅片基帶上的二個以上的翅片本體，相鄰的二個翅片本體之間相互分開，翅片基 帶和翅片本體之間設置有折角，翅片基帶緊貼并呈螺旋狀纏繞在傳熱管的表面。所述翅片基帶每纏繞傳熱管一周的步長>翅片基帶的寬度，該寬度介于0.5mm到 3mm之間ο所述翅片本體的高度與傳熱管的外徑的比值介于0. 5 2之間；翅片基帶每纏繞 傳熱管一周時，翅片本體的個數> 10個。所述翅片本體與傳熱管的軸線方向之間的夾角 10個；翅片本體的高度越高，每周的翅片本體個數也就越多，將可以增 大翅片側的換熱面積，但是，同時也增大加工難度，翅片更容易變形，因此需要兼顧性能和 加工性，選取上述合適的范圍。本發明中的翅片表面涂布親水涂層后，可以促進冷凝水流出，并增強翅片的耐污 染性和耐腐蝕性。翅片本體均勻分離于傳熱管周圍，可以較好的擾動空氣流動，利用空氣的 入口邊界效率，促進空氣側換熱。為了進一步提升換熱能力，還可以在翅片本體上設置橋形 切起或百葉窗形切起。本發明中的傳熱管采用平行方式排布，管內流體沿著傳熱管的軸線方向流動，管 外流體沿著垂直于傳熱管的軸線方向流動，從而實現管內流體和管外流體間的換熱，以提 高熱交換率。本發明具有結構簡單合理、操作靈活、不需要脹管、換熱能力強、加工工藝簡單、換 熱器的體積小的特點。

　　圖1為本發明**實施例結構示意圖。圖2為圖1中的A-A向局部剖視結構示意圖。圖3為本發明中的翅片的主視結構示意圖。圖4為圖3中的B-B向局部剖視結構示意圖。圖5為本發明**實施例中的翅片纏繞傳熱管的制作過程示意圖。圖6為本發明**實施例中的翅片管式換熱器組裝后的結構示意圖。圖7為傳統翅片管式換熱器的局部剖視結構示意圖。

　　圖8為傳統翅片管式換熱器脹大傳熱管時的局部剖視結構示意圖。圖9為傳統翅片管式換熱器的立體結構示意圖。圖10為本發明第二實施例結構示意圖。圖中1為傳熱管，2為翅片基帶，3為翅片本體，5為翅片本體之間的沖切縫，6為 切起，8為傳統翅片，9為傳統翅片上的插管孔，10為脹桿，11為漲頭，12為扁平管，13為翅 片纏繞起點，si為翅片本體的高度，s2為翅片本體的寬度，s3為翅片基帶的寬度，s4為翅 片厚度，s5 s7為相鄰傳熱管之間的管心距，s8為插管孔和傳熱管之間的間隙，dl為傳熱 管的外徑，d2為插管孔的內徑。

　　具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述。**實施例參見圖1-圖2，本翅片管式換熱器，在外徑dl小于或等于5mm的傳熱管1的外側 連續的以螺旋形緊密纏繞著翅片。翅片包括設置在翅片基帶2上的二個以上的翅片本體3，相鄰的二個翅片本體3之 間相互分開，翅片基帶2和翅片本體3之間設置有折角α，該折角α —般情況下為90度。 翅片基帶2緊貼并呈螺旋狀纏繞在傳熱管1的表面。翅片本體3通過翅片基帶2相連，且 與傳熱管1的壁面略成直角。一般情況下，翅片本體3與傳熱管1的軸線方向之間的夾角^ 90°。翅片基帶2緊貼著傳熱管1，翅片基帶2每纏繞傳熱管1 一周的步長>翅片基帶2 的寬度s3，該寬度s3介于0. 5mm到3mm之間。翅片本體3均勻的突起在傳熱管1的周圍， 翅片本體3的高度si與傳熱管1的外徑dl的比值介于0. 5 2之間；翅片基帶2每纏繞 傳熱管1 一周時，翅片本體3的個數> 10個。翅片表面涂布親水涂層，翅片本體3的表面可采用平片，也可設置橋形或百葉窗 形的切起6。切起6用于強化空氣側換熱能力。纏繞有翅片的傳熱管1采用平行方式排布，傳熱管1的管內流體沿著傳熱管1的 軸線方向流動，傳熱管1的管外流體沿著垂直于傳熱管1的軸線方向流動。由于寬度s2決定于每周內的翅片本體的個數N以及傳熱管1的外徑dl，s2 = dl X/N，而每周內的翅片本體的個數N彡10。參見圖3-圖6，對上述翅片管式換熱器的制作方法進行說明。首先選取厚度s4為0. 08mm至0. 15mm的平直的翅片基材，沿該翅片基材的長度方 向，將翅片基材的一邊按寬度s3進行90度折彎后形成翅片基帶2，接著沿垂直于翅片基材 的長度方向，將翅片基材的另一邊按高度si、寬度s2依序切開形成為翅片本體3，翅片本體 3的基部與翅片基帶2相接，*后得到翅片；或者，首先選取厚度s4為0. 08mm至0. 15mm的平直的翅片基材，沿垂直于該翅片 基材的長度方向，將翅片基材的另一邊按高度si、寬度s2的尺寸依序切開形成翅片本體3， 接著將翅片基材的一邊按寬度s3進行90度折彎后形成翅片基帶2，翅片本體3的基部與翅 片基帶2相接，*后得到翅片。在本實施中，翅片基材的厚度s4為0. 08mm至0. 12mm時，能取得較佳的效果。

　　在本實施例中，沒有考慮折板系數，因折板多出的尺寸歸入到后序工藝中，即折板 成形的對應邊的寬度S3或高度si中；相當于設計公差。但是，由于翅片基材的自身厚度s4 比較小，因折板帶來的尺寸影響也比較小，因此可以不用考慮。在翅片本體3上沖壓出切起6，沖壓既可以在上述的折彎前完成，也可以在上述的 折彎后完成。將通過上述方法制得的具有一定長度的翅片中的翅片基帶2的一端緊貼在傳熱 管1的表面并焊接固定，然后以傳熱管1的軸線方向為中心按角速度V3進行轉動，與此同 時將傳熱管1沿其軸線方向按Vl勻速移動，見圖5，此時的傳熱管1的軸線方向垂直于紙 面；翅片基帶2沿著垂直于傳熱管1的軸線方向按v2 = (v3Xdl)/2的速度進給，翅片基帶 2緊貼并呈螺旋狀纏繞在傳熱管1的表面，*后將翅片基帶2的另一端焊接在傳熱管1的表如果經繞制后，翅片的長度過長，可以將翅片切斷，在傳熱管1的終點處將翅片和 傳熱管1焊接固定即可。位于中間部分的翅片基帶2與傳熱管1不用焊接固定，僅僅將其 壓緊即可。其中，vl彡(s3Xv3)/(2X π ), v2 = (v3Xdl)/2。通過這樣的纏繞制作方法，傳熱管1每旋轉一周的時間為OX JO/V3，在這段時 間內，傳熱管1沿著其軸線方向前進大于等于翅片基帶2的寬度距離S3。因此，可以保證每 繞一周的步長大于等于翅片基帶2的寬度。制作換熱器時，首先將所定根數的纏繞有翅片的傳熱管1進行平行排列，接著和 制作普通換熱器的方法一樣，利用U形管等其它類型的連接管將相鄰傳熱管的端部連接即 可。可以靈活按照需要排布傳熱管，例如可以采用如圖6所示的傳熱管的管心呈正三 角形的排布方式，即相鄰傳熱管之間的管心距s5 = s6 = s7。第二實施例參見圖10，說明本發明的第二實施例。對于采用扁平管12的翅片管式換熱器，脹 管也比較困難。而采用本發明的外繞翅片的方法可以很好的解決該脹管問題。類似**實 施例，將帶有翅片基帶2和翅片本體3的翅片從翅片纏繞起點13處以螺旋的方式一圈挨著 一圈的緊密纏繞在扁平管12的表面上，*后將翅片基帶2的另一端焊接在扁平管12的表 面。為了防止在扁平管12的四個拐角處進行纏繞翅片時，由于拐角處的角度變化比較大而 造成翅片破裂，應采用在如圖10所示的邊角處具有一定圓角的扁平管。該圓角的半徑R的 大小>翅片本體的寬度s2。其他未述事項與本發明的**實施例相同。

　　權利要求

　　1.一種翅片管式換熱器，包括翅片和傳熱管(1)，其特征是翅片包括設置在翅片基帶(2)上的二個以上的翅片本體(3)，相鄰的二個翅片本體(3)之間相互分開，翅片基帶(2) 和翅片本體(3)之間設置有折角(α)，翅片基帶(2)緊貼并呈螺旋狀纏繞在傳熱管(1)的表面。

　　2.根據權利要求1所述的翅片管式換熱器，其特征是所述翅片基帶(2)每纏繞傳熱管(1)一周的步長彡翅片基帶(2)的寬度(s3)，該寬度(s3)介于O. 5mm到3mm之間。

　　3.根據權利要求1所述的翅片管式換熱器，其特征是所述翅片本體(3)的高度(si)與 傳熱管(1)的外徑(dl)的比值介于0.5 2之間；翅片基帶(2)每纏繞傳熱管⑴一周 時，翅片本體(3)的個數彡10個。

　　4.根據權利要求1所述的翅片管式換熱器，其特征是所述翅片本體(3)與傳熱管(1) 的軸線方向之間的夾角<90°。

　　5.根據權利要求1所述的翅片管式換熱器，其特征是所述翅片的表面涂布有親水涂 層；翅片本體(3)為平直片或翅片本體(3)上設置有切起(6)。

　　6.根據權利要求1至5任一所述的翅片管式換熱器，其特征是所述傳熱管(1)的外徑 (dl) ^ 5mm。

　　7.—種如權利要求1所述的翅片管式換熱器的制作方法，其特征是首先選取厚度(s4) 為0. 08mm至0. 15mm的平直的翅片基材，沿該翅片基材的長度方向，將翅片基材的一邊按寬 度(s3)進行90度折彎后形成翅片基帶(2)，接著沿垂直于翅片基材的長度方向，將翅片基 材的另一邊按高度(Si)、寬度(s2)依序切開形成為翅片本體(3)，翅片本體(3)的基部與 翅片基帶(2)相接，*后得到翅片；或者，首先選取厚度(s4)為0. 08mm至0. 15mm的平直的翅片基材，沿垂直于該翅片基 材的長度方向，將翅片基材的另一邊按高度(si)、寬度(s2)的尺寸依序切開形成翅片本體(3)，接著將翅片基材的一邊按寬度(s3)進行90度折彎后形成翅片基帶(2)，翅片本體(3) 的基部與翅片基帶(2)相接，*后得到翅片。

　　8.根據權利要求7所述的翅片管式換熱器的制作方法，其特征是在翅片本體(3)沖壓 出切起(6)，沖壓既可以在折彎前完成，也可以在折彎后完成。

　　9.根據權利要求7或8所述的翅片管式換熱器的制作方法，其特征是將翅片中的翅片 基帶(2)的一端緊貼在傳熱管(1)的表面并焊接固定，然后以傳熱管(1)的軸線方向為中 心按角速度v3進行轉動，與此同時將傳熱管(1)沿其軸線方向按Vl勻速移動，翅片基帶(2)沿著垂直于傳熱管(1)的軸線方向按v2= (v3Xdl)/2的速度進給，翅片基帶(2)緊貼 并呈螺旋狀纏繞在傳熱管(1)的表面，*后將翅片基帶(2)的另一端焊接在傳熱管(1)的 表面。

　　全文摘要

　　一種翅片管式換熱器及其制作方法，翅片管式換熱器，包括翅片和傳熱管，翅片包括設置在翅片基帶上的二個以上的翅片本體，相鄰的二個翅片本體之間相互分開，翅片基帶和翅片本體之間設置有折角，翅片基帶緊貼并呈螺旋狀纏繞在傳熱管的表面。翅片基帶每纏繞傳熱管一周的步長≥翅片基帶的寬度，該寬度介于0.5mm到3mm之間。翅片本體的高度與傳熱管的外徑的比值介于0.5～2之間；翅片基帶每纏繞傳熱管一周時，翅片本體的個數≥10個。翅片本體與傳熱管的軸線方向之間的夾角≤90°。翅片的表面涂布有親水涂層。本發明具有結構簡單合理、操作靈活、不需要脹管、換熱能力強、加工工藝簡單、換熱器的體積小的特點。

　　文檔編號F28F1/36GKSQ

　　公開日2011年5月11日 申請日期2010年12月17日 優先權日2010年12月17日

　　***伍光輝, 岳寶, 張智, 曾昭順, 賈慶賢, 趙夫峰 申請人:廣東美的電器股份有限公司