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Patent Searching and Data


Title:
FIN OF HEAT EXCHANGER AND HEAT EXCHANGER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/048228
Kind Code:
A1
Abstract:
A heat exchanger (100) and a fin (4) thereof. The fin (4) comprises first fin units (5, 8) and second fin units (6, 9) that are arranged side by side and alternately. Each first fin unit (5, 8) comprises a first window fin (51, 81) that faces the inflow direction of a fluid. Each second fin unit (6, 9) comprises a second window fin (61, 91) that faces the inflow direction of the fluid. First window fins (51, 81) and second window fins (61, 91) are arranged side by side. The first window fin (51, 81) and the second window fin (61, 91) are staggered in the inflow direction of the fluid, so as to form a first gap (50, 80) between them. The first window fins (51, 81) and/or the second window fins (61, 91) are different in width.

Inventors:
CUI KAI (CN)
HUANG NINGJIE (CN)
ZHOU XIAODONG (CN)
XU XIAOYANG (CN)
LV ZHOU (CN)
Application Number:
PCT/CN2013/082840
Publication Date:
April 03, 2014
Filing Date:
September 03, 2013
Export Citation:
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Assignee:
HANGZHOU SANHUA RES INST CO LTD (CN)
International Classes:
F28F3/02; F28D9/00
Foreign References:
CN201433802Y2010-03-31
DD243088A11987-02-18
US20030131973A12003-07-17
CN102478368A2012-05-30
CN1233730A1999-11-03
JP2001194086A2001-07-17
JPH09296989A1997-11-18
Attorney, Agent or Firm:
UNITALEN ATTORNEYS AT LAW (CN)
北京集佳知识产权代理有限公司 (CN)
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Claims:
权 利 要 求

1、 一种换热器的翅片, 所述翅片包括并排且交替设置的若干第一翅 片单元及若干第二翅片单元, 其中每一个第一翅片单元包括面向流体流 入方向的第一窗翅, 每一个第二翅片单元包括面向流体流入方向的第二 窗翅, 所述第一窗翅与所述第二窗翅并排设置, 所述第一窗翅与所述第 二窗翅在所述流体流入方向上错开以在所述第一窗翅与所述第二窗翅之 间形成第一间隙, 其特征在于: 所述第一窗翅与所述第二窗翅中的至少 一个具有不相同的宽度。

2、 如权利要求 1 所述的换热器的翅片, 其特征在于: 沿所述流体 流入方向观察, 所述第一窗翅的上端比下端宽, 所述第二窗翅的上端比 下端窄。

3、 如权利要求 2所述的换热器的翅片, 其特征在于: 所述第一窗 翅与所述第二窗翅相互平行, 所述第一窗翅与所述第二窗翅中的任何一 个均具有不相等的上半部分面积与下半部分面积, 并且所述第一窗翅的 上半部分面积大于下半部分面积, 所述第二窗翅的上半部分面积小于下 半部分面积。

4、 如权利要求 1 所述的换热器的翅片, 其特征在于: 所述第一窗 翅呈梯形、 或者三角形、 或者半圓形、 或者阶梯形; 所述第二窗翅呈梯 形、 或者三角形、 或者半圓形、 或者阶梯形。 5、 如权利要求 1 所述的换热器的翅片, 其特征在于: 所述第一窗 翅的宽度及所述第二窗翅的宽度均为连续变化的。

6、 如权利要求 1所述的换热器的翅片, 其特征在于: 所述第一窗翅 与所述第二窗翅中的至少一个呈现出两端宽、 中间窄的形状或者两端窄、 中间宽的形状。 7、 如权利要求 6所述的换热器的翅片, 其特征在于: 所述第一窗翅 呈现出中间宽、 两端窄的形状, 所述第二窗翅呈现出中间窄、 两端宽的 形状。

8、 如权利要求 7所述的换热器的翅片, 其特征在于: 所述第一窗翅 沿其水平中心线呈对称设置, 所述第二窗翅沿其水平中心线也呈对称设 置。

9、 如权利要求 6所述的换热器的翅片, 其特征在于: 所述第一窗翅 呈六边形, 所述第一窗翅与第二窗翅是由一块金属板沖压而成, 并且相 邻的第一窗翅与第二窗翅在沖压处的形状互补。

10、 如权利要求 1所述的换热器的翅片, 其特征在于: 所述第一窗 翅的宽度及所述第二窗翅的宽度均为非连续变化的。

11、 如权利要求 1 所述的换热器的翅片, 其特征在于: 所述第一翅 片单元包括自第一窗翅的顶部水平延伸的第一顶部及自第一窗翅的底部 水平延伸的第一底部, 所述第二翅片单元包括自第二窗翅的顶部水平延 伸的第二顶部及自第二窗翅的底部水平延伸的第二底部, 所述第一顶部 与所述第二顶部相互贴合且共面, 所述第一底部与所述第二底部相互贴 合且共面, 所述第一顶部沿所述流体流入方向的长度不同于所述第二顶 部沿所述流体流入方向的长度, 所述第一底部沿所述流体流入方向的长 度不同于所述第二底部沿所述流体流入方向的长度。

12、 如权利要求 11所述的换热器的翅片, 其特征在于: 所述第一翅 片单元包括自第一顶部向下倾斜延伸的第三窗翅, 所述第一窗翅与所述 第三窗翅对称设置; 所述第二翅片单元包括自第二顶部向下倾斜延伸的 第四窗翅, 所述第二窗翅与所述第四窗翅对称设置; 所述第三窗翅与所 述第四窗翅在所述流体流入方向上错开以在所述第三窗翅与所述第四窗 翅之间形成第二间隙。 13、 一种换热器, 其包括支座、 安装于支座上且交叉堆叠设置的若 干第一流通板与若干第二流通板、 以及收容于第一流通板及第二流通板 内的若干翅片, 所述第一流通板包括用以收容对应翅片的第一收容空间, 所述第二流通板包括用以收容对应翅片的第二收容空间, 其特征在于, 所述翅片为权利要求 1至 12项中任意一项所述的换热器的翅片。

14、 如权利要求 13所述的换热器, 其特征在于: 所述第一流通板包 括第一底座及围绕在所述第一底座外围的第一框体, 所述第一收容空间 由所述第一底座及所述第一框体围成, 所述翅片贴置于所述第一底座上; 所述第二流通板包括第二底座及围绕在所述第二底座外围的第二框体, 所述第二收容空间由所述第二底座及所述第二框体围成, 所述翅片贴置 于所述第二底座上; 所述第一框体与所述第二框体具有相互配合的凸起 与凹槽。

15、 如权利要求 14所述的换热器, 其特征在于: 所述第一底座设有 第一平面孔及第一凸面孔, 所述翅片设有对应于所述第一平面孔与所述 第一凸面孔的第一缺口; 所述第二底座设有第二平面孔及第二凸面孔, 所述翅片设有对应于所述第二平面孔与所述第二凸面孔的第二缺口; 所 述翅片的高度与所述第一凸面孔及第二凸面孔平齐。

Description:
换热器的翅片及换热器

[0001] 本申请同时要求于 2012年 9月 26 日提交中国专利局、 申请号为 201210364693.3、发明名称为"换热器的翅片及换热 器"的中国专利申请的 优先权, 以及于 2012 年 11 月 26 日提交中国专利局、 申请号为 201210484380.1、发明名称为"换热器的翅片及换热 器"的中国专利申请的 优先权, 上述两件专利申请的全部内容通过引用结合在 本申请中。

技术领域

[0002] 本发明涉及一种换热器的翅片及换热器, 尤其涉及一种具有较强 流体扰动的翅片及具有该翅片的板翅式换热器 。

背景技术

[0003] 板翅式换热器通常是由隔板、 翅片、 封条和导流片组成。 在相邻 两隔板间放置翅片、 导流片和封条从而组成一个夹层, 这就是通道。 将 这样的夹层根据实际需要以不同的方式叠置起 来, 钎焊成为一个整体便 组成了板束。 将板束和对应的封头、 接管、 支撑等零件装配起来, 就组 成了板翅式换热器。

[0004] 板翅式换热器被定义为由流通板和翅片组成的 传热元件, 翅片是 其核心部件, 常见的翅片类型有: 平直形、 锯齿形、 波纹形、 多孔形和 百叶窗形等。 为了增强板翅式换热器的换热效果, 人们对其翅片结构进 行了不断的研发和改进。

[0005] 相比于传统的换热器, 板翅式换热器具有强化换热表面, 结构十 分紧凑; 多用铝合金材料制造, 十分轻巧; 翅片对流体的扰动使流体的 边界层不断破坏, 同时由于隔板和翅片的高导热性, 使得板翅式换热器 具有很高的效率。 因此, 板翅式换热器的适应性很强, 可以用于各种流 体之间的换热以及发生集态变化的相变换热; 通过流道的布置和组合能 够适应逆流、 错流、 多股流和多层流等不同的换热工况; 通过单元间串 联、 并联、 串并联的组合可以满足大型设备的换热需要。 目前, 板翅式 换热器被广泛应用于空分设备、 石油化工、 制冷及低温领域、 汽车和航 空工业等领域。

[0006] 由于板翅式换热器的结构紧凑轻巧, 安装空间有限, 其流道结构 改进和优化的空间相对较小, 而板翅式换热器翅片的结构设计却可以灵 活多样, 具有进一步改进和优化的空间和条件。 随着设备散热量的增大, 板翅式换热器的换热效率也需要加强, 在这种大环境的要求之下, 改进 和优化板翅式换热器的翅片结构, 强化翅片与流过的高、 低温媒介之间 的换热效率成为了研究的主要方向之一。

[0007] 请参考图 1所示, 图 1为现有油冷却器的结构示意图, 其包括若 干板片 Γ及位于相邻两个板片 1,中间的开窗翅片 2,。 通过所述开窗翅片 2,使冷、热媒介改变流动方向,并且使其流 边界层被破坏进而产生紊流 作用。

[0008] 图 2所示的是开窗翅片 2,的局部结构。 所述开窗翅片 2,由多个翅 片单元 3,组成, 其中每一个翅片单元 3,包括顶部 4,、 底部 5,及对称布置 的两个窗翅 6,、 7,。 相邻的翅片单元 3,是平行交错布置, 即左右相邻的 窗翅之间留有间隙 8,。 当冷、 热媒介沿箭头方向流向翅片窗翅 6,、 7,时, 就会受到窗翅 6,、 7,的阻碍而不断产生横向平面上的分流。 冷、 热媒介 在分流的过程中, 其边界层不断被开窗翅片 2,破裂, 就会在产生局部平 面上的扰动, 这会在一定程度上强化板翅式换热器的换热能 力。 但是, 由于翅片窗翅 6,、 7,结构形状的限制, 冷、 热媒介在分流的过程中主要 产生的是横向上的扰动, 而纵向 (竖直方向)上的扰动相对较少。

[0009] 因此, 有必要对现有的技术进行改进, 以解决以上技术问题。

发明内容

[0010] 本发明的目的在于提供一种换热效率较高的换 热器的翅片及其换 热器。

[0011] 为实现上述目的, 本发明采用如下技术方案: 一种换热器的翅片, 所述翅片包括并排且交替设置的若干第一翅片 单元及若干第二翅片单 元, 其中每一个第一翅片单元包括面向流体流入方 向的第一窗翅, 每一 个第二翅片单元包括面向流体流入方向的第二 窗翅, 所述第一窗翅与所 述第二窗翅并排设置, 所述第一窗翅与所述第二窗翅在所述流体流入 方 向上错开以在所述第一窗翅与所述第二窗翅之 间形成第一间隙, 所述第 一窗翅与所述第二窗翅中的至少一个具有不相 同的宽度。

[0012] 作为本发明进一步改进的技术方案, 沿所述流体流入方向观察, 所述第一窗翅的上端比下端宽, 所述第二窗翅的上端比下端窄。

[0013] 作为本发明进一步改进的技术方案, 所述第一窗翅与所述第二窗 翅相互平行, 所述第一窗翅与所述第二窗翅中的任何一个均 具有不相等 的上半部分面积与下半部分面积, 并且所述第一窗翅的上半部分面积大 于下半部分面积, 所述第二窗翅的上半部分面积小于下半部分面 积。

[0014] 作为本发明进一步改进的技术方案, 所述第一窗翅呈梯形、 或者 三角形、 或者半圓形、 或者阶梯形; 所述第二窗翅呈梯形、 或者三角形、 或者半圓形、 或者阶梯形。

[0015] 作为本发明进一步改进的技术方案, 所述第一窗翅的宽度及所述 第二窗翅的宽度均为连续变化的。

[0016] 作为本发明进一步改进的技术方案, 所述第一窗翅与所述第二窗 翅中的至少一个呈现出两端宽、 中间窄的形状或者两端窄、 中间宽的形 状。

[0017] 作为本发明进一步改进的技术方案, 所述第一窗翅呈现出中间宽、 两端窄的形状, 所述第二窗翅呈现出中间窄、 两端宽的形状。

[0018] 作为本发明进一步改进的技术方案, 所述第一窗翅沿其水平中心 线呈对称设置, 所述第二窗翅沿其水平中心线也呈对称设置。

[0019] 作为本发明进一步改进的技术方案, 所述第一窗翅呈六边形, 所 述第一窗翅与第二窗翅是由一块金属板沖压而 成, 并且相邻的第一窗翅 与第二窗翅在沖压处的形状互补。

[0020] 作为本发明进一步改进的技术方案, 所述第一窗翅的宽度及所述 第二窗翅的宽度均为非连续变化的。

[0021] 作为本发明进一步改进的技术方案, 所述第一翅片单元包括自第 一窗翅的顶部水平延伸的第一顶部及自第一窗 翅的底部水平延伸的第一 底部, 所述第二翅片单元包括自第二窗翅的顶部水平 延伸的第二顶部及 自第二窗翅的底部水平延伸的第二底部, 所述第一顶部与所述第二顶部 相互贴合且共面, 所述第一底部与所述第二底部相互贴合且共面 , 所述 第一顶部沿所述流体流入方向的长度不同于所 述第二顶部沿所述流体流 入方向的长度, 所述第一底部沿所述流体流入方向的长度不同 于所述第 二底部沿所述流体流入方向的长度。

[0022] 作为本发明进一步改进的技术方案, 所述第一翅片单元包括自第 一顶部向下倾斜延伸的第三窗翅, 所述第一窗翅与所述第三窗翅对称设 置; 所述第二翅片单元包括自第二顶部向下倾斜延 伸的第四窗翅, 所述 第二窗翅与所述第四窗翅对称设置; 所述第三窗翅与所述第四窗翅在所 述流体流入方向上错开以在所述第三窗翅与所 述第四窗翅之间形成第二 间隙。

[0023] 为实现上述目的, 本发明还提供了一种换热器, 其包括支座、 安 装于支座上且交叉堆叠设置的若干第一流通板 与若干第二流通板、 以及 收容于第一流通板及第二流通板内的若干翅片 , 所述第一流通板包括用 以收容对应翅片的第一收容空间, 所述第二流通板包括用以收容对应翅 片的第二收容空间, 其特征在于, 所述翅片为上述的换热器的翅片。

[0024] 作为本发明进一步改进的技术方案, 所述第一流通板包括第一底 座及围绕在所述第一底座外围的第一框体, 所述第一收容空间由所述第 一底座及所述第一框体围成, 所述翅片贴置于所述第一底座上; 所述第 二流通板包括第二底座及围绕在所述第二底座 外围的第二框体, 所述第 二收容空间由所述第二底座及所述第二框体围 成, 所述翅片贴置于所述 第二底座上; 所述第一框体与所述第二框体具有相互配合的 凸起与凹槽。

[0025] 作为本发明进一步改进的技术方案, 所述第一底座设有第一平面 孔及第一凸面孔, 所述翅片设有对应于所述第一平面孔与所述第 一凸面 孔的第一缺口; 所述第二底座设有第二平面孔及第二凸面孔, 所述翅片 设有对应于所述第二平面孔与所述第二凸面孔 的第二缺口; 所述翅片的 高度与所述第一凸面孔及第二凸面孔平齐。

[0026] 与现有技术相比, 本发明由于所述第一窗翅与所述第二窗翅中的 至少一个具有不相等的宽度, 因而对流体的阻碍就不同, 由此便会产生 竖直方向上的压力差进而在竖直方向上产生较 佳的扰流效果。 附图说明

[0027] 图 1是现有技术中的换热器的侧视图;

[0028] 图 2是现有技术中的换热器的翅片的立体图;

[0029] 图 3是本发明换热器的立体图;

[0030] 图 4是本发明换热器沿图 3中 A-A线的剖视图, 其中所述顶板及 支座未被显示出来;

[0031] 图 5是图 4中第一流通板的立体图;

[0032] 图 6是沿图 5中 B-B线的剖视图;

[0033] 图 7是沿图 5中 C-C线的剖视图;

[0034] 图 8是图 4中第二流通板的立体图;

[0035] 图 9是图 4中第一流通板与翅片组装后于第一实施方式 立体图;

[0036] 图 10是图 9的俯视图, 并且标明了流体的大致流动方向;

[0037] 图 11是图 9中翅片于第一实施方式的立体图, 其中第一翅片单元 与第二翅片单元交替并排布置;

[0038] 图 12是图 11中第二翅片单元的立体图;

[0039] 图 13是图 11中标明流体流动反向的立体示意图;

[0040] 图 14是图 13 中流体在通过第一翅片单元的第一窗翅时而发 生扰 动的示意图;

[0041] 图 15是图 13 中流体在通过第二翅片单元的第二窗翅时而发 生扰 动的示意图;

[0042] 图 16是图 4 中第一流通板与翅片组装后于第二实施方式的 立体 图;

[0043] 图 17是图 16的俯视图, 并且标明了流体的大致流动方向;

[0044] 图 18是图 16中翅片于第二实施方式的立体图, 其中第一翅片单 元与第二翅片单元交替并排布置;

[0045] 图 19是图 18中第一翅片单元的立体图; [0046] 图 20是图 18中标明流体流动反向的立体示意图;

[0047] 图 21是图 20中流体在通过第一翅片单元的第一窗翅时而 生扰 动的示意图; 以及

[0048] 图 22是图 20中流体在通过第二翅片单元的第二窗翅时而 生扰 动的示意图。

具体实施方式

[0049] 请参图 3至图 10所示, 本发明揭示了一种换热器 100, 其包括支 座 1、安装于支座 1上且交叉堆叠设置的若干第一流通板 2与若干第二流 通板 3、 收容于第一流通板 2及第二流通板 3内的若干翅片 4、 以及安装 于顶端的顶板 7。在本发明图示的实施方式中, 所述换热器 100为板翅式 换热器。 为了便于以下描述以及更好地理解本发明的技 术方案, 第一流 通板 2与第二流通板 3相互堆叠的方向被定义为 "竖直方向" 或者 "上 下方向"。

[0050] 所述支座 1设有周向凸出于所述第一流通板 2与第二流通板 3的 安装板 11。 所述安装板 11设有若干供螺丝穿过的安装孔 12, 以实现对 所述换热器 100的固定。

[0051] 所述顶板 7包括平板状的顶面 71及凸出顶面 71的若干圓柱形的 法兰。 所述法兰包括分别位于对角线的两个第一法兰 72及分别位于另一 对角线的两个第二法兰 73。所述两个第一法兰 72中其中一个为第一流体 的进口, 另一个为第一流体的出口。 所述两个第二法兰 73中其中一个为 第二流体的进口, 另一个为第二流体的出口。 所述第一法兰 72及第二法 兰 73均用以与管道 (未图示)相连接。 在以下描述中, 第一流体与第二流 体统称为流体。

[0052] 请参图 5所示, 所述第一流通板 2包括第一底座 21及围绕在所述 第一底座 21外围的第一框体 22。 所述第一框体 22向上凸出于所述第一 底座 21 , 并且所述第一框体 22与所述第一底座 21共同形成收容对应翅 片 4的第一收容空间 23。所述第一底座 21设有若干第一平面孔 211及若 干第一凸面孔 212。请参图 6所示, 所述第一凸面孔 212是沖压形成的并 且包括位于顶端的第一凸台面 213。 在本发明图示的实施方式中, 所述第 一平面孔 211为两个且分布于所述第一底座 21的一个对角, 所述第一凸 面孔 212为两个且分布于所述第一底座 21的另一个对角。 当然, 在其他 实施方式中, 所述第一平面孔 211 也可以设置在同一侧且对齐排列, 相 应地, 所述第一凸面孔 212可以设置在另一侧且对齐排列, 即图 5 中的 其中一个第一平面孔 211与其中一个第一凸面孔 212调换位置。

[0053] 请参图 8所示, 所述第二流通板 3包括第二底座 31及围绕在所述 第二底座 31外围的第二框体 32。 所述第二框体 32向上凸出于所述第二 底座 31 , 并且所述第二框体 32与所述第二底座 31共同形成收容对应翅 片 4的第二收容空间 33。所述第二底座 31设有若干第二平面孔 311及若 干第二凸面孔 312。所述第二凸面孔 312是沖压形成的并且包括位于顶端 的第二凸台面 313。 在本发明图示的实施方式中, 所述第二平面孔 311为 两个且分布于所述第二底座 31的一个对角, 所述第二凸面孔 312为两个 且分布于所述第二底座 31的另一个对角。 当然, 在其他实施方式中, 所 述第二平面孔 311 也可以设置在同一侧且对齐排列, 相应地, 所述第二 凸面孔 312可以设置在另一侧且对齐排列, 即图 8中的其中一个第二平 面孔 311与其中一个第二凸面孔 312调换位置。

[0054] 需要说明的是: 在本发明图示的实施方式中, 第一流通板 2 的第 一平面孔 211与第二流通板 3的第二平面孔 311相互错位;第一流通板 2 的第一凸面孔 212与第二流通板 3的第二凸面孔 312也相互错位。 所述 第一流通板 2的第一平面孔 211对应于所述第一法兰 72, 所述第二流通 板 3的第二平面孔 311对应于所述第二法兰 73。

[0055] 请参图 3所示, 所述第一流通板 2的第一框体 22与所述第二流通 板 3的第二框体 32具有相互配合的凸起 23与凹槽 33。 通过所述凸起 23 与凹槽 33的配合能够起到防止误装配的作用,并且一 发生误装配 (例如 两块第一流通板 2不小心叠在一起了), 因为会产生缝隙, 所以很容易被 发现。 在本发明图示的实施方式中, 所述凸起 23设置于第一框体 22上, 所述凹槽 33设置于第二框体 32上。 当然, 在其他实施方式中, 所述凸 起 23也可以设置于第二框体 32上, 所述凹槽 33设置于第一框体 22上, 同样能够实现防止误装配的作用。

[0056] 请参图 5及图 8所示, 因为第一流通板 2与第二流通板 3结构类 似, 以下仅以第一流通板 2为例, 详细介绍第一流通板 2与对应翅片 4 的组装关系。

[0057] 请参图 9及图 10所示, 收容于第一收容空间 23内的翅片 4设有 对应于所述第一平面孔 211与所述第一凸面孔 212的若干第一缺口(未标 号), 并且所述翅片 4的高度与所述第一凸面孔 212的第一凸台面 213平 齐。 可以理解的是: 收容于第二收容空间 33内的翅片 4设有对应于所述 第二平面孔 311与所述第二凸面孔 312的若干第二缺口(未图示),并且所 述翅片 4的高度与所述第二凸面孔 312的第二凸台面 313平齐。 所述第 一凸台面 213及所述第二凸台面 313均与其相贴合的部分 (分别对应于第 二平面孔 311及第一平面孔 211)焊接在一起, 从而保证流体在翅片 4中 流通时不会流入第一凸面孔 212或者第二凸面孔 312内。

[0058] 请参图 10所示, 左下角的第一平面孔 211为进口, 右上角的第一 平面孔 211 为出口, 图中的箭头方向表示的是第一流体从进口流向 出口 的示意路线。

[0059] 类似地, 请参图 8所示, 可以理解, 第二流体从左上角的第二平 面孔 311流进, 从右下角的第二平面孔 311流出。

[0060] 本发明第一流通板 2与第二流通板 3分别流通的第一流体与第二 流体是两种不同的媒介, 并且在换热器 100 内相互不会混合, 本发明的 换热器 100也就是为这两种不同的媒介提供热交换的场 所。

[0061] 请参图 11至图 15所示, 以下对翅片 4的结构进行详细介绍。 在 本发明图示的第一实施方式中, 所述翅片 4 包括并排且交替设置的若干 第一翅片单元 5及若干第二翅片单元 6。每一个第一翅片单元 5包括面向 流体流入方向 (在本发明图示的实施方式中为前后方向)的 一窗翅 51、 自第一窗翅 51的顶部水平延伸的第一顶部 52、 自第一窗翅 51的底部水 平延伸的第一底部 53及自第一顶部 52向下倾斜延伸的第三窗翅 54。 所 述第一窗翅 51与所述第三窗翅 54对称设置。

[0062] 类似地, 所述每一个第二翅片单元 6 包括面向流体流入方向的第 二窗翅 61、 自第二窗翅 61的顶部水平延伸的第二顶部 62、 自第二窗翅 61的底部水平延伸的第二底部 63及自第二顶部 62向下倾斜延伸的第四 窗翅 64。 所述第二窗翅 61与所述第四窗翅 64对称设置。 在本发明图示 的实施方式中, 所述第一窗翅 51与所述第二窗翅 61在左右方向上并排 设置。所述第一底部 53沿所述流体流入方向的长度小于所述第二底 63 沿所述流体流入方向的长度。 所述第一窗翅 51与所述第二窗翅 61在所 述流体流入方向上错开以在所述第一窗翅 51与所述第二窗翅 61之间形 成第一间隙 50。在本发明图示的实施方式中, 所述第一窗翅 51先于所述 第二窗翅 61与所述流体接触。 另外, 所述第一顶部 52沿所述流体流入 方向的长度大于所述第二顶部 62沿所述流体流入方向的长度。 所述第三 窗翅 54与所述第四窗翅 64同样在所述流体流入方向上错开以在所述第 三窗翅 54与所述第四窗翅 64之间形成第二间隙 60。 在本发明图示的实 施方式中, 所述第四窗翅 64先于所述第三窗翅 54与所述流体接触。

[0063] 所述第一翅片单元 5与所述第二翅片单元 6相互贴合在一起 (例如 焊接), 以形成一个整体, 提高换热性能。 具体地, 所述第一顶部 52与所 述第二顶部 62相互贴合且共面, 所述第一底部 53与所述第二底部 63相 互贴合且共面。 另外, 所述第一底部 53及所述第二底部 63均焊接固定 于所述第一流通板 2的第一底座 21上及所述第二流通板 3的第二底座 31 上。

[0064] 本发明的换热器 100及其翅片 4为了增强在竖直方向的扰动, 将 所述第一窗翅 51、 第二窗翅 61、 第三窗翅 54及第四窗翅 64中的至少一 个设置成具有不相等的上半部分面积 S1与下半部分面积 S2。所述上半部 分面积 S1与下半部分面积 S2以中心线 (参图 13中的虚线)作为区分, 下 同。

[0065] 具体地, 在本发明图示的实施方式中, 所述第一窗翅 51与所述第 二窗翅 61 中的任何一个均具有不相等的上半部分面积 S1与下半部分面 积 S2。 同时, 所述第三窗翅 54与所述第四窗翅 64中的任何一个均具有 不相等的上半部分面积 S1与下半部分面积 S2。

[0066] 其中, 沿所述流体流入方向观察, 所述第一窗翅 51呈上端宽、 下 端窄的梯形, 其上半部分面积 S1 大于下半部分面积 S2; 所述第二窗翅 61呈上端窄、 下端宽的梯形, 其上半部分面积 S1小于下半部分面积 S2。 所述第一窗翅 51与所述第二窗翅 61相互平行, 并且所述第一窗翅 51旋 转 180度后与所述第二窗翅 61完全相同, 以筒化模具。

[0067] 请参图 13至图 15所示, 以下就本发明的换热器 100及其翅片 4 为何能够增强竖直方向上的扰动进行详细说明 。 [0068] 因为所述第一窗翅 51 比所述第二窗翅 61更靠近流体, 所以第一 窗翅 51先于第二窗翅 61与流体接触。 当流体触碰到第一窗翅 51时, 受 到第一窗翅 51的阻碍, 一方面, 流体会向两侧横向扩散并穿越所述第一 间隙 50后继续向后流动。 在此过程中, 由于第一窗翅 51宽度的不同, 导致流体向两侧横向扩散时的流动距离不同, 从而增强在流体竖直方向 的扰动; 另一方面, 由于所述第一窗翅 51的上半部分面积 S1大于下半 部分面积 S2,流体在第一窗翅 51的上半部分受到的阻力要大于在下半部 分受到的阻力, 因此流体在第一窗翅 51的上半部分的流量要小于流体在 第一窗翅 51的下半部分的流量, 换句话说, 即第一窗翅 51的上半部分 的后方会产生流体缺失。 请参图 14所示, 无论是从流量的角度还是从流 体缺失的角度分析, 由于压力差的存在, 第一窗翅 51的下半部分的流体 会顺着第一间隙 50流向第一窗翅 51的上半部分, 从而由下向上产生较 佳的扰流效果。

[0069] 当流体流过第一窗翅 51后, 剩下的流体就会与第二窗翅 61相互 作用, 这时候的流体还应当包括流过第一窗翅 51时分流而来的那部分。 类似地, 流体受到第二窗翅 61的阻碍, 一方面, 流体会向两侧横向扩散 并穿越所述第一间隙 50继续向后流动; 另一方面, 由于所述第二窗翅 61 的上半部分面积 S1小于下半部分面积 S2, 流体在第二窗翅 61的上半部 分受到的阻力小于在下半部分受到的阻力, 因此流体在第二窗翅 61的下 半部分的流量要小于流体在第二窗翅 61的上半部分的流量, 换句话说, 即第二窗翅 61的下半部分的后方会产生流体缺失。 无论是从流量的角度 还是从流体缺失的角度分析, 由于压力差的存在, 第二窗翅 61的上半部 分的流体会顺着第一间隙 50流向第二窗翅 61的下半部分, 从而由上向 下产生较佳的扰流效果。

[0070] 流体流过第三窗翅 54与所述第四窗翅 64的方式及效果与第二窗 翅 61及第一窗翅 51分别相同, 在此不再赘述。

[0071] 需要说明的是: 虽然本发明图示的实施方式中所显示的第一窗 翅 51与第二窗翅 61均为梯形, 但是, 可以理解, 其它形状 (例如三角形、 半圓形、 阶梯型等)只要满足宽度不同及 /或上半部分与下半部分面积不同 也都是可以的。

[0072] 另外, 请参图 16至图 22所示, 在本发明图示的第二实施方式中, 所述翅片 4包括并排且交替设置的若干第一翅片单元 8及若干第二翅片 单元 9。 每一个第一翅片单元 8包括面向流体流入方向 (在本发明图示的 实施方式中为前后方向)的第一窗翅 81、 自第一窗翅 81的顶部水平延伸 的第一顶部 82、 自第一窗翅 81的底部水平延伸的第一底部 83及自第一 顶部 82向下倾斜延伸的第三窗翅 84。 所述第一窗翅 81与所述第三窗翅 84对称设置。

[0073] 类似地, 所述每一个第二翅片单元 9 包括面向流体流入方向的第 二窗翅 91、 自第二窗翅 91的顶部水平延伸的第二顶部 92、 自第二窗翅 91的底部水平延伸的第二底部 93及自第二顶部 92向下倾斜延伸的第四 窗翅 94。 所述第二窗翅 91与所述第四窗翅 94对称设置。 在本发明图示 的实施方式中, 所述第一窗翅 81与所述第二窗翅 91在左右方向上并排 设置。所述第一底部 83沿所述流体流入方向的长度小于所述第二底 93 沿所述流体流入方向的长度。 所述第一窗翅 81与所述第二窗翅 91在所 述流体流入方向上错开以在所述第一窗翅 81与所述第二窗翅 91之间形 成第一间隙 80。在本发明图示的实施方式中, 所述第一窗翅 81先于所述 第二窗翅 91与所述流体接触。 所述第三窗翅 84与所述第四窗翅 94同样 在所述流体流入方向上错开以在所述第三窗翅 84与所述第四窗翅 94之 间形成第二间隙 90。 在本发明图示的实施方式中, 所述第三窗翅 84先于 所述第四窗翅 94与所述流体接触。

[0074] 所述第一翅片单元 8与所述第二翅片单元 9相互贴合在一起以形 成一个整体, 提高换热性能。 具体地, 所述第一顶部 82与所述第二顶部 92相互贴合且共面, 所述第一底部 83与所述第二底部 93相互贴合且共 面。 另外, 所述第一底部 83及所述第二底部 93均焊接固定于所述第一 流通板 2的第一底座 21上及所述第二流通板 3的第二底座 31上。

[0075] 请参图 18所示, 在本发明图示的第二实施方式中, 所述第一窗翅 81、 第二窗翅 91、 第三窗翅 84及第四窗翅 94中的任何一个都具有不相 同的宽度, 且该宽度均非为连续变化的。 以第一窗翅 81为例, 其宽度变 化为由小到大, 再到小。 具体地, 本发明的换热器 100及其翅片 4为了 增强在竖直方向的扰动, 将所述第一窗翅 81、 第二窗翅 91、 第三窗翅 84 及第四窗翅 94中的至少一个设置成两端宽、 中间窄的形状或者两端窄、 中间宽的形状。 在本发明图示的实施方式中, 所述第一窗翅 81及第三窗 翅 84呈现出中间宽、 两端窄的形状。 所述第二窗翅 91及第四窗翅 94呈 现出中间窄、 两端宽的形状。 所述第一窗翅 81及第三窗翅 84分别沿它 们的水平中心线 (参图 20中的虚线)呈对称设置,所述第二窗翅 91及第四 窗翅 94分别沿它们的水平中心线 (参图 20中的虚线)也呈对称设置。所述 第一窗翅 81与所述第二窗翅 91相互平行, 所述第一窗翅 81与所述第二 窗翅 91相对于流体流入方向是倾斜设置的, 并且所述第一窗翅 81与所 述第二窗翅 91在流体流入方向上呈一前一后排布。 所述第三窗翅 84与 所述第四窗翅 94也相互平行。 请参图 21所示, 所述第一窗翅 81及第三 窗翅 84呈六边形。

[0076] 请参图 20至图 22所示, 以下就本发明的换热器 100及其翅片 4 为何能够增强竖直方向上的扰动进行详细说明 。

[0077] 因为所述第一窗翅 81 比所述第二窗翅 91更靠近流体, 所以第一 窗翅 81先于第二窗翅 91与流体接触。 当流体触碰到第一窗翅 81时, 受 到第一窗翅 81的阻碍, 一方面, 流体会向两侧横向扩散并穿越所述第一 间隙 80后继续向后流动。 在此过程中, 由于第一窗翅 81宽度的不同, 导致流体向两侧横向扩散时的流动距离不同, 从而增强在流体竖直方向 的扰动; 另一方面, 由于所述第一窗翅 81呈现出中间宽、 两端窄的形状, 流体在第一窗翅 81的中间部分受到的阻力要大于上、下两端受 的阻力, 因此流体在第一窗翅 81的中间部分的流量要小于流体在第一窗翅 81的 上下两端的流量, 换句话说, 即第一窗翅 81的中间部分的后方会产生流 体缺失。 请参图 21所示, 无论是从流量的角度还是从流体缺失的角度分 析, 由于压力差的存在, 第一窗翅 81的下半部分的流体会顺着第一间隙 80流向第一窗翅 81的中间部分, 同时第一窗翅 81的上半部分的流体也 会顺着第一间隙 80流向第一窗翅 81的中间部分, 从而在竖直方向上产 生较佳的扰流效果。

[0078] 当流体流过第一窗翅 81后, 剩下的流体就会与第二窗翅 91相互 作用, 这时候的流体还应当包括流过第一窗翅 81时分流而来的那部分。 类似地, 流体受到第二窗翅 91的阻碍, 一方面, 流体会向两侧横向扩散 并穿越所述第一间隙 80继续向后流动; 另一方面, 由于所述第二窗翅 91 呈现出中间窄、 两端宽的形状, 流体在第二窗翅 91的上、 下两端受到的 阻力要大于中间部分受到的阻力, 因此流体在第二窗翅 91的上、 下两端 的流量要小于流体在第二窗翅 91的中间部分的流量, 换句话说, 即第二 窗翅 91的上、 下两端的后方会产生流体缺失。 请参图 22所示, 无论是 从流量的角度还是从流体缺失的角度分析, 由于压力差的存在, 第二窗 翅 91的中间部分的流体会顺着第一间隙 80流向第二窗翅 91的上端及下 端, 从而在竖直方向上产生较佳的扰流效果。

[0079] 流体流过第三窗翅 84与所述第四窗翅 94的方式及效果与第一窗 翅 81及第二窗翅 91分别相同, 在此不再赘述。

[0080] 需要说明的是: 虽然本发明图示的实施方式中所显示的第一窗 翅 81与第三窗翅 84均为六边形, 但是, 可以理解, 其它形状 (例如 D形、 棱形等)只要满足中间宽、 两端窄也都是可以的。请参图 18至图 22所示, 在本发明图示的实施方式中, 所述第一窗翅 81与第二窗翅 91是由一块 金属板沖压而成, 并且相邻的第一窗翅 81与第二窗翅 91在沖压处的形 状互补 (第一窗翅 81位于一侧的三角形尖角与第二窗翅 91相对应的三角 形凹槽形状互补), 如此设置, 便于制造。 [0081] 综上所述, 本发明的换热器 100及其翅片 4在保留横向扰动的同 时, 增强了在竖直方向上的扰动, 并且竖直方向上的扰动是变化的(由上 而下、 由下而上), 因此具有明显的扰流效果。这种扰流效果使换 热器 100 内的流体在各个位置处的温度能够保持比较小 的差别, 从而提升了换热 器 100整体的换热效率。 所描述的技术方案, 尽 ^本 明书参照上述的实施例对本发明已进行了 详细的说明, 但是, 本领域的普通技术人员应当理解, 所属技术领域的 技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同 替换, 而一切不脱离本发 明的精神和范围的技术方案及其改进, 均应涵盖在本发明的权利要求范 围内。