换热翅片结构及板翅式换热器的制作方法

本技术涉及换热设备，具体而言，涉及一种换热翅片结构及板翅式换热器。

背景技术：

1、目前，板翅式换热器因其换热系数高、结构紧凑、重量轻等众多优势备受汽车、电子、航空、航天、空调等各领域的青睐；然而，随着这些领域不断地发展和进步，这些领域的各系统内单位面积的集成元器件数量不断增加，这不仅会造成整个系统的热流密度急剧上升，而且还会导致整个系统的重量增大；从换热器着手，增大换热器换热性能且同时减小换热器的重量成为重要研究目标，而翅片结构作为板翅式换热器的主要组成部分，直接影响着整个换热器的换热性能和重量，因此既增大翅片的换热性能又减小翅片重量成为研究的重要切入点。

2、虽然增大翅片与流体之间的接触面积能有效增强换热性能，但是往往会导致流动阻力增大，从而使得综合换热性能减小，同时也会使重量增大；而通过改变翅片结构来改变流体流型使得流体扰动增强不仅能增大综合换热性能，而且还能减小重量。

3、现有技术中，存在一些应用于板翅式换热器上的翅片结构，例如专利cn201420673284.6提出了一种新型板翅式换热器开缝翅片，由平直翅片和1/2泪滴形包体组成，当流体流经或进入包体时，产生强烈的二次流增强扰动，减薄边界层，增大温度梯度，提高其综合性能，但该翅片上包体加工难度较大，会增大翅片重量。

4、例如专利cn201921103474.3，其在翅片流道的两侧面分别设置朝翅片流道外侧和内侧的凸起，流体在流经凸起结构时，流体热边界层被破坏，流体沿凸起两侧面分流，增加了流道内部的流体扰动来增强流体与翅片的对流换热性能，但这种翅片稳定性会有所降低，且并不能减小翅片重量，也容易积尘，因此对流体介质有局限性。

5、如图1和图2所示，现有技术中在板翅式换热器上常见一种锯齿形翅片结构，该翅片结构为平直翅片，整体重量较大，且单位重量下的换热效果不理想。综上，现有的板翅式换热器上的换热翅片存在换热效果较差且重量较大的问题。

技术实现思路

1、本实用新型提供一种换热翅片结构及板翅式换热器，以解决现有技术中的板翅式换热器上的换热翅片存在换热效果较差且重量较大的问题。

2、为了解决上述问题，根据本实用新型的一个方面，提供了一种换热翅片结构，包括隔板和间隔设置在隔板上的多个翅片单元，翅片单元包括立体肋柱和立体翅片，立体翅片的内部具有用于流通换热介质的流通通道，立体翅片与立体肋柱间隔设置，且立体肋柱的至少一部分遮挡流通通道的一部分，以扰动流通的换热介质；其中，至少一部分多个翅片单元的流通通道的中轴线重合，形成一列立体翅片列，换热介质可依次穿过立体翅片列中的多个翅片单元，以进行换热。

3、进一步地，流通通道为变尺寸通道，以使流通的换热介质的流速、流向及压力中的至少一个发生变化。

4、进一步地，流通通道的入口尺寸小于流通通道的出口尺寸，以形成渐扩通道。

5、进一步地，立体翅片包括第一翅板、第二翅板和第三翅板，第一翅板和第二翅板的一端分别与隔板固定连接，第一翅板和第二翅板的另一端分别与第三翅板的两端连接；第三翅板与隔板平行设置；第一翅板与第二翅板间隔设置，第一翅板、第二翅板和第三翅板之间共同形成流通通道。

6、进一步地，同一列立体翅片列内的多个立体翅片等距间隔设置；同一列立体翅片列内的多个立体翅片的第三翅板共面设置，同一列立体翅片列内的多个立体翅片的第一翅板平行设置，同一列立体翅片列内的多个立体翅片的第二翅板平行设置。

7、进一步地，立体肋柱为多个，多个立体肋柱间隔设置。

8、进一步地，立体肋柱为圆柱肋柱，圆柱肋柱轴向上的一端与隔板固定连接，圆柱肋柱外周面的至少一部分遮挡流通通道的一部分；其中，同一立体翅片列内的多个翅片单元中的圆柱肋柱的中轴线垂直于隔板。

9、进一步地，同一立体翅片列内的多个翅片单元中的圆柱肋柱的中轴线共面设置，且等距间隔。

10、进一步地，立体肋柱为菱形肋柱，菱形肋柱轴向上的一端与隔板固定连接，菱形肋柱外周面的至少一部分遮挡流通通道的一部分；其中，同一立体翅片列内的多个翅片单元中的菱形肋柱的中轴线垂直于隔板。

11、进一步地，同一立体翅片列内的多个翅片单元中的菱形肋柱的中轴线共面设置，且等距间隔；菱形肋柱具有垂直于轴向的菱形截面，菱形截面的一个对角线与流通通道的中轴线平行或共线设置。

12、进一步地，同一立体翅片列内的多个翅片单元等距间隔设置；立体翅片列为多个，多个立体翅片列在隔板上等距间隔设置；隔板上的多个立体翅片呈多行多列设置，以形成立体翅片矩阵。

13、根据本实用新型的另一方面，提供了一种板翅式换热器，包括上述的换热翅片结构。

14、进一步地，板翅式换热器包括多个换热翅片结构，多个换热翅片结构依次堆叠设置，形成多层换热结构；多层换热结构中的一个换热翅片结构中的立体肋柱的两端，分别与同一换热翅片结构中的隔板、另一个相邻的换热翅片结构的隔板连接；和/或，多层换热结构中的一个换热翅片结构中的立体翅片的两端，分别与同一换热翅片结构中的隔板、另一个相邻的换热翅片结构的隔板连接。

15、进一步地，在多层换热结构中存在两个相邻的换热翅片结构，其中一个换热翅片结构中流通通道中轴线的延伸方向与另一个换热翅片结构中流通通道中轴线的延伸方向具有夹角。

16、进一步地，在多层换热结构中存在三个依次堆叠设置的换热翅片结构，分别为第一换热翅片结构、第二换热翅片结构和第三换热翅片结构，其中，第一换热翅片结构中流通通道中轴线的延伸方向与第二换热翅片结构中流通通道中轴线的延伸方向垂直；第一换热翅片结构中流通通道中轴线的延伸方向与第三换热翅片结构中流通通道中轴线的延伸方向平行。

17、应用本实用新型的技术方案，本实用新型提供了一种换热翅片结构，包括隔板和间隔设置在隔板上的多个翅片单元，翅片单元包括立体肋柱和立体翅片，立体翅片的内部具有用于流通换热介质的流通通道，立体翅片与立体肋柱间隔设置，且立体肋柱的至少一部分遮挡流通通道的一部分，以扰动流通的换热介质；其中，至少一部分多个翅片单元的流通通道的中轴线重合，形成一列立体翅片列，换热介质可依次穿过立体翅片列中的多个翅片单元，以进行换热。

18、本实用新型通过设置立体翅片与立体肋柱间隔设置，对比现有技术中连续设置的锯齿形翅片结构，本实用新型中的换热翅片结构重量小于现有的锯齿形翅片结构，并且立体翅片与立体肋柱之间的间断区域，将会在换热介质流通时促进流体充分混合，使得多个流通通道内流体的温度分布更加均匀；在换热介质作为流体流经立体肋柱时，流体在此处会产生较强的涡流，导致间断区域的局部流速较快增大，从而进一步增强间断区域内局部流体的混合程度，并使得流体加速从立体肋柱和立体翅片带走更多热量，同时产生的强涡流也冲击立体翅片两侧的边界，使温度梯度增大，从而增强换热介质与立体翅片之间的综合换热性能；本实用新型设计了一种带有立体肋柱的间断型翅片结构，可以用于板翅式换热器上，对比现有的连续的锯齿形翅片，应用本实用新型提出的换热翅片结构的板翅式换热器整体重量较小，综合换热性能较好，适合大面积推广使用。