专利名称：一种泡沫金属翅片及具有该翅片的多孔扁管微通道换热器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种热交换或传热设备及其零部件，更具体的说，是涉及有增加传热面积结构的热交换或传热设备及其零部件。
背景技术：
微通道换热器起初是在电子发热元件及小型燃气轮机中应用较多，现已扩展到汽车空调、中央空调和家用空调领域，其应用前景广阔。微通道换热器应用于空调中具有以下优势传热效率高；可使空调的体积缩小，重量减轻；不使用价格昂贵、资源短缺的铜材；可减少制冷剂的充灌量等。但是现有微通道换热器的翅片多铝制薄片，易折弯，并通常制成百叶打孔形式以增加管外换热面积，然而平面上增加管外侧换热面积总是有限的。特别是对于微通道换热器，由于其管径较小，导致管外面积所能增加的翅片面积非常有限。因此，如何提高微通道换热器的换热性能，已成为当前微通道换热器研究的热点。
发明内容
本发明要解决的是现有微通道换热器的换热性能有待提高的技术问题，提供了一种泡沫金属翅片及具有该翅片的微通道换热器，通过新型的翅片形式，能够提高微通道换热器的换热效率及综合性能。为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现—种泡沫金属翅片，设置于微通道换热器的相邻扁管之间，该翅片由泡沫金属制成的第一翅片和泡沫金属制成的第二翅片构成，所述第一翅片包括两个相互平行的薄层结构，两个所述薄层结构之间均布有间隔设置的第二翅片，所述第二翅片选自截面为等腰三角形的三棱柱体、截面为类等腰三角形且其腰为弧线的三棱柱体、截面为等腰梯形的四棱柱体、截面为类等腰梯形且其腰为弧线的四棱柱体其中的一种；所有所述第二翅片的三棱柱体中等腰三角形或类等腰三角形的顶点均位于所述第一翅片两个薄层结构同一面的侧边之间，底边均位于所述第一翅片两个薄层结构另一面的侧边之间；四棱柱体中等腰梯形或类等腰梯形的较短底边均位于所述第一翅片两个薄层结构同一面的侧边之间，较长底边均位于所述第一翅片两个薄层结构另一面的侧边之间。所述泡沫金属为泡沫铜、泡沫招、泡沫铁或泡沫镍其中的一种。所述泡沫金属的孔径为O. 05 4mm。所述第一翅片的薄层结构厚度为O.广5mm。所述第二翅片的三棱柱体或四棱柱体的柱体高度为5 20mm。所述第二翅片的三棱柱体中等腰三角形或类等腰三角形的底边长度为O. 5^2mm ；所述第二翅片的四棱柱体中等腰梯形或类等腰梯形的较长底边长度为O. 5 2mm。所述第二翅片的三棱柱体中等腰三角形或类等腰三角形的顶点到底边的垂直距离为l(T30mm ;所述第二翅片的四棱柱体中等腰梯形或类等腰梯形的较短底边到较长底边的垂直距离为l(T30mm。相邻所述第二翅片的三棱柱体中等腰三角形或类等腰三角形、四棱柱体中等腰梯形或类等腰梯形的对称线之间的距离为f2mm。一种微通道换热器，包括多个扁管，相邻所述扁管之间设置有上述的泡沫金属翅片。本发明的有益效果是泡沫金属由刚性骨架和内部通孔洞组成，具有优异的物理特性和良好的机械性能，其比重小、不易折弯、比表面积大、换热散热能力高。本发明将泡沫金属应用于微通道换热器的翅片，流动的空气通过泡沫金属内部的通孔洞，可产生复杂的三维流动，使空气形成的温度场和流场分布更趋合理，增大空气侧的换热面积，提高翅片的换热系数及单位换热能力，从而有效提高微通道换热器换热效率及综合性能。
本发明同时将翅片设计成不同截面形式的凸棱形状并且间隔布置，可减小泡沫金属的流动阻力，进一步增大空气侧换热面积，而且在相邻扁管之间形成楔形的通道，由于通道中空气的流通面积由大到小，空气加速，可增强换热；第一翅片和第二翅片的相互使用有助于翅片的整体制作，并增强与扁管结合的牢固度。
图I是本发明所提供的第二翅片的六种形式的形状示意图；其中，(a)是截面为等腰三角形的三棱柱体；(b)是截面为类等腰三角形且其腰为凹弧线的三棱柱体；(C)是截面为类等腰三角形且其腰为凸弧线的三棱柱体；(d)是截面为等腰梯形的四棱柱体；(e)是截面为类等腰梯形且其腰为凹弧线的四棱柱体；(f)是截面为类等腰梯形且其腰为凸弧线的四棱柱体；图2是本发明所提供的微通道换热器的结构示意图；图3是图2的B-B剖面图；图4是图2中A部分的局部发大图；图5是图4中G方向的侧视图；图6是图4的C-C剖面图；图7是当第二翅片为图I (a)形式时，图4的D-D剖面图；图8是当第二翅片为图I (b)形式时，图4的D-D剖面图；图9是当第二翅片为图I (e)形式时，图2中A部分的局部发大图；图10是图9中H方向的侧视图；图11是图9的E-E剖面图；图12是图9的F-F剖面图。图中1，扁管；2，翅片；21，第一翅片；22，第二翅片；3，集液器；4，分配管。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及效果，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下本实施例披露了一种泡沫金属翅片及具有该翅片的微通道换热器，如图2所示，微通道换热器包括两端的集液器3和分配管4，集液器3和分配管4为圆柱体且底面半径为l(T40mm。集液器3和分配管4之间设置有多个扁管1，扁管I的宽度为l(T30mm，高度为f 2mm，扁管I上的孔的形状为方形或圆形。如图3所示，相邻扁管I之间设置有本发明提供的翅片2，该翅片2由第一翅片21和第二翅片22两部分构成。翅片2的整体高度比相邻扁管I之间的距离高O. Γ0. 5mm，有一定的过盈量，可将翅片2插装于相邻扁管I之间。除此以外，翅片2在相邻扁管I之间的安装方式还可以是局部点焊等。第一翅片21和第二翅片22的材质均为泡沫金属,泡沫金属可以选用泡沫铜、泡沫铝、泡沫铁以及泡沫镍等。泡沫金属由刚性骨架和内部通孔洞组成，具有优异的物理特性和 良好的机械性能，其比重小、不易折弯、比表面积大、换热散热能力高。本发明中泡沫金属的孔径优选为O. 05 4_。泡沫金属可供空气流通，流动的空气通过泡沫金属翅片的通孔，可产生复杂的三维流动，增大了换热器空气侧的换热面积，可有效提高换热器的换热性能。如图4所示，第一翅片21包括两个相互平行的薄层结构，薄层结构的厚度e=0.广5_。第一翅片21两个薄层结构之间设置有第二翅片22，第二翅片22均匀分布并且间隔设置。第一翅片21与第二翅片22制作时是一体成型的。如图I所示，第二翅片21的形状多样，具体可以选用截面为等腰三角形的三棱柱体，如图I (a)所示；截面为类等腰三角形且其腰为弧线的三棱柱体，其中弧线可以是凹弧线，即三棱柱体的两侧面为凹弧面，如图I (b)所示；也可以是凸弧线，即三棱柱体的两侧面为凸弧面，如图I (c)所示。第二翅片21还可以选用截面为等腰梯形的四棱柱体，如图I(d)所示；截面为类等腰梯形且其腰为弧线的四棱柱体，其中弧线可以是凹弧线，即四棱柱体的两侧面为凹弧面，如图I (e)所示；也可以是凸弧线，即四棱柱体的两侧面为凸弧面，如图I (f)所示。结合图4至图8所示，当第二翅片22的形状是截面为等腰三角形或者类等腰三角形的三棱柱体时，三棱柱体中等腰三角形或类等腰三角形的顶点均位于第一翅片21的一侧，底边均位于第一翅片21的另一侧。此时第二翅片22的基本参数如下三棱柱体的高度a=5 20mm ;三棱柱体中等腰三角形或类等腰三角形的底边长度，即三棱柱体底面宽度c=0. 5^2mm ;三棱柱体中等腰三角形或类等腰三角形的顶点到底边的垂直距离d=l(T30mm，与扁管I的宽度相同；相邻第二翅片22的距离b=f 2mm，以三棱柱体中等腰三角形或类等腰三角形对称线之间的距离为准。结合图9至图12所示，当第二翅片22的形状是截面为等腰梯形或者类等腰梯形的四棱柱体时，棱柱体中等腰梯形或类等腰梯形的较短底边均位于第一翅片21的一侧，较长底边均位于第一翅片21的另一侧。此时第二翅片22的基本参数如下四棱柱体的高度为5 20mm;四棱柱体中等腰梯形或类等腰梯形的较长底边长度，即四棱柱体底面宽度为O. 5 2mm;四棱柱体中等腰梯形或类等腰梯形的较短底边到较长底边的垂直距离为l(T30mm，与扁管I的宽度相同；相邻第二翅片22的距离为f2mm，以四棱柱体中等腰梯形或类等腰梯形的对称线之间的距离为准。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式
，上述的具体实施方式
仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可 以作出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种泡沫金属翅片，设置于微通道换热器的相邻扁管之间，其特征在于，该翅片由泡沫金属制成的第一翅片和泡沫金属制成的第二翅片构成，所述第一翅片包括两个相互平行的薄层结构，两个所述薄层结构之间均布有间隔设置的第二翅片，所述第二翅片选自截面为等腰三角形的三棱柱体、截面为类等腰三角形且其腰为弧线的三棱柱体、截面为等腰梯形的四棱柱体、截面为类等腰梯形且其腰为弧线的四棱柱体其中的一种； 所有所述第二翅片的三棱柱体中等腰三角形或类等腰三角形的顶点均位于所述第一翅片两个薄层结构同一面的侧边之间，底边均位于所述第一翅片两个薄层结构另一面的侧边之间；四棱柱体中等腰梯形或类等腰梯形的较短底边均位于所述第一翅片两个薄层结构同一面的侧边之间，较长底边均位于所述第一翅片两个薄层结构另一面的侧边之间。
2.根据权利要求I所述的一种泡沫金属翅片，其特征在于，所述泡沫金属为泡沫铜、泡沫招、泡沫铁或泡沫镍其中的一种。
3.根据权利要求I所述的一种泡沫金属翅片，其特征在于，所述泡沫金属的孔径为O. 05 4mm。
4.根据权利要求I所述的一种泡沫金属翅片，其特征在于，所述第一翅片的薄层结构厚度为O. 1 5_。
5.根据权利要求I所述的一种泡沫金属翅片，其特征在于，所述第二翅片的三棱柱体或四棱柱体的柱体高度为5 20mm。
6.根据权利要求I所述的一种泡沫金属翅片，其特征在于，所述第二翅片的三棱柱体中等腰三角形或类等腰三角形的底边长度为O. 5^2mm ;所述第二翅片的四棱柱体中等腰梯形或类等腰梯形的较长底边长度为O. 5 2mm。
7.根据权利要求I所述的一种泡沫金属翅片，其特征在于，所述第二翅片的三棱柱体中等腰三角形或类等腰三角形的顶点到底边的垂直距离为l(T30mm ;所述第二翅片的四棱柱体中等腰梯形或类等腰梯形的较短底边到较长底边的垂直距离为l(T30mm。
8.根据权利要求I所述的一种泡沫金属翅片，其特征在于，相邻所述第二翅片的三棱柱体中等腰三角形或类等腰三角形、四棱柱体中等腰梯形或类等腰梯形的对称线之间的距离为l 2mm。
9.一种微通道换热器，包括多个扁管，其特征在于，相邻所述扁管之间设置有如权利要求I所述的泡沫金属翅片。
全文摘要
本发明公开了一种泡沫金属翅片及具有该翅片的微通道换热器，翅片设置于微通道换热器的相邻扁管之间，该翅片由泡沫金属制成的第一翅片和第二翅片构成，第一翅片包括两个相互平行的薄层结构，两个薄层结构之间均布有间隔设置的第二翅片，第二翅片选自截面为等腰三角形的三棱柱体、截面为类等腰三角形且其腰为弧线的三棱柱体、截面为等腰梯形的四棱柱体、截面为类等腰梯形且其腰为弧线的四棱柱体其中的一种。本发明将泡沫金属应用于微通道换热器的翅片，流动的空气通过泡沫金属内部的通孔洞，可产生复杂的三维流动，增大空气侧的换热面积，提高翅片的换热系数及单位换热能力，从而有效提高微通道换热器换热效率及综合性能。
文档编号F28F1/32GK102878850SQ20121033405
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月11日 优先权日2012年9月11日
发明者李敏霞, 刘忠彦, 党超镔 申请人:天津大学