换热翅片和换热装置的制作方法

1.本技术涉及热交换技术领域，特别是涉及一种换热翅片和换热装置。


背景技术：

2.现有技术中的空调、冰箱、汽车等的换热装置一般由铜管和换热翅片形成，若干个换热翅片排列成组，铜管穿设于换热翅片中，且换热翅片上供铜管穿设的孔带有翻边，热交换介质在铜管内流动，热量依次在热交换介质、铜管、换热翅片、空气之间传递至换热翅片，达到换热的目的。但是这种换热过程经过多次热量传递，热阻较大，而且铜管与换热翅片接触处容易变形出现孔隙，降低换热面积、增大热阻，从而导致换热效率低下。而且铜管的造价较高，导致换热装置的成本也较高。


技术实现要素：

3.本技术主要解决的技术问题是提供一种换热翅片和换热装置，能够提高换热效率，降低成本。
4.为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是：提供一种换热翅片，所述换热翅片上设置有至少一个第一翻边孔和至少一个扰流孔，所述第一翻边孔的第一凸缘向远离所述换热翅片的第一面的方向延伸；其中，所述第一面上设置有至少一个过桥件，每个所述扰流孔相对的边缘跨接有所述过桥件。
5.其中，所述扰流孔在所述换热翅片上的正投影为矩形，所述矩形的边长均为1.5mm
‑
2.5mm。
6.其中，所述过桥件在所述扰流孔所在平面的正投影落在所述扰流孔内，所述过桥件凸出于所述第一面的高度为1.5mm
‑
2.5mm。
7.其中，所述第一翻边孔在所述换热翅片上的正投影为长圆形或者椭圆形，相邻所述第一翻边孔之间的距离为15mm
‑
20mm，所述第一凸缘向远离所述第一面的方向延伸的高度为3mm
‑
10mm。
8.其中，所述换热翅片包括本体层和包覆在所述本体层外表面的焊料层。
9.为解决上述技术问题，本技术采用的另一个技术方案是：提供一种换热装置，包括：
10.多个如上述技术方案所述的换热翅片，所述多个换热翅片依次堆叠且所有换热翅片的所述第一凸缘朝向同一方向；其中，对于任意相邻两个所述换热翅片，其中一个换热翅片的第一凸缘插置于对应位置处的另一换热翅片的第一凸缘内，并与所述另一换热翅片的第一凸缘的内壁抵顶，以形成两端开口的至少一个通道。
11.其中，所述通道的数量为多个，呈阵列排布，在所述通道延伸方向上，所述多个换热翅片包括相对设置的两个外侧面；所述换热装置还包括：
12.两个端盖，分别固定设置于所述两个外侧面上；其中，所述两个端盖上分别设置有至少一个凹槽，所述凹槽覆盖对应位置处的相邻两个通道的开口，且其中一个端盖上的凹
槽与另一个端盖上的凹槽相互错位设置，以使得所述多个通道之间相互连通形成蛇形通路；
13.两个接口，所述蛇形通路包括两个端口，所述两个接口分别穿设两个端口位置处的端盖，以与所述蛇形通路连通。
14.其中，所述换热装置还包括两个端板，分别位于所述端盖与所述换热翅片之间，所述端板上设置有与所述第一翻边孔一一对应的第二翻边孔，其中一个端板上所述第二翻边孔的第二凸缘插置于相邻的所述换热翅片的第一凸缘内，与另一个端板相邻的所述换热翅片的第一凸缘插置于所述另一个端板的所述第二凸缘内，且所述端板上位于相邻所述第二翻边孔之间的部分与对应位置处的所述端盖贴合。
15.其中，所述端盖的至少两个侧边设置有朝向相邻的所述端板弯折的咬边，以使所述端盖与相邻的所述端板咬合固定。
16.其中，相邻两个所述换热翅片之间的距离为1mm
‑
10mm，相邻的两个所述第一凸缘相互接触的区域在远离所述第一面的方向上的距离为0.1mm
‑
1mm，所述第一凸缘的厚度为0.3mm
‑
1.0mm。
17.本技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，本技术提供的换热翅片上设置有至少一个第一翻边孔和至少一个扰流孔，第一翻边孔的第一凸缘向远离换热翅片的第一面的方向延伸；其中，第一面上设置有至少一个过桥件，每个扰流孔相对的边缘跨接有过桥件。后续将换热翅片应用于空调、冰箱、汽车等用于热交换时，可将多个换热翅片依次堆叠，且使任意相邻两个换热翅片的其中一个的第一凸缘插置于对应位置处的另一换热翅片的第一凸缘内，并与另一换热翅片的第一凸缘的内壁抵顶，形成两端开口的至少一个通道，热交换时，热交换介质在该通道内流通，热量在热交换介质和换热翅片之间直接传递，热阻小，换热面积大，换热效率高，且不需要使用铜管，能够降低成本。而且，当空气从相邻换热翅片之间流通时，扰流孔和过桥件增大了空气流通的阻力，使更多的热量在换热翅片与空间之间交换，进一步提高换热效率。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施方式中的技术方案，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
19.图1为本技术换热装置一实施方式的结构示意图；
20.图2为图1中换热装置另一视角的结构示意图；
21.图3为图1中d1
‑
d1方向的截面结构示意图；
22.图4为图1中d2
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d2方向的截面结构示意图；
23.图5为图1中d3
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d3方向的截面结构示意图；
24.图6为图3中虚线框n所示区域的放大示意图；
25.图7为本技术换热翅片的俯视结构示意图；
26.图8为两个换热翅片堆叠的局部结构示意图；
27.图9为端盖一实施方式的俯视结构示意图；
28.图10为端盖另一实施方式的俯视结构示意图；
29.图11为本技术换热模组一实施方式的结构示意图；
30.图12为图11中换热模组另一视角的结构示意图。
具体实施方式
31.下面将结合本技术实施方式中的附图，对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本技术一部分实施方式，而不是全部实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。
32.请参阅图1
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图8，图1为本技术换热装置一实施方式的结构示意图，图2为图1中换热装置另一视角的结构示意图，图3为图1中d1
‑
d1方向的截面结构示意图，图4为图1中d2
‑
d2方向的截面结构示意图，图5为图1中d3
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d3方向的截面结构示意图，图6为图3中虚线框n所示区域的放大示意图，图7为本技术换热翅片的俯视结构示意图，图8为两个换热翅片堆叠的局部结构示意图，为清楚示意，图2中仅画出多个换热翅片依次堆叠的情况。本技术提供的换热装置包括多个换热翅片100，其中换热翅片100上设置有至少一个第一翻边孔11，第一翻边孔11的第一凸缘12向远离换热翅片100的第一面a的方向(即图3中的x方向)延伸。换热装置中，这多个换热翅片100依次堆叠且所有换热翅片100的第一凸缘12朝向同一方向，即图3中的x方向。
33.其中，对于任意相邻两个换热翅片100(例如图8中上下堆叠的相邻的两个换热翅片100)，其中一个换热翅片100(下边的换热翅片100)的第一凸缘12插置于对应位置处的另一换热翅片100(上边的换热翅片100)的第一凸缘12内，并与另一换热翅片100的第一凸缘12的内壁抵顶，以形成两端开口的至少一个通道s。可见，换热装置中通道s的数量与一个换热翅片100上的第一翻边孔11的数量一致。
34.将该换热装置应用于空调、冰箱、汽车等的换热模组中时，热交换介质在通道s内流通，热量在热交换介质和换热翅片之间直接传递热阻小，换热面积大，换热效率高，且不需要使用铜管，能够降低成本。而且，由于换热效率的提升，在相同的换热需求下，本技术提供的换热装置的造价更低，且尺寸更小、重量更轻，更便于安装。
35.进一步地，请结合图1
‑
图8参阅图9和图10，图9为端盖一实施方式的俯视结构示意图，图10为端盖另一实施方式的俯视结构示意图，本实施方式中，通道s的数量有多个，呈阵列排布，可以是5*1阵列、6*3阵列等等，例如图1和图2中的10*3阵列，在通道s的延伸方向上，多个换热翅片100包括相对设置的两个外侧面l1和l2。换热装置还包括两个端盖200和两个接口300。
36.其中，两个端盖200分别固定设置于两个外侧面l1和l2上，两个端盖200上分别设置有至少一个凹槽21，凹槽21覆盖对应位置处的相邻两个通道s的开口，且其中一个端盖200上的凹槽21与另一个端盖200上的凹槽21相互错位设置，以使得多个通道s之间相互连通形成蛇形通路。该蛇形通道包括两个端口，如图3中端口b1和b2所示。两个接口300分别穿设两个端口b1和b2位置处的端盖200，以与上述蛇形通路连通。其中，凹槽21在换热翅片100上的正投影呈圆角矩形和/或长圆形，便于热交换介质从一个通道s流入相邻的通道s，且能够减少残留在凹槽21内的热交换介质。
37.具体地，通道s的数量为奇数时，假设为2n+1，n为正整数，两个端盖200上分别设置有一个接口300，且两个端盖200上还分别设置有n个凹槽21。或者，通道的数量为偶数时，假设为2(m+1)，m为正整数，其中一个端盖200上设置有两个接口300和m个凹槽21，另一个端盖200上设置有m+1个凹槽21。例如，图1和图2中，通道s的数量是30个，则m＝14，图7所示端盖上设置有两个接口300和14个凹槽21，图8所示端盖上设置有15个凹槽21。第一翻边孔11的数量和排布决定了通道s的数量和排布，因此可根据实际应用需求设置换热翅片100上第一翻边孔11的数量和排布，以扩大本技术换热翅片和换热装置的应用场景。
38.将上述换热装置应用于换热模组时，设置热交换介质从其中一个接口300(例如穿设于端口b1的接口300)进入换热装置，并在多个通道s相互连通形成的蛇形通路内流动至另一个接口300(例如穿设于端口b2的接口300)，流出换热装置。可见，热交换介质直接将热量传递给换热翅片100，再传递至空气中，不需要额外使用铜管，大大提高了换热效率，且能够降低成本。
39.在其他实施方式中，通道s的数量还可能是一个或者二个，换热装置包括一个通道s时，两个端盖200上各设置一个接口300，不需要设置凹槽21，两个接口300成为热交换介质的进口和出口；换热装置包括二个通道s时，其中一个端盖200上设置有两个接口300，另一个端盖200上仅设置有一个凹槽21，覆盖这二个通道s的开口，形成连通的通路，两个接口300成为热交换介质的进口和出口。本领域技术人员根据图1
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图10所示结构可以理解上述通道s的数量为一个或者二个的实施方式，此处不再另作图示意。
40.请继续参阅图1
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图10，换热翅片100上第一翻边孔11在换热翅片100上的正投影为长圆形或者椭圆形，优选为长圆形，上述通道s由依次堆叠的第一凸缘12形成，因此第一翻边孔11的形状决定了通道s的形状，热交换介质在长圆形的通道s内流动时，换热面积更大，换热效率更高。当凹槽21需要覆盖沿长圆形的长轴方向排列的两个通道s的开口的，优选凹槽21在换热翅片100上的正投影也呈长圆形，当凹槽21需要覆盖沿长圆形的短轴方向排列的两个通道s的开口的，优选凹槽21在换热翅片100上的正投影呈圆角矩形。
41.为了提高传热速率，换热翅片100通常用材质为铝、不锈钢、铜等高热导率的金属冲压形成，再将多个换热翅片100堆叠形成上述换热装置，为了形成密封的通道s，需要将换热翅片100相互接触的区域焊接，因此本技术中，换热翅片100包括本体层和包覆在本体层外表面的焊料层，而且焊料层的熔点低于本体层材质的熔点，将多个换热翅片100堆叠之后，将其置于高温环境中使焊料层熔化，从而将换热翅片100相互接触的区域焊接，形成通道s。热交换介质在通道s内流动时，热量在热交换介质和换热翅片100之间直接传递，换热效率高。
42.其中，第一凸缘12与第一翻边孔11的轴线r之间的夹角α为3度
‑
10度，例如3度、4度、5度、6度、7度、8度、9度、10度等。第一翻边孔11的形状越扁，换热效率越高，但是同时会提高加工难度，将第一凸缘12与第一翻边孔11的轴线r之间的夹角设置为3度
‑
10度，可以在加工难度和第一翻边孔11的扁度之间取得平衡，在能够加工形成的同时获得更高的换热效率。而且，如此设置夹角α能够使相邻第一凸缘12相互接触的面积在合适的范围，从而保证了合适的焊接面积，保证了焊接形成的通道的强度和密封性符合应用场景需求。
43.具体地，第一凸缘12的厚度为0.3mm
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1.0mm，例如0.3mm、0.5mm、0.7mm、0.8mm、1.0mm等，第一凸缘12向远离第一面a的方向(即图3中的x方向)延伸的高度为3mm
‑
10mm，例
如3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5.5mm、6.5mm、7.5mm、8.5mm、9.5mm、10mm等，且相邻第一翻边孔11之间的距离为15mm
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20mm，例如15mm、16mm、17mm、18mm、19mm、20mm等，如此设置能够在保证换热翅片100的强度的同时尽可能提高换热翅片100与在通道s内流动的热交换介质之间的接触面积，提高换热效率。
44.进一步地，请继续参阅图1
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图10，换热翅片100上相邻两个第一翻边孔11之间的间隙区域内设置有至少一个扰流孔13，且第一面a上设置有至少一个过桥件14，每个扰流孔13相对的边缘跨接有过桥件14。当然，在换热翅片100第一面a的边缘区域也可以设置扰流孔13和过桥件14。
45.其中，扰流孔13在换热翅片100上的正投影为矩形，矩形的边长均为1.5mm
‑
2.5mm，例如1.5mm、1.8mm、2mm、2.3mm、2.5mm等。过桥件14在扰流孔13所在平面的正投影落在扰流孔13内，过桥件14凸出于第一面a的高度为1.5mm
‑
2.5mm，例如1.5mm、1.8mm、2mm、2.3mm、2.5mm等。
46.当空气从相邻换热翅片100之间流通时，扰流孔13和过桥件14增大了空气流通的阻力，使空气能够与散热翅片100之间进行更多的热量交换，进一步提高换热效率。而且，扰流孔13和过桥件14可以直接冲压形成，降低了工艺难度。
47.进一步地，请继续参阅图1
‑
图10，换热装置还包括两个端板400，分别位于端盖200与换热翅片100之间，端板400上设置有与第一翻边孔11一一对应的第二翻边孔41，其中一个端板400上(即图6中下边的端板400)第二翻边孔41的第二凸缘42插置于相邻的换热翅片100的第一凸缘12内，与另一个端板400(即图6中上边的端板400)相邻的换热翅片100的第一凸缘12插置于该另一个端板400的第二凸缘42内，且端板400上位于相邻第二翻边孔42之间的部分与对应位置处的端盖200贴合，如图6中虚线框m所示。
48.当换热翅片上设置有扰流孔13和过桥件14，端盖200装配在换热装置的两个外侧面l1和l2时，由于过桥件14突出于第一面a，导致端盖200焊接于换热装置的外侧面时，焊接面积较小或者无法焊接，使换热装置的稳定性不足，因此，在端盖200和换热翅片100之间设置了端板400，且端板400上第二翻边孔41之外的区域均为平整区域，起到焊接过渡的作用，便于后续焊接装配端盖200。上述实施方式中在两个端盖200一侧均设置有端板400，在其他实施方式中也可以仅在过桥件14突出的一侧设置端板400，另一侧的端盖200直接固定设置于换热翅片100一侧。
49.其中，端盖200的至少两个侧边设置有朝向相邻的端板400弯折的咬边22，以使端盖200与相邻的端板400焊接以及咬合固定，提高稳定性和密封性。优选端盖200的每个侧边均设置有咬边22，端板400对应的侧边嵌入咬边22内，与端盖200咬合固定，能够提高换热装置的结构稳定性。
50.其中，上述换热装置中，相邻两个换热翅片100之间的距离为1mm
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10mm，例如1mm、2mm、4mm、5mm、6mm、8mm、10mm等，可根据实际应用需要进行调节，扩大换热装置的应用场景。
51.进一步地，请继续参阅图1
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图10，相邻的两个第一凸缘12相互接触的区域在远离第一面a的方向上的距离h为0.1mm
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1mm，例如0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm等。从图6和图8可以看到，由于第一凸缘11依次套接的关系，在通道s的内壁上形成有多个台阶，热交换介质在通道s内逆着台阶流动时，例如图6中沿通道s从上往下流动时，这些台阶能够对其起到扰流作用，使其与换热翅片100充分接触，提高换
热效率。一般来说，相邻的两个第一凸缘12相互接触的区域在远离第一面a的方向上的距离h越大，换热面积越大，但是加工难度也越大，而设置距离h在一个合适的范围可以在加工难度和换热面积之间获得平衡。
52.结合上述结构特征可知，热交换介质从a位置进入上述蛇形通路，流进b位置，进入覆盖b位置和c位置的长圆形凹槽21，到达c位置，再流进d位置，进入覆盖d位置和e位置的长圆形凹槽21，到达e位置，再流进f位置，进入覆盖f位置和g位置的圆角矩形凹槽21，到达g位置，以此类推，直到到达位于b2端口的接口300，流出换热装置。
53.进一步地，请结合图1
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图10参阅图11，图11为本技术换热模组一实施方式的结构示意图，该换热模组包括多个换热翅片100、壳体500和至少两个导管600。
54.其中，换热翅片100即为上述各实施方式中的换热翅片100，其上设置有至少一个第一翻边孔11，第一翻边孔11的第一凸缘12向远离换热翅片100的第一面a的方向延伸，多个换热翅片100依次堆叠且所有换热翅片100的第一凸缘12朝向同一方向。对于任意相邻两个换热翅片100，其中一个换热翅片100的第一凸缘12插置于对应位置处的另一换热翅片100的第一凸缘12内，并与该另一换热翅片100的第一凸缘12的内壁抵顶，以形成两端开口的至少一个通道s。
55.其中，壳体500罩设于多个换热翅片100的外围，即将上述各实施方式中的换热装置置于壳体500内，以对换热翅片100提供保护，而且可将壳体500的外观设置为规整的形状，例如长方体等，便于在具体应用场景中安装换热模组。
56.其中，至少两个导管600均穿设于壳体，导管600的一端与通道s连通，另一端与外部管路(图未示)连通。来自于外部管路的热交换介质通过导管600进入换热装置内部的通道s，与换热翅片100进行热交换，再通过另一导管600流出换热装置，实现换热模组的功能。
57.本实施方式中，热交换介质在换热模组内部流通时，实际是在换热翅片的第一凸缘堆叠形成的通道内流通，热量在热交换介质和换热翅片之间直接传递给，热阻小，换热面积大，而且不需要额外使用铜管，降低了成本。
58.进一步地，结合图1
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图11参阅图12，图12为图11中换热模组另一视角的结构示意图，壳体500包括垂直于换热翅片100的相背的第一表面51和第二表面52，第一表面51上设置有第一通风孔511，第二表面52上设置有第二通风孔521，且第一通风孔511在第二通风孔521所在平面的正投影落在第二通风孔521内。便于空气在第一通风孔511和第二通风孔521之间流通，从相邻换热翅片100的间隙内带走传递至换热翅片100的热量，或者从相邻换热翅片100的间隙内将热量传递至换热翅片100，提高换热效率。其中，上述导管600设置于壳体500平行于换热翅片100的第三表面53和/或第四表面54，图11和图12示意性画出换热模组具有两个导管600，且均设置于第三表面53的情况。
59.其中，壳体500包括一突出件55，围设于第一通风孔511边缘的第一表面51上，且向远离第一表面51的方向延伸，即向图11中的y方向延伸。换热模组还包括风扇组件700，固定设置于突出件55围设的空间内。风扇组件700包括支撑件71、扇叶72和电机73，其中，支撑件71固定连接于突出件55内侧，扇叶72和电机73固定于支撑件71上，电机73用于驱动扇叶72转动，以使空气自第二表面52向第一表面51的方向流通。
60.可见，电机73驱动扇叶72转动，在y方向形成负压，吸引空气自第一通风孔511进入换热模组内部，与换热翅片100进行热交换，再从第二通风孔521流出换热模组，进一步提高
换热效率。而突出件55则一方面可以起到安全防护作用，另一方面可以起到导流作用，引导出风方向。
61.可见，壳体500还能起到聚风的作用，使进入壳体500内部的空气与换热翅片100之间发生最大可能的热量交换，进一步提高换热效率。
62.进一步地，请继续参阅图1
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图12，换热模组中的换热装置还包括上述端盖200、接口300和端板400，即将上述各实施方式中的换热装置置于壳体500内得到的换热模组均在本技术保护范围之内。当换热模组中包括上述端盖200和接口300时，导管600依次穿设于壳体500和接口300，来自于外部管路的热交换介质通过导管600和接口300进入换热装置内部的通道s，与换热翅片100进行热交换，再通过另一接口300和导管600流出换热装置，实现换热模组的功能。本领域技术人员可以理解的是，导管600可以在壳体500内部的空余空间内弯曲设置，以穿设于接口300，与通道s连通。
63.换热时，热交换介质在换热模组内部流通时，实际是在换热翅片的第一凸缘堆叠形成的通道内流通，热量在热交换介质和换热翅片之间直接传递，热阻小，换热面积大，而且还可以设置风扇组件促进空气流通，使流通至换热翅片间隙内的空气与换热翅片之间进行热量交换，进一步提高换热效率。此外，本技术提供的换热模组不需要额外使用铜管，能够降低成本。而且，由于换热效率的提升，在相同的换热需求下，本技术提供的换热模组造价更低，且尺寸更小、重量更轻，更便于安装。
64.以上所述仅为本技术的实施方式，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。