CN104165480A - 一种扭层式螺旋翅片冷凝器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种扭层式螺旋翅片冷凝器，它包括至少两组平面螺旋翅片管组、管组平面固定支架、底座连接支架和底座；所述至少两组平面螺旋翅片管组由一根多层空间结构螺旋翅片管一体弯折扭转构成，每组平面螺旋翅片管组由处于同一平面内的蛇形结构多层空间结构螺旋翅片管一体弯折构成，两两平面螺旋翅片管组之间的扭转夹角是10°-180°；本发明扭层结构配合螺旋翅片上的多层蜂窝状结构和气孔，能够使冷凝器在工作中，气流更容易形成紊流，并且气流方向和制冷剂流向形成逆流，加速了散热效果；并且扭层的加工方式降低了加工难度，减少了废品率，提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种制冷和散热设备，尤其涉及一种扭层式螺旋翅片冷凝器。
背景技术
现有的风冷冰箱、双开门、三开门、无霜冰箱等豪华风冷冰箱日益占据冰箱市场的主要地位，冰箱体积及制冷要求的提高，在制冷过程中对散热器或冷凝器的换热效率要求就更高，普通的钢板缠绕的螺旋板管式或钢丝钢管焊接结构的丝管式冷凝器已经不能满足冰箱及散热器行业发展的需求，需要体积更小、散热效率更高的冷凝器或散热器出现。
参见图1-图2所示，目前市面上已经出现的螺旋翅片管卷层式冷凝器采用螺旋翅片管1’先折成蛇形弯，然后在蛇形弯的垂直方向上再折弯，最终形成卷层式螺旋翅片冷凝器；此种螺旋翅片冷凝器支架2’固定方式为包覆式铆接，这种铆接方式需要人工或工装将每个铆合爪包覆在螺旋翅片管的螺旋翅片上。
中国专利申请号200610111866.5，申请日：2006年8月29日，授权公告日：2008年12月31日，授权公告号CN100447505C，公开了“一种螺旋翅片冷凝器，包括由具有预定宽度并成螺旋缠绕在流过流体的管上的皱褶带所形成的螺旋翅片管，其特征在于，螺旋翅片管被首次弯曲成蛇形，以便通过水平固定件进行水平布置和固定，然后在首次弯曲的蛇形的纵向方向上被二次弯曲，其中，水平固定件包括固定装置，固定装置具有半圆柱形部分和延伸部分，半圆柱形部分具有与螺旋翅片管的外表面直径相等的内径，延伸部分在半圆柱形部分的两侧平行延伸，并且固定装置通过挤压装置挤压，以便紧密配合到螺旋翅片管的外表面上。”
上述冷凝器结构基本能够满足现有大冰箱的使用要求，但散热效果并不是特别理想；并且这种结构加工难度较高，折弯工艺较复杂，生产效率较低，报废率较高；而且冷凝器固定方式存在固定支架加工难度大，需要多道冲压工序制作，制作成本高、效率低；并且在使用过程中需要逐个将半圆柱形铆合爪挤压包覆在螺旋翅片管上，这种固定方式效率低、劳动强度大，并且容易包覆不紧、松动脱落，造成冷凝器固定不好，工作时产生震动、噪音大；如何既能提高冷凝器散热效果，又能提高生产效率，而且固定方式不但支架加工效率高、成本低，并且固定效率高且固定效果好，是行业内亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种扭层式螺旋翅片冷凝器，以翅片管管路扭角度代替翅片管折弯难度最大的蛇形弯垂直方向上折弯，大大降低了加工难度，解决了螺旋翅片冷凝器加工难度大的难题；此外，采用扭层的平行结构，配合螺旋翅片上的百叶窗型多层蜂窝状结构和气孔，能够使气流更容易形成紊流，并且气流方向和制冷剂流向形成逆流，加速了散热效果，从而达到提高换热效率的要求；而且，此种支架和螺旋翅片是电阻焊接，可实现一次焊接整个支架，不需要增加多余的工序，生产效率高，并且电阻焊技术成熟，焊接效率不但高并且焊接牢固，此种固定方式能够在保证支架固定牢固的前提下提高了安装效率并且大大降低了劳动强度。
为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：一种扭层式螺旋翅片冷凝器，它包括至少两组平面螺旋翅片管组、管组平面固定支架、底座连接支架和底座；
所述至少两组平面螺旋翅片管组由一根多层空间结构螺旋翅片管一体弯折扭转构成，每组平面螺旋翅片管组由处于同一平面内的蛇形结构多层空间结构螺旋翅片管一体弯折构成，两两平面螺旋翅片管组之间的扭转夹角是10°-180°，以翅片管管路扭角度代替翅片管折弯难度最大的蛇形弯垂直方向上折弯，大大降低了加工难度，解决了螺旋翅片冷凝器加工难度大的难题；
所述多层空间结构螺旋翅片管包括翅片和制冷管，所述制冷管外壁等螺距螺旋缠绕有翅片；所述翅片由带状片材一体冲压构成，该翅片包括至少第一吸热散热体和第二吸热散热体，所述相邻的吸热散热体之间设有间断线，每个吸热散热体构成波浪结构，以便增加翅片与制冷管的吸热和散热面积，所述相邻的吸热散热体之间的每个间断线处构成相对的波峰和波谷，相邻的吸热散热体的所有间断线构成的波峰和波谷共同构成蜂窝状结构，多层带状翅片被间断的切断，并多层构成波浪结构，造成与制冷管接触的部分翅片温度高，相邻的距制冷管较远的部分翅片温度较低，两部分翅片间的温差较大，可加速空气流动；多层蜂窝状结构的翅片存在更多的空气流通通道，且改变了气流场、进一步将层流改变为紊流，加速了散热效果，所述第一吸热散热体的波浪边与制冷管外壁等螺距螺旋缠绕触接，波浪边与制冷管触接相对于现有技术增加了翅片与制冷管的接触面积，第二吸热散热体的波峰水平面距离第一吸热散热体波谷水平面垂线距离高于第一吸热散热体波峰水平面距离第一吸热散热体波谷水平面垂线距离，以便形成错峰蜂窝状结构，由于错峰蜂窝状结构垂直于制冷管外壁，热空气由第一吸热散热体的一个波谷沿波谷方向上升后，会沿与该波谷对应的第二吸热散热体的波峰继续上升，热空气上升的过程也分别与第一吸热散热体和第二吸热散热体进行热交换，提高了热交换率；
所述管组平面固定支架通过电阻焊平行固定于每组平面螺旋翅片管组的一侧表面，管组平面固定支架设置方向与螺旋翅片管的轴向垂直，该结构可实现一次焊接整个支架，不需要增加多余的工序，生产效率高，并且电阻焊技术成熟，焊接效率不但高并且焊接牢固，此种固定方式能够在保证支架固定牢固的前提下提高了安装效率并且大大降低了劳动强度，管组平面固定支架垂直于螺旋翅片管的轴向电阻焊固定，使得平面螺旋翅片管组内的两两蛇形螺旋翅片管之间的位置固定；
所述底座连接支架一端固定于管组平面固定支架中部，另一端固定于底座上，使得平面螺旋翅片管组可稳定固定于底座上。
所述管组平面固定支架包括片状固定支架主体，该片状固定支架主体两长边对应设有翻边或加强筋，且该片状固定支架主体两短边对应设有弯折固定板，弯折固定板上开设有侧固定孔，片状固定支架主体中部开设有中固定孔；所述翻边或加强筋的高度与螺旋翅片高度相同，所述管组平面固定支架的翻边或加强筋与制冷管电阻焊固定，所述管组平面固定支架的片状固定支架主体与翅片的外边缘电阻焊固定，以便于在焊接时，翻边或加强筋可与制冷管电阻焊接，固定支架主体可与螺旋翅片外边缘电阻焊接，这样可保证支架焊接的牢固性，避免使用时产生开焊、脱落等情况，还能保证使用时无噪音。
所述片状固定支架主体上还开设有气孔，以保证通风性良好。
所述一种扭层式螺旋翅片冷凝器，它还包括管组间连接支架，该管组间连接支架与至少两组平面螺旋翅片管组同侧的管组平面固定支架的端部固定连接，以增强两两平面螺旋翅片管组位置的稳定性。
所述管组间连接支架包括片状连接支架主体，该片状连接支架主体两长边对应设有翻边，片状连接支架主体上开设有固定孔，该固定孔的数量与管组平面固定支架数量相同；所述管组间连接支架的翻边高度与螺旋翅片高度相同，管组间连接支架的翻边与制冷管电阻焊固定，管组间连接支架通过螺栓穿过其固定孔以及弯折固定板的侧固定孔与至少两组平面螺旋翅片管组同侧的管组平面固定支架的弯折固定板固定连接。
所述底座连接支架包括片状底座连接支架主体，该片状底座连接支架主体两长边设有翻边或加强筋，且片状底座连接支架主体一个短边设有折弯固定板，该折弯固定板上设有底固定孔，片状底座连接支架主体上设有固定支架连接孔；所述底座上分别开设有冰箱安装孔和底座连接支架连接孔；底座连接支架通过螺栓穿过其固定支架连接孔以及管组平面固定支架的中固定孔与管组平面固定支架固定连接，底座连接支架的折弯固定板通过螺栓穿过其底固定孔以及底座上的底座连接支架连接孔与底座固定连接。
本发明的有益效果如下：
本发明首先是扭层式百叶窗螺旋翅片冷凝器，扭层结构配合螺旋翅片上的多层蜂窝状结构和气孔，能够使冷凝器在工作中，气流更容易形成紊流，并且气流方向和制冷剂流向形成逆流，加速了散热效果；扭层式百叶窗螺旋翅片管冷凝器的换热效果比普通螺旋翅片管卷层结构及类似其它结构的产品换热效率都高；并且扭层的加工方式降低了加工难度，减少了废品率，提高了生产效率；其次冷凝器固定支架结构首次采用将支架通过电阻焊方式焊接在螺旋翅片上，大大简化了支架结构，使支架加工难度大大降低，采用电阻焊取代了支架铆合连接，提高固定效率，降低劳动强度，该结构不但固定牢固、无脱落现象，并且成本低、效率高、劳动强度低，解决了行业难题。
附图说明
图1示出现有技术的螺旋翅片管蛇形结构示意图；
图2示出现有技术螺旋翅片冷凝器的结构示意图；
图3示出本发明的多层空间结构螺旋翅片管整体结构示意图；
图4示出本发明多层空间结构螺旋翅片管的翅片未冲压前的片材结构示意图；
图5示出本发明多层空间结构螺旋翅片管的翅片立体结构示意图；
图6示出本发明多层空间结构螺旋翅片管的翅片横截面结构示意图；
图7示出本发明多层空间结构螺旋翅片管弯折成蛇形结构示意图；
图8示出本发明实施例一整体结构示意图；
图9示出本发明实施例一多层空间结构螺旋翅片管呈回字形结构示意图；
图10示出本发明管组平面固定支架结构示意图；
图11示出本发明管组间连接支架结构示意图；
图12示出本发明底座连接支架结构示意图；
图13示出本发明底座结构示意图；
图14示出本发明实施例二多层空间结构螺旋翅片管呈矩形结构示意图；
图15示出本发明实施例二整体结构示意图。
具体实施方式
实施例1
参见图3-图11以及图12-图13所示，一种扭层式螺旋翅片冷凝器，它包括十组平面螺旋翅片管组1、十八个管组平面固定支架2、四个底座连接支架3和一个底座4；
所述十组平面螺旋翅片管组1由一根多层空间结构螺旋翅片管一体弯折扭转构成，每组平面螺旋翅片管组1由处于同一平面内的蛇形结构多层空间结构螺旋翅片管一体弯折构成，两两平面螺旋翅片管组1之间的扭转夹角是90°，十组平面螺旋翅片管组1构成回字形结构；
所述多层空间结构螺旋翅片管包括翅片11和制冷管12，所述制冷管12外壁等螺距螺旋缠绕有翅片11；所述翅片11由带状片材一体冲压构成，该翅片11包括第一吸热散热体111和第二吸热散热体112，所述相邻的吸热散热体111、112之间设有间断线13，每个吸热散热体构成波浪结构，所述相邻的吸热散热体111、112之间的每个间断线13处构成相对的波峰1111和波谷1121，相邻的吸热散热体111、112的所有间断线13构成的波峰和波谷共同构成蜂窝状结构，所述第一吸热散热体111的波浪边与制冷管12外壁等螺距螺旋缠绕触接，第二吸热散热体112的波峰1122水平面距离第一吸热散热体111波谷1112水平面垂线距离高于第一吸热散热体111波峰1111水平面距离第一吸热散热体111波谷1112水平面垂线距离；
所述管组平面固定支架2通过电阻焊平行固定于每组平面螺旋翅片管组1的一侧表面，管组平面固定支架2设置方向与螺旋翅片管的轴向垂直；
所述底座连接支架3一端固定于管组平面固定支架2中部，另一端固定于底座4上。
所述管组平面固定支架2包括片状固定支架主体21，该片状固定支架21主体两长边对应设有翻边211，且该片状固定支架主体21两短边对应设有弯折固定板212，弯折固定板212上开设有侧固定孔2121，片状固定支架主体21中部开设有中固定孔213；所述翻边211的高度与翅片11高度相同，所述管组平面固定支架2的翻边211与制冷管12电阻焊固定，所述管组平面固定支架2的片状固定支架主体21与翅片11的外边缘电阻焊固定。
所述底座连接支架3包括片状底座连接支架主体31，该片状底座连接支架主体31两长边设有翻边311，且片状底座连接支架主体31一个短边设有折弯固定板312，该折弯固定板312上设有底固定孔3121，片状底座连接支架主体31上设有固定支架连接孔313；所述底座4上分别开设有冰箱安装孔41和底座连接支架连接孔42；底座连接支架3通过螺栓穿过其固定支架连接孔313以及管组平面固定支架2的中固定孔213与管组平面固定支架2固定连接，底座连接支架3的折弯固定板312通过螺栓穿过其底固定孔3121以及底座4上的底座连接支架连接孔42与底座4固定连接。
实施例2
参见图3-图7以及图10-图15所示，一种扭层式螺旋翅片冷凝器，它包括六组平面螺旋翅片管组1、十二个管组平面固定支架2、两个底座连接支架3和一个底座4；
所述六组平面螺旋翅片管组1由一根多层空间结构螺旋翅片管一体弯折扭转构成，每组平面螺旋翅片管组1由处于同一平面内的蛇形结构多层空间结构螺旋翅片管一体弯折构成，两两平面螺旋翅片管组1之间的扭转夹角是180°，两两平面螺旋翅片管组1之间平行排列，六组平面螺旋翅片管组1构成矩形结构；
所述多层空间结构螺旋翅片管包括翅片11和制冷管12，所述制冷管12外壁等螺距螺旋缠绕有翅片11；所述翅片11由带状片材一体冲压构成，该翅片11包括第一吸热散热体111和第二吸热散热体112，所述相邻的吸热散热体111、112之间设有间断线13，每个吸热散热体构成波浪结构，所述相邻的吸热散热体111、112之间的每个间断线13处构成相对的波峰1111和波谷1121，相邻的吸热散热体111、112的所有间断线13构成的波峰和波谷共同构成蜂窝状结构，所述第一吸热散热体111的波浪边与制冷管12外壁等螺距螺旋缠绕触接，第二吸热散热体112的波峰1122水平面距离第一吸热散热体111波谷1112水平面垂线距离高于第一吸热散热体111波峰1111水平面距离第一吸热散热体111波谷1112水平面垂线距离；
所述管组平面固定支架2通过电阻焊平行固定于每组平面螺旋翅片管组1的一侧表面，管组平面固定支架2设置方向与螺旋翅片管的轴向垂直；
所述底座连接支架3一端固定于管组平面固定支架2中部，另一端固定于底座4上。
所述管组平面固定支架2包括片状固定支架主体21，该片状固定支架21主体两长边对应设有翻边211，且该片状固定支架主体21两短边对应设有弯折固定板212，弯折固定板212上开设有侧固定孔2121，片状固定支架主体21中部开设有中固定孔213；所述翻边211的高度与翅片11高度相同，所述管组平面固定支架2的翻边211与制冷管12电阻焊固定，所述管组平面固定支架2的片状固定支架主体21与翅片11的外边缘电阻焊固定。
所述一种扭层式螺旋翅片冷凝器，它还包括四个管组间连接支架5，该管组间连接支架5与六组平面螺旋翅片管组1同侧的管组平面固定支架2的端部固定连接。
所述管组间连接支架5包括片状连接支架主体51，该片状连接支架主体51两长边对应设有翻边511，片状连接支架主体51上开设有固定孔512，该固定孔512的数量与管组平面固定支架2数量相同；所述管组间连接支架5的翻边511高度与螺旋翅片11高度相同，管组间连接支架5的翻边511与制冷管12电阻焊固定，管组间连接支架5通过螺栓穿过其固定孔512以及弯折固定板212的侧固定孔2121与六组平面螺旋翅片管组1同侧的管组平面固定支架2的弯折固定板212固定连接。
所述底座连接支架3包括片状底座连接支架主体31，该片状底座连接支架主体31两长边设有翻边311，且片状底座连接支架主体31一个短边设有折弯固定板312，该折弯固定板312上设有底固定孔3121，片状底座连接支架主体31上设有固定支架连接孔313；所述底座4上分别开设有冰箱安装孔41和底座连接支架连接孔42；底座连接支架3通过螺栓穿过其固定支架连接孔313以及管组平面固定支架2的中固定孔213与管组平面固定支架2固定连接，底座连接支架3的折弯固定板312通过螺栓穿过其底固定孔3121以及底座4上的底座连接支架连接孔42与底座4固定连接。
工作原理
参见图3-图7以及图10-图15所示，一种扭层式螺旋翅片冷凝器，其结构为先将一根多层空间结构螺旋翅片管折成平面蛇形弯，将两个管组平面固定支架2在每组平面螺旋翅片管组1上进行平面电阻焊固定，管组平面固定支架2固定方式采用固定支架和螺旋翅片11边沿电阻焊接，支架采用平片固定板两边折90°弯，翻边边缘与制冷管12电阻焊焊接，固定支架主体21与螺旋翅片11电阻焊接以保证牢固；固定支架主体21两短边对应设有弯折固定板212，弯折固定板212上开设有侧固定孔2121，可根据产品强度要求用于与管组间连接支架5固定；然后根据装配要求，将蛇形弯中的相邻两组平面螺旋翅片管组1之间的螺旋翅片管扭转角度180°，形成平行层的多层结构，最后固定管组间连接支架5、底座连接支架3和底座，完成一种扭层式螺旋翅片冷凝器的安装。
如上所述，本发明一种扭层式螺旋翅片冷凝器，所述的实施例及图，只是本发明较好的实施效果，并不是只局限于本发明，凡是与本发明的结构、特征等近似、雷同者，均应属于本发明保护的范围。
Claims (9)
1.一种扭层式螺旋翅片冷凝器，其特征在于：它包括至少两组平面螺旋翅片管组(1)、管组平面固定支架(2)、底座连接支架(3)和底座(4)；
所述至少两组平面螺旋翅片管组(1)由一根多层空间结构螺旋翅片管一体弯折扭转构成，每组平面螺旋翅片管组(1)由处于同一平面内的蛇形结构多层空间结构螺旋翅片管一体弯折构成，两两平面螺旋翅片管组(1)之间的扭转夹角是10°-180°；
所述多层空间结构螺旋翅片管包括翅片(11)和制冷管(12)，所述制冷管(12)外壁等螺距螺旋缠绕有翅片(11)；所述翅片(11)由带状片材一体冲压构成，该翅片(11)包括第一吸热散热体(111)和第二吸热散热体(112)，所述相邻的吸热散热体(111、112)之间设有间断线(13)，每个吸热散热体构成波浪结构，所述相邻的吸热散热体(111、112)之间的每个间断线(13)处构成相对的波峰(1111)和波谷(1121)，相邻的吸热散热体(111、112)的所有间断线(13)构成的波峰和波谷共同构成蜂窝状结构，所述第一吸热散热体(111)的波浪边与制冷管(12)外壁等螺距螺旋缠绕触接，第二吸热散热体(112)的波峰(1122)水平面距离第一吸热散热体(111)波谷(1112)水平面垂线距离高于第一吸热散热体(111)波峰(1111)水平面距离第一吸热散热体(111)波谷(1112)水平面垂线距离；
所述管组平面固定支架(2)通过电阻焊平行固定于每组平面螺旋翅片管组(1)的一侧表面，管组平面固定支架(2)设置方向与螺旋翅片管的轴向垂直；
所述底座连接支架(3)一端固定于管组平面固定支架(2)中部，另一端固定于底座(4)上。
2.根据权利要求1所述的一种扭层式螺旋翅片冷凝器，其特征在于：所述管组平面固定支架(2)包括片状固定支架主体(21)，该片状固定支架(21)主体两长边对应设有翻边或加强筋(211)，且该片状固定支架主体(21)两短边对应设有弯折固定板(212)，弯折固定板(212)上开设有侧固定孔(2121)，片状固定支架主体(21)中部开设有中固定孔(213)；所述翻边或加强筋(211)的高度与翅片(11)高度相同，所述管组平面固定支架(2)的翻边或加强筋(211)与制冷管(12)电阻焊固定，所述管组平面固定支架(2)的片状固定支架主体(21)与翅片(11)的外边缘电阻焊固定。
3.根据权利要求2所述的一种扭层式螺旋翅片冷凝器，其特征在于：它还包括管组间连接支架(5)，该管组间连接支架(5)与至少两组平面螺旋翅片管组(1)同侧的管组平面固定支架(2)的端部固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种扭层式螺旋翅片冷凝器，其特征在于：所述管组间连接支架(5)包括片状连接支架主体(51)，该片状连接支架主体(51)两长边对应设有翻边(511)，片状连接支架主体(51)上开设有固定孔(512)，该固定孔(512)的数量与管组平面固定支架(2)数量相同；所述管组间连接支架(5)的翻边(511)高度与螺旋翅片(11)高度相同，管组间连接支架(5)的翻边(511)与制冷管(12)电阻焊固定，管组间连接支架(5)通过螺栓穿过其固定孔(512)以及弯折固定板(212)的侧固定孔(2121)与至少两组平面螺旋翅片管组(1)同侧的管组平面固定支架(2)的弯折固定板(212)固定连接。
5.根据权利要求2所述的一种扭层式螺旋翅片冷凝器，其特征在于：所述底座连接支架(3)包括片状底座连接支架主体(31)，该片状底座连接支架主体(31)两长边设有翻边或加强筋(311)，且片状底座连接支架主体(31)一个短边设有折弯固定板(312)，该折弯固定板(312)上设有底固定孔(3121)，片状底座连接支架主体(31)上设有固定支架连接孔(313)；所述底座(4)上分别开设有冰箱安装孔(41)和底座连接支架连接孔(42)；底座连接支架(3)通过螺栓穿过其固定支架连接孔(313)以及管组平面固定支架(2)的中固定孔(213)与管组平面固定支架(2)固定连接，底座连接支架(3)的折弯固定板(312)通过螺栓穿过其底固定孔(3121)以及底座(4)上的底座连接支架连接孔(42)与底座(4)固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种扭层式螺旋翅片冷凝器，其特征在于：第二吸热散热体(112)的波峰(1122)水平面距离第一吸热散热体(111)波谷(1112)水平面垂线距离是第一吸热散热体(111)波峰(1111)水平面距离第一吸热散热体(111)波谷(1112)水平面垂线距离的0.5倍-3倍。
7.根据权利要求1所述的一种扭层式螺旋翅片冷凝器，其特征在于：所述翅片(11)宽度是3mm-20mm；翅片(11)厚度是0.1mm-0.5mm。
8.根据权利要求1所述的一种扭层式螺旋翅片冷凝器，其特征在于：所述翅片(11)在制冷管(12)上的螺距是3mm-20mm；所述制冷管(12)的管径是4mm-10mm；制冷管(12)的管壁厚度是0.4mm-1mm。
9.根据权利要求1所述的一种扭层式螺旋翅片冷凝器，其特征在于：所述制冷管(12)是铜管且翅片(11)是铜片，或者制冷管(12)是钢管且翅片(11)是钢片，或者制冷管(12)是铝管且翅片(11)是铝片，或者制冷管(12)是铜管且翅片(11)是铝片，或者制冷管(12)是钢管且翅片(11)是铝片。
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