CN210154390U - 一种多股流集成紧凑高效换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多股流集成紧凑高效换热器，包括高效换热翅片(1)、隔板(2)、封条(3)和封头(4)，隔板(2)为矩形平板，多块尺寸相同的隔板(2)平行等间隔布置；高效换热翅片(1)置于相邻隔板(2)之间的间隔中；封条(3)位于高效换热翅片(1)侧端，通过分隔封条配合隔板(2)将换热器芯体分隔为多个小芯体，配合不同的封头(4)实现了多股流体在同一芯体中的单流程和双流程换热。本实用新型在较小的体积下提高了发动机水***冷却功率，从而使各***产生热量得到有效释放，同时精简***及管路布置，在确保***稳定工作的同时降低研发及维护成本。

Description

一种多股流集成紧凑高效换热器

技术领域

本实用新型涉及铝制板翅式散热器多股流多介质换热技术领域，具体涉及一种多股流集成紧凑高效换热器的空间布置结构。

背景技术

铝制板翅式换热器是一种新型高效换热设备，它以结构紧凑、重量轻、体积小和传热效率高等优点，广泛应用于冶金化工、天然气液化、航空航天、汽车、内燃机车、工程机械、空气分离、石油化工、制冷空调、深低温、医疗、风电以及国防军工等诸多领域。随着主机结构优化及技术发展，需在特定空间大小限制范围内，要求实现多个***的同时换热冷却，***集成要求越来越高。传统换热器需要好的空气流通环境，占用空间大，成本高。在某些特定场合已经不能满足主机***换热要求，因此开发一种新型多股流集成高效换热器是满足特定环境换热要求的关键。

发明内容

本实用新型旨在提供一种多股流集成紧凑高效换热器，用于解决特种车辆空间狭小，需散热流体***众多，常规散热***布置困难，空间密闭或通风不畅的环境下的换热问题。

本实用新型针对多股流(例如五股流体)采用集成芯体的方式，在一个芯体中划分多个子芯体，配合不同的封头实现流体的单流程和多流程组合，结构紧凑，适合狭小及封闭空间，换热效率高，板翅式结构大大扩展换热表面。

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型采用了如下技术方案：

一种多股流集成紧凑高效换热器，包括高效换热翅片、隔板、封条和封头，隔板为矩形平板，多块尺寸相同的隔板平行等间隔布置；高效换热翅片置于相邻隔板之间的间隔中；封条位于高效换热翅片侧端，所述高效换热翅片、隔板和封条组成立方体状换热芯体；所述高效换热翅片包括流向沿着换热芯体长度方向的第一高效换热翅片和流向沿着换热芯体宽度方向的第二高效换热翅片，且按照第一高效换热翅片、隔板、第二高效换热翅片、隔板、第一高效换热翅片的顺序叠放；所述第二高效换热翅片包括沿着换热芯体长度方向布置的多块高效换热子翅片，相邻高效换热子翅片之间为分隔封条，多块尺寸相同的高效换热子翅片沿着换热芯体高度方向分布；所述封头沿着换热芯体的周向表面布置，包括，位于换热芯体长度方向两侧端面且匹配流体沿着换热芯体长度方向走单流程的带接头的第一子封头；位于换热芯体宽度方向两侧端面且匹配流体沿着换热芯体宽度方向走单流程的带接头的第二子封头；位于换热芯体宽度方向一侧端面且匹配流体沿着换热芯体宽度方向走双流程的带接头的第三子封头，以及位于换热芯体宽度方向另一侧端面的不带接头的第四子封头。

进一步，多股流集成紧凑高效换热器还包括加强板，所述加强板平行于隔板且位于换热芯体中部，沿着加强板的周向设置有延伸板，延伸板上开有均流孔。

进一步，所述高效换热翅片为锯齿状换热翅片。

进一步，所述第一高效换热翅片与第二高效换热翅片为不同规格的翅片，所述规格包括翅片高度、翅片厚度和翅片间距。

进一步，位于同一隔板表面的多块高效换热子翅片的规格不同，所述规格包括翅片高度、翅片厚度和翅片间距。

进一步，所述封头包括槽板和堵板，槽板呈槽形，槽板的两个侧端分别与一块堵板连接，槽板和堵板形成仅一个端面敞开的空腔壳体，接头与空腔壳体的腔体连通。

与现有技术相比，本实用新型通过***集成，优化流程结构，在一个换热芯体上分隔出多个小换热芯体，且彼此之间交互作用，在较小的体积下提高发动机水***冷却功率，从而使各***产生热量得到有效释放，同时精简***及管路布置，在确保***稳定工作的同时降低研发及维护成本。

附图说明

图1和图2为多股流集成紧凑高效换热器的整体结构示意图；

图3为包括隔板、封条和高效换热翅片的换热芯体结构示意图；

图4和图5为多股流集成紧凑高效换热器上封头及对应接头分布图；

图6为换热芯体内部隔离分区示意图；

图7为封头结构示意图；

图8为带有加强板的换热器芯体结构示意图；

图9为加强板结构示意图；

图中，各流体进出口示意。以A、B、C、D、E代表5种流体，以1代表进口，2代表出口，例如则A1代表流体A进口，A2代表流体A出口，其余类推。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步说明，但所要求的保护范围并不局限于所述。

本实施例中，多股流集成紧凑高效换热器用于5种不同的流体进行换热冷却。如表一所示，5种流体分别为：桥油、齿轮油、风扇油、AT液压油和冷却水。换热器中，换热器芯体由高效换热翅片1、隔板2、封条3、封头4、隔离封条、加强板5等组成，其中隔离封条配合隔板2将换热器芯体分隔成不同的腔体，以供不同介质流过，换热器芯体组成见图3、图6和图8。各组件的作用如下：

高效换热翅片1：增加换热面积，提高芯体紧凑度，提高换热效率，提高强度，本实施例中采用锯齿形换热翅片；

隔板2：起到分隔腔体和导热的作用；

封条3和分隔封条：起到分隔腔体、密封腔体作用，二者的区别仅在于前者位于换热芯体端面，后者位于换热芯体内部；

封头4，流体介质流经换热芯体前的汇集腔体；

加强板5，用于强化换热芯体，提高换热芯体的整体刚性，其上的延伸板6上开有均流孔7，配合封头4起到流体导流作用；

如图7所示，封头4则由槽板41，堵板42及接头43组成。槽板41用于收集进出于换热芯体通道的流体，堵板42用于流体隔断，阻止流体相互串通，接头43用于连接***管路。

表一

***	换热功率	流量	介质温度	备注
					桥油	12kw	28L/min	Max 120℃	单流程
齿轮油	10kw	28L/min	Max 120℃	单流程
					风扇油	11kw	100L/min	Max 100℃	双流程
AT液压油	65kw	80L/min	Max 120℃	双流程
					冷却水	98kw	580L/min	Max 89℃	单流程

以下结合上述图1、图2、图4和图5对本实用新型作进一步说明。多股流紧凑换热器在大的结构上主要由一个换热芯体和13个封头组成。

如图3所示，换热芯体主要由隔板2，高效换热翅片1，封条3，加强板5等组成。

隔板2主要用于分隔冷热流体，同时起导热作用。高效换热翅片1起到增大换热面积，增强扰流效果，提高换热效率及增加芯体强度的作用。封条3和分隔封条起到分隔热流体，支撑和密封通道的作用。加强板5用于强化换热芯体的整体刚性。如图9和图8，加强板5平行于隔板2且位于换热芯体中部，沿着加强板5的周向设置有延伸板6，延伸板6上开有均流孔7，延伸板6置于封头4的壳体空腔中，利用均流孔7实现均流效果。

高效换热翅片1包括流体流向沿着换热芯体长度方向的第一高效换热翅片和流向沿着换热芯体宽度方向的第二高效换热翅片(即第一高效换热翅片和第二高效换热翅片在同一隔板2的上、下表面垂直交错分布，这里的垂直是指翅片中流体通过的翅片槽方向)，且按照第一高效换热翅片、隔板2、第二高效换热翅片、隔板2、第一高效换热翅片的顺序叠放；第二高效换热翅片包括沿着换热芯体长度方向布置的多块高效换热子翅片，相邻高效换热子翅片之间为分隔封条，多块尺寸相同的高效换热子翅片沿着换热芯体高度方向分布，即在同一隔板2的表面有多块被分隔封条隔离的相互独立的高效换热子翅片，由于隔板2在换热芯体高度方向平行布置，所以在高度方向排布的高效换热子翅片自然形成了一个独立的区域。如图6所示，从换热芯体垂直于宽度方向的表面来看，换热芯体被分为8个独立区域，配合不同的子封头，形成了流体的不同流程。

封头4沿着换热芯体的周向表面布置，包括：

位于换热芯体长度方向两侧端面且匹配流体沿着换热芯体长度方向走单流程的带接头43的子封头，例如图1中的第一子封头21和第二子封头22；

位于换热芯体宽度方向两侧端面且匹配流体沿着换热芯体宽度方向走单流程的带接头43的子封头，例如图1和图2中的第八子封头28，第九子封头29，第十一子封头211和第十二子封头212；

位于换热芯体宽度方向一侧端面且匹配流体沿着换热芯体宽度方向走双流程的带接头43的子封头，以及位于换热芯体宽度方向另一侧端面的不带接头43的子封头，例如图1和图2中的第三子封头23，第四子封头24，第五子封头25和第六子封头26。

通过隔板2，高效换热翅片1、封条3、加强板5和分隔封条等零件的适当组合并钎焊在一起，从而形成一个具有多腔体，紧凑的，高强度的换热芯体。

将对应封头4焊接于对应腔***置，形成密封回路并与进出口对应，从而得到一个多股流紧凑换热器。

该多股流紧凑换热器外形简单，安装连接方便，实用于不便布置其它冷却方式，空间狭小或者相对封闭的空间(如特种车辆)。

该多股流紧凑换热器可同时实现发动机冷却液与液压油、齿轮润滑油、桥油、AT变速箱液压油的有效换热，保证各***工作在允许的温度范围内。

具体来说：

流体A，即冷却水，其进口为A1，出口为A2，冷却水的流程为：第一子封头21→换热芯体→第二子封头22，冷却水直接走第一高效换热翅片形成的通道；

流体B，即AT液压油，其进口为B1，出口为B2，AT液压油的流程为：第四子封头24→换热芯体→第五子封头25→第六子封头26→换热芯体→第三子封头23，AT液压油利用了换热芯体中宽度方向两个相互隔离的高效换热子翅片区域，配合没有接头43的第五子封头25、第六子封头26，形成了一个平行于隔板2的类U形的通道，即双流程；

流体C，即风扇油，其进口为C1，出口为C2，风扇油的流程为：第十子封头210→换热芯体→第七子封头27→换热芯体→第十三子封头213，利用了没有接头43的第七子封头27和上下分布的第十子封头210、第十三子封头213，形成了一个垂直于隔板2的类U形通道，也是双流程；

流体D，即齿轮油，其进口为D1，出口为D2，齿轮油的流程为：第八子封头28→换热芯体→第十一子封头211；

流体E，即桥油，其进口为E1，出口为E2，桥油的流程为：第九子封头29→换热芯体→第十二子封头212。

上述实施案例仅说明本实用新型的构思及结构特点，其它根据本实用新型构思及实施方法进行的等效变化，都涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种多股流集成紧凑高效换热器，包括高效换热翅片(1)、隔板(2)、封条(3)和封头(4)，隔板(2)为矩形平板，多块尺寸相同的隔板(2)平行等间隔布置；高效换热翅片(1)置于相邻隔板(2)之间的间隔中；封条(3)位于高效换热翅片(1)侧端，其特征在于：

所述高效换热翅片(1)、隔板(2)和封条(3)组成立方体状换热芯体；

所述高效换热翅片(1)包括流向沿着换热芯体长度方向的第一高效换热翅片和流向沿着换热芯体宽度方向的第二高效换热翅片，且按照第一高效换热翅片、隔板(2)、第二高效换热翅片、隔板(2)、第一高效换热翅片的顺序叠放；

所述第二高效换热翅片包括沿着换热芯体长度方向布置的多块高效换热子翅片，相邻高效换热子翅片之间为分隔封条，多块尺寸相同的高效换热子翅片沿着换热芯体高度方向分布；

所述封头(4)沿着换热芯体的周向表面布置，包括，

位于换热芯体长度方向两侧端面且匹配流体沿着换热芯体长度方向走单流程的带接头(43)的子封头；

位于换热芯体宽度方向两侧端面且匹配流体沿着换热芯体宽度方向走单流程的带接头(43)的子封头；

位于换热芯体宽度方向一侧端面且匹配流体沿着换热芯体宽度方向走双流程的带接头(43)的子封头，以及位于换热芯体宽度方向另一侧端面的不带接头(43)的子封头。

2.根据权利要求1所述的多股流集成紧凑高效换热器，其特征在于：还包括加强板(5)，所述加强板(5)平行于隔板(2)且位于换热芯体中部，沿着加强板(5)的周向设置有延伸板(6)，延伸板(6)上开有均流孔(7)。

3.根据权利要求1所述的多股流集成紧凑高效换热器，其特征在于：所述高效换热翅片(1)为锯齿状换热翅片。

4.根据权利要求1所述的多股流集成紧凑高效换热器，其特征在于：所述第一高效换热翅片与第二高效换热翅片为不同规格的翅片，所述规格包括翅片高度、翅片厚度和翅片间距。

5.根据权利要求1所述的多股流集成紧凑高效换热器，其特征在于：位于同一隔板(2)表面的多块高效换热子翅片的规格不同，所述规格包括翅片高度、翅片厚度和翅片间距。

6.根据权利要求1所述的多股流集成紧凑高效换热器，其特征在于：所述封头(4)包括槽板(41)和堵板(42)，槽板(41)呈槽形，槽板(41)的两个侧端分别与一块堵板(42)连接，槽板(41)和堵板(42)形成仅一个端面敞开的空腔壳体，接头(43)与空腔壳体的腔体连通。

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