[發(fā)明專利]板翅式熱交換器封頭

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711236558.X
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN108020113A
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳成云;呂中原;王旭陽;簡夕忠;唐慧儒;王赟;李闖
• 申請（專利權(quán)）人: 中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司;中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司上海飛機(jī)設(shè)計研究院
• 主分類號: F28F9/22
• 分類號: F28F9/22
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 韓俊

一種板翅式熱交換器封頭，能減少熱交換器的入口截面處的流體分配不均勻，而且結(jié)構(gòu)小型化、設(shè)計簡單且不易結(jié)垢堵塞。板翅式熱交換器封頭包括：具有入口管、封頭殼體及封頭出口的一次封頭；設(shè)置在封頭殼體內(nèi)的至少一級的中段導(dǎo)流結(jié)構(gòu)，具有第一導(dǎo)流板組，并且其中至少最上級的中段導(dǎo)流結(jié)構(gòu)具有位于第一導(dǎo)流板組兩側(cè)的第一擋板對，對進(jìn)入封頭殼體的流體通過第一導(dǎo)流板組向兩側(cè)分配，隨后受到位于第一導(dǎo)流板組兩側(cè)的擋板阻擋而向下游側(cè)流動；以及設(shè)置在封頭殼體內(nèi)的末端導(dǎo)流結(jié)構(gòu)，其位于第一導(dǎo)流板組兩側(cè)并具有多組第二導(dǎo)流板組，從中段導(dǎo)流結(jié)構(gòu)向末端導(dǎo)流結(jié)構(gòu)流動的流體通過多組第二導(dǎo)流板組向兩側(cè)分配，流體經(jīng)由封頭出口均勻地流入板翅式熱交換器。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種在例如飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)、石油化工裝置和機(jī)械工業(yè)冷卻器等制冷和空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域中使用的板翅式熱交換器封頭，更具體地涉及通過多層導(dǎo)流結(jié)構(gòu)將入口流體逐漸地均勻分配到熱交換器的各層中的板翅式熱交換器封頭。

背景技術(shù)

眾所周知，在板翅式熱交換器中，流體經(jīng)由封頭進(jìn)入板翅式熱交換器的內(nèi)部，若使流體以從大徑的通道直接進(jìn)入小徑的通道的方式進(jìn)行流量分配，會使得流體在流過翅片通道之后，在各層、各通道間存在嚴(yán)重的不均勻現(xiàn)象，進(jìn)而會導(dǎo)致熱交換的不均勻，這便成為板翅式熱交換器性能下降的主要原因。

國內(nèi)外普遍認(rèn)為，不合理的封頭結(jié)構(gòu)是引起流體分配不均勻的主要因素，從而導(dǎo)致板翅式熱交換器的熱交換效率降低。因而，研究與優(yōu)化流體分配的封頭結(jié)構(gòu)，對于板翅式熱交換器的流動及熱交換性能具有重要的意義。

目前，針對現(xiàn)有封頭結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，主要存在以下三個方向：

<1>二次封頭結(jié)構(gòu)

如圖3和圖4所示，板翅式熱交換器封頭1A具有一次封頭10A和二次封頭20A，在二次封頭20A的、與一次封頭10A交界的位置處形成有開孔隔板結(jié)構(gòu)30A，該開孔隔板結(jié)構(gòu)30A具有多個孔31A(在圖3中例如為五個，在圖4中例如為七個)，多個孔31A布置成孔徑從位于中央(或是正中央)的孔向位于兩端的孔逐漸增大。

當(dāng)流體從一次封頭10A流出時，首先會流過如上所述布置而成的開孔隔板結(jié)構(gòu)30A的多個孔31A，使得流體的分配均勻度有所提升。

但是，二次封頭結(jié)構(gòu)在熱交換性能和流體分配上的優(yōu)化程度終究有限，同時不可避免地導(dǎo)致板翅式熱交換器封頭的外形尺寸增大這樣的弊端。

<2>加打孔擋板結(jié)構(gòu)

另外，還存在一種加打孔擋板結(jié)構(gòu)的板翅式熱交換器封頭(一次封頭)，其具有入口管和打孔擋板，在該打孔擋板上開設(shè)有孔徑不同的許多孔。上述打孔擋板是錯排孔板型的擋板，例如，在該打孔擋板的中央?yún)^(qū)域形成孔徑小的小孔，在上述打孔擋板的位于該小孔外周的位置形成孔徑比小孔的孔徑大的中孔，在上述打孔擋板的長度方向的兩端形成孔徑比中孔的孔徑大的大孔。

當(dāng)流體從入口管流出時，制冷劑直接由圓柱形通道而與上述打孔擋板接觸，并且根據(jù)各孔的位置和孔徑的大小合理地分配流體。

但是，上述打孔擋板需要針對不同的孔徑、孔間距以及分布區(qū)域等進(jìn)行實驗，從而得出普遍性的設(shè)計方法，存在設(shè)計繁瑣、成本很高的弊端。

<3>導(dǎo)流翼結(jié)構(gòu)

鑒于二次封頭結(jié)構(gòu)和加打孔擋板結(jié)構(gòu)這兩種改進(jìn)的方向各自存在明顯的弊端，目前多采用導(dǎo)流翼的方式改進(jìn)封頭結(jié)構(gòu)，其關(guān)鍵便在于導(dǎo)流翼結(jié)構(gòu)的設(shè)計。現(xiàn)有的導(dǎo)流翼結(jié)構(gòu)具有傳統(tǒng)的均勻開孔型和改進(jìn)的非均勻開孔型兩種導(dǎo)流翼結(jié)構(gòu)。

<3-1>傳統(tǒng)的均勻開孔型導(dǎo)流翼結(jié)構(gòu)