一種強化傳熱的圓弧形散熱管的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種圓弧形截面的散熱管，所述散熱管包括基管以及位于基體外圍的散熱片，所述基管的橫截面是圓弧形，所述散熱片包括第一散熱片和第二散熱片，在第一和/或第二散熱片上設(shè)置孔，沿著空氣的流動的方向，即從散熱管的底部到散熱管的頂部，孔的面積不斷的增大。本發(fā)明將散熱器的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，通過設(shè)置不斷增加孔的面積，可以使得對邊界層的破壞程度不斷的增大，從而強化傳熱。
【專利說明】
一種強化傳熱的圓弧形散熱管
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于換熱器領(lǐng)域，尤其涉及一種散熱使用的散熱管，屬于F28D的換熱器領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]散熱器中，目前廣泛的使用散熱片管散熱器，通過散熱片可以擴大散熱面積，增強換熱效果，但是散熱片管的散熱器類型、以及散熱片管參數(shù)的設(shè)定都影響者散熱效果的好壞，而且目前在能源危機的情況下，急需要節(jié)約能源，滿足社會的可持續(xù)發(fā)展，因此需要開發(fā)一種新的散熱片管，同時需要將散熱片管的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，使其達到換熱效率最大化，以節(jié)約能源，節(jié)約安裝空間，達到環(huán)保節(jié)能的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種新的棱柱形散熱片。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種雙圓弧形通道的散熱管組，所述散熱管組包括兩個散熱管，所述散熱管包括基管以及位于基體外圍的散熱片，其特征在于，所述散熱管包括基管以及位于基體外圍的散熱片，所述基管的橫截面是圓弧形，所述散熱片包括第一散熱片和第二散熱片，所述第一散熱片是從圓弧的中點向外延伸，所述第二散熱片包括從圓弧形的圓弧所在的面向外延伸的多個散熱片以及從第一散熱片向外延伸的多個散熱片，向同一方向延伸的第二散熱片互相平行，所述第一散熱片、第二散熱片延伸的端部形成等腰三角形;所述基管內(nèi)部設(shè)置第一流體通道，所述第一散熱片內(nèi)部設(shè)置第二流體通道，所述第一流體通道和第二流體通道連通；所述兩個散熱管通過圓弧形的底邊所在的平面對接在一起。
[0005]作為優(yōu)選，兩個等腰三角形形成平行四邊形結(jié)構(gòu)。
[0006]作為優(yōu)選，所述第二散熱片相對于第一散熱片中線所在的面鏡像對稱，相鄰的所述的第二散熱片的距離為LI，所述圓弧形的底邊長度為W，所述等腰三角形的腰的長度為S，滿足如下公式:
Ll/S*100=A*Ln(Ll/W*100)+B* (Ll/W)+C，其中Ln是對數(shù)函數(shù)，A、B、C是系數(shù)，0.66〈Α〈
0.70，21〈B〈24，3.3〈C〈5.2;
0.06〈L1/S〈0.07,0.08<Ll/ff<0.10
3mm<Ll<5mm
40mm <S<75mm
30mm <W〈50mm
圓弧形的中點與圓弧形的兩端點的連線形成的頂角為a，100°〈a〈160°。
[0007]作為優(yōu)選，基管長度為L，0.02<ff/L<0.04，800mm〈L〈2500mm。
[0008]作為優(yōu)選，A=0.68,B=22.6,C=4.3o
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的散熱管具有如下的優(yōu)點: I)本發(fā)明提供了一種新的散熱管，并對散熱管的散熱片進行合理設(shè)置，可以布置更多的散熱片，因此具有很好的散熱效果。
[0010]2)本發(fā)明通過再散熱管一面設(shè)置散熱片，而且散熱管的底面(既沒有設(shè)置散熱片的一面)為平面，安裝的時候可以將平面緊貼在墻體上，從而節(jié)省安裝空間。
[0011]3)本發(fā)明在散熱管的第一散熱片上設(shè)置流體通道，并于基管的流體通道連通，進一步增加了流體的流動空間，拓展了流體的換熱區(qū)域，使得流體直接與接觸換熱，提高了散熱能力。
[0012]4)本發(fā)明通過多次試驗，得到一個最優(yōu)的散熱管優(yōu)化結(jié)果，并且通過試驗進行了驗證，從而證明了結(jié)果的準確性。
[0013]5)通過兩個散熱管組合成的新的散熱管組，從而實現(xiàn)散熱效果的最優(yōu)化。
【附圖說明】
[0014]圖1是一個實施例的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是一個實施例的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是圖1的右側(cè)觀察的示意圖；
圖4是設(shè)置孔的散熱片的切面圖；
圖5是設(shè)置孔的散熱片的正面圖；
圖6是孔錯列的示意圖；
圖7是集管橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8是雙圓弧通道散熱管組。
[0015]附圖標記如下:
1.基管，2.第一流體通道，3第一散熱片，4第二散熱片，5第二散熱片，6第一邊，7第二邊，8底邊，9孔，1第二流體通道，11集管靠近墻壁的一側(cè)，12集管下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做詳細的說明。
[0016]本文中，如果沒有特殊說明，涉及公式的，表示除法，“X”、表示乘法。
[0017]如圖1、2所示，一種散熱器使用的散熱管，所述散熱管包括基管I以及位于基管外圍的散熱片3-5，如圖1、2所示，所述基管的橫截面是圓弧形，所述散熱片包括第一散熱片3和第二散熱片4、5，所述第一散熱片3是從圓弧形的圓弧的中點向外延伸的，所述第二散熱片4、5包括從圓弧形的弧所在的面向外延伸的多個散熱片4以及從第一散熱片向外延伸的多個散熱片5，向同一方向延伸的第二散熱片4、5互相平行，例如，如圖所示，從圓弧形第二邊7(左邊的邊)向外延伸的第二散熱片4、5互相平行，從等腰三角形第一邊6(即右邊的邊)向外延伸的第二散熱片4、5互相平行，所述第一散熱片3、第二散熱片4、5延伸的端部形成等腰三角形，如圖1所示，等腰三角形的腰的長度為S;所述基管I內(nèi)部設(shè)置第一流體通道2，所述第一散熱片3內(nèi)部設(shè)置第二流體通道10，所述第一流體通道3和第二流體通道連通10。例如，如圖1所述，在圓弧的中點的位置連通。
[0018]通過如此的結(jié)構(gòu)設(shè)置，可以使得基管I外部設(shè)置多個散熱片，增加散熱，同時在第一散熱片內(nèi)部設(shè)置流體通道，使得流體進入第一散熱片內(nèi)，直接的與第一散熱片相連的第二散熱片進行換熱，增加了散熱能力。
[0019]一般散熱管都是四周或者兩邊設(shè)置散熱片，但是在工程中發(fā)現(xiàn)，與墻壁接觸的一側(cè)的散熱片一般情況下對流換熱效果不好，因為空氣在墻壁側(cè)流動的相對較差，因此本發(fā)明將圓弧形底邊8設(shè)置為平面，因此安裝散熱片的時候，可以直接將平面與墻壁緊密接觸，與其它散熱器相比，可以大大的節(jié)省安裝空間，避免空間的浪費，同時采取特殊的散熱片形式，保證滿足最佳的散熱效果。
[0020]作為優(yōu)選，所述第二散熱片4、5相對于第一散熱片3中線所在的面鏡像對稱，即相對于圓弧的中點和底邊所在的中點的連線所在的面鏡像對稱，或者說相對于圓弧的中點和圓弧所在的圓心的連線所在的面鏡像對稱。
[0021]作為優(yōu)選，第二散熱片垂直于等腰三角形的兩條腰延伸。
[0022]圓弧形的中點與弧的端點的連線性形成的夾角a以及弧的長度一定的情況下，第一散熱片3和第二散熱片4、5越長，則理論上換熱效果越好，在試驗過程中發(fā)現(xiàn)，當?shù)谝簧崞偷诙崞_到一定長度的時候，則換熱效果就增長非常不明顯，主要因為隨著第一散熱片和第二散熱片長度增加，在散熱片末端的溫度也越來越低，隨著溫度降低到一定程度，則會導(dǎo)致?lián)Q熱效果不明顯，相反還增加了材料的成本以及大大增加了散熱器的占據(jù)的空間，同時，換熱過程中，如果第二散熱片之間的間距太小，也容易造成換熱效果的惡化，因為隨著散熱管長度的增加，空氣上升過程中邊界層變厚，造成相鄰散熱片之間邊界層互相重合，惡化傳熱，散熱管長度太低或者第二散熱片之間的間距太大造成換熱面積減少，影響了熱量的傳遞，因此在相鄰的第二散熱片的距離、圓弧形的邊長、第一散熱片和第二散熱片的長度以及散熱器基體長度之間滿足一個最優(yōu)化的尺寸關(guān)系。
[0023]因此，本發(fā)明是通過多個不同尺寸的散熱器的上千次試驗數(shù)據(jù)總結(jié)出的最佳的散熱器的尺寸優(yōu)化關(guān)系。
[0024]相鄰的所述的第二散熱片的距離為LI，所述圓弧形的底邊長度為W，所述等腰三角形的腰的長度為S，滿足如下公式:
Ll/S*100=A*Ln(Ll/W*100)+B* (Ll/W)+C，其中Ln是對數(shù)函數(shù)，A、B、C是系數(shù)，0.66〈Α〈
0.70，21〈B〈24，3.3〈C〈5.2;
0.06〈L1/S〈0.07,0.08<Ll/ff<0.10
3mm<Ll<5mm
40mm <S<75mm
30mm <W〈50mm
圓弧形的中點與圓弧形的兩端點的連線形成的頂角為a，100°〈a〈160°。
[0025]作為優(yōu)選，基管長度為L，0.02〈W/L〈0.04，800mm〈L〈2500mm。
[0026]作為優(yōu)選，A=0.68,B=22.6,C=4.3o
[0027]需要說明的是，相鄰第二散熱片的距離LI是從第二散熱片的中心開始算起的距離，如圖1所示的那樣。
[0028]通過計算結(jié)果后再進行試驗，通過計算邊界以及中間值的數(shù)值，所得的結(jié)果基本上與公式相吻合，誤差基本上在3.44%以內(nèi)，最大的相對誤差不超過3.78%，平均誤差是2.32%。
[0029]優(yōu)選的，所述的相鄰的第二散熱片的距離相同。
[0030]作為優(yōu)選，第一散熱片的寬度要大于第二散熱片的寬度。
[0031]優(yōu)選的，第一散熱片的寬度為131，第二散熱片的寬度為&2，其中2.2*&2〈131〈3.1*b2;
作為優(yōu)選，0.9mm<b2<lmm,2.0mm<bl<3.2mm。
[0032]作為優(yōu)選，第二流體通道的寬度為第二散熱片的寬度的0.85-0.95倍，優(yōu)選為
0.90-0.92倍。
[0033]此處的寬度bl、b2是指散熱片的平均寬度。
[0034]通過實驗發(fā)現(xiàn)采取上述的優(yōu)化的散熱片寬度、通道寬度等效果，能夠達到最佳的換熱效果。
[0035]優(yōu)選的，對于第二散熱片之間的距離是按照一定的規(guī)律進行變化，具體規(guī)律是從圓弧的端點到圓弧的中點，從圓弧的兩條邊6、7延伸的第二散熱片4之間的距離越來越小，從圓弧的中點到第一散熱片3的端部，從第一散熱片3延伸的第二散熱片5之間的距離越來越大。主要原因是在圓弧上設(shè)置的第二散熱片，散熱量從圓弧端點到圓弧中點逐漸增加，因此需要增加散熱片的數(shù)量，因此通過減少散熱片的間距來增加散熱片的數(shù)量。同理，沿著第一散熱片3，從圓弧中部到端部，散熱的數(shù)量越來越少，因此相應(yīng)的減少散熱片的數(shù)量。通過如此設(shè)置，可以極大的提高散熱效率，同時極大的節(jié)省材料。
[0036]作為優(yōu)選，從圓弧的端點到圓弧的中點，從圓弧的兩條邊延伸的第二散熱片4之間的距離減少的幅度越來越小，從圓弧的中點到第一散熱片3的端部，從第一散熱片3延伸的第二散熱片5之間的距離增加的幅度越來越大。通過實驗發(fā)現(xiàn)，通過上述設(shè)置，與增加或者減少幅度相同相比，能夠提高大約15%的散熱效果。因此具有很好的散熱效果。
[0037]優(yōu)選的，對于第二散熱片之間的寬度b2是按照一定的規(guī)律進行變化，具體規(guī)律是從圓弧的端點到圓弧的中點，從圓弧的兩條弧6、7延伸的第二散熱片4的寬度越來越大，從圓弧的中點到第一散熱片3的端部，從第一散熱片3延伸的第二散熱片5寬度越來越小。主要原因是在弧上設(shè)置的第二散熱片，散熱量從圓弧端點到中點逐漸增加，因此需要增加散熱的面積，因此通過增加散熱片的寬度來增加散熱片的散熱面積。同理，沿著第一散熱片3，從圓弧中部到端部，散熱的數(shù)量越來越少，因此相應(yīng)的減少散熱片的面積。通過如此設(shè)置，可以極大的提高散熱效率，同時極大的節(jié)省材料。
[0038]作為優(yōu)選，從圓弧的端點到中點，從圓弧的兩條弧6、7延伸的第二散熱片4寬度增加的幅度越來越大，從圓弧的中點到第一散熱片3的端部，從第一散熱片3延伸的第二散熱片5寬度減少的幅度越來越小。通過實驗發(fā)現(xiàn)，通過上述設(shè)置，與增加或者減少幅度相同相比，能夠提高大約16%的散熱效果。因此具有很好的散熱效果。
[0039]作為優(yōu)選，雖然第二散熱片的寬度或者距離發(fā)生變化，但是優(yōu)選的是，依然符合上述最佳公式的規(guī)定。
[0040]優(yōu)選的，如圖4-6所示，在第一和/或第二散熱片上設(shè)置孔9，用于破壞層流底層。主要原因是第二散熱片主要通過空氣的對流進行換熱，空氣從第二散熱片的底部向上進行自然對流的流動，在空氣向上流動的過程中，邊界層的厚度不斷的變大，甚至最后導(dǎo)致相鄰第二散熱片之間的邊界層進行了重合，此種情況會導(dǎo)致?lián)Q熱的惡化。因此通過設(shè)置孔9可以破壞邊界層，從而強化傳熱。
[0041]優(yōu)選的，孔9的形狀是半圓形或者圓形。
[0042]優(yōu)選的，孔9貫通整個散熱片。
[0043]優(yōu)選的，設(shè)置多列孔，孔之間呈錯列排列，如圖6所示。
[0044]作為一個優(yōu)選，沿著空氣的流動的方向，即從散熱器的底部到散熱器的頂部，孔9的面積不斷的增大。主要原因是沿著空氣的流動的方向，邊界層的厚度不斷的增大，因此通過設(shè)置不斷增加孔9的面積，可以使得對邊界層的破壞程度不斷的增大，從而強化傳熱。
[0045]優(yōu)選的，最大面積的孔9是最小面積的1.25-1.37倍，優(yōu)選是1.32倍。
[0046]作為一個優(yōu)選，沿著空氣的流動的方向，即從散熱片的底部到散熱器的頂部，孔9的密度(即數(shù)量)不斷的增加。主要原因是沿著空氣的流動的方向，邊界層的厚度不斷的增大，因此通過設(shè)置不斷增加的孔9的密度，可以使得對邊界層的破壞程度不斷的增大，從而強化傳熱。
[0047]優(yōu)選的，孔9最密的地方的密度是最疏的地方的密度的1.26-1.34倍，優(yōu)選是1.28倍。
[0048]作為一個優(yōu)選，同一個第二散熱片上，從散熱片根(即與圓弧形基管的連接部)到散熱片頂之間，每個孔9的面積不斷的變小。主要原因是從散熱片根到散熱片頂，散熱片的溫度不斷的下降，因此邊界層的厚度不斷的降低，通過設(shè)置變化的孔9的面積，可以實現(xiàn)破壞邊界層的不同位置的厚度，從而節(jié)約材料。
[0049]優(yōu)選的，孔9的面積的變化與散熱片上的絕對溫度成正比例關(guān)系。
[0050]作為一個優(yōu)選，同一個第二散熱片上，從散熱片根(即與圓弧形基管的連接部)到散熱片頂之間，孔9的密度不斷的降低。主要原因是從散熱片根到散熱片頂，散熱片的溫度不斷的下降，因此邊界層的厚度不斷的降低，通過設(shè)置變化的孔9的密度，可以實現(xiàn)破壞邊界層的不同位置的厚度，從而節(jié)約材料。
[0051 ]優(yōu)選的，孔9的密度的變化與散熱片上的絕對溫度成正比例關(guān)系。
[0052]當然，最為優(yōu)選，也可以是上述多種形式的至少兩種的組合。
[0053]本發(fā)明還公開了一種散熱器，所述散熱器包括上集管和下集管以及位于上下集管之間的散熱管，所述散熱管就是前面所述的散熱管。
[0054]作為優(yōu)選，如圖7所示，所述上下集管12的靠近墻安裝的一側(cè)11為平面結(jié)構(gòu)。通過設(shè)置平面結(jié)構(gòu)，使其與上述散熱管的平面底邊8相配合，能夠緊貼在墻壁上，從而達到節(jié)約空間的要求。
[0055]作為優(yōu)選，本發(fā)明提供了一種由上述兩個散熱管組合而成的散熱管組，如圖8所不O
[0056]所述散熱管組通過散熱管的底邊8對接(或者說是連接)在一起。因為底邊8是平面，因此可以保證兩個散熱管緊密連接在一起，從而節(jié)約安裝空間。
[0057]作為優(yōu)選，如圖8所示，兩個散熱管的等腰三角形組合在一起也形成一個平行四邊形。也就是說，一個散熱管的等腰三角形的底邊和圓弧的連接點與另一個散熱管的等腰三角形的底邊和圓弧的連接點連接。
[0058]作為優(yōu)選，本發(fā)明還提供了一種散熱器，所述散熱器包括上集管和下集管以及位于上下集管之間的多個散熱管組，所述散熱管組就是圖8所示的散熱管組。
[0059]作為優(yōu)選，所述上集管為兩個集管的組合，所述每個集管具有平面部分，如圖7所述，所述兩個集管通過平面部分對接在一起。所述每個集管分別與散熱管組的一個散熱管連通。
[0060]作為優(yōu)選，所述下集管為一個集管。
[0061]所述流體從上集管的一個集管進入，然后通過散熱管組中的一個散熱管進入到下集管，然后從下集管在通過散熱管組中的另一個散熱管進入到上集管的另一個集管，然后再流出上集管，從而形成整個循環(huán)。
[0062]雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當以權(quán)利要求所限定的范圍為準。
【主權(quán)項】
1.一種圓弧形截面的散熱管，所述散熱管包括基管以及位于基體外圍的散熱片，所述基管的橫截面是圓弧形，所述散熱片包括第一散熱片和第二散熱片，所述第一散熱片是從圓弧的中點向外延伸，所述第二散熱片包括從圓弧形的圓弧所在的面向外延伸的多個散熱片以及從第一散熱片向外延伸的多個散熱片，向同一方向延伸的第二散熱片互相平行，所述圓弧形的底邊、第一散熱片、第二散熱片延伸的端部形成等腰三角形;所述基管內(nèi)部設(shè)置第一流體通道，所述第一散熱片內(nèi)部設(shè)置第二流體通道，所述第一流體通道和第二流體通道連通;其特征在于，在第一和/或第二散熱片上設(shè)置孔，沿著空氣的流動的方向，即從散熱管的底部到散熱管的頂部，孔的面積不斷的增大。2.如權(quán)利要求1所述的散熱管，其特征在于，最大面積的孔是最小面積的1.25-1.37倍。3.如權(quán)利要求2所述的散熱管，其特征在于，最大面積的孔是最小面積的1.32倍。4.如權(quán)利要求1所述的散熱管，其特征在于，孔的形狀是半圓形或者圓形。5.如權(quán)利要求1所述的散熱管，其特征在于，在第二散熱片上設(shè)置孔，孔貫通整個散熱片。6.如權(quán)利要求1所述的散熱管，其特征在于，所述第二散熱片相對于第一散熱片中線所在的面鏡像對稱，相鄰的所述的第二散熱片的距離為LI，所述圓弧形的底邊長度為W，所述等腰三角形的腰的長度為S，滿足如下公式: Ll/S*100=A*Ln(Ll/W*100)+B* (Ll/W)+C，其中Ln是對數(shù)函數(shù)，A、B、C是系數(shù)，0.66〈A〈0.70，21〈B〈24，3.3〈C〈5.2; 0.06<Ll/S<0.07,0.08<Ll/ff<0.10 3mm<Ll<5mm 40mm <S<75mm 30mm <W〈50mm 圓弧形的中點與圓弧形的兩端點的連線形成的頂角為a，100°〈a〈160°。7.如權(quán)利要求6所述的散熱管，其特征在于，基管長度為L，0.02<ff/L<0.04，800mm<L<2500mmo8.如權(quán)利要求6所述的散熱管，其特征在于A=0.68，B=22.6，C=4.3。
【文檔編號】F28F1/14GK106052459SQ201610461818
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2015年9月1日
【發(fā)明人】趙煒
【申請人】趙煒