CN207936842U - 一种换热芯体 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机械领域，具体而言，涉及一种换热芯体。一种换热芯体，换热芯体包括换热管、螺旋绕设的扰动件，扰动件设置于换热管内，使换热管内形成湍流室；扰动件与换热管过盈配合。扰动件改变冷却水或冷冻液的流动方向，使冷却水或冷冻液从现有技术的层流状态变化至湍流状态。冷却水或冷冻液作湍流流动时，因其质点作不规则运动，流场中各种量随时间和空间坐标发生紊乱的变化，使管中心处温度与管壁处的温度差较小，提高换热效率。

Description

一种换热芯体

技术领域

本实用新型涉及机械领域，具体而言，涉及一种换热芯体。

背景技术

现有管片式加热芯体通常使用铜管，利用机车发动机冷却冷却水(或冷冻液)在加热芯体内循环流通，通过加热器上的风机强制对流换热，将热量传递给空气达到供暖的作用。

这种设计可以让冷却冷却水(或冷冻液)与外界发生热交换，产生供暖的作用。但是现有技术中，冷却水(或冷冻液)与空气的传热效率不高。

因此，为了解决上述传热效率不高的问题，发明人发明了一种换热芯体。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种换热芯体，其旨在改善现有的换热器换热效率不高的问题。

本实用新型提供一种技术方案：

一种换热芯体，换热芯体包括换热管、螺旋绕设的扰动件，扰动件设置于换热管内，使换热管内形成湍流室；

扰动件部分与换热管过盈配合。

在本实用新型的其他实施例中，上述沿换热管的轴线方向，扰动件一端的外径大于扰动件另一端的外径。

在本实用新型的其他实施例中，上述扰动件一端与换热管过盈配合，扰动件另一端的外径小于换热管的内径。

在本实用新型的其他实施例中，上述扰动件与换热管固定连接。

在本实用新型的其他实施例中，上述沿换热管的轴线方向，扰动件的外径逐渐增加。

在本实用新型的其他实施例中，上述扰动件为锥形弹簧。

在本实用新型的其他实施例中，上述扰动件沿换热管的轴线对称。

在本实用新型的其他实施例中，上述沿换热管的轴线方向，扰动件中间的外径大于扰动件相对两端的外径。

在本实用新型的其他实施例中，上述换热管为铜管。

在本实用新型的其他实施例中，上述换热芯体还包括连接环，扰动件通过连接环与换热管过盈配合。

本实用新型实施例提供的换热芯体的有益效果是：

扰动件改变冷却水或冷冻液的流动方向，使冷却水或冷冻液从现有技术的层流状态变化至湍流状态。冷却水或冷冻液作湍流流动时，因其质点作不规则运动，流场中各种量随时间和空间坐标发生紊乱的变化，使管中心处温度与管壁处的温度差较小，提高换热效率。

扰动件与换热管共同形成湍流室，机车发动机冷却冷却水或冷冻液从换热管流入湍流室，扰动件呈螺旋状设置，扰动件沿换热管的轴线绕设。扰动件设置于换热管内，扰动件与换热管过盈配合使扰动件在冷却水流流动过程中不会剧烈窜动，避免产生噪音。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出了本实用新型实施例提供的换热芯体的结构示意图；

图2示出了流体流经不具有扰动件的换热管示意图；

图3示出了流体流经本实用新型实施例提供的湍流室的示意图；

图4示出了本实用新型实施例提供的扰动件的结构示意图。

图标：100-换热芯体；101-湍流室；110-换热管；120-扰动件。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

图1示出了本实用新型实施例提供的换热芯体100的结构示意图。请参阅图1，本实施例提供了一种换热芯体100，换热芯体100主要用于液体与其他介质的换热，在本实施例中，换热芯体100用于机车发动机冷却冷却水或冷冻液与空气进行换热。

可以理解的是，在本实用新型的其他实施例中，换热芯体100也可以用于其他换热机构进行换热。

详细地，在本实施例中，换热芯体100包括换热管110、螺旋绕设的扰动件120，扰动件120设置于换热管110内，使换热管110内形成湍流室101；扰动件120与换热管110过盈配合。

在本实施例中，换热管110为铜管，可以理解的是，在本实用新型的其他实施例中，换热管110也可以为其他材质制成的管材，例如铜铝合金管等。

扰动件120与换热管110共同形成湍流室101，机车发动机冷却冷却水或冷冻液从换热管110流入湍流室101，扰动件120呈螺旋状设置，扰动件120沿换热管110的轴线绕设。扰动件120设置于换热管110内，扰动件120与换热管110过盈配合使扰动件120在冷却水流流动过程中不会剧烈窜动，避免产生噪音。

扰动件120扰动冷却水或冷冻液在换热管110内的流动状态，进一步地，扰动件120改变冷却水或冷冻液的流动方向，使冷却水或冷冻液从现有技术的层流状态变化至湍流状态。冷却水或冷冻液作湍流流动时，因其质点作不规则运动，流场中各种量随时间和空间坐标发生紊乱的变化，使管中心处温度与管壁处的温度差较小，换热效率高。

图2示出了流体流经不具有扰动件120的换热管110示意图；图3示出了流体流经本实用新型实施例提供的湍流室101的示意图。请参阅图2与图3。

换热管110内不设置扰动件120时，换热管110内冷却水或冷冻液的流动状态为层流；其质点的运动相对比较规则，流场中分子随时间和空间坐标发生紊乱的变化较小，换热管110管中心处温度与管壁处的温度差较大，冷却水或冷冻液的换热效率低。

详细地，湍流室101内靠近换热管110管壁的冷却水或冷冻液与换热管110中心的冷却水或冷冻液混合，降低湍流室101内的温差，增加冷却水或冷冻液的传热效率，从而增加换热芯体100的传热系数。

图4示出了本实用新型实施例提供的扰动件120的结构示意图，请参阅图4。

承上所述，扰动件120与换热管110过盈配合。因此，扰动件120的外径需要大于或者等于换热管110的内径，在流体流动过程中，扰动件120与换热管110过盈配合使扰动件120不与换热管110相对移动，或者扰动件120不在换热管110内振动，从而扰动件120不与换热管110内壁碰撞，减小噪音。

进一步地，在本实施例中，沿换热管110的轴线方向，扰动件120一端的外径大于扰动件120另一端的外径。扰动件120通过半径较大的一端与换热管110过盈配合。

进一步地，扰动件120的外径逐渐增加。换言之，扰动件120的外径是逐渐变化的。具体地，在本实施例中，扰动件120为锥形弹簧。锥形弹簧的外径逐渐变化，冷却水或冷冻液经过换热管110流入湍流室101内后，冷却水或冷冻液与锥形弹簧不断接触，改变冷却水或冷冻液的流向。此外，锥形弹簧的外径逐渐变化，在换热管110的径向方向不同距离的冷却水或冷冻液均与锥形弹簧进行接触，流向被改变。使整个湍流室101内的冷却水或冷冻液均被扰动件120扰动。增加冷却水或冷冻液的湍流程度，从而增加冷却水或冷冻液与换热管110外气体的换热效率，增加换热芯体100的的热传导效率。

进一步地，锥形弹簧具有一定的弹性势能，当冷却水或冷冻液的冷却水流较大时，压力较大。对锥形弹簧施加压力。锥形弹簧降低冷却水或冷冻液的流速，增加冷却水或冷冻液在换热管110内停留的时间，从而增加冷却水或冷冻液与换热管110外气体的换热时间，增加冷却水或冷冻液的换热效率。

此外，扰动件120的外径逐渐增加。扰动件120与换热管110过盈配合。扰动件120仅在外径较大的一端与换热管110进行接触，从扰动件120与换热管110接触的一端至另一端，扰动件120的外径与换热管110的内壁的间距越大，冷却水或冷冻液冲击扰动件120后，扰动件120可能会发生振动；由于扰动件120的外径与换热管110的内壁之间具有间距；因此，扰动件120的外径不会与换热管110的内壁产生碰撞；换热芯体100在运行过程中，没有噪音。

进一步地，扰动件120沿换热管110的轴线对称。换言之，扰动件120为轴对称的形状，扰动件120关于换热管110的轴线对称。承上所述，冷却水或冷冻液冲击扰动件120后，扰动件120可能会发生振动；振动过程中具有一定的振幅。沿换热管110的径向方向上，扰动件120外沿的任一点与换热管110内壁之间的间距相同。尽可能的避免扰动件120的一端不与换热管110碰撞，另一端与换热管110碰撞的情况。

可以理解的是，在本实用新型的其他实施例中，扰动件120的外径也可以为其他设置关系。

例如，扰动件120一端的外径大于扰动件120另一端的外径。但是扰动件120的外径不呈增大或者减小的趋势。沿换热管110的轴线方向，扰动件120的外径先增大，然后再减小。

或者，扰动件120中间位置的半径大于扰动件120沿其长度反向相对两端的半径。

可以理解的是，在本实用新型的其他实施例中，扰动件120也可以设置为外径具有两个尺寸，扰动件120包括具有第一尺寸的第一段和具有第二尺寸的第二段。

进一步地，扰动件120中间位置与换热管110接触，或者，扰动件120中间位置与换热管110过盈配合。

通过扰动件120中间位置与换热管110过盈配合的连接关系；扰动件120的半径先增大，然后再减小的设置关系。冷却水或冷冻液经过换热管110一端进入湍流室101内，沿换热管110长度方向流动；冷却水或冷冻液先与扰动件120中间位置上游部分的扰动件120接触，形成湍流；然后流经扰动件120中间位置处；然后，冷却水或冷冻液再与扰动件120中间位置下游部分的扰动件120接触，形成湍流。

所以，冷却水或冷冻液流经上述的湍流室101后，冷却水或冷冻液的速度方向至少被改变两次，整个湍流室101内的冷却水或冷冻液扰动更剧烈，其质点作不规则运动，流场中各种量随时间和空间坐标发生紊乱的变化增大，导致换热管110管中心处温度与管壁处的温度差进一步得到降低，增加换热效率。

可以理解的是，在本实用新型的其他实施例中，扰动件120与换热管110过盈配合的情况下，扰动件120与换热管110固定连接，例如，扰动件120与换热管110过盈配合的部位通过焊接等方式固定连接。

在本实施例中，扰动件120沿换热管110长度方向的长度等于换热管110的长度。

在本实用新型的其他实施例中，为了避免扰动件120结构，也可以在扰动件120的外表面敷设一层塑料膜。

在本实用新型的其他实施例中，换热芯体100还包括连接环(图中未示出)，扰动件120通过连接环与换热管110过盈配合。进一步度地，连接环设置于换热管110内，连接环与换热管110过盈配合，扰动件120与连接环连接，实现扰动件120与换热管110过盈配合。设置连接环，扰动件120的外径可以统一，减小制作过程中的制作程序；进一步地减小扰动件120与换热管110之间的距离，在扰动件120窜动过程中，扰动件120不与换热管110碰撞，减小噪音。本实用新型实施例提供的换热芯体100的主要优点在于：

扰动件120改变冷却水或冷冻液的流动方向，使冷却水或冷冻液从现有技术的层流状态变化至湍流状态。冷却水或冷冻液作湍流流动时，因其质点作不规则运动，流场中各种量随时间和空间坐标发生紊乱的变化，使管中心处温度与管壁处的温度差较小，提高换热效率。

扰动件120与换热管110共同形成湍流室101，机车发动机冷却冷却水或冷冻液从换热管110流入湍流室101，扰动件120呈螺旋状设置，扰动件120沿换热管110的轴线绕设。扰动件120设置于换热管110内，扰动件120与换热管110过盈配合使扰动件120在冷却水流流动过程中不会剧烈窜动，避免产生噪音。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种换热芯体，其特征在于，所述换热芯体包括换热管、螺旋绕设的扰动件，所述扰动件设置于所述换热管内，使所述换热管内形成湍流室；

所述扰动件部分与所述换热管过盈配合。

2.根据权利要求1所述的换热芯体，其特征在于，沿所述换热管的轴线方向，所述扰动件一端的外径大于所述扰动件另一端的外径。

3.根据权利要求1所述的换热芯体，其特征在于，所述扰动件一端与所述换热管过盈配合，所述扰动件另一端的外径小于所述换热管的内径。

4.根据权利要求1所述的换热芯体，其特征在于，所述扰动件一端与所述换热管固定连接。

5.根据权利要求1所述的换热芯体，其特征在于，沿所述换热管的轴线方向，所述扰动件的外径逐渐增加。

6.根据权利要求1所述的换热芯体，其特征在于，所述扰动件为锥形弹簧。

7.根据权利要求1所述的换热芯体，其特征在于，所述扰动件沿所述换热管的轴线对称。

8.根据权利要求1所述的换热芯体，其特征在于，沿所述换热管的轴线方向，所述扰动件中间的外径大于所述扰动件相对两端的外径。

9.根据权利要求1所述的换热芯体，其特征在于，所述换热管为铜管。

10.根据权利要求1所述的换热芯体，其特征在于，所述换热芯体还包括连接环，所述扰动件通过所述连接环与所述换热管过盈配合。