CN101963463A - 热交换器 - Google Patents

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CN101963463A
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flow resistance
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泷卓司
大前真广
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Abstract

一种热交换器，包括：其中流动流体的多个扁平管(1)；和多个散热片(2)，每个散热片连接至相邻管的扁平表面(10)，以增加在所述管外侧流动的空气侧的热交换面积。所述散热片(2)包括具有板表面的板部(2a)和从板部(2a)的所述板表面上突出的散热片凸起(2c)。散热片凸起(2c)设置为与所述管的所述扁平表面隔开预定距离(L)。流阻部(11)设置为以突出尺寸(H)从所述管的所述扁平表面上突出，所述突出尺寸(H)等于或大于所述预定距离(L)。

Description

热交换器
技术领域
本发明涉及包括多个管和多个散热片的热交换器。例如，热交换器可以适合用作用于车辆空调的热交换器，如制冷剂散热器、制冷剂蒸发器、加热器芯体等等。
背景技术
传统的热交换器包括用于在流体和空气之间进行热交换的热交换芯体部。热交换芯体部由诸如水或制冷剂之类的流体流入其中的多个扁平管和结合至扁平管扁平表面的散热片构造而成。热交换芯体部的散热片设置有通过切割并立起散热片表面而形成的条板。由于条板形成在散热片中，则它能够防止温度边界层持续扩展，由此改善热交换性能。
如果条板形成在散热片接触扁平管的扁平表面的接触部中，则可能在扁平管和散热片之间的接触部处产生接触误差。因此，条板通常形成在散热片中与接触扁平管的接触部隔开预定距离的位置处。因此，当空气在没有条板的位置处通过散热片时，则可能不能充分地改善热交换器的空气侧的热交换性能。
非专利文献1提出了一种热交换器，其中圆弧形突出部设置在相应的扁平管的两个端部处，由此降低流向没有条板的散热片侧的空气量(非专利文献1：1990年2月15日出版的JOURNAL OF NIPPONDENSO TECHNICALDISCLOSURE，No.70-139)。
然而，在非专利文献1中，突出部仅沿空气流动方向设置在相应的扁平管的两个端部处。因此，空气会流向管端突出部之间的扁平管的扁平表面。因此，空气在靠近接触部的位置处流向没有条板的散热片，且不能有效地改善热交换器的空气侧上的热交换性能。
发明内容
考虑到上述问题而提出了本发明，并且本发明的目标是提供一种能够有效地改善热交换性能的热交换器。
根据本发明的一个方面，一种热交换器，包括：其中流动流体的多个扁平管；多个散热片，每个散热片连接至相邻管的扁平表面，以增加在所述管外侧流动的空气侧的热交换面积；和流阻部，以突出尺寸从所述管的所述扁平表面上突出至外侧。所述散热片包括具有板面的板部和从板部的所述板表面上突出的散热片凸起。而且，散热片凸起设置为与所述管的所述扁平表面隔开预定距离，并且流阻部从所述管的所述扁平表面上突出的所述突出尺寸等于或大于所述预定距离。
由于流阻部从所述管的所述扁平表面上突出的所述突出尺寸等于或大于所述预定距离，则可以增加流向不具有散热片凸起的散热片表面的一部分的空气的流阻，因此，可以降低流向不具有散热片凸起的散热片表面的一部分的空气流速或/和流量，由此可以相对增加流向具有散热片凸起的散热片表面的一部分的空气流速或/和流量。因此，可以有效地增加热交换器中的热交换性能。
例如，流阻部的突出尺寸与所述预定距离之比可以在从1至3.5的范围中。在这种情况中，可以进一步有效地改善热交换性能。
而且，所述管的所述扁平表面的一部分可以从所述管的内侧突出至所述管的外侧，以形成所述流阻部和凹陷部，该凹陷部在设置所述流阻部的位置处设置在所述管的内壁面上。可替换地，流阻部可以为不同于所述管的构件，并可以结合至所述管的所述扁平表面。
所述流阻部可以分别设置在所述管的相对的扁平表面上，或至少在沿空气流动方向的上游部分处设置在所述管的所述扁平表面上。
在该热交换器中，所述流阻部可以由沿在所述管中流动的所述流体的流动方向以所述散热片的间距尺寸的间隔布置的多个突出部构造而成。
可替换地，所述多个管包括其中的每一个都设置有流阻部的第一管和不具有流阻部的第二管。在这种情况中，第一管和第二管可以沿管堆叠方向交替布置。
流阻部可以由多个突出部构造而成。这种情况中，从所述管的所述扁平表面上突出至外侧的每个突出部可以具有近似半球形的形状。
而且，所述散热片凸起可以为通过切割并立起所述散热片的所述板部的一部分而设置的缝窗形条板。此外，所述散热片可以具有其中设置所述条板的条板形成部和沿管堆叠方向位于所述条板形成部两侧的非切割部。在这种情况中，散热片的非切割部可以连接至所述管的所述扁平表面，并且流阻部的突出尺寸可以等于或大于非切割部沿管堆叠方向的尺寸。
所述管的所述扁平表面可以设置有从所述管的所述扁平表面的内侧面突进到所述管的内侧的多个内突出部。
此外，流阻部可以由从所述管的所述扁平表面的外侧突出至所述管的外侧的多个外突出部构造而成。在这种情况中，所述外突出部和内突出部可以交替设置在所述管的一个扁平表面上。可替换地，所述外突出部可以设置在所述管的一个扁平表面上，所述内突出部可以设置在所述管的与所述一个扁平表面相对的另一个扁平表面上。
附图说明
根据下文参照附图进行的描述，本发明的其它目标、特征和优点将变得更明显，在附图中相同的部件由相同的附图标记表示，并且在附图中：
图1为示出根据本发明实施方式的热交换器的正视图；
图2为示出根据本发明实施方式的热交换器的芯体部的一部分的透视图；
图3A为示出根据该实施方式的形成在扁平管的扁平表面上的流阻部和散热片的非切割部的示意图，图3B为沿图3A中的IIIB-IIIB线截取的横截面视图；
图4A为示出位于其中作为流阻部的突出部未设置在相邻的管上的比较例中的相邻管之间的散热片上的气流的变化的示意图，图4B为示出在图4A的比较例中空气流动方向中的位置、在散热片的一侧非切割部上流动的空气的流量比、以及散热片的切割部上流动的空气的流量比之间的关系的图示；
图5A为示出位于其中作为流阻部的突出部设置在散热片一侧处的管上的实施方式的例子中的相邻管之间的散热片上的气流的变化的示意图，图5B为示出在图5A的例子中空气流动方向中的位置、在散热片的一侧非切割部上流动的空气的流量比、以及在散热片的切割部上流动的空气的流量比之间的关系的图示；
图6为用于在鼓风扇的泵浦功率设为恒定时评估热交换器的热交换性能的图示；
图7A和7B为示出根据本发明实施方式的修改例的设置在管的扁平表面上的流阻部的示意性透视图；
图8A和8B为示出根据本发明实施方式的另一修改例的设置在管的扁平表面上的流阻部的示意图；
图9为示出根据本发明实施方式的另一修改例的设置在管的扁平表面上的流阻部的示意图；
图10为示出根据本发明其它实施方式的热交换器的一部分的透视图；
图11A为示出根据本发明实施方式的另一修改例的设置在管的扁平表面上的流阻部和内突出部的示意图，图11B为沿图11A中的XIB-XIB截取的横截面视图；
图12为示出发动机冷却剂侧上的雷诺数(Re)和热交换性能比(Nu/Nuo)之间的关系的图示；以及
图13为示出根据本发明实施方式的另一修改例的设置在管的扁平表面上的流阻部和内突出部的示意图。
具体实施方式
以下将参照图1至6描述本发明的实施方式。在本实施方式中，本发明的热交换器通常用作用于车辆空气调节器中的加热装置的加热器芯体。图1为示出本实施方式的热交换器的正视图，该热交换器用作用于加热车厢的加热器芯体。图2为示出图1中示出的加热器芯体的芯体部的一部分的示意性透视图。图3A为示出根据该实施方式的形成在扁平管的扁平表面上的流阻部和散热片的非切割部的示意图，图3B为沿图3A中的IIIB-IIIB线截取的横截面视图。
作为加热器芯体的热交换器构造为在由车辆发动机的废热加热的发动机冷却剂(热水)和将被吹入车厢中的空气之间进行热交换。因此，加热器芯体为用于加热将要吹入车厢内的空气的加热热交换器。发动机冷却剂由设置在发动机冷却剂回路中的水泵(未示出)供应至加热器芯体，空气由位于加热器芯体的车辆后侧的鼓风扇(未示出)供应至加热器芯体。
作为加热器芯体的热交换器设置有用于在发动机冷却剂和空气之间进行热交换的热交换芯体部。如图1所示，热交换芯体部包括发动机冷却剂流入其中的多个扁平管1和多个散热片2。管1沿管堆叠方向堆叠，散热片2位于将要结合至管1的外扁平表面10的相邻管1之间。因此，散热片2增加了空气侧的热交换面积，并且能够便于发动机冷却剂和空气之间的热交换。
一对高位水箱3位于管1的两个纵向端侧，沿垂直管1的纵向方向的方向延伸，并与对应的管1连通。而且，两个侧板4位于芯体部的沿管堆叠方向的两侧，以加强芯体部。
例如，管1、散热片2、高位水箱3和侧板4由金属(如，铝合金)制成，并通过铜焊接整体地结合。
如图2所示，每个管沿截面都为扁平管，并在其中限定流体通道(如，本实施方式中的冷却剂通道)。每个管1都结合至高位水箱3，使得管1截面上的主方向对应于空气流动方向，如图1和2所示。因此，空气流动方向垂直于纵向方向和管堆叠方向。
散热片2通过铜焊接结合至管1的外扁平表面10。散热片2为波纹状散热片，其中的每一个形成波纹形状。每个散热片2弯曲，以具有相邻的两个板部2a和弯曲以接续相邻的两个板部2a的弯曲部2b。波纹状散热片2的弯曲部2b铜焊接至管1的外扁平表面10。在图2的例子中，波纹状散热片2的弯曲部2b设置为连接至相邻管1的外扁平表面10。
作为散热片凸起的多个带窗形条板2c形成在每个板部2a上，沿与空气流动方向交叉的方向从板部2a的板表面上突出。所述多个条板2c通过切割并立起板部2a的一部分而形成。因此，在散热片2的板部2a的板表面上通过的空气与散热片板表面碰撞，由此扰乱气流，以便可以增加空气侧的热传输效率。
各个条板2c的两端沿垂直于空气流动方向的方向设置在与弯曲部2b隔开的位置处，以与管1的扁平表面10和弯曲部2b之间的接触部隔开预定距离L。因此，散热片2具有其中通过切割并立起散热片2的一部分而形成条板2c的条板形成部2d和其中不形成条板2c的非切割部2e。非切割部2e沿垂直于空气流动方向的方向设置在散热片2的条板端和管1的扁平表面10之间，如图2所示。
如图3A和3B所示，当非切割部2e的位于条板2c每端和管1的相邻扁平表面10之间的沿垂直于空气流动方向的管堆叠方向的距离为L时，非切割部2e的该距离L约在散热片2的散热片高度FH的5％至8％的范围内。在这里，散热片高度FH为沿管堆叠方向的相邻管1之间的散热片尺寸。例如，当散热片高度FH为4mm时，非切割部2e的该距离L约为0.2mm。
与条板2c形成在非切割部2e区域的情况相比，由于条板2c不形成在非切割部2e中，则可以降低空气侧的热传输效率。因此，为了改善散热片2在空气侧的热传导性能，有必要降低通过非切割部2e的空气的流量，并增加通过条板形成部2d的空气的流量。
在本实施方式中，流阻部11设置在相邻的弯曲部2b之间的扁平表面10上，以便打断通过非切割部2e的空气的流动。在本实施方式中，流阻部11分别设置在多个管1上。
如图2和3A所示，设置了作为流阻部11的多个半球形突出部11a，其从管1的每个扁平表面10上突出至外侧(空气侧)。因此，在形成突出部11a的位置处，多个凹陷部12形成在管1的每个扁平表面10上的内壁面中。多个突出部11a(如，7个)沿空气流动方向以相等的间隔在管1的外扁平表面10上布置成直线，如图3B所示。
而且，如图3A所示，作为流阻部11的突出部11a沿平行于在管1中流动的发动机冷却剂的流动方向布置，以等于沿发动机冷却剂流动方向的波纹状散热片2的散热片间距FP的距离相互间隔开。在这里，管1中的发动机冷却剂的流动方向对应于管纵向方向，并垂直于空气流动方向。如图3A所示，波纹状散热片2的散热片间距FP是相邻的弯曲部2b之间沿管纵向方向(即，管1中的冷却剂流动方向)的距离。
突出部11a与管1一体地形成，使扁平表面10的一部分从其中流动发动机冷却剂的管1的内侧突出至其中流动空气的管1的外侧。因此，在形成突出部11a的位置处，凹陷部12形成在管1的内壁面中。
在本实施方式中，形成作为气流的流阻部11的突出部11a，使得突出部11a的突出高度H变为大于非切割部2e沿垂直于扁平表面10的方向的长度L。在这里，突出高度H为突出部11a沿垂直于扁平表面10的方向的突出尺寸，并且垂直于扁平表面10的方向对应于管堆叠方向。例如，当非切割部2e的长度L为0.2mm时，突出部11的突出高度H可以设为0.4mm。通过恰当地设置突出部11a的突出高度H，可以恰当地改善空气侧的热交换性能。
通常，散热片2的热交换性能根据通过条板形成部2d的空气的流速或/和流量的增加而增加。在突出部11a设置在散热片2一侧的情况下和在其中不设置突出部11a的情况下，本发明人研究了散热片2的与在散热片板面上流动的空气的流速、流量等等的变化一致的热传导性能。
接下来，将基于图4A至5B描述本发明人的试验和试验结果。图4A和4B为示出在其中不设置突出部11a的情况中通过散热片板面的气流中的变化的示意图，图5A和5B示出在其中在一侧设置突出部11a的情况中通过散热片板面的气流中的变化的示意图。图4A和5A示出了当从管1的纵向方向观看散热片2的板部2a时散热片板面上的气流分布。在图4B和5B中，水平轴示出沿空气流动方向从上游侧至下游侧的散热片表面的位置。而且，在4B和5B中，左侧垂直轴示出了由“·”表示的非切割部2e一侧(图4A和5A中的上侧)中的气流比(％)，右侧垂直轴示出了由“□”表示的条板形成部2d中的气流比(％)。在试验中，上、下非切割部2e上的总气流比设为总空气量(100％)。
在图4A中，由A和B表示的区域为流速变为等于或大于7m/s的区域。如图4A中的区域A和B所示，在管1的扁平表面10上不具有突出部11a的热交换器中，散热片板面的非切割部2e上的下游侧的空气的流速在区域B中变为最大，条板形成部2d中的空气的流速变为小于区域B的非切割部2e中的空气的流速。而且，如图4B所示，非切割部2e中在下游侧上的气流比约为11％，而条板形成部2d(切割部)中的气流比约为77％。
如图4A中的区域A、B和C所示，在管1的扁平表面10上在上侧处设置有突出部11a的热交换器中，散热片板面的切割部2e上的下游侧的空气流速在区域C中变为最小，在区域C中，条板形成部2d上的空气流速变为大于非切割部2e上的空气流速。在图5A中，由于在下侧未设置突出部11a，因此在区域B中流速变为等于或大于7m/s。而且，如图5B所示，在下游侧的非切割部2e的上侧处的气流比约为7％，而在条板形成部2d(切割部)处的气流比约为85％。
因此，与不具有突出部11a的热交换器相比，在管1的扁平表面10上设置有突出部11a的热交换器中，可以有效地增加通过设置有条板2c的条板形成部2d的空气的流速和流量。因此，通过在管1的扁平表面10上设置突出部11a，可以有效地改善散热片2在空气侧的热传导性能。
当突出部11a的突出高度H相对于非切割部2e的长度L变大时，在芯体部中流动的空气的流阻变大，从而增加鼓风扇中消耗的功率，并降低热传输效率。
因此，在本实施方式中，相对于非切割部2e的尺寸恰当地设置突出部11a的突出高度H。例如，突出部11a的突出高度H与非切割部2e的长度L之比(H/L)设置在1.0至3.5的范围内。在这种情况中，在将鼓风扇的泵浦功率设为恒定时评估热传导性能。
将基于图6描述热传导性能的评估结果。图6用于检查鼓风扇的泵浦功率设为恒定时热传导性能的评估结果。在图6中，水平轴示出突出部11a的突出高度H与非切割部2e的长度L之比H/L，垂直轴示出由下述公式F1定义的热传导性能的评估值E。
E＝(α/αs)/(dPa/dPas)1/3    (F1)
在这里，α表示热传输效率，dPa表示设置有突出部11a的热交换器中的摩擦阻力，αs表示热传输效率，dPas表示不具有突出部11a的热交换器中的摩擦阻力。式F1是一个通式，示出了如具有恒定泵浦功率的热交换器的热传导性能的评估值E，如在由出版社Taylor&Francis出版的“Principles of Enhanced Neat Transfer”(第二版)(作者Ralph L.Webb，Nae-Hyun Kim)第58和59页中描述的那样。
如图6所示，当在鼓风扇的泵浦功率恒定的情况下突出部11a的突出高度H与非切割部2e的长度L之比(H/L)设为约2.2时，热传导性能的评估值E变为最大(如，107％)。在热传导性能的评估值E等于或大于105％的范围中，即使在热交换器产品之间有变化时，也能有效地改善热传导性能。因此，当突出部11a的突出高度H与非切割部2e的长度L之比(H/L)设置在1.0至3.5(即，1.0≤H/L≤3.5)的范围中时，能够确保改善热交换器地的热传导性能。
如上所述，当作为流阻部11设置在管1的扁平表面10上的突出部11a的突出高度H变为大于非切割部2e的长度L时，可以增加在不具有条板2c的非切割部2e中流动的空气的流阻。
因此，可以降低通过在散热片板面上不具有条板2c的非切割部2e的空气的流速和流量，以及可以有效地改善设置有条板2c的条板形成部2d的空气的流速和流量。因此，可以充分地改善热交换器的热传导性能。
因此，当突出部11a的突出高度H设在1.0至3.5的范围中时，可以有效地改善热传导性能。
通过使扁平表面10的一部分从管1的其中流动发动机冷却剂的内侧突出至管1的其中流动空气的外侧，突出部11a与管1一体地形成。因此，在形成突出部11a的位置处，凹陷部12形成在管1的内侧。
因此，在管1内侧流动的诸如发动机冷却剂之类的流体被扰乱，由此还改善了流体侧(发动机冷却剂侧)的热传导性能。
而且，在根据本实施方式的热交换器中，突出部11a沿冷却剂流动方向(管纵向方向)布置，以散热片2的间距尺寸FP隔开，如图3A所示。因此，当散热片2结合至管1时，能够容易地设置散热片2的位置。因此，可以改善热交换器的产品性能。
(其它实施方式)
虽然已经参照附图联系优选实施方式全面描述了本发明，但要注意到，各种改变和修改对本领域技术人员来说将是明显的。
(1)在上述实施方式中，每个突出部11a形成了半球形形状，从扁平表面10上突出至管1的外侧。然而，突出部11a的突出形状不限于半球形形状。例如，如图7A所示，流阻部11可以由沿空气流动方向布置成直线的多个半椭圆形突出部11a构造而成。可替换地，如图7B所示，流阻部11可以由沿空气流动方向在管1上连续延伸的单个柱状突出部11a构造而成。图7A和7B仅示出了上述实施方式的流阻部11的修改形状的例子。流阻部11可以改变为其它形状。
(2)在上述实施方式及其修改例中，通过使扁平表面10的一部分从管1的其中流动发动机冷却剂的内侧突出至管1的其中流动空气的外侧，作为流阻部11的突出部11a与管1一体地形成。然而，作为流阻部11的突出部11a可以与管1分开形成并可以结合至管1。在这种情况中，突出部11a可以结合至现有的管1的外扁平表面，因此不要改变通用管的形状。因此，可以改善热交换器的产品性能。
(3)在上述实施方式中，突出部11a设置在每个管1的相对的扁平表面10上，并被布置为沿垂直于空气流动方向的方向以散热片2的间距尺寸相互隔开。然而，突出部11a的配置不限于此。
例如，如图8A所示，作为流阻部11的突出部11a可以设置在管1的一个扁平表面10上，同时突出部11a不形成在管1的与所述一个扁平表面10相对的另一个扁平表面上。与不具有任何突出部11a的管相比，当突出部11a形成在管1的一个扁平表面10上时，可以增加空气侧的热传导性能。而且，在这种情况中，能够容易地将散热片2设置在合适的位置上。
而且，作为流阻部11的突出部11a可以设置为由对应于散热片2间距数倍(如，两倍)的距离隔开，如图8B所示。图8A和8B为突出部11a的配置的修改例。其它部分可以类似于上述第一实施方式。
(4)在上述实施方式中，突出部11a设置在管1的扁平表面10上，并沿空气流动方向布置，以沿空气流动方向以相同的间隔相互隔开。然而，突出部11a的配置不限于沿着空气流动方向成直线。例如，突出部11a可以仅在上游空气侧设置在管1的扁平表面10上，同时突出部11a不形成在管1的扁平表面10的下游空气侧。可替换地，在沿空气流动方向的上游空气侧设置在管1的扁平表面10上的突出部11a的数量设置为比沿空气流动方向的下游空气侧的突出部11a的数量多。
(5)而且，在上述实施方式中，作为流阻部11的突出部11a设置在多个管1的每个扁平表面10上。然而，作为流阻部11的突出部11a可以设置在多个管1中的一部分管上。例如，如图9所示，第一管1a设置有流阻部11，第二管1b未设置流阻部11。设置有流阻部11的第一管1a和未设置流阻部11的第二管1b可以沿管堆叠方向交替设置。在这种情况中，在多个管1的一部分中，能够采用现有的管作为第二管1b。因此，可以改善热交换器的产品性能。
(6)而且，在上述实施方式中，散热片2为波纹状散热片。然而，如图10所示，板状散热片可以用作散热片2。在这种情况中，散热片间距FP为沿垂直于空气流动方向的方向(管纵向方向)的相邻散热片2之间的距离。
(7)进一步，在上述实施方式中，用作流阻部11的突出部11a(外突出部)设置在管1的扁平表面10的外侧，从管1的扁平表面10的外侧突出至外侧(即，空气侧)。然而，除了外突出部11a，内突出部可以设置在管1的扁平表面10的内侧面上，从管1的扁平表面10的内侧面突进管1的内侧(即，冷却剂流动侧)。
图11A和11B示出了本发明的修改例，其中管1的一对扁平表面10设置有外突出部和内突出部。图11A为对应上述实施方式的图3A的示意图，图11B为对应上述实施方式的图3B的示意图。
在图11A和11B的例子中，多个外突出部11a作为流阻部11设置在管1的一个扁平表面10上，以从管1的扁平表面10的外侧突出至外侧，而多个内突出部13设置在管1的与所述一个扁平表面10相对的另一个扁平表面10上，以突进到管1的内侧。也就是说，内突出部13从管1的所述另一个扁平表面10突出至冷却剂流动侧，类似于管1的所述一个扁平表面10的外突出部11a的布置。
在图11A和11B的例子中，内突出部13的数量设为等于外突出部11a的数量。而且，内突出部13的形成为类似于外突出部11a的形状的半球形形状，使得半球形形状的内突出部13的突出高度基本上等于半球形形状的外突出部11a的突出高度。然而，内突出部13的形状可以形成为与作为流阻部11的外突出部11a不同，或者内突出部13的突出高度可以形成为与外突出部11a的突出高度不同，同时具有类似的形状。
在图11A和11B的中示出的修改例中，管1包括彼此相对的一对不同的扁平表面10。也就是说，管1的这两个相对的扁平表面10中的一个具有外突出部11a，管1的这两个相对的扁平表面10中的另一个具有内突出部13，以便形成每个管1。在管1的设置有外突出部11a的扁平表面10中，可以降低流过不具有条板2c的非切割部2e的空气的流速、流量等，并可以增加流过设置有条板2c的条板形成部2d的空气的流速、流量等，由此改善了热交换器中空气侧的热传导性能。
可以基于下述公式F2和F3计算穿过设置有外突出部11a的扁平表面10的热量Q。
Q＝K·Fa·ΔTm    (F2)
1/K＝(1/αa)+[Fa/(αw·Fw)]+t/λ    (F3)
在这里，K为传热系数，ΔTm为对数平均温度，αa为空气侧的传热比，αw为发动机冷却剂侧的传热比，Fa为空气侧的传热面积，Fw为发动机冷却剂侧的传热面积，t为管1的板厚度，λ为导热系数。
在图11A和11B中示出的具有管1的热交换器中，可以增加空气侧的传热比αa，以及可以增加发动机冷却剂侧的传热比αw和发动机冷却剂侧的传热面积Fw。因此，传热系数K增加，可以增加穿过设置有外突出部11a的扁平表面10的热量Q。因此，可以改善热交换器的热传导性能。
而且，由于在该对相对的扁平表面10中，管1的所述另一个扁平表面10设置有内突出部13，则可以增加管1中发动机冷却剂的传热面积，并且可以使管1的发动机冷却剂通道形成为曲折通道形状。因此，可以充分扰乱在管1中流动的发动机冷却剂，以对其进行混合。因此，可以有效地改善在管1中流动的发动机冷却剂侧热传导性能。
图12示出了在图11A和11B中示出的管1中流动的发动机冷却剂的流量的雷诺数Re和发动机冷却剂侧的热交换性能比(Nu/Nuo)之间的关系。在图12中，点划线表示其中管为不具有外突出部11a和内突出部13的扁平管的比较例中的热交换性能比(Nu/Nuo)。与比较例相比，可以改善图11A和11B的例子中的管1中的热传导性能，如图12中实线图示。在图12中，水平轴表示雷诺数(Re)，垂直轴表示热交换性能比(Nu/Nuo)。热交换性能比(Nu/Nuo)为图11A和11B的具有流阻部11和内突出部13的管1中的发动机制冷剂的流动的努塞尔特数(Nusselt number)Nu与不具有流阻部11和内突出部13的管中的发动机冷却剂的流动的努塞尔特数Nuo之比。
如图12所示，当雷诺数Re大于预定值时，热交换性能比(Nu/Nuo)变为大于1。因此，与比较例相比，可以有效地改善具有图11A和11B中示出的管1的热交换器的热传导性能。
在本发明的图11A和11B的例子中，管1构造为使得管1的两个扁平表面10中的一个具有作为流阻部11的外突出部11a，管1的两个扁平表面10中的另一个具有内突出部13。然而，突出部11a、13的布置不限于图11A和11B的例子。例如，管1的每个扁平表面10都可以设置有作为流阻部11的外突出部11a和内突出部13，如图13所示。在本发明的图13的例子中，外突出部11a和内突出部13交替设置在每个扁平表面10上。即使在图13的例子中，也可以获得图11A和11B中示出的管1的效果。
不限于图11A、11B、13中示出的例子，可以恰当地改变外突出部11a和内突出部13的布置。
(8)而且，在上述实施方式中，散热片2的板部2a的一部分被切割成突出，由此形成作为散热片凸起的缝窗形条板2c。然而，具有条板2c的散热片2不限于此。例如，散热片2的板部2a可以弯曲，以具有散热片2的带状突出部，使得散热片2的突出部沿空气流动方向相互偏移或成Z字形。
(9)在上述实施方式中，本发明的热交换器通常用作用于车辆空气调节器的加热器芯体。然而，本发明的热交换器可以用于其它用途。例如，不限于车辆空气调节器的加热器芯体，本发明的热交换器可以用作散热器、蒸发器、冷凝器等。
(10)而且，在上述实施方式及其修改例中，管1和散热片2通过铜焊结合在一起。然而，通过使管1的内部尺寸向外膨胀，管1可以机械连接至散热片2。
(11)此外，在上述实施方式中，条板形成部2d包括整个切割部的区域以及在切割部中连接散热片2的板部2a的区域。
应当理解，这些改变和修改落入本发明的由随附的权利要求限定的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种热交换器，包括：
其中流动流体的多个扁平管(1)；
多个散热片(2)，每个散热片连接至相邻管的扁平表面(10)，以增加在所述管外侧流动的空气侧的热交换面积；和
流阻部(11)，以突出尺寸(H)从所述管的所述扁平表面上突出至外侧，其中
所述散热片(2)包括具有板表面的板部(2a)和从板部(2a)的所述板表面上突出的散热片凸起(2c)，
散热片凸起(2c)设置为与所述管的所述平面隔开预定距离(L)，并且
流阻部(11)从所述管的所述扁平表面上突出的所述突出尺寸(H)等于或大于所述预定距离(L)。
2.根据权利要求1所述的热交换器，其中
流阻部(11)的突出尺寸(H)与所述预定距离(L)之比(H/L)在从1至3.5的范围中。
3.根据权利要求1所述的热交换器，其中
所述管(1)的所述扁平表面的一部分从所述管的内侧突出至所述管的外侧，以形成所述流阻部(11)和凹陷部(12)，该凹陷部(12)在设置所述流阻部(11)的位置处设置在所述管的内壁表面上。
4.根据权利要求1所述的热交换器，其中
所述流阻部为不同于所述管的构件，并结合至所述管的所述扁平表面。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的热交换器，其中
所述流阻部(11)分别设置在所述管的相对的扁平表面上。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的热交换器，其中
所述流阻部(11)至少在沿空气流动方向的上游部分处设置在所述管的所述扁平表面上。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的热交换器，其中
所述流阻部(11)由沿在所述管中流动的所述流体的流动方向以所述散热片的间距尺寸的间隔布置的多个突出部(11a)构造而成。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的热交换器，其中
所述多个管包括其中的每一个都设置有流阻部(11)的第一管(1a)和不具有流阻部的第二管(1b)，并且
所述第一管和第二管沿管堆叠方向交替布置。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的热交换器，其中
所述流阻部(11)由多个突出部(11a)构造而成，每个突出部从所述管的所述扁平表面上突出至外侧，并具有近似半球形的形状。
10.根据权利要求1-4中任一项所述的热交换器，其中
所述散热片为弯曲成波纹形状的波纹状散热片(2)。
11.根据权利要求1-4中任一项所述的热交换器，其中
所述散热片凸起为通过切割并立起所述散热片的所述板部的一部分而设置的缝窗形条板(2c)。
12.根据权利要求11所述的热交换器，其中
所述散热片具有其中设置所述条板的条板形成部(2d)和沿管堆叠方向位于所述条板形成部(2d)两侧的非切割部(2e)，
所述散热片的所述非切割部连接至所述管的所述扁平表面，并且
在管堆叠方向上所述流阻部(11)的所述突出尺寸(H)等于或大于所述非切割部(2e)的尺寸(L)。
13.根据权利要求1-4中任一项所述的热交换器，其中
所述流阻部(11)由沿空气流动方向以一定间隔布置成直线的多个突出部(11a)构造而成。
14.根据权利要求1-4中任一项所述的热交换器，其中
所述管的所述扁平表面设置有从所述管的所述扁平表面的内侧面突出到所述管的内侧的多个内突出部(13)。
15.根据权利要求14所述的热交换器，其中
所述流阻部由从所述管的所述扁平表面的外侧面突出至所述管的外侧的多个外突出部构造而成，并且
所述外突出部和内突出部交替布置在所述管的一个扁平表面上。
16.根据权利要求14所述的热交换器，其中
所述流阻部由从所述管的所述扁平表面的外侧面突出至所述管的外侧的多个外突出部构造而成，并且
所述外突出部设置在所述管的一个扁平表面上，所述内突出部设置在所述管的与所述一个扁平表面相对的另一个扁平表面上。
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