CN104053964B - 由压铸铝制成的加热散热器元件 - Google Patents

Abstract

一种由压铸铝制成的加热散热器元件，沿着纵向轴线延伸并且具有整体压铸铝结构，具有管状本体和连接件，该连接件沿着相应中央轴线从本体的相对侧向侧面突出以将元件连接至其他类似元件和/或连接至外部液压系统；布置在元件的上端处的至少一个连接件具有连续的环形侧向表面，而不存在径向突起，并且限定环形通道，该环形通道完全围绕连接件并且在后部由元件的侧面界定。

Description

由压铸铝制成的加热散热器元件

技术领域

本发明涉及由压铸铝制成的加热散热器(heatingradiator，供暖散热器)元件。

背景技术

通常，用于加热建筑物的散热器由一连串散热器元件组成，这些散热器元件并排定位，通常(尽管并非必要地)单独地制造并且然后组装以形成具有适当尺寸的散热器。通常，每个散热器元件均具有主体，所述主体基本上为管状并且设置有热流体(通常为水)在其中循环的内室。

一些主要类型的散热器特别普遍，这些散热器的主要特征在于部件材料以及由于生产技术所带来的一些结构特性。实际上，制造技术和材料直接地影响散热器元件的结构及其热交换机制。

性能要求实际上必须和生产要求相协调。

出于这些原因，针对特定类型的散热器元件的解决方案不能直接地复制到其他类型的散热器上。

由压铸铝制造的散热器(其中散热器元件由通过压铸获得的铝或铝合金制成的整体本体组成)相对于其他类型的特征在于例如通过挤压生产的铝散热器(由挤压的中央本体组成，两个端部集管(header)随后固定至该本体)或者由铸铁或其他金属材料制成的散热器，不仅仅在于生产技术还在于一些结构特征，这些结构特征是由于所使用的材料和生产技术所带来的。

在压铸铝散热器元件的特定行业中，整体散热器元件的大体构造基本上被统一并且基本上由管状本体组成，该本体设置有内部水室以及布置在元件的相对端部处的液压连接件；从水室开始沿着元件的中线平面分叉有两个相对的铝分隔件，分别支撑前板和后板；多个热交换散热片从管状本体突出。

常用于表征散热器元件的一个参考参数为每单位重量的功率系数，即，由散热器元件发出并传递至环境的热功率(根据特定标准，例如EN442来测量)与元件的重量(其为直接影响生产成本的基本参数)之间的比值。

行业中的普遍相信目前可获得的压铸铝散热器元件如今已接近它们性能的极限并且不能进一步改进或者仅能小幅改进。

此外，可能能够改进散热器元件的效率的所有解决方案都必须与散热器元件的总体尺寸相协调，散热器元件的总体尺寸通常受限，因为必须遵照统一的市场标准，特别是在宽度(元件的最大宽度，通常由布置在元件的相同端部处的液压连接件的自由端部之间的距离限定)、深度(前板与后板之间的距离)以及中央距离(液压连接件的中央之间的距离)方面。

用于压铸铝散热器元件的当前设计标准已导致这样的产品，这些产品的功率系数此刻被认为是令人满意的而实际上是不可改进的。

然而，本申请人的技术人员已发现已知的解决方案仍然具有显著的提升余量，这可通过将该方法完全变成针对提高功率系数的问题来实现。

发明的公开内容

本发明的一个目的是提供一种压铸铝加热散热器元件，与具有相当大尺寸和重量的传统散热器元件相比，该压铸铝加热散热器元件具有更好的高的热性能，并且符合市场尺寸标准。

本发明因此涉及一种基本上如在所附权利要求1中、并且其优选实施例在从属权利要求中限定的压铸铝加热散热器元件。

相比于已知的散热器元件，本发明的散热器元件在占地面积和尺寸相同的情况下具有明显更好的性能，并且尤其具有更好的功率系数。

性能方面的改进通过元件的液压连接件的区域的特定形状来获得，所述区域成形为相对于水(在散热器元件内循环)与铝之间的热交换有利于铝与空气之间的热交换，而在现有技术中认为水/铝交换是为了增加散热器元件的性能而有待改进的关键方面。

在散热器元件中，热在三个连续阶段中传递至待加热的环境：首先，热由于强制对流而通过在散热器元件内(即在水室中)循环的水传递至水室的壁；然后，热通过传导传递至散热器元件的铝结构的内部，从水室的壁到达元件的其他部分(散热片、分隔件、板)；最后，热通过自然对流(另外还有辐射，但是辐射的程度显著更小并且大致可忽略)从铝传递至散热器元件基本上安装于其中的环境的空气。

散热器元件因此包括水回路和空气回路，该水回路由水室且由液压连接件限定，该液压连接件将元件连接至相邻元件和/或连接至外部液压系统，该空气回路由可用于空气在元件的铝结构周围流过的体积限定。

根据散热器元件并且尤其是压铸铝散热器元件中的热交换现象的当前常识，最有效的热交换部分被认为是水与铝之间的高温部分。现有技术因此建议增加温度和水/铝交换表面的尺寸。

该方法对散热器的铝结构与周围空气之间的热交换总体上是不利的，这是因为其限制了可用空间以及因此限制了铝/空气热交换的速度和效率。

实际上，本申请人的技术人员已意识到用于增加散热器元件的效率(其功率系数)的关键方面在于铝与空气之间的热交换，而非水与铝之间的热交换。

因此，根据本发明，增加了散热器元件的铝与掠过其表面的空气之间的热的传递，尤其是液压连接件(特别是元件的上端处的那些)周围的关键区域中的热的传递。

本发明来自于采用针对增加由压铸铝制成的散热器元件的功率系数的问题的新方法。

根据本发明，优先考虑铝结构与周围空气之间的热交换，而非如现有技术的一般教导那样，尝试增加高温下的在元件中循环的水与铝结构之间的热交换(例如通过增加高温下的金属表面和/或通过增加水室的尺寸)。

实际上，已惊奇地发现铝/空气热交换在散热器元件的总体热交换中呈现为关键阶段。

特别地，已认识到传统散热器元件具有其中掠过元件的表面的空气的速度相对低的关键区域，并且在这些区域中可改进热交换。

具体地，对于铝/空气热交换而言，关键区域为围绕液压连接件(特别是布置在元件的上端处的那些)的区域。

根据本行业中通常接受的设计标准，为了增加散热器元件的功率，必须增加与热水接触的热交换表面，并且因此特别地必须提供从水室且从液压连接件形成的交换表面(散热片、分隔件等)。

实际上，传统散热器元件具有金属交换元件，该金属交换元件从连接件的外部侧向表面延伸并且将其特别地连接至上部散热片，该上部散热片还(且主要)具有美观作用。

在市场上可获得的这种类型的已知解决方案的实例在图1和图2中示出。

在实际中，已发现这种类型的解决方案增加液压连接件的重量和尺寸，而不会显著增加有效交换表面。

另一方面，根据本发明的散热器元件允许可用交换表面的更加均匀且完全的利用、通常定位在元件的顶部的美观散热片的改进利用以及连接件的侧向表面的改进利用(除分隔件在连接件上方的区域之外)。

以这样的方式，实现了由实验数据确定的就热交换性能和效率方面而言的显著优点：连接件的整个侧向表面有效用于铝/空气热交换；分隔件在液压连接件上方的整个表面可用于热交换；液压连接件周围的自由空间可用于形成额外的带散热片表面(其并未截断连接件周围的通道)。

附图的简要说明

通过参照附图的图给出的以下非限制性实施例的实例的描述，本发明的其他特征和优点将变得清楚，附图中：

-图1和图2为已知散热器元件的局部侧向示意图；

-图3为根据本发明的由压铸铝制成的加热散热器元件的立体示意图；

-图4为图3的散热器元件的上端部分的侧向示意图；

-图5为图3-图4的散热器元件的变型的侧向示意图。

用于实现本发明的最佳模式

参照图3和图4，由压铸铝制成的加热散热器元件1包括大致管状的整体本体2，该本体通过压铸工艺由铝(所述术语也包括铝合金)制成。

元件1和本体2在两个轴向相反的端部3、4之间大致沿着纵向轴线A(在使用中大致为竖直的)延伸；本体2设置有用于水流过的主要内部水室5，该水室由侧向壁6界定，该侧向壁围绕轴线A布置并且在相应的相反纵向端部处轴向闭合；有利地但非必要地，本体2具有大致为卵形、椭圆形或者在任何情况下均沿着轴线延长的横截面(垂直于轴线A)，并且本体2的界定室5的侧向壁6朝向端部3、4中的一个渐缩。

元件1的端部3、4设置有相应成对的连接件7，所述连接件沿着彼此平行且大致垂直于轴线A的相应中央轴线X从本体2的相对侧突出，以将元件1连接至其他类似元件和/或连接至外部液压系统；连接件7成形为例如(但非必要地)类似于具有圆形截面的柱状衬套并且在内部设置有与室5连通的横向贯穿管道8。

元件1包括热交换散热片的系统10。

特别地，系统10包括：一对分隔件11，其沿着元件1的纵向中线平面从侧向壁6沿直径相对地突出；前板12和后板13，布置在分隔件11的相应端部处并且大致垂直于分隔件11且平行于轴线A，可选地由板的由狭缝和/或孔隔开的多个区段或者部分形成；多个侧向散热片14，其从本体2突出，即，从侧向壁6和/或从分隔件11突出。

元件1具有宽度L(元件1的最大宽度，由每对连接件7的沿着轴线X对齐的相对自由端之间的距离给出)、宽度(板12、13之间的距离)以及中央距离I(连接件7的中央轴线X之间的距离)。

本体2(包括连接件7)以及系统10整体限定元件1的铝结构15。整个结构15由通过压铸生产的整体件构成。

元件1包括由主室5限定的水回路16，该主室由壁6且由连接件7的管道8界定；以及空气回路17，由可用于空气在结构15周围流过的体积限定。

具体参照图4，连接件7沿着轴线X从本体2的相对侧向侧面20突出；布置在元件1的上端3处的每个连接件7均具有闭合成环的连续环形侧向表面21，该侧向表面从侧面20延伸而不存在中断和/或从其突出的径向突起并且限定环形通道22，该通道完全围绕连接件7并且在后部由元件的侧面20界定。

连接件7通过根部边缘23附接至相应侧面20，并且侧面20完全围绕根部边缘23延伸；通道22因此具有由侧面20的围绕根部边缘23的部分限定的端壁24。

优选但非必要地，连接件7具有关于中央轴线X的中央对称性并且具有围绕中央轴线X的具有均匀厚度的侧向壁。

至少一个偏转元件25面向连接件7的侧向表面21的一部分并且与侧向表面21径向地隔开以限定通道22的一部分。

在图4的实例中，偏转元件25包括上部热交换散热片26，该散热片布置在连接件7上方并且与其径向地隔开以限定通道22的围绕连接件7的上部；散热片26从侧面20延伸并且不连接至连接件7的侧向表面21。

在图5的变型(其中与已描述的细节类似或相同的细节用相同的数字表示)中，偏转元件25包括一个或多个侧向热交换散热片27，所述散热片布置在连接件7的一个侧面或相应侧面上以限定通道22的围绕连接件7的相应部分；侧向散热片27从元件1的侧面20延伸并且不连接至连接件7的侧向表面21。

最后，应当理解的是，在不背离所附权利要求的范围的情况下，可对在本文中描述和示出的散热器元件做出其他修改和变型。

Claims (4)

1.一种由压铸铝制成的加热散热器元件(1)，沿着纵向轴线(A)延伸并且具有由铝通过压铸制成的整体结构(15)，所述加热散热器元件包括管状本体(2)，所述本体设置有用于水流过的主要内部水室(5)，所述水室由围绕纵向轴线(A)布置的侧向壁(6)界定；连接件(7)，所述连接件沿着相应中央轴线(X)从所述本体(2)的相对侧向侧面(20)延伸，以用于将所述元件(1)连接至其他类似元件和/或连接至外部液压系统；以及热交换散热片的系统(10)，所述系统包括：一对分隔件(11)，所述分隔件沿着所述元件(1)的纵向中线平面从所述侧向壁(6)沿直径相对地突出；前板(12)和后板(13)，布置在所述分隔件(11)的相应端部处并且大致垂直于所述分隔件(11)且平行于所述纵向轴线(A)；以及多个侧向散热片(14)，所述侧向散热片从所述本体(2)突出；布置在所述元件(1)的上端(3)处的至少一个连接件(7)具有连续的环形侧向表面(21)，而不存在径向突起，并且所述连接件限定环形通道(22)，所述环形通道完全围绕所述连接件(7)并且在后部由所述元件(1)的所述侧面(20)界定；所述元件(1)的特征在于，至少一个偏转元件(25)面向所述连接件(7)的所述侧向表面(21)的一部分并且与所述侧向表面(21)径向地隔开以限定所述通道(22)的一部分，所述偏转元件(25)包括：上部热交换散热片(26)，布置在所述连接件(7)上方并且与所述连接件径向地隔开，以限定所述通道(22)的围绕所述连接件(7)的上部；所述上部热交换散热片(26，27)从所述元件(1)的所述侧面(20)延伸并且不连接至所述连接件(7)的所述侧向表面(21)。

2.根据权利要求1所述的元件，其中，所述连接件(7)通过根部边缘(23)连接至所述侧面(20)，并且所述元件(1)的所述侧面(20)完全围绕所述根部边缘(23)延伸。

3.根据权利要求1所述的元件，其中，所述连接件(7)具有关于所述中央轴线(X)的中央对称性。

4.根据权利要求1所述的元件，其中，所述连接件(7)具有围绕所述中央轴线(X)的具有均匀厚度的侧向壁。