CN108267041A - 一种高强度的散热器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度散热器，包括两端的上水室和下水室、两端主板加强板、两端主板、两侧侧板和芯子，所述的包括交替设置的散热带和散热管，所述的散热管两端贯穿主板上的管孔并与管孔周壁紧密连接，散热管的端部落入主板加强板上开设的管孔内；所述的主板的四周设有密封槽，密封槽内设有密封圈，其特征在于所述的主板加强板与主板密封槽区域相连，与主板的中间管孔区域分离。散热器加热后主板能够适当膨胀，释放热应力，降低了主板与散热管连接处及周围区域的热应力，应力值降低10%左右，提高了散热器的冷热循环冲击寿命，使主板与散热管连接处不会因热应变而破裂，造成介质泄漏。

Description

一种高强度的散热器
技术领域
本发明涉及散热器领域，尤其涉及压封式散热器领域，具体地说是一种高强度的散热器。
背景技术
管带式散热器因其换热效率高，成本低，被广泛应用于各种汽车、工程机械及其他内燃机机械的冷却系统。但是管带结构的散热器与封条式结构的散热器比较存在明显的强度缺点。散热器中间区域的强度较两端的强度要弱，在散热器工作过程中，中间的变形量最大，管带式散热器由室体、主板、散热带、散热管、等构成，其中散热管的材料厚度一般来说只有0.12~0.5mm之间，主板的材料厚度只有1.2~2.5mm之间，承压能力差，因散热器工作过程中内力二形成的变形更大，特别是散热器的中间区域，变形量是最大的，也是散热器最易受内部压力而开裂失效的地方。通常的做法是把主板、散热带的材料加厚来降低应力，提高耐压能力，但该方法会带来成本的大幅增长。
一种改进的散热器，如中国专利CN 101910777 A公开的热交换器，采用加强集管组件，集管部包括：中心部分，其界定了多个集管部开口，每个集管部开口均可连接至相应的管道的一个相对端部，使得所述管道与所述集罐组件流体连通；以及连接部分，其从所述中心部分延伸出去并可连接至所述罐壁的所述端部，使得罐部和所述集管部协同界定所述集罐组件，所述连接部分包括以相对于所述中心部分不平行的角度延伸的壁。所述加强构件可以包括：内侧部分，其界定了多个构件开口，所述多个管道中的至少一个管道延伸穿过每个构件开口以与所述集管部连接；以及外侧部分，其以相对于所述内侧部分不平行的角度延伸，所述外侧部分与所述集管部的所述连接部分的所述壁的至少一部分互补并连接。加强集管组件可以实现集管部以及集管部与管道之间的连接部和集管部与罐之间的连接部的强度和/ 或耐久度的提高，还延长了具有这种集管部的集罐和热交换器的使用寿命。
上述结构的热交换器，加强构件内侧部分的顶面与集管部的中心部分的底面是贴合的，这样固然会起到进一步增加集管部的强度的作用，然而也会造成集管部受热后膨胀，应力无法有效释放的问题，降低了散热器冷热循环冲击寿命。同时，该应力传递到管道与集管部的连接处，容易使焊接处开裂，造成介质泄漏。这种结构的另一个缺陷是，加强构件与集管部的中心部分全部贴合，加工时需要保证两平面非常高的平面度及平行度，加工难度增加，使制造成本上升。
发明内容
本发明要解决的是现有技术存在的上述技术问题，旨在提供一种冷热循环冲击寿命长，结构牢固，容易加工且制造成本较低的散热器。
为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：一种高强度散热器，包括两端的上水室和下水室、两端主板加强板、两端主板、两侧侧板和芯子，所述的芯子位于两端主板之间，包括交替设置的散热带和散热管，所述的散热管两端贯穿主板上的管孔并与管孔周壁紧密连接，散热管的端部落入主板加强板上开设的管孔内；所述的主板的四周设有密封槽，密封槽内设有密封圈，其特征在于所述的主板加强板与主板密封槽区域相连，与主板的中间管孔区域分离；侧板通过主板的反扣齿固定在芯子两侧，并与散热带、主板密封槽区域连接在一起。
本发明的一种高强度散热器，具有以下有益效果：
1、主板加强板与主板密封槽区域外侧钎焊在一起，能有效的增强主板的强度。
2、本发明的主板加强板可以根据产品设计在主板外侧薄弱处增加一张或多张来降低散热器的应力和变形量，有效提高散热器的可靠性，整体应力降低25%以上，寿命相应提升一倍以上。
3、主板加强板与主板的中间管孔区域分离，避免了主板外侧与主板加强板内侧全面贴合造成的整体强度过强，使得散热器加热后主板能够适当膨胀，释放热应力，降低了主板与散热管连接处及周围区域的热应力，应力值降低10%左右，提高了散热器的冷热循环冲击寿命，使主板与散热管连接处不会因热应变而破裂，造成介质泄漏。
4、由于主板加强板与主板仅在密封槽区域相连，降低了主板与主板加强板贴合的工艺难度，也降低了主板和主板加强板各自加工难度，降低了制造成本。
在上述技术方案中，所述主板加强板的周边具有与主板密封槽区域外侧形状相匹配的翻边。该翻边可增加主板加强板与主板之间的接触面积，有利于提高焊接强度。
在上述技术方案中，所述主板加强板通过冲压成型、折弯制作而成。
在上述技术方案中，在主板加强板的相邻管孔之间设有加强凸起，以提高主板加强板自身的强度。
在上述技术方案中，所述主板加强板和主板之间通过定位孔和定位块配合连接。这种连接方式可以有以下两种情况：在主板加强板上设有定位孔，在主板上设有定位块，将定位块插入定位孔内使主板加强板与主板固定；或者，在主板上设有定位孔，在主板加强板上设有定位块，将定位块插入定位孔内使主板加强板与主板固定。
在上述技术方案中，所述主板加强板为一整块。
在上述技术方案中，所述主板加强板切分成若干块后连接到主板外侧上。分割后的主板加强板，每块小板的面积较小，容易制作，且可以分别安装到主板上，便于连接和定位。在每块小板上可以分别设有定位孔或定位块，通过块孔定位从而实现与主板的精确装配。
在上述技术方案中，相邻的主板加强板之间可以连续排列，没有间隙。
在上述技术方案中，相邻的主板加强板之间也可以留有间隙，只要满足整体强度要求即可。
在上述技术方案中，所述主板加强板的周边还设有排气孔。在钎过程中，钎焊焊料融化在主板与主板加强板之间的空隙中流动填充，能将主板与主板加强板间隙中的空气从排气孔顺畅排除，提高钎焊质量，增强产品强度。
在上述技术方案中，所述的散热管成阵列排布，主板上的管孔与散热管一一对应，主板加强板上的每个管孔对应于主板上的一列管孔。主板加强板上管孔与散热管不接触，主要用于容置散热管，使散热管在装配时不会产生干涉。
附图说明
图1是本发明高强度散热器的结构示意图。
图2是本发明主板加强板与主板连接方式示意图。
图3是图2沿3-3的剖视图。
图4是图3的一侧的放大示意图。
图5是本发明高效散热器的端部的结构示意图。
图6-图10是本发明主板加强板与主板可选构造的结构示意图。
图11是本发明高效散热器的框架结构示意图。
图12是本发明主板加强板与主板又一种实施方式的结构示意图。
图中：
000-散热器；
100-上水室；
101-进水管；
102-安装座；
103-密封压封脚；
200-密封圈；
300-芯子；
310-主板；
311-密封槽；
312-密封槽外侧；
313-密封槽底部外侧；
314-压封齿；
315-反扣齿；
316-加强筋；
317管孔；
320-散热管；
321-散热管端部
330-散热带；
340-侧板；
341-压封齿；
350-主板加强板；
351-定位孔；
352-翻边内侧；
353-周边内侧；
354-大面区域；
355-凸起；
356-排气孔；
358-翻边；
304-主板加强板和主板在中间管孔区域部分的间隙；
400-下水室；
401-出水管口；
402-安装座；
403-密封压封脚。
具体实施方式
下面结构附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
参照图1，本发明的一种高强度散热器，包括两端的上水室100和下水室400、两端主板加强板350、两端主板310、两侧侧板340和芯子300，所述的芯子300位于两端主板310之间，包括交替设置的散热带330和散热管320，所述的散热管320两端贯穿主板上的管孔317并与管孔317周壁紧密连接，散热管的端部落入主板加强板上开设的管孔357内，并与上水室100和下水室400连通；所述的主板310的四周设有环形密封槽311，密封槽311内设有“O”形密封圈200。两块主板310相互平行，形成一定的尺寸。
所述的上水室100是用于汇集冷却水的部件，包括安装座102和密封压封脚103。所述的安装座102用于将散热器连接到需要散热的装置上，如汽车发动机。所述的密封压封脚103用于压住形密封圈200，使散热器的冷却水通道保持密封。所述的上水室100还设有进水管口101。
所述的下水室400与上水室100相对设置，具有大致相同的结构，包括安装座402和密封压封脚403。所述的安装座402用于将散热器连接到需要散热的装置上，如汽车发动机。所述的密封压封脚403用于压住形密封圈200，使散热器的冷却水通道保持密封。所述的下水室400还设有出水管口401。
冷却水从进水管口101经上水室100流入散热管320，与管外的介质进行热交换，吸收热量后流经下水室400，最后从出水管口401流出。
参照图2、图3、图4和图5，所述的主板310为长方形薄片形结构，其上开设有多个供散热管320穿插的管孔317。所述的管孔317的数量、形状和排列方式可根据设计需要灵活选择。在本实施方式中，所述的管孔317呈阵列排布，共有5行N列，截面形状为长方形，适合扁管形式的散热管320。周边经冲压和折弯后形成密封槽311。主板310上还设有加强筋316。加强筋316与管孔317交替设置，并与管孔317的长轴平行。
主板上的管孔317与散热管330一一对应，主板加强板上的每个管孔357对应于主板上的一列管孔。主板加强板上管孔357与散热管不接触，主要用于容置散热管330，使散热管330在装配时不会产生干涉。
所述的主板加强板350为长方形薄片形结构，通过冲压成型、折弯制作而成。在本实施方式中，所述的主板加强板350为一整板，其上开设有多个容置散热管320的管孔357。在相邻管孔之间设有加强凸起355，以提高主板加强板自身的强度。四周具有与主板密封槽区域外侧形状相匹配的翻边358。该翻边358可增加主板加强板350与主板310之间的接触面积，有利于提高焊接强度。所述主板加强板的周边还设有排气孔。在钎过程中，钎焊焊料融化在主板与主板加强板之间的空隙中流动填充，能将主板与主板加强板间隙中的空气从排气孔顺畅排除，提高钎焊质量，增强产品强度。
所述的主板加强板350与主板密封槽311区域相连，但与主板的中间管孔区域分离。更具体地说，所述的主板加强板的翻边内侧352与主板的密封槽外侧312贴紧，主板加强板的周边内侧353与主板密封槽311的底部外侧313贴紧。在主板的散热管管孔区域，主板310与主板加强板350的大面积区域354之间留有间隙304，使得散热器加热后主板310能够适当膨胀，释放热应力，降低了主板310和散热管320连接处及周围区域的热应力，提高了散热器的冷热循环冲击寿命。
所述主板加强板350和主板310之间通过定位孔和定位块配合连接。在主板加强板350上设有定位孔351，在主板310上设有定位块318，将定位块318插入定位孔351内使主板加强板350与主板310定位。基于相同的原理，也可以在主板310上设有定位孔，在主板加强板350上设有定位块，将定位块插入定位孔内使主板加强板350与主板310固定。
参照图6-图10，所述主板加强板350也可以切分成若干块后连接到主板外侧上。分割后的主板加强板350，每块小板的面积较小，容易制作，且可以分别安装到主板310上，便于连接和定位。在每块小板上可以分别设有定位孔或定位块，通过块孔定位从而实现与主板的精确装配。
图6-图10中，主板加强板350与主板310的连接方式大致相同，区别在于管孔的阵列数量。主板加强板350的切分数量也可以根据设计需要灵活选定。
切分后，相邻的主板加强板之间可以连续排列，没有间隙。
相邻的主板加强板之间也可以留有间隙，只要满足整体强度要求即可。
参照图11，本发明高效散热器的整体框架结构（移除芯子后）。所述主板310的周边设有压封齿314。该压封齿314包裹住上水室100。所述的主板加强板350的翻边紧贴主板的翻边。所述的侧板340通过主板的反扣齿315固定在芯子两侧，并与散热带330、主板密封槽311区域连接在一起。侧板340两端还设有压封齿341，所述的压封齿341包裹住主板密封槽的外侧312。
下水室400与主板310和侧板340的连接方式基本相同。
将芯子100按前面描述的方式与两端主板310的管孔连接后，整体焊接成一个完整的散热器。
参照图12，本发明的又一种实施方式。与前面描述的实施方式不同之处在于：在本实施方式中，所述的主板加强板350为一平板结构，不具有翻边。其仅与主板310的密封槽的底部外侧313连接。
应该理解到的是：上述实施例只是对本发明的说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神范围内的发明创造，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高强度散热器，包括两端的上水室和下水室、两端主板加强板、两端主板、两侧侧板和芯子，所述的芯子位于两端主板之间，包括交替设置的散热带和散热管，所述的散热管两端贯穿主板上的管孔并与管孔周壁紧密连接，散热管的端部落入主板加强板上开设的管孔内；所述的主板的四周设有密封槽，密封槽内设有密封圈，其特征在于所述的主板加强板与主板密封槽区域相连，与主板的中间管孔区域分离；侧板通过主板的反扣齿固定在芯子两侧，并与散热带、主板密封槽区域连接在一起。
2.如权利要求1所述的一种高强度散热器，其特征在于所述主板加强板的周边具有与主板密封槽区域外侧形状相匹配的翻边。
3.如权利要求1所述的一种高强度散热器，其特征在于所述主板加强板通过冲压成型、折弯制作而成。
4.如权利要求1所述的一种高强度散热器，其特征在于在主板加强板的相邻管孔之间设有加强凸起。
5.如权利要求1所述的一种高强度散热器，其特征在于所述主板加强板和主板之间通过定位孔和定位块配合连接。
6.如权利要求1所述的一种高强度散热器，其特征在于所述主板加强板为一整块。
7.如权利要求1所述的一种高强度散热器，其特征在于所述主板加强板切分成若干块后连接到主板外侧上。
8.如权利要求7所述的一种高强度散热器，其特征在于相邻的主板加强板之间没有间隙或留有间隙。
9.如权利要求1所述的一种高强度散热器，其特征在于所述主板加强板的周边还设有排气管。
10.如权利要求1~9任何一项所述的一种高强度散热器，其特征在于所述的散热管成阵列排布，主板上的管孔与散热管一一对应，主板加强板上的每个管孔对应于主板上的一列管孔。
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