CN111102421A - 具有换热构造的配管 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种配管，能够通过降低向冷却器中导入的流体的温度从而在不削弱冷却器的冷却效果的前提下实现冷却器的小型化。该配管是将经过加热的流体导入冷却器的配管，该配管由合成树脂形成，并且在内周面具有换热构造。

Description

具有换热构造的配管
技术领域
本发明涉及一种用于导入流体的配管，特别是涉及具有用于在将经过加热的流体向冷却器等导入之前使经过加热的流体散热、或者在导入经过冷却的流体之前使经过冷却的流体受热的换热构造的配管。
背景技术
一直以来，作为使在内燃机等中经过加热的空气、冷却液这些流体冷却的机构，已知一种使用中冷器、散热器这些冷却器对流体进行冷却的冷却机构。
例如，如专利文献1所示，已知一种使来自增压器的加压空气流入中冷器中进行冷却的配管构造。在专利文献1所示的配管构造中，为了即使相对于由增压器升高了压力的加压空气也具有能够抑制变形的强度，并且为了降低对中冷器的管根(チューブ根付)的应力，特别规定了相对于上水箱的远位端部的流通路的截面积的连接部的截面积。
另外，为了抑制来自内燃机的热量和向内燃机周围散热，已知一种向内燃机安装隔热体来抑制金属部分的温度上升的技术。例如，如专利文献2所示，已知一种通过将隔热体的表面形成为规定的粗糙度而提高面粗糙度，从而获得散热效果的热隔绝体。
专利文献1：日本特开2007－182871号公报
专利文献2：日本特开2010－203310号公报
上述现有的冷却器由于具有对导入的流体进行冷却的功能，因此需要为了起到所期望的冷却效果而确保接触面积，存在难以使冷却器本身小型化的问题。但是，鉴于近年来汽车等通过小型化和减轻重量来提高燃油效率，迫切想要使冷却器本身小型化。
因此，为了抑制冷却器的尺寸，可考虑降低向冷却器中导入的加热流体的温度，但由于在目前采用的那种向配管上卷绕热隔绝体、或是提高配管的外表面的面粗糙度来增加接触面积的散热构造中不能获得充分的散热效果，因此难以充分实现冷却器的小型化，依然存在不能抑制冷却器的大小的问题。
发明内容
因此，本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的在于提供一种能够通过降低向冷却器中导入的流体的温度从而在不削弱冷却器的冷却效果的前提下实现冷却器的小型化的配管。
本发明的配管是导入经过加热的流体的配管，该配管的特征在于，由合成树脂形成，并且在内周面具有换热构造。
另外，在本发明的配管中，所述换热构造优选为形成于所述配管的内周面的凹凸形状。
另外，在本发明的配管中，所述换热构造优选为从所述配管的内周面立设的肋。
另外，在本发明的配管中，所述配管优选是至少将第一分割体与第二分割体组合而构成的。
另外，在本发明的配管中，所述配管优选具有弯曲部。
另外，在本发明的配管中，所述流体优选被增压器压缩而被加热。
上述发明的梗概并没有列举本发明所需的全部特征，这些特征群的次优组合亦可成为发明。
本发明的配管由于在内周面具有换热构造，因此能够在不使通气阻力变差的前提下高效地使在配管内流动的经过加热的流体散热或者使经过冷却的流体受热。因此，能够使向冷却器等导入的流体的温度下降或者使温度上升，因此能够在不降低冷却器的冷却效率等的前提下实现冷却器的小型化。
附图说明
图1是用于对应用了本发明的实施方式的配管的增压器系统的结构进行说明的图。
图2是本发明的实施方式的配管的立体图。
图3是本发明的实施方式的配管的分解图。
图4是用于对本发明的实施方式的换热构造进行说明的图。
图5是用于对本发明的实施方式的配管的换热效果进行说明的线图。
图6是示出本发明的实施方式的配管的通气阻力的测定结果的线图。
图7是示出本发明的实施方式的配管在各弯曲角度下的换热效果的测定结果的线图。
图8是表示本发明的实施方式的配管的变形例的剖面图。
附图标记说明
1 增压器系统
2 增压器
3 高温侧配管
4 冷却器
5 低温侧配管
6 内燃机
10 配管
11 第一分割体
12 第二分割体
13 流入口
14 流出口
15 开口部
16 肋
20 换热构造
20a、20b 内侧换热构造
21a、21b 外侧换热构造
具体实施方式
以下，使用附图对用于实施本发明的优选实施方式进行说明。注意，以下的实施方式并不限定各权利要求的发明，另外，在实施方式中说明的特征的组合并不一定全都是发明的解决手段所必需的。
图1是用于对应用了本发明的实施方式的配管的增压器系统的结构进行说明的图，图2是本发明的实施方式的配管的立体图，图3是本发明的实施方式的配管的分解图，图4是用于对本发明的实施方式的换热构造进行说明的图，图5是用于对本发明的实施方式的配管的换热效果进行说明的线图，图6是示出本发明的实施方式的配管的通气阻力的测定结果的线图，图7是示出本发明的实施方式的配管在各弯曲角度下的换热效果的测定结果的线图，图8是表示本发明的实施方式的配管的变形例的剖面图。
如图1所示，具有本实施方式的配管10的增压器系统1在高温侧配管3与冷却器4之间安装配管10，该配管10将由涡轮增压器等增压器2加压、加热后的流体导入中冷器等冷却器4，由冷却器4冷却后的流体经由低温侧配管5供给到内燃机6。注意，由于增压器2和冷却器4是以往公知的结构，因此省略详细说明。在此，高温侧配管3及低温侧配管5分别优选由聚丙烯类树脂、聚酰胺类树脂等热塑性合成树脂形成。
这样的增压器系统1利用增压器2提高向内燃机6供给的外部气体的密度而将更多的氧送入燃烧室，由此获得更高的燃烧能，其结果，即使是小排量的内燃机，也能获得充足的输出，因此能够在实现内燃机的小排量化的同时，实现燃油效率的提高。
如图2所示，本实施方式的具有换热构造的配管10是将第一分割体11和第二分割体12相互熔敷而构成的管状部件，具有与高温侧配管3组装的流入口13和与冷却器4组装的流出口14。另外，配管10具有从流入口13向流出口14呈曲线状弯曲的弯曲部。注意，构成配管10的第一分割体11及第二分割体12分别由合成树脂形成，例如优选由聚丙烯类树脂、聚酰胺类树脂等热塑性合成树脂形成。另外，所使用的合成树脂优选使用导热系数高的材质。
如图3所示，第一分割体11是以将形成于第二分割体12的开口部15封闭的方式熔敷的部件，优选位于配管10的弯曲部的外周侧。即，优选地，在配管10的弯曲部，第一分割体11配置在外周侧，第二分割体12配置在内周侧。另外，第一分割体11和第二分割体12能够使用各种一体化手段，除了优选使用例如振动熔敷、超声波熔敷或热熔敷等以外，还能使用粘接剂、螺栓螺母、或者螺丝钉、连接夹等各种联接手段。
另外，在第一分割体11及第二分割体12的内周面上，形成有由具有规定的凹凸形状的内侧换热构造20a、20b构成的换热构造20。并且，在第一分割体11及第二分割体12的外表面上，也优选形成有与换热构造20具有相同的凹凸形状的外侧换热构造21a、21b。注意，凹凸形状可以形成于内周面及外周面的整个面，但也可以仅在换热效果高的部位形成，对于其它部位，与以往相同，可以设为平滑的内周面或外周面。
如图4所示，换热构造20由微小的凹凸形状形成，具体而言，通过对成型第一分割体11及第二分割体12的模具实施起皱加工而形成。另外，凹凸形状的凹部的深度只要能设定于不对在配管10内流动的流体的通气阻力带来影响的范围即可，可以形成为任何深度，例如优选形成为300μm以下。注意，由于增大配管10的内径能够降低通气阻力，因此可以考虑通过凹凸形状所得到的换热效果和对通气阻力的影响来设定配管10的内径。
另外，皱纹的图案可以应用以往已知的各种皱纹形状，例如图4所示的斑点状的皱纹形状最为容易且能最多地确保表面积，因此是优选的。
这样，由于在配管10的至少内周面具有换热构造20，因此在配管10内流动的流体与内周面的接触面积变大，由此能够提高经过加热的流体的换热效果，能够通过与形成于外周侧的外侧换热构造21a、21b的相乘效果来降低向冷却器4流入的流体的温度，能够实现冷却器4的小型化。另外，由于凹凸形状设定于不对通气阻力带来影响的范围，因此即使将换热构造20形成在配管10的内周面，也能防止通气阻力变差。
注意，如后所述，换热构造20如果形成在配管10的内周面中的与弯曲部相当的位置，则更能获得换热效果。
[实施例]
图5是在本实施方式的具有换热构造20的配管的实施例和现有的不具有换热构造的配管的比较例中对流体温度为90℃时的换热温度进行测定的测定结果。由图5也能明显确认，实施例的换热温度与比较例相比从刚刚开始测定后换热效果即高出2～3.5℃左右，能够确认即使在经过了600秒时，换热效果也依旧持续。
另外，关于通气阻力，如图6所示，即使在实施例和比较例中流体的流量增减的情况下，通气阻力也大致以相同程度推移，能够确认到，在向内周面形成换热构造的情况下，并未给通气阻力带来影响。
并且，图7是在将弯曲部的角度形成为30°、60°及90°且在换热构造处设置该弯曲部的情况下，对各实施例的换热效果进行比较的测定结果。由图7可明显确认，弯曲部的角度越大，则换热效果越高，能够确认即使在经过一段时间的情况下，换热效果也依旧持续。由此能够确认，通过在本实施方式的换热构造处形成弯曲部，能够更有效地提高换热效果。
另外，上述本实施方式的配管10对在内外周面形成皱纹而施以凹凸形状的情况进行了说明，但换热构造的具体形状并不限于此，例如，也可以如图8所示，在内周面立设肋16。该情况下，通过沿着流过配管10′的流体的流动方向形成肋16，还能够获得整流效果。该情况下，通过调整肋16的高度，能够对换热效果和通气阻力进行调整。另外，肋形状并不限于沿着流体的流动方向直线形成的情况，例如，也可以在内周面上形成螺旋状的肋。
另外，本实施方式的配管10对由第一分割体11及第二分割体12构成的情况进行了说明，但也可以利用三个部件以上的分割体构成配管。
另外，上述本实施方式的配管对应用于增压器系统的冷却器的情况进行了说明，但应用本配管的情况并不限于增压器系统，例如，也可以应用于对内燃机的冷却液进行冷却的散热器和对用于空调系统的制冷剂进行冷却的冷凝器等。另外，对在加热了流体的情况下使该流体散热的情况进行了说明，但也可以为了对经过冷却的流体进行加热而受热。根据权利要求书的记载可知，进行了这样的变更或改良的方式也可包含于本发明的技术范围。

Claims (6)

1.一种配管，该配管是导入经过加热的流体的配管，其特征在于，
该配管由合成树脂形成，并且在内周面具有换热构造。
2.如权利要求1所述的配管，其特征在于，
所述换热构造为形成于所述配管的至少内周面的凹凸形状。
3.如权利要求1所述的配管，其特征在于，
所述换热构造为从所述配管的至少内周面立设的肋。
4.如权利要求1至3中任一项所述的配管，其特征在于，
所述配管是至少将第一分割体与第二分割体组合而构成的。
5.如权利要求1至4中任一项所述的配管，其特征在于，
所述配管具有弯曲部。
6.如权利要求1至5中任一项所述的配管，其特征在于，
所述流体被增压器压缩而被加热。
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