CN113383205A

CN113383205A - 换热器

Info

Publication number: CN113383205A
Application number: CN202080012589.0A
Authority: CN
Inventors: 韩至勋
Original assignee: Hanon Systems Corp
Current assignee: Hanon Systems Corp
Priority date: 2019-02-13
Filing date: 2020-02-13
Publication date: 2021-09-10
Anticipated expiration: 2040-02-13
Also published as: KR20200099088A; CN113383205B

Abstract

本发明涉及换热器，更具体地，本发明涉及如下的换热器：集管在第1管和第2管相对的一侧形成有倾斜部，从而能够防止通过具备彼此不同的温度的第1流体及第2流体流动而产生的热应力所致的变形，能够增加接合面积来进一步提高耐久性。

Description

换热器

技术领域

本发明涉及换热器，更具体地，本发明涉及如下的换热器：集管(header)在第1管和第2管相对的一侧形成有倾斜部，从而能够防止通过具备彼此不同的温度的第1流体及第2流体流动而产生的热应力所致的变形，能够增加接合面积来进一步提高耐久性。

背景技术

在一般情况下，换热器是设置在特定流路上而使在其内部循环的热交换介质吸收外部的热或将自身的热释放到外部来进行换热的装置。

这样的换热器根据使用目的和用途而各种各样地制作成将制冷剂用作热交换介质的冷凝器和蒸发器、并且将冷却水用作热交换介质的散热器和加热器芯、另外为了冷却在发动机及变速器等的内部流动的油而将油用作热交换介质的油冷却器等。

并且，近年来在汽车产业中，随着全世界对环境和能源的关注度升高，不断进行着用于改善燃料消耗率的研究，为了满足各种消费者的需求，不断进行着用于实现轻量化/小型化及高功能化的研发。

但是，在汽车中使用的换热器中，在将多个换热器单独制作而设置的情况下，不仅制造工序变多而导致生产性下降，而且材料的浪费严重而导致成本上升的同时难以确保用于安装各个换热器的空间。由此，为了解决这样的问题，开发使用着将多个换热器一体化而形成的各种技术。

作为与此相关的以往技术，公开了韩国公开专利(10-2007-0081635)的换热器，图1是示出以往的换热器的图。

如图所示，以往的换热器包括：多个第1管11，它们供第1流体流通；第1芯部10，其由介于上述第1管11之间的第1散热翅片12及分别结合到上述第1管11的两端的第1集管13构成；多个第2管21，它们供第2流体流通；第2芯部20，其由介于上述第2管21之间的第2散热翅片22及分别结合到上述第2管21的两端的第2集管23构成；单个箱体30，其同时结合到上下排列的上述第1芯部10、第2芯部20的第1集管12及第2集管22而形成供上述第1流体、第2流体流动的空间；挡板60，其在上述箱体30的内部设置成至少一个以上而使第1流体和第2流体分离。这样，以往的换热器用挡板60将单个箱体30的内部划分而能够将两种热交换介质同时冷却。

但是，此时换热器使温度不同的两种热交换介质在由挡板60划分的一个箱体的内部循环，因此通过由温度差导致的管21、22和箱体60的热膨胀差异而发生管及箱体的变形，由此可能发生热交换介质的泄漏。为了解决该问题，将彼此隔开而配置的一对挡板60设置在箱体30，在一对挡板60之间形成隔热缝隙31而阻断通过了箱体30的两种热交换介质的热传递，但仍然通过箱体30的连接部而形成热传递，由此存在可能仍然发生热交换介质的泄漏的问题。

现有技术文献

专利文献

KR10-2007-0081635A(2007.08.17)

发明内容

技术课题

本发明是为了解决如上述的问题而研发的，本发明的目的在于提供一种如下的换热器：集管在第1管和第2管相对的一侧形成有倾斜部，从而能够进一步提高集管的柔性，由此能够防止通过具备彼此不同的温度的第1流体及第2流体流动而产生的热应力所致的变形。

另外，本发明的目的在于提供一种如下的换热器：将位于第1管与第2管之间的第1曲面部及第2曲面部形成为包括在倾斜部形成区域，集管的第1接合部及第2接合部从上述管结合面部突出的深度相同，从而能够增加接合面积来进一步提高耐久性。

另外，本发明的目的在于提供一种如下的换热器：垫圈的连接部形成为与形成有倾斜部的第1安置槽部对应的形态，由此能够稳定地保持集管与箱体之间的气密性。

此外，本发明的目的在于提供一种如下的换热器：利用第1流体及第2流体的温度差大的高温冷却水及低温冷却水，能够稳定地进行换热，能够减少集管的变形来进一步提高耐久性。

解决课题的手段

为了达到如上述的目的，本发明的换热器1000的特征在于，其包括：多个第1管100，它们供第1流体流动并形成第1列；多个第2管200，它们供与上述第1流体温度不同的第2流体流动并形成第2列；以及第1集管箱301及第2集管箱302，它们是通过供上述第1管100及第2管200的两端插入固定的集管310和形成有划分第1列和第2列的挡板321的箱体320结合而成的，形成上述第1集管箱301及第2集管箱302的集管310中的一个或全部在宽度方向上与上述第1管100和第2管200相对的一侧接合的面积比在宽度方向上与上述第1管100及第2管200的外部两侧接合的面积大。

另外，特征在于，上述集管310包括：管结合面部311，其形成有供上述第1管100插入的第1管插入孔311a及供上述第2管200插入的第2管插入孔311b；第1安置槽部312，其沿着上述管结合面部311的周缘延伸而供上述箱体320的周缘安置；第2安置槽部313，上述挡板321沿着上述管结合面部311的第1管插入孔311a与第2管插入孔311b之间而安置在该第2安置槽部313；以及突出部314，其从上述第1安置部延伸而固定上述箱体320，上述第2安置槽部313形成有倾斜部315，该倾斜部315与形成有上述第1管插入孔311a的管结合面部311及形成有上述第2管插入孔311b的管结合面部311中的至少任一个倾斜地连接。

另外，特征在于，在上述换热器1000中，上述第1管100在宽度方向上的两侧包括第1曲面部110，并且上述第2管200在宽度方向上的两侧包括第2曲面部210，在上述倾斜部315形成区域设置有上述第1管100和第2管200相对的一侧的第1曲面部110或第2曲面部210。

另外，特征在于，上述换热器1000满足下面的[数学式1]。

[数学式1]

Tw×1.04〈2×{H315/sinθ+(Tw/2-H315/tanθ)}<Tw×1.06

(Tw：包括管材厚度的管宽度方向长度，

H315：倾斜部的高度

θ：倾斜部的倾斜角、管结合面部和倾斜部所形成的锐角)。

另外，特征在于，上述倾斜部315包括：第1倾斜部315a，其将上述第2安置槽部313与形成有第1管插入孔311a的管结合面部311倾斜地连接；以及第2倾斜部315b，其将上述第2安置槽部313与形成有第2管插入孔311b的管结合面部311倾斜地连接。

此外，特征在于，上述集管310分别形成有从上述管结合面部311沿着上述第1管插入孔311a及第2管插入孔311b的周缘垂直地延伸而与上述第1管100及第2管插入孔311b的外表面接合的第1接合部316及第2接合部317。

另外，特征在于，上述第1接合部316及第2接合部317从上述管结合面部311突出的深度相同。

另外，特征在于，上述换热器1000包括垫圈330，该垫圈330包括：周缘部331，其安置在上述集管310与箱体320之间的上述第1安置槽部312；以及连接部332，其连接上述周缘部331且安置在上述第2安置槽部313。

此外，特征在于，上述垫圈330为上述连接部332具备与上述第2安置槽部313的倾斜部315对应的倾斜面的形态。

另外，上述换热器1000包括：形成于上述第1集管箱301或第2集管箱302而使第1流体流入第1列的第1入口管410及使第1流体从第1列排出的第2出口管520；以及形成于上述第1集管箱301或第2集管箱302而使第2流体流入第2列的第2入口管510及使第2流体从第2列排出的第2出口管520。

另外，在上述换热器1000中，上述第1流体为高温冷却水，上述第2流体为低温冷却水。

发明效果

由此，本发明的换热器具有如下优点：集管在第1管和第2管相对的一侧形成有倾斜部，从而能够进一步提高集管的柔性，由此能够防止通过具备彼此不同的温度的第1流体及第2流体流动而产生的热应力所致的变形。

另外，本发明的换热器具有如下优点：位于第1管与第2管之间的第1曲面部及第2曲面部形成为包括在倾斜部形成区域，集管的第1接合部及第2接合部从上述管结合面部突出的深度相同，由此能够增加接合面积来进一步提高耐久性。

另外，本发明的换热器具有如下优点：垫圈的连接部形成为与形成有倾斜部的第1安置槽部对应的形态，从而能够稳定地保持集管与箱体之间的气密性。

此外，本发明的换热器具有如下优点：利用第1流体及第2流体的温度差大的高温冷却水及低温冷却水，能够稳定地进行换热，能够减少集管的变形来进一步提高耐久性。

附图说明

图1是示出以往的换热器的图。

图2及图3是本发明的换热器的立体图及分解立体图。

图4是示出本发明的换热器的第1集管箱及第2集管箱的图。

图5是示出本发明的换热器的第1管及第2管的图。

图6至图8是示出本发明的换热器的集管的立体图、AA'方向截面图、BB'方向截面图。

图9及图10是示出本发明的换热器的另一集管的立体图及CC'方向截面图。

附图标记说明

1000：换热器

100：第1管 110：第1曲面部

200：第2管 210：第2曲面部

301：第1集管箱

302：第2集管箱

310：集管

311：管结合面部

311a：第1管插入孔 311b：第2管插入孔

312：第1安置槽部 313：第2安置槽部

314：突出部

315：倾斜部

315a：第1倾斜部 315b：第2倾斜部

316：第1接合部 317：第2接合部

H1：第1高度(倾斜部形成区域)

H2：第2高度

320：箱体 321：挡板

330：垫圈

331：周缘部 332：连接部

410：第1入口管 420：第1出口管

510：第2入口管 520：第2出口管

600：翅片

Tw：包括管材厚度的管宽度方向长度，

H315：倾斜部的高度

θ：倾斜部的倾斜角、管结合面部和倾斜部所形成的锐角

L1：管结合面部所形成的基准线(集管的管所插入的侧面)

L2：倾斜部所形成的基准线(集管的管所插入的侧面)

具体实施方式

下面，参照附图，对具备如上述的结构的本发明的换热器1000进行详细说明。

图2及图3是本发明的换热器1000的立体图及分解立体图，图4是示出本发明的换热器1000的第1集管箱301及第2集管箱302的图，图5是示出本发明的换热器1000的第1管100及第2管200的图，图6至图8是示出本发明的换热器1000的集管310的立体图、AA'方向截面图、BB'方向截面图，图9及图10是示出本发明的换热器1000的另一集管310的立体图及CC'方向截面图。

本发明的换热器1000包括第1管100、第2管200、第1集管箱301及第2集管箱302。

上述第1管100作为供第1流体流动且形成第1列的部分，在长度方向上排列多个而构成。翅片600可介于上述第1管100之间。

另外，上述第1管100在宽度方向上的中央包括形成面的区域，在宽度方向上的两侧形成有曲面形态的第1曲面部110。

上述第2管200作为供第2流体流动，在空气流动方向即宽度方向上与上述第1管100相邻地设置而形成第2列的部分，空气依次通过上述第1列及第2列而进行热交换。此时，在长度方向上排列多个上述第2管200，翅片600可介于上述第2管200之间。另外，上述第2管200在宽度方向上的中央包括形成面的区域，在宽度方向上的两侧形成有曲面形态的第2曲面部210。

上述第1集管箱301及第2集管箱302各自通过集管310和箱体320的结合而形成。

上述集管310作为供上述第1管100及第2管200的两端插入固定的部分，形成有第1管插入孔311a及第2管插入孔311b，并形成有用于与上述箱体320固定的结构。更具体地，上述集管310包括管结合面部311、第1安置槽部312、第2安置槽部313、倾斜部315及突出部314。

上述管结合面部311是形成下述面的部分：在该面上形成有供上述第1管100插入的第1管插入孔311a及供上述第2管200插入的第2管插入孔311b。

上述第1安置槽部312沿着上述管结合面部311的周缘而延伸来以安置上述箱体320的周缘的方式向空气流动的一侧(第1集管箱301与第2集管箱302之间的区域)凹入而形成。

上述第2安置槽部313沿着上述第1管插入孔311a与第2管插入孔311b之间而以安置上述箱体320的挡板321的方式向空气流动的一侧凹入而形成。即，上述第1安置槽部312及第2安置槽部313是形成凹入的槽的部分，以将上述箱体320安置到集管310。

上述倾斜部315是从上述第2安置槽部313起与形成有第1管插入孔311a的管结合面部311及形成有上述第2管插入孔311b的管结合面部311中的一个倾斜地连接的部分。图3、图4、图6至图8表示上述倾斜部315包括将上述第2安置槽部313和形成有第1管插入孔311a的管结合面部311倾斜地连接的第1倾斜部315a及将上述第2安置槽部313和形成有第2管插入孔311b的管结合面部311倾斜地连接的第2倾斜部315b的例子，图9及图10表示将第2安置槽部313和形成有第1管插入孔311a的管结合面部311倾斜地连接的倾斜部315的例子。除了图中所图示的形态之外，本发明的换热器1000可以包括上述倾斜部315将上述第2安置槽部313和形成有第2管插入孔311b的管结合面部311倾斜地连接的形态。

此时，在形成有上述倾斜部315的区域优选设置有上述第1管100和上述第2管200相对的一侧的第1曲面部110或第2曲面部210。即，关于向第1管100侧形成的倾斜部315，在宽度方向上将管结合面部311和第2安置槽部313连接的倾斜部315形成区域的内部设置有上述第1管100和上述第2管200相对的一侧的第1曲面部110(图5中位于右侧的第1曲面部110)。

另外，关于向第2管200侧形成的倾斜部315，在宽度方向上将管结合面部311和第2安置槽部313连接的倾斜部315形成区域的内部设置有上述第1管100和第2管200相对的一侧的第2曲面部210(图6中位于左侧的第2曲面部210)。

由此，本发明的换热器1000在上述第1管100和第2管200相对的一侧与集管310接合的面积大于与上述第1管100及第2管200的外部两侧接合的面积而形成，由此提高集管310的柔性而防止集管310的破损。

此时，本发明的换热器1000满足下面的[数学式1]，从而获得随着形成倾斜部315而带来的优点即提高耐久性的效果，而且还能够进一步提高制造性。

[数学式1]

Tw×1.04〈2×{H315/sinθ+(Tw/2-H315/tanθ)}<Tw×1.06

(Tw：包括管材厚度的管宽度方向长度，

H315：倾斜部的高度

θ：倾斜部的倾斜角、管结合面部和倾斜部所形成的锐角)

此时，θ表示倾斜部315的倾斜角，图示于图7及图8。此时，将倾斜部的倾斜角θ定义为以管(第1管100、第2管200)所插入的一侧即图7及图8的上侧为基准，上述管结合面部311和倾斜部315所形成的锐角。此时，在上述管结合面部311及倾斜部315不直接相接的情况下，如上述图7所示，倾斜部的倾斜角θ与在将管结合面部311所形成的基准线L1及上述倾斜部315所形成的基准线L2延伸时两个基准线L1、L2相接的锐角相同。另外Tw表示管宽度方向的长度，其与管插入孔的内径相同。

另外，本发明的换热器1000在倾斜部315包括第1倾斜部315a及第2倾斜部315b的情况下，优选为第1倾斜部315a及第2倾斜部315b各自满足上述的数学式1。

另外，本发明的换热器1000优选使上述第1接合部316及第2接合部317从上述管结合面部311突出的深度相同，以在上述第1管100和第2管200相对的一侧能够进一步增加与集管310接合的面积。上述第1接合部316是沿着上述第1管插入孔311a的周缘而垂直地延伸来与第1管100的外表面接合的部分，上述第2接合部317是沿着上述第2管插入孔311b的周缘而垂直地延伸来与第2管200的外表面接合的部分。在本发明中，“上述第1接合部316及第2接合部317从上述管结合面部311突出的深度相同”是指，在宽度方向上第1接合部316及第2接合部317的端部形成与上述管结合面部311平行的面，随着形成上述倾斜部315，形成有倾斜部315的第1接合部316的第1高度H1比未形成有倾斜部315的区域的第1接合部316的第2高度H2长。另外，形成有倾斜部315的第2接合部317的高度比未形成有倾斜部315的区域的第2接合部317的高度长。由此，本发明的换热器1000具有如下优点：在第1管100及第2管200之间的区域增加接合面积，从而即便在第1流体及第2流体的温度差大而导致热应力的作用较大的情况下，也能够进一步提高耐久性。

另外，本发明的换热器1000在上述集管310与箱体320之间还可具备垫圈330。

上述垫圈330包括安置在上述第1安置槽部312的周缘部331和连接上述周缘部331且安置在上述第2安置槽部313的连接部332。上述垫圈330由弹性材质构成，设于上述集管310与箱体320之间而进一步提高气密性。

此时，上述垫圈330可以为具备圆形截面的形态，在上述第2安置槽部313形成有倾斜部315的情况下，以与其形态对应的方式形成。更具体地，上述倾斜部315在向上述第1管100及第2管200侧形成第1倾斜部315a及第2倾斜部315b的情况下，上述连接部332的截面可以为具备与上述第1倾斜部315a及第2倾斜部315b对应的倾斜面的形态，更具体地，可以为梯形形态。关于图4所示的垫圈330的连接部332的截面示出了随着上述倾斜部315从中央向两侧上部形成，上述梯形的长边位于上侧的例子，在上述倾斜部315从中央向两侧下部形成的情况下，上述连接部332为与图4所示的形态上下对称的形态。

在上述换热器1000中上述第1流体为高温冷却水，上述第2流体为低温冷却水，高温的冷却水可以先与空气换热而被冷却。此时，流入上述第1流体的第1入口管410形成于上述第1集管箱301或第2集管箱302，排出上述第1流体的第1出口管420形成于上述第1集管箱301或第2集管箱302。另外，流入上述第2流体的第2入口管510形成于上述第1集管箱301或第2集管箱302，排出上述第2流体的第2出口管520形成于上述第1集管箱301或第2集管箱302。上述第1入口管410、第1出口管420、第2入口管510及第2出口管520的形成位置除了图2所图示的形态之外，还可形成为更多样化的形态。

由此，本发明的换热器1000具有如下优点：利用第1流体及第2流体的温度差大的高温冷却水及低温冷却水，能够稳定地进行换热，能够减少集管310的变形来进一步提高耐久性。

本发明不限于上述的实施例，适用范围可以是各种各样，在不脱离权利要求书所请求的本发明的要旨的情况下，本领域技术人员可进行各种变形。

Claims

1.一种换热器，其特征在于，其包括：

多个第1管，它们供第1流体流动并形成第1列；

多个第2管，它们供与上述第1流体温度不同的第2流体流动并形成第2列；以及

第1集管箱及第2集管箱，它们是通过供上述第1管及第2管的两端插入固定的集管和形成有划分第1列和第2列的挡板的箱体结合而成的，

形成上述第1集管箱及第2集管箱的集管中的一个或全部在宽度方向上与上述第1管和第2管相对的一侧接合的面积比在宽度方向上与上述第1管及第2管的外部两侧接合的面积大。

2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，

上述集管包括：

管结合面部，其形成有供上述第1管插入的第1管插入孔及供上述第2管插入的第2管插入孔；

第1安置槽部，其沿着上述管结合面部的周缘延伸而供上述箱体的周缘安置；

第2安置槽部，上述挡板沿着上述管结合面部的第1管插入孔与第2管插入孔之间而安置在该第2安置槽部；以及

突出部，其从上述第1安置部延伸而固定上述箱体。

3.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，

上述第2安置槽部形成有倾斜部，该倾斜部与形成有上述第1管插入孔的管结合面部及形成有上述第2管插入孔的管结合面部中的至少任一个倾斜地连接。

4.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于，

在上述换热器中，

上述第1管在宽度方向上的两侧包括第1曲面部，并且上述第2管在宽度方向上的两侧包括第2曲面部，

在上述倾斜部形成区域设置有上述第1管和第2管相对的一侧的第1曲面部或第2曲面部。

5.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于，

上述换热器满足下面的[数学式1]，

[数学式1]

Tw×1.04〈2×{H315/sinθ+(Tw/2-H315/tanθ)}<Tw×1.06

其中，Tw：包括管材厚度的管宽度方向长度，

H315：倾斜部的高度，

θ：倾斜部的倾斜角、管结合面部和倾斜部所形成的锐角。

6.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于，

上述倾斜部包括：

第1倾斜部，其将上述第2安置槽部与形成有第1管插入孔的管结合面部倾斜地连接；以及

第2倾斜部，其将上述第2安置槽部与形成有第2管插入孔的管结合面部倾斜地连接。

7.根据权利要求4所述的换热器，其特征在于，

上述集管分别形成有从上述管结合面部沿着上述第1管插入孔及第2管插入孔的周缘垂直地延伸而与上述第1管及第2管插入孔的外表面接合的第1接合部及第2接合部。

8.根据权利要求7所述的换热器，其特征在于，

上述第1接合部及第2接合部从上述管结合面部突出的深度相同。

9.根据权利要求4所述的换热器，其特征在于，

上述换热器包括垫圈，该垫圈包括：周缘部，其安置在上述集管与箱体之间的上述第1安置槽部；以及连接部，其连接上述周缘部且安置在上述第2安置槽部。

10.根据权利要求9所述的换热器，其特征在于，

上述垫圈的上述连接部具备与上述第2安置槽部的倾斜部对应的倾斜面。

11.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，

上述换热器包括：

形成于上述第1集管箱或第2集管箱而使第1流体流入第1列的第1入口管及使第1流体从第1列排出的第2出口管；以及

形成于上述第1集管箱或第2集管箱而使第2流体流入第2列的第2入口管及使第2流体从第2列排出的第2出口管。

12.根据权利要求11所述的换热器，其特征在于，

在上述换热器中，上述第1流体为高温冷却水，上述第2流体为低温冷却水。