CN1711457A - 热塑性热交换器 - Google Patents

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CN1711457A CNA2003801034984A CN200380103498A CN1711457A CN 1711457 A CN1711457 A CN 1711457A CN A2003801034984 A CNA2003801034984 A CN A2003801034984A CN 200380103498 A CN200380103498 A CN 200380103498A CN 1711457 A CN1711457 A CN 1711457A
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Abstract

本发明涉及一种热交换器，它至少包括由热塑性塑料制成的扁平基体(1)，和施加于该基体(1)上的由热塑性塑料制成的箔(3)，以及用于输入和导出传热介质的入口嘴(4)和出口嘴(9)，两个模制件(1，3)中的至少一个还可具有曲折的流道(7，8)，其在箔(3)和基体(1)的复合体中形成用于导通传热介质的通道(6)。

Description

热塑性热交换器
本发明涉及一种基于扁平基体和箔的热交换器，其中两个模制件中的至少一个还可具有曲折的流道，该流道在两个模制件构成的复合体中构成闭合的通道，其中流动有传热介质。
由热塑性塑料替代金属构成热交换器，除造型上具有很大的灵活性外还提供了抗腐蚀性能。该塑料热交换器的另一些优点在于可减轻重量，并具有减震功能，因此优选在汽车制造业大受欢迎。
由于塑料具有差的导热性，因此塑料热交换器具有大的热交换面积，例如呈管形或者板形，和/或所述交换面的材料厚度比较薄。
本发明的目的是提供一种构造简单的热交换器，其制造成本低于普通的构造形式的热交换器。此外由于可用的结构空间日益复杂，因此本发明的目的要将热交换器整合到现有的塑料构件中，例如机动车的空气过滤器腔中，吸气组件中，阀盖中，冷却组件中，油箱中，或者例如在外壳，印刷电路板等数据装置技术中，或者在通风技术中。本发明的另一个目的是可应用热交换器以将热量从局部发热中心导出，例如从电子线路内、电机传动装置内、燃料电池传动装置内等导出热量。
本发明提供一种热交换器，其至少包括一个由热塑性塑料制成的特别扁的基体和施加于该基体上的由热塑性塑料制成的箔，以及用于输入和导出传热介质的入口嘴和出口嘴，其中在基体底面和/或顶面和/或箔上至少具有一个流道，其在箔的基体构成的复合体中形成用于导通传热介质的通道。
此结构形式的优点在于，与为此所特别应用的制造方法(热塑性塑料的喷铸、热塑性箔的深拉和激光焊接)相组合可使热交换器具有可能的几何自由度及造型。
在一个优选的实施方案中，该通道在基体的顶面和/或底面上呈曲折流动。
同样在一个优选的实施方案中，尤其在应用液态介质时的横截面积为1-200mm2，在流动有气态介质时为1-500mm2。
在另一个优选实施方案中，所述热塑性塑料的厚度为0.05-1.5mm。
制造热交换器的热塑性塑料优选使用：聚酰胺，例如聚酰胺6.6或聚酰胺6，聚碳酸酯(PC)，聚亚烷基对苯二酸酯，尤其是聚对苯二酸丁二醇酯(PBT)，丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物(ABS)，聚乙烯(PE)，聚丙稀(PP)，聚四氟乙烯(PTFE)，热塑性聚氨酯(TPU)，聚偏1，1-二氟乙烯(PVDF)或者热塑性弹性体(TPE)，可单独使用或者是以其混合物使用。
为了输入和导出传热介质，在基体上一体地形成入口嘴和出口嘴。
一个特别优选的实施方案为热交换器与机动车模制件例如机动车发动机的集气室组合，其以壳形工艺(Schalentechnik)由热塑性塑料(PA66)制造。在模制件的内侧形成相应的曲折的通道段。以有利于流动形成的薄膜采用激光焊进行焊接。热交换器的接口在模制件的外侧一起形成。由此产生在进气管的空气收集器中一体化的热交换器，该热交换器与进气管的有利于流动的立体成形适配。在这种情况下，由于发动机吸取的冷空气在热交换器上表面快速掠过，因而产生特别好的冷却效率。从而由此所得的冷却效率可用于冷却发动机电子部件(电子部件的外壳设置有相同部分)。
这些实例体现了本发明的特别的优点。由于采用单一的箔和已有部件(集气室)的巧秒成形，因此可在特别小的结构空间制备高效热交换器。
同样本发明还提供一种制备热交换器的方法，首先用公知的喷铸法形成基体，任选地带有流道，并且真空成箔，任选地施加流道，接下来将基体和箔叠在一起以构成通道，通过激光焊接相互结合在一起。
本发明下面将根据图1和图2更详细的解释实施例，其中图1是图2中本发明热交换器沿AA线的部分横截面图，图2是沿对角线横切的该热交换器特殊实施方案的透视图。
实施例
热交换器的扁平基体1在其顶面和底面具有横截面为半圆形的曲折流道7，7’(图2)，以及用于传热介质的进入和导出的入口嘴4和出口嘴9。顶面和底面的曲折流道7，7’在交叉点10处经基体1中的开口连接。由此基体1的顶面和底面上的传热介质能够流动。所述基体1可以喷铸成型。在基体1的顶面和底面上通过激光焊5形成厚度为0.4mm的真空成型的箔3或3’(图1)，同样的，该箔具有横截面为半圆形的曲折流道8或8’。基体1和箔3，3’都由聚酰胺6.6制成。
箔的流道8，8’与基体的流道7，7’形成配合件，从而通过焊接可将两个上下叠置的流道7，8或者7’，8’形成闭合的通道6，由此导热介质可在其中流动。
通道6的横截面约为20mm。该热交换器用于机动车的发动机区，并且流动有按1∶1比例混合的水和乙二醇混合物作为传热介质。本实施例中这种情况的容积L×B×H约为150×100×15mm。

Claims (7)

1.一种热交换器，它至少包括由热塑性塑料制成的特别扁平的基体(1)，和施加于该基体(1)上的由热塑性塑料制成的箔(3，3’)，以及用于输入和导出传热介质的入口嘴(4)和出口嘴(9)，其中在基体(1)的底面和/或顶面和/或箔(3，3’)上至少有流道(7；8)，其在基体(1)和箔(3，3’)构成的复合体中，形成用于导通传热介质的通道(6)。
2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，该通道(6)的横截面面积为1-500mm2，最好为1-200mm2。
3.根据权利要求1或2所述的热交换器，其特征在于，该热塑性塑料箔(3，3’)的厚度为0.05-1.5mm。
4.根据权利要求1-3之一所述的热交换器，其特征在于，基体(1)和箔(3，3’)的热塑性塑料独自各为：聚酰胺或聚酰胺6，聚碳酸酯(PC)，聚亚烷基对苯二酸酯，尤其是聚对苯二酸丁二醇酯(PBT)，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)，聚乙烯(PE)，聚丙稀(PP)，聚四氟乙烯(PTFE)，热塑性聚氨酯(TPU)，聚偏1，1-二氟乙烯(PVDF)或者热塑性弹性体(TPE)，或者是它们的混合物。
5.根据权利要求1-4之一所述的热交换器，其特征在于，入口嘴(4)和出口嘴(9)与基体(1)整体成型。
6.根据权利要求1-5之一所述的热交换器，其特征在于，基体(1)和箔(3，3’)通过激光焊接连接在一起。
7.一种用于制造权利要求1-6之一的热交换器的方法，其特征在于首先用喷铸法形成基体(1)，任选地带有流道(7，7’)，并且真空成箔(3，3’)，任选地施加流道(8，8’)，接下来将基体(1)和箔(3，3’)叠在一起以构成通道(6)，通过激光焊接相互结合在一起。
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