CN1940449A - 热交换器 - Google Patents

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Abstract

一种用作散热器芯子的热交换器，其具备：互相设置间隔而配置的1对集水箱，以宽度方向朝向通风方向的方式在集水箱的长度方向上设置间隔地配置在两集水箱之间、而且两端部与两集水箱相连接的多个扁平状热交换管7，和配置在相邻的热交换管彼此之间的波纹散热片8。将热交换管7的内部高度Ht设为0.7～1.2mm，将热交换管7的通风方向的宽度设为24～30mm，将波纹散热片8的散热片高度Hf设为5.5～8.5mm。用作散热器芯子时，其散热性能优异，并且可以防止通气阻力以及通水阻力的增大。

Description

热交换器
技术领域
本发明涉及适于用作例如组装在车辆的汽车空调中的散热器芯子的热交换器。在本说明书以及权利要求中所提及的“铝”这样的用语，除了纯铝以外，还包括铝合金。
背景技术
作为汽车空调中的散热器芯子，以往已知有下述所述的散热器芯子，该散热器芯子具备：由互相置以间隔地配置的1对集水箱；以宽度方向朝向通风方向的方式在集水箱的长度方向上置以间隔地配置在两集水箱之间、而且两端部与两集水箱相连接的多个扁平状热交换管；和由波顶部、波底部以及连接波顶部与波底部的平坦的连结部构成，并且被配置在相邻的热交换管彼此之间的波纹散热片；其中热交换管的管高(集水箱长度方向的厚度)为1.4～1.8mm，形成热交换管的铝条材的壁厚、即热交换管的管壁的壁厚为0.4mm，热交换管的内部高度(管高-壁厚)为0.6～1.0mm，波纹散热片的进深长度为21～32mm，波纹散热片的散热片高即波顶部与波底部的直线距离为2.5～不足5.0mm(参照日本发明专利第3459271号公报)。
但是，最近要求进一步提高散热器芯子的性能，但根据上述公报所记载的散热器芯子，散热性能虽然优异，但通气阻力以及通水阻力都较高，存在着无法满足所要求的整体性能的问题。
本发明者为了实现散热器芯子的性能因子即散热量、通气阻力以及通水阻力的最适当化，着眼热交换管的内部高度以及波纹散热片的散热片高，完成了本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种解决了上述问题的热交换器，在用作散热器芯子时，其散热性能优异，并且可以防止通气阻力以及通水阻力的增大。
为达成上述目的，本发明由以下的形态构成。
1)一种热交换器，该热交换器具备：互相置以间隔地配置的1对集水箱；以宽度方向朝向通风方向的方式在集水箱的长度方向上置以间隔地配置在两集水箱之间、且两端部与两集水箱相连接的多个扁平状热交换管；和由波顶部、波底部以及连接波顶部与波底部的平坦的连结部构成，并且被配置在相邻的热交换管彼此之间的波纹散热片，其中：
热交换管的内部高度为0.7～1.2mm，热交换管的通风方向的宽度为24～30mm，波纹散热片的散热片高即波顶部与波底部的直线距离为5.5～8.5mm。
2)如上述1)所述的热交换器，其特征在于，热交换管的内部高度为0.8～1.0mm。
3)如上述1)所述的热交换器，其特征在于，波纹散热片的散热片高即波顶部与波底部的直线距离为6.2～7.5mm。
4)如上述1)所述的热交换器，其特征在于：热交换管具备互相相对的1对平坦壁、跨设于两平坦壁的两侧缘之间的2个侧壁、和跨设于两平坦壁的宽度方向的中间部之间的1个加强壁，一方的平坦壁由1个第1平坦壁形成部构成，另一方的平坦壁由经由侧壁而与第1平坦壁形成部的两侧缘形成为一体、并且与侧壁相反侧的缘部相互对接的2个第2平坦壁形成部构成，加强壁由加强壁形成部形成，所述加强壁形成部是以分别向第1平坦壁形成部突出的方式与两第2平坦壁形成部的互相对接的缘部形成为一体，并且前端部与第1平坦壁形成部相接触的加强壁形成部，在加强壁形成部的前端上一体地形成有向两侧壁侧弯曲的弯曲部，并且该弯曲部被接合在第1平坦壁形成部上。
5)如上述4)所述的热交换器，其特征在于，热交换器的内部高度为第1平坦壁形成部内表面与第2平坦壁形成部内表面的直线距离。
上述1)～5)的热交换器被用作例如汽车空调的散热器芯子。
根据上述1)的热交换器，在用作汽车空调的散热器芯子时，散热性能优异，并可以防止通气阻力以及通水阻力的增大。
根据上述2)以及3)的热交换器，上述1)的效果进一步提高。
附图说明
图1是表示应用了本发明的热交换器的汽车空调用散热器芯子的整体结构的正视图。图2是图1的A-A线放大剖面图。图3是图1的B-B线放大剖面图。图4是表示散热量与通气阻力的比例(Q/DPa)以及散热量与通水阻力的比例(Q/DPw)、与热交换管的内部高度(Ht)的关系的图。图5是表示散热量与通气阻力的比例(Q/DPa)以及散热量与通水阻力的比例(Q/DPw)、与散热片高度(Hf)的关系的图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的优选的具体例进行说明。该具体例是将本发明的热交换器应用作汽车空调的散热器芯子的例子。
另外，在下面的说明中，以图1的上下、左右为上下、左右，以图1的纸面背侧(图2的上侧)为前，以与其相反一侧为后。
图1表示应用了本发明的热交换器的汽车空调用散热器芯子的整体结构，图2以及2图3表示其主要部分的结构。
在图1中，散热器芯子(1)具备：在上下方向上被置以间隔地配置、且在左右方向上较长的铝制上集水箱(2)以及下集水箱(3)，和设置在上下两集水箱(2)(3)间的热交换芯部(4)。
上下两集水箱(2)(3)的左端部比热交换芯部(4)向左方突出，分别在上集水箱(2)的向左方突出部上连接有出口管(5)，在下集水箱(3)的向左方突出部上连接有入口管(6)。
热交换芯部(4)被以宽度方向朝向前后方向(通风方向)的方式在左右方向上置以间隔地配置，并且具有：上下两端部与上下两集水箱(2)(3)相连接的多个铝制扁平状热交换管(7)；配置在相邻的热交换管(7)彼此之间以及左右两端的热交换管(7)的外侧、被钎焊在热交换管(7)上的铝制波纹散热片(8)；和配置在左右两端的波纹散热片(8)的外侧、被钎焊在波纹散热片(8)上的侧板(9)。热交换管(7)的上下两端部，以插入形成在上下两集水箱(2)(3)上的管插入孔(图示省略)中的状态被钎焊在两集水箱(2)(3)上。
如图2及图3所示，热交换管(7)是通过将至少在一面上具有钎料层的带状的铝钎焊片以钎料层漏出到外侧的方式弯曲成中空状并进行钎焊而形成的，其具备：互相相对的左右两壁(11)(12)(1对平坦壁)，跨设于左右两壁(11)(12)的前后两侧缘之间的前后两侧壁(13)(14)，和跨设于左右两壁(11)(12)的宽度方向的中间部之间的1个加强壁(15)。右壁(12)由1个右壁形成部(12A)形成，左壁(11)由2个左壁形成部(11A)(11B)形成，所述左壁形成部经由前后两侧壁(13)(14)而与右壁形成部(12A)的前后两侧缘形成为一体，并且与两侧壁(13)(14)相反一侧的缘部彼此对接。加强壁(15)由加强壁形成部(15A)形成，所述加强壁形成部以分别向右方突出的方式一体地形成在两左壁形成部(11A)(11B)的互相对接的缘部上，并且前端部与右壁形成部(12A)相接触并被钎焊在右壁形成部(12A)上。在加强壁形成部(15A)的前端(右端)上一体地形成有向前后两侧壁(13)(14)弯曲的弯曲部(15B)，并且该弯曲部(15B)被钎焊在右壁形成部(12A)上。
热交换管(7)的前后方向的宽度(Wt)为24～30mm，热交换管(7)的内部高度(Ht)、即不存在弯曲部(15B)的部分的左右两壁(11)(12)的内表面间的直线距离为0.7～1.2mm。热交换管(7)的内部高度(Ht)优选为0.8～1.0mm。进而，热交换管(7)的周壁的壁厚为0.1～0.4mm，例如设为0.2mm。热交换管(7)的周壁的壁厚是考虑制造上的制约与强度上的要求而确定的。
波纹散热片(8)使用在两面上具有钎料层的铝钎焊片而形成为波状，由波顶部(8a)、波底部(8b)以及连接波顶部(8a)与波底部(8b)的平坦的连结部(8c)构成，并在连结部(8c)上在前后方向上并列地形成有多个百叶片(16)。波纹散热片(8)的前后方向的宽度与热交换管(7)的前后方向的宽度相等。而且，波纹散热片(8)的波顶部(8a)以及波底部(8b)被钎焊在热交换管(7)以及侧板(9)上。
波纹散热片(8)的散热片高(Hf)即波顶部(8a)与波底部(8b)的直线距离为5.5～8.5mm，优选为0.8～1.0mm。另外，在将波纹散热片(8)的相邻的波顶部(8a)的间距设为(P)时，散热片间距(Pf)等于P/2，优选Pf＝0.8～3.0mm，例如设为1.5mm。另外，波纹散热片(8)的壁厚为0.02～0.1，例如设为0.06mm。波纹散热片(8)的散热片间距(Pf)以及壁厚是考虑制造上的制约、强度上的要求与通气阻力而确定的。
之所以将热交换管(7)的内部高度(Ht)设为0.7～1.2mm，是因为在进行计算机模拟计算的时候，得到了图4所示的结果。该计算机模拟计算，是通过将热交换芯部(4)的高度设为147mm，将热交换芯部(4)的左右方向的宽度设为245mm，将热交换管(7)的前后方向的宽度(Wt)设为27mm，将热交换管(7)的周壁的壁厚设为0.2mm，将波纹散热片(8)的散热片高(Hf)即波顶部(8a)与波底部(8b)的直线距离设为6.5mm，将波纹散热片(8)的散热片间距(Pf)即连结部(8c)的间距设为1.5mm，将波纹散热片(8)的壁厚设为0.06mm，并使热交换管(7)的内部高度(Ht)变化而进行的。
图4所示的图的纵轴表示散热量与通气阻力的比例(Q/DPa)以及散热量与通水阻力的比例(Q/DPw)。为了提高散热器芯子(1)的性能，必须使上述2个比例Q/DPa以及Q/DPw全部都增大，但为了减小通气阻力从而增大Q/DPa，必须减小热交换管(7)的内部高度(Ht)从而增大散热片高(Hf)，但这时通水阻力增大。另一方面，为了减小通水阻力从而增大Q/DPw，必须增大热交换管(7)的内部高度(Ht)从而减小散热片高(Hf)，但这时通气阻力增大。因而，根据图4所示的图表，将Q/DPa以及Q/DPw全部都成为优选的值的范围即0.7～1.2mm设为热交换管(7)的内部高度。另外，从图4所示的图表可知热交换管(7)的内部高度更优选为0.8～1.0mm。另外，之所以将热交换管(7)的内部高度(Ht)的下限设为0.7mm，制造困难也是较大的原因。
之所以将波纹散热片(8)的散热片高(Hf)设为5.5～8.5mm，是因为在进行计算机模拟计算的时候，得到了图4所示的结果。该计算机模拟计算，是通过将热交换芯部(4)的高度设为147mm，将热交换芯部(4)的左右方向的宽度设为245mm，将热交换管(7)的前后方向的宽度(Wt)设为27mm，将热交换管(7)的内部高度(Ht)设为0.9mm，将热交换管(7)的周壁的壁厚设为0.2mm，将波纹散热片(8)的散热片间距(Pf)即连结部(8c)的间距设为1.5mm，将波纹散热片(8)的壁厚设为0.06mm，并使波纹散热片(8)的散热片高(Hf)变化而进行的。
图5所示的图的纵轴表示散热量与通气阻力的比例(Q/DPa)以及散热量与通水阻力的比例(Q/DPw)。为了提高散热器芯子(1)的性能，必须使上述2个比例Q/DPa以及Q/DPw全部都增大，但为了减小通气阻力从而增大Q/DPa，必须增大散热片高(Hf)从而减小热交换管(7)的内部高度(Ht)，但此时通水阻力增大。另一方面，为了减小通水阻力从而增大Q/DPw，必须减小散热片高(Hf)从而增大热交换管(7)的内部高度(Ht)，但此时通气阻力增大。因而，根据图5所示的图表，将Q/DPa以及Q/DPw全部都成为优选的值的范围即5.5～8.5mm设为波纹散热片(8)的散热片高(Hf)。另外，从图5所示的图表可知波纹散热片(8)的散热片高(Hf)更优选为6.2～7.5mm。
在上述的散热器芯子(1)中，高温的发动机冷却水从发动机通过入口管(6)从而被送入下集水箱(3)内。流入下集水箱(3)内的高温的发动机冷却水分流从而流入热交换管(7)内，并在热交换管(7)内向上方流动从而进入上集水箱(2)内。流入上集水箱(2)内的高温的发动机冷却水通过出口管(5)从而返回发动机。另外，高温的发动机冷却水，有时从发动机送入散热器芯子(1)以及散热器，有时从发动机仅送入散热器。

Claims (5)

1.一种热交换器，该热交换器具备：互相置以间隔地配置的1对集水箱；以宽度方向朝向通风方向的方式在集水箱的长度方向上置以间隔地配置在两集水箱之间、且两端部与两集水箱相连接的多个扁平状热交换管；和由波顶部、波底部以及连接波顶部与波底部的平坦的连结部构成，且被配置在相邻的热交换管彼此之间的波纹散热片；其中：
热交换管的内部高度为0.7～1.2mm，热交换管的通风方向的宽度为24～30mm，波纹散热片的散热片高即波顶部与波底部的直线距离为5.5～8.5mm。
2.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，热交换管的内部高度为0.8～1.0mm。
3.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，波纹散热片的散热片高即波顶部与波底部的直线距离为6.2～7.5mm。
4.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于：热交换管具备互相相对的1对平坦壁、跨设于两平坦壁的两侧缘之间的2个侧壁、和跨设于两平坦壁的宽度方向的中间部之间的1个加强壁，一方的平坦壁由1个第1平坦壁形成部构成，另一方的平坦壁由经由侧壁而与第1平坦壁形成部的两侧缘形成为一体、并且与侧壁相反侧的缘部被彼此对接的2个第2平坦壁形成部构成，加强壁由以分别向第1平坦壁形成部突出的方式一体地形成在两第2平坦壁形成部的互相对接的缘部上、并且前端部与第1平坦壁形成部相接触的加强壁形成部构成，在加强壁形成部的前端上一体地形成有向两侧壁侧弯曲的弯曲部，并且该弯曲部被接合在第1平坦壁形成部上。
5.如权利要求4所述的热交换器，其特征在于，热交换器的内部高度为第1平坦壁形成部内表面与第2平坦壁形成部内表面的直线距离。
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