CN1991286A - 热交换器 - Google Patents
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Abstract
一种热交换器,具有:1对集水箱(2)、(3);在两集水箱(2)、(3)之间、在集水箱(2)、(3)的长度方向上留有间隔地配置、且两端部与两集水箱(2)、(3)相连接的多个扁平状热交换管(7);和由波纹顶部(8a)、波纹底部(8b)以及连结波纹顶部(8a)与波纹底部(8b)的连结部(8c)构成、且配置在相邻的热交换管(7)彼此之间的波纹散热片(8)。在波纹散热片(8)的连结部(8c)上,在连结部(8c)的长度方向上并列地形成有在连结部(8c)的宽度方向上延伸的多个百叶板(16)。波纹散热片(8)的相邻的百叶板(16)之间的百叶板间距(P1)为0.4~0.8mm。波纹散热片(8)的百叶板(16)的相对于连结部(8c)的倾斜角度(X)为20~30度。在将该热交换器用作加热器芯子时,其散热性能优异,并且可以防止通气阻力的增大。
Description
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加热器芯子的热交换器。在本说明书以及权利要求书中,所谓“铝”这样的用语,除了纯铝以外还包括铝合金。
背景技术
汽车空调用的加热器芯子,是使用发动机冷却用的热水来使车厢内采暖的热交换器,但是近年来由于因发动机的高性能化带来的发热量的减少,以及散热器的高性能化,因此热水的温度下降。因此,为了满足车厢内的采暖能力,必须使加热器芯子进一步高性能化。
作为汽车空调用的加热器芯子,以往已知有一种下述的热交换器。该热交换器,具有:互相留有间隔地配置的1对集水箱;在两集水箱之间、以宽度方向朝向通风方向的方式在集水箱的长度方向上留有间隔地配置、且两端部与两集水箱相连接的多个扁平状热交换管;和由波纹顶部、波纹底部以及连结波纹顶部与波纹底部的平坦的连结部构成、且配置在相邻的热交换管彼此之间的波纹散热片;并且,在波纹散热片的连结部上,在连结部的长度方向上并列地形成有在连结部的宽度方向上延伸的多个百叶板,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-管壁厚)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、即波纹顶部与波纹底部的直线距离为2.5~不到5.0mm(参照日本专利第3459271号公报(日文原文的权利要求1、第0012段、第0017段))。
在上述公报所记载的加热器芯子中,通过将热交换管的管高、热交换管的管壁的壁厚、热交换管的内部高度、波纹散热片的进深长度以及波纹散热片的散热片高设定在一定的范围内,谋求高性能化。
与此相对,本发明者为了谋求加热器芯子的性能因子、即散热量以及通气阻力的最优化,着眼于形成在波纹散热片的连结部上的相邻的百叶板之间的百叶板间距以及百叶板的相对于连结部的倾斜角度,完成了本发明。
发明内容
本发明的目的在于,解决上述问题,提供一种在用作加热器芯子时散热性能优异,并且可以防止通气阻力的增大的的热交换器。
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,该热交换器具有:互相留有间隔地配置的1对集水箱,在两集水箱之间、以宽度方向朝向通风方向的方式在集水箱的长度方向上留有间隔地配置、且两端部与两集水箱相连接的多个扁平状热交换管,和由波纹顶部、波纹底部以及连结波纹顶部与波纹底部的连结部构成、且配置在相邻的热交换管彼此之间的波纹散热片;并且在波纹散热片的连结部上,在连结部的长度方向上并列地形成有在连结部的宽度方向上延伸的多个百叶板,其中,
形成在波纹散热片的连结部上的相邻的百叶板之间的百叶板间距为0.4~0.8mm。
2)如上述1)所述的热交换器,其特征在于,形成在波纹散热片的连结部上的百叶板的相对于连结部的倾斜角度为20~30度。
3)如上述1)所述的热交换器,其特征在于:波纹散热片的波纹顶部以及波纹底部的截面为半圆形,并且在将波纹顶部以及波纹底部的截面的曲率半径设为R,将波纹散热片的散热片高、即波纹顶部与波纹底部的直线距离设为Hf,将百叶板的长度设为D时,满足Hf=D+2R。
4)如上述1)所述的热交换器,其特征在于,热交换管的通风方向的宽度为24~30mm。
根据上述1)以及2)的热交换器,在用作汽车空调的加热器芯子时,散热性能优异,并可以防止通气阻力的增大。
根据上述3)以及4)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加热器芯子的整体结构的主视图。
图2是图1的A-A线放大剖面图。
图3是图2的B-B线放大剖面图。
图4是图3的C-C线放大剖面图。
图5是表示散热量以及通气阻力与波纹散热片的百叶板间距之间的关系的图表。
图6是表示散热量以及通气阻力与波纹散热片的百叶板的相对于连结部的倾斜角度之间的关系的图表。
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加热器芯子的例子。
另外,在下面的说明中,将图1的上下、左右设为上下、左右,将图1的纸面背侧(图2的上侧)设为前,将与其相反一侧设为后。
图1表示应用了本发明的热交换器的汽车空调用加热器芯子的整体结构,图2以及图3表示其主要部分的结构。
在图1中,加热器芯子1包括:在上下方向上留有间隔地配置、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的左方突出部上连接有出口管5,在下集水箱3的左方突出部上连接有入口管6。
热交换芯部4包括:以宽度方向朝向前后方向(通风方向)的方式在左右方向上留有间隔地配置、且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、并被钎焊在热交换管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、并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,以被插入到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所示,热交换管7是通过将至少在单面上具有钎料层的带状的铝钎焊片以钎料层露在外侧的方式弯曲成中空状并进行钎焊而形成的,其包括:互相相对的左右两壁11、12(1对平坦壁),横跨左右两壁11、12的前后两侧缘之间的前后两侧壁13、14,和横跨左右两壁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2个左壁形成部11A、11B经由前后两侧壁13、14而被一体地形成在右壁形成部12A的前后两侧缘上,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15A是被一体地形成在两左壁形成部11A、11B的互相对接的缘部上以使得分别向右方突出,且前端部与右壁形成部12A相触接并被钎焊在右壁形成部12A上的加强壁形成部。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。
优选热交换管7的前后方向的宽度Wt为24~30mm,且热交换管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。另外,在热交换管7的前后方向的宽度Wt为24~30mm时,热交换管7的内部高度Ht优选为0.8~1.0mm。另外优选热交换管7的前后方向的宽度Wt为18~24mm,且热交换管7的内部高度Ht为1.2~1.7mm。另外,在热交换管7的前后方向的宽度Wt为18~24mm时,热交换管7的内部高度Ht优选为1.3~1.5mm。进而,在热交换管7的前后方向的宽度Wt以及内部高度Ht为上述任意的情况时,热交换管7的周壁的壁厚都优选为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。
如图3以及图4所示,波纹散热片8是使用在两面上具有钎料层的铝钎焊片形成为波纹状而成的,由截面半圆形的波纹顶部8a、截面半圆形的波纹底部8b以及连结波纹顶部8a与波纹底部8b的平坦的水平状连结部8c构成,并且在连结部8c上,在前后方向(连结部8c的长度方向)上并列地形成有在左右方向(连结部8c的宽度方向)上延伸的多个百叶板16。波纹顶部8a以及波纹底部8b的截面的曲率半径相等。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的波纹顶部8a以及波纹底部8b被钎焊在热交换管7以及侧板9上。
形成在波纹散热片8的连结部8c上的相邻的百叶板16之间的百叶板间距P1为0.4~0.8mm,形成在波纹散热片8的连结部8c上的百叶板16的相对于连结部8c、即水平面的倾斜角度X为20~30度。另外,在将波纹顶部8a以及波纹底部8b的截面的曲率半径设为R,将波纹顶部8a与波纹底部8b的直线距离、即波纹散热片8的散热片高设为Hf(mm),将百叶板16的长度设为D(mm)时,优选满足Hf=D+2R。另外,在将相邻的波纹顶部8a的间距以及相邻的波纹底部8b的间距设为P2(mm)时,R=P2×1/4。另外,波纹散热片8的壁厚优选为0.02~0.1mm,例如设为0.06mm。波纹散热片8的相邻的波纹顶部8a以及相邻的波纹底部8b的间距P2、以及波纹散热片8的壁厚,是考虑制造上的制约、强度上的要求与通气阻力而确定的。
之所以将形成在波纹散热片8的连结部8c上的相邻的百叶板16之间的百叶板间距P1设为0.4~0.8mm,是因为在进行计算机模拟计算的时候,得到了图5所示的结果。该计算机模拟计算,是将热交换芯部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的相邻的波纹顶部8a的间距P2设为1.5mm,将百叶板16的长度D设为5.25mm,将波纹散热片8的散热片高Hf设为6mm,将波纹散热片8的壁厚设为0.06mm,使百叶板间距P1变化而进行的。
图5所示的图表的纵轴表示散热量以及通气阻力。于是,根据图5所示的图表,将散热量以及通气阻力均成为优选值的范围、即0.4~0.8mm设为波纹散热片8的百叶板间距P1。
之所以将波纹散热片8的百叶板16的相对于连结部8c的倾斜角度X设为20~30度,是因为在进行计算机模拟计算的时候,得到了图6所示的结果。该计算机模拟计算,是将热交换芯部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的相邻接的波纹顶部8a的间距P2设为1.5mm,将百叶板16的长度D设为5.25mm,将波纹散热片8的散热片高Hf设为6mm,将波纹散热片8的壁厚设为0.06mm,使百叶板16的倾斜角度X变化而进行的。
图6所示的图表的纵轴表示散热量以及通气阻力。于是,根据图6所示的图表,将散热量以及通气阻力均成为优选值的范围、即20~30度设为波纹散热片8的百叶板16的相对于连结部8c的倾斜角度X。
在上述的加热器芯子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返回发动机。另外,高温的发动机冷却水,有时被从发动机送入加热器芯子1以及散热器,或者有时从发动机仅送入散热器。
Claims (4)
1.一种热交换器,该热交换器具有:互相留有间隔地配置的1对集水箱;在两集水箱之间以宽度方向朝向通风方向的方式在集水箱的长度方向上留有间隔地配置、且两端部与两集水箱相连接的多个扁平状热交换管;和由波纹顶部、波纹底部以及连结波纹顶部与波纹底部的连结部构成、且被配置在相邻的热交换管彼此之间的波纹散热片;并且在波纹散热片的连结部上,在连结部的长度方向上并列地形成有在连结部的宽度方向上延伸的多个百叶板,其中,
形成在波纹散热片的连结部上的相邻的百叶板之间的百叶板间距为0.4~0.8mm。
2.如权利要求1所述的热交换器,其中,形成在波纹散热片的连结部上的百叶板的相对于连结部的倾斜角度为20~30度。
3.如权利要求1所述的热交换器,其中,波纹散热片的波纹顶部以及波纹底部为截面半圆形,在将波纹顶部以及波纹底部的截面的曲率半径设为R,将波纹散热片的散热片高、即波纹顶部与波纹底部的直线距离设为Hf,将百叶板的长度设为D时,满足Hf=D+2R。
4.如权利要求1所述的热交换器,其中,热交换管的通风方向的宽度为24~30mm。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20070704 |