CN1940450A - 热交换器 - Google Patents

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CN1940450A CNA2006101393874A CN200610139387A CN1940450A CN 1940450 A CN1940450 A CN 1940450A CN A2006101393874 A CNA2006101393874 A CN A2006101393874A CN 200610139387 A CN200610139387 A CN 200610139387A CN 1940450 A CN1940450 A CN 1940450A
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Abstract

作为散热器芯子所使用的热交换器，具备：相互隔开间隔而配置的1对散热器集水箱，在两个散热器集水箱之间，以宽方向朝向通风方向的方式沿着散热器集水箱的长度方向隔开间隔而配置的，且两端部连接在两个散热器集水箱上的多个扁平状热交换管7，和配置在相邻的热交换管7彼此之间的波纹状散热片8。将热交换管7的内部高度Ht设为1.2～1.7mm，将热交换管7的通风方向的宽设为18～24mm，将波纹状散热片8的散热片高度Hf设为4.0～6.5mm。在将该热交换器作为散热器芯子使用时，散热性能良好，同时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
本发明涉及例如作为组装到车辆的汽车空调上的散热器芯子而很好地使用的热交换器。在本说明书以及权利要求的范围内，所提及的“铝”这样的用语，除了纯铝之外还包括铝合金。
背景技术
作为汽车空调用的散热器芯子，以往，已知有一种如下所述的散热器芯子，该散热器芯子具备：相互隔着间隔而配置的1对散热器集水箱；在两散热器集水箱之间，以宽方向朝向通风方向的方式沿着散热器集水箱的长度方向隔着间隔地配置的，且两端部连接在两散热器集水箱上的多个扁平状热交换管；以及由波顶部、波底部以及连结波顶部和波底部的平坦的连结部构成，且被配置在相邻的热交换管相互之间的波纹状散热片；其中热交换管的管高度(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(管高度-管壁壁厚)为0.6～1.0mm，波纹状散热片的纵深长度为21～32mm，作为波纹状散热片的高度的波顶部和波底部的直线距离小于2.5～不足5.0mm(参照日本发明专利第3459271号公报)。
可是，最近要求散热器芯子的性能的进一步的提高，根据上述公报记载的散热器芯子，虽然散热性能良好，但通气阻力以及通水阻力(通路阻力)变高，存在不能满足作为整体的要求性能的问题。
于是，本发明者们为了谋求作为散热器芯子的性能因子的散热量、通气阻力以及通水阻力的最优化，着眼于热交换管的内部高度以及波纹状散热片的散热片高度，直至完成了本发明。
发明内容
该发明的目的在于解决上述问题，提供一种在作为散热器芯子使用时，散热性能良好，同时可以防止通气阻力以及通水阻力的增大的热交换器。
本发明为了达成上述目的，具备以下的样态。
1)一种热交换器，该热交换器具备：相互隔开间隔而配置的1对散热器集水箱；在两散热器集水箱之间，以宽方向朝向通风方向的方式沿着散热器集水箱的长度方向隔开间隔而配置，且两端部连接在两个散热器集水箱上的多个扁平状热交换管；和由波顶部、波底部以及连结波顶部和波底部的平坦的连结部构成，且被配置在相邻的热交换管之间的波纹状散热片；其中：热交换管的内部高度为1.2～1.7mm，热交换管的通风方向的宽为18～24mm，作为波纹状散热片的散热片高度的波顶部和波底部的直线距离为4.0～7.5mm。
2)如1)所述的热交换器，其中，热交换管的内部高度是1.3～1.5mm。
3)如1)所述的热交换器，其中，作为波纹状散热片的散热片高度的波顶部和波底部的直线距离是5.0～6.5mm。
4)如1)所述的热交换器，其中，热交换管具备彼此相对的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一体地形成在第1平坦壁形成部的两侧缘上，且与侧壁相反侧的缘部被相互对接的2个第2平坦壁形成部构成；加强壁由以分别向第1平坦壁形成部侧突出的方式一体地形成在两个第2平坦壁形成部的相互对接的缘部上，且前端部触接在第1平坦壁形成部上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，同时该弯曲部被接合在第1平坦壁形成部上。
5)如4)所述的热交换器，其中，热交换管的内部高度，是第1平坦壁形成部内面和第2平坦壁形成部内面的直线距离。
上述热交换器例如作为汽车空调的散热器芯子使用。
根据上述1)的热交换器，在作为汽车空调的散热器芯子使用时，散热性能良好，同时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，进一步提高上述1)的效果。
附图说明
图1是展示适用了该发明的热交换器的汽车空调用散热器芯子(1)的整体构成的正视图。
图2是图1的A-A线放大剖面图。
图3是图2的B-B线剖面图。
图4是展示散热量和通气阻力的比率(Q/DPa)以及散热量和通水阻力的比率(Q/DPw)，和热交换管的内部高度(Ht)的关系的曲线图。
图5是展示散热量和通气阻力的比率(Q/DPa)以及散热量和通水阻力的比率(Q/DPw)，和散热片高度(Hf)的关系的曲线图。
具体实施方式
以下，参照附图说明该发明的实施形态。该实施形态是将该发明的热交换器适用于汽车空调的散热器芯子的实施形态。
再者，在以下的说明中，以图1的上下、左右为所说的上下、左右，以图1的纸面背侧(图2的上侧)为所说的前，以其相反侧为所说的后。
图1展示了应用了该发明的热交换器的汽车空调用散热器芯子的整体构成，图2以及图3展示了要部的构成。
在图1中，散热器芯子(1)，具备沿着上下方向隔着间隔而配置、并且沿着左右方向较长的铝制的上散热器集水箱(2)以及下散热器集水箱(3)，和设在上下两散热器集水箱(2)(3)之间的热交换芯子部(4)。
上下两散热器集水箱(2)(3)的左端部比热交换芯子部(4)更向左方突出，在上散热器集水箱(2)的左方突出部上和下散热器集水箱(3)的左方突出部上分别连接有出口管(5)和入口管(6)。
热交换芯子部(4)具备：以宽方向朝向前后方向(通风方向)的方式沿着左右方向隔着间隔而配置，且上下两端部连接在上下两个散热器集水箱(2)(3)上的多个铝制扁平状热交换管(7)；配置在相邻的热交换管(7)相互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)上的铝制波纹状散热片(8)，和配置在左右两端的波纹状散热片(8)的外侧并被钎焊在波纹状散热片(8)上的侧板(9)。热交换管(7)的上下两端部，以***到形成在上下两散热器集水箱(2)(3)上的管***孔(图示略)内的状态被钎焊在两散热器集水箱(2)(3)上。
如图2以及图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，以钎料层朝向外侧的方式弯曲成中空状，然后进行钎焊而形成的，具备彼此相对的左右两壁(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)的宽方向的中央部之间的1个加强壁(15)。右壁(12)由1个右壁形成部(12A)构成，左壁(11)由经由前后两侧壁(13)(14)而一体地形成在右壁形成部(12A)的前后两侧缘上，并且与侧壁(13)(14)相反侧的缘部相互对接的2个左壁形成部(11A)(11B)构成。加强壁(15)由以分别向右方突出的方式一体地形成在两个左壁形成部(11A)(11B)的相互对接的缘部上、且前端部触接在右壁形成部(12A)上而被钎焊在右壁形成部(12A)上的加强壁形成部(15A)构成。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)侧弯曲的弯曲部(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(Wt)是18～24mm，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)的内面间的直线距离是1.2～1.7mm。热交换管(7)的内部高度(Ht)优选1.3～1.5mm。进而，热交换管(7)的周壁的壁厚设为0.1～0.4mm，例如设为0.2mm。热交换管(7)的周壁的壁厚考虑制造上的制约和强度上的要求而决定。
波纹状散热片(8)是用两面上具有钎料层的铝钎焊片形成为波纹状的部件，具备波顶部(8a)、波底部(8b)以及连结波顶部(8a)和波底部(8b)的平坦的水平状连结部(8c)，在连结部(8c)上沿着前后方向并列地形成有多个百叶片(16)。波纹状散热片(8)的前后方向的宽与热交换管(7)的前后方向的宽相等。并且，波纹状散热片(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。
作为波纹状散热片(8)的散热片高度(Hf)的波顶部(8a)和波底部(8b)的直线距离是4.0～7.5mm，优选5.0～6.5mm。另外，在将波纹状散热片(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，例如是1.5mm。另外，波纹状散热片(8)的壁厚是0.02～0.1mm，例如设为0.06mm。波纹状散热片(8)的散热片间距(Pf)以及壁厚考虑制造上的制约、强度上的要求和通气阻力而决定。
之所以将热交换管(7)的内部高度(Ht)设为1.2～1.7mm，是因为在进行计算机模拟计算之后，得到了如图4所示的结果。该计算机模拟计算，是通过将热交换芯子部(4)的高度设为140mm，将热交换芯子部(4)的左右方向的宽设为145mm，将热交换管(7)的前后方向的宽(Wt)设为21mm，将热交换管(7)的周壁的壁厚设为0.2mm，将作为波纹状散热片(8)的散热片高度(Hf)的波顶部(8a)和波底部(8b)的直线距离设为5.7mm，将作为波纹状散热片(8)的散热片间距(Pf)的连结部(8c)的间距设为1.5mm，将波纹状散热片(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所示的曲线图的纵轴表示散热量和通气阻力的比率(Q/DPa)与散热量和通水阻力的比率(Q/DPw)。为了提高散热器芯子(1)的性能，必需使上述2个比率Q/DPa以及Q/DPw全部都增大，但是要想缩小通气阻力而增大Q/DPa就必需缩小热交换管(7)的内部高度(Ht)而增大散热片高度(Hf)，但这时通水阻力变大。另一方面，要想缩小通水阻力而增大Q/DPw，就必需增大热交换管(7)的内部高度(Ht)而缩小散热片高度(Hf)，但这时通气阻力变大。并且，从图4所示的曲线图看，将Q/DPa以及Q/DPw都成为优选的值的范围1.2～1.7mm设为热交换管(7)的内部高度。另外，从图4所示的曲线图可知更优选的是热交换管(7)的内部高度是1.3～1.5mm。再者，之所以将热交换管(7)的内部高度(Ht)的下限设为0.7mm，在制造上很困难也是很大的理由。
之所以将波纹状散热片(8)的散热片高度(Hf)设为4.0～7.5mm，是因为在进行计算机模拟计算之后得到了图5所示的结果。该计算机模拟计算，是通过将热交换芯子部(4)的高度设为140mm，将热交换芯子部(4)的左右方向的宽设为145mm，将热交换管(7)的前后方向的宽(Wt)设为21mm，将热交换管(7)的内部高度(Ht)设为1.4mm，将热交换管(7)的周壁的壁厚设为0.2mm，将作为波纹状散热片(8)的散热片间距(Pf)的连结部(8c)的间距设为1.5mm，将波纹状散热片(8)的壁厚设为0.06mm，并使波纹状散热片(8)的散热片高度(Hf)变化而进行的。
图5所示的曲线图的纵轴表示散热量和通气阻力的比率(Q/DPa)与散热量和通水阻力的比率(Q/DPw)。为了提高散热器芯子(1)的性能，必需增大上述2个比率Q/DPa以及Q/DPw的任意一个，要想缩小通气阻力而增大Q/DPa，必需增大散热片高度(Hf)而缩小热交换管(7)的内部高度(Ht)，但这时通水阻力变大。另一方面，要想缩小通水阻力而增大Q/DPw，必需缩小散热片高度(Hf)而增大热交换管(7)的内部高度(Ht)，但这时通气阻力变大。因而，从图5所示的曲线图可知，将Q/DPa以及Q/DPw都成为优选的值的范围4.0～7.5mm设为波纹状散热片(8)的散热片高度(Hf)。另外，从图5所示的曲线图可知更优选的是波纹状散热片(8)的散热片高度(Hf)是5.0～6.5mm。
在上述散热器芯子(1)中，高温的发动机冷却水从发动机通过入口管(6)输送到下散热器集水箱(3)内。流入下散热器集水箱(3)内的高温发动机冷却水分流后流入热交换管(7)内，在热交换管(7)内流向上方后进入上散热器集水箱(2)内。流入上散热器集水箱(2)内的高温发动机冷却水通过出口管(5)返回到发动机。再者，高温的发动机冷却水也有从发动机被输送给散热器芯子(1)以及散热器的情况，或者有从发动机只输送给散热器的情况。

Claims (5)

1.一种热交换器，该热交换器具备：相互隔着间隔而配置的1对散热器集水箱；在两散热器集水箱之间，以宽方向朝向通风方向的方式沿着散热器集水箱的长度方向隔着间隔地配置的，且两端部连接在两散热器集水箱上的多个扁平状热交换管；以及由波顶部、波底部以及连结波顶部和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状散热片；其中：
热交换管的内部高度为1.2～1.7mm，热交换管的通风方向的宽为18～24mm，作为波纹状散热片的散热片高度的波顶部和波底部的直线距离为4.0～7.5mm。
2.如权利要求1所述的热交换器，其中，热交换管的内部高度是1.3～1.5mm。
3.如权利要求1所述的热交换器，其中，作为波纹状散热片的散热片高度的波顶部和波底部的直线距离是5.0～6.5mm。
4.如权利要求1所述的热交换器，其中，热交换管具备彼此相对的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一体地形成在第1平坦壁形成部的两侧缘上，且与侧壁相反侧的缘部被相互对接的2个第2平坦壁形成部构成；加强壁由以分别向第1平坦壁形成部侧突出的方式一体地形成在两个第2平坦壁形成部的相互对接的缘部上，且前端部触接在第1平坦壁形成部上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，同时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，其中，热交换管的内部高度，是第1平坦壁形成部内面和第2平坦壁形成部内面间的直线距离。
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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: 20070404