蓄冷换热器的制作方法

本发明涉及蓄冷换热器，更加具体地，形成为在宽度方向上排成三列的管中第二热管中储存蓄冷材料(coldstoragemedium)，冷却流体在第一热管以及第三热管中流动，从而蓄冷材料有效地储存冷却流体的冷气，同时在发动机停止时释放冷气，从而防止车辆室内的温度急剧上升，提高使用者的制冷舒适性，将再制冷所消耗的能源和时间降低至最小的蓄冷换热器。

背景技术

最近，在汽车领域，随着全世界对环境和能源的关心的提高，进行着为提高燃料消耗率的研究，为了满足各种消费者的需求不懈地进行着为实现轻量化、小型化以及高功能化的开发研究。

上述混合动力车辆大多采用怠速停止和起动系统，在等红灯等停车时，自动停止发动机，发动机再次通过变速器的操作被启动。但是，上述混合动力车辆中也相同地，制冷装置通过发动机启动，所以当发动机停止时，压缩机也停止，由此蒸发器的温度上升，存在降低使用者的舒适感的问题。并且，蒸发器内部的制冷剂在常温下也容易气化，所以即使压缩机不工作的短时间内制冷剂被气化后再次启动发动机从而压缩机以及蒸发器被启动，还需要将气化的制冷剂压缩并液化，因此存在用于向室内供给冷风需要消耗较长的时间，并且导致整体能源消耗量高的问题。

这时，混合动力车辆中还设置有蓄冷蒸发器，从而不仅能够提高制冷性能，还能够延长或推迟发动机再启动时间。

日本专利公开公报第2000-205777号(发明名称：蓄冷换热器)中公开了与此相关的技术(参照图1)。

图1示出的蓄冷换热器90的特征在于，通过双管结构的管91，将制冷剂流通的制冷剂通道91e和储存蓄冷材料的蓄冷材料室91f、91f′一体形成，且在上述双管结构的管91的外侧形成与上述制冷剂进行热交换的流体的通道94。

但是，图1示出的上述蓄冷换热器的上述管是接合多个板材形成的，频繁出现接合不良，且要形成为双管方式，从而制造时有难度，并且当出现接合不良时，有可能出现内部的制冷剂和蓄冷材料混合的问题。并且，还存在即使出现接合不良也难以找出对应部分的问题。

为了解决上述的问题，公开了如下结构的蓄冷换热器：如图2所示，排成两列的管，其中，制冷剂在一列以及三列流动，蓄冷材料填充在二列。

参照示出图2的a-a’截面的图3的管截面，上述蓄冷换热器中一列至三列的管均使用相同形状的管。在与蓄冷性能相比更加注重蓄冷换热器的散热性能的情况下，为了提高散热性能，扩大一列以及三列的管的截面面积，或者注重蓄冷性能时，难以实现加大二列管大小等对管形状以及结构的变更。

并且，难以实现最佳设计，以同时提高散热性能和蓄冷性能。

因此，需要开发出通过变更蓄冷换热器的一列至三列的管形状以及结构，能够同时提高散热性能和蓄冷性能的蓄冷换热器。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-205777号(发明名称：蓄冷换热器)

技术实现要素：

本发明是为了解决如上所述的问题而提出，本发明的目的在于提供一种蓄冷换热器，形成为在排成三列的管中的第二热管中储存蓄冷材料，在第一热管以及第三热管中流动的冷却流体可以相互移动，从而有效地储存冷却流体的冷气，同时在发动机停止时释放冷气，从而防止车辆室内的温度急剧上升，能够提高使用者的制冷舒适性，将再制冷所消耗的能源和时间降低至最小。

而且，本发明的目的在于提供一种优化蓄冷换热器的一列至三列的管形状以及结构，从而能够同时提高散热性能和蓄冷性能的蓄冷换热器。

本发明的实施例的蓄冷换热器包括多个管100，所述多个管100在宽度方向排成三列，冷却流体在第一热管110以及第三热管130中循环，蓄冷材料储存在第二热管120，该蓄冷换热器的特征在于，所述第一热管110以及第三热管130的宽度比所述第二热管120的宽度宽。

其中，所述第一热管110以及第三热管130分别在内部沿长度方向可以包括至少一个管间隔壁111、131。

其中，所述第二热管120在内部沿长度方向可以包括至少一个管间隔壁121。

其中，所述第一热管110的内部的管间隔壁111的数量以及所述第三热管130的内部的管间隔壁131的数量可以分别与所述第二热管120的内部的管间隔壁121的数量相比相同或更多。

其中，所述第一热管110的内部的管间隔壁111的数量可以与所述第三热管130的内部的管间隔壁131的数量相同。

其中，所述第二热管120的内部的管间隔壁121的数量可以是所述第一热管110以及第三热管130的内部的管间隔壁111、131数量的一半以下。

其中，所述第二热管120的内部的管间隔壁121的数量可以是四个以下。

其中，所述第一热管110的水力直径以及第三热管130的水力直径可以分别小于所述第二热管120的水力直径。

其中，所述第一热管110的水力直径以及第三热管130的水力直径可以分别是0.75mm至2.6mm。

其中，所述第一热管110的水力直径以及第三热管130的水力直径可以分别是1.0mm至2.2mm。

其中，所述第一热管110的外壁厚度t1以及第三热管130的外壁厚度t3可以分别与所述第二热管120的外壁厚度t2相比相同或更厚。

其中，所述第一热管110可以与所述第二热管120连接，所述第二热管120可以与所述第三热管130连接。

其中，还可以包括：第一连接部140，其对配置在同一线上的所述第一热管110和第二热管120进行连接；以及第二连接部150，其对配置在同一线上的所述第二热管120和第三热管130进行连接。

其中，所述第一热管110、第二热管120以及第三热管130可以同时被挤压而形成为一体。

其中，所述第一热管110、第二热管120以及第三热管130可以分别被挤压而形成。

发明效果

由此，根据本发明实施例的蓄冷换热器，与为了在有限的范围内确保充分的散热性能而负责蓄冷性能的第二热管120相比，加大第一热管110以及第三热管130的宽度，从而加大热传递面积。

并且，本发明通过优化第一热管110的水力直径和第三热管120的水力直径，从而能够稳定地提供相对于最大散热性能实现了90％以上的散热性能的蓄冷换热器。

并且，本发明通过去除第二热管120内部的管间隔壁或最小化或相对减少外壁厚度，从而维持散热性能的同时能够储存更多的蓄冷材料，而且去除了不必要的管间隔壁，从而可以得到降低蓄冷换热器重量的效果。

附图说明

图1是示出现有的双管方式的蓄冷换热器的截面图。

图2是示出现有的三列蓄冷换热器的立体图。

图3是现有的三列蓄冷换热器的管的立体图。

图4是根据本发明实施例的蓄冷换热器的立体图。

图5是根据本发明实施例的蓄冷换热器的管的截面图。

图6是示出按照管的水力直径的散热性能的曲线图。

附图标记说明

1：蓄冷换热器100：管

110：第一热管111：管间隔壁

120：第二热管121：管间隔壁

130：第三热管131：管间隔壁

140：第一连接部150：第二连接部

201：上部集管箱(topheadertank)202：下部集管箱

410：流入口420：排出口

500：针状物(pin)600：蓄冷材料注入口

具体实施方式

下面，参照附图详细说明如上所述的根据本发明实施例的蓄冷换热器。

如图4示出，根据本发明实施例的蓄冷换热器1大体包括多个管100、上部集管箱201、下部集管箱202、间隔壁部300、流入口410、排出口420以及蓄冷材料注入口600。

首先，所述管100在宽度方向上排成三列，冷却流体在第一热管110以及第三热管130中循环，蓄冷材料储存在第二列管100。

这时，所述管100形成为三列的管100彼此连接，可以通过挤压工序同时一体形成，这种情况下，具有制造简单、容易组装的优点。

所述蓄冷换热器1在相邻的所述管100之间还设置有针状物500，夹在排成三列的管100之间的针状物500被一体形成，可以通过所述针状物500实现冷却流体流动的第一热管110以及第三热管130与储存蓄冷材料的第二热管120之间的热交换。

为了同时提高蓄冷换热器的散热性能和蓄冷性能时，可以通过扩大第一热管110以及第二热管120的尺寸或面积来提高散热性能，并且可以通过扩大有限大小的第二热管120的内部空间，由此增加储存在第二热管中的蓄冷材料的量，提高蓄冷性能。

为此，参照示出图4的b-b’截面的图5的管截面，所述第一热管110以及第三热管130各自的宽度可以形成为分别大于所述第二热管120的宽度。与为了在有限的范围内确保充分的散热性能而负责蓄冷性能的第二热管120相比，加大第一热管110以及第三热管130的宽度，从而能够增加热传递面积。

并且，所述第一热管110以及第三热管130内部沿长度方向可以分别包括至少一个管间隔壁111、131。增加管间隔壁111、131的数量时，对应地，管内部增加对应量的管孔，由此在管内部缩小与冷却流体的水力直径，加大热传递面积，从而能够提高蓄冷换热器的散热性能。

第一热管110和第三热管130的宽度可以不同，但是，鉴于制造方便性，可以形成为相同的形状。

在第一热管110为约14.8mm时，优选地，第一热管110内部的管间隔壁111的数量是11个左右。对于第三热管130也相同。

另一方面，为了在内部储存最多量的蓄冷材料，优选地，第二热管120内部不具有管间隔壁。去除管间隔壁，则可以多存储对应量的蓄冷材料，而且，去除了不必要的管间隔壁，从而可以实现降低蓄冷换热器的重量的效果。如果将第二热管120的管间隔壁的数量减少到第一热管110的一半，则与现有相比，可以多注入9.1％的蓄冷材料。

但是，如果第二热管120内部没有管间隔壁，则在生产第二热管120的过程、尤其是挤压过程中，没有支撑第二热管120的外壁的结构，所以有时无法正常挤压。为此，优选地，第二热管120内部的管间隔壁的数量为四个以下。

并且，第一热管110内部的管间隔壁的数量以及第三热管130内部的管间隔壁的数量可以形成为分别与第二热管120内部的管间隔壁的数量相同或更多。

并且，第一热管110的外壁厚度t1以及第三热管130的外壁厚度t3可以形成为分别与第二热管120的外壁厚度t2相同或更大。

由此，不仅可以多储存对应于第二热管120的外壁厚度相对变薄的量的蓄冷材料，还具有降低蓄冷换热器的重量的效果。第一热管110以及第三热管120需要具有能够承受冷却流体的压力的厚度，所以优选地，该外壁厚度形成为比第二热管120的外壁厚度更厚。

另一方面，第一热管110的水力直径以及第三热管130的水力直径可以分别小于所述第二热管120的水力直径。由此，能够维持充分的蓄冷换热器的散热性能。

如下算出管的水力直径。

管的水力直径＝4×流路面积/湿周(wettedperimeter)

其中，流路面积表示管内部的管孔的截面面积，湿周与管孔的周长相同。

图6是示出根据管的水力直径的散热性能的曲线图。如从图6可以得知，冷却流体流过的第一热管110和第二热管120的水力直径给蓄冷换热器的散热性能带来很大影响。图6示出的数据是在维持一定的第二热管的形状，且将第一热管110和第三热管120的形状形成为相同的条件下，一边改变第一热管110的水力直径和第三热管120的水力直径，一边测量的蓄冷换热器的散热性能而得到的。

在图6中，在第一热管110的水力直径和第三热管120的水力直径分别为1.38mm时，显示出最大的散热性能。

如图6示出，为了获得蓄冷换热器的最大散热性能的90％以上的散热性能，优选地，本发明的蓄冷换热器的第一热管110的水力直径以及第三热管130的水力直径分别为0.75mm至2.6mm。当水力直径小于0.75mm或超过2.6mm时，蓄冷换热器的散热性能低于90％，所以蓄冷换热器无法充分地降低车辆内部温度。当水力直径在0.75mm至2.6mm时，达到最大散热性能的90％以上，蓄冷换热器能够充分地降低车辆内部温度，通过调节管间隔壁的数量，改变水力直径，可以实现管的耐压性和蓄冷换热器的材料成本之间的最优化。

并且，如图6示出，为了获得蓄冷换热器的最大散热性能的95％以上的散热性能，优选地，本发明的蓄冷换热器的第一热管110的水力直径以及第三热管130的水力直径分别为1.0mm至2.2mm。当水力直径在1.0mm至2.2mm时，达到最大散热性能的95％以上，与最大散热性能几乎没有差别，蓄冷换热器能够充分地降低车辆内部温度，车辆使用者不容易体验到该差异。

即、本发明通过将第一热管110的水力直径和第三热管120的水力直径形成为0.75mm至2.6mm，能够稳定地提供相对于最大散热性能实现90％以上的散热性能的蓄冷换热器，并且，更加优选地，将第一热管110的水力直径和第三热管120的水力直径形成为1.0mm至2.2mm，从而能够稳定地提供相对于最大散热性能实现了95％以上的散热性能的蓄冷换热器。

另一方面，第一热管110、第二热管120以及第三热管130可以形成为彼此连接。即、本发明的蓄冷换热器还可以包括对配置在同一线上的所述第一热管110和第二热管120进行连接的第一连接部140以及对配置在同一线上的所述第二热管120和第三热管130进行连接的第二连接部150。

所述第一热管110、第二热管120以及第三热管130可以同时被挤压而形成为一体。当同时被挤压而形成为一体时，具有能够缩短组装工序以及组装时间的优点。

并且，所述第一热管110、第二热管120以及第三热管130可以分别被挤压而形成。如果分别挤压后通过钎焊或焊接彼此连接，则增加组装工序以及组装时间，但是，简化挤压工序，所有具有减少不合格品的优点。

本发明并不限定于上述的实施例，可以应用于各种情况，而且在不脱离权利要求书中记载的本发明宗旨的情况下，本领域技术人员可以实现各种变形实施。