热交换器及其制造方法
【专利说明】热交换器及其制造方法
[0001]关联申请的相互参照
[0002]本申请以2013年2月18日申请的日本专利申请2013-029153以及2013年2月18日申请的日本专利申请2013-029152为基础，通过参照将该公开内容组入本申请中。
技术领域
[0003]本发明涉及具备管和热交换促进用的翅片的热交换器及其制造方法。
【背景技术】
[0004]以往已知有这样一种热交换器，其具备供第一流体流通的多个管以及促进该第一流体与在管周围沿着一方向流通的第二流体之间的热交换的翅片。例如，专利文献I所公开的热交换器便是这种热交换器。在该专利文献I的热交换器中，翅片具备沿着上述一方向的平板状的平面部和以相对于该平面部倾斜的方式翘起的相互平行的多个百叶片。
[0005]第二流体在该百叶片彼此的间隙中流通，一部分百叶片彼此的百叶片间隔比其他百叶片彼此的百叶片间隔大。因此，并非所有百叶片的、从上述一方向观察时的从平面部算起的百叶片高度都相同，百叶片间隔越大，形成该百叶片间隔的一方的百叶片的百叶片高度越高。
[0006]另外，在该专利文献I的热交换器中，翅片具备以相对于上述一方向倾斜的方式翘起的相互平行的多个百叶片。第二流体在该百叶片彼此的间隙中流通，一部分百叶片彼此的间隔比其他百叶片彼此的间隔宽。
[0007]在先技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:日本特开平11-157326号公报
【发明内容】
[0010]以往，通常，在热交换器的翅片中，所有百叶片的百叶片高度均相同。但是，根据本发明的发明人的研宄，如专利文献I所公开的那样，为了提高热交换器的热交换性能等，也考虑不能够使百叶片高度都相同。
[0011]在要利用例如作为翅片的成形方法的通常的辊压成形等对这种百叶片高度不都相同的翅片进行加工的情况下，在多个百叶片中，由于百叶片高度不同，因此假定翅片发生不必要的形状变形。这种形状变形可能成为影响翅片的性能、风的流动而使热交换器的热交换性能下降的原因。另外，也可能导致翅片的成形不良。
[0012]在上述的专利文献I的热交换器中，一部分百叶片彼此的间隔比其他百叶片彼此的间隔宽，从而在该间隔变宽了的百叶片彼此的间隙中流通的第二流体的流动得以改善，使该第二流体的流动不容易停滞。但是，根据本发明的发明人的研宄，在专利文献I中未明确示出上述一方向上的翅片的宽度与形成于该翅片的各百叶片的形状之间的关系。
[0013]尤其是，翅片的宽度越小，百叶片越细微，从而百叶片彼此的间隙也越小。因此，翅片的宽度越小，第二流体越容易在百叶片彼此的间隙中停滞。因而，在获得良好的热交换性能的方面，认为翅片的宽度越小，明确翅片的宽度与形成于该翅片的各百叶片的形状之间的关系越为重要。
[0014]本发明基于上述问题点而完成，本发明的目的在于，提供一种通过具备抑制了成形上的不必要的形状变形的翅片而能够获得良好的热交换性能的热交换器及其制造方法。
[0015]另外，本发明的另一个目的在于，提供一种能够减小翅片宽度且能够获得良好的热交换性能的热交换器。
[0016]根据本发明的第一方案，热交换器具备供第一流体流通的多个管、以及与多个管接合且用于促进第一流体与在多个管之间沿着一方向流通的第二流体之间的热交换的翅片。翅片具备沿着一方向的平板状的平面部、以及在平面部上沿一方向排列且相对于平面部倾斜的多个百叶片。多个百叶片包含高百叶片和低百叶片，该低百叶片的从平面部到百叶片的前端为止的百叶片高度比高百叶片的从平面部到百叶片的前端为止的百叶片高度低。高百叶片的沿着平面部的前端的长度比低百叶片的沿着平面部的前端的长度短。多个百叶片分别在多个百叶片各自的两端具有侧端与前端相交的前端角部。多个百叶片的位于相同侧的多个前端角部位于与一方向平行的同一平面上。
[0017]在该情况下，当从上述一方向观察时，百叶片高度越高，百叶片的前端的长度越短。因此，若例如利用通常的辊压成形作为翅片的成形方法来成形翅片，则在用于成形各百叶片成形的切刀分别与翅片的原材料接触时，开始该接触的时机彼此的偏差减小。例如，多个百叶片成形用的切刀大致同时地开始切入翅片的原材料。因而，热交换器能够具备抑制了成形上的不必要的形状变形的翅片，因此能够获得良好的热交换性能。
[0018]根据本发明的第二方案，公开了热交换器的制造方法。热交换器具备供第一流体流通的多个管、以及与多个管接合且促进第一流体与在多个管之间沿着一方向流通的第二流体之间的热交换的翅片，该翅片具备沿着一方向的平板状的平面部、以及在平面部上沿一方向排列且相对于平面部倾斜的多个百叶片。热交换器的制造方法具有利用辊压成形法来制造翅片的工序。该工序包含翅片成形工序，在该翅片成形工序中，通过使翅片材料啮入至形成一对的齿轮状的成形辊中而将翅片材料成形为波状，并且成形多个百叶片。在翅片成形工序中，作为成形辊，使用如下的成形辊:具备沿该成形辊的轴向排列成一列的多个百叶片成形用切刀，该多个百叶片成形用切刀包含高切刀和低切刀，该低切刀的从齿面到切刀前端为止的切刀高度比高切刀的从齿面到切刀前端为止的切刀高度低，并且高切刀的切刀前端的长度比低切刀的切刀前端的长度短。多个百叶片成形用切刀在彼此相同的时机开始切入翅片材料，从而成形多个百叶片。
[0019]根据上述公开内容，在翅片成形工序中，使用包含切刀高度不同的多个百叶片成形用切刀的成形辊，因此能够成形百叶片高度不同的多个百叶片。而且，使用多个百叶片成形用切刀中的切刀高度较高的高切刀的切刀前端的长度比切刀高度较低的低切刀的切刀前端的长度短的成形辊。由于该多个百叶片成形用切刀在彼此相同的时机开始切入翅片材料，因此，在百叶片成形用切刀的彼此之间消除了由于百叶片成形用切刀的切入而引起翅片材料被拉入该百叶片成形用切刀中的情况。因此，具有翅片材料不容易在百叶片成形用切刀的排列方向即成形辊的轴向上歪斜这样的优点。
[0020]另外，在翅片成形工序中，作为成形辊，使用包含高切刀以及低切刀且高切刀的切刀前端的长度比低切刀的切刀前端的长度短的成形辊。其结果是，使多个百叶片以如下方式成形:多个百叶片中包含百叶片高度不同的百叶片，并且，多个百叶片中的百叶片高度较高的高百叶片的百叶片前端的长度比百叶片高度较低的低百叶片的百叶片前端的长度短。
[0021]根据本发明的第三方案，热交换器具备供第一流体流通的多个管、以及与多个管接合且用于促进第一流体与在多个管之间沿着一方向流通的第二流体之间的热交换的翅片。翅片具备:从一方向上的第二流体的流动的上游侧起依次配设的第一平坦部、第二平坦部以及第三平坦部；在第一平坦部与第二平坦部之间沿一方向排列且相对于一方向倾斜的多个第一百叶片；在第二平坦部与第三平坦部之间以与第一百叶片共同的百叶片间距沿一方向排列、且向与第一百叶片相反的方向相对于一方向倾斜的多个第二百叶片。一方向上的翅片的长度为14mm以下。多个第一百叶片包含与第一平坦部连接的上游端第一百叶片，多个第二百叶片包含与第二平坦部连接的上游端第二百叶片。当将百叶片间距设为LP时，上游端第一百叶片以及上游端第二百叶片各自的一方向上的百叶片长度为5/8XLP以上。
[0022]由于上游端第一百叶片以及上游端第二百叶片的百叶片长度增加到5/8XLP以上，因此，该上游端第一百叶片和与其相邻的第一百叶片之间的间隙、以及上游端第二百叶片和与其相邻的第二百叶片之间的间隙与该百叶片长度相应地被确保得较宽。因此，在这些间隙中，尽管翅片的宽度为14_以下时第二流体容易停滞，但却能够使该第二流体不容易发生停滞。因此，能够将热交换器的翅片的宽度设为14_以下而实现热交换器的小型化，且能够获得热交换器的良好的热交换性能。
[0023]需要说明的是，在上述公开内容中，所谓第一百叶片和第二百叶片是共同的百叶片间距，并不是该百叶片间距在数学意义上相同，而是指包括制造上的偏差等在内的实际上的相同。
[0024]根据本发明的第四方案，热交换器具备供第一流体流通的多个管、以及与多个管接合且用于促进第一流体与在多个管之间沿着一方向流通的第二流体之间的热交换的翅片。翅片具备:从一方向上的第二流体的流动的上游侧起依次配设的第一平坦部、第二平坦部以及第三平坦部；在第一平坦部与第二平坦部之间沿一方向排列且相对于一方向倾斜的多个第一百叶片；以及在第二平坦部与第三平坦部之间以与第一百叶片共同的百叶片间距沿一方向排列、且向与第一百叶片相反的方向相对于一方向倾斜的多个第二百叶片。多个第一百叶片包含与第一平坦部连接的上游端第一百叶片、与第二平坦部连接的下游端第一百叶片以及位于上游端第一百叶片与下游端第一百叶片之间的中间部第一百叶片。多个第二百叶片包含与第二平坦部连接的上游端第二百叶片、第二百叶片中的与第三平坦部连接的下游端第二百叶片以及位于上游端第二百叶片与下游端第二百叶片之间的中间部第二百叶片。上游端第一百叶片、下游端第一百叶片、上游端第二百叶片以及下游端第二百叶片相对于一方向的倾斜角度比中间部第一百叶片以及中间部第二百叶片相对于一方向的倾斜角度大。
[0025]与中间部第一百叶片以及中间部第二百叶片相比，上游端第一百叶片、下游端第一百叶片、上游端第二百叶片以及下游端第二百叶片形成为倾斜角度变大，因此，与该上游端第一百叶片、下游端第一百叶片、上游端第二百叶片以及下游端第二百叶片相接的各个百叶片间通路变宽。其结果是，在空气流动容易停滞的位置不容易发生该停滞，从而能够提高热交换器的热交换性能。
[0026]根据本发明的第五方案，热交换器具备供第一流体流通的多个管、以及与多个管接合且用于促进第一流体与在多个管之间沿着一方向流通的第二流体之间的热交换的翅片。翅片具备:从一方向上的第二流体的流动的上游侧起依次配设的平板状的第一平坦部、第二平坦部以及第三平坦部；在第一平坦部与第二平坦部之间沿一方向排列且相对于一方向倾斜的多个第一百叶片；在第二平坦部与第三平坦部之间以与第一百叶片共同的百叶片间距沿一方向排列、且向与第一百叶片相反的方向相对于一方向倾斜的多个第二百叶片；以及将第一平坦部、第一百叶片、第二平坦部、第二百叶片以及第三平坦部一体地连结、且沿一方向延伸的平板状的连结部。第一平坦部、第二平坦部以及第三平坦部分别相对于连结部在该连结部的厚度方向上错开配设。在多个第一百叶片之间形成的多个第一百叶片间通路中的空气流动最上游侧以及最下游侧的通路比多个第一百叶片间通路中的其他通路宽，在多个第二百叶片之间形成的多个第二百叶片间通路中的空气流动最上游侧以及最下游侧的通路比多个第二百叶片间通路的其他通路宽。
[0027]如上所述，第一百叶片间通路中的空气流动最上游侧以及最下游侧的通路比其他的第一百叶片间通路宽，第二百叶片间通路中的空气流动最上游侧以及最下游侧的通路比其他的第二百叶片间通路宽。因此，在空气流动容易停滞的位置难以发生该停滞。因此，能够提高热交换器的热交换性能。
【附图说明】
[0028]图1是示出本发明的第一实施方式中的散热器的主视图。
[0029]图2是放大了图1的II部分的立体图。
[0030]图3是第一实施方式中的散热器的管以及翅片的局部剖视图。
[0031]图4是图3以及图5中的IV-1V剖视图。
[0032]图5是第一实施方式中的翅片的板部的局部侧视图。
[0033]图6是作为用于制造第一实施方式中的散热器的翅片的翅片制造装置的辊压成形装置的示意图。
[0034]图7是示出在构成第一实施方式中的辊压成形装置的一部分的翅片成形装置中的、一对成形辊的啮合部分的剖视图。
[0035]图8是局部示出第一实施方式中的一对成形辊的一方的立体图。
[0036]图9是图5的IX部分的放大图。
[0037]图10是图6中的X部分的放大图。
[0038]图11是示出第一实施方式的比较例中的、假定为不论百叶片高度如何各百叶片间的百叶片侧端角度都相同的情况。
[0039]图12是示出第一实施方式中的、气流端百叶片长度与散热器的放热量之间的关系的图。
[0040]图13是示出第一实施方式中的、气流端百叶片长度与通过散热器的空气的通风阻力之间的关系、并且示出用放热量除以通风阻力而得到的值与气流端百叶片