热交换器及其制造方法_2

文档序号:9278059阅读:来源:国知局
长度之间的关系的图。
[0041]图14是示出在第一实施方式的翅片中实施的通风模拟的风速分布的图。
[0042]图15是示出本发明的第二实施方式的翅片的一部分的图。
[0043]图16是本发明的第三实施方式中的翅片的剖视图。
[0044]图17是本发明的第四实施方式中的翅片的剖视图。
[0045]图18是第四实施方式的翅片的侧视图。
[0046]图19是示出本发明的第五实施方式中的翅片的一部分的形状的图,是相当于第一实施方式的图4中的XXII部分的图。
【具体实施方式】
[0047]以下,参照附图,对用于实施本发明的多个方式进行说明。在各方式中,有时对与在先的方式中说明的事项对应的部分标注相同的参照符号并省略重复的说明。在各方式中仅对结构的一部分进行说明的情况下,关于结构的其他部分,能够应用在先说明的其他方式。不仅在各实施方式中具体明示出能够组合的部分彼此能够组合,而且只要不会特别给组合带来障碍,则即便未明示也能够局部组合实施方式彼此。
[0048]以下,基于附图,对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是,在以下的各实施方式彼此中,在附图中对相互相同或等同的部分标注相同的符号。
[0049](第一实施方式)
[0050]图1是示出本实施方式的散热器10的主视图。该散热器10例如是对车辆行驶用的发动机或电动机进行冷却的车辆用的热交换器。本实施方式对将本发明应用于散热器10的例子进行说明,但本发明也可以应用于空调装置的蒸发器或加热器芯等其他热交换器。
[0051]如图1所示,散热器10具备管12,该管12为供作为第一流体的冷却水流动的管。管12以使作为第二流体的空气的流动方向X1、即气流方向Xl (参照图2)与长径方向一致的方式形成为剖面形状为扁平的长圆形状。此外,管12以其长度方向与铅垂方向一致的方式在水平方向上平行地配置有多根。
[0052]另外,在管12的两侧的扁平面上接合有成形为波状的作为传热构件的翅片14。该翅片14使相对于在管12周围沿着气流方向Xl流通的空气的传热面积增大。由此,翅片14促进冷却水与空气之间的热交换。需要说明的是,以下将由管12和翅片14构成的大致矩形形状的热交换部称为芯部16。
[0053]贮水箱18分别设置在管12的长度方向X2、即管长度方向X2上的该管12的两侧的端部。总而言之,贮水箱18设置有两个。贮水箱18形成为沿多个管12层叠的方向X3、即管层叠方向X3延伸。而且,贮水箱18与多个管12连通。需要说明的是,图1所示的管长度方向X2与管层叠方向X3相互正交,图2所示的气流方向Xl与管长度方向X2以及管层叠方向X3这两方正交。另外,气流方向Xl与本发明的一方向对应。
[0054]该贮水箱18构成为具有供管12插入接合的芯板18a以及与芯板18a —起构成箱内空间的箱主体部18b。在本实施方式中,芯板18a例如为铝合金等金属制,箱主体部18b为树脂制。另外,在芯部16的两端部,设置有与管长度方向X2大致平行地延伸来加强芯部16的嵌入件20。
[0055]在两个贮水箱18中的、配置于上方侧并且将冷却水向管12分流的入口侧箱181的箱主体部18b中设置有入口管18c,该入口管18c使例如对发动机进行冷却后的冷却水流入箱主体部18b内。另外,在两个贮水箱18中的、配置于下方侧且将从管12流出的冷却水汇集的出口侧箱182的箱主体部18b设置有出口管18d,该出口管18d使通过与空气进行热交换而被冷却了的冷却水从散热器10流出。
[0056]在将散热器10搭载于车辆时,例如,气流方向Xl上的空气流动上游侧为车辆前方,管长度方向X2为车辆上下方向。
[0057]图2是放大了翅片14的一部分的放大立体图,即,是放大了图1的II部分的放大立体图。如图2所示,翅片14是以具有板状的板部141以及将相邻的板部141隔开规定距离地定位的顶部142的方式形成为波状的波纹翅片。板部141提供沿着气流方向Xl的面。板部141能够由平板来提供,在以下的说明中,也称为平面部141。
[0058]顶部142例如通过钎焊等与管12的扁平面接合。由此,翅片14与管12能够热传递地接合。顶部142是从气流方向Xl观察到的剖面呈圆弧状的弯曲部。因而,在以下的说明中,顶部142也称为弯曲部142。
[0059]该波状的翅片14通过对例如铝合金制的薄板金属材料实施辊压成形法而成形。
[0060]图3是从管长度方向观察管12以及翅片14而得到的剖视图。图4是从与翅片14的板部141的厚度方向以及气流方向Xl正交的方向观察到的剖视图,即,是图3以及图5中的IV-1V剖视图。如图3以及图4所示,翅片14具备平面部141以及百叶窗状的百叶片24,26ο该百叶片24、26与平面部141 一体形成,具体而言,通过切起该平面部141而形成。即,百叶片24、26以相对于气流方向Xl倾斜的方式翘起而形成。
[0061]具体而言,如图4所示,当从与平面部141的厚度方向以及气流方向Xl正交的方向观察时,百叶片24、26相对于平面部141以规定的扭转角度扭转。S卩,百叶片24、26相对于气流方向Xl以规定的扭转角度Θ tw扭转。而且,在平面部141上沿着气流方向Xl设置有多个百叶片24、26。S卩,在每个平面部141上设置有沿气流方向Xl排列成一列而配设的多个百叶片24、26。而且,在相邻的第一百叶片24彼此之间以及相邻的第二百叶片26彼此之间分别形成有百叶片间通路28。
[0062]如图4所示,在翅片14中,与一个平面部141 一体形成的多个百叶片24、26分开形成为两个百叶片组。具体而言,该多个百叶片24、26被分为由位于冷却用空气流动上游侧的多个第一百叶片24构成的上游百叶片组、即第一百叶片组30以及由位于冷却用空气流动下游侧的多个第二百叶片26构成的下游百叶片组、即第二百叶片组32。在本实施方式中,气流方向Xl上的翅片14的宽度、即翅片宽度WDfn为14mm以下,例如为12mm左右。
[0063]而且,所有的第一百叶片24形成为相互平行,所有的第二百叶片26也形成为相互平行。第一百叶片24的扭转角度0tw为与第二百叶片26相同的大小,但其扭转方向为与第二百叶片26相反的方向。需要说明的是,上述的所谓第一百叶片24以及第二百叶片26的平行,并不是数学意义上的平行,而是指包括制造上的偏差等在内的实际上的平行。
[0064]如图3以及图4所示,平面部141的空气流动上游侧的端部成为未形成百叶片24、26而由沿着气流方向Xl的平坦面构成的上游侧平坦部34。另外,平面部141的空气流动下游侧的端部成为由与上游侧平坦部34相同的平坦面构成的下游侧平坦部38。另外,平面部141的气流方向Xl上的大致中央部、即第一百叶片组30与第二百叶片组32之间的部位成为由与上游侧平坦部34相同的平坦面构成的中央平坦部36。
[0065]即,翅片14具备上游侧平坦部34 (第一平坦部)、中央平坦部36 (第二平坦部)以及下游侧平坦部38 (第三平坦部),这些上游侧平坦部34、中央平坦部36以及下游侧平坦部38从气流方向Xl上的空气流动的上游侧起依次配设。另外,第一百叶片24在上游侧平坦部34与中央平坦部36之间沿气流方向Xl以规定的百叶片间距LP排列配设。而且,第二百叶片26在中央平坦部36与下游侧平坦部38之间沿气流方向Xl以与第一百叶片24相同的百叶片间距LP排列配设。
[0066]另外,如图3所示,平面部141具备两个连结部40。即,平面部141的管层叠方向X3上的端部在两侧均成为沿气流方向Xl细长地延伸的平板状的连结部40。该连结部40配设为隔着沿气流方向Xl排列的上游侧平坦部34、第一百叶片24、中央平坦部36、第二百叶片26以及下游侧平坦部38,在与该排列方向正交的方向上构成一对。而且,连结部4与该上游侧平坦部34、第一百叶片24、中央平坦部36、第二百叶片26以及下游侧平坦部38 —体地连结。即,平面部141是由上游侧平坦部34、中央平坦部36、下游侧平坦部38以及两个连结部40构成的一个平板。
[0067]若对属于第一百叶片组30的第一百叶片24详细进行分类,则如图4所示,该第一百叶片24被分为:该第一百叶片24中的配置在气流方向Xl上的最靠空气流动上游侧的上游端第一百叶片241 ;配置在最靠空气流动下游侧的下游端第一百叶片243 ;以及配置在该上游端第一百叶片241与下游端第一百叶片243之间的中间部第一百叶片242。
[0068]该上游端第一百叶片241在气流方向Xl上的一方的端部44、即基部44与上游侧平坦部34连接。而且,下游端第一百叶片243在气流方向Xl上的另一方的端部44、即基部44与中央平坦部36连接。
[0069]另外,若对属于第二百叶片组32的第二百叶片26详细进行分类,则如图4所示,该第二百叶片26被分为:该第二百叶片26中的配置在气流方向Xl上的最靠空气流动上游侧的上游端第二百叶片261 ;配置在最靠空气流动下游侧的下游端第二百叶片263 ;以及配置在该上游端第二百叶片261与下游端第二百叶片263之间的中间部第二百叶片262。
[0070]该上游端第二百叶片261在气流方向Xl上的一方的端部44、即基部44与中央平坦部36连接。而且,下游端第二百叶片263在气流方向Xl上的另一方的端部44、即基部44与下游侧平坦部38连接。
[0071]如图4所示,在从气流方向Xl观察的情况下,中间部第一百叶片242以及中间部第二百叶片262相对于上游侧平坦部34向该上游侧平坦部34的厚度方向上的两侧突出。另外,下游端第一百叶片243以及上游端第二百叶片261相对于上游侧平坦部34仅向该上游侧平坦部34的厚度方向上的一方突出。另一方面,上游端第一百叶片241以及下游端第二百叶片263相对于上游侧平坦部34仅向该上游侧平坦部34的厚度方向上的另一方突出。这样,由第一百叶片24构成的第一百叶片组30和由第二百叶片26构成的第二百叶片组32相互处于隔着中央平坦部36对称的关系。
[0072]如图5所示,当从气流方向Xl观察时,第一百叶片24均形成为,与上游侧平坦部34的厚度方向以及气流方向Xl正交的箭头AR5方向上的宽度在上游侧平坦部34的厚度方向上越靠近上游侧平坦部34越宽。即,第一百叶片24的箭头AR5方向上的宽度在该第一百叶片24的前端46处短。总而之言,从气流方向Xl观察百叶片24、26时的百叶片24、26的侧端42与平面部141所形成的百叶片侧端角度Θ Sd如图5所示那样小于90°。
[0073]而且,在各个第一百叶片24中,前端46的箭头AR5方向上的宽度、即百叶片前端宽度WDtp在上游侧平坦部34的厚度方向上的任一侧均成为彼此相同的大小。该百叶片前端宽度WDtp对应于本发明的百叶片的前端宽度。
[0074]需要说明的是,图5是从气流方向Xl观察翅片14的平面部141而得到的局部侧视图。另外,第二百叶片26的形状也与图5所示的第一百叶片24相同。另外,从气流方向Xl观察时,百叶片24、26的箭头AR5方向上的宽度中的、百叶片24、26与平面部141相交的基部44处的百叶片基部宽度WDfd在各百叶片24、26彼此间为相互相同的大小。另外,由于上游侧平坦部34、中央平坦部36以及下游侧平坦部38构成在一个平面上,因此,上游侧平坦部34的厚度方向可以改称为中央平坦部36的厚度方向,也可以改称为下游侧平坦部38的厚度方向,还可以改称为平面部141的厚度方向。
[0075]上述的百叶片侧端角度Θ sd也被称为百叶片24、26的切起角度Θ sd,百叶片前端宽度WDtp也被称为百叶片24、26的有效切割长度WDtp,百叶片基部宽度WDfd也被称为百叶片24、26的总切割长度WDfd。
[0076]另外,多个中间部第一百叶片242形成为图5所示的百叶片高度LH均成为相同的大小。同样地,多个中间部第二百叶片262形成为该百叶片高度LH均成为相同的大小。此夕卜,中间部第一百叶片242的百叶片高度LH与中间部第二百叶片262的百叶片高度LH相同。需要说明的是,所谓百叶片高度LH是指,与沿着气流方向Xl形成的上游侧平坦部34的一平面34a正交的百叶片高度方向上的尺寸、即上游侧平坦部34的厚度方向上的尺寸,例如,以上游侧平坦部34
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