專利名稱：傳熱構(gòu)件和具有該傳熱構(gòu)件的熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱交換構(gòu)件和具有該熱交換構(gòu)件的熱交換器。
背景技術(shù)：
以知熱交換器具有散熱片，散熱片形成有散熱部(louver)，用于提高熱交換效率。例如，日本未審查的專利公開號為JP2005-121348(US2004/0206484 A1)的文件中公開的熱交換器中，散熱片在它的平板部分上具有角形件(angled pieces)。角形件從平板部分切割并與平板部分成角度。換句話說，角形件從平板部分的基本部分延伸并與基本部分形成L-形橫截面。在這種熱交換器中，氣流受到角形件的擾動。這樣，在空氣和散熱片之間的傳熱系數(shù)增加并因此增進熱交換的效率。
每個角形件形成在每個基本部分的一側(cè)上。這樣，在從平板部分彎曲角形件的彎曲過程中，基本部分受到一個方向的力矩。結(jié)果，角形件和基本部分間的邊界會變形或扭曲。另外，由于平板部分具有多個角形件，平板部分會整個變形。因此，很難穩(wěn)定地提供具有預(yù)定形狀的散熱片。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針是考慮到前述的問題而做出的，并且本發(fā)明的一個目的是提供一種具有穩(wěn)定地形成的形狀的傳熱構(gòu)件。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種具有能夠提高生產(chǎn)率的形狀的傳熱構(gòu)件，以及具有該傳熱構(gòu)件的熱交換器。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，傳熱構(gòu)件具有基本壁，該基本壁包括基本部分、從基本部分的相對側(cè)延伸的第一角形部分和第二角形部分從基本部分。第一角形部分、第二角形部分以及基本部分提供熱交換部分。
第一和第二角形部分通過在基本部分的相對側(cè)切割基本壁的一部分并相對于基本壁彎曲所述部分而形成。由于第一和第二角形部分在基本部分的相對側(cè)上彎曲，力矩沿著在彎曲第一和第二角形部分時相互抵消的方向施加到基本部分上。
因此，第一和第二角形部分與基本部分之間的邊界不容易扭曲。這樣，提高了形成角形部分的精度。因此，可以穩(wěn)定地生產(chǎn)具有期望形狀的傳熱構(gòu)件。另外，傳熱構(gòu)件的生產(chǎn)率也提高了。例如，該傳熱構(gòu)件被用于熱交換器的散熱片。
傳熱構(gòu)件可以具有多個熱交換部分。所述熱交換部分沿流體的流動方向排列，使得相對于流體的流動方向，每個傳熱部分的第一角形件布置在相應(yīng)的基本部分的上游側(cè)，并且傳熱構(gòu)件的第二角形件布置在相應(yīng)的基本部分的下游側(cè)。
例如，傳熱部分的第一角形件和第二角形件相對于與基本壁垂直的方向具有大致相同的尺寸。在這種情況下，在彎曲第一和第二角形部分時導(dǎo)致的作用到基本部分上的力矩的大小大致上相等。這樣，當?shù)谝缓偷诙切尾糠謴澢鷷r，基本部分的扭曲被限制。
可選地，第一角形部分和第二角形部分可以相對于與基本壁垂直的方向具有不同的尺寸。例如，在一些定位在基準點的上游的熱交換部分中，第一角形件的尺寸大于第二角形件的尺寸。在這種情況中，在基本壁的上游區(qū)氣流進一步被擾動。這樣，提高了傳熱系數(shù)。另外，在基本壁的下游區(qū)域，由于空氣的過度擾動而增加的壓力損失(流動阻力)會減小。
可代替地，定位在基本壁的基準點的上游的一些熱交換部分的尺寸可大于定位在基準點下游處的熱交換部分的尺寸。同樣地，在這種情況下，在基本壁的上游區(qū)域，氣流被有效地擾動，并且提高了傳熱系數(shù)。另外，在基本壁的下游區(qū)域，由于空氣的過度擾動而增加的壓力損失會減小。


本發(fā)明的其他目的、特征以及優(yōu)點從以下參照附圖的詳細描述將變得更清楚，附圖中相同的部件被指定相同的附圖標記，并且其中圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的熱交換器的前視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的熱交換器的散熱片的透視圖；
圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的散熱片的一部分的透視圖；圖4是圖2中的散熱片的沿著IV-IV線的橫截面圖；圖5是圖4中所示的散熱片的散熱部的橫截面放大圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的輥軋成形裝置的示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的散熱部排列間距和熱交換效率之間的關(guān)系的模擬結(jié)果曲線圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的散熱片的角形件的高度H和熱交換效率之間的關(guān)系的模擬結(jié)果曲線圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明第二和第三實施例的散熱片的上游散熱部的橫截面圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明第四實施例的散熱片的上游散熱部的橫截面圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明第四實施例的散熱片的上游角形件的高度H1與基本件的寬度L的比H1/L與熱交換效率之間的關(guān)系的曲線圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明第五實施例的H1/L的比與壓力損失之間的關(guān)系曲線圖；圖13A至13C是根據(jù)本發(fā)明第五實施例的用于顯示散熱片的散熱部形狀的例子的橫截面圖；以及圖14A至14C是根據(jù)本發(fā)明第五實施例的用于顯示散熱片的散熱部形狀的例子的橫截面圖。
具體實施例方式
(第一實施例)本發(fā)明的第一實施例將參考圖1至8來描述。在第一實施例中，如圖1所示的熱交換器例如作作車輛空調(diào)的散熱器。
例如，散熱器是蒸汽壓縮型制冷循環(huán)的熱交換器的高壓側(cè)，并將從蒸汽壓縮型制冷循環(huán)的壓縮器放出的制冷劑的熱散發(fā)出去。散熱器也指制冷劑冷凝器。在使用二氧化碳和相似物質(zhì)作為制冷劑的制冷循環(huán)中，當從壓縮器排放的制冷劑具有低于臨界壓力的壓力時，制冷劑通過散發(fā)在蒸發(fā)器中吸收的熱而在散熱器中冷凝。另一方面，當從壓縮器排放的制冷劑具有等于或高于臨界壓力的壓力時，制冷劑被冷卻而不通過散發(fā)在蒸發(fā)器中吸收的熱而在散熱器中冷凝。
如圖1所示，散熱器具有作為熱交換部分的芯部、總箱3、以及側(cè)板(插入件)4。該芯部包括作為傳熱構(gòu)件的管子1和散熱片2。管子1限定制冷劑流過的通道。散熱片2連結(jié)到管子的外部表面，用于增加與空氣的傳熱面積，從而促進空氣和制冷劑間的熱交換。
總箱3布置在管子1的縱向末端并在與管子1的縱向垂直的方向上延伸?？傁?與管子1相連通。側(cè)板4作為用于加固芯部的加固構(gòu)件布置在芯部的末端。
散熱器還具有在總箱3之一上的制冷劑入口和在另一個總箱3上的制冷劑出口?？蛇x地，散熱器可具有在同一總箱3上的制冷劑入口和制冷劑出口。后一情況下，其余總箱3設(shè)有分離器，使得制冷劑在散熱器中以U形彎或以蜿蜒的方式流動。
比如，前述的元件例如管子1、散熱片2、總箱3、和側(cè)板4都是由諸如鋁合金之類的金屬制成。同樣，前述的元件通過例如銅焊結(jié)合在一起。
散熱片2是波紋散熱片，該散熱片包括板部2a和以預(yù)定間隔定位相鄰的板部2a的端部2b。每個板部2a具有板形形狀并設(shè)有沿著作為外部流體的空氣的流動方向A1延伸的表面。板部2a例如是平板。這樣，此后的板部2a也稱為平板部2a。
用于舉例的每個具有平板形狀的端部2b的寬度小于平板部2a的寬度。端部2b的外表面與管子1的外表面(平壁)結(jié)合在一起，這樣熱量在他們之間傳送。如圖2所示，板部2a和端部2b互相垂直并且在他們之間限定直角。
端部2b的寬度非常小。如果端部2b與相鄰的板部2a之間的角限定一圓角，端部2b整體上可以被看作彎的或彎曲部分。這樣，端部2b也稱作彎曲部分2b。在這個實施例中，波狀的散熱片2例如是由金屬薄板輥軋成形而形成的。
如圖4所示，散熱片2的平板部2a具有角形件2c。角形件2c通過切割平板部2a的一部分并相對于平板部2a的其余部分移動或彎曲該切割部分以使得切割部分與平板部2a形成直角而形成。從而平板部2a具有作為狹縫的開口。每個角形件2c具有一定高度從而實現(xiàn)從平板部2a延伸，所述平板部2a限定散熱片2的基本壁。
這里，角形件2c的高度對應(yīng)圖3和4中的上下方向的尺寸。角形件2c的高度也稱作角形件2c的寬度。角形件2c有相同的高度。通過在平板部2a上制成H形切口并相對于平板部2a移動切口的相對部分形成作為開口的一個開口。。這樣，兩個角形件2c形成在一個開口的相對側(cè)。一個開口的兩個角形件2c屬于不同的散熱部(熱交換部分)20，該散熱部將在后面進行描述。同時，兩個角形件2c的總高度等于出口的寬度。
每個角形件2c具有矩形形狀，且在沿著測量散熱片2的高度的方向上具有縱邊。角形件2c具有帶狀形狀。這里，散熱片2的高度在圖1的上下方向上測量。角形件2c在與圖2中空氣的流動方向A1相交的方向上延伸。在本實施例中，角形件2c在與測量散熱片2的高度的方向相平行的方向，并且在與空氣流動的方向A1相垂直的方向上延伸。
并且，角形件2c的長度與散熱片2的高度大致相等。即，角形件2c的第一末端在鄰近平板部2a的一個端部2b的位置，第二末端在鄰近平板部2a的相對端部2b的位置。這樣，限定在兩相角形件2c之間的開口的長度大致等于散熱片2的高度。
在本實施例中，角形件2c相對于平板部2a成直角。這個直角包括近似90°。
在這個散熱片2中，當空氣沿著平板部2c的表面流動時會與角形件2c碰撞。這樣，空氣的流動被干擾從而提高散熱片2與空氣間的傳熱率。因此，角形件2c用作干擾空氣的流動的碰撞壁。
如圖2和3所示，定位在開口之間的平板部2a的部分被稱作基本部分(基本件)2d?；静糠?d相對于空氣流動方向A1連續(xù)地延伸到兩個角形件2c。
在本實施例中，兩個從基本部分2d的相對側(cè)延伸的角形件2c在平板部2a的同一側(cè)彎曲。即，兩個角形件2c形成在平板部2a的相同的表面上。另外，兩個角形件2c互相平行地延伸。具體而言，在圖3中，定位在一個基本件2d右側(cè)的右角形件2c從平板部2a按照逆時針反向移動，以及定位在基本件2d左側(cè)的左角形件2c從平板部2a按照順時針方向移動。
這樣，如圖5所示，基本件2d和定位在基本件2d兩側(cè)的兩個角形件2c具有大致上U形的橫截面或括弧形的橫截面。這個包括基本件2d和從基本件2d延伸的兩個角形件2c的U形部分以下稱作散熱部20。在本實施例中，一個平板部2a的所有的角形件2c在相同方向上延伸。
并且，一個平板部2a的角形件2c有相同的長度，并且角形件2c的末端在平板部2a的縱向方向(即空氣的流動方向A1)上對齊。因此，平板部2a的兩側(cè)的強度提高。這樣，平板部2a的強度高于不含角形件2c的端部2b的強度。從而末端部分2b可相對于平板部2a急劇地彎曲。
平板部2a具有多個散熱部20。散熱部20互相平行并沿著空氣流動的方向A1排列，使得空氣與散熱部20順序碰撞。如圖4所示，散熱部20相對于基準點C對稱地排列，該基準點C定位在相對于空氣流動方向A1的預(yù)定位置上。
在本實施例中，基準點C定位在相對于空氣流動方向A1的大致中間位置上。定位在基準點C上游的角形件的數(shù)量等于定位在基準點C下游的角形件的數(shù)量。并且，所有角形件2c具有相同的高度(以下稱為角形件的高度H)。在圖4中，Gr1表示一組上游散熱部20，Gr2表示一組下游散熱部20。
在上述討論中描述了兩個角形件2c形成在基本件2d兩側(cè)。平板部2a在相對于空氣流動方向A1的上游末端處和下游末端處具有兩個端壁，以及在中間位置具有中間壁。端壁和中間壁是平的并且相對于空氣流動方向A1比每個基本件2d寬。端壁和中間壁也具有與從基本件2d延伸的角形件2c一樣的形狀的角形件。
鑒于上邊所述，可以看到角形件2c形成在各個開口的兩側(cè)。即，所有開口的兩側(cè)具有角形件2c。換句話說，與基本件2d的寬度無關(guān)，每個基本件2d具有在其兩側(cè)沿相同方向延伸的兩個角形件2c。
下面將參照圖6說明用于形成散熱片2的輥軋成形裝置的結(jié)構(gòu)。如圖6所示，輥軋成形裝置總的包括張緊單元12、成形輥軋單元13、切割單元14、進給單元15、再成形單元16、制動單元17等。
張緊單元12施加預(yù)定的張力至散熱片材料11，所述散熱片材料11具有薄板形狀并從材料卷(展卷機)10拉出。張緊單元12具有重力張緊部分12a，用于通過重力向散熱片材料11施加預(yù)定的張力；可隨散熱片材料11的運動而轉(zhuǎn)動的輥子12b；以及輥子張緊部分12d，其包括彈簧部分12c，用于通過輥子12b向散熱片材料11施加預(yù)定的張力。這里，預(yù)定的張力被施加到散熱片材料11以保持散熱片的高度為恒定的水平，所述散熱片在散熱片成形單元13中被彎曲。
散熱片成形單元13將散熱片材料11彎曲成波形形狀，以具有彎曲部2b和平板部2a，并在對應(yīng)于平板部2a的部分上形成角形件2c。散熱片成形單元13包括一對成形輥13a。成形輥13a具有包括齒13b的齒輪形狀。輥13a在齒13b上具有刀具(未圖示)，用于形成角形部分2c。散熱片材料11沿著齒13b被彎曲成波形形狀，并且，角形件2c在被在一對輥13a之間傳送的同時被成形。
切割單元14將散熱片材料11切割成預(yù)定的長度，以便一個散熱片12具有預(yù)定數(shù)量的彎曲部2b。已被切割成預(yù)定的長度的散熱片材料11通過傳送單元15被朝向再成形單元16進給。
傳送單元15具有一對輥子15a。所述一對輥子15a是具有以參考間隔(間距)布置的齒的齒輪，所述間距大致等于在散熱片形成單元13中形成的相鄰的彎曲部2b的間距。這里，波狀散熱片2的相鄰的彎曲部2b之間的間距總的被稱作散熱片間距Pf。如圖4所示，散熱片間距Pf是相鄰的平板部2a之間的距離的兩倍。
隨著成形輥13a的壓力角增加，處于完成狀態(tài)的散熱片2的散熱片間距Pf減小。另一方面，隨著成形輥13a的壓力角減小，處于完成狀態(tài)的散熱片2的散熱片間距Pf增加。在成形輥13a和傳送輥15a的模數(shù)差在10％以內(nèi)的情況下，不更換傳送輥15a即可形成散熱片。
再成形單元16通過在大致垂直于彎曲部2b的隆起的方向上擠壓彎曲部2b而使彎曲部2b的波形形狀再次成形。再成形單元16包括一對再成形輥16a、16b。再成形輥16a、16b布置在散熱片材料11的相對側(cè)上并可隨散熱片材料11的運動而轉(zhuǎn)動。另外，再成形輥16a、16b布置為使得通過再成形輥16a、16b的轉(zhuǎn)軸的直線與散熱片材料11的傳送方向垂直。
制動單元17包括具有制動表面17a的制動靴17c和具有制動表面17b的板構(gòu)件17e。制動單元17相對于散熱片材料11的傳送方向定位在再成形單元16的下游。制動單元17通過由傳送單元15產(chǎn)生的傳送力和由制動表面17a、17b產(chǎn)生的摩擦力壓縮散熱片材料11，使得彎曲部2b互相接觸。
這里，制動靴17c的一個末端被可旋轉(zhuǎn)地支撐，并且彈簧構(gòu)件17d設(shè)置在制動靴17c的另一端上，作為摩擦控制裝置。因此，由制動表面17a、17b產(chǎn)生的摩擦力通過控制彈簧構(gòu)件17d的撓曲來控制。板構(gòu)件17e由足夠耐磨的材料制成，比如模具鋼。
接著描述輥軋成形裝置的操作。第一，從材料卷10處拉拔散熱片材料11(拉制步驟)。然后在張緊單元12中將預(yù)定的張力沿散熱片材料11傳送的方向施加到散熱片材料11上(張緊步驟)。接著，彎曲部2b和角形件2c形成在散熱片材料11上(散熱片成形步驟)。成形的散熱片材料11在切割單元14中切割成預(yù)定的長度(切割步驟)。
具有預(yù)定長度的散熱片材料11通過運送單元15向再成形單元16傳送(傳送步驟)。然后在再成形單元16中，彎曲部2b被擠壓以使得散熱片材料11的整個長度再成形(再成形步驟)。另外，散熱片材料11被收縮，從而相鄰的彎曲部2b在制動單元17中互相接觸(收縮步驟)。
收縮步驟之后，散熱片材料11通過其彈性擴張并具有預(yù)定的散熱片間距Pf。然后，進行諸如尺寸檢驗之類的檢查。這樣就制成了波狀的散熱片2。
在本實施例中，角形件2c形成在基本件2d的兩側(cè)上并在同一方向上延伸。因此，當角形件2c形成時，力矩沿互相抵消的方向施加到基本件2d上。這樣，基本件2d和角形件2c之間的邊界，也就是角形件2c的基部不易變形。所以，提高了形成散熱部20的精度。結(jié)果，散熱部20正確地形成為預(yù)期的形狀并提高了散熱片2的生產(chǎn)率。
在本實施例中，所有的散熱部20具有大致相同的高度H。所以，在每個基本件2d中，當彎曲上游側(cè)的角形件2c時引起的力矩與彎曲下游側(cè)的角形件2c時引起的力矩大致相等。這樣，當有效地彎曲角形件2c時，角形件2c的基部的扭曲被限制。所以，進一步提高了形成角形件2c的精度。通過這一點，進一步提高了散熱片2的生產(chǎn)率。
另外，散熱部20相對于基準點C對稱地布置。在散熱片成形的步驟中，彎曲力沿著互相抵消的方向持續(xù)地施加到散熱片材料11上。這樣當角形件2c成形時散熱片材料11不會變形而使得其沿一個方向偏斜和集中，從而。因為基本件2d和角形件2c穩(wěn)定地成形，散熱片2的生產(chǎn)率進一步提高了。
并且，散熱部20通過相對于空氣流動的方向A1在基本件2d兩側(cè)彎曲角形件2c而形成。散熱部20以預(yù)定的間距形成而不切割或浪費散熱片材料11。所以，散熱片材料11的產(chǎn)出率也提高了。
另外，由于角形件2c形成在基本件2d的兩側(cè)上，相鄰的散熱部20之間的距離增加，而不過多地增加角形件的高度H。從而，在抑制壓力損失(空氣流動阻力)增加的同時，提高了增強空氣擾動的效果。通過這點，提高了傳熱系數(shù)。從而提高了熱交換效率。
根據(jù)實驗，優(yōu)選散熱片2的厚度在大于或等于0.01mm和小于或等于0.1mm之間的范圍內(nèi)。圖7示出了相對于散熱部20的散熱部間距P的熱交換效率的模擬結(jié)果。圖8示出了相對于角形件的高度H的熱交換效率的模擬結(jié)果。
如圖5所示，散熱部間距P是相對于空氣流動方向A1在相鄰的散熱部20之間的間距。角形件的高度H對應(yīng)在與空氣流動方向A1垂直的方向上的散熱部20的尺寸(高度)。從而，角形件的高度H也稱作散熱部高度。并且，角形件的高度和散熱部的高度H包括平板部2a的厚度。熱交換效率基于熱交換系數(shù)和傳熱面積的乘積確定。
如圖7和圖8所示，當散熱部間距P是在大于或等于0.04mm和小于或等于0.75mm之間的范圍內(nèi)，以及散熱部高度H在大于或等于0.02mm和小于或等于0.4mm之間的范圍內(nèi)時，熱交換效率提高。
另外，當散熱部間距P是在大于或等于0.2mm和小于或等于0.7mm之間的范圍內(nèi)，以及散熱部高度H在大于或等于0.1mm和小于或等于0.35mm之間的范圍內(nèi)時，熱交換效率進一步提高。此外，散熱部間距P是在大于或等于0.4mm和小于或等于0.6mm之間的范圍內(nèi)，以及散熱部高度H在大于或等于0.2mm和小于或等于0.3mm之間的范圍內(nèi)時，熱交換效率進一步增高。
(第二實施例)本發(fā)明的第二實施例將參考圖9進行描述。這之后，相同的部件用相同的附圖標記表示，將不再重復(fù)其說明。
在每個平板部2a中，散熱部20相對于空氣流動方向A1布置并相對于預(yù)定的基準點C對稱地排列。這樣，散熱部20的上游組和散熱部20的下游組相對稱地排列。這之后的散熱部20的上游組被稱為上游散熱部20，以及散熱部20的下游組被稱為下游散熱部20。
圖9示出了一些上游散熱部20。在本實施例中，如圖9所示，上游散熱部20的角形件2c具有不同的長度。具體而言，上游散熱部20相對于空氣流動方向A1具有在它上游側(cè)上的上游角形件21c和在它下游側(cè)上的下游角形件22c。上游角形件21c的高度H1大于下游角形件22c的高度H2。
這樣，由于上游散熱部20的上游角形件21c比另一角形件22c高，空氣的流動在平板部2a的上游區(qū)域上受到進一步干擾。通過這點提高了傳熱系數(shù)。并且，因為空氣的過度干擾導(dǎo)致的在平板部2a的下游區(qū)的壓力損失增加(空氣流動阻力)被限制了。
在下游散熱部20的上游角形件2c增加的情況下，熱交換率將變壞。也就是，在這樣的情況下，因為相對于空氣流動方向A1的剩余散熱部20的數(shù)量少，與由于干擾效果造成的熱交換系數(shù)的提高相比，由于壓力損失(空氣流動的阻力)的增加而造成的熱交換量減小。
在本發(fā)明實施例中，上游散熱部20和下游散熱部20是對稱的關(guān)系。由于上游散熱部20的上游角形件21c的高度H1增加，所以上游散熱部20和下游散熱部20不完全對稱。但是，上游散熱部20和下游散熱部20具有大致上U-形的橫截面，因此大致上是對稱的。上述的對稱關(guān)系包括這種大致對稱的關(guān)系。
同樣地，在本實施例中，上游散熱部20的數(shù)量等于下游散熱部20的數(shù)量。但是，上游散熱部20的數(shù)量可以與下游散熱部20的數(shù)量稍有不同(比如相差1個)。上述的對稱關(guān)系甚至包括這種情況。并且在第一實施例中，上游組Gr1的散熱部20的數(shù)量可以與下游組Gr2的散熱部20的數(shù)量不同。
并且在本實施例中，由于散熱部20相對于基準點C以對稱的關(guān)系排列，在散熱片成形步驟中，彎曲力在互相抵消的方向上持續(xù)地施加到散熱片材料11上。因此，當角形件2c彎曲時，散熱片材料11不易變形而偏向一個方向。這樣，基本件2d和角形件2c穩(wěn)定地、均勻地形成。從而進一步提高了散熱片2的生產(chǎn)率。
(第三實施例)將說明第三實施例。第三實施例也如圖9所示。每個平板部2a具有上流散熱部20和下游散熱部20。這里下游散熱部20具有與第一實施例的散熱部20相同的形狀。
如圖9所示，上游散熱部20包括上游角形件21c和下游角形件22c，以及上游角形件21c的高度H1高于下游角形件22c的高度H2。
在下游散熱部20中，上游角形件2c和下游角形件2c具有相同的高度H。這樣，上游散熱部20具有的高度高于下游散熱部20的高度。在本實施例中，告訴H、H1、H2具有H1＞H＞H2的關(guān)系。另外，高度H和高度H2可以大致相等?？蛇x地，高度H、H1、H2也可以有H1+H2＞2×H的關(guān)系。
這樣，由于空氣的流動通過具有高于其他角形件的上游角形件21c被進一步干擾，傳熱系數(shù)增加了。并且，由于空氣的流動在平板部2a的下游區(qū)域不易受到過度的干擾，從而抑制了壓力損失(空氣流動的阻力)的增加。
在下游散熱部20的上游角形件2c的高度增加的情況下，熱交換效率將降低。也就是，在這樣的情況下，因為相對于空氣流動方向A1的剩余的散熱部20的數(shù)量少，與由于干擾效果造成的熱交換系數(shù)的提高相比，由于壓力損失(空氣流動阻力)的增加使得熱交換量減小。
并且，只有一個或一些上游散熱部20可具有高度H1大于下游散熱部20的高度H的上游角形件21c的散熱部的。另外，上游散熱部20的高度可以增加至大于下游散熱部20的平均高度。
在本實施例中，由于上游角形件21c和下游角形件22c具有不同的高度，所以上游散熱部20和下游散熱部20不是完全對稱。但是，上游散熱部20和下游散熱部20類似地具有大致U-形的橫截面。因此，上游散熱部20和下游散熱部20仍然具有對稱的關(guān)系。
并且，甚至當上游散熱部20的數(shù)量和下游散熱部20的數(shù)量稍微不同時，上游散熱部20和下游散熱部20仍然具有對稱的關(guān)系。
(第四實施例)本發(fā)明將參考圖10至12描述第四實施例。在本實施例中，上游角形件21c的高度H1在大于或等于0.02mm和小于或等于0.4mm之間的范圍內(nèi)。并且，散熱部間距P是在大于或等于0.02mm和小于或等于0.75mm之間的范圍內(nèi)。另外，下游角形件22c的高度H2等于上游角形件21c的H1。
由于角形件2c從平板部2a彎曲，散熱部20的基本件2d的寬度L根據(jù)上游角形件21c的高度H1和散熱部間距P而改變。圖11示出了散熱部比H1/L和熱交換效率之間的關(guān)系。散熱部比H1/L是上游角形件21c的高度H1與基本件2d的寬度L的比值。如圖11所示，當散熱部比H1/L是在大于或等于0.9和小于或等于1.25之間的范圍內(nèi)時，熱交換率是足夠的。
圖12示出了散熱部比H1/L和壓力損失之間的關(guān)系。當散熱部比H1/L小于或等于1.2時，壓力損失減小。
考慮到熱交換效率和壓力損失，散熱部比H1/L最好是在大于或等于0.9和小于或等于1.25的范圍內(nèi)。更優(yōu)選的是散熱部比H1/L是在大于或等于0.95和小于或等于1.2的范圍內(nèi)。進一步優(yōu)選的是散熱部比H1/L是在大于或等于1.0和小于或等于1.15的范圍內(nèi)。
(第五實施例)將參考圖13A到14C描述第五實施例。在上述的實施例中，角形件2c與平板部2a成直角來提高熱交換效率。但是，角形件2c與平板部2a成的角度不限于直角，而是可以改變，只要空氣的流動受到干擾即可。
在本實施例中，角形件2c與平板部2a所成的角度例如在大于或等于40°和小于或等于140°之間的范圍內(nèi)改變。因此，散熱部20的橫截面形狀也不局限于大致的U形，也可以是其他任何形狀。這里，每個角形件2c的角度定義為相對于平板部2a的角度，即相對于角形件2c從平板部2a彎曲前的狀態(tài)。這樣，該角度也被稱作彎曲角度。
圖13A-13C示出了角形件2c的角度以各種方式改變的例子。在圖13A中，上游和下游角形件2c的角度分別是大約40°。在圖13B中，上游和下游角形件2c的角度分別是大約140°。在圖13C中，上游角形件21c的角度大約是90°，以及下游角形件22c的角度大約是40°。
另外散熱部20的形狀被改變。圖14A到14C舉例示出了散熱部20的形狀。在圖14A中，角形件2c和角形件2c和基本件2d之間的連接部分與平板部2a構(gòu)成角度。在圖14B中，角形件2c成形為基本件2d和角形件2c在橫截面中共有弧形形狀的光滑曲線壁。
在圖14C中，上游角形件21c的末端相對于空氣流動方向A1朝向上游的位置彎曲，以及下游角形件21c的末端相對于空氣流動方向A1朝向下游的位置彎曲。
因此，只要沿著平板部2a氣流受到干擾，散熱部20的形狀不只局限于圖示的形狀。
在上述實施例中，本發(fā)明使用在汽車空調(diào)的散熱器中，但是也可以用于其他熱交換器中，比如汽車空調(diào)的加熱芯，蒸發(fā)壓縮制冷循環(huán)的蒸發(fā)器或冷凝器，用于冷卻發(fā)動機的冷卻水的散熱器。
散熱片2的形狀不只局限于波形。散熱片2也可以是其他的散熱片，比如具有平壁的板狀散熱片，以及針形的針形散熱片。散熱部20可以在空氣流動的方向A1上在每個平板部2a中排列成多排。另外，角形件2c相對與空氣流動方向A1垂直的方向可以傾斜預(yù)定的角度。而且，多個平板部2a中的散熱部20的數(shù)量可以不同。并且，平板部2a可以只有一個散熱部20。此外，上述實施例可以通過各種組合來實施。
前邊描述了本發(fā)明的示例性實施例。但是，本發(fā)明不僅僅局限于上述示例性實施例，而是還可以在不背離本發(fā)明的實質(zhì)的情況下通過其他方式來實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種利用流體傳熱的傳熱構(gòu)件，包括包括基本部分的基本壁；第一角形部分；以及第二角形部分，其中第一角形部分和第二角形部分從所述基本部分的相對側(cè)延伸并與所述基本壁成角度，以及所述第一角形部分、所述第二角形部分和所述基本部分提供熱交換部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳熱構(gòu)件，其中所述熱交換部分是多個熱交換部分中的一個。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳熱構(gòu)件，其中所述多個熱交換部分的第一角形部分和第二角形部分相對于與基本壁垂直的方向具有大致相等的尺寸。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳熱構(gòu)件，其中所述多個熱交換部分相對于流體的流動方向排列，使得相對于流體流動的方向所述第一角形部分定位在基本部分的上游，所述第二角形部分定位在基本部分的下游，并且所述多個熱交換部分中的一些熱交換部分布置在基本壁的基準點的上游，以及相對于與基本壁垂直的方向，所述多個熱交換部分中的一些熱交換部分的第一角形部分的尺寸大于其基本壁第二角形部分的尺寸。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳熱構(gòu)件，其中所述多個熱交換部分相對于流體的流動方向排列，所述多個熱交換部分包括上游熱交換部分和下游熱交換部分，相對于流體的流動方向，所述上游熱交換部分布置在所述基本壁的基準點的上游，并且所述下游熱交換部分布置在所述基本壁基準點的下游，以及相對于與基本壁垂直的方向，所述上游熱交換部分的尺寸大于所述下游熱交換部分的尺寸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項所述的傳熱構(gòu)件，其中第一和第二角形部分中的至少一個與基本部分的表面成直角。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項所述的傳熱構(gòu)件，其中每個第一和第二角形部分與基本壁表面所成的角度在至少40°和至多140°之間的范圍內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項所述的傳熱構(gòu)件，其中所述熱交換部分是多個熱交換部分中的一個，以及所述多個熱交換部分成行排列并且相對于基本壁的基準點具有對稱的關(guān)系。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項所述的傳熱構(gòu)件，其中所述熱交換部分在與基本壁垂直的方向上定義高度，并在沿著基本部分并與第一和第二角形部分垂直的方向上定義寬度，以及所述高度和寬度的比在至少0.9和至多1.25之間的范圍內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的傳熱構(gòu)件，其中所述比在至少0.95和至多1.2之間的范圍內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的傳熱構(gòu)件，其中所述比在至少1.0和至多1.15之間的范圍內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項所述的傳熱構(gòu)件，其中所述熱交換部分是在流體流動方向上排列成預(yù)定間距的多個熱交換部分的一個，并且所述多個熱交換部分中的每一個在與基本壁垂直的方向上的尺寸在至少0.02mm和至多0.4mm之間的范圍內(nèi)，以及所述預(yù)定間距在至少0.04mm和至多0.75mm之間的范圍內(nèi)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的傳熱構(gòu)件，其中所述熱交換部分的尺寸在至少0.1mm和至多0.35mm之間的范圍內(nèi)，并且所述預(yù)定間距在至少0.2mm和至多0.7mm之間的范圍內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的熱交換構(gòu)件，其中所述熱交換部分的尺寸在至少0.2mm和至多0.3mm之間的范圍內(nèi)，并且所述預(yù)定間距在至少0.4mm和至多0.6mm之間的范圍內(nèi)。
15.一種熱交換器，包括限定通道的管，用于允許熱介質(zhì)在通道內(nèi)流動；以及布置在管的外部表面上的散熱片，其中所述散熱片包括根據(jù)權(quán)利要求1到3中任何一項所述的傳熱構(gòu)件。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的熱交換器，其中所述散熱片的厚度在至少0.01mm和至多0.1mm之間的范圍內(nèi)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的熱交換器，其中散熱片具有波形形狀。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的熱交換器，其中熱介質(zhì)是制冷劑。
全文摘要
一種具有基本壁的傳熱構(gòu)件包括基本部分和角形部分。角形部分相對于流體的流動方向從基本部分的相對側(cè)延伸。角形部分通過在基本部分的相對側(cè)從基本壁切割并相對于基本壁彎曲而設(shè)置。
文檔編號F25B39/00GK101050930SQ20071009206
公開日2007年10月10日 申請日期2007年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月5日
發(fā)明者淺野和惠, 伊藤彰, 下谷昌宏, 現(xiàn)田啟之 申請人:株式會社電裝