熱交換器及其制造方法
【專利說明】熱交換器及其制造方法
[0001]關(guān)聯(lián)申請的相互參照
[0002]本申請以2013年2月18日申請的日本專利申請2013-029153以及2013年2月18日申請的日本專利申請2013-029152為基礎(chǔ)，通過參照將該公開內(nèi)容組入本申請中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及具備管和熱交換促進用的翅片的熱交換器及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0004]以往已知有這樣一種熱交換器，其具備供第一流體流通的多個管以及促進該第一流體與在管周圍沿著一方向流通的第二流體之間的熱交換的翅片。例如，專利文獻I所公開的熱交換器便是這種熱交換器。在該專利文獻I的熱交換器中，翅片具備沿著上述一方向的平板狀的平面部和以相對于該平面部傾斜的方式翹起的相互平行的多個百葉片。
[0005]第二流體在該百葉片彼此的間隙中流通，一部分百葉片彼此的百葉片間隔比其他百葉片彼此的百葉片間隔大。因此，并非所有百葉片的、從上述一方向觀察時的從平面部算起的百葉片高度都相同，百葉片間隔越大，形成該百葉片間隔的一方的百葉片的百葉片高度越高。
[0006]另外，在該專利文獻I的熱交換器中，翅片具備以相對于上述一方向傾斜的方式翹起的相互平行的多個百葉片。第二流體在該百葉片彼此的間隙中流通，一部分百葉片彼此的間隔比其他百葉片彼此的間隔寬。
[0007]在先技術(shù)文獻
[0008]專利文獻
[0009]專利文獻1:日本特開平11-157326號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]以往，通常，在熱交換器的翅片中，所有百葉片的百葉片高度均相同。但是，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明人的研宄，如專利文獻I所公開的那樣，為了提高熱交換器的熱交換性能等，也考慮不能夠使百葉片高度都相同。
[0011]在要利用例如作為翅片的成形方法的通常的輥壓成形等對這種百葉片高度不都相同的翅片進行加工的情況下，在多個百葉片中，由于百葉片高度不同，因此假定翅片發(fā)生不必要的形狀變形。這種形狀變形可能成為影響翅片的性能、風(fēng)的流動而使熱交換器的熱交換性能下降的原因。另外，也可能導(dǎo)致翅片的成形不良。
[0012]在上述的專利文獻I的熱交換器中，一部分百葉片彼此的間隔比其他百葉片彼此的間隔寬，從而在該間隔變寬了的百葉片彼此的間隙中流通的第二流體的流動得以改善，使該第二流體的流動不容易停滯。但是，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明人的研宄，在專利文獻I中未明確示出上述一方向上的翅片的寬度與形成于該翅片的各百葉片的形狀之間的關(guān)系。
[0013]尤其是，翅片的寬度越小，百葉片越細微，從而百葉片彼此的間隙也越小。因此，翅片的寬度越小，第二流體越容易在百葉片彼此的間隙中停滯。因而，在獲得良好的熱交換性能的方面，認(rèn)為翅片的寬度越小，明確翅片的寬度與形成于該翅片的各百葉片的形狀之間的關(guān)系越為重要。
[0014]本發(fā)明基于上述問題點而完成，本發(fā)明的目的在于，提供一種通過具備抑制了成形上的不必要的形狀變形的翅片而能夠獲得良好的熱交換性能的熱交換器及其制造方法。
[0015]另外，本發(fā)明的另一個目的在于，提供一種能夠減小翅片寬度且能夠獲得良好的熱交換性能的熱交換器。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的第一方案，熱交換器具備供第一流體流通的多個管、以及與多個管接合且用于促進第一流體與在多個管之間沿著一方向流通的第二流體之間的熱交換的翅片。翅片具備沿著一方向的平板狀的平面部、以及在平面部上沿一方向排列且相對于平面部傾斜的多個百葉片。多個百葉片包含高百葉片和低百葉片，該低百葉片的從平面部到百葉片的前端為止的百葉片高度比高百葉片的從平面部到百葉片的前端為止的百葉片高度低。高百葉片的沿著平面部的前端的長度比低百葉片的沿著平面部的前端的長度短。多個百葉片分別在多個百葉片各自的兩端具有側(cè)端與前端相交的前端角部。多個百葉片的位于相同側(cè)的多個前端角部位于與一方向平行的同一平面上。
[0017]在該情況下，當(dāng)從上述一方向觀察時，百葉片高度越高，百葉片的前端的長度越短。因此，若例如利用通常的輥壓成形作為翅片的成形方法來成形翅片，則在用于成形各百葉片成形的切刀分別與翅片的原材料接觸時，開始該接觸的時機彼此的偏差減小。例如，多個百葉片成形用的切刀大致同時地開始切入翅片的原材料。因而，熱交換器能夠具備抑制了成形上的不必要的形狀變形的翅片，因此能夠獲得良好的熱交換性能。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的第二方案，公開了熱交換器的制造方法。熱交換器具備供第一流體流通的多個管、以及與多個管接合且促進第一流體與在多個管之間沿著一方向流通的第二流體之間的熱交換的翅片，該翅片具備沿著一方向的平板狀的平面部、以及在平面部上沿一方向排列且相對于平面部傾斜的多個百葉片。熱交換器的制造方法具有利用輥壓成形法來制造翅片的工序。該工序包含翅片成形工序，在該翅片成形工序中，通過使翅片材料嚙入至形成一對的齒輪狀的成形輥中而將翅片材料成形為波狀，并且成形多個百葉片。在翅片成形工序中，作為成形輥，使用如下的成形輥:具備沿該成形輥的軸向排列成一列的多個百葉片成形用切刀，該多個百葉片成形用切刀包含高切刀和低切刀，該低切刀的從齒面到切刀前端為止的切刀高度比高切刀的從齒面到切刀前端為止的切刀高度低，并且高切刀的切刀前端的長度比低切刀的切刀前端的長度短。多個百葉片成形用切刀在彼此相同的時機開始切入翅片材料，從而成形多個百葉片。
[0019]根據(jù)上述公開內(nèi)容，在翅片成形工序中，使用包含切刀高度不同的多個百葉片成形用切刀的成形輥，因此能夠成形百葉片高度不同的多個百葉片。而且，使用多個百葉片成形用切刀中的切刀高度較高的高切刀的切刀前端的長度比切刀高度較低的低切刀的切刀前端的長度短的成形輥。由于該多個百葉片成形用切刀在彼此相同的時機開始切入翅片材料，因此，在百葉片成形用切刀的彼此之間消除了由于百葉片成形用切刀的切入而引起翅片材料被拉入該百葉片成形用切刀中的情況。因此，具有翅片材料不容易在百葉片成形用切刀的排列方向即成形輥的軸向上歪斜這樣的優(yōu)點。
[0020]另外，在翅片成形工序中，作為成形輥，使用包含高切刀以及低切刀且高切刀的切刀前端的長度比低切刀的切刀前端的長度短的成形輥。其結(jié)果是，使多個百葉片以如下方式成形:多個百葉片中包含百葉片高度不同的百葉片，并且，多個百葉片中的百葉片高度較高的高百葉片的百葉片前端的長度比百葉片高度較低的低百葉片的百葉片前端的長度短。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的第三方案，熱交換器具備供第一流體流通的多個管、以及與多個管接合且用于促進第一流體與在多個管之間沿著一方向流通的第二流體之間的熱交換的翅片。翅片具備:從一方向上的第二流體的流動的上游側(cè)起依次配設(shè)的第一平坦部、第二平坦部以及第三平坦部；在第一平坦部與第二平坦部之間沿一方向排列且相對于一方向傾斜的多個第一百葉片；在第二平坦部與第三平坦部之間以與第一百葉片共同的百葉片間距沿一方向排列、且向與第一百葉片相反的方向相對于一方向傾斜的多個第二百葉片。一方向上的翅片的長度為14mm以下。多個第一百葉片包含與第一平坦部連接的上游端第一百葉片，多個第二百葉片包含與第二平坦部連接的上游端第二百葉片。當(dāng)將百葉片間距設(shè)為LP時，上游端第一百葉片以及上游端第二百葉片各自的一方向上的百葉片長度為5/8XLP以上。
[0022]由于上游端第一百葉片以及上游端第二百葉片的百葉片長度增加到5/8XLP以上，因此，該上游端第一百葉片和與其相鄰的第一百葉片之間的間隙、以及上游端第二百葉片和與其相鄰的第二百葉片之間的間隙與該百葉片長度相應(yīng)地被確保得較寬。因此，在這些間隙中，盡管翅片的寬度為14_以下時第二流體容易停滯，但卻能夠使該第二流體不容易發(fā)生停滯。因此，能夠?qū)峤粨Q器的翅片的寬度設(shè)為14_以下而實現(xiàn)熱交換器的小型化，且能夠獲得熱交換器的良好的熱交換性能。
[0023]需要說明的是，在上述公開內(nèi)容中，所謂第一百葉片和第二百葉片是共同的百葉片間距，并不是該百葉片間距在數(shù)學(xué)意義上相同，而是指包括制造上的偏差等在內(nèi)的實際上的相同。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的第四方案，熱交換器具備供第一流體流通的多個管、以及與多個管接合且用于促進第一流體與在多個管之間沿著一方向流通的第二流體之間的熱交換的翅片。翅片具備:從一方向上的第二流體的流動的上游側(cè)起依次配設(shè)的第一平坦部、第二平坦部以及第三平坦部；在第一平坦部與第二平坦部之間沿一方向排列且相對于一方向傾斜的多個第一百葉片；以及在第二平坦部與第三平坦部之間以與第一百葉片共同的百葉片間距沿一方向排列、且向與第一百葉片相反的方向相對于一方向傾斜的多個第二百葉片。多個第一百葉片包含與第一平坦部連接的上游端第一百葉片、與第二平坦部連接的下游端第一百葉片以及位于上游端第一百葉片與下游端第一百葉片之間的中間部第一百葉片。多個第二百葉片包含與第二平坦部連接的上游端第二百葉片、第二百葉片中的與第三平坦部連接的下游端第二百葉片以及位于上游端第二百葉片與下游端第二百葉片之間的中間部第二百葉片。上游端第一百葉片、下游端第一百葉片、上游端第二百葉片以及下游端第二百葉片相對于一方向的傾斜角度比中間部第一百葉片以及中間部第二百葉片相對于一方向的傾斜角度大。
[0025]與中間部第一百葉片以及中間部第二百葉片相比，上游端第一百葉片、下游端第一百葉片、上游端第二百葉片以及下游端第二百葉片形成為傾斜角度變大，因此，與該上游端第一百葉片、下游端第一百葉片、上游端第二百葉片以及下游端第二百葉片相接的各個百葉片間通路變寬。其結(jié)果是，在空氣流動容易停滯的位置不容易發(fā)生該停滯，從而能夠提高熱交換器的熱交換性能。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的第五方案，熱交換器具備供第一流體流通的多個管、以及與多個管接合且用于促進第一流體與在多個管之間沿著一方向流通的第二流體之間的熱交換的翅片。翅片具備:從一方向上的第二流體的流動的上游側(cè)起依次配設(shè)的平板狀的第一平坦部、第二平坦部以及第三平坦部；在第一平坦部與第二平坦部之間沿一方向排列且相對于一方向傾斜的多個第一百葉片；在第二平坦部與第三平坦部之間以與第一百葉片共同的百葉片間距沿一方向排列、且向與第一百葉片相反的方向相對于一方向傾斜的多個第二百葉片；以及將第一平坦部、第一百葉片、第二平坦部、第二百葉片以及第三平坦部一體地連結(jié)、且沿一方向延伸的平板狀的連結(jié)部。第一平坦部、第二平坦部以及第三平坦部分別相對于連結(jié)部在該連結(jié)部的厚度方向上錯開配設(shè)。在多個第一百葉片之間形成的多個第一百葉片間通路中的空氣流動最上游側(cè)以及最下游側(cè)的通路比多個第一百葉片間通路中的其他通路寬，在多個第二百葉片之間形成的多個第二百葉片間通路中的空氣流動最上游側(cè)以及最下游側(cè)的通路比多個第二百葉片間通路的其他通路寬。
[0027]如上所述，第一百葉片間通路中的空氣流動最上游側(cè)以及最下游側(cè)的通路比其他的第一百葉片間通路寬，第二百葉片間通路中的空氣流動最上游側(cè)以及最下游側(cè)的通路比其他的第二百葉片間通路寬。因此，在空氣流動容易停滯的位置難以發(fā)生該停滯。因此，能夠提高熱交換器的熱交換性能。
【附圖說明】
[0028]圖1是示出本發(fā)明的第一實施方式中的散熱器的主視圖。
[0029]圖2是放大了圖1的II部分的立體圖。
[0030]圖3是第一實施方式中的散熱器的管以及翅片的局部剖視圖。
[0031]圖4是圖3以及圖5中的IV-1V剖視圖。
[0032]圖5是第一實施方式中的翅片的板部的局部側(cè)視圖。
[0033]圖6是作為用于制造第一實施方式中的散熱器的翅片的翅片制造裝置的輥壓成形裝置的示意圖。
[0034]圖7是示出在構(gòu)成第一實施方式中的輥壓成形裝置的一部分的翅片成形裝置中的、一對成形輥的嚙合部分的剖視圖。
[0035]圖8是局部示出第一實施方式中的一對成形輥的一方的立體圖。
[0036]圖9是圖5的IX部分的放大圖。
[0037]圖10是圖6中的X部分的放大圖。
[0038]圖11是示出第一實施方式的比較例中的、假定為不論百葉片高度如何各百葉片間的百葉片側(cè)端角度都相同的情況。
[0039]圖12是示出第一實施方式中的、氣流端百葉片長度與散熱器的放熱量之間的關(guān)系的圖。
[0040]圖13是示出第一實施方式中的、氣流端百葉片長度與通過散熱器的空氣的通風(fēng)阻力之間的關(guān)系、并且示出用放熱量除以通風(fēng)阻力而得到的值與氣流端百葉片