背景技术
汽车用散热器用于在被发动机加热的冷却水与流入车辆前部以冷却散热器的空气之间进行热交换,一般有钎焊平行流式散热器、机械装配管片式散热器(下文简称:装配式散热器)两大类。装配式散热器因其加工工艺成熟、优良的性价比和较好的可靠性,目前广泛地应用于中、小排量汽车。
根据散热管的规格,装配式散热器又分为圆管、椭圆管及扁管装配式散热器。各种不同散热器各具优缺点:圆管装配式散热器的加工工艺简单,成本低;椭圆管装配式散热器、扁管装配式散热器的加工工艺较为复杂,性能好但成本较高。无论是圆管、椭圆管和扁管,传统的装配式散热器大多采用散热管并行排列的结构设计。
如图1所示为现有的圆管散热器的结构设计。其中,多个圆形的散热管10分别并列布置,以与纸面垂直的方向穿过散热片20。多个散热片也并列布置(图1中只示出了一片散热片20,但在该散热片上多个开窗区21并列地设置),图1中箭头所示为空气流动方向及流动轨迹。由于散热管、散热片分别并列设计,在临近的散热管和散热管之间、临近的散热片与散热片之间,都形成了换热不良区30。
如图2所示,为现有的扁管散热器的结构设计,其中,多个扁形的散热管10分别并列布置,多个散热片20也各自并列布置,图2中箭头所示为空气流动方向及流动轨迹。与图1所示技术方案类似,由于散热管、散热片分别并列设计,在临近的散热管和散热管之间、临近的散热片与散热片之间,也形成有换热不良区30。
由于散热不良区30的存在,阻碍了散热器热交换效率的进一步改善,散热器的散热性能难以得到充分地发挥。
因此,本领域的技术人员致力于开发一种结构简单、散热性能好的装配式散热器。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷,本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、散热性能好的装配式散热器。
为实现上述目的,本发明提供了一种交错管装配式散热器,包括:第一水室、第二水室及散热器芯子,所述散热器芯子由多个散热片及穿设在所述散热片中的多个散热管组成;多个所述散热管在所述散热片上交错设置。
较佳地,所述散热片在所述散热管之间设置有开窗区。所述开窗区为百叶窗。
较佳地,所述散热管为圆形、椭圆形或扁形金属管。
较佳地,所述第一水室、所述第二水室采用高强度塑料材质。所述第一水室设置在所述散热器芯子的一侧,所述第二水室设置在所述散热器芯子的另一侧。
在本发明的较佳实施方式中,所述第一水室、所述第二水室与所述散热管形成密封的液体通路。
与现有技术中并列式的管片结构机械装配式散热器不同,本发明采用了新型的散热片结构,将穿设在散热片中的散热管交错设置。根据流体力学基本原理,将散热管交错排列后,空气通过交错排列的散热管时,空气的扰动增加,散热管之间的对流换热加强。
本发明还在散热管与散热管之间的空当处,辅之以交错排列的百叶窗,减薄、破坏散热片上的空气边界层,同样增加了空气的扰动,改善了散热器的换热效率。
本发明的装配式散热器,充分利用散热器芯体交错排列的散热管与散热片,加大了散热片上的风阻,提高空气在芯体上的扰流,以便在有限的空间上实现充分换热。
本发明的装配式散热器具有整体结构简单,换热效率高,设备通用性强,生产效率高等有益效果。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明,以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
具体实施方式
实施例1:
本发明的交错管装配式散热器的基本结构与现有技术相同,主要包括第一水室、第二水室及散热器芯子。第一水室设置在散热器芯子的上侧,第二水室设置在散热器芯子的下侧。散热芯子与第一水室、第二水室通过咬边工艺密封,形成密封的液体通路,构成一完整的装配式散热器。以上三部件的连接关系为现有技术,此处不再赘述。
如图3所示,散热器芯子由多个散热片20及穿设在散热片20中的多个散热管10组成。散热管10与散热片20通过涨管工艺连成一体,再将散热管10与密封垫和主片通过扩口工艺形成散热芯子。
本实施例中,多个散热片20在垂直于纸面方向上呈叠状设置,散热片的密度可根据具体应用而调整。图3中只示出了其中一片散热片20。
图3所示,本实施例中的多个散热管10为一根连通的呈U型的圆形金属管,图3中各处为其不同的截面。(散热管也可以有其他结构设置,详见后一实施例。)
本发明的主要改进之处在于,多个散热管10在散热片20上交错设置。
进一步地,散热片20在各个散热管10之间的空白区域设置有多个开窗区21。开窗区为百叶窗,也可以是交错设置。开窗区域的大小,位置,角度均可根据实际应用有所调整。
如图4所示为图3所示实施例在应用中的空气流动示意图。图中箭头所示为空气流动方向。
由于将散热管交错设置,空气在流经散热器芯子时,虽然也会形成散热不良区30,但散热不良区30的区域大大减小。
其原因在于,气流经过交错布置的散热管10后(图4中为水平方向由左向右),空气在散热器芯子上的扰流增强,导致不良散热区30面积缩小。
特别是,由于开窗区21为百叶窗,更增加了空气阻力,强化了扰流效果。
本发明正是充分利用散热器芯体上交错排列的散热管与散热片,加大了散热片上的风阻,提高空气在芯体上的扰流,以便在有限的空间上实现充分换热。
本实施例中,第一水室、第二水室采用高强度塑料材质,以确保其在高强度和高温下的可靠性。
本发明的结构可以基于同一生产线,调整出多种规格的散热器产品,匹配不同的车型应用,产品的适用性强,应用的覆盖面很广。
在实际应用中,本发明与同尺寸并行排列的机械装配式散热器相比,换热性能可以提高2%-5%。
在同等换热性能时,本发明使用的散热片数量少于并行排列的机械装配式散热器,经济性得以大为提高。
当对散热片的密度进行调整至90~110片/分米后,本发明的性能可接近同尺寸的钎焊型散热器,且内阻明显低于后者,在整车上可以获得更多的冷却液流量,所以其整车性能表现突出,还具备使用寿命长,故障率低,抗压力脉冲能力好的特点。
实施例2
如图5、图6所示,为本发明的第二实施例,本实施例的结构与第一实施例基本相同,所不同之处在于,散热管10为椭圆形金属管,并且,本实施例中,是由多根散热管10呈并联关系,分别与第一水室和第二水室连接。
本实施例中,也可将第一水室设置在散热器芯子的左侧,第二水室设置在散热器芯子的右侧。
本实施例也改善了散热器的热交换效率,可获得与上述实施例基本相同的技术效果。进一步地,对于椭圆管装配式散热器,交错式管片式结构可以使涨管工艺中散热管的受力均匀,减少应力影响,大大降低由于涨管工艺造成的散热芯子扭曲的情况。
实施例3:
如图7、图8所示,为本发明的第三实施例,本实施例的结构与第一实施例基本相同,所不同之处在于,散热管10为扁形金属管。
本实施例也改善了散热器的热交换效率,可获得与上述实施例基本相同的技术效果。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解,本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此,凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案,皆应在本发明的权利要求保护范围内。