專利名稱：熱交換器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冷卻系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)等用的熱交換器，尤其涉及在信息設備等要求緊湊性的系統(tǒng)中所使用的液體和氣體的熱交換器。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，作為該種熱交換器，一般是由管和翅片構(gòu)成的裝置。近年來，為了實現(xiàn)該緊湊化，有縮小管徑和管距、高密度化管的傾向。例如，出現(xiàn)了由管外徑為0.5mm的非常細小的管構(gòu)成熱交換部的情況。
圖27是日本特開2001-116481號公報中揭示的現(xiàn)有技術(shù)的熱交換器的正視圖。如圖27所示，現(xiàn)有的熱交換器將入口箱31與出口箱32隔開規(guī)定的間隔相對配置。在入口箱31與出口箱32之間配置有截面為圓環(huán)的多條管33，由外部流體流通管33的外部的核心部34構(gòu)成。
然后，在按正方形的棋盤格配置管33的同時，使管33的外徑在0.2mm以上且0.8mm以下，通過將管外徑除以鄰接的管33的間距的值設定為0.5以上3.5以下，能夠大幅度提高相對于使用動力的熱交換量。
就上述現(xiàn)有的熱交換器來說，沒有揭示其具體的要素和制造方法。但是，一般采用下述方法，即，準備多個細管33和在特定的面上預先空出多個細圓孔的入口箱31和出口箱32，在入口箱31和出口箱32的圓孔內(nèi)插入管33的兩端，通過焊接等將管33的插入部連接在入口箱31和出口箱32上。但是，為了制造細圓管而必須準備精密的加工裝置，因此，不光使熱交換器變得昂貴，而且，在入口箱31和出口箱32上還必須按規(guī)定的細微間距設置管33插入用的細微的圓孔，從而，在將管33插入入口箱31和出口箱32中進行連接的作業(yè)工序中，伴隨有困難。因此，即使這樣的熱交換器的熱交換性能較高，但是其極高的價格和在使用中對于流體的泄漏沒有充分可靠性可言的現(xiàn)實依然成為了現(xiàn)有的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有課題而提出的，其目的在于提供一種能夠保持非常優(yōu)良的熱交換性能并且其結(jié)構(gòu)易于制造、廉價、且可靠性較高的熱交換器。
本發(fā)明的熱交換器是以下結(jié)構(gòu)的裝置，層積多個由平行排列的多個長板和長板相互之間的切口構(gòu)成的、并且在長板的若干的一主平面上沿長度方向連續(xù)設置有凹槽的基板，其中，鄰接的基板的長板相互之間連接而構(gòu)成管，凹槽構(gòu)成管內(nèi)流路，并且切口構(gòu)成管外流路。由此，能夠在基板構(gòu)成只由管構(gòu)成的熱交換部。
另外，本發(fā)明的熱交換器，是將由大致平行排列的多個長板和在長板相互之間設置的切口構(gòu)成的基板、以及由大致平行排列的多個長板和在長板相互之間具有的切口與在長板的一主平面的長度方向上連續(xù)設置的凹槽構(gòu)成的基板交替地層積而構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。由此，因為只需在全部基板的大約一半上進行簡單的沖壓孔的加工，所以，使得熱交換器的構(gòu)造及其制造工序變得很容易。
另外，本發(fā)明的熱交換器，在基板上設置有在長板的兩端保持長板的保持板和設置在保持板內(nèi)側(cè)的長孔。另外，設置在長板的若干的一主平面的凹槽的端部與長孔連通，鄰接的基板的長孔相互之間連接構(gòu)成分支流路。另外，由凹槽構(gòu)成的管內(nèi)流路是與分支流路連接的流路。由此，能夠構(gòu)成分支流路與管一體化的基板。
另外，本發(fā)明的熱交換器，是通過在若干個長板中使長板的厚度比保持板的厚度薄，在基板的層積方向上設置管相互間的間隙，在基板相互之間構(gòu)成管外流路的結(jié)構(gòu)。由此，能夠在增加管外的傳熱面積的同時，擴大管外流路，并且能夠抑制管外流體的流動阻力。
另外，本發(fā)明的熱交換器是沿基板的平面方向使管外流路的流體流動的裝置。由此，層積的基板之間的界限不會成為管外流體的流動障礙。
另外，本發(fā)明的熱交換器，是在層積的基板的兩端設置有覆蓋長孔的蓋，并且在蓋的一部分上設置有流入管或者流出管的裝置。由此，能夠兼用構(gòu)成分支流路的一部分和流入管或者流出管。
另外，本發(fā)明的熱交換器，是基板由樹脂制成的裝置。由此，能夠使熱交換器輕量化。
另外，本發(fā)明的一種制造方法，熱交換器是通過焊接來連接層積基板相互之間。
由此，在不堵塞管內(nèi)流路和管外流路的情況下，能夠很容易地連接基板相互之間。
另外，本發(fā)明的熱交換器，因為能夠由基板構(gòu)成只由管構(gòu)成的熱交換部，所以能夠利用非常便宜的部件制造熱交換部。
另外，本發(fā)明的熱交換器，使分支流路和管一體化，能夠由基板構(gòu)成，所以，不需要管和分支流路的連接，進一步簡化工序，能夠提高應對液體流體的泄漏的可靠性。
此外，本發(fā)明的熱交換器的結(jié)構(gòu)如下，大致平行設置有多個第一切口和第二切口的第一基板，在與第一切口的投影大致相同的位置上設置與第一切口大致相同形狀的第三切口，且層積多個比第二切口的長度方向的長度短的第二基板，由第一切口和切口構(gòu)成管外流路，由第二切口和第二基板構(gòu)成管內(nèi)流路。
由此，因為能夠由設置有切口的基板構(gòu)成只由管構(gòu)成的熱交換部，所以能夠比較容易地制作熱交換部。
另外，本發(fā)明的熱交換器是在第二基板之間層積多個第一基板的裝置。
由此，通過改變第一基板的層積個數(shù)，而能夠容易地改變管內(nèi)流路截面面積。
另外，本發(fā)明的熱交換器是沿著基板層積方向越向外部流體的流入側(cè)管內(nèi)流路越大的的裝置。
由此，外部流體和內(nèi)部流體的溫度差變大，在熱交換量大的外部流體的流入側(cè)能夠流過大量的內(nèi)部流體，有效地進行熱交換，因此，能夠進一步縮小熱交換器。
另外，本發(fā)明的熱交換器是使管內(nèi)流路的出入口在管外流路方向上擴大的裝置。由此，能夠擴大內(nèi)部流體的出入口的開口面積，減小管內(nèi)阻力，使內(nèi)部流體的流量增加，從而能夠提高熱交換器的能力，縮小熱交換器。
另外，本發(fā)明的熱交換器的制造方法是由沖壓加工第一基板和第二基板中的至少一方的方法。由此，能夠容易且廉價地制作基板。
另外，本發(fā)明的熱交換器的制造方法是由蝕刻加工第一基板和第二基板中的至少一方的方法。由此，即使第一切口和第二切口的間隔縮短，管內(nèi)流路的壁厚變薄，因為切口制作時應力沒有影響，所以能夠容易地制作熱交換器。
另外，本發(fā)明的熱交換器的制造方法是由熱焊接連接基板之間的方法。由此，不使用焊劑就能夠容易地進行連接，使管內(nèi)流路不會堵塞，熱交換器的品質(zhì)和可靠性得到提高。
另外，本發(fā)明的熱交換器的制造方法是由超聲波連接來接合基板之間的方法。
由此，只有接合部的基材熔融，所以能夠排除由熔融的基材使管內(nèi)流路堵塞的問題，因此，使熱交換器的可靠性進一步得到提高。
另外，本發(fā)明的熱交換器的制造方法是由擴散連接來接合基板之間的方法。
由此，基板不會熔融，因此，不會使管內(nèi)流路堵塞，從而使熱交換器的可靠性進一步得到提高。
另外，因為本發(fā)明的熱交換器是制造較容易的結(jié)構(gòu)，所以能夠廉價地提供熱交換器。
另外，本發(fā)明的熱交換器的制造方法能夠提供制造容易、品質(zhì)優(yōu)良且可靠性高的熱交換器。


圖1是本發(fā)明的實施方式1中的熱交換器的正面圖。
圖2是同實施方式1中的熱交換器在管軸的正交方向上的截面圖。
圖3是同實施方式1中的熱交換器的管軸方向的截面圖。
圖4是構(gòu)成同實施方式1中的熱交換器的基板的正視圖。
圖5是同實施方式1中的熱交換器的基板的截面圖。
圖6是構(gòu)成同實施方式1中的熱交換器的基板的正視圖。
圖7是同實施方式1中的熱交換器的基板的截面圖。
圖8是同實施方式1中的另一熱交換器在管軸的正交方向上的截面圖。
圖9是同實施方式1中的再一熱交換器在管軸的正交方向上的截面圖。
圖10是同實施方式1中的又一熱交換器在管軸的正交方向上的截面圖。
圖11是本發(fā)明的實施方式2中的熱交換部的立體圖。
圖12是同實施方式2的第一基板的正視圖。
圖13是同實施方式2的第二基板的正視圖。
圖14是同實施方式2的熱交換器的正視圖。
圖15是同實施方式2的熱交換器的側(cè)視圖。
圖16是同實施方式2中的圖14的A-A線截面圖。
圖17是同實施方式2中的圖14的B-B線截面圖。
圖18是有關(guān)同實施方式2的熱交換器的圖15的C-C線截面圖。
圖19是本發(fā)明的實施方式3中的熱交換部的立體圖。
圖20是同實施方式3的第一基板的正視圖。
圖21是同實施方式3的第二基板的正視圖。
圖22是同實施方式3的熱交換器的正視圖。
圖23是同實施方式3的熱交換器的側(cè)視圖。
圖24是同實施方式3中的圖22的D-D線截面圖。
圖25是同實施方式3中的圖22的E-E線截面圖。
圖26是有關(guān)同實施方式2的熱交換器的圖23的F-F線截面圖。
圖27是現(xiàn)有熱交換器的正視圖。
符號說明3管；4管內(nèi)流路；5管外流路；6分支流路；7流入管；8流出管；9長板；10長板；11長孔；12長孔；13蓋；14蓋；15基板；16基板；17凹槽；18切口；19保持板；20切口；21保持板；22空間；26第一基板；28第二基板；30第一切口；31入口箱；32出口箱；33管；34核心部；40第二切口；50第三切口；60管外流路；70管內(nèi)流路；80入口集管；90出口集管；126第一基板；128第二基板；130第一切口；140第二切口；150第三切口；160管外流路；170管內(nèi)流路；171管內(nèi)流路入口；172管內(nèi)流路出口。
具體實施例方式
(實施方式1)圖1是本發(fā)明實施方式1的熱交換器的正視圖，圖2是表示該熱交換器在與熱交換部的管軸正交方向上的截面圖，圖3是表示該熱交換器在熱交換部的管軸方向上的截面圖。
在圖1至圖3中，熱交換器由熱交換部1和熱交換部1兩端的集管部(header)2構(gòu)成。熱交換部1具有呈棋盤格狀排列的管3、管內(nèi)流路4和管外流路5。集管部2在內(nèi)部具有分支流路6、流入管7和流出管8，管內(nèi)流路4與分支流路6連接。管3的截面形狀近似為正方形，由帶狀的長板9和截面形狀為U字狀的長板10構(gòu)成。分支流路6由長孔11和12連接而構(gòu)成，在其一端設置有平板狀的蓋13，在另一端設置有具有流入管7或者流出管8的蓋14。另外，該熱交換器利用由樹脂制成的兩種基板15和基板16所構(gòu)成。
圖4是表示基板15的正視圖，圖5是表示基板15的截面圖，另外，圖6是表示基板16的正視圖，圖7是表示基板16的截面圖。
在圖4至圖7中，沿基板15的一主平面的長度方向連續(xù)設置有凹槽17。另外，基板15由平行排列的多個長板10、設置在各長板10之間的切口18、保持長板10的長度方向的兩端的保持板19、以及設置在保持板19的內(nèi)側(cè)的長孔11構(gòu)成，凹槽17的端部與長孔11連通。另外，基板16由平行排列的多個平板狀的長板9、設置在各長板9之間的切口20、保持長板9的長度方向的保持板21、以及設置在保持板21的內(nèi)側(cè)的長孔12構(gòu)成。另外，使長板9的厚度比保持板21的厚度小，在長板9的一主平面上具有空間22。然后，通過交替層積并焊接基板15和基板16而形成熱交換器，凹槽17形成管內(nèi)流路4，切口18、切口20和空間22形成管外流路5，另外，長板11和長板12形成分支流路6。
在以上結(jié)構(gòu)的熱交換器中，從流入管7流入的液體被分支流路6分流，流過管內(nèi)流路4，再由分支流路6合流從流入管8流出。另外，氣流沿著基板15和基板16的平面方向流過管外流路5。該液體和氣流在熱交換部1中經(jīng)由管3進行熱交換。這時，對基板15和基板16進行精加工，因為能夠很容易使管3細化并且縮小管3的間距，所以能夠輕易地構(gòu)成結(jié)構(gòu)非常緊湊的熱交換器。
如上所述，在實施方式1中，具有在平行排列的多個長板10和長板10之間設置有切口20的基板16。另外，交替層積由在平行排列的多個長板9和長板9之間設置的切口18以及沿長板9的一主平面的長度方向連續(xù)設置的凹槽17所構(gòu)成的基板15。另外，鄰接的基板15和基板16的長板9、10相互間連接構(gòu)成管3，同時，通過凹槽17構(gòu)成管內(nèi)流路4，且切口18、20構(gòu)成管外流路5，而能夠由基板15和基板16構(gòu)成只由管3構(gòu)成的熱交換部1，從而，能夠應用便宜的零件制造熱交換器。
另外，因為基板16具有在平行排列的多個長板10和長板10之間設置的切口20，所以，只需對基板16進行加工簡單的沖壓孔加工即可，因此，能夠通過簡便的工序制造熱交換器。
另外，在基板15上設置有在長板10的長度方向的兩端相互保持長板10的保持板19和設置在保持板19的內(nèi)側(cè)的長孔11。另外，在基板16上設置有在長板9的兩端相互保持長板9的保持板21和設置在保持板21的內(nèi)側(cè)的長孔12，同時，基板15的凹槽17的延長部與長孔11連通，鄰接的基板15、16的長孔11、12相互連接構(gòu)成分支流路6，同時，由凹槽17構(gòu)成的管內(nèi)流路4與分支流路6連接。另外，因為將分支流路6和管3一體化且能夠由基板15、16構(gòu)成，所以，不需要管和分支流路的連接，從而能夠在進一步使工序簡單的同時，還能夠提高應對液體和氣體的泄漏的可靠性。
另外，使長板9的厚度比保持板21的厚度薄，在長板9的一主平面上設置空間22。由此，在基板15、16的層積方向上也設置有管3相互間的間隙，在基板15、16相互間也構(gòu)成管外流路15，由此，在能夠增加管外的傳熱面積的同時，還能夠擴大管外流路，并能夠抑制管外流體的流動阻力。
另外，因為在基板15、16的平面方向上使管外流路5的流體流動，層積的基板15、16相互間的界限不會成為管外流體的流動的障礙，在能夠進一步抑制管外流體流動阻力的同時，還能夠防止塵埃等的附著。
另外，本發(fā)明的熱交換器，是在層積的基板15、16的兩端設置有覆蓋長孔11、12的蓋13、14，同時，在蓋14上設置有流入管7和流出管8的裝置。這樣的結(jié)構(gòu)，因為能夠兼用構(gòu)成分支流路6的一部分與流入管7或者流出管8，所以，能夠減少構(gòu)成熱交換器的部件數(shù)，從而能夠進一步降低熱交換器的價格。
另外，因為基板15、16雙方都由樹脂制成，所以能夠輕量化熱交換器。
再者，是通過焊接來連接并層積基板15、16之間的制造方法，在使管內(nèi)流路4和管外流路5不阻塞的情況下，能夠容易地進行基板15、16的相互連接。
再者，在實施方式1的熱交換器中，雖然管3的截面形狀近似為正方形，但是，即便管3的截面形狀為其他形狀也沒有不便，例如還可以是圖8所示的近似八角形或者圖9所述的近似圓形。
另外，在實施方式1的熱交換器中，通過交替層積基板15、16而在層積方向上設置管3間的間隙，在基板15、16的平面方向上流過氣流。但是，即使如圖10所示那樣，使基板15連續(xù)層積，使管3之間在層積方向上相互接觸，在與基板15的平面垂直的方向上流過氣流，也能夠得到同樣的效果。
(實施方式2)圖11是本發(fā)明實施方式2中的熱交換部的立體圖。
圖12是實施方式2的第一基板的正視圖，圖13是第二基板的正視圖。熱交換部通過第一基板26和第二基板28交替地層積而構(gòu)成。在第一基板26上大致平行地逐個交替配置有多個第一切口30和多個第二切口40。在第二基板28上，在與第一切口30的投影大致相同的位置上設置有與第一切口30相同形狀的第三切口50。
由此，因為第一切口30和第三切口50在投影面上相互重疊，使得相互連通，構(gòu)成管外流路60。另外，配置在第二基板28上的第三切口50的長度方向的尺寸比第二切口40的長度方向的尺寸短。另外，將第二切口40的長度方向的兩端設置為比第二基板28的兩端還突出。第二切口40的長度方向的兩端以外的部分被第二基板28所挾持，從而構(gòu)成管內(nèi)流路70，第二切口40的長度方向的兩端成為管內(nèi)流路70的出入口。再者，在實施方式2中，交替地配置第一基板26和第二基板28。但是，若在第二基板28間設置多個第一基板26，則能夠增大管內(nèi)流路70的截面積。
另外，若通過熱焊接連接第一基板26和第二基板28之間，則可以不使用焊劑而使基材熔融后進行連接，因此，不存在焊劑流到管內(nèi)流路70內(nèi)的問題出現(xiàn)，所以，能夠防止管內(nèi)流路70的堵塞于未然。特別是，當使用超聲波連接時，因為能夠只加熱連接部分，所以能夠進一步提高熱交換器的品質(zhì)和壽命。另外，當使用擴散連接時，因為不加熱至基材熔融的溫度，所以能夠同時進行加熱處理和加壓處理。由此，出現(xiàn)原子的擴散現(xiàn)象(相互擴散)，利用原子的結(jié)合進行連接。即，若利用擴散連接的方法進行連接，則能夠排除基材的熔融，能夠防止管內(nèi)流路70的堵塞，所以，能夠使熱交換器的可靠性進一步得到提高。
另外，若第一基板26和第二基板28的至少一方由沖壓加工成形，則能夠比較容易且大量地成形，所以，能夠廉價地提供熱交換器。再者，使成為管內(nèi)流路70的壁的第一切口30和第二切口40的間隔比第一基板26的壁厚大。由此，能夠排除由沖壓加工時的應力使管內(nèi)流路70的壁產(chǎn)生扭曲的問題，所以產(chǎn)品合格率提高。結(jié)果，能夠廉價地提供熱交換器。另外，若第一基板26和第二基板28利用蝕刻成形，則因為能夠排除或緩和切口成形時的應力，所以能夠排除管內(nèi)流路70的壁產(chǎn)生扭曲的問題。因此，即便使管內(nèi)流路70的壁小一些，也能夠很容易地制作熱交換器，能夠廉價地提供熱交換器。
圖14是實施方式2中的熱交換器的正視圖，圖15是該實施方式2的熱交換器的側(cè)面圖。另外，圖16是圖14的A-A線的截面圖，圖17是圖14的B-B線的截面圖。圖18是圖15的C-C線的截面圖。通常，在熱交換部的兩端安裝使用內(nèi)部流體入口集管80和出口集管90。此外，也可以交換入口集管80和出口集管90。
對以上結(jié)構(gòu)的熱交換器說明以下動作和作用。從入口集管80流入的內(nèi)部流體被分流后，流過管內(nèi)流路70的內(nèi)部，從出口集管90流出。另外，外部流體沿著第一基板26和第二基板28的平面方向流過管外流路60。該內(nèi)部流體和外部流體在熱交換部進行熱交換。這時，通過使設置在第一基板26的第二切口40的寬度變微細，使第一切口30和第二切口40的間隔變小，從而能夠使管變細。并且通過縮小第一切口30和第三切口50的寬度，而能夠容易地縮小管間距，所以能夠容易地形成結(jié)構(gòu)極其緊湊的熱交換器。
如上所述，在實施方式2中，具有大致平行的逐個交替配置有多個第一切口30和多個第二切口40的第一基板26。另外，在與第一切口30的投影大致相同的位置上設置有與第一切口30大致相同形狀的第三切口50，并且層積有多個比第二切口40的長度方向的長度還短的第二基板28。另外，由第一切口30和第三切口50構(gòu)成管外流路60。另外，是由第二切口40和挾持第二切口的第二基板28構(gòu)成管內(nèi)流路70的結(jié)構(gòu)。即，本發(fā)明的熱交換器是由設置有切口的基板構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)的只由管構(gòu)成的熱交換部的結(jié)構(gòu)，因為這樣的結(jié)構(gòu)比較容易制作，所以能夠廉價地提供熱交換器。
另外，在實施方式2中，第一基板26和第二基板28的至少一方能夠通過沖壓加工來制作，由此，能夠容易且大量·廉價地制作基板，從而能夠廉價地提供熱交換器。
另外，若通過熱焊接連接第一基板26和第二基板28之間，則不使用焊劑就能夠使基材熔融后連接。因此，由于不存在焊劑流到管內(nèi)流路70內(nèi)的問題出現(xiàn)，所以，能夠排除管內(nèi)流路70的堵塞于未然。特別是，在超聲波連接中，由于能夠只加熱連接部分，所以，能夠進一步提高熱交換器的品質(zhì)和可靠性。另外，若采用擴散連接，則不需要加熱至基材熔融的溫度，便能夠同時進行加熱處理和加壓處理，由此，出現(xiàn)原子的擴散現(xiàn)象(相互擴散)，從而能夠利用原子的結(jié)合實現(xiàn)連接。另外，若利用擴散連接進行連接，則能夠在基材不熔融的狀態(tài)下防止管內(nèi)流路70的堵塞，所以，其可靠性進一步提高，能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品合格率的提高且能夠廉價地提供熱交換器。
此外，在實施方式2中，舉例表示出逐個交替地配置多個第一切口30和多個第二切口40的方式。由此，管外流路60和管內(nèi)流路70實現(xiàn)交替地配置，使得熱交換效率進一步得到提高，并且能夠有效地活用基板整體區(qū)域。但是，并不限定于這樣的實施方式，例如，也可以在第一切口30之間配置有多個第二切口40或者在第二切口40之間配置有多個第一切口30。
另外，分開配置多個第一切口30和多個第二切口40的區(qū)域也是設計項目之一。
再者，作為熱交換部的形狀，只要是能夠?qū)崿F(xiàn)相同作用的形狀就可以代替第一切口30和第二切口40，因此，不必限定于這樣的切口形狀。
另外，雖然大致平行配置第一切口30和第二切口40，但是在流路的形成中優(yōu)選將其配置在空間系數(shù)和熱交換的有效面。但是，就這一點而言也不必限定于大致平行地配置熱交換器的設計項目，也可以根據(jù)熱交換器的加工裝置和采用的加工方法進行適當?shù)淖冃巍?br> (實施方式3)圖19是本發(fā)明實施方式3中的熱交換部的立體圖。熱交換部以由第二基板128挾持第一基板126的方式層積而構(gòu)成。與實施方式2一樣，由第一切口130和第三切口150構(gòu)成管外流路160。另外，由第二切口140和第二基板128構(gòu)成管內(nèi)流路170。這里，在外部流體的流入側(cè)，在第二基板128之間層積有3個第一基板126，隨后是兩個，在外部流體的出口端層積有一個，由此，使管內(nèi)流路170在基板層積方向上越往外部流體的流入側(cè)越大。
在實施方式3中，雖然在外部流體的流動方向上配置有3列，但是，也可以不是3列而是多列。另外，既可以改變第一基板126的層積數(shù)，使管內(nèi)流路170的基板層積方向的長度變大，也能夠改變第一基板126的厚度，使基板層積方向的長度變大。
圖20是實施放方式3中的第一基板126的正視圖，圖21是第二基板128的正面圖。在第一基板126上大致平行地設置有多個第一切口130和第二切口140。第二切口140的管內(nèi)流路入口171和管內(nèi)流路出口172在管外流路160的方向上被擴大。與實施方式2一樣，在第二基板128上，在與第一切口130的投影一樣的位置上設置有與第一切口130相同形狀的第三切口150。
若通過熱焊接連接第一基板126和第二基板128之間，則不使用焊劑便能夠使基材熔融后連接。因此，不會有焊劑流到管內(nèi)流路170內(nèi)，能夠排除管內(nèi)流路170的堵塞。特別是，在超聲波連接中，因為能夠只加熱連接部分，所以，使熱交換器的品質(zhì)和可靠性進一步得到提高。另外，若采用擴散連接，則不需加熱至基材熔融的溫度，能夠同時進行加熱處理和加壓處理，由此，出現(xiàn)原子的擴散現(xiàn)象(相互擴散)，能夠利用原子的結(jié)合實現(xiàn)連接。因此，若采用擴散連接進行連接，則能夠排除基材的熔融，能夠防止管內(nèi)流路170的堵塞，所以，能夠進一步提高熱交換器整體的可靠性。
另外，若第一基板126和第二基板128由沖壓加工成形，則能夠比較容易且大量地成形，所以能夠廉價地提供熱交換器。再者，使得成為管內(nèi)流路170的壁的第一切口130和第二切口140的間隔比第一基板126的壁厚要大。由此，即便是沖壓加工時的應力也難以使管內(nèi)流路170的壁產(chǎn)生扭曲，所以熱交換器的品質(zhì)提高且產(chǎn)品合格率也提高，因此，能夠廉價地提供熱交換器。另外，若第一基板126和第二基板128的至少一方通過蝕刻成形，則能夠排除管內(nèi)流路170的壁產(chǎn)生扭曲的問題。由此，即便使管內(nèi)流路170的壁小一些，也能夠容易地制作熱交換器，從而能夠廉價地提供熱交換器。
圖22是本發(fā)明的實施方式3中的熱交換器的正視圖，圖23是該實施方式3的熱交換器的側(cè)面圖。另外，圖24是圖22的D-D線的截面圖，圖25是圖22的E-E線的截面圖，圖26是圖23的F-F線的截面圖。通常，在熱交換部的兩端安裝使用內(nèi)部流體入口集管80和出口集管90。此外，也可以交換入口集管80和出口集管90。
對以上構(gòu)成的熱交換器，說明以下的動作、作用。
從入口集管80流入的內(nèi)部流體被分支后，從管內(nèi)流路入口171開始流過管內(nèi)流路170內(nèi)，經(jīng)管內(nèi)流路出口172從出口集管90流出。這時，因為管內(nèi)流路入口171和管內(nèi)流出口172被擴大，流路阻力變小，即使是相同泵動力也能夠增加內(nèi)部流體的循環(huán)量。由此，熱交換量得到提高，能夠使熱交換器變小，因此能夠廉價地提供熱交換器。另外，外部流體沿著第一基板126和第二基板128的平面方向流過管外流路160。該內(nèi)部流體和外部流體在熱交換部進行熱交換。這時，外部流體和內(nèi)部流體的溫差較大，通過在外部流體上流側(cè)層積更多個數(shù)的第一基板126且增大基板層積方向上的長度，能夠流過更多內(nèi)部流體使得熱交換量提高，能夠縮小熱交換器并且廉價地提供熱交換器。
如上所述，在實施方式3中，具有大致平行地設置有多個第一切口130和第二切口140的第一基板126。另外，在與第一切口130的投影大致相同的位置上設置有與第一切口130大致相同形狀的第三切口150。另外，層積多個比第二切口140還短的第二基板128。通過該結(jié)構(gòu)，能夠由第一切口130和第三切口150構(gòu)成管外流路160，由第二切口140和第二基板128構(gòu)成管內(nèi)流路170。因為這樣的結(jié)構(gòu)比較簡單，所以易于制作，能夠廉價地提供熱交換器。
另外，因為在基板層積的方向上越靠近外部流體的流入側(cè)使管內(nèi)流路170越大，所以外部流體與內(nèi)部流體的溫度差越大，熱交換量越大，越靠近外部流體的流入側(cè)，內(nèi)部流體流動的越多，由此熱交換量提高，能夠進一步縮小熱交換器，能夠廉價地提供熱交換器。
另外，增減在第二基板128之間層積的第一基板126的個數(shù)，變化管內(nèi)流路170的基板層積方向上的大小，因此，易于制作熱交換器，能夠廉價地提供熱交換器。
另外，因為管內(nèi)流路170的入口171和出口172向管外流路160擴大，所以能夠增大內(nèi)部流體的出入口的開口面積。由此，通過減小管內(nèi)阻力使內(nèi)部流體的流量增加，能夠提高熱交換量，從而能夠縮小熱交換器。
另外，若利用沖壓加工成形至少一方的第一基板126和第二基板128，因為能夠比較容易且大量地成形，能夠廉價地提供熱交換器。另外，使成為管內(nèi)流路170的壁的第一切口130和第二切口140的間隔比第一基板126的壁厚要大。由此，能夠排除沖壓時的加工應力產(chǎn)生管內(nèi)流路170的壁的扭曲的問題，所以，能夠廉價地提供高品質(zhì)和高合格率的熱交換器。另外，若第一基板126和第二基板128的至少一方由蝕刻成形，則能夠排除管內(nèi)流路170的壁產(chǎn)生扭曲的問題。由此，即便使管內(nèi)流路170的壁小一些，也能夠容易地制作熱交換器，能夠廉價地提供熱交換器。
另外，若通過熱焊接連接第一基板126和第二基板128之間，則不使用焊劑就能夠使基材熔融后連接。因此，不會有焊劑流到管內(nèi)流路170內(nèi)的問題，能夠排除管內(nèi)流路170堵塞的問題。特別是，因為在超聲波連接中能夠只加熱連接部分，熱交換器的品質(zhì)和可靠性進一步提高。另外，擴散連接不必加熱至基材熔融的溫度，能夠同時進行加熱處理和加壓處理，由此，出現(xiàn)原子的擴散現(xiàn)象(相互擴散)，能夠利用原子的結(jié)合進行連接。即，若采用擴散連接進行連接，則不熔融基材，就能夠防止管內(nèi)流路170的堵塞，熱交換器的品質(zhì)和可靠性進一步提高，延長產(chǎn)品的壽命且能夠廉價的提供熱交換器。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明中的熱交換器及其制造方法，在維持非常優(yōu)良的熱交換性能的同時能夠廉價地實現(xiàn)，因為其在冷凍冷藏機器和空調(diào)機用的熱交換器和廢熱回收機器等的用途中也適用，所以產(chǎn)業(yè)上的可利用性很高。
權(quán)利要求
1.一種熱交換器，其特征在于層積多個由平行排列的多個長板和所述長板相互之間具有的切口構(gòu)成的、并且在所述長板的若干的一主平面上沿長度方向連續(xù)設置有凹槽的基板，其中，鄰接的所述基板的所述長板相互之間連接構(gòu)成管，所述凹槽構(gòu)成管內(nèi)流路，并且所述切口構(gòu)成管外流路。
2.如權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征在于將具有平行排列的多個長板和所述長板相互之間設置的切口的基板、以及由平行排列的多個長板和所述長板相互之間具有的切口與在所述長板的一主平面的長度方向上連續(xù)設置的凹槽所構(gòu)成的基板交替地層積。
3.如權(quán)利要求1或2所述的熱交換器，其特征在于將在所述長板的兩端保持所述長板相互之間的保持板、以及設置在所述保持板內(nèi)側(cè)的長孔設置在所述基板上，并且設置在所述長板的若干的一主平面上的所述凹槽的延長部分與所述長孔連通，鄰接的所述基板的所述長孔相互之間連接構(gòu)成分支流路，并且由所述凹槽構(gòu)成的所述管內(nèi)流路與所述分支流路連接。
4.如權(quán)利要求1或2所述的熱交換器，其特征在于在所述長板的若干個中使所述長板的厚度比所述保持板的厚度薄，在所述基板的層積方向上設置所述管相互間的間隙，在所述基板相互之間構(gòu)成管外流路。
5.如權(quán)利要求1或2所述的熱交換器，其特征在于所述基板由樹脂制成。
6.如權(quán)利要求3所述的熱交換器，其特征在于在層積的所述基板的兩端設置有覆蓋所述長孔的蓋，并且在所述蓋的一部分上設置有流入管或者流出管。
7.如權(quán)利要求4所述的熱交換器，其特征在于使管外流路的流體沿所述基板的平面方向流動。
8.如權(quán)利要求1或2所述的熱交換器的制造方法，其特征在于通過焊接來連接所述基板之間并使其層積。
9.一種熱交換器，其特征在于，包括平行設置有第一切口和第二切口的第一基板，以及具有與所述第一切口相同形狀的第三切口、并且長度方向的長度比所述第二切口的長度短的第二基板，其中，層積多個所述第一基板的第一切口與所述第三切口連通的所述第一基板和所述第二基板，由所述第一切口和所述第三切口構(gòu)成管外流路，由所述第二切口和所述第二基板構(gòu)成管內(nèi)流路。
10.如權(quán)利要求9所述的熱交換器，其特征在于構(gòu)成為由所述第二基板夾持所述第一基板。
11.如權(quán)利要求9或10所述的熱交換器，其特征在于交替配置所述第一切口和所述第二切口。
12.如權(quán)利要求9或10所述的熱交換器，其特征在于在所述第二基板之間層積有多個所述第一基板。
13.如權(quán)利要求9或10所述的熱交換器，其特征在于在所述基板層積方向上使所述管內(nèi)流路越靠近外部流體的流入側(cè)越大。
14.如權(quán)利要求9或10所述的熱交換器，其特征在于使所述管內(nèi)流路的出入口在所述管外流路方向上擴大。
15.如權(quán)利要求9或10所述的熱交換器的制造方法，其特征在于利用沖壓加工所述第一基板和所述第二基板的至少一方的基板。
16.如權(quán)利要求9或10所述的熱交換器的制造方法，其特征在于利用蝕刻加工所述第一基板和所述第二基板的至少一方。
17.如權(quán)利要求9或10所述的熱交換器的制造方法，其特征在于利用熱焊接連接所述第一基板和所述第二基板之間。
18.如權(quán)利要求9或10所述的熱交換器的制造方法，其特征在于利用超聲波接合連接所述第一基板和所述第二基板之間。
19.如權(quán)利要求9或10所述的熱交換器的制造方法，其特征在于利用擴散接合連接所述第一基板和所述第二基板之間。
全文摘要
提供一種能夠保持優(yōu)良熱交換性能并且結(jié)構(gòu)易于制造、廉價且品質(zhì)好、可靠性高的熱交換器，其包括大致平行設置有第一切口(30)和第二切口(40)的第一基板(26)，以及設置有與第一切口(30)大致相同形狀的第三切口(50)的第二基板(28)。另外，將第二基板(28)的長度方向上的長度設定為比第二切口(40)短。層積多個第一基板(26)和第二基板(28)，使得設置在第一基板(26)上的第一切口(30)和設置在第二基板(28)上的第三切口(50)連通。設置在第一基板(26)上的第一切口(30)和設置在第二基板(28)上的第三切口(50)構(gòu)成管外流路(60)。設置在第一基板(26)上的第二切口(40)和第二基板(28)構(gòu)成管內(nèi)流路(70)。因為能夠由設置有切口的基板構(gòu)成只由管構(gòu)成的熱交換部，所以能夠容易制作熱交換器。另外，能夠廉價地提供熱交換器。
文檔編號F28D1/053GK1942729SQ200580011308
公開日2007年4月4日 申請日期2005年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月14日
發(fā)明者谷口光德, 木戶長生, 豆本壽章 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社