換熱器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種換熱器，特別是涉及一種供氣體流動(dòng)的氣體通路和供液體流動(dòng)的液體通路層疊而成的換熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]在專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了一種作為相關(guān)的換熱器的排氣換熱裝置100。如圖1所示，排氣換熱裝置100包括外殼101、容納在外殼101內(nèi)的多個(gè)管110、以及配置在多個(gè)管110的兩端部的一對(duì)罐120、121。
[0003]在外殼101上設(shè)有作為冷卻流體的冷卻水的冷卻水入口部102和冷卻水出口部103。在外殼101內(nèi)利用相鄰的管110之間的間隙等形成有冷卻水通路104。圖中的附圖標(biāo)記REF表示冷卻水的流動(dòng)方向。
[0004]在一對(duì)罐120、121內(nèi)，所有的管110的兩端開(kāi)口。在一個(gè)罐120上設(shè)有排氣入口部120a，在另一個(gè)罐121上設(shè)有排氣出口部121a。
[0005]多個(gè)管110層疊。如圖2所示，管110由兩個(gè)扁平構(gòu)件110a、110b形成。在管110的內(nèi)部形成有排氣通路111。在各管110的排氣通路111中容納有散熱片112。
[0006]如圖3所示，散熱片112形成為矩形的波形形狀。在散熱片112上，通過(guò)切割翹起而沿排氣流動(dòng)方向S空開(kāi)間隔地形成有多個(gè)突出板113。突出板113向阻擋排氣通路111內(nèi)的排氣流動(dòng)的方向突出。突出板113是三角形狀。突出板113以向排氣流動(dòng)方向S的正交方向傾斜的設(shè)置角度配置。
[0007]在上述結(jié)構(gòu)中，從內(nèi)燃機(jī)排出來(lái)的排氣在各管110內(nèi)的排氣通路111中流動(dòng)。冷卻水在外殼101內(nèi)的冷卻水通路104中流動(dòng)。排氣和冷卻水經(jīng)由管110和散熱片112進(jìn)行換熱。在該換熱時(shí)，散熱片112的各突出板113擾亂排氣的流動(dòng)，促進(jìn)換熱。
[0008]接著，具體地說(shuō)明突出板113對(duì)于換熱的促進(jìn)作用。如圖4所示，在排氣通路111中流動(dòng)的排氣遇到突出板113時(shí)，排氣無(wú)法直行，因此，在緊接突出板113的下游形成低壓區(qū)域LPR。如圖5A、5B所示，遇到了突出板113的排氣成為繞過(guò)突出板113的左側(cè)邊113a、右側(cè)邊113b的溢流而向下游行進(jìn)。由于突出板113的形狀是三角形，因此，溢流分為來(lái)自一側(cè)邊113a的第1溢流和來(lái)自突出板113的另一側(cè)邊的第2溢流。由于兩側(cè)邊113a、113b均是傾斜面，因此，第1溢流和第2溢流成為其斜上方側(cè)的流量較多、斜下方側(cè)的流量較少的分布，這種分布的氣流被吸入到低壓區(qū)域LPR，因此，第1溢流和第2溢流分別受到旋轉(zhuǎn)力作用，如圖5C所示，第1溢流和第2溢流分別成為螺旋狀的渦流。這樣，在突出板113的下游形成兩個(gè)螺旋狀的渦流。由于這兩個(gè)螺旋狀的渦流擾亂在排氣通路111表面附近的邊界層(排氣停滯層)的同時(shí)流動(dòng)，因此，換熱效率提高。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)
[0011]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2010 - 96456號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]另外，在排氣換熱裝置100中，由于突出板113在散熱片112的一個(gè)區(qū)段僅配置有一個(gè)，且是三角形狀，因此，排氣流的攔截區(qū)域較小，在緊接突出板113的下游沒(méi)有形成壓力太低的低壓區(qū)域。因此，第1溢流和第2溢流的朝向低壓區(qū)域LPR的吸入力較小，僅形成被分為兩個(gè)支流的螺旋狀的較小渦流。即便某一個(gè)溢流較大而僅形成一個(gè)渦流，也會(huì)由于吸入力較弱而僅形成較弱的渦流。由此，無(wú)法利用渦流較大程度地促進(jìn)導(dǎo)熱。
[0013]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠由散熱片的突出板形成的渦流較大程度地促進(jìn)導(dǎo)熱、提高換熱效率的換熱器。
[0014]本發(fā)明的實(shí)施方式的換熱器包括:氣體通路，其供氣體流動(dòng)；第1多個(gè)區(qū)段，其配置在所述氣體通路中，各區(qū)段以反復(fù)凹凸?fàn)钆渲迷跉怏w流動(dòng)方向的正交方向上；第2多個(gè)區(qū)段，其配置在所述氣體通路中，各區(qū)段以反復(fù)凹凸?fàn)钆渲迷跉怏w流動(dòng)方向的正交方向上，且位于所述第1多個(gè)區(qū)段的所述氣體流動(dòng)方向的下游側(cè)；第1突出板，其配置在所述氣體通路中，突出設(shè)置在所述第1多個(gè)區(qū)段的各區(qū)段和第2多個(gè)區(qū)段的各區(qū)段中；以及第2突出板，其配置在所述氣體通路中，突出設(shè)置在所述第1多個(gè)區(qū)段的各區(qū)段和第2多個(gè)區(qū)段的各區(qū)段中，且在各區(qū)段中位于所述第1突出板的所述氣體流動(dòng)方向的下游側(cè)。所述第1多個(gè)區(qū)段和所述第2多個(gè)區(qū)段配置為，能夠使所述氣體從所述第1多個(gè)區(qū)段的在所述氣體流動(dòng)方向的正交方向上相鄰的兩個(gè)所述區(qū)段流通到所述第2多個(gè)區(qū)段的一個(gè)所述區(qū)段。所述第1多個(gè)區(qū)段的各區(qū)段的所述第1突出板和所述第2突出板使流入到所述區(qū)段內(nèi)的所述氣體以所述氣體流動(dòng)方向?yàn)樾D(zhuǎn)軸線并以使所述氣體的相對(duì)于該旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)不同的方式分別從所述區(qū)段流出，分別流入到所述第2多個(gè)區(qū)段的在所述氣體流動(dòng)方向的正交方向上相鄰的兩個(gè)所述區(qū)段。
[0015]此外，也可以是，所述第1突出板和所述第2突出板四邊形以上的多邊形。
[0016]此外，也可以是，所述第1突出板和所述第2突出板以向所述氣體流動(dòng)方向的上游側(cè)以前傾角度前傾的狀態(tài)配置在所述區(qū)段中。
[0017]此外，也可以是，所述第1突出板的與所述區(qū)段接觸的第1底邊以相對(duì)于所述氣體流動(dòng)方向的正交方向傾斜的第1設(shè)置角度配置，所述第2突出板的與所述區(qū)段接觸的第2底邊以相對(duì)于所述氣體流動(dòng)方向的正交方向與所述第1設(shè)置角度呈線對(duì)稱的第2設(shè)置角度配置。
[0018]此外，也可以是，自所述第1突出板的與所述區(qū)段接觸的第1底邊的兩端豎立設(shè)置的一對(duì)第1側(cè)邊中的、位于所述氣體流動(dòng)方向的下游側(cè)的一個(gè)第1側(cè)邊長(zhǎng)于所述一對(duì)第1側(cè)邊中的、位于所述氣體流動(dòng)方向的上游側(cè)的另一第1側(cè)邊，自所述第2突出板的與所述區(qū)段接觸的第2底邊兩端豎立設(shè)置的一對(duì)第2側(cè)邊中的、位于所述氣體流動(dòng)方向的下游側(cè)的一個(gè)第2側(cè)邊長(zhǎng)于所述一對(duì)側(cè)邊中的、位于所述氣體流動(dòng)方向的上游側(cè)的另一第2側(cè)邊。
[0019]此外，也可以是，在從所述氣體流動(dòng)方向正對(duì)觀察時(shí)，距所述第1突出板的與所述區(qū)段接觸的第1底邊最遠(yuǎn)的第1頂邊以第1頂邊的靠自所述第1底邊的兩端豎立設(shè)置的一對(duì)第1側(cè)邊中的、位于所述氣體流動(dòng)方向的下游側(cè)的一個(gè)第1側(cè)邊那一側(cè)較低的方式相對(duì)于所述第1底邊傾斜，在從所述氣體流動(dòng)方向正對(duì)觀察時(shí)，距所述第2突出板的與所述區(qū)段接觸的第2底邊最遠(yuǎn)的第2頂邊以該第2頂邊的靠自所述第2底邊的兩端豎立設(shè)置的一對(duì)第2側(cè)邊中的、位于所述氣體流動(dòng)方向的下游側(cè)的一個(gè)第2側(cè)邊那一側(cè)較低的方式相對(duì)于所述第2底邊傾斜。
[0020]此外，也可以是，所述第1突出板的所述一個(gè)第1側(cè)邊與所述第1底邊之間的角度小于90度，所述第2突出板的所述一個(gè)第2側(cè)邊與所述第2底邊之間的角度小于90度。
[0021]此外，也可以是，所述第1突出板的所述另一第1側(cè)邊與所述第1底邊之間的角度是90度以上，所述第2突出板的所述另一第2側(cè)邊與所述第2底邊之間的角度是90度以上。
[0022]此外，所述前傾角度相對(duì)于所述氣體流動(dòng)方向也可以是40度?50度。
[0023]此外，所述第1設(shè)置角度和所述第2設(shè)置角度相對(duì)于所述氣體流動(dòng)方向的正交方向也可以是33度?65度。
[0024]此外，也可以是，所述第1突出板的所述一對(duì)第1側(cè)邊和所述第1頂邊之間的角部是曲率形狀，所述第2突出板的所述一對(duì)第2側(cè)邊和所述第2頂邊之間的角部是曲率形狀。
[0025]此外，也可以是，所述第1突出板和所述第2突出板的沿著所述氣體流動(dòng)方向的正交方向的寬度為所述區(qū)段的沿著所述氣體流動(dòng)方向的正交方向的寬度的46%?74%。
[0026]此外，也可以是，所述第1突出板和所述第2突出板的沿著所述氣體流動(dòng)方向的正交方向的高度為所述區(qū)段的沿著所述氣體流動(dòng)方向的正交方向的高度的32%?42%。
[0027]此外，也可以是，所述第1突出板的沿著所述氣體流動(dòng)方向的所述第1底邊側(cè)的所述一對(duì)第1側(cè)邊之間的長(zhǎng)度是所述區(qū)段的沿著所述氣體流動(dòng)方向的長(zhǎng)度的13%?26%，所述第2突出板的沿著所述氣體流動(dòng)方向的所述第2底邊側(cè)的所述一對(duì)第2側(cè)邊之間的長(zhǎng)度是所述區(qū)段的沿著所述氣體流動(dòng)方向的長(zhǎng)度的13%?26%。
[0028]此外，也可以是，所述第1突出板和所述第2突出板之間的最小間隔為所述區(qū)段的自所述氣體流動(dòng)方向的上游端沿著所述氣體流動(dòng)方向到所述第1突出板的所述一個(gè)第1側(cè)邊的所述第1底邊側(cè)為止的部分的長(zhǎng)度的0%?50%。
[0029]此外，也可以是，將通過(guò)所述第1突出板的與所述區(qū)段接觸的第1底邊的中央位置且沿著所述氣體流動(dòng)方向的正交方向的線設(shè)為第1輔助線，將通過(guò)所述第2突出板的與所述區(qū)段接觸的第2底邊的中央位置且沿著所述氣體流動(dòng)方向的正交方向的線設(shè)為第2輔助線，將在所述氣體流動(dòng)方向上位于所述第1輔助線和所述第2輔助線之間的中央的點(diǎn)設(shè)為長(zhǎng)度中央點(diǎn)，所述區(qū)段的自所述氣體流動(dòng)方向的一端沿著所述氣體流動(dòng)方向到所述長(zhǎng)度中央點(diǎn)為止的部分的長(zhǎng)度是所述區(qū)段的沿著所述氣體流動(dòng)方向的長(zhǎng)度的35%?67%。
[0030]此外，也可以是，將通過(guò)所述第1突出板的與所述區(qū)段接觸的第1底邊的中央位置且沿著所述氣體流動(dòng)方向的線設(shè)為第3輔助線，將通過(guò)所述第2突出板的與所述區(qū)段接觸的第1底邊的中央位置且沿著所述氣體流動(dòng)方向的線設(shè)為第4輔助線，將在所述氣體流動(dòng)方向的正交方向上位于所述第3輔助線和所述第4輔助線之間的中央的點(diǎn)設(shè)為寬度中央點(diǎn)，所述區(qū)段的自所述氣體流動(dòng)方向的正交方向的一端沿著所述氣體流動(dòng)方向的正交方向到所述寬度中央點(diǎn)為止的部分的長(zhǎng)度是所述區(qū)段的沿著所述氣體流動(dòng)方向的正交方向的寬度的26%?70%。
[0031]此外，也可以是，所述區(qū)段的沿著所述氣體流動(dòng)方向的正交方向的高度是所述區(qū)段的沿著所述氣體流動(dòng)方向的長(zhǎng)度的16%?38%。
[0032]此外，也可以是，所述區(qū)段的沿著所述氣體流動(dòng)方向的正交方向的寬度是所述區(qū)段的沿著所述氣體流動(dòng)方向的長(zhǎng)度的12%?40%。
[0033]此外，也可以是，所述區(qū)段的沿著所述氣體流動(dòng)方向的正交方向的寬度是所述區(qū)段的沿著所述氣體流動(dòng)方向的正交方向的高度的85%?110%。
[0034]此外，也可以是，所述區(qū)段相對(duì)于在所述氣體流動(dòng)方向上與其相鄰的所述區(qū)段的沿所述氣體流動(dòng)方向的正交方向偏移的偏移量是28%?69%。
[0035]此外，也可以是，在所述氣體流動(dòng)方向的正交方向上相鄰的區(qū)段的所述第1突出板對(duì)稱地突出設(shè)置，在所述氣體流動(dòng)方向的正交方向上相鄰的區(qū)段的所述第2突出板對(duì)稱地突出設(shè)置，在所述氣體流動(dòng)方向的正交方向上相鄰的區(qū)段的所述第1突出板的、與所述區(qū)段接觸的底邊相對(duì)于所述氣體流動(dòng)方向的正交方向傾斜的設(shè)置角度是相同方向，在所述氣體流動(dòng)方向的正交方向上相鄰的區(qū)段的所述第2突出板的、與所述區(qū)段接觸的底邊相對(duì)于所述氣體流動(dòng)方向的正交方向傾斜的設(shè)置角度是相同方向。
[0036]此外，也可以是，在所述氣體流動(dòng)方向上相鄰的區(qū)段的所述第1突出板的與所述區(qū)段接觸的底邊的相對(duì)于所述氣體流動(dòng)方向的正交方向傾斜的設(shè)置角度相對(duì)于所述氣體流動(dòng)方向的正交方向呈線對(duì)稱，在所述氣體流動(dòng)方向上相鄰的區(qū)段的所述第2突出板的與所述區(qū)段接觸的底邊的相對(duì)于所述氣體流動(dòng)方向的正交方向傾斜的設(shè)置角度相對(duì)于所述氣體流動(dòng)方向的正交方向呈線對(duì)稱。
[0037]采用上述結(jié)構(gòu)，利用設(shè)置在一個(gè)區(qū)段中的第1突出板和第2突出板，使流入到區(qū)段內(nèi)的氣體形成以氣體流動(dòng)方向?yàn)樾D(zhuǎn)軸線的縱向渦流而從區(qū)段流出。該縱向渦流長(zhǎng)時(shí)間存在，而不會(huì)像以氣體流動(dòng)方向的正交方向?yàn)樾D(zhuǎn)軸線的橫向渦流那樣迅速衰減。
[0038]利用第1突出板和第2突出板能夠以旋轉(zhuǎn)不同的方式分別生成上述的縱向渦流。因此，在區(qū)段內(nèi)，在旋轉(zhuǎn)不同的縱向渦流的邊界區(qū)域中，旋轉(zhuǎn)不同的縱向渦流沿著有助于相互增強(qiáng)旋轉(zhuǎn)的方向起作用，能夠促進(jìn)被形成在構(gòu)成氣體通路的周面附近的邊界層(排氣停滯層)的流體混合，能夠較大程度地促進(jìn)導(dǎo)熱。
[0039]因而，能夠提供一種能夠利用由散熱片的突出板形成的渦流較大程度地促進(jìn)導(dǎo)熱、謀求換熱效率提高的換熱器。
【附圖說(shuō)明】
[0040]圖1是相關(guān)的排氣換熱裝置的局部剖主視圖。
[0041]圖2是相關(guān)的管的立體圖。
[0042]圖3是相關(guān)的散熱片的立體圖。
[0043]圖4是相關(guān)的突出板的立體圖。
[0044]圖5A是從圖4的VA方向觀察相關(guān)的突出板的圖。
[0045]圖5B是相關(guān)的突出板的俯視圖。
[0046]圖5C是從突出板的下游側(cè)觀察在相關(guān)的突出板下游形成的渦流的圖。
[0047]圖6A是本發(fā)明的一實(shí)施方式的換熱器的側(cè)視圖。
[0048]圖6B是本發(fā)明的一實(shí)施方式的換熱器的主視圖。
[0049]圖6C是本發(fā)