一種基于熱介質(zhì)溫度的管翅式散熱器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于熱介質(zhì)溫度的管翅式散熱器，包括熱介質(zhì)入口、頭部連接管、“弓”字形結(jié)構(gòu)的翅片、固定管、運(yùn)動(dòng)管等，運(yùn)動(dòng)管上下兩端通過(guò)伸縮段分別與頭部連接管和尾部連接管相連，固定管和運(yùn)動(dòng)管依次交替排列；伸縮段均由熱漲性能較好的橡膠制成；在散熱器處于低散熱工況時(shí)，翅片保持平直狀態(tài)，冷側(cè)阻力相對(duì)較小；當(dāng)散熱器的工況發(fā)生改變，熱側(cè)介質(zhì)的溫度較高時(shí)，由于伸縮段的熱漲作用使得運(yùn)動(dòng)管位置下移，形成散熱系數(shù)更高的錯(cuò)列型翅片，以滿足更高的散熱需求。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種基于熱介質(zhì)溫度的管翅式散熱器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種傳熱裝置，尤其涉及一種基于熱介質(zhì)溫度的管翅式散熱器。

【背景技術(shù)】
[0002]管翅式散熱器是一種常見(jiàn)的緊湊式散熱器，其芯子由扁管與焊接在扁管上的翅片組合而成，因其高效、緊湊、輕巧的特性，被廣泛應(yīng)用為車(chē)載水箱和各種油散熱器。對(duì)這種結(jié)構(gòu)緊湊的管翅式散熱器，由于扁管結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，因此翅片形式對(duì)整個(gè)散熱器的換熱與阻力性能起到了關(guān)鍵的決定性作用。常見(jiàn)的翅片形式包括錯(cuò)列式、百葉窗式、波紋式、打孔式、平直式等等。已有研究表明，相對(duì)于平直翅片，使用錯(cuò)列翅片可使換熱系數(shù)更高，但與此同時(shí),阻力系數(shù)也會(huì)大大增加,從而放大冷卻系統(tǒng)的整體阻力。
[0003]由于足量冷卻是保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作的一個(gè)前提，為了確保可靠，在設(shè)計(jì)散熱器時(shí)，通常會(huì)根據(jù)工作所需的最大散熱需求來(lái)選擇翅片形式，而在散熱需求較低的工況下，熱介質(zhì)溫度和流量相對(duì)更低，冷側(cè)翅片冗余的散熱能力將造成阻力能耗的浪費(fèi)，甚至還可能使發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過(guò)低，影響燃燒效率。如果能根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的不同工況，針對(duì)不同散熱需求，采用不同形式的散熱翅片，不僅能滿足發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的條件，而且將顯著節(jié)約阻力能耗。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)在低散熱工況下散熱能力的浪費(fèi)，提供一種基于熱介質(zhì)溫度的管翅式散熱器。
[0005]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:一種基于熱介質(zhì)溫度的管翅式散熱器，包括熱介質(zhì)入口、頭部連接管、翅片、固定管、運(yùn)動(dòng)管、運(yùn)動(dòng)管上伸縮段、運(yùn)動(dòng)管下伸縮段、熱介質(zhì)出口、尾部連接管；
熱介質(zhì)入口與頭部連接管相連，熱介質(zhì)出口與尾部連接管相連；固定管的兩端分別與頭部連接管和尾部連接管相連，運(yùn)動(dòng)管上端通過(guò)運(yùn)動(dòng)管上伸縮段與頭部連接管相連，運(yùn)動(dòng)管下端通過(guò)運(yùn)動(dòng)管下伸縮段與尾部連接管相連；固定管和運(yùn)動(dòng)管依次交替排列；運(yùn)動(dòng)管上伸縮段和運(yùn)動(dòng)管下伸縮段均由橡膠制成；下伸縮段的長(zhǎng)度為翅片間距d的1/2 ；
翅片呈多個(gè)“弓”字形的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，平行排列安裝在固定管和運(yùn)動(dòng)管之間，且相鄰的兩個(gè)翅片分別與固定管和運(yùn)動(dòng)管固定；熱介質(zhì)通過(guò)熱介質(zhì)入口進(jìn)入到運(yùn)動(dòng)管上伸縮段，然后被分散進(jìn)入各固定管和運(yùn)動(dòng)管中；當(dāng)熱介質(zhì)溫度過(guò)高時(shí)，運(yùn)動(dòng)管上伸縮段在受熱作用下膨脹，使得運(yùn)動(dòng)管帶動(dòng)固定在運(yùn)動(dòng)管上的翅片向下移動(dòng)，運(yùn)動(dòng)管上的翅片與相鄰的固定于固定管上的翅片錯(cuò)列開(kāi)來(lái)，形成錯(cuò)列型翅片。
[0006]進(jìn)一步地，上述管翅式散熱器還包括運(yùn)動(dòng)管套管，所述運(yùn)動(dòng)管套管套在運(yùn)動(dòng)管上伸縮段外側(cè)，且運(yùn)動(dòng)管套管上端固定在頭部連接管上，下端懸空。
[0007]本發(fā)明具有如下技術(shù)效果:
1.節(jié)能性:可根據(jù)散熱器熱側(cè)溫度實(shí)現(xiàn)翅片形式的改變，針對(duì)不同的發(fā)動(dòng)機(jī)工況，在確保換熱性能的同時(shí)，能較好地控制散熱器在低散熱工況下的阻力能耗。
[0008]2.適用性:這種方法操作簡(jiǎn)單，可推廣應(yīng)用于多種車(chē)用氣-液換熱的管翅式散熱器。
[0009]3.便于整體化和模塊化設(shè)計(jì):該方案在芯子整體的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)上依舊是均勻的，由壓力伸縮段根據(jù)溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)位置，從而改變翅片形式。因此裝配簡(jiǎn)單，可適用于車(chē)用冷卻系統(tǒng)中上下游散熱器的組合匹配優(yōu)化。
[0010]4.該方法使用成本低、加工工藝簡(jiǎn)單。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本發(fā)明管翅式散熱器在扁管的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為翅片的結(jié)構(gòu)不意圖；
圖3為翅片平行排列的結(jié)構(gòu)示意圖；固定于固定管上的翅片與固定于運(yùn)動(dòng)管上的翅片卯合為平直翅片；
圖4為翅片與固定管和運(yùn)動(dòng)管的結(jié)構(gòu)關(guān)系示意圖；
圖5為運(yùn)動(dòng)管在尚未發(fā)生位移時(shí)的三維側(cè)視圖；
圖6為運(yùn)動(dòng)管發(fā)生位移時(shí)的三維側(cè)視圖；
圖7為伸縮段發(fā)生位移以后，固定于固定管上的翅片與固定于運(yùn)動(dòng)管上的翅片的位置關(guān)系不意圖；
圖8為運(yùn)動(dòng)管套管的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中，熱介質(zhì)入口 1、頭部連接管2、固定管翅片3、運(yùn)動(dòng)管翅片4、固定管5、運(yùn)動(dòng)管6、運(yùn)動(dòng)管上伸縮段7、運(yùn)動(dòng)管下伸縮段8、熱介質(zhì)出口 9、尾部連接管10、運(yùn)動(dòng)管套管11。
[0012]

【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0014]如圖1所示，本發(fā)明一種基于熱介質(zhì)溫度的管翅式散熱器，包括熱介質(zhì)入口 1、頭部連接管2、翅片3、固定管5、運(yùn)動(dòng)管6、運(yùn)動(dòng)管上伸縮段7、運(yùn)動(dòng)管下伸縮段8、熱介質(zhì)出口9、尾部連接管10 ;熱介質(zhì)入口 I與頭部連接管2相連，熱介質(zhì)出口 9與尾部連接管10相連；固定管5的兩端分別與頭部連接管2和尾部連接管10相連，運(yùn)動(dòng)管6上端通過(guò)運(yùn)動(dòng)管上伸縮段7與頭部連接管2相連，運(yùn)動(dòng)管6下端通過(guò)運(yùn)動(dòng)管下伸縮段8與尾部連接管10相連；固定管5和運(yùn)動(dòng)管6依次交替排列。所述固定管5、運(yùn)動(dòng)管6均為扁管。
[0015]如圖2所示，翅片3呈多個(gè)“弓”字形的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，如圖3和4所示，翅片3平行排列，并安裝在固定管5和運(yùn)動(dòng)管6之間，且相鄰的兩個(gè)翅片3分別與兩側(cè)的固定管5和運(yùn)動(dòng)管6固定。
[0016]如圖8所示，管翅式散熱器還包括運(yùn)動(dòng)管套管11，所述運(yùn)動(dòng)管套管11套在運(yùn)動(dòng)管上伸縮段7外側(cè)，且運(yùn)動(dòng)管套管11上端固定在頭部連接管2上，下端懸空。運(yùn)動(dòng)管套管11可以防止運(yùn)動(dòng)管上伸縮段7在熱介質(zhì)的壓力作用下向外凸出。
[0017]運(yùn)動(dòng)管上伸縮段7由對(duì)溫度敏感的熱膨脹材料制成；運(yùn)動(dòng)管下伸縮段8則由彈性良好的可伸縮材料制成，具有一定的彈塑性。在散熱需求較低的工況下，由于熱介質(zhì)溫度較低，上伸縮段7和下伸縮段8呈穩(wěn)定狀態(tài)，運(yùn)動(dòng)管翅片與固定管翅片組成平直的翅片形態(tài)；(圖5)，當(dāng)散熱需求較大時(shí)，熱介質(zhì)溫度很高，上伸縮段7在熱脹作用下膨脹，使得運(yùn)動(dòng)管6帶動(dòng)固定在運(yùn)動(dòng)管6上的翅片3向下移動(dòng)(圖6)，運(yùn)動(dòng)管6上的翅片3與相鄰的固定于固定管上的翅片3錯(cuò)列開(kāi)來(lái)，形成錯(cuò)列型翅片(圖7)，由于下伸縮段8的長(zhǎng)度為翅片長(zhǎng)度d的1/2，因此運(yùn)動(dòng)管的最大位移為翅片長(zhǎng)度d的1/2，既達(dá)到最大的散熱效果。
[0018]當(dāng)套有運(yùn)動(dòng)管套管11時(shí)，上伸縮段7不會(huì)向外凸(圖8)，豎直方向上的運(yùn)動(dòng)距離更大(小于翅片長(zhǎng)度d的1/2)，效果更佳明顯；使散熱器的整體換熱能力大大提升，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化換熱。
[0019]因此，本發(fā)明提出的管翅式散熱器，可以根據(jù)散熱器的熱介質(zhì)(熱油或水)的溫度大小，實(shí)現(xiàn)對(duì)翅片分布形式的調(diào)節(jié)。在散熱需求較高的工況下，形成散熱系數(shù)更高的錯(cuò)列型翅片；而在散熱需求較低的工況下，保持平直翅片的形式；從而合理減小低散熱工況下的阻力能耗，提高散熱器工作效率。
【權(quán)利要求】
1.一種基于熱介質(zhì)溫度的管翅式散熱器，其特征在于，包括:熱介質(zhì)入口( 1 ?、頭部連接管0、翅片(3^固定管(5^運(yùn)動(dòng)管“)、運(yùn)動(dòng)管上伸縮段(了)、運(yùn)動(dòng)管下伸縮段(一)、熱介質(zhì)出口(幻、尾部連接管(10)； 熱介質(zhì)入口(1)與頭部連接管(2)相連，熱介質(zhì)出口(9)與尾部連接管(10)相連；固定管(5)的兩端分別與頭部連接管(2)和尾部連接管(10)相連，運(yùn)動(dòng)管(6)上端通過(guò)運(yùn)動(dòng)管上伸縮段(7)與頭部連接管(2)相連，運(yùn)動(dòng)管(6)下端通過(guò)運(yùn)動(dòng)管下伸縮段(8)與尾部連接管(10)相連；固定管(5)和運(yùn)動(dòng)管(6)依次交替排列；運(yùn)動(dòng)管上伸縮段(7)和運(yùn)動(dòng)管下伸縮段(8)均由橡膠制成；下伸縮段(8)的長(zhǎng)度為翅片間距(1的1/2 ； 翅片(3)呈多個(gè)“弓”字形的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，平行排列安裝在固定管(5)和運(yùn)動(dòng)管(6)之間，且相鄰的兩個(gè)翅片(3)分別與固定管(5)和運(yùn)動(dòng)管(6)固定； 熱介質(zhì)通過(guò)熱介質(zhì)入口(1)進(jìn)入到運(yùn)動(dòng)管上伸縮段(7),然后被分散進(jìn)入各固定管(5)和運(yùn)動(dòng)管(6)中；運(yùn)動(dòng)管上伸縮段(7)在熱介質(zhì)的作用下膨脹，使得運(yùn)動(dòng)管(6)帶動(dòng)固定在運(yùn)動(dòng)管(6)上的翅片(3)向下移動(dòng)，運(yùn)動(dòng)管(6)上的翅片(3)與相鄰的固定于固定管上的翅片(3)錯(cuò)列開(kāi)來(lái)，形成錯(cuò)列型翅片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于熱介質(zhì)溫度的管翅式散熱器，其特征在于，還包括運(yùn)動(dòng)管套管(11)，所述運(yùn)動(dòng)管套管(11)套在運(yùn)動(dòng)管上伸縮段(7 )外側(cè)，且運(yùn)動(dòng)管套管(11)上端固定在頭部連接管(2)上，下端懸空。
【文檔編號(hào)】F28D1/053GK104406424SQ201410746879
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月10日
【發(fā)明者】黃鈺期, 俞小莉, 黃瑞, 李慧潔 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)