[發(fā)明專利]具有熱管的熱交換器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710142496.6
• 申請日: 2007-08-27
• 公開（公告）號: CN101131135A
• 公開（公告）日: 2008-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 村松憲志郎;山中保利;宮川雅志;加福一彰
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社電裝
• 主分類號: F02G5/00
• 分類號: F02G5/00;F28D15/02
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 王新華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有熱管的熱交換器。

背景技術(shù)

專利文獻(xiàn)JP-A-4-45393公開一種使用環(huán)形熱管的熱交換器，該熱交換器使用于熱水供應(yīng)系統(tǒng)。在這種使用環(huán)形熱管的熱交換器中，工作流體在閉合回路中循環(huán)以便被蒸發(fā)和被冷凝。工作流體在蒸發(fā)部分中通過從蓄熱材料吸收熱量而被蒸發(fā)。在這種熱交換器中，多個熱管的下端部通過下部連通部分(下部總管(lower?header))彼此連通，使得在冷凝部分中冷凝的工作流體經(jīng)下部連通部分流進(jìn)多個熱管。

進(jìn)一步地，在熱管型熱交換器中，為了增加熱管和工作流體之間的熱傳播面積和提高壓力抵抗強(qiáng)度(pressure-resisting?strength)，內(nèi)部散熱片位于熱管中。可替換地，在內(nèi)部散熱片不設(shè)置在其中層疊和焊接有多個熱管的熱管型熱交換器中時，形成多個肋以便提高焊接性能和壓力抵抗強(qiáng)度。具體地，通過相對地布置第一平板和第二平板，熱管設(shè)置有內(nèi)部流體通道，并且向內(nèi)部流體通道凸出的肋形成在第一平板和第二平板上以便在它的頂端接觸。

熱管型熱交換器通常地使用于回收車輛的內(nèi)燃機(jī)的廢氣的熱量，以便通過使用廢氣來改善發(fā)動機(jī)發(fā)熱性能。廢氣的溫度最大可增加到900℃。然而，水通常被用作工作流體，水凝固(結(jié)冰)使得與液體狀態(tài)相比體積膨脹大約9％。然而，當(dāng)水用作工作流體時，會出現(xiàn)以下問題。

例如，在水用作具有熱管(熱管設(shè)置有內(nèi)部散熱片)的熱交換器中的工作流體的情況下，當(dāng)工作流體在結(jié)冰點(diǎn)等低溫條件下凝固時，工作流體的凝固首先從接觸熱管、下部連通部分和內(nèi)部散熱片的地方開始。圖11顯示熱管型熱交換器300A，該熱管型熱交換器300A包括熱管303a、位于熱管303a中的內(nèi)部散熱片308、和下部連通部分305b。如圖11所示，當(dāng)液態(tài)工作流體B被與工作流體的凝固過程對應(yīng)的固態(tài)工作流體A封閉時，熱交換器300A的內(nèi)部壓力被封閉的工作流體B的凝固所增加，因此施加到熱管303a和下部連通部分305b的壓力增加。當(dāng)工作流體的頂表面接觸內(nèi)部散熱片308時，封閉在固態(tài)工作流體A中的液態(tài)工作流體B變大，因為接觸內(nèi)部散熱片308的工作流體的頂部在凝固過程的早期被凝固。在這種情況下，如果被固態(tài)工作流體A封閉的液態(tài)工作流體B被凝固，施加到熱管303a和下部連通部分305b的內(nèi)部壓力將進(jìn)一步增加。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述問題，本發(fā)明的一個目的是提供一種在熱管內(nèi)具有內(nèi)部散熱片或肋的熱交換器，該熱交換器能夠減少工作流體的凝固引起的內(nèi)部壓力，因此改善了熱交換器的耐用性。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種在熱管中具有熱傳播面積增加構(gòu)件的熱交換器，其中熱傳播面積增加構(gòu)件的底端位于至少是液態(tài)的工作流體的頂表面的上方。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，熱交換器包括：蒸發(fā)側(cè)熱管，在該蒸發(fā)側(cè)熱管中流動的工作流體與通過那里的外部高溫流體進(jìn)行熱交換以便被蒸發(fā)；冷凝側(cè)熱管，在該冷凝側(cè)熱管中流動的工作流體與通過那里的外部低溫流體進(jìn)行熱交換以便被冷凝；和蒸發(fā)側(cè)內(nèi)部散熱片，其位于蒸發(fā)側(cè)熱管中，以便增加蒸發(fā)側(cè)熱管與工作流體的熱傳播面積。在該熱交換器中，蒸發(fā)側(cè)熱管和冷凝側(cè)熱管被連接以便形成閉合循環(huán)，在該閉合循環(huán)中，工作流體在蒸發(fā)側(cè)熱管和冷凝側(cè)熱管之間循環(huán)，蒸發(fā)側(cè)熱管被布置成使得工作流體在蒸發(fā)側(cè)熱管中沿不同于水平方向的方向流動，并且位于蒸發(fā)側(cè)熱管中的蒸發(fā)側(cè)內(nèi)部散熱片具有底端，該底端位于液態(tài)工作流體的頂表面的上方。

因此，在工作流體的凝固開始時，因為工作流體的頂表面不接觸蒸發(fā)側(cè)熱管中的內(nèi)部散熱片，在工作流體的頂表面處緩慢地進(jìn)行熱傳播，頂表面處的工作流體的凝固要變得更晚些。因此，在頂表面工作流體被凝固和封閉時，被固態(tài)工作流體封閉和密封的液態(tài)工作流體的量變得更小，因此，降低了液態(tài)工作流體的凝固所引起的內(nèi)部壓力。因此，熱交換器的耐用性得以改善。