[发明专利]热交换器

说明书

技术领域

本发明涉及热交换器，更具体地涉及一种具有管的热交换器，该管具有凹坑结构，通过凹坑结构在管中产生湍流，由此提高热交换性能。

背景技术

图1是表示一般的车辆冷却和加热系统的视图。在车辆发动机1中，高温高压气体被点燃并燃烧。因此，如果气体这样离开车辆发动机1，其将是过热的，并且用于构造发动机1的金属材料熔融，因此汽缸、活塞等可能被严重损坏。为了防止此类损坏，如图1所示，储存冷却水的水套(未示出)围绕车辆发动机1的汽缸形成，并且冷却水通过水泵5循环经过散热器2或加热器芯3从而冷却发动机1。根据加热和冷却的目的，冷却水可不经过加热器芯3，而是经过旁路回路6直接返回水套。这时，自动调温器4设置在用于冷却水的通道中，从而用作控制装置来通过基于冷却水温度控制通道的打开/关闭度而防止发动机1过热。

散热器2是一种用于散去冷却水的热的热交换器，所述冷却水在发动机1中循环时被发动机1的热量加热。散热器2置于车辆的发动机室中，并在其中心部分设有冷却风扇从而冷却散热器芯。而且，加热器芯3是车辆空调器的一部分，且还用作所述一种热交换器，其使用高温冷却水为车辆内部供应暖空气，所述高温冷却水在发动机1中循环时吸收发动机1产生的热。在加热器芯3中，由发动机1的热量加热的高温冷却水经过加热器芯3的散热片和管从而将热传递给从外部供给的空气，由此为车辆内部提供暖空气。

为了适当地加热车辆内部，应提高加热芯的热交换性能。然而，在热交换器安装在车辆中的情况下，由于与其他部件连接以及发动机室内部空间受限的问题而难以改变热交换器的基本结构，例如难以改变热交换介质的入口/出口的尺寸或位置。为了增大散热量而不改变热交换器的基本结构，典型地，采用了增大基本上实现热交换的管的截面积并因此增加管中流量的设计。然而，如果增大管的截面积，那么在低流速的情况下产生层流，并因此存在散热量减小的问题。日本特开公报No.1996-136176(下文中称为“引用参考”)提出通过在数值上限制管和散热片而改进散热性能。在引用参考中，层流区总是维持在60Km/h或更低的行进速度，以此来减小在车辆以60Km/h或更高的速度行进时的加热性能与在车辆处于空转状态时的加热性能之间的较大差别，由此改进加热性能。然而，因为在低流速情况下产生层流，所以如上所述，热交换性能恶化。

发明内容

技术问题

本发明的一个目的是提供一种热交换器，在该热交换器中在低流速情况下较早产生湍流，由此确保优化的热交换性能。

本发明的另一个目的是提供构成热交换器管的各个元件的优化设计范围，以此来满足优化的热交换器性能。

技术方案

为了达到上述目的，提供的热交换器包括：多个管20，所述管20以规则的距离平行布置成与流通方向平行，热交换介质流经所述管20；入口水箱11，热交换介质被引入该入口水箱中，然后分配到多个管20；散热片30，其置于管13之间，从而增大与经过管20之间的空气的接触表面；以及出口水箱12，流经管20的热交换介质被收集在该出口水箱12中然后排出，其中凹坑21形成在各个管20中而向管20的内部突出，并且当所述凹坑21的总截面积A_dimiple表达为各个凹坑21的宽度d和深度h的乘积的和，且管20的截面积表达为管20的长度L和高度H的乘积时，满足下式：

优选地，凹坑21的深度h和管20的高度H满足下式：

优选地，在管20的上表面和下表面处形成横向布置从而形成列的多个凹坑，且管20的上凹坑列和下凹坑列沿管20的长度交替布置。

优选地，上凹坑列和下凹坑列的凹坑21还沿管20的宽度交替布置，使得上凹坑列和下凹坑列的凹坑21不相互重合，下凹坑列的凹坑21中的一个置于上凹坑列的两个相邻凹坑21之间，同样上凹坑列的凹坑21中的一个置于下凹坑列的两个相邻凹坑21之间。

优选地，管20的上凹坑列的凹坑21的数量等于管20的下凹坑列的凹坑21的数量。

有益效果

根据本发明，因为即使在热交换器管中的热交换介质的流速情况不利时仍较早地产生湍流，所以能够在所有流速情况下提高热交换性能并且还优化热交换性能。而且，能够容易地设计凹坑的形状和尺寸，以通过调节流体的流动特性而优化热交换性能，由此节省了劳动力、成本、时间等。

附图说明

在结合附图给出的对优选实施方式的以下描述中，本发明的上述和其他目的、特征和优点将变得显而易见，其中：

图1是一般的车辆冷却和加热系统的视图。

图2是热交换器的立体图。