板翅式热交换器及热交换器用波纹状翅片的制造方法
【专利摘要】板翅式热交换器(1)具备波纹状翅片(3)和管板(2)。在波纹状翅片的山顶部(31)与谷底部(32)之间的中间部(33)，沿第一方向排列形成有多个凸条部(34)，凸条部(34)形成为比该波纹状翅片的表面更突出的凸部。在山顶部以及谷底部与管板抵接的表面分别构成为：未形成有凸条部的抵接面(310、320)。在各凸条部与山顶部的抵接面之间、以及在各凸条部与所述谷底部的抵接面之间，与凸条部相连续地形成有缓变部(341)，随着远离抵接面，所述缓变部(341)从表面逐渐突出。
【专利说明】
板翅式热交换器及热交换器用波纹状翅片的制造方法
技术领域
[0001]这里公开的技术涉及一种板翅式热交换器、以及用于热交换器的波纹状翅片的制造方法。【背景技术】
[0002]专利文献1中记载了一种具备波纹状翅片的热交换器的如下所述的技术，S卩:通过在该波纹状翅片的整个面上形成细微的凹凸来防止沿波纹状翅片的表面流动的流体的分界层扩大，由此提高热交换器的性能。
[0003]专利文献1:日本公开专利公报实开平2-7487号公报
【发明内容】
[0004]—发明要解决的技术问题一
[0005]然而，在专利文献1中记载的热交换器中，在使扁平管的外表面抵接到波纹状翅片的山顶部或者谷底部的表面上的状态下，通过钎焊来接合波纹状翅片和扁平管。
[0006]但是，如上所述，在该波纹状翅片的表面上形成有细微的凹凸，因此，呈凹凸结构的面与扁平管的外表面互相抵接。其结果是，该热交换器存在波纹状翅片与扁平管的接合强度降低这样的不良情况。
[0007]这里公开的技术是鉴于所述问题而完成的。其目的在于:提高热交换器中的波纹状翅片的接合强度。
[0008]—用以解决技术问题的技术方案一
[0009]这里公开的板翅式热交换器具备:波纹状翅片，所述波纹状翅片构成为:隆起线沿第一方向延伸的山顶部和谷线沿第一方向延伸的谷底部在第二方向上交替地形成，并且所述山顶部与所述谷底部之间由中间部相连，所述第二方向与所述第一方向正交；以及管板， 所述管板以夹住所述波纹状翅片的方式布置，并且所述管板构成为:在与所述波纹状翅片的所述山顶部的表面以及所述谷底部的表面分别抵接了的状态下，与该波纹状翅片接合。
[0010]而且，在所述波纹状翅片的所述中间部，沿所述第一方向排列形成有多个凸条部， 多个所述凸条部形成为比该波纹状翅片的表面更突出的凸部并且在所述山顶部与所述谷底部之间延伸，在所述山顶部与所述管板抵接的所述表面、以及在所述谷底部与所述管板抵接的所述表面分别构成为未形成有所述凸条部的抵接面，在各个所述凸条部与所述山顶部的抵接面之间、以及在各个所述凸条部与所述谷底部的抵接面之间形成有缓变部，所述缓变部与所述凸条部相连续，随着远离所述抵接面，所述缓变部从所述波纹状翅片的表面逐渐突出。
[0011]根据该构成方式，波纹状翅片布置于在管板与管板之间分隔形成的板翅式热交换器的流路内。波纹状翅片的中间部将流路内部分割成多条通道，其中，所述中间部将山顶部与谷底部相连接。流体在各条通道内沿第一方向流动。
[0012]在该波纹状翅片的中间部，在第一方向、即流体所流动的方向排列形成有多个在山顶部与谷底部之间延伸的凸条部。凸条部促进沿波纹状翅片的表面流动的流体的湍流化，从而提高板翅式热交换器的效率。此外，流体在该板翅式热交换器的流路内被冷却，其结果是，在该流体发生冷凝的情况下，形成在波纹状翅片的中间部的多个凸条部改善翅片表面的润湿性，从而促进液滴的排出。而且，形成为比翅片表面更突出的凸部的凸条部还有助于提高波纹状翅片本身的强度。
[0013]而且，在具有所述构成方式的板翅式热交换器中，在波纹状翅片的山顶部与管板抵接的表面、以及在波纹状翅片的谷底部与管板抵接的表面构成为:未形成有凸条部的抵接面。由于在抵接面上不存在凹凸结构，因此波纹状翅片与管板之间的抵接面积扩大，从而两者之间的紧贴程度提高。其结果是，波纹状翅片与管板之间的接合强度提高。这有利于提高板翅式热交换器的强度。需要说明的是，山顶部的表面是波纹状翅片的外表面，谷底部的表面也是波纹状翅片的外表面。由此，对于波纹状翅片而言，谷底部的表面相当于山顶部的表面的相反一侧的面。
[0014]此外，在波纹状翅片中，在山顶部的抵接面与各凸条部之间以及谷底部的抵接面与各凸条部之间形成有缓变部，所述缓变部与凸条部相连续，随着远离抵接面，所述缓变部从翅片表面逐渐突出。缓变部作为凸条部的一部分来发挥功能，其有助于促进上述的流体的湍流等。由此，缓变部能够做到:既能够在波纹状翅片的山顶部以及谷底部确保抵接面， 又能够在尽可能宽的范围内形成凸条部。其结果是，能够既提高波纹状翅片与管板之间的接合强度，又能够尽量确保利用凸条部可得到的多种优点。
[0015]可以为:所述波纹状翅片的所述山顶部以及所述谷底部分别是弯曲的，所述缓变部以与所述山顶部以及所述谷底部的弯曲形状相对应的方式形成。
[0016]S卩，由于山顶部以及谷底部分别是弯曲的，因此，在它们的横截面具有近似正弦波形状的波纹状翅片中，优选将缓变部按照山顶部以及谷底部的弯曲形状来形成。由此，能够既确保不存在凹凸结构的抵接部，又能够在尽可能宽的范围内形成凸条部。
[0017]还可以为:所述波纹状翅片与所述管板是通过钎焊互相接合的，在所述缓变部与所述管板之间形成有圆角，所述圆角是正在进行钎焊时因焊料聚集而形成的。
[0018]波纹状翅片与管板之间的接合部分形成为:在其横截面上，在从山顶部或者谷底部到中间部为止的范围内，波纹状翅片的表面逐渐远离管板。在对波纹状翅片与管板进行了钎焊时，焊料因表面张力而聚集在波纹状翅片与管板之间的接合部分，从而形成楔子形状的圆角。
[0019]在具有所述结构的板翅式热交换器中，在波纹状翅片上形成有凸条部以及缓变部，其中，缓变部位于波纹状翅片与管板之间的接合部分的附近。而且，缓变部是从波纹状翅片的表面突出来的部分，因此在该接合部分的附近，管板与缓变部之间的距离比管板与波纹状翅片表面之间的距离短。换言之，在形成有缓变部的部位，即使离开山顶部的抵接面或者谷底部的抵接面，与管板表面之间的距离也会维持比较短的值。因此，与上述的、波纹状翅片表面和管板之间的接合部分同样，焊料也会因表面张力而在缓变部与管板之间聚集来形成圆角，但是该圆角相比未形成有缓变部的部位的圆角更大。由此，对应于在波纹状翅片上沿第一方向排列形成的多个凸条部以及缓变部而形成有多个大型圆角，其结果是，波纹状翅片与管板之间的钎焊强度提高。这与下述情况相结合而有利于提高板翅式热交换器的强度，上述的情况是:如上所述那样在山顶部以及谷底部形成不具有凹凸结构的抵接面；以及在波纹状翅片上形成凸条部来提高波纹状翅片本身的强度。
[0020]还可以为:对所述波纹状翅片实施了形成多个槽状的凹凸结构的折痕加工，所述凸条部以及所述缓变部是由通过所述折痕加工而形成了的凹陷部分或者凸出部分构成的。 [0021 ]通过对波纹状翅片施加折痕加工，从而容易地实现:在波纹状翅片的中间部，沿第一方向排列形成多个凸条部，所述凸条部在山顶部与谷底部之间延伸。
[0022]还可以为:通过所述折痕加工而形成的槽状的凹凸结构在所述波纹状翅片沿所述第二方向延伸，所述波纹状翅片的所述凸条部形成为:与所述山顶部的隆起线以及所述谷底部的谷线正交。
[0023]在波纹状翅片的中间部，凸条部对于提高波纹状翅片本身的强度的方面是特别有效的，其中，所述凸条部形成为与山顶部的隆起线以及谷底部的谷线正交。
[0024]这里公开的技术还涉及一种制造热交换器用波纹状翅片的方法。该制造方法包括:对薄板材实施折痕加工的工序，所述折痕加工是交替地形成沿规定方向延伸的槽状的凹凸结构的工序；以及将已实施所述折痕加工的所述薄板材加工成波纹状翅片的工序，该工序以下述方式进行:在第二方向上交替地形成隆起线沿第一方向延伸的山顶部和谷线沿第一方向延伸的谷底部，所述第二方向与所述第一方向正交。[〇〇25] 而且，正在对所述波纹状翅片进行加工时，通过压垮所述山顶部的表面以及所述谷底部的表面的所述凹凸结构，来在所述山顶部以及所述谷底部形成未形成有所述凹凸结构的面。
[0026]根据该构成方式，通过在对薄板材实施了形成多个槽状的凹凸结构的折痕加工后将该薄板材加工成波纹状翅片，从而槽状的凹凸结构构成上述的凸条部。
[0027]此外，在将薄板材加工成波纹状翅片时，通过下述的情况，即薄板材在山顶部以及谷底部出现延展、以及分别通过成形模在板厚方向上按压山顶部以及谷底部来压垮预先形成在薄板材上的凹凸结构，由此在波纹状翅片的山顶部的表面以及谷底部的表面上形成未形成有凹凸结构的面。伴随着形成不具有凹凸结构的面，能够在该面的附近形成与凸条部相连续的缓变部。
[0028]S卩，所述制造方法适合制造如下所述的波纹状翅片，该波纹状翅片具备山顶部以及谷底部的抵接面、中间部的多个凸条部、该抵接面与各凸条部之间的缓变部。[〇〇29] 一发明的效果一
[0030]如以上说明，在所述板翅式热交换器，在波纹状翅片的中间部形成多个凸条部，另一方面，将在山顶部以及谷底部中与管板抵接的表面设为不存在凹凸结构的抵接面，并且在该抵接面的附近形成与凸条部相连续的缓变部，由此既能够尽量确保凸条部的功能，又能够扩大波纹状翅片与管板之间的抵接面积，从而能够提高两者之间的接合强度。
[0031]此外，根据所述热交换器用波纹状翅片的制造方法，能够容易制造如下所述的波纹状翅片，该波纹状翅片具有上述的凸条部以及缓变部，并且在山顶部以及谷底部具有不存在凹凸结构的抵接面。【附图说明】[0〇32]图1是不意性地表不板翅式热交换器的一部分的分解立体图。
[0033]图2是示意性地表示用于板翅式热交换器的波纹状翅片的俯视图。
[0034]图3(a)是图2的m-m线剖视图，图3(b)是表示变形例的图。
[0035]图4是表示用于板翅式热交换器的波纹状翅片的制造顺序的说明图。
[0036]图5(a)是表示板翅式热交换器的规定截面的剖视图，图5(b)是(a)图中的b-b线剖视图，图5(c)是表示波纹状翅片与管板(tube plate)的钎焊部位的圆角(fillet)形状的图，图5(d)是将波纹状翅片与管板的钎焊部分放大表示的剖视图。
[0037]图6是表示形状与图2所示的形状不同的波纹状翅片的立体说明图。
[0038]图7是表示板翅式热交换器的一部分的剖视图，所述板翅式热交换器是使用矩形波状的波纹状翅片来构成的。【具体实施方式】
[0039]下面，根据附图对热交换器的实施方式进行说明。需要说明的是，在下面进行说明的各幅附图中，为了便于理解而夸张地示出一些部位中的各部分的形状，从而有时附图中的详细形状会与实际形状不同。
[0040]图1是示意性地表示板翅式热交换器1的结构的分解立体图。实际上，板翅式热交换器1中并不存在上下和左右这样的方向性，但是为了便于说明，将连接图1的纸面中的左方跟前侧与右方靠里侧的方向设为X方向，将连接图1的纸面中的右方跟前侧和左方靠里侧的方向设为Y方向，将连接图1的纸面中的下侧和上侧的方向设为Z方向。X方向、Y方向以及Z 方向是互相正交的。在图1中示出的板翅式热交换器(进一步准确而言是热交换器芯子)1是通过下述方式来形成的，即:在Z方向上将多个管板2和多个波纹状翅片3交替地层叠后，通过钎焊将上述的部件接合以使上述的部件一体化。在图1中，为了便于理解而仅图示了一个波纹状翅片3和夹住该波纹状翅片3的两个管板2、2。由两个管板2、2以及两个侧板4、4分隔出了第一流路11，其中，上述的两个侧板4、4分别布置在上述管板2的在Y方向上的两个端部，该板翅式热交换器1的对象流体(即，第一流体)在上述第一流路11中流动。虽然在图1中并没有图示第二流路，然而第二流路经由管板2、2而与第一流路11相邻，其中，在与第一流体之间进行热交换的第二流体在所述第二流路中流动。即，第一流路11与第二流路在Z方向上是相邻的。
[0041]板翅式热交换器1有多种用途。可列举的用途例如有:在第一流体与第二流体之间进行热交换，从而对第一流体或第二流体进行冷却。此外，还有时为了与上述用途相反的用途而使用板翅式热交换器1，该用途是:对第一流体或第二流体进行加热。有时，板翅式热交换器1根据其用途而对在流路内流动的流体进行冷却，其结果是，所述流体会冷凝(液化)。 此外，有时，板翅式热交换器1还会对在流路内流动的流体进行加热，其结果是，所述流体会蒸发(气化)。[〇〇42]管板2是具有规定厚度的平板状部件。能够将管板2的厚度设定为适当的厚度。管板2由热导率高的材料、例如金属材料形成。具体而言，管板2由铝、铝合金或者不锈钢形成。 然而，管板2的形成材料并不限于在这里列举的材料。管板2夹设在第一流路11与未在图1中示出的第二流路之间，从而分隔出第一流路11的一部分以及第二流路的一部分。管板2还构成在第一流体与第二流体之间进行传热的一次传热面，其中，所述第一流体在第一流路11 中流动，所述第二流体在第二流路中流动。
[0043]波纹状翅片3是具有规定厚度的波形板状部件。波纹状翅片3也由热导率高的材料、例如金属材料形成。具体而言，波纹状翅片3由铝、铝合金或者不锈钢形成。然而，波纹状翅片3的形成材料并不限于在这里列举的材料。波纹状翅片3是以与管板2接合了的状态布置在第一流路以及第二流路内的。波纹状翅片3在Y方向上将第一流路以及第二流路的内部分隔成多条通道，并且波纹状翅片3构成二次传热面。[〇〇44] 在图1、图2的例子中，山顶部(S卩，顶部(top))31和谷底部(S卩，底部(bottom))32在 Y方向上交替地形成而构成波纹状翅片3,其中，所述山顶部31的隆起线沿X方向延伸，所述谷底部32的谷线同样沿X方向延伸。在图1、图2中示出的波纹状翅片3的山顶部31弯曲成近似圆弧状。此外，与山顶部31同样，谷底部32也弯曲成近似圆弧状。在该例中，将山顶部31与谷底部32之间相连接起来的中间部33呈相对于Z方向倾斜的直线状(亦参照图5(a))。由此， 在这里示出的波纹状翅片3的横截面整体上具有近似正弦波状的波形。然而，波纹状翅片3 的波形并不限于正弦波。例如，能够将中间部33的倾斜角度设定为适当的角度。也可以使中间部33沿Z方向延伸，S卩，不让中间部33相对于Z方向倾斜。此外，能够分别适当地设定从波纹状翅片3的谷底部32到山顶部31为止的Z方向上的高度AKS卩，波的振幅X2)、以及、波纹状翅片3的山顶部31与山顶部31之间的Y方向上的距离PKS卩，波的间距)。波纹状翅片3的波的高度Ai是由布置有该波纹状翅片3的流路的高度来决定的。此外，波纹状翅片3的波的间距?:是考虑包括板翅式热交换器1的热交换性能、以及、流路的压力损失在内的多种因素来决定的。
[0045]在该波纹状翅片3的表面上形成有:从该表面突出地形成的凸条部34;以及从该表面凹陷的凹条部35。如图3(a)所示，凸条部34以及凹条部35的截面形状分别具有例如弯曲成圆弧状的形状。凸条部34与凹条部35在X方向上交替地布置。需要说明的是，对于布置在板翅式热交换器1内的波纹状翅片3而言，由于不存在上下和左右这样的方向性，因此，从相反侧观察时，可以将从表面突出地形成的凸条部34看作是凹陷的凹条部。在此，将在相对于图3(a)中用点划线示出的基准而言的一侧形成为凸部的部分设为凸条部34,将在相对于该基准而言的另一侧形成为凸部的部分设为凹条部35。凸条部34以及凹条部35的弯曲形状并不限于在图3(a)中示出的形状。能够适当地设定凸条部34以及凹条部35的弯曲形状的曲率。此外，凸条部34以及凹条部35的形状并不限于弯曲形状，如图3(b)所示，还可以是近似三角形形状。[〇〇46]能够适当地设定从基准到凸条部34的凸出端为止的距离A2、以及从基准到凹条部 35的凹陷端为止的距离A2(S卩，波的振幅)。作为一例，能够将上述的距离知设定为波纹状翅片3的板厚t的65%?135%左右的范围(S卩，0.65彡A2/t彡1.35)内，然而并不限于此。[〇〇47]在图1、图2中，用实线表示凸条部34的最突出的部分，用实线表示凹条部35的最凹陷的部分。凸条部34以及凹条部35在波纹状翅片3中形成在中间部33上，而在山顶部31以及谷底部32上则未形成有凸条部34以及凹条部35。如图2所示，在俯视波纹状翅片3的时候 (即，在Z方向上看到的时候)，各凸条部34以及各凹条部35分别沿Y方向延伸。即，凸条部34 与沿X方向延伸的山顶部31的隆起线以及谷底部32的谷线正交，凹条部35与沿X方向延伸的山顶部31的隆起线以及谷底部32的谷线正交。此外，多个凸条部34以及多个凹条部35被布置成:沿山顶部31的隆起线以及谷底部32的谷线在X方向上交替地排列。能够适当地设定凸条部34以及凹条部35的间距P2。
[0048]需要说明的是，这种形状的波纹状翅片3至少布置在第一流路11内。在该板翅式热交换器1中，布置在第二流路内的波纹状翅片可以具有与所述波纹状翅片3相同的形状，也可以具有与波纹状翅片3不同的形状。[〇〇49]能够通过下述的顺序来制造在中间部33上具有凸条部34以及凹条部35的波纹状翅片3。即，如图4所示，准备波纹状翅片3的材料亦即薄板状部件30，对该薄板状部件30实施形成槽状凹凸结构的折痕加工(参照工序P1)。折痕加工能够通过互相啮合的一对成形辊5、 5来进行。即，各成形辊5构成为:具有大径部和小径部且其辊面形成为波形。使薄板状部件 30在所述一对成形辊5、5之间通过，由此在该部件30上形成多个槽状凹凸结构。按照上述方式形成的凹部305以及凸部304分别沿Y方向延伸，并且呈在X方向上排列的条纹状。该凸部 304以及凹部305在波纹状翅片3中构成凸条部34以及凹条部35。需要说明的是，在薄板状部件30上形成凹凸的折痕加工并不限于使用成形辊对，而是还可以使用其它公知方法。在使用成形辊对进行的加工具有能够对带状的较长部件连续地进行折痕加工这样的优点。
[0050]将按照上述方式实施了折痕加工之后的薄板状部件30加工成波纹状翅片3。作为加工成波纹状翅片3的方法，能够适当地采用公知的多种方法。作为一个例子，能够采用如图4中的下图中用虚线所示那样的、使用将薄板状部件30夹住的上下一对成形齿(S卩，成形模)6、6,然而并不限于此。具体而言，可以为:通过一边使薄板状部件30在Y方向上移动一边使上下一对成形齿6、6交替地工作，从而将波纹状翅片3的山顶部31以及谷底部32依次成形 (参照工序P2)。
[0051]此时，如果将波纹状翅片3的山顶部31以及谷底部32形成为隆起线以及谷线沿着与凹凸结构正交的方向延伸，则如上所述，能够使波纹状翅片3的隆起线分别与形成在中间部33上的凸条部34以及凹条部35正交，并且能够使波纹状翅片3的谷线分别与形成在中间部33上的凸条部34以及凹条部35正交，其中，所述凹凸结构是通过折痕加工而形成在薄板状部件30上的。
[0052]在进行该成形时，在波纹状翅片3的山顶部31以及谷底部32,将预先形成在薄板状部件30上的凸部304以及凹部305压垮。即，在成形时，将下述两种方式结合起来，由此来压垮山顶部31以及谷底部32的凹凸结构，其中一种方式是使材料在山顶部31以及谷底部32上延展，其中另一种方式是利用成形齿6、6在板厚方向上按压该山顶部31以及谷底部32的部位。这样一来，在完成后的波纹状翅片3中，在山顶部31以及谷底部32上都不会形成有凸条部34以及凹条部35,从而能够将上述的山顶部31以及谷底部32做成不存在凹凸结构的平坦的面。如图5(a)以及图5(d)所示，形成在该山顶部31以及谷底部32上的平坦的面是与管板2 抵接的抵接面310、320。
[0053]此外，如图5(a)以及图5(d)所示，伴随着在山顶部31以及谷底部32上将凹凸结构压垮，在抵接面310、320附近与凸条部34以及凹条部35相连续地形成有缓变部341、351，其中，随着远离所述抵接面310、320,所述缓变部341、351从翅片表面逐渐地突出。[〇〇54]在此，在图5(a)中示出的例子中，凸条部34是从波纹状翅片3的下侧的面突出地形成的，与该凸条部34相连续的缓变部341形成在该图5(a)所示的夹住谷底部32的Y方向上的两侧。随着该缓变部341远离谷底部32的抵接面320,该缓变部341的、从翅片表面开始算的高度逐渐变高。该缓变部341形成为:接近下侧管板2的表面。另一方面，相对于该图5(a)所示的山顶部31而言，该凸条部34位于其抵接面310的相反一侧。在该情况下，在山顶部31的附近并没有形成该凸条部34的缓变部。如上所述，通过在山顶部31中凹凸结构被压垮，从而成为如下所述的状态，即:在凸条部34的形成部位中，在该山顶部31的抵接面310附近(即， 图5(a)中的波纹状翅片3的上侧的面)并不存在凹凸结构。
[0055]此外，如图5(a)中的点划线所示，在X方向上与该凸条部34相邻的凹条部35是从波纹状翅片3的上侧的面突出地形成的。因此，在山顶部31的附近，与该凹条部35相连续的缓变部351是形成在夹住山顶部31的Y方向上的两侧的。随着该缓变部351远离山顶部31的抵接面310,该缓变部351的从翅片表面开始算的高度逐渐变高。该缓变部351形成为:接近上侧管板2的表面。相对于谷底部32而言，该凹条部35位于该抵接面320的相反一侧。在该情况下，在谷底部32的附近并未形成有该凹条部35的缓变部。如上所述，通过在谷底部32中凹凸结构被压垮，从而成为如下所述的状态，即:在凹条部35的形成部位中，在该谷底部32的抵接面320的附近(S卩，图5(a)中的波纹状翅片3的下侧的面)并不存在凹凸结构。[〇〇56]这样的缓变部341、351在弯曲成近似圆弧状的山顶部31或谷底部32的附近是沿着山顶部31或谷底部32的弯曲形状形成的。其结果是，如图5(d)中的放大图示，缓变部341与管板2之间的距离h比未形成有缓变部的部位(S卩，在X方向上相对于缓变部相错开的部位) 与管板2之间的距离短。在图5(d)中，在翅片表面上示出未形成有缓变部的部位，缓变部341 与管板2之间的距离h会根据缓变部341形成为比该翅片表面更突出的凸部的量而相应地变短。用另一种方式对该情况进行说明如下，即:若对与管板2之间的距离为h的翅片表面在Y 方向上的位置和与管板2之间的距离同样为h的缓变部341在Y方向上的位置进行比较，则缓变部341在Y方向上的位置更远离抵接面320。需要说明的是，凹条部35的缓变部351也是同样的，但在此省略图示。
[0057]如上所述，板翅式热交换器1是利用钎焊将管板2和波纹状翅片3互相接合来构成的。即，通过在管板2的表面上已形成有焊料的状态下交替地层叠管板2与波纹状翅片3,来装配出板翅式热交换器。然后，例如在真空炉内对该装配好以后的板翅式热交换器进行减压以及加热，由此来使上述板翅式热交换器一体化。在正在进行上述钎焊的时候，焊料因表面张力而聚集在波纹状翅片3与管板2的接合部位，从而在该接合部位上形成有楔子形状的圆角7。[〇〇58]这里，如图5(d)所示，在形成有缓变部341(以及351)的部位，即使远离了抵接面 320,与管板2之间的距离也能够维持如下所述的值，该值是:缩短了与该缓变部341相对应的量的值。因此，如图5(b)、图5(c)所示，相比未形成有缓变部341的部位的圆角7,形成在缓变部341与管板2之间的圆角7更加大型化。需要说明的是，图5(b)是图5(a)中的b-b线剖视图，图5(c)是示例性地示出图5(a)所示的山顶部31以及谷底部32处的圆角形状的图。图5 (b)、图5(c)所示的点划线表示凸条部34以及凹条部35的形成部位，缓变部341、351形成在该凸条部34以及凹条部35的形成部位。然而，如参照图5(a)进行的说明那样，在山顶部31的附近未形成有与凸条部34相连续的缓变部341，同样，在谷底部32的附近未形成有与凹条部 35相连续的缓变部351。
[0059]在图5(c)中的左侧图示的谷底部32,由于在凸条部34的形成部位形成有缓变部 341，因此焊料分别聚集在夹住谷底部32的Y方向上的两侧，从而形成有大型圆角。其结果是，圆角7在Y方向上的长度相对变长，在除此之外的部位，圆角7在Y方向上的长度相对变短。进一步准确而言，在凸条部34的形成部位的圆角长度最长，在凹条部35的形成部位的圆角长度最短，在凸条部34与凹条部35之间圆角长度发生变化。
[0060]此外，在图5(c)中的右侧图示的山顶部31，由于在凸条部34的形成部位未形成有缓变部，因此圆角在Y方向上的长度最短，由于在凹条部35的形成部位(在图5(a)中用点划线图示的部位)形成有缓变部351，因此焊料分别聚集在夹住该山顶部31的Y方向上的两侧， 其结果是，圆角7在Y方向上的长度最长。这样一来，在凸条部34与凹条部35之间圆角长度在发生变化。如图5(c)所示，在山顶部31和谷底部32处的圆角长度变化的相位相错开。
[0061]这里，如上所述，在图5(c)中，圆角7的在Y方向上的长度最短的部位是未形成有凸条部34或者凹条部35的缓变部341、351的部位，该部位具有与未形成有凸条部34、凹条部35 的现有形状的波纹状翅片相同的形状。由此，该波纹状翅片3通过在至少确保了与现有结构相同程度的圆角长度L的基础上形成与凸条部34相连续的缓变部341以及与凹条部35相连续的缓变部351，从而能够得到比现有结构更长的圆角长度。其结果是，能够比现有结构更加提高波纹状翅片3与管板2的钎焊强度。[〇〇62]此外，形成在波纹状翅片3的中间部33上的、沿Y方向延伸的凸条部34以及凹条部 35分别提高波纹状翅片3本身的强度。[〇〇63]在中间部33上形成有这样的凸条部34以及凹条部35,相对于此，在波纹状翅片3的山顶部31、谷底部32形成有:未形成有凸条部34、凹条部35的抵接面310、320。由于在上述的抵接面310、320上不存在凹凸，因此扩大波纹状翅片3与管板2之间的抵接面积。
[0064]这样一来，波纹状翅片3与管板2之间的抵接面积因抵接面310、320而增大，并且圆角7因缓变部341、351而变得大型化，从而波纹状翅片3与管板2的接合强度提高，而且波纹状翅片3本身的强度也会因凸条部34以及凹条部35而提高，由此板翅式热交换器1的强度会大巾畐提尚。[〇〇65] 而且，在由波纹状翅片3的中间部33分隔出的各条通道中，凸条部34以及凹条部35 是排列形成在流体的流动方向上的，因此促进沿翅片表面流动的流体的湍流化，从而有助于提高板翅式热交换器1的效率。此外，在该板翅式热交换器1内，在流体发生冷凝时，形成为比翅片表面更突出的凸部的凸条部34以及凹条部35改善波纹状翅片3表面的润湿性，从而能够迅速地向板翅式热交换器1的外部排出已冷凝的液体。[〇〇66]缓变部341、351除了发挥上述的使焊料聚集的功能之外，在流体的流动等方面上， 还能够发挥与凸条部34以及凹条部35相同的功能，因此通过形成缓变部341、351，能够将凸条部34以及凹条部35形成在尽可能较大的范围内。[〇〇67]需要说明的是，这里公开的技术并不限于在具有图1?图5所示的结构的板翅式热交换器1中应用，而是还能够应用于其它结构的板翅式热交换器中。
[0068]图6表示与波纹状翅片3的凸条部34以及凹条部35相关的变形例。即，在图1?图5 中所图示的波纹状翅片3中，将凸条部34形成为与山顶部31的隆起线以及谷底部32的谷线正交，并且将凹条部35形成为与山顶部31的隆起线以及谷底部32的谷线正交。相对于此，在图6的变形例中，将凸条部34形成为与山顶部31的隆起线以及谷底部32的谷线以规定角度 (然而是90°以外的角度)相交，并且将凹条部35形成为与山顶部31的隆起线以及谷底部32 的谷线以规定角度(然而是90°以外的角度)相交。即，使凸条部34以及凹条部35相对于Y方向倾斜。需要说明的是，能够适当地设定凸条部34以及凹条部35的倾斜角度。
[0069]具有这种结构的波纹状翅片3能够通过下述方式来制造，S卩:如该图6中的左侧所示，首先，对薄板状部件30实施形成倾斜的槽状凹凸结构的折痕加工，在此基础上，如该图6中的右侧所示，将该部件30加工成波纹状翅片。需要说明的是，折痕加工以及波纹状翅片加工能够采用适当的公知方法。在该变形例中，也是通过在进行翅片加工时压垮在进行折痕加工之际形成了的凹凸结构来在山顶部31以及谷底部32形成平坦的抵接面，由此能够在抵接面与凸条部34之间以及抵接面与凹条部35之间形成缓变部。由此，在使用该变形例的波纹状翅片3来构成的板翅式热交换器中也能够得到与上述的板翅式热交换器1相同的优点。
[0070]此外，形成有凸条部34以及凹条部35的波纹状翅片3并不限于具有如图1?图5所示的正弦波状横截面。例如，也可以在具有如图7所示矩形波状截面的波纹状翅片3上形成凸条部34以及凹条部35。
[0071]图7所示的矩形波波纹状翅片3是包括山顶部31、谷底部32以及中间部33来构成的，其中，山顶部31以及谷底部32分别构成为近似平板状，中间部33将该山顶部31与谷底部 32相连并且沿Z方向延伸。需要说明的是，中间部33也可以相对于Z方向倾斜且其倾斜角度是任意角度。
[0072]该矩形波波纹状翅片3还能够通过下述方式来制造，S卩:如上所述，在对薄板状部件实施形成槽状凹凸结构的折痕加工之后，将该薄板状部件加工成波纹状翅片。在进行该翅片加工时，通过压垮山顶部31以及谷底部32的凹凸结构，能够形成凸条部34和缓变部341 (以及凹条部和与该凹条部相连续的缓变部，然而这些并未在图7中图示)。[〇〇73]在矩形波波纹状翅片3,在山顶部31与中间部33之间、以及、在谷底部32与中间部 33之间形成有弯曲部。缓变部341(以及与凹条部相连续的缓变部)形成在该弯曲部分上。在矩形波波纹状翅片3中，缓变部341与管板2之间的距离也会相对变短，因此，由因表面张力而聚集在一起的焊料形成的圆角会相对增大。由此，在使用矩形波波纹状翅片3来构成的板翅式热交换器中也能够得到与上述的板翅式热交换器1相同的优点。
[0074]需要说明的是，对于图7中所示的矩形波波纹状翅片3而言，凸条部34以及凹条部 35既可以形成为如图1所示那样沿Y方向延伸，也可以形成为如图6所示那样相对于Y方向倾斜。[〇〇75]此外，在上述的各个构成方式下，在波纹状翅片3上形成了凸条部34和凹条部35这两者。这即为:如图3中进行过的说明，将在相对于用点划线表示的基准而言的一侧形成为凸部的部分设为凸条部34,将在相对于该基准而言的另一侧形成为凸部的部分设为凹条部 35。相对于此，也可以在波纹状翅片上只形成凸条部和凹条部中的一者。即，在波纹状翅片上只形成了在相对于基准而言的任意一侧上形成为凸部的部分。在具有这种结构的波纹状翅片中，也能够提高波纹状翅片本身的强度，并且，通过在其山顶部以及谷底部形成抵接面，能够提高波纹状翅片与管板2的接合强度。
[0076]需要说明的是，在只形成了凸条部和凹条部中的一者的波纹状翅片中，缓变部只形成在图5(c)所示的山顶部31和谷底部32中的任意一者上。其结果是，上述的大型圆角7只形成在山顶部31和谷底部32中的任意一者上。[〇〇77] 一符号说明一 [〇〇78]1板翅式热交换器
[0079]2管板
[0080]3波纹状翅片[〇〇81130薄板状部件(薄板材)
[0082]31山顶部
[0083]32谷底部
[0084]33中间部
[0085]34凸条部[〇〇86]35凹条部(凸条部)
[0087]310抵接面
[0088]320抵接面
[0089]341缓变部
[0090]351缓变部
[0091]7 圆角
【主权项】
1.一种板翅式热交换器，其特征在于:具备:波纹状翅片，所述波纹状翅片构成为:隆起线沿第一方向延伸的山顶部和谷线沿第一 方向延伸的谷底部在第二方向上交替地形成，并且所述山顶部与所述谷底部之间由中间部 相连，所述第二方向与所述第一方向正交；以及管板，所述管板以夹住所述波纹状翅片的方式布置，并且所述管板构成为:在与所述波 纹状翅片的所述山顶部的表面以及所述谷底部的表面分别抵接了的状态下，与该波纹状翅 片接合，在所述波纹状翅片的所述中间部，沿所述第一方向排列形成有多个凸条部，多个所述 凸条部形成为比该波纹状翅片的表面更突出的凸部并且在所述山顶部与所述谷底部之间 延伸，在所述山顶部与所述管板抵接的所述表面、以及在所述谷底部与所述管板抵接的所述 表面分别构成为未形成有所述凸条部的抵接面，在各个所述凸条部与所述山顶部的抵接面之间、以及在各个所述凸条部与所述谷底部 的抵接面之间形成有缓变部，所述缓变部与所述凸条部相连续，随着远离所述抵接面，所述 缓变部从所述波纹状翅片的表面逐渐突出。2.根据权利要求1所述的板翅式热交换器，其特征在于:所述波纹状翅片的所述山顶部以及所述谷底部分别是弯曲的，所述缓变部以与所述山顶部以及所述谷底部的弯曲形状相对应的方式形成。3.根据权利要求1或2所述的板翅式热交换器，其特征在于:所述波纹状翅片与所述管板是通过钎焊互相接合的，在所述缓变部与所述管板之间形成有圆角，所述圆角是正在进行钎焊时因焊料聚集而 形成的。4.根据权利要求1到3中任一项所述的板翅式热交换器，其特征在于:对所述波纹状翅片实施了形成多个槽状的凹凸结构的折痕加工，所述凸条部以及所述缓变部是由通过所述折痕加工而形成了的凹陷部分或者凸出部 分构成的。5.根据权利要求4所述的板翅式热交换器，其特征在于:通过所述折痕加工而形成的槽状的凹凸结构在所述波纹状翅片沿所述第二方向延伸，所述波纹状翅片的所述凸条部形成为:与所述山顶部的隆起线以及所述谷底部的谷线正交。6.—种制造热交换器用波纹状翅片的方法，其特征在于:具备:对薄板材实施折痕加工的工序，所述折痕加工是交替地形成沿规定方向延伸的槽状的 凹凸结构的工序；以及将已实施所述折痕加工的所述薄板材加工成波纹状翅片的工序，该工序以下述方式进 行:在第二方向上交替地形成隆起线沿第一方向延伸的山顶部和谷线沿第一方向延伸的谷 底部，所述第二方向与所述第一方向正交，正在对所述波纹状翅片进行加工时，通过压垮所述山顶部的表面以及所述谷底部的表 面的所述凹凸结构，来在所述山顶部以及所述谷底部形成未形成有所述凹凸结构的面。
【文档编号】B23K101/14GK105980804SQ201580007596
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2015年2月12日
【发明人】南武男, 金村炫太, 青木茂, 重森秀纪
【申请人】住友精密工业株式会社