由壓鑄鋁制成的加熱散熱器元件的制作方法
【專利摘要】一種由壓鑄鋁制成的加熱散熱器元件(1)，沿著縱向軸線(A)延伸并且具有整體壓鑄鋁結(jié)構(gòu)(15)，具有管狀本體(2)和連接件(7)，該連接件沿著相應(yīng)中央軸線(X)從本體(2)的相對側(cè)向側(cè)面(20)突出以將元件(1)連接至其他類似元件和/或連接至外部液壓系統(tǒng)；布置在元件(1)的上端(3)處的至少一個連接件(7)具有連續(xù)的環(huán)形側(cè)向表面(21)，而不存在徑向突起，并且限定環(huán)形通道(22)，該環(huán)形通道完全圍繞連接件(7)并且在后部由元件(1)的側(cè)面(20)界定。
【專利說明】由壓鑄鋁制成的加熱散熱器元件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及由壓鑄鋁制成的加熱散熱器(heating radiator，供暖散熱器)元件。

【背景技術(shù)】
[0002]通常，用于加熱建筑物的散熱器由一連串散熱器元件組成，這些散熱器元件并排定位，通常(盡管并非必要地)單獨(dú)地制造并且然后組裝以形成具有適當(dāng)尺寸的散熱器。通常，每個散熱器元件均具有主體，所述主體基本上為管狀并且設(shè)置有熱流體(通常為水)在其中循環(huán)的內(nèi)室。
[0003]一些主要類型的散熱器特別普遍，這些散熱器的主要特征在于部件材料以及由于生產(chǎn)技術(shù)所帶來的一些結(jié)構(gòu)特性。實(shí)際上，制造技術(shù)和材料直接地影響散熱器元件的結(jié)構(gòu)及其熱交換機(jī)制。
[0004]性能要求實(shí)際上必須和生產(chǎn)要求相協(xié)調(diào)。
[0005]出于這些原因，針對特定類型的散熱器元件的解決方案不能直接地復(fù)制到其他類型的散熱器上。
[0006]由壓鑄鋁制造的散熱器(其中散熱器元件由通過壓鑄獲得的鋁或鋁合金制成的整體本體組成)相對于其他類型的特征在于例如通過擠壓生產(chǎn)的鋁散熱器(由擠壓的中央本體組成，兩個端部集管(header)隨后固定至該本體)或者由鑄鐵或其他金屬材料制成的散熱器，不僅僅在于生產(chǎn)技術(shù)還在于一些結(jié)構(gòu)特征，這些結(jié)構(gòu)特征是由于所使用的材料和生產(chǎn)技術(shù)所帶來的。
[0007]在壓鑄鋁散熱器元件的特定行業(yè)中，整體散熱器元件的大體構(gòu)造基本上被統(tǒng)一并且基本上由管狀本體組成，該本體設(shè)置有內(nèi)部水室以及布置在元件的相對端部處的液壓連接件；從水室開始沿著元件的中線平面分叉有兩個相對的鋁分隔件，分別支撐前板和后板；多個熱交換散熱片從管狀本體突出。
[0008]常用于表征散熱器元件的一個參考參數(shù)為每單位重量的功率系數(shù)，S卩，由散熱器元件發(fā)出并傳遞至環(huán)境的熱功率(根據(jù)特定標(biāo)準(zhǔn)，例如EN442來測量)與元件的重量(其為直接影響生產(chǎn)成本的基本參數(shù))之間的比值。
[0009]行業(yè)中的普遍相信目前可獲得的壓鑄鋁散熱器元件如今已接近它們性能的極限并且不能進(jìn)一步改進(jìn)或者僅能小幅改進(jìn)。
[0010]此外，可能能夠改進(jìn)散熱器元件的效率的所有解決方案都必須與散熱器元件的總體尺寸相協(xié)調(diào)，散熱器元件的總體尺寸通常受限，因?yàn)楸仨氉裾战y(tǒng)一的市場標(biāo)準(zhǔn)，特別是在寬度(元件的最大寬度，通常由布置在元件的相同端部處的液壓連接件的自由端部之間的距離限定)、深度(前板與后板之間的距離)以及中央距離(液壓連接件的中央之間的距離)方面。
[0011]用于壓鑄鋁散熱器元件的當(dāng)前設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)已導(dǎo)致這樣的產(chǎn)品，這些產(chǎn)品的功率系數(shù)此刻被認(rèn)為是令人滿意的而實(shí)際上是不可改進(jìn)的。
[0012]然而，本 申請人:的技術(shù)人員已發(fā)現(xiàn)已知的解決方案仍然具有顯著的提升余量，這可通過將該方法完全變成針對提高功率系數(shù)的問題來實(shí)現(xiàn)。
[0013]發(fā)明的公開內(nèi)容
[0014]本發(fā)明的一個目的是提供一種壓鑄鋁加熱散熱器元件，與具有相當(dāng)大尺寸和重量的傳統(tǒng)散熱器元件相比，該壓鑄鋁加熱散熱器元件具有更好的高的熱性能，并且符合市場尺寸標(biāo)準(zhǔn)。
[0015]本發(fā)明因此涉及一種基本上如在所附權(quán)利要求1中、并且其優(yōu)選實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中限定的壓鑄鋁加熱散熱器元件。
[0016]相比于已知的散熱器元件，本發(fā)明的散熱器元件在占地面積和尺寸相同的情況下具有明顯更好的性能，并且尤其具有更好的功率系數(shù)。
[0017]性能方面的改進(jìn)通過元件的液壓連接件的區(qū)域的特定形狀來獲得，所述區(qū)域成形為相對于水(在散熱器元件內(nèi)循環(huán))與鋁之間的熱交換有利于鋁與空氣之間的熱交換，而在現(xiàn)有技術(shù)中認(rèn)為水/鋁交換是為了增加散熱器元件的性能而有待改進(jìn)的關(guān)鍵方面。
[0018]在散熱器元件中，熱在三個連續(xù)階段中傳遞至待加熱的環(huán)境:首先，熱由于強(qiáng)制對流而通過在散熱器元件內(nèi)(即在水室中)循環(huán)的水傳遞至水室的壁；然后，熱通過傳導(dǎo)傳遞至散熱器元件的鋁結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，從水室的壁到達(dá)元件的其他部分(散熱片、分隔件、板)?’最后，熱通過自然對流(另外還有輻射，但是輻射的程度顯著更小并且大致可忽略)從鋁傳遞至散熱器元件基本上安裝于其中的環(huán)境的空氣。
[0019]散熱器元件因此包括水回路和空氣回路，該水回路由水室且由液壓連接件限定，該液壓連接件將元件連接至相鄰元件和/或連接至外部液壓系統(tǒng)，該空氣回路由可用于空氣在元件的鋁結(jié)構(gòu)周圍流過的體積限定。
[0020]根據(jù)散熱器元件并且尤其是壓鑄鋁散熱器元件中的熱交換現(xiàn)象的當(dāng)前常識，最有效的熱交換部分被認(rèn)為是水與鋁之間的高溫部分?，F(xiàn)有技術(shù)因此建議增加溫度和水/鋁交換表面的尺寸。
[0021]該方法對散熱器的鋁結(jié)構(gòu)與周圍空氣之間的熱交換總體上是不利的，這是因?yàn)槠湎拗屏丝捎每臻g以及因此限制了鋁/空氣熱交換的速度和效率。
[0022]實(shí)際上，本 申請人:的技術(shù)人員已意識到用于增加散熱器元件的效率(其功率系數(shù))的關(guān)鍵方面在于鋁與空氣之間的熱交換，而非水與鋁之間的熱交換。
[0023]因此，根據(jù)本發(fā)明，增加了散熱器元件的鋁與掠過其表面的空氣之間的熱的傳遞，尤其是液壓連接件(特別是元件的上端處的那些)周圍的關(guān)鍵區(qū)域中的熱的傳遞。
[0024]本發(fā)明來自于采用針對增加由壓鑄鋁制成的散熱器元件的功率系數(shù)的問題的新方法。
[0025]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)先考慮鋁結(jié)構(gòu)與周圍空氣之間的熱交換，而非如現(xiàn)有技術(shù)的一般教導(dǎo)那樣，嘗試增加高溫下的在元件中循環(huán)的水與鋁結(jié)構(gòu)之間的熱交換(例如通過增加高溫下的金屬表面和/或通過增加水室的尺寸)。
[0026]實(shí)際上，已驚奇地發(fā)現(xiàn)鋁/空氣熱交換在散熱器元件的總體熱交換中呈現(xiàn)為關(guān)鍵階段。
[0027]特別地，已認(rèn)識到傳統(tǒng)散熱器元件具有其中掠過元件的表面的空氣的速度相對低的關(guān)鍵區(qū)域，并且在這些區(qū)域中可改進(jìn)熱交換。
[0028]具體地，對于鋁/空氣熱交換而言，關(guān)鍵區(qū)域?yàn)閲@液壓連接件(特別是布置在元件的上端處的那些)的區(qū)域。
[0029]根據(jù)本行業(yè)中通常接受的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，為了增加散熱器元件的功率，必須增加與熱水接觸的熱交換表面，并且因此特別地必須提供從水室且從液壓連接件形成的交換表面(散熱片、分隔件等)。
[0030]實(shí)際上，傳統(tǒng)散熱器元件具有金屬交換元件，該金屬交換元件從連接件的外部側(cè)向表面延伸并且將其特別地連接至上部散熱片，該上部散熱片還(且主要)具有美觀作用。
[0031]在市場上可獲得的這種類型的已知解決方案的實(shí)例在圖1和圖2中示出。
[0032]在實(shí)際中，已發(fā)現(xiàn)這種類型的解決方案增加液壓連接件的重量和尺寸，而不會顯著增加有效交換表面。
[0033]另一方面，根據(jù)本發(fā)明的散熱器元件允許可用交換表面的更加均勻且完全的利用、通常定位在元件的頂部的美觀散熱片的改進(jìn)利用以及連接件的側(cè)向表面的改進(jìn)利用(除分隔件在連接件上方的區(qū)域之外)。
[0034]以這樣的方式，實(shí)現(xiàn)了由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定的就熱交換性能和效率方面而言的顯著優(yōu)點(diǎn):連接件的整個側(cè)向表面有效用于鋁/空氣熱交換；分隔件在液壓連接件上方的整個表面可用于熱交換；液壓連接件周圍的自由空間可用于形成額外的帶散熱片表面(其并未截?cái)噙B接件周圍的通道)。
[0035]附圖的簡要i兌明
[0036]通過參照附圖的圖給出的以下非限制性實(shí)施例的實(shí)例的描述，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚，附圖中:
[0037]-圖1和圖2為已知散熱器元件的局部側(cè)向示意圖；
[0038]-圖3為根據(jù)本發(fā)明的由壓鑄鋁制成的加熱散熱器元件的立體示意圖；
[0039]-圖4為圖3的散熱器元件的上端部分的側(cè)向示意圖；
[0040]-圖5為圖3-圖4的散熱器元件的變型的側(cè)向示意圖。
[0041]用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式
[0042]參照圖3和圖4，由壓鑄鋁制成的加熱散熱器元件I包括大致管狀的整體本體2，該本體通過壓鑄工藝由鋁(所述術(shù)語也包括鋁合金)制成。
[0043]元件I和本體2在兩個軸向相反的端部3、4之間大致沿著縱向軸線A(在使用中大致為豎直的)延伸；本體2設(shè)置有用于水流過的主要內(nèi)部水室5，該水室由側(cè)向壁6界定，該側(cè)向壁圍繞軸線A布置并且在相應(yīng)的相反縱向端部處軸向閉合；有利地但非必要地，本體2具有大致為卵形、橢圓形或者在任何情況下均沿著軸線延長的橫截面(垂直于軸線A)，并且本體2的界定室5的側(cè)向壁6朝向端部3、4中的一個漸縮。
[0044]元件I的端部3、4設(shè)置有相應(yīng)成對的連接件7，所述連接件沿著彼此平行且大致垂直于軸線A的相應(yīng)中央軸線X從本體2的相對側(cè)突出，以將元件I連接至其他類似元件和/或連接至外部液壓系統(tǒng)；連接件7成形為例如(但非必要地)類似于具有圓形截面的柱狀襯套并且在內(nèi)部設(shè)置有與室5連通的橫向貫穿管道8。
[0045]元件I包括熱交換散熱片的系統(tǒng)10。
[0046]特別地，系統(tǒng)10包括:一對分隔件11，其沿著元件I的縱向中線平面從側(cè)向壁6沿直徑相對地突出；前板12和后板13，布置在分隔件11的相應(yīng)端部處并且大致垂直于分隔件11且平行于軸線A，可選地由板的由狹縫和/或孔隔開的多個區(qū)段或者部分形成；多個側(cè)向散熱片14，其從本體2突出，S卩，從側(cè)向壁6和/或從分隔件11突出。
[0047]元件I具有寬度L (元件I的最大寬度，由每對連接件7的沿著軸線X對齊的相對自由端之間的距離給出)、寬度(板12、13之間的距離)以及中央距離I (連接件7的中央軸線X之間的距離)。
[0048]本體2 (包括連接件7)以及系統(tǒng)10整體限定元件I的鋁結(jié)構(gòu)15。整個結(jié)構(gòu)15由通過壓鑄生產(chǎn)的整體件構(gòu)成。
[0049]元件I包括由主室5限定的水回路16，該主室由壁6且由連接件7的管道8界定；以及空氣回路17，由可用于空氣在結(jié)構(gòu)15周圍流過的體積限定。
[0050]具體參照圖4，連接件7沿著軸線X從本體2的相對側(cè)向側(cè)面20突出；布置在元件I的上端3處的每個連接件7均具有閉合成環(huán)的連續(xù)環(huán)形側(cè)向表面21，該側(cè)向表面從側(cè)面20延伸而不存在中斷和/或從其突出的徑向突起并且限定環(huán)形通道22，該通道完全圍繞連接件7并且在后部由元件的側(cè)面20界定。
[0051]連接件7通過根部邊緣23附接至相應(yīng)側(cè)面20，并且側(cè)面20完全圍繞根部邊緣23延伸；通道22因此具有由側(cè)面20的圍繞根部邊緣23的部分限定的端壁24。
[0052]優(yōu)選但非必要地，連接件7具有關(guān)于中央軸線X的中央對稱性并且具有圍繞中央軸線X的具有均勻厚度的側(cè)向壁。
[0053]至少一個偏轉(zhuǎn)元件25面向連接件7的側(cè)向表面21的一部分并且與側(cè)向表面21徑向地隔開以限定通道22的一部分。
[0054]在圖4的實(shí)例中，偏轉(zhuǎn)元件25包括上部熱交換散熱片26，該散熱片布置在連接件7上方并且與其徑向地隔開以限定通道22的圍繞連接件7的上部；散熱片26從側(cè)面20延伸并且不連接至連接件7的側(cè)向表面21。
[0055]在圖5的變型(其中與已描述的細(xì)節(jié)類似或相同的細(xì)節(jié)用相同的數(shù)字表示)中，偏轉(zhuǎn)元件25包括一個或多個側(cè)向熱交換散熱片27，所述散熱片布置在連接件7的一個側(cè)面或相應(yīng)側(cè)面上以限定通道22的圍繞連接件7的相應(yīng)部分；側(cè)向散熱片27從元件I的側(cè)面20延伸并且不連接至連接件7的側(cè)向表面21。
[0056]最后，應(yīng)當(dāng)理解的是，在不背離所附權(quán)利要求的范圍的情況下，可對在本文中描述和示出的散熱器元件做出其他修改和變型。
【權(quán)利要求】
1.一種由壓鑄鋁制成的加熱散熱器元件(I)，沿著縱向軸線㈧延伸并且具有由鋁通過壓鑄制成的整體結(jié)構(gòu)(15)，所述加熱散熱器元件包括管狀本體(2)以及連接件(7)，所述連接件沿著相應(yīng)中央軸線⑴從所述本體⑵的相對側(cè)向側(cè)面(20)延伸，以用于將所述元件(I)連接至其他類似元件和/或連接至外部液壓系統(tǒng)；所述元件(I)的特征在于，布置在所述元件(I)的上端(3)處的至少一個連接件(7)具有連續(xù)的環(huán)形側(cè)向表面(21)，而不存在徑向突起，并且所述連接件限定環(huán)形通道(22)，所述環(huán)形通道完全圍繞所述連接件(7)并且在后部由所述元件(I)的所述側(cè)面(20)界定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的元件，其中，所述連接件(7)通過根部邊緣(23)連接至所述側(cè)面(20)，并且所述元件(I)的所述側(cè)面(20)完全圍繞所述根部邊緣(23)延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的元件，其中，至少一個偏轉(zhuǎn)元件(25)面向所述連接件(7)的所述側(cè)向表面(21)的一部分并且與所述側(cè)向表面(21)徑向地隔開以限定所述通道(22)的一部分。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的元件，其中，所述連接件(7)具有關(guān)于所述中央軸線(X)的中央對稱性。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的元件，其中，所述連接件(7)具有圍繞所述中央軸線(X)的具有均勻厚度的側(cè)向壁。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的元件，并且設(shè)置有上部熱交換散熱片(26)，所述上部熱交換散熱片布置在所述連接件(7)上方并且與所述連接件徑向地隔開，以限定所述通道(22)的圍繞所述連接件(7)的上部；所述散熱片(26)從所述元件(I)的所述側(cè)面(20)延伸并且不連接至所述連接件(7)的所述側(cè)向表面(21)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的元件，并且設(shè)置有一個或多個熱交換側(cè)向散熱片(27)，所述熱交換側(cè)向散熱片布置在所述連接件(7)的一個側(cè)面或相應(yīng)側(cè)面上，以限定所述通道(22)的圍繞所述連接件(7)的相應(yīng)部分；所述側(cè)向散熱片(27)從所述元件(I)的所述側(cè)面(20)延伸并且不連接至所述連接件(7)的所述側(cè)向表面(21)。
【文檔編號】F28F9/26GK104053964SQ201280055011
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月9日
【發(fā)明者】奧蘭多·尼博利, 毛里齊奧·博洛尼亞, 法比奧·薩西, 弗朗西斯科·弗朗佐尼 申請人:方地陶有限公司