CN100455969C

CN100455969C - 蒸发器

Info

Publication number: CN100455969C
Application number: CNB2003801005483A
Authority: CN
Inventors: 赵载宪; 金在勋
Original assignee: KB Autotech Co Ltd
Current assignee: KB Autotech Co Ltd
Priority date: 2002-12-31
Filing date: 2003-10-15
Publication date: 2009-01-28
Anticipated expiration: 2023-10-15
Also published as: CN1692265A

Abstract

本发明涉及用于车辆的空调器的蒸发器，而本发明的主要目的则为提供一种蒸发器，它能够减小蒸发器的整个尺寸并提高热交换性能。为达到上述目的，该蒸发器包括：一上下集水管单元，它们包括一箱形构件、一间隔构件、一集水管板、一中间挡板、一终点挡板；以及许多管子，它们包括一前管部分、一后管部分、连接管子的部分；以及折叠的翅片。

Description

蒸发器

技术领域

本发明涉及用于具有多个管排的车辆的空调器的蒸发器，尤其是，涉及能如此减小整体尺寸并使热交换效率为最高的蒸发器，以使它备有连接在蒸发器的上下集水管单元之间的双排管结构，并且改进了集水管单元、管子和折叠部分。

背景技术

如图1所示，具有多个管排的蒸发器一般包括分别设在上下侧的集水管单元101和102、按两排设置的管子200和设置在管子之间的折叠的翅片400，该管子的一排相对于空气流位于前侧，而另一排则位于后侧。在上述结构中，在其中流动的流体和在管子之间流动的空气之间实现热交换。

在如此构造的蒸发器的改进中，基主要目的为减小总体尺寸，并提高热交换效率。

根据上述目的改进的传统的两排管的蒸发器有下列缺点或问题。

首先，用于连接两排管子的集水管单元由一箱形构件和通过压铸或冲压制造方法制造的集水管板形成。因此，与挤出的材料相比，装配生产率降低，并提高了制造成本。

流体的路径空间通过在集水管单元内插入一挡板而被间隔。在此情况下，由于其它挡板在沿两排管子分部的前后空间中装配，故装配生产率降低。

此外，当装配箱形构件和集水管单元的集水管板时，集水管板的两侧都沿箱形构件的方向沿横向被弯曲，并且暂时被焊接(最好为钨极惰性气体保护焊)，然后被钎焊。在此情况下，工作过程增加。由于通过暂时的焊接作业而产生的转变，缺陷率增加。

再有，由于前后两排管子是分开设置的，因此，当已经在第一排管子之间流动的空气在第二排管子之间流动时，由于空气是横越的，因而减少了通风。

还有，根据它在挤出成形时的固有的制造性能，传统的管子都设计成具有圆拱形的侧边。在上述构造中，在热交换时产生的凝结水不容易分离，也就是不容易沿侧边流动，从而降低热交换效率。

在传统的集水管单元中，由于管子插在其中的部分的形状做成平的，因此，凝结水不容易从管子上流掉，也就是说，容易通过表面张力和毛细管现象聚集。

本发明的公开内容

因此，本发明的一个目的为，克服在传统技术中遇到的各种问题。

本发明的另一目的为，提供一种蒸发器，它能减少蒸发器的整体尺寸并提高热交换性能，详细些说，它能通过使用用挤出材料和压力加工材料制造的元件提高生产率并降低制造成本。

本发明的又一目的为，提供一种蒸发器，它如此通过直接装配作业和焊接作业实现，略去暂时的焊接，以致在集水管结构中在箱形构件中形成一槽，并将一集水管板插入该槽中。

本发明的又一目的为，提供一种蒸发器，它能够通过在前管部分和后管部分之间形成一连接部分而加强热辐射状态并减少空气的压力损失。

本发明的又一目的为，提供一种蒸发器，它能够通过改进管子的两侧端部的形状和集水管板的形状实现更容易地经过管子排放从管子的周围聚集的凝结水，并防止凝结水聚集在集水管单元中，防止设置在管子之间的折叠部分被转换。

本发明的又一目的为，提供一种蒸发器，它能够通过形成一使用上下集水管单元的蒸发器和根据一定的分割比形成制冷剂的路径结构而提高冷却效果。

为达到上述目的，在一包括上下集水管单元、许多管子和折叠的翅片的蒸发器中，提供一集水管单元，一间隔构件、一集水管板、一中间挡板和一终点挡板。该上下集水管单元的每一个都有一两排的制冷剂流动路径。该许多管子连接上下集水管单元并用铝材形成，并在前后侧相对于空气的流动方向按两排布置，同时沿正交于空气的流动方向平行而堆叠地布置，以用于经过它流动制冷剂。该折叠翅片设置在相邻的管子之间，以用于加大穿过管子的空气的传热面积，并用铝材形成。该集水管单元包括一箱形构件和一沟，该箱形构件有一U字形的横截面和一沿纵向在一靠内的中间部分的垂直的槽，该沟沿纵向在两个侧端的靠内的表面中形成。该间隔构件通过将下侧端插入箱形构件的垂直的槽中而沿宽度方向分割箱形构件的内部空间。该集水管板在箱形构件的两侧的沟之间接合，并且盖住箱形构件的开口部分，以用于密封，并且有许多用于插入管子的管孔。该中间挡板根据箱形构件的内部形状形成并分隔箱形构件的内部空间。该终点挡板根据箱形构件的内部形状形成并盖住内部空间，以在其装配在箱形构件的两侧端部上时用于密封。

附图的简单说明

参考本附图，本发明将会变得更好理解，该图只作为说明示出的，因而不对本发明构成限制，图中：

图1为一视图，它示出传统的蒸发器；

图2为一透视图，它示出按照本发明的蒸发器的构造；

图3为一局部透视图，它示出按照本发明的装配状态；

图4为一剖视图，它示出按照本发明的集水管板；

图5为一局部透视图，它示出按照本发明的拆卸状态；

图6为一剖视图，它示出按照本发明的箱形构件的构造；

图7为一局部剖视图，它示出图6的装配状态；

图8为一透视图，它示出按照本发明的挡板；

图9为一视图，它示出按照本发明的适配器的构造；

图10为图9的放大的剖视图；

图11为一透视图，它示出按照本发明的间隔构件；

图12为视图，它示出按照本发明的管子的构造；

图13为视图，它示出按照本发明的另一实施侧的构造；

图14为视图，它示出按照本发明的又一实施侧的构造；

图15为视图，它示出按照本发明的第一实施侧的构造；

图16为按照本发明的第一实施例的路径说明图；

图17为一视图，它示出按照本发明的第二实施侧的构造；

图18为按照本发明的第二实施例的路径说明图；

图19为按照本发明的集水管板所具有的半径的测量值的曲线；

图20为在按照本发明的管子的连接部分中的热辐射状况的测量值的曲线；

图21为在按照本发明的管子的连接部分中的空气压力损失状况的测量值的曲线。

实现本发明的最佳模式

现在参考附图描述本发明的构造和操作。

如图2所示，按照本发明的蒸发器包括一对各自有一输入管151和一输出管152的上下集水管单元101和102、两排连接集水管单元的管子200和设置在管子之间的折叠的翅片400。

集水管单元100包括一箱形构件110、一集水管板120、一挡板130和一间隔构件140。

此处，箱形构件110挤出成有一U字形横截面，以使宽度方向的两个端部111按同一方向取向。如果需要，可通过向内弯曲U字形的中间部分得到如图所示的W字形横截面。

集水管板120装配在箱形构件的两个侧端之间，从而用于密封内部空间，而左右侧则接近两个侧端的内侧。集水管板120有许多管孔121。

挡板130、131、132根据由箱形构件110和集水管板120形成的宽度方向的形状形成，以使内部空间沿纵向被间隔，间隔构件140根据由集水管单元100和集水管板120形成的内部空间的长度方向的形状形成，以使能沿宽度方向间隔内部空间。

此时，作为本发明的箱形构件110和集水管板120的特色，箱形构件110有一按挤出方法制造的U字形横截面(或如图所示的W字形横截面)，而集水管板120则根据冲压方法制造。以后，如图7所示，集水管板120的两个宽度方向的端部都固定地插在箱形构件110的两侧的内侧中，然后予以钎焊。

下面描述用于提高装配性能的箱形构件110的特色。

如图3至6所示，沿长度方向在箱形构件110的两个侧端111形成一槽111b，然后可以将集水管板120的两个侧端固定地插入槽中。

因此，有可能按上述方式将集水管板120暂时固定在箱形构件110上。在本发明中，通过上述固定措施略去传统的暂时的焊接。

箱形构件110在底部的中部有垂直的槽112，以用于实现间隔构件140的较容易的装配。间隔构件140的厚度部分插入垂直的槽112中。

下面描述用于提高装配性能的集水管板120的特色。

如图4所示，如此装配的集水管板120成形为按挡板的形状弯曲，以提高与箱形构件110的结合性能和通风性能。

如图6所示，其弯曲程度为半径R等于75～85mm。

因此，中间挡板和以后将要说明的终点挡板都与集水管板的内表面接触。此处，中间挡板和终点挡板各自有75～85mm的半径R。

半径R的值根据图19的实验确定。也就是说，当蒸发器安装好以后，通过风扇产生的空气流速改变成从2.5m/s、2.0m/s至1.5m/s，而半径R则从60mm改变至105mm，其结果是知道，当半径R为75～85mm时得到最好的通风性能。

再有，沿纵向在集水管板120的中间形成一弯曲部分123a，同时，在外侧面上形成一弯曲的突起123b。在上述构造中，间隔构件140的下端插入在箱形构件110的底部的中间形成的垂直的槽112中，而其上端则插入弯曲的槽123a中。

一水平的槽125在集水管板120中形成并在两个侧端跨越。装配在箱形构件110的两个侧端中的挡板130的上端插在水平槽125中。因此，挡板130不会跑到箱形构件的外面。

下面描述用于提高装配性能的挡板130的特色。

如图2所示，挡板130包括多于至少一个中间挡板131和一对终点挡板132，前者用于间隔集水管单元100的内部的空间，后者用于在集水管单元100的两个侧端密封内部空间。

此外，如图8所示，挡板130在某个部分可以有一切出的槽134，以用于与间隔构件140装配在一起。挡板132之一有一对管孔133，以用于连接一流体入口管151和一流体出口管152。

当用管孔133连接流体入口管151和流体出口管152时，优先设置图2的适配器300，以用于提高连接的方便性和密封力。

如图9所示，适配器300包括一对插入终点挡板132的管孔133中的插入管部分310、一对用于连接管子的连接管部分330和一对插入管部分310穿至连接管部分330的槽形孔301。

如图10所示，当将管连接适配器300的插入管部分310连至终点挡板132上时，在外直径部分上形成一圆形的边缘320。因此，它被插入终点挡板132的管孔133中，直至它被圆形的边缘320挡住，而其端部则被扩口并固定地翻边。

下面描述用于提高装配性能的间隔构件140的特色。

箱形构件110有一间隔构件140，以用于将内部空间间隔成两排，即左排和右排。

如图11所示，间隔构件140可在一需要与中间挡板131装配在一起的中间部分包括一切出的槽2(143)。在端部可形成一切出的槽141，以用于与终点挡板132装配在一起。

在中间部分的一侧可形成一通孔142，以用于与左右空间连通。间隔构件140提高了箱形构件110的强度并防止畸变。

下面描述按照本发明的箱子200的特色。

用于连接集水管单元101和102的管子200包括一前管210和一后管220，以及一用于连接前管210和后管220的连接部分230。管子200最好根据挤出模制法制造，以用于实现所要求的连接部分230的构造。

如图14所示，管子200有一30～50mm的宽度W和一1.5～3.0mm的厚度T，而连接部分230则有一1～3mm的宽度TW和0.5～3.0mm的厚度TT。

连接部分230的宽度TW和厚度TT根据图20和21的实验确定。

就图20的热辐射程度的实验而言，当连接部分的宽度TW为1.0～3.0mm，而折叠的翅片400的高度分别为5.5mm、7.5mm和9.5mm时，热辐射程度并没有改变，而当宽度的范围超过3.0mm时，热产生性能就降低。

此外，就图21的空气压力损失的实验而言，当连接部分的宽度TW为1.0～3.0mm时，即使改变连接部分的厚度TT，也没有压力损失和变化。当宽度的范围超过3.0mm时，压力损失加大。

当厚度TT为0.0mm(没有连接部分)时，可以看出，与有连接部分的情况相比，连接部分中有较大的压力损失。

当前管部分210和后管部分220用连接部分230连接并阻塞时，在任选的管子之间流动的空气不会在下一个隔室中的管子之间流动，以致空气的流速提高，冷却性能提高。

易言之，由于折叠的翅片是在管子之间形成的，因此，当在任选的管子之间流动的空气通过折叠的翅片而受到一定的阻力时，空气就沿侧向被导向。不过，在本发明中，在前管部分210和后管部分220之间有连接部分230，因此，防止空气沿侧向流动。

如图12所示，按照本发明的管子200包括一沿侧向外侧的平面部分240和一在平面部分240的角上的做成圆角的工艺部分。

当在管子200的靠外的侧表面上形成平面部分240时，在管子的周围部分中流动的空气在端部造成一涡流，此涡流防止凝结水飞溅。

因此，在本发明中，有可能防止凝结水通过折叠的翅片与管子之间的毛细管现象或表面张力聚集。凝结水在端部的平面部分处直接下落并被排放。

如果平面部分240的两个侧面的角转得太快，则转角部分可能产生涡流并阻止空气流动。因此，需要有一具有一定的圆度的做成圆角的工艺部分250。此时，做成圆角的工艺部分250的圆角曲率半径R最好在0.5～1.0mm的范围内。

0.5～1.0mm的半径与在各管子200之间形成的折叠的翅片400的钎焊有关。

也就是说，当要钎焊管子之间的折叠的翅片时，如果半径太大，则折叠的翅片400的端部不会与管子接触。因此，即使当包覆材料在钎焊时熔化，焊接也不能完成至端部。如果半径太小，则在空气流中也加大了涡流。

按照考虑上述情况进行的实验，圆角曲率半径最好在0.5～1.0mm的范围内。

如图13所示，管子200可包括一将内部空间分割成许多空间的内翅片201，并可一体地包括许多隔板202，后者如图14所示将内部空间分割成许多空间。

内翅片201与隔板202用于提高热交换效率。

此外，如图14所示，隔板202按一倾斜的角度安装，以使制冷剂的流动路径最好有一三角形和一侧三角形，它们在其横截面中按顺序重复。

如图12所示，本发明的折叠的翅片400有与管子200的宽度W相同的宽度2(W2)。

也就是说，在传统的技术中，当管子的宽度W和折叠的翅片400的宽度2(W2)相同时，折叠的翅片就受压并畸变，以致减少通风。不过，在本发明中，由于管子的端部是由平面部分240形成的，故折叠的翅片400不受压，以致通风不减少。

现在描述采用按照本发明的上述元件制造的蒸发器的实施例。

[实施例1]

如图15所示，本发明的实施例1是作为基本类型根据上述元件实施的。

也就是说，此处提供了上下集水管单元101和102、一连接集水管单元的两排管子200和一设置在管子之间的折叠的翅片400。如上所述，上侧的集水管单元101用在一侧的终点挡板132上的适配器300连接制冷剂入口管151和制冷剂出口管152。

上集水管单元101的内部被间隔构件140和中间挡板131分割，间隔构件140沿纵向装配并分割宽度方向的部分，中间挡板与间隔构件140和切割的槽143接合，并在图中在右侧约的距离处分割左右长度。

下侧的集水管单元102的内部被间隔构件140和中间挡板131分割，间隔构件沿纵向装配并分割宽度方向的部分，中间挡板与间隔构件140和切开的槽143接合，并在图中在左侧约

的距离处分割左右长度。

此时，最好在集水管单元的钎焊之前，通过在间隔构件、中间挡板、终点挡板和集水管板的除去用于箱形构件以外的部分的两侧涂以钎焊包覆材料而进行钎焊，以由此节约包覆材料。

现在描述按照本发明的第一实施例的蒸发器的使用。如图16所示，流入适配器300的插入管部分310的制冷剂按下列顺序流动。

也就是说，制冷剂移至上集水管单元101的前右空间中。由于该处有中间挡板131，制冷剂向下沿前侧管210流动，然后流至下集水管单元102的前右侧中的中间部分，并沿前管200流至上侧。此后，制冷剂流至集水管单元102的前中间部分中的左空间，并沿前管210流至下集水管单元102的前左部分。

制冷剂经过在下集水管单元102的间隔构件140中形成的通孔142流至下集水管单元102的后侧。

在后集水管单元100中，由于有中间挡板131，故制冷剂向上沿后管220流动，而在上集水管单元101的后侧，制冷剂则流至中部并沿后管220流至下集水管单元102的后侧。

此外，在下集水管单元102的后侧，制冷剂流至右侧并沿后管220向上移动，经过上集水管单元101的后侧中的适配器300的连接管部分330排放至外面。

如图16所示，按照上述流动路径，由于经过前管210和后管220流动的制冷剂的热分布是不同的，故提高了冷却效果。

[实施例2]

图17为一视图，它示出按照本发明的第二实施例的路径结构。

如图17所示，适配器300连至上集水管单元101的中间部分上。该处设有上下集水管单元101和102、一连接集水管单元的两排管子200和一设在管子之间的折叠的翅片400。上下集水管单元101和102用终点挡板132密封。

上集水管单元101的内部用一间隔构件140和一中间挡板131分割，间隔构件140沿纵向装配并分割前后宽度部分，中间挡板装配成与间隔构件140和切出的槽143接合，并按

分割左侧部分或按分割右侧部分。在下集水管单元102的内部，只有间隔构件140，它沿纵向装配并分割前后宽度部分。在下集水管单元102的内部未形成中间挡板。

如图18所示，来自适配器300的插入入口管310的制冷剂按下列顺序流动。

也就是说，流入上集水管单元101的中部的制冷剂沿前管210通过装配在左右侧的中间挡板131流至下集水管单元102。在下集水管单元102的前侧，制冷剂沿左右侧伸展，然后沿前管210向上移动。

在上集水管单元101中，由于制冷剂流至装配在左右侧中的中间挡板131的外侧，故制冷剂沿在每个间隔构件140中形成的通孔140移至上集水管单元101的后侧。

在上集水管单元101的后侧，制冷剂沿后管220的两侧在左右侧向下移动，并在下集水管单元102的后侧聚集在中部，然后沿后管220的中部向上移动。

因此，向上移至上集水管单元101的中部的制冷剂沿连接管部分330按充分热交换的状态排放至外侧。

当制冷剂入口管和制冷剂出口管都位于中部时，优选上述流动路径。上集水管单元101的内部空间通过两个中间挡板131在左侧分割成空间a、在中间分割成空间b并在右侧分割成空间c。空间a、b和c的体积最好为20∶60∶20，而不是25∶50∶25。

也就是说，上述比例对应于在上下集水管单元101和102之间所连接的管子分割成左、中、右的数目的值，以使流至中部的初始制冷剂进行大得多的热交换。此外，当制冷剂移至左侧和右侧时，进行热交换，然后体积逐渐缩小。因此，空间a、b和c的比相对于集水管单元的长度最优选为20∶60∶20。

如上所述，在按照本发明的蒸发器中，箱形构件和作为集水管单元的元件的集水管板都用挤出材料和经过工艺处理的材料形成，以使能提高生产率并降低制造成本。

尤其是，在本发明中，当形成一两排的管子时，前管和后管用连接部分一体地连接，以使在管子之间流动的空气不会流至其它管子的外面，从而提高热交换效率。

此外，由于管子的端部做成平面形，所以从周围聚集的凝结水有效地沿管子排放。设置在管子之间的折叠的翅片不容易转换。

在本发明中，可以通过调节中间挡板的位置来调节管子的数目，以实现制冷剂的平顺的流动。布置成两排的管子的装配间隔是可以确定的，以使空气聚集在空气强烈地流动的部分中，从而提高冷却性能。

因此，在本发明中，热交换通过改进结构而提高，以致蒸发器的整个尺寸得以减小，从而减小热交换能力。集水管单元的箱形构件和集水管板有一定的弹性固定力，以致可以省去暂时的焊接，可以实现直接装配和钎焊，从而大大地提高生产率。

本发明并不限于上述实施例。由于本发明可以按若干形式实施而不脱离其精神或基本特性，因此，还应当明白，上述例子并不受到前述说明的任何细节的限制，除非另外有规定，而且，与之相反，应当在其精神与所附的权利要求书的范围内予以广泛地解释，因此，在权利要求书的要求与界限内的所有改变与改进或这类要求与界限的相当物都被所附的权利要求书包含在内。

Claims

1.一蒸发器，它包括上下集水管单元、许多管子和折叠的翅片，该上下集水管单元的每一个都有一个两排的制冷剂流动路径，该许多管子连接上下集水管单元并用铝材形成，并在前后侧相对于空气的流动方向按两排布置，同时沿正交于空气的流动方向平行而堆叠地布置，允许制冷剂流过，该折叠的翅片设置在相邻的管子之间，以用于加大穿过管子的空气的传热面积，并用铝材形成，该蒸发器中的集水管单元包括：

一箱形构件，它有一U字形的横截面和一沿纵向在一靠内的中间部分的垂直的槽，并且有一沿纵向在两个侧端的内表面中形成的槽；

一间隔构件，它通过将下侧端插入箱形构件的垂直的槽中而沿宽度方向分割箱形构件的内部空间；

一集水管板，它在箱形构件的两侧的槽之间接合，并盖住箱形构件的开口部分，以用于密封，并有许多用于插入管子的管孔；

中间挡板，它根据箱形构件的内部形状形成，并分隔箱形构件的内部空间；和

终点挡板，它根据箱形构件的内部形状形成并盖住内部空间，以在其装配在箱形构件的两侧端部上时用于密封。

2.如权利要求1的蒸发器，其特征为，上述箱形构件在箱形构件垂直槽的上侧包括一圆角部分，以便从上面的方向容易地加压并插入集水管板。

3.如权利要求1的蒸发器，其特征为，上述箱形构件有一W字形的横截面，后者如此形成，以致对应于垂直的槽的中部向内弯曲。

4.如权利要求1的蒸发器，其特征为，上述间隔构件在某一部分包括一通孔，其至少用于连接沿宽度方向被分割的箱形构件的内部空间。

5.如权利要求1的蒸发器，其特征为，上述间隔构件在其长度的中间部分包括一切出的槽，以用于装配中间挡板，而在两个侧端则包括另一切出的槽，以用于装配终点挡板。

6.如权利要求1的蒸发器，其特征为，上述集水管板做成有一中部，后者按圆形伸展并有一75～85mm的半径R。

7.如权利要求1的蒸发器，其特征为，上述集水管板沿纵向在中部有一弯曲部分，在外侧表面上有一弯曲的突起，并在内表面上有一弯曲的槽，以用于引导间隔构件的装配。

8.如权利要求1的蒸发器，其特征为，上述集水管板包括一水平的槽，它在两个侧端横跨宽度，以用于引导终点挡板的装配。

9.如权利要求1的蒸发器，其特征为，上述中间挡板和终点挡板各自在与集水管板接触的部分有一曲率，上述曲率有一75～85mm的半径R。

10.如权利要求1的蒸发器，其特征为，上述中间挡板和终点挡板各自在中间部分有一切出的槽，以用于装配间隔构件。

11.如权利要求1的蒸发器，其特征为，上述装配在箱形构件的两侧端上的终点挡板在一个终点挡板中有制冷剂入口管孔和出口管孔。

12.如权利要求1的蒸发器，其特征为，在上述集水管单元中，在进行钎焊之前，在间隔构件、中间挡板、终点挡板和集水管板的除去用于箱形构件以外的部分的两侧涂以钎焊包覆材料。

13.如权利要求1的蒸发器，其特征为，上述上集水管单元的内部空间相对于整个长度用中间挡板根据20∶60∶20的分割比例分割成空间a、b和c，而在空间b中则形成制冷剂入口和出口。

14.如权利要求13的蒸发器，其特征为，上述上集水管单元的内部空间沿宽度方向用间隔构件分割，并使间隔构件在空间a和c的部分中分别形成有通孔。