CN100578120C - 热交换器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种蒸发器(1)，该热交换器包括由形式为沿前后方向平行设置的多个排并且均包括以一定间隔沿左右方向设置的多个换热管的管组构成的热交换芯部、设置在该热交换芯部的下端并具有多个沿前后方向设置的集管的箱。每个管组中的换热管的下端通过插入形成在各集管的顶壁内的管插孔而接合到各集管。彼此相邻的集管通过连接件相互连接，相邻的集管和连接件形成排水沟槽。该排水沟槽的前后两侧面随着侧面向上延伸而分别彼此远离地向前和向后向外延伸。每个管插孔的一端与连接件相邻并安置在排水沟槽的侧面内，每个换热管的侧端与连接件相邻并安置在该排水沟槽内。连接件具有延伸通过其中的排水孔。该蒸发器的箱能以较的效率排水。

Description

热交换器

相关申请的交叉参考

本申请依照35U.S.C.§111(a)提出，并按照35U.S.C.§119(e)(1)要求在2004年7月20日和2005年6月8日的按照35U.S.C.§111(b)提交的临时申请No.60/588,985和No.60/688,327的申请日利益。

技术领域

本发明涉及适用于汽车空调装置的热交换器，该汽车空调装置是汽车的制冷循环。

将通过热交换器的相邻各对换热管之间的空气通过间隙的空气流的下游侧(图1内的箭头X指示的方向，图3的右手侧)将在文中和所附权利要求内称为“前部”，而相对侧称为“后部”。此外，当从后向前看时的蒸发器的上部和下部以及左侧和右侧(图2的上部、下部以及左手侧和右手侧)将分别称为“上”、“下”、“左”和“右”。

背景技术

迄今为止，广泛使用所谓的堆叠板型蒸发器作为汽车空调装置蒸发器，该堆叠板型蒸发器包括平行布置的多个扁平空心体以及百叶窗式波纹状翅片，每个扁平空心体包括彼此相对并且沿其周向边缘相互钎焊在一起的一对盘状板，该翅片设置在相邻的每对扁平空心体之间并钎焊于其上。然而，近年来，需要提供尺寸和重量进一步减小并且具有更高性能的蒸发器。

已知满足这种要求的蒸发器，该蒸发器包括由形式为沿前后方向平行设置的两个排并且均包括间隔地布置的多个换热管的管组组成的热交换芯部、设置在热交换芯部的上端并且钎焊在所述热交换管的上端的上部箱和设置在该热交换芯部的下端并与换热管的下端相接合的下部箱，该下部箱具有两个沿前后方向设置并与各组换热管相接合的集管，每组换热管的下端接合到每个集管同时插入形成在每个集管的顶壁内的管插孔，该集管的顶壁的形式为在其相对于前后方向的中部向上凸出的柱形表面的区段，集管的前后侧壁均具有垂直的平面上部，两个集管通过连接件互连，相邻两个集管的前壁和后壁的上部以及其连接件形成沿左右方向延伸的排水沟槽并具有前部和后部垂直侧壁，该连接件具有贯穿该连接件的排水孔(见公报JP-A No.2003-214794)。

但是，该公报内公开的蒸发器具有这样的问题，即下部箱的上表面不能有效地排出冷凝水，这是因为水难以从下部箱的集管的顶面流畅地流到排水沟槽。

本发明的一个目的是克服上述问题，并提供这样一种热交换器，即在该热交换器用作蒸发器时下部箱的上表面的排水效率提高。

发明内容

为了实现上述目的，本发明包括以下模式。

1)一种热交换器，该热交换器包括由形式为沿前后方向平行设置的多个排并且均包括以一定间隔沿左右方向设置的多个换热管的管组构成的热交换芯部、设置在该热交换芯部的下端的下部箱，该下部箱具有多个沿前后方向设置并与各组换热管相接合的集管，每个管组的换热管的下端通过插入形成在集管的顶壁内的管插孔而接合到各集管，彼此相邻的集管通过连接件相互连接，相邻集管和连接件形成沿左右方向延伸的排水沟槽，排水沟槽具有随着向上延伸而分别彼此远离地向前和向后向外延伸的前后两侧面，每个管插孔的一端与该连接件相邻并安置在排水沟槽的侧面内，每个换热管的侧端与连接件相邻并安置在该排水沟槽内。

2)根据段落1)的热交换器，其中所述连接件具有延伸贯穿该连接件的排水孔。

3)根据段落1)的热交换器，其中下部箱的排水沟槽的前侧面和后侧面相对于水平面朝连接件向下倾斜。

4)根据段落3)的热交换器，其中该排水沟槽的前侧面和后侧面向下倾斜的角度至少为45度。

5)根据段落1)的热交换器，其中下部箱的每个集管的顶面具有与该排水沟槽的前或后侧面连续的水平平坦部分。

6)根据段落1)的热交换器，其中分别安置在下部箱的向前的外端部和向后的外端部的集管在其顶面的向前和向后的外侧部内具有排水凹槽，所述排水凹槽从各管插孔延伸出以便通过该排水凹槽将冷凝水排放到下部箱之下。

7)根据段落6)的热交换器，其中每个排水凹槽均具有随着该排水凹槽延伸远离管插孔而逐渐向下倾斜的底部。

8)根据段落6)的热交换器，其中分别安置在下部箱的向前的外端部和向后的外端部的集管的下部分别设置在其顶面的向前和向后的外侧部内，并且随着下部分别向前和向后向外延伸而逐渐向下延伸。

9)根据段落8)的热交换器，其中所述下部在分别向前和向后向外延伸的同时相对于水平面向下倾斜。

10)根据段落9)的热交换器，其中所述下部相对于水平面向下倾斜的角度至少为45度。

11)根据段落8)的热交换器，其中每个排水凹槽均从集管顶面的下部延伸到集管的向前或向后的外侧面。

12)根据段落11)的热交换器，其中每个排水凹槽的底部具有这样的部分，该部分存在于集管顶面的下部内并随着该底部向前或向后向外延伸而相对于水平面向下倾斜。

13)根据段落12)的热交换器，其中存在于集管顶面的下部内的排水凹槽的底部相对于水平面向下倾斜的角度至少为45度。

14)根据段落11)的热交换器，其中每个排水凹槽从每个管插孔的向前或向后的外端延伸到集管的对应向前或向后的外侧面的高度的中部，并且其中形成排水凹槽的集管的向前或向后的外侧面的部分从低于该外侧面部分的集管侧部向前或向后向外定位，并且在它们之间形成阶梯部分，该排水凹槽的下端在该阶梯部分处开口。

15)根据段落1)的热交换器，其中该下部箱包括与换热管相接合的第一部件、在第一部件的与换热管相对的部分接合到该第一部件的第二部件，第一部件和第二部件均包括沿前后方向设置的多个集管部分和使彼此相邻的集管部分互连的连接壁，这两个部件在其前侧边缘和后侧边缘以及其连接壁处相互接合在一起，这两个部件的集管部分形成集管，该连接壁形成连接件。

16)根据段落15)的热交换器，其中在第一部件和第二部件之间的在其前侧边缘和后侧边缘处的每个接合部处设置有阶梯部分，从而在第一部件的向前和向后的外端部处的集管部分的前侧面和后侧面分别在位于第二部件的向前和向后的外端部处的集管部分的相应前侧面和后侧面向前和向后向外安置，并且在它们之间形成相应阶梯部分。

17)根据段落1)的热交换器，其中下部箱的顶面内的每个管插孔的左右两侧部朝管插孔向下倾斜。

18)根据段落1)的热交换器，其中换热管是扁平的并且它们的宽度沿前后方向定位，管高度即管厚度为0.75-1.5mm。

19)根据段落1)的热交换器，其中在相邻各对换热管之间设有翅片，并且每个翅片均为包括波峰部分、波谷部分以及使该波峰部分和波谷部分互连的平坦连接部分的波状翅片，该翅片的高度即从波峰部分到波谷部分的直线距离为7.0-10.0mm，而翅片间距即连接部分的间距为1.3-1.7mm。

20)根据段落19)的热交换器，其中翅片的波峰部分和波谷部分均包括平坦部分以及设置在该平坦部分两侧并与该连接部分形成一体的倒圆部分，该倒圆部分的曲率半径在0.7mm以内。

21)根据段落1)的热交换器，其中该热交换器包括朝换热管的上端设置并位于前侧部且与至少一排换热管相接合的制冷剂入口集管、朝换热管的上端设置并位于该入口集管后面且与至少一排换热管相接合的制冷剂出口集管以及具有两个集管的下部箱。

22)一种包括压缩机、冷凝器和蒸发器的制冷循环，该蒸发器包括根据段落1)到21)中的任何一个的热交换器。

23)一种车辆，其中安装有根据段落22)的制冷循环以作为机动车辆空调装置。

对于根据段落1)的热交换器，彼此相邻的下部箱的集管和连接件形成排水沟槽，该排水沟槽的前侧面和后侧面随着侧面向上延伸而分别彼此远离地向前和向后向外延伸。与连接件相邻的每个管插孔的端部安置在该排水沟槽的侧面内，并且与连接件相邻的每个换热管的侧端部安置在排水沟槽内。因此，可以以较提高的效率从集管的上表面排出该下部箱的冷凝水。这样，防止在下部箱上聚集大量冷凝水，以避免冷凝水可能冻结，从而防止该热交换器在用作蒸发器时性能变差。更具体地，在设置于相邻各对换热管之间的翅片表面上或管的表面上产生的冷凝水逐渐沿管的端面流下。当与连接件相邻的每个管插孔的端部安置在排水沟槽的侧面内，而与连接件相邻的每个换热管的侧端部安置在排水沟槽内时，沿换热管的端面流下的冷凝水可直接流入排水沟槽，减小了下部箱的集管表面上残留的冷凝水的量，从而以较高的效率排出下部箱集管的水。

对于根据段落2)的热交换器，流入排水沟槽的冷凝水流过排水孔并落到下部箱之下。这排除了在排水沟槽内存留冷凝水的可能。

对于根据段落3)的热交换器，流下换热管的端面的冷凝水因被重力大大影响而迅速流入排水沟槽。

根据段落4)的热交换器显著地显示了段落3)的优点。

对于根据段落5)的热交换器，下部箱集管的顶面的水平平坦部分上的冷凝水被流过相邻各对换热管之间的空气通过间隙的空气带走，以向空气流动方向的下游-即朝前部-流动，克服了用于将水保持在水平平面上的表面张力。因此，防止在下部箱集管上聚集大量冷凝水并因此防止冷凝水冻结-如果聚集量大则水将冻结，从而防止该热交换器在用作蒸发器时性能低下。

对于根据段落6)的热交换器，向下流过在向前和向后的外端部处接合到集管的换热管的向前或向后的外端面的冷凝水流过排水凹槽，并被排放到下部箱之下。因此，能以较高的效率排出在下部箱的向前和向后的外端部处的集管的冷凝水。因此，可防止在集管上聚集大量冷凝水并防止冻结-当聚集量大时所述水可能冻结，从而防止该热交换器在用作蒸发器时性能低下。

根据段落7)的热交换器允许冷凝水流畅地流过排水凹槽以提高排水效率。

对于根据段落8)或9)的热交换器，重力对向下流过在向前和向后的外端部处接合到集管上的换热管的向前或向后的外端面的冷凝水影响很大，结果水不太可能由于表面张力而存留在集管部分上，从而提高排水效率。

根据段落10)的热交换器明显具有段落8)或9)的优点。

对于根据段落11)的热交换器，流过排水凹槽的冷凝水从存在于集管的向前和向后的外侧面内的凹槽部分的下端落到下部箱之下，从而提高排水效率。

对于根据段落12)的热交换器，较大的重力作用在排水凹槽内的冷凝水上，使得冷凝水克服将水保持在排水凹槽上的表面张力以便排放水。

根据段落13)的热交换器显著地显示了段落12)的优点。

对于根据段落14)的热交换器，冷凝水从存在于集管的向前和向后的外表面内的排水凹槽部分的下端开口流畅地落下到下部箱之下。

对于根据段落15)的热交换器，具有集管部分、板状部分和管插孔的第一部件可例如用金属坯板通过压力加工制成，并且较容易制造。具有集管部分和板状部分的第二部件可例如通过挤出制成并较容易制造。

对于根据段落16)的热交换器，第一部件的前侧边缘部分和后侧边缘部分可分别较容易地从第二部件的相应前侧边缘和后侧边缘向前和向后向外安置。

对于根据段落17)的热交换器，位于换热管的下端部的凹部被下部箱集管的顶面内的管插孔的左侧和右侧倾斜侧部限定。流入该凹部的冷凝水向下流过排水沟槽的相对侧面以进入该排水沟槽。这减小了下部箱集管上存留的冷凝水的量以便以提高的效率排出集管的水。

对于根据段落18)或19)的热交换器，可提高热交换效率，同时可抑制空气通过阻力增加，并且在这两个特征之间保持良好的平衡。

附图说明

图1是部分省略的透视图，其示出应用本发明的热交换器的蒸发器的整体结构；

图2是垂直剖视图，其示出从后部看的图1的蒸发器，并且省略了中间部分；

图3是沿图2的线A-A的剖面的放大的局部视图；

图4是图1所示的蒸发器的制冷剂入口-出口箱的分解透视图；

图5是图1的蒸发器的制冷剂转向箱的分解透视图；

图6是沿图2的线B-B的剖面的放大局部视图；

图7是沿图3的线C-C的放大剖视图；

图8是沿图3的线D-D的剖视图；

图9是沿图8的线E-E的剖视图；

图10是沿图2的线F-F的剖视图；

图11是示出制冷剂如何流过图1内所示的蒸发器的图。

具体实施方式

下面将参照附图说明本发明的实施例。该实施例是本发明的用作其中使用含氯氟烃制冷剂的汽车空调装置内的蒸发器的热交换器。

图1到3示出应用本发明的热交换器的汽车空调装置蒸发器的整体结构，图4到10示出主要部件的结构，而图11示出制冷剂如何流过蒸发器。

图1到3示出用于其中使用含氯氟烃制冷剂的汽车空调装置内的蒸发器1。蒸发器1包括设置成一个在另一个之上间隔开地设置的铝制制冷剂入口-出口箱2和铝制制冷剂转向箱(下部箱)3，以及设置在这两个箱2、3之间的热交换芯部4。

制冷剂入口-出口箱2包括安置在前侧(相对于通过蒸发器的空气流动方向的下游侧)的制冷剂入口集管5和安置在后侧(相对于空气流的上游侧)的制冷剂出口集管6。箱2的入口集管5上连接有铝制制冷剂入口管7，而该箱的出口集管6连接有铝制制冷剂出口管8。制冷剂转向箱3包括位于前侧的制冷剂流入集管9和位于后侧的制冷剂流出集管11。这两个集管9、11通过连接件10相互连接，并且两个集管9、11和连接件10形成排水沟槽20。

热交换芯部4包括形式为沿前后方向平行设置的多个排-在本实施例中为两个排-的管组13，每个管组13包括以一定间隔沿左右方向并行设置的多个换热管12。波状翅片14分别设置在管组13的相邻各对换热管12之间的空气通过间隙内，还设置在管组13的左右两端处的换热管12的外部，并且均钎焊在与其相邻的换热管12上。在左端和右端处的波状翅片14的外部均在该翅片上钎焊有铝制侧板15。前部管组13中的换热管12的上端和下端分别接合到入口集管5和流入集管9，而后部管组13中的换热管12的上端和下端分别接合到出口集管6和流出集管11。流入集管9、流出集管11以及所有换热管12构成制冷剂循环通路，以用于使入口集管5与出口集管6通过该通路连通。

参照图2到4，制冷剂入口-出口箱2包括由在两相对表面上具有钎焊材料层的铝钎焊板材制成并且其上接合有换热管12的板状第一部件16、由裸铝挤出型材制成并覆盖第一部件16的上侧的第二部件17以及由在两相对表面上具有钎焊材料层的铝钎焊板材制成的铝盖18、19，该铝盖接合到所述两个部件16、17的两端以封闭相应的相对端开口。沿前后方向延伸的铝制接合板21钎焊在右端的盖19的外表面上，以延伸过入口集管5和出口集管6。制冷剂入口和出口管7、8接合到接合板21。

第一部件16在其前、后侧部中的每一个处均具有弯曲部分22，该弯曲部分的形式为横截面是小曲率并且在中部向下凸出的圆弧。弯曲部分22具有沿前后方向延长并沿左右方向-即横向-以一定间隔设置的多个管插孔23。前部弯曲部分和后部弯曲部分22内的对应的每对管插缝23相对于横向处在相同位置。前部弯曲部分22的前边缘和后部弯曲部分22的后边缘一体地具有各自的悬垂壁22a，该悬垂壁在部件16的整个长度上延伸。第一部件16在两个弯曲部分22之间包括平坦部分24，该平坦部分具有沿横向以一定间隔设置的多个通孔25。

第二部件17的横截面大致为m形且向下开口，该部件包括横向延伸的前部和后部两个壁26、设置在所述两个壁26之间的中部并且横向延伸作为将制冷剂入口-出口箱2的内部分成前部和后部两个空间的分隔装置的分隔壁27以及两个大致为圆弧的连接壁28，所述连接壁向上凸出并使分隔壁27在上端处一体地连接到前壁和后壁26。前壁26和分隔壁27在它们的下端通过分流阻板29在部件17的整个长度上一体地互连。该阻板29在其除了左端部和右端部之外的后部内形成沿横向延长并沿横向以一定间隔设置的制冷剂通过通孔31A、31B。分隔壁27具有向下突出超过前壁和后壁26的下端的下端部并一体地设有多个突出部27a，所述突出部从该壁27的下缘向下突出、沿横向以一定间隔设置并装在第一部件16的通孔25内。突出部27a是通过切除分隔壁27的指定部分形成的。

右盖19在前部一体地具有将装在入口集管5内的向左突出部32。该盖19在后部一体地具有将装在出口集管6的位于阻板29上方的上部中的上部向左突出部33，以及位于突出部33之下并与之间隔开且将装在集管6的位于板29下方的下部内的下部向左突出部34。该右盖19具有向左突出的接合凸耳35，所述接合凸耳在右盖的上边缘与其前、后侧边缘的每一个之间的圆弧部分上与其一体地形成。右盖19还具有向左突出并且该盖下边缘的前部和后部中的每一个上与其成一体地形成的接合凸耳36。在右盖19的前部的向左突出部32的底壁内形成有制冷剂入口37。在右盖19的后部的上部向左突出部33的底壁内形成有制冷剂出口38。左盖18与右盖19对称。左盖18一体地形成有可装入入口集管5的向右突出部39、可装入出口集管6的位于阻板29上方的上部内的上部向右突出部41、可装入集管6的位于阻板29下方的下部内的下部向右突出部42以及向右突出的上、下部接合凸耳43、44。在向右突出部39和上部向右突出部41内没有形成开口。这两个盖18、19的上边缘均包括通过中部相互对准地接合以使形状与入口-出口箱第二部件17的形状一致的两个大致为圆弧的前部和后部。这两个盖18、19的下边缘均包括通过中间平坦部分相互对准地接合以使其形状与入口-出口箱第一部件16的形状一致的两个大致为圆弧的前部和后部。

接合板21具有与右盖19的入口37连通的短柱形制冷剂入口部分45和与该盖的出口38连通的短柱形制冷剂出口部分46。在入口部分45和出口部分46之间，接合板21具有分别从其上边缘和下边缘向左突出的上部弯曲部分和下部弯曲部分47。上部弯曲部分47与右盖19的位于两个圆弧部分之间的上边缘部分接合并且与第二部件17的位于两个连接壁28之间的部分接合。下部弯曲部分47与右盖19下边缘的位于下边缘的两个圆弧部分之间的中间平坦部分接合并且与第一部件16的平坦部分24接合。接合板21还具有与其成一体形成并从其下边缘的前端和后端中的每一个向左突出的接合凸耳48。接合凸耳48与右盖19的下边缘相接合。制冷剂入口管7的收缩端插入并钎焊在接合板21的制冷剂入口部分45上，而制冷剂出口管8的收缩端插入并钎焊在同一板的制冷剂出口部分46上。尽管未示出，入口管7和出口管8的另一端部接合并横跨有膨胀阀安装件。

制冷剂入口-出口箱2的第一和第二部件16、17，所述两个盖18、19以及接合板21按以下方式钎焊在一起。第一和第二部件16、17利用第一部件16的钎焊材料层相互钎焊在一起，同时第二部件17的突出部27a插入第一部件16的相应通孔25并与其卷边接合(crimping engagement)，从而第一部件16的前部和后部悬垂壁22a的上端与第二部件17的前壁和后壁26的下端接合。这两个盖18、19利用盖18、19钎焊材料层钎焊在第一和第二部件16、17上，同时前部部分的突出部39、32装在两个部件16、17内的在分隔壁27前面的前部空间内，后部部分的上部突出部41、33装在两个部件16、17内的在分隔壁27后面且在阻板29上方的上部空间内，后部部分的下部突出部42、34装在从分隔壁27向后且低于阻板29的下部空间内，上部接合耳43、35与第二部件17的连接壁28相接合，而下部接合耳44、36与第一部件16的弯曲部分22相接合。接合板21利用右盖19的钎焊材料层钎焊在右盖19上，同时弯曲部分47与右盖19和第二部件17接合，接合凸耳48与右盖19相接合。

这样就制成制冷剂入口-出口箱2。第二部件17的在分隔壁27前面的部分用作入口集管2，而部件17的在分隔壁27后面的部分用作出口集管6。出口集管6被分流阻板29分成上部空间6a和下部空间6b，它们通过制冷剂通过孔31A、31B保持连通。右盖19的制冷剂出口38与出口集管6的上部空间6a连通。接合板21的制冷剂入口部分45与制冷剂入口37连通，而其制冷剂出口部分46与出口38连通。

参照图2、3和5-10，制冷剂转向箱3包括由在两相对表面上具有钎焊材料层的铝钎焊板材制成且其上接合有换热管12的板状第一部件50、由裸铝挤出型材制成且覆盖第一部件50的下侧的第二部件51、由在两相对表面上具有钎焊材料层的铝钎焊板材制成的用于封闭左右两相对端开口的铝盖52、53、由裸铝材料制成并沿左右方向伸长且接合到连接件10上的排水辅助板54以及由裸铝材料制成并沿前后方向伸长且钎焊在左盖52的外侧上以便延伸跨越流入集管9和流出集管11的。流入集管9与流出集管"在它们的左端通过连通件55连通。

流入集管9和流出集管11均具有顶面、前部或后部外侧面以及底面。流入和流出集管9、11的顶面除了在它们的相对于前后方向的内部和外部之外都为水平的平面9a、11a。所述顶面的相对于前后方向的内部的形式为倾斜面，即随着向前或向后向内延伸而直线向下倾斜的第一下部9b、11b。第一下部9b、11b分别用作排水沟槽20的前侧面和后侧面。排水沟槽20的前后两侧面随着向上延伸而分别相互远离地向前和向后延伸。第一下部9b、11b相对于水平面的向下倾角优选地至少为45度。排水沟槽20的前侧面和后侧面-即集管9、11的第一下部9b、11b-不需要总是直线倾斜，而是可弯曲到它们在向上延伸时分别相互远离地向前和向后延伸的程度。在两个集管9、11的顶面的相对于前后方向的外侧部处分别形成有第二下部9c、11c，其形式为在分别向前和向后向外延伸时向下直线倾斜的斜面。第二下部9c、11c的相对于水平面的倾角优选地至少为45度。各集管9、11的前部和后部外侧面与它们顶面的相应第二下部是连续的。

第一部件50包括形成流入集管9的上部部分的第一集管部分56、形成流出集管11的上部部分的第二集管部分57以及使这两个集管部分56、57互连并形成连接件10的连接壁58。第一集管部分56包括水平的平顶壁56a、在顶壁56a的后边缘的整个长度上与其形成一体且朝后部向下倾斜的第一倾斜壁56b、在顶壁56a的前边缘的整个长度上与其形成一体且朝前部向下倾斜的第二倾斜壁56c以及在第二倾斜壁56c的前边缘的整个长度上与形其成一体的悬垂壁56d。第二集管部分57包括水平的平顶壁57a、在顶壁57a的前边缘的整个长度上与其形成一体且朝前部向下倾斜的第一倾斜壁57b、在顶壁57a的后边缘的整个长度上与其形成一体且朝后部向下倾斜的第二倾斜壁57c以及在第二倾斜壁57c的前边缘的整个长度上与其形成一体的悬垂壁57d。第一集管部分56的第一倾斜壁56b的下边缘通过该连接壁58连接到第二集管部分57的第一倾斜壁57b的下边缘。集管部分56、57的悬垂壁56d、57d各自的下端面相对于前后方向向内向下倾斜。每个下端面的外面形成如下文所述的阶梯部分69。第一集管部分56的顶壁56a的上表面形成流入集管9的水平的平顶面9a，倾斜壁56b、56c的上表面形成两个下部9b、9c，而悬垂壁56d的外表面形成前侧面的上部部分。第二集管57的顶壁57a的上表面形成流出集管11的水平的平顶面11a，倾斜壁57b、57c的上表面形成两个下部11b、11c，而悬垂壁57d的外表面形成后部侧面的上部。

第一部件50的集管部分56、57均具有多个管插孔即管插缝59，该管插缝沿前后方向延长并沿左右方向-即横向-以一定间隔设置。集管部分56的每个管插缝59和集管部分57的与其对应的管插缝59相对于横向处于相同位置。与连接件10相邻的管插缝59的端部即第一集管部分56的管插缝59的后端和第二集管部分57的管插缝59的前端分别安置在第一倾斜壁56b、57b内。因此，与连接件10相邻的这些管插缝59安置在排水沟槽20的各个侧面内。此外，这些管插缝59的向前或向后的外端即第一集管部分56的管插缝59的前端和第二集管部分57的管插缝59的后端分别安置在第二倾斜壁56c、57c内。因此，这些管插缝59的向前或向后的外端分别安置在集管9、11的第二下部9c、11c内。

第一部件50的集管部分56、57的顶壁56a、57a的倾斜壁56b、56c、57b、57c内的每个管插缝59的左右两相对侧部的形式为朝管插缝59向下倾斜的倾斜部分61。每个狭缝59的左右两相对侧上的倾斜部分61均限定了凹部62(见图9)。用于将冷凝水排放到转向箱3之下的排水凹槽63在第一部件50的集管部分56、57的第二倾斜壁56c、57c的外表面和其悬垂壁56d、57d的外表面内形成，并从各个管插缝59的向前或向后的外端延伸出。每个排水凹槽63均具有随着延伸远离管插缝59而逐渐向下延伸的底部。排水凹槽63的底部具有这样的部分，该部分存在于第二倾斜壁56c或57c即第二下部9c或11c内，并且随着底部向前或向后向外延伸而相对于水平面向下直线倾斜。存在于第二下部9c或11c内的排水凹槽63的底部的相对于水平平面的向下倾角优选地至少为45度。排水凹槽63的存在于悬垂壁56d或57d内的部分具有在壁56d或57d的下端面内开口的下部(见图6)。

第一部件50的连接壁58具有多个沿横向延长并以一定间隔横向设置的排水通孔64。连接壁58具有多个以一定间隔设置并偏离孔64定位的固定通孔65。

第一部件50由铝钎焊板材通过压力加工制成，以形成两个集管部分56、57的顶壁56a、57a，倾斜壁56b、56c、57b、57c，悬垂壁56d、57d，连接壁58，管插缝59，倾斜部分61和排水凹槽63，以及连接壁58内的排水通孔64和固定通孔65。

第二部件51包括形成流入集管9的第一集管部分66、形成流出集管11的下部的第二集管部分67和使集管部分66、67互连并钎焊在第一部件50的连接壁58上以形成连接件10的连接壁68。第一集管部分66包括垂直的前壁和后壁66a以及具有大致为圆弧形的横截面、使前壁和后壁66a的下端互连并向下凸出的底壁66b。第二集管部分67包括垂直的前壁和后壁67a、具有大致为圆弧形的横截面并使前壁和后壁67a的下端互连且向下凸出的底壁67b以及使前壁和后壁67a的下端互连的水平分流控制壁67c。第一集管部分66的后壁66a的上端部通过连接壁68连接到集管部分67的前壁67a的上端部。第一集管部分66的前壁66a的外表面和第二集管部分67的后壁67a的外表面分别从第一部件50的第一集管部分56的悬垂壁56d的外表面和第二集管部分57的悬垂壁57d的外表面向前或向后向内定位，从而在第一部件50的悬垂壁56d和第二部件51的前壁66a之间以及第一部件50的悬垂壁57d和第二部件51的后壁67a之间的各接合部内形成阶梯部分69，悬垂壁56d、57d的外表面分别从前壁66a和后壁67a的相应外表面向前或向后向外定位，并且在它们之间设置阶梯部分69，每个排水凹槽63的下端在阶梯部分69内完全开口(见图6和7)。第一集管部分66的前壁66a的上边缘部分的外表面和第二集管部分67的后壁67a的外表面分别与存在于悬垂壁56d、57d内的排水凹槽63的部分的底面齐平。第一集管部分66的前壁66a的外表面形成流入集管9的前侧面的下部，而第二集管部分67的后壁67a的外表面形成流出集管11的后侧面的下部。

第二部件51的第二集管部分67的分流控制壁67c具有多个以一定间隔横向设置并形成在壁67c的相对于前后方向的中部后面的壁部分内的圆形制冷剂通过通孔71。相邻的每对通过孔71之间的间隔从该壁的左端朝其右端逐渐增加。这使壁67c的单位长度的通孔71的数量朝右侧减小。或者，可将所有孔71以相等的间隔设置。第二部件51的连接壁68具有横向延长并安置成与第一部件50的排水通孔64对齐的排水通孔72，并类似地具有安置成与第一部件50的固定通孔65对齐的固定通孔73。

第二部件51这样制成，即一体地挤出集管部分66、67的前壁和后壁66a、67a以及底壁66b、67b、第二集管部分67的分流控制壁67c以及连接壁68，随后对该挤出件进行压力加工以在控制壁67c内形成制冷剂通过孔71，并在连接壁68内形成排水通孔72和固定通孔73。

排水辅助板65具有切口74，该切口从该板的上边缘延伸出并形成在其对应于第一和第二部件50、51的排水通孔64、72的部分处。每个切口74的开口宽度等于排水通孔64、72的横向长度。板54在其前侧和后侧中的每一个内具有排水辅助凹槽75，该凹槽从各切口74的下端垂直延伸并且该凹槽下端部在板54的下端面内开口。排水辅助板54在其上边缘上具有向上突出的突出部76，该突出部安置成与第一和第二部件50、51内的相应固定通孔65、73齐平并可插入所述孔65、73。板54是利用裸铝板材通过压力加工形成切口74、排水辅助凹槽75和突出部76而制成的。

每个盖52、53的形式为其形状与第一和第二部件50、51的组合的轮廓的横截面形状一致的板，并且是由在两相对表面上具有钎焊材料层的钎焊板材通过压力加工制成的。左盖52的前部成一体地具有将装在流入集管9内的向右突出部77，而后部成一体地具有将装在流出集管11的高于控制壁67c的上部内的上部向右突出部78以及位于该突出部78之下并与其分隔开且将装在集管11的位于壁67c下方的下部内的下部向右突出部79。左盖52具有向右突出的接合凸耳81，所述接合凸耳形成在该左盖的下边缘与其前侧边缘和后侧边缘中的每一个之间的圆弧部分上，以及形成在其上边缘的距离前端和后端中的每一个更近的部分上。左盖52还具有向左突出的接合凸耳82，该接合凸耳一体地形成在该左盖的上边缘和下边缘的相对于前后方向的中部上。分别在左盖52的前部向右突出部77的底壁和该盖的后下部向右突出部79的底壁内形成通孔83、84。前部孔83使流入集管9的内部与外部连通，而后部孔84使流出集管11的位于控制壁67c之下的下部与外部连通。

右盖53的前部一体地具有将装在流入集管9内的向左突出部85，而后部一体地具有将装在流出集管11的高于控制壁67c的上部内的上部向左突出部86和位于突出部86之下并与其分隔开的下部向右突出部87，该下部向右突出部87将装在集管11的位于壁67c下方的下部内。右盖53具有向左突出的接合凸耳88，该接合凸耳一体地形成在该右盖的下边缘与其前侧边缘和后侧边缘中的每一个之间的圆弧部分上，并且形成在其上边缘的距离前端和后端中的每一个更近的部分上。在向右突出部85或下部向右突出部87内没有形成通孔。

连通件55由裸铝材料通过压力加工制成。当从左侧看时，部件55的形式为尺寸和形状与左盖52相同的板，并且其周向边缘部分钎焊在左盖52的外表面上。连通件55具有向外凸出部分89，该部分用于保持左盖52的两个通孔83、84通过该部分连通。凸出部分89的内部形成用于保持盖52的孔83、84连通的连通通道91。连通件55在其上边缘和下边缘的相对于前后方向的中部内形成切口92，以使左盖52的接合凸耳82装在其中。

转向箱3的第一和第二部件50、51，两个盖52、53，排水辅助板54和连通件55按以下方式钎焊在一起。连接壁58、68相互装在一起，其中排水通孔64、72齐平并且固定通孔65、73齐平，两个集管部分56、57的悬垂壁56d、57d的下端与第一集管部分66的前壁66a的相应上端和第二集管部分67的后壁67a的相应上端相接合，排水辅助板54的突出部76从下方插入两个部件50、51的固定孔73、65，并卷边地(crimping)固定在该部件上，从而将这两个部件临时保持在一起。在此状态下，利用第一部件50的钎焊材料层将第一部件50和第二部件51钎焊在一起。利用第一部件50的钎焊材料层将排水辅助板54钎焊在两个部件50、51的连接壁58、68上。为了在第一和第二部件50、51上固定所述两个盖52、53，将前部突出部77、85装在由两个部件50、51的第一集管部分56、66限定的空间内，将后部上部突出部78、86装在由两个部件50、51的第二集管部分57、67限定的空间内的位于控制壁67c上方的上部部分中，将后部下部突出部79、87装在由两个部件50、51的第二集管部分57、67限定的空间内的位于控制壁67c下方的下部部分中，上部接合凸耳81、88与第一部件50相接合，下部接合凸耳81、88与第二部件51相接合。在此状态下，利用盖52、53上的钎焊材料层将所述盖52、53钎焊在第一和第二部件50、51上。连通件55利用左盖53的钎焊材料层钎焊在左盖53上，而盖52上的接合凸耳82装在切口92内。

这样就制成制冷剂转向箱3。两个部件50、51的第一集管部分56、66形成流入集管9，而第二集管部分57、67形成流出集管11。流出集管11被控制壁67c分成上部和下部两个空间11A、11B，这两个空间通过圆形制冷剂通孔71保持连通。左盖52内的前部通孔83与流入集管9连通，该盖的后部通孔84与流出集管11的下部空间11B连通。流入集管9的内部通过左盖53的孔83、84和连通件55的向外凸出部89内的连通通道91与流出集管11的下部空间11B连通。两个部件50、51的连接壁58、68形成连接件10。流入集管9的第一下部9b、流出集管11的第一下部11b和连接件10形成排水沟槽20。两个部件50、51的连接壁58、68中的排水通孔64、72形成连接件10内的排水孔93。

形成前部和后部管组13的换热管12均由铝挤出型材制成。每个管12是平的、具有沿前后方向的大的宽度且在其内部具有多个制冷剂通道12a，该制冷剂通道沿换热管的纵向延伸且平行地设置。前部管组13中的每个换热管12与后部管组中对应的管相对于左右方向处在相同位置。管12的上端部插入制冷剂入口-出口箱2的第一部件16的狭缝23中，并利用第一部件16的钎焊材料层钎焊在该部件16上。管12的下端部插入制冷剂转向箱3的第一部件50的狭缝59，并利用部件50的钎焊材料层钎焊在该第一部件50上。前部管组13中的管12与入口集管5和流入集管9连通，而后部管组13中的管12与出口集管6和流出集管11连通。

优选地，换热管12的高度h-即横向方向的厚度(见图9)为0.75-1.5mm，沿前后方向的宽度为12-18mm，其周向壁的壁厚度为0.175-0.275mm，将制冷剂通道彼此分隔开的分隔壁的厚度为0.175-0.275mm，分隔壁的间距为0.5-3.0mm，而前后两端壁的曲率半径为0.35-0.75mm。

可使用铝制的电阻焊管来代替由铝挤出型材制成的换热管12，该电阻焊管内形成有多个通过向该管中插入内翅片而形成的制冷剂通道。还可使用由这样的板制成的管，该板由在两相对表面上具有铝钎焊材料层的铝钎焊板材通过轧制加工制备，并且包括两个通过连接部分相接合的扁平壁形成部分、一体地形成在每个扁平壁形成部分上并且从该扁平壁形成部分的与该连接部分相对的一个侧边缘突出的侧壁形成部分以及从每个扁平壁形成部分与其成一体地突出并且沿该扁平壁形成部分的宽度以一定间隔设置的多个分隔壁形成部分。该管是通过在该连接部分处将该板弯曲成发夹形，并对接地将侧壁形成部分相互钎焊在一起以用该分隔壁形成部分形成分隔壁而制成的。在此情况下使用的波状翅片是由裸铝材料制成的翅片。

波状翅片14是通过将在两侧具有钎焊材料层的铝钎焊板材形成波浪形而制成的。该翅片包括波峰部分14a、波谷部分14b和平坦的水平连接部分14c，该连接部分使该波峰部分14a和波谷部分14b互连。连接部分14c具有沿前后方向设置的多个百叶窗板(未示出)。波状翅片14对于前部和后部管组是共用的。翅片14的沿前后方向的宽度大约等于前部管组13中的换热管12的前边缘到后部管组13中对应换热管12的后边缘的距离(见图3)。翅片14的前边缘向前突出超过前部管组13中的换热管12的前边缘。可在每个管组13的相邻每对换热管12之间设置一个波状翅片，而不是前部管组和后部管组13共用一个波状翅片。

希望波状翅片14的翅片高度H-即从波峰部分14a到波谷部分14b的垂直距离-为7.0mm-10.0mm，翅片间距P-即连接部分14c的间距-为1.3-1.7mm。当波状翅片14的波峰部分14a和波谷部分14b均包括钎焊在换热管12上且与其紧密接触的平坦部分以及位于该平坦部分两侧并与连接部分14c形成一体的倒圆部分时，该倒圆部分的曲率半径R优选地在0.7mm以内。

蒸发器1是通过组合地定位搭焊(tack)所述部件，并共同钎焊所有部件而制成的。

蒸发器1与压缩机和冷凝器一起构成制冷循环，该制冷循环中使用含氯氟烃制冷剂，并且安装在车辆例如汽车内以用作空调装置。

参照示出所述蒸发器1的图11，流过压缩机、冷凝器和膨胀阀的气液混合相的双层制冷剂经由制冷剂入口管7、接合板21的制冷剂入口部分45和右盖19的制冷剂入口37进入入口-出口箱2的制冷剂入口集管5，并分流地流入前部管组13中的所有换热管12的制冷剂通道12a。

流入所有换热管12的通道12a的制冷剂向下流过通道12a，进入制冷剂转向箱3的制冷剂流入集管9。集管9内的制冷剂向左流动，还流过左盖52的前部通孔83、连通件55的向外凸出部分89的连通通道91以及左盖52的后部通孔84，从而改变其路线以转向，并进入流出集管11的下部空间11B。

即使制冷剂不能完全均匀地分流流入前部管组13中的换热管12，并因此在流过前部管组13的管12时温度分布(湿蒸汽的量)变得不均匀，但制冷剂仍会被搅动，并且在转向从流入集管9流入流出集管11的下部空间11B时总体温度变均匀。

进入流出集管11的下部空间11B的制冷剂向右流动，通过流出集管11的分流控制壁67c内的制冷剂通过圆孔71流入上部空间11A，并分流地流入后部管组13的所有换热管12的制冷剂通道12a。

进入管12的制冷剂通道12a的制冷剂在改变其路线时向上流过通道12a，流入出口集管6的下部空间6b，然后通过分流阻板29内的制冷剂通过椭圆孔31A、31B流入上部空间6a。由于阻板29对制冷剂流施加阻力，所以从流出集管11的上部空间11a到后部管组13的管12的被分流的流变均匀，且还允许制冷剂也均匀地从入口集管5的下部空间5b分流地流入前部管组13中的管12。结果，制冷剂均匀地流过两个管组13中的所有管12以使整个热交换芯部4的温度分布均匀。

此后，流入出口集管6的上部空间6a的制冷剂经由右盖19的制冷剂出口38、接合板21的出口部分46以及出口管8流出蒸发器。在流过前部管组13的换热管12的制冷剂通道12a和后部管组13的换热管12的制冷剂通道12a时，制冷剂与沿图1和11内的箭头X所示的方向流过空气通过间隙的空气进行热交换，并以气相流出蒸发器。

此时，在波状翅片14的表面上生成冷凝水。该冷凝水向下流到转向集管箱3的流入集管9和流出集管11上。向下流到前部组13中换热管12的后端面和后部组13中换热管12的前端面的冷凝水直接进入排水沟槽20，并沿排水沟槽20的前侧面和后侧面流下到用作排水沟槽20的底部的连接件10。当在排水沟槽20内聚集一定量的冷凝水时，冷凝水流过排水孔93流到连接件10之下，沿排水辅助板54内的切口的周向边缘流入排水辅助凹槽75，还流下凹槽75并从凹槽75的下端开口落到转向箱3下方。

另一方面，流下前部组13的管12的前端面和后部组13的管12的后端面的冷凝水部分直接流入排水凹槽63，流过该凹槽63，并从凹槽63的在阶梯部分69的下端开口落到转向箱3下方。

此外，流到转向箱3的流入集管9和流出集管11的水平平坦面9a、11a上的冷凝水部分因毛细效应而进入由管插缝59的左侧和右侧倾斜壁61限定的凹部62，从凹部62的向前或向后的内端部直接流入排水沟槽20，沿排水沟槽20的前侧面和后侧面流到用作该排水沟槽20的底部的连接件10上，此后按与上文相同的方式落到转向箱3下方。此外，流入凹部62的冷凝水从凹部62的向前或向后的外端部进入排水凹槽63，流过该凹槽63并从其下端开口落到转向箱3下方。没有进入凹部62的冷凝水被流过相邻各对换热管12之间的空气通过间隙的空气带走，以流向相对于空气流动方向的下游-即朝蒸发器的前部流动，从而克服导致水存留在水平平坦面9a、11a上的表面张力。流入集管9的水平平坦面9a上的冷凝水沿第二下部9c流动，并落到转向箱3之下。第一部件50的悬垂壁56d的外表面从第二部件51的前壁66a的外表面向前向外定位，所述两个外表面之间的阶梯部分69用于排出该箱的水，从而使水能有效地落到转向箱3之下。另一方面，在流出集管11的水平平坦面11b上的冷凝水沿第一下部11b流入排水沟槽20，并按与上文相同的方式落到转向箱3之下。这样，防止在转向箱3的集管9、11的水平平坦面9a、11a和波状翅片14的下端之间聚集大量冷凝水，从而防止冷凝水冻结-冷凝水如果聚集大就会冻结，从而防止蒸发器1的性能不足。

尽管根据所述实施例，本发明的热交换器用作其中使用含氯氟烃制冷剂的汽车空调装置内的蒸发器，但是这种使用不是限制性的。本发明的热交换器还可在车辆中用作汽车空调装置的蒸发器，该汽车空调装置使用CO₂超临界制冷剂并包括压缩机、气体冷却器、中间热交换器、膨胀阀和蒸发器。

此外，根据上述实施例，转向箱3的流入集管9在与入口集管5的制冷剂入口37相对的端部与流出集管11的下部空间11B连通，但其也可相反地在与入口37相同的端部与该流出集管11连通。

工业适用性

本发明的热交换器适于用作汽车空调装置内的蒸发器，该空调装置是将安装在汽车内的制冷循环。

Claims (22)

1.一种热交换器，该热交换器包括由形式为沿前后方向平行设置的多个排并且均包括以一定间隔沿左右方向设置的多个换热管的管组构成的热交换芯部、设置在该热交换芯部的下端的下部箱，该下部箱具有多个沿前后方向设置并与各组换热管相接合的集管，每个管组的换热管的下端通过插入形成在集管的顶壁内的管插孔而接合到各集管，彼此相邻的集管通过连接件相互连接，相邻的集管和连接件形成沿左右方向延伸的排水沟槽，排水沟槽具有随着向上延伸而分别彼此远离地向前向外和向后向外延伸的前后两侧面，每个管插孔的一端与该连接件相邻并安置在排水沟槽的侧面内，每个换热管的侧端与连接件相邻并安置在该排水沟槽内，分别安置在下部箱的向前的外端部和向后的外端部处的集管在该集管的顶面的向前和向后的外侧部内具有排水凹槽，该排水凹槽从各管插孔延伸出以便通过该凹槽将冷凝水排放到下部箱之下。

2.根据权利要求1的热交换器，其特征在于，所述连接件具有延伸贯穿该连接件的排水孔。

3.根据权利要求1的热交换器，其特征在于，下部箱的排水沟槽的前侧面和后侧面相对于水平面朝连接件向下倾斜。

4.根据权利要求3的热交换器，其特征在于，所述排水沟槽的前侧面和后侧面向下倾斜的角度至少为45度。

5.根据权利要求1的热交换器，其特征在于，下部箱的每个集管的顶面具有与该排水沟槽的前或后侧面连续的水平平坦部分。

6.根据权利要求1的热交换器，其特征在于，所述排水凹槽均具有随着该凹槽延伸远离管插孔而逐渐向下倾斜的底部。

7.根据权利要求1的热交换器，其特征在于，分别安置在下部箱的向前的外端部和向后的外端部处的集管的下部分别设置在该集管的顶面的向前和向后的外侧部，并且随着该下部分别向前和向后向外延伸而逐渐向下延伸。

8.根据权利要求7的热交换器，其特征在于，所述下部在分别向前和向后向外延伸的同时相对于水平面向下倾斜。

9.根据权利要求8的热交换器，其特征在于，所述下部相对于水平面向下倾斜的角度至少为45度。

10.根据权利要求7的热交换器，其特征在于，所述排水凹槽均从集管顶面的下部延伸到集管的向前或向后的外侧面。

11.根据权利要求10的热交换器，其特征在于，每个排水凹槽的底部具有这样的部分，该部分存在于集管顶面的下部内并且随着该底部向前或向后向外延伸而相对于水平面向下倾斜。

12.根据权利要求11的热交换器，其特征在于，存在于集管顶面的下部内的排水凹槽的底部相对于水平面向下倾斜的角度至少为45度。

13.根据权利要求10的热交换器，其特征在于，每个排水凹槽从每个管插孔的向前或向后的外端延伸到集管的对应的向前或向后的外侧面的高度的中部，其中形成排水凹槽的集管的向前或向后的外侧面的部分从低于该外侧面部分的集管侧部向前或向后向外定位，并且在它们之间形成阶梯部分，该排水凹槽的下端在该阶梯部分处开口。

14.根据权利要求1的热交换器，其特征在于，该下部箱包括与换热管相接合的第一部件、在第一部件的与换热管相对的部分接合到该第一部件的第二部件，第一部件和第二部件均包括沿前后方向设置的多个集管部分和使彼此相邻的集管部分互连的连接壁，这两个部件在其前侧边缘和后侧边缘以及其连接壁处相互接合在一起，这两个部件的集管部分形成集管，该连接壁形成连接件。

15.根据权利要求14的热交换器，其特征在于，在第一部件和第二部件之间的在其前侧边缘和后侧边缘处的每个接合部处设有阶梯部分，从而在第一部件的向前和向后的外端部处的集管部分的前侧面和后侧面分别从位于第二部件的向前和向后的外端部处的集管部分的相应前侧面和后侧面向前和向后向外安置，并且在它们之间形成相应阶梯部分。

16.根据权利要求1的热交换器，其特征在于，下部箱的顶面内的每个管插孔的左右两侧部朝管插孔向下倾斜。

17.根据权利要求1的热交换器，其特征在于，换热管是扁平的、它们的宽度沿前后方向定位，管高度即管厚度为0.75-1.5mm。

18.根据权利要求1的热交换器，其特征在于，在相邻各对换热管之间设有翅片，每个翅片均为包括波峰部分、波谷部分以及使波峰部分和波谷部分互连的平坦连接部分的波状翅片，该翅片的高度即从波峰部分到波谷部分的直线距离为7.0mm-10.0mm，而翅片间距即连接部分的间距为1.3-1.7mm。

19.根据权利要求18的热交换器，其特征在于，翅片的波峰部分和波谷部分均包括平坦部分和设置在该平坦部分的两侧并与该连接部分形成一体的倒圆部分，该倒圆部分的曲率半径在0.7mm以内。

20.根据权利要求1的热交换器，其特征在于，该热交换器包括朝换热管的上端设置并位于前侧部且与至少一排换热管相接合的制冷剂入口集管、朝换热管的上端设置并位于该入口集管后面且与至少一排换热管相接合的制冷剂出口集管以及具有两个集管的下部箱。

21.一种包括压缩机、冷凝器和蒸发器的制冷循环，该蒸发器包括根据权利要求1到20中任何一项的热交换器。

22.一种车辆，其中安装有根据权利要求21的制冷循环以作为机动车辆空调装置。

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