CN101625205A - 热交换器 - Google Patents

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Abstract

一种热交换器，其具有与流体的流入管道和/或流出管道连接的管道连接部，其特征在于，该管道连接部包括：块元件，其具有用于管道的插入孔和从与插入孔连通的位置延伸至能够与热交换器主体中的通道连通的位置的内部通道，所述内部通道在元件厚度方向上贯穿块元件；第一板元件，其在元件厚度方向上接合到块元件的一个表面侧上以封闭内部通道，并且其具有用于在能够与热交换器主体中的通道连通的位置将内部通道与热交换器主体中的通道连通的开口；以及第二板元件，其在元件厚度方向上接合到块元件的另一个表面侧上以对外界封闭内部通道。在热交换器中，可防止外部管道的浪费以实现较低的加工成本，并且气密性测试设备和硬钎焊炉可小型化。

Description

热交换器
技术领域
本发明涉及具有管道连接部的热交换器，所述管道连接部与流体的流入管道和/或流出管道连接。
背景技术
在传统的具有与如热交换介质的流体的流入管道和/或流出管道连接的管道连接部的热交换器中，管道连接部通过将压模成形板元件像蛤壳一样放到一起而形成。例如，专利文献1中描述的热交换器中的管道连接部通过将分别具有半圆柱部分的两个板元件像蛤壳一样拼合而呈圆柱形地形成，其可适配于连接管道的外径。
而且，专利文献2中描述的热交换器中的管道连接部由板部和块部构成。靠热交换器的端板邻接的板部内部具有流体的前通道和流体的后通道，其穿透与突起块部连接的外部管道和热交换器主体之间。
专利文献1：JP-A-2003-307399
专利文献2：JP-A-2004-524499
发明内容
本发明将解决的问题
在专利文献1中描述的热交换器中，要提高管道的插入孔的圆度是困难的，这是因为管道的插入孔在两个板元件的结合处形成。而且，如果管道的插入孔的圆度低，则恐怕在附接热交换器芯的气密性测试的气密性测试夹具的情况下不能维持足够的气密性。
因此，芯的气密性测试在将外部管道和管道的插入孔粘结之后进行。然而，因为在这种情况下，在气密性测试过程中必须将接合到外部管道的芯放入气密性测试设备中，所以气密性测试设备必然会变得更大。而且，如果芯和管道通过硬钎焊整体接合，硬钎焊炉也必然变得更大从而适应具有各种形状和长度的管道。而且，其缺点在于，当芯没有通过气密性测试并成为次品时外部管道被白白地浪费。
在专利文献2中描述的热交换器中，相对容易提高管道的插入孔的圆度，这是因为作为单个元件的块元件的部件成为管道的插入孔。然而，其缺点在于，加工成本因为板元件的结构复杂而增加。
因此，本发明的一个目的是提供一种热交换器，其能够防止外部管道的浪费以实现较低的机加工成本，其还能够使气密性测试设备和硬钎焊炉的小型化。此目的是很重要的，这是因为所要连接的外部管道的尺寸和形状根据应用车辆的种类而变化很大，尤其在车辆空调系统的热交换器中。
解决问题的手段
为了解决上述问题，根据本发明的热交换器具有与流体的流入管道和/或流出管道连接的管道连接部，其特征在于，该管道连接部包括：
块元件，其具有用于管道的插入孔和从与插入孔连通的位置延伸至能够与热交换器主体中的通道连通的位置的内部通道，该内部通道在元件厚度方向上贯穿块元件；
第一板元件，其在元件厚度方向上接合到块元件的一个表面侧上以封闭内部通道，并且其具有用于在能够与热交换器主体中的通道连通的位置将内部通道与热交换器主体中的通道连通的开口；以及
第二板元件，其在元件厚度方向上接合到块元件的另一个表面侧上以对外界封闭内部通道。
在根据本发明的热交换器中，管道连接部通过如下方式构造：在一对板元件之间夹设内部通道在元件厚度方向上所贯穿的块元件，从元件厚度方向的两侧对外界封闭内部通道，以及在块元件中形成用于管道的插入孔。通过以这种简单的结构来形成管道连接部，管道的插入孔的圆度可提高，同时机加工成本保持较低且可理想地形成内部通道。因此，因为可确保在气密性测试过程中测试管道的管道连接部处的气密性能且可以不连接常规外部管道而进行气密性测试，所以气密性测试设备可小型化。而且，因为外部管道不仅可通过在炉中整体硬钎焊，还可通过诸如气炬硬钎焊的硬钎焊来接合到已经通过气密性测试的热交换器芯，所以硬钎焊炉可小型化。
在根据本发明的热交换器中，优选的是，内部通道具有在块元件中弯曲或曲线状延伸的部件。当内部通道具有这种结构时，整个管道连接部可变得紧凑且气密性测试设备和硬钎焊炉可更加小型化。
在根据本发明的热交换器中，块元件的一个表面侧的外形和另一个表面侧的外形在元件厚度方向上可对称地形成。采用这种结构，在管道连接部设在热交换器芯的左侧或右侧的两种情况中可使用共同的块元件。在这种情况下，通过使第一板元件的外形和第二板元件的外形形成为相同的形状，两个板元件的形状除了存在或不存在开口以外可相同地形成，使得可使用板共同的板元件材料。
而且，在根据本发明的热交换器中，块元件的一个表面侧的外形和另一个表面侧的外形在元件厚度方向上可不对称地形成。在这种情况下，第一板元件和第二板元件的外形形成为相互不同的形状。
在根据本发明的热交换器中，优选的是，块元件的形成工艺包括以下步骤：
通过以对应于块元件厚度的每个厚度切割挤压角型材来形成块元件的原材料，挤压角型材被挤压成使内部通道在角型材的纵向方向上延伸；以及
机加工原材料以形成预定形状的原材料外形并在原材料中形成插入孔。采用这种步骤，块元件和管道的插入孔的外形可仅通过简单机加工其内部结构已通过机加工形成的块元件的原材料而轻松地形成。
在根据本发明的热交换器中，优选的是，流入管道和流出管道的插入孔形成在相同的块元件中形成。即，可通过连接流入管道和流出管道到由单个块元件形成的单个管道连接部而减少机加工的工作。而且，因为管道连接部变得紧凑，气密性测试设备和硬钎焊炉可更加小型化。
在根据本发明的热交换器中，优选的是，第一板元件和第二板元件通过硬钎焊接合到块元件。采用这种接合方法，通过在炉中硬钎焊将包括管道连接部的热交换器芯整体地接合就变得可行。
在根据本发明的热交换器中，优选的是，连接到管道连接部的管道包括用于热交换器的气密性测试的管道。即，通过进行气密性测试连接用于气密性测试的管道与本发明中的管道连接部，可充分地达到本发明的有利效果，即，在气密性测试中气密性能被充分保证。
根据本发明的热交换器优选地用于层叠式热交换器。例如，通过在根据本发明的热交换器中将层叠管之中的端管和外部管道与管道连接部连接，可充分地达到本发明的有利效果，即，工艺成本最小化，管道连接部的气密性能被充分保证，以及气密性测试设备和硬钎焊炉小型化。
根据本发明的热交换器优选地用于车辆的空调系统。即，对于车辆的空调系统的热交换器，因为所要连接的外部管道的尺寸或形状根据应用的车辆种类变化，所以能够在热交换器芯与外部管道连接之前对其进行气密性测试是非常有利的。尤其在气密性测试之后，非常有利的是可节省存储芯的空间且芯的运输效率可提高，还有利的是硬钎焊炉和气密性测试设备可小型化。
根据本发明的效果
因此，对于根据本发明的热交换器，可防止外部管道的浪费以实现较低的机加工成本，并且气密性测试设备和硬钎焊炉可小型化，。小型化的益处是很大的，尤其是在车辆的空调系统的热交换器中，在其中所要连接的外部管道的尺寸和形状根据应用的车辆种类而变化很大。
附图说明
[图1]图1显示了根据本发明的一个实施例的热交换器的芯，(A)是显示了不连接管道的状态的正视图，(B)是右侧视图，(C)是水平视图。
[图2]图2显示了根据本发明的一个实施例的热交换器中的管道连接部的附近部分，(A)是显示了不连接管道的状态的正视图，(B)是右侧视图，(C)是水平视图。
[图3]图3显示了形成图2所示管道连接部的方法，(A)是正视图，(B)是左侧视图，(C)是右侧视图，(D)是水平视图。
[图4]图4显示了用于形成图3所示块元件的挤压角型材，(A)是正视图，(B)是右侧视图。
[图5]图5显示了由挤压角型材获得的块元件，(A)是正视图，(B)是左侧视图，(C)是右侧视图，(D)是水平视图，(E)是剖视图。
[图6]图6显示了根据本发明的另一个实施例的热交换器中的管道连接部的附近部分，(A)是显示了不连接管道的状态的正视图，(B)是右侧视图，(C)是水平视图。
[图7]图7显示了形成图6所示管道连接部的方法，(A)是正视图，(B)是左侧视图，(C)是右侧视图，(D)是水平视图。
[图8]图8显示了传统的热交换器中的管道连接部的附近部分，(A)是显示了不连接管道的状态的正视图，(B)是右侧视图，(C)是水平视图。
附图标记说明
1：芯
5：管道连接部
7：插入孔
8：开口
9：内部通道
11：外部管道
15：第一板元件
16：第二板元件
17：块元件
21：挤压角型材
23：原材料
具体实施方式
下面，将参照附图解释本发明的所希望的实施例。
图1显示了根据本发明的一个实施例的热交换器的芯1，(A)是显示了不连接管道的状态的正视图，(B)是右侧视图，(C)是水平视图。外部管道11通过管道连接部5与芯1连接。
图2显示了根据本发明的一个实施例的热交换器中的管道连接部5的附近部分，(A)是显示了不连接管道的状态的正视图，(B)是右侧视图，(C)是水平视图。在管道连接部5中，用于与热交换介质的流入管道和流出管道连接的圆形插入孔7中的每一个都由机加工形成。每个内部通道9从每个插入孔7向芯1形成。从流入外部管道11(图的下侧)供给的热交换介质从流入开口8经由流入内部通道9被运送到芯1。热交换介质在芯1内部进行热交换，并从流出开口8经由流出内部通道9被运送到流出外部管道11(图的上侧)。尽管道在本实施例中，流入内部通道11具有弯曲部件且流出内部通道9仅由直的部件制成，但是其可采用各种形状，这取决于连接管道和芯1的结构。
图3显示了由三个元件形成图2所示管道连接部的方法，(A)是正视图，(B)是左侧视图，(C)是右侧视图，(D)是水平视图。在此实施例中，第一板元件15和第二板元件16具有相互不同的外形，它们各接合在左侧和右侧表面从而从图的左侧和右侧将在图的左右方向上不对称形成的块元件17夹在中间，使得内部通道9对外界封闭。第一板元件15具有流入和流出开口8，每个开口形成为通过接合到达流入和流出内部通道的各个位置。因为在第二板元件16中不形成开口8，所以内部通道9在第二板元件16的接合表面侧对外界完全封闭。
图4显示了用于形成图3所示块元件17的材料的挤压角型材21，(A)是正视图，(B)是右侧视图。挤压角型材21具有内部通道9，其在角型材的纵向方向上延伸并通过挤压矩形固体原材料形成。通过以对应于一厚度的每个厚度切割此挤压角型材21，可获得块元件17的原材料23。
图5显示了通过机加工由图4所示挤压角型材21获得的块元件17的原材料23而获得块元件17，(A)是正视图，(B)是左侧视图，(C)是右侧视图，(D)是水平视图，(E)是沿A-A线的剖视图。因为内部通道9的弯曲部件已经在图3中的挤压角型材21形成时形成，块元件17可通过如将原材料23的外形形成为预定形状并进一步形成管道的插入孔7之类的简单机加工而容易地获得。
图6显示了根据本发明的另一个实施例的热交换器中的管道连接部5的附近部分，(A)是显示了不连接外部管道11的状态的正视图，(B)是右侧视图，(C)是水平视图。在此实施例中，因为块元件17的外形在图的左右方向上对称形成，所以共同的块元件17可用于管道连接部5设在芯1的左侧和右侧的每种情况中。因为其他点与图2中的几乎相同，所以省去了进一步解释。
图7显示了由三个元件形成图6所示管道连接部5的方法，(A)是正视图，(B)是左侧视图，(C)是右侧视图，(D)是水平视图。在此实施例中，因为块元件17的外形在图的左右方向上对称形成，所以第一板元件15和第二板元件16的外形可形成为相同的。通过将两个板元件的外形形成为相同的形状，两个板元件可采用共同的材料。因为其他方面与图3中的相同，所以省去了进一步解释。
图8是所示与本发明相比较的传统结构的例子。在图8中，相同的附图标记表示与本发明的上述实施例相同的元件。
本发明的工业应用
根据本发明的热交换器可应用于具有与流体的流入管道和/或流出管道连接的管道连接部的每种热交换器，并尤其适合用于量产车辆空调系统的热交换器。

Claims (12)

1、一种热交换器，所述热交换器具有与流体的流入管道和/或流出管道连接的管道连接部，其特征在于，所述管道连接部包括：
块元件，所述块元件具有用于所述管道的插入孔和从与所述插入孔连通的位置延伸至能够与热交换器主体中的通道连通的位置的内部通道，所述内部通道在元件厚度方向上贯穿所述块元件；
第一板元件，所述第一板元件在所述元件厚度方向上接合到所述块元件的一个表面侧上以封闭所述内部通道，并且所述第一板元件具有用于在所述能够与所述热交换器主体中的所述通道连通的位置将所述内部通道与所述热交换器主体中的所述通道连通的开口；以及
第二板元件，所述第二板元件在所述元件厚度方向上接合到所述块元件的另一个表面侧上以对外界封闭所述内部通道。
2、如权利要求1所述热交换器，其特征在于，所述内部通道具有在所述块元件中弯曲或曲线状延伸的部件。
3、如权利要求1或2所述热交换器，其特征在于，所述块元件的所述一个表面侧的外形和所述另一个表面侧的外形在所述元件厚度方向上对称地形成。
4、如权利要求3所述热交换器，其特征在于，所述第一板元件的外形和所述第二板元件的外形形成为相同的形状。
5、如权利要求1或2所述热交换器，其特征在于，所述块元件的所述一个表面侧的外形和所述另一个表面侧的外形在所述元件厚度方向上不对称地形成。
6、如权利要求5所述热交换器，其特征在于，所述第一板元件的外形和所述第二板元件的外形形成为相互不同的形状。
7、如权利要求1所述热交换器，其特征在于，所述块元件的形成工艺包括以下步骤：
通过以对应于所述块元件厚度的每个厚度切割挤压角型材来形成所述块元件的原材料，其中所述挤压角型材被挤压成使所述内部通道在所述角型材的纵向方向上延伸；以及
机加工所述原材料以形成预定形状的所述原材料外形并在所述原材料中形成所述插入孔。
8、如权利要求1所述热交换器，其特征在于，所述流入管道和所述流出管道的插入孔形成在相同的块元件中。
9、如权利要求1所述热交换器，其特征在于，所述第一板元件和所述第二板元件通过硬钎焊接合到所述块元件。
10、如权利要求1所述热交换器，其特征在于，连接到所述管道连接部的所述管道包括用于所述热交换器的气密性测试的管道。
11、如权利要求1所述热交换器，其特征在于，所述热交换器是层叠式热交换器。
12、如权利要求1所述热交换器，其特征在于，所述热交换器是车辆空调系统的热交换器。
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