发明内容
本发明的目的在于解决上述问题,提供一种能够使集液箱的第一至第三箱构成部件的外侧纵壁部及内侧纵壁部与中间纵壁部之间完全钎焊的热交换器及其制造方法。
为了达到上述目的,本发明由以下方式构成。
1)一种热交换器,具有使宽度方向朝向通风方向并且隔开间隔配置的一对集液箱、和配置在两集液箱之间并且使两端部与两集液箱连接的多个热交换管,至少任意一方的集液箱具有连接着热交换管的第一箱构成部件、与第一箱构成部件接合且将第一箱构成部件上的与热交换管相反的一侧覆盖的第二箱构成部件、和配置在第一箱构成部件与第二箱构成部件之间的第三箱构成部件,在具有三个箱构成部件的集液箱的通风方向两侧缘部上,设置有使形成在各箱构成部件的通风方向两侧缘部上的纵壁部重合的层叠部,该层叠部由位于最外侧的外侧纵壁部、位于最内侧的内侧纵壁部、及位于中间的中间纵壁部构成,在第一箱构成部件及第二箱构成部件中的任意一方上设置有外侧纵壁部,并且在同一箱构成部的另一方上设置有内侧纵壁部,在第三箱构成部件上设置有中间纵壁部,其中,
第三箱构成部件的中间纵壁部朝向前端侧而向通风方向外侧倾斜,在横截面上,使中间纵壁部的通风方向外面与外侧纵壁部的通风方向内面、以及中间纵壁部的通风方向内面与内侧纵壁部的通风方向外面分别以形成锐角的方式交叉,在中间纵壁部的通风方向外面与外侧纵壁部的通风方向内面之间、以及中间纵壁部的通风方向内面与内侧纵壁部的通风方向外面之间,形成有填角(fillet)。
2)上述1)所述的热交换器中,在第三箱构成部件上的与中间纵壁部的基端相连的部分上,抵接有内侧纵壁部的前端面,在设置于中间纵壁部的前端部上且向通风方向外侧突出的外侧突出部上,抵接有外侧纵壁部的前端面。
3)上述1)所述的热交换器中,在中间纵壁部的通风方向外面上,抵接有外侧纵壁部的前端面的通风方向内侧缘部,在中间纵壁部的通风方向内面上,抵接有内侧纵壁部的前端面的通风方向外侧缘部。
4)上述1)所述的热交换器中,外侧纵壁部设置在第一箱构成部件上,并且,内侧纵壁部设置在第二箱构成部件上。
5)一种热交换器的制造方法,为制造上述1)所述的热交换器的方法,其中,包括如下步骤:使第三箱构成部件的两中间纵壁部朝向前端侧而向通风方向外侧倾斜,且使两外侧纵壁部的前端部的内面之间的间隔与两中间纵壁部的前端部的外面之间的间隔相比缩小,并且使两内侧纵壁部的前端部的外面之间的间隔与两中间纵壁部的基端部的内面之间的间隔相比扩大,且以使外侧纵壁部、内侧纵壁部及中间纵壁部层叠的方式使第一至第三箱构成部件组合。
6)上述5)所述的热交换器的制造方法中,使内侧纵壁部的前端面与第三箱构成部件上的与中间纵壁部的基端相连的部分抵接,且使外侧纵壁部的前端面与设置于中间纵壁部的前端部上且向通风方向外侧突出的外侧突出部抵接。
7)上述5)所述的热交换器的制造方法中,使外侧纵壁部的前端面的通风方向内侧缘部与中间纵壁部的通风方向外面抵接,且使内侧纵壁部的前端面的通风方向外侧缘部与中间纵壁部的通风方向内面抵接。
8)上述5)所述的热交换器的制造方法中,将外侧纵壁部设置在第一箱构成部件上,并且,将内侧纵壁部设置在第二箱构成部件上。
根据上述1)~4)的热交换器,第三箱构成部件的中间纵壁部朝向前端侧而向通风方向外侧倾斜,在横截面上,使中间纵壁部的通风方向外面与外侧纵壁部的通风方向内面、以及中间纵壁部的通风方向内面与内侧纵壁部的通风方向外面分别以形成锐角的方式交叉,在中间纵壁部的通风方向外面与外侧纵壁部的通风方向内面之间、以及中间纵壁部的通风方向内面与内侧纵壁部的通风方向外面之间,形成有填角,因此,外侧纵壁部及内侧纵壁部与中间纵壁部之间完全钎焊,从而能够防止集液箱的泄漏。
根据上述5)~8)的制造方法,在以使外侧纵壁部、内侧纵壁部及中间纵壁部层叠的方式使第一至第三箱构成部件组合后,能够在横截面上,使中间纵壁部的通风方向外面与外侧纵壁部的通风方向内面、以及中间纵壁部的通风方向内面与内侧纵壁部的通风方向外面分别以形成锐角的方式交叉。因此,在进行后续工序的钎焊时,能够在中间纵壁部的通风方向外面与外侧纵壁部的通风方向内面之间、以及中间纵壁部的通风方向内面与内侧纵壁部的通风方向外面之间形成填角,从而能够使外侧纵壁部及内侧纵壁部与中间纵壁部完全钎焊。
具体实施方式
下面,参照附图对本发明的实施方式进行说明。在以下叙述的实施方式中,将本发明的热交换器适用于构成汽车空调的冷冻循环的蒸发器中。
此外,在以下说明中,所谓“铝”的术语除了包含纯铝之外,还包含铝合金。
另外,在以下说明中,以在邻接的热交换管彼此之间的通风间隙内流动的空气的下游侧(图中由箭头X表示的方向)为前,以其相反侧为后,并以从前侧向后侧观察时的上下、左右,即图1的上下、左右作为上下、左右。
图1表示适用了本发明的热交换器的蒸发器的整体结构,图2及图3表示其主要部分的结构。
在图1及图2中,蒸发器1具有在使宽度方向朝向通风方向且使长度方向朝向左右方向的状态下,在上下方向上隔开间隔地配置的铝制上集液箱2及铝制下集液箱3、和设置在两集液箱2、3之间的热交换芯部4。
上集液箱2具有位于下风侧(前侧)且使长度方向朝向左右方向的下风侧集液部5、位于上风侧(后侧)且使长度方向朝向左右方向的上风侧集液部6、和将两集液部5、6相互连结一体化的连结部7。下集液箱3具有位于下风侧(前侧)且使长度方向朝向左右方向的下风侧集液部8、位于上风侧(后侧)且使长度方向朝向左右方向的上风侧集液部9、和将两集液部8、9相互连结一体化的连结部11。在以下说明中,将上集液箱2的下风侧集液部5作为下风侧上集液部,将下集液箱3的下风侧集液部8作为下风侧下集液部,将上集液箱2的上风侧集液部6作为上风侧上集液部,将下集液箱3的上风侧集液部9作为上风侧下集液部。在下风侧上集液部5的右端部设置有制冷剂入口12,并在上风侧上集液部6的右端部设置有制冷剂出口13。
热交换芯部4构成为,使由多个铝挤压型材制扁平状热交换管14而构成的管列15、16沿前后方向排列地设置两列,该多个铝挤压型材制扁平状热交换管14在将长度方向朝向上下方向且将宽度方向朝向通风方向的状态下,在左右方向上隔开间隔地配置,在各管列15、16的邻接的热交换管14彼此之间的通风间隙以及左右两端的热交换管14的外侧,分别以跨着前后两管列15、16的热交换管14的方式配置有铝制波纹状翅片17,并使其钎焊在热交换管14上,在左右两端的波纹状翅片17的外侧分别配置有铝制侧板18,并使其钎焊在波纹状翅片17上。下风侧管列15的热交换管14的上下两端部在以突出至下风侧上下两集液部5、8内的方式插入的状态下与两集液部5、8连接成连通状,上风侧管列16的热交换管14的上下两端部在以突出至上风侧上下两集液部6、9内的方式插入的状态下与两集液部6、9连接成连通状。此外,下风侧管列15的热交换管14的个数与上风侧管列16的热交换管14的个数相等。波纹状翅片17由构成下风侧管列15及上风侧管列16的前后的热交换管14所共有。
上集液箱2具有:铝制第一箱构成部件20,形成下风侧上集液部5及上风侧上集液部6的下部,且连接有两管列15、16的热交换管14;铝制第二箱构成部件21,钎焊在第一箱构成部件20上且将第一箱构成部件20上的与热交换管14相反的一侧(上侧)覆盖,而形成下风侧上集液部5及上风侧上集液部6的上部;铝制第三箱构成部件22,配置在第一箱构成部件20与第二箱构成部件21之间,且具有将下风侧上集液部5内及上风侧上集液部6内分别分隔成上下两空间5a、5b、6a、6b的前后两分隔部23、24;和铝制端部部件25,设置有制冷剂入口12及制冷剂出口13,且钎焊在第一至第三箱构成部件20、21、22的右端部上。下风侧上集液部5的上下两空间5a、5b通过形成在前侧分隔部23上的贯通孔23a而连通,上风侧上集液部6的上下两空间6a、6b通过形成在后分隔部24上的贯通孔24a而连通。
第一箱构成部件20是通过对两面均具有钎焊材料层的铝钎焊板施行冲压加工而形成的,其具有:形成下风侧上集液部5的下侧部分(热交换管14侧部分)的横截面大致呈朝上的U字形的第一集液形成部26;形成上风侧上集液部6的下侧部分(热交换管14侧部分)的横截面大致呈朝上的U字形的第二集液形成部27;以及将两集液形成部26、27彼此连结且构成连结部7的下侧部分的连结壁28。在第一箱构成部件20的第一集液形成部26的前侧缘部(通风方向下游侧缘部)以及同一箱构成部件20的第二集液形成部27的后侧缘部(通风方向上游侧缘部)上,分别一体形成有与第三箱构成部件22的两分隔部23、24相比向上方(垂直方向外侧)突出的垂直状的纵壁部29。另外,在第一箱构成部件20的两集液形成部26、27上,以在左右方向上隔开间隔且位于左右方向的相同部分上的方式,分别形成有在前后方向上较长的管插入孔30,使热交换管14的上端部插入至管插入孔30内,而利用第一箱构成部件20的钎焊材料层使其钎焊在第一箱构成部件20上。
第二箱构成部件21是通过对两面均具有钎焊材料层的铝钎焊板施行冲压加工而形成的,具有:形成下风侧上集液部5的上侧部分(与热交换管14为相反侧的部分)的横截面大致呈朝下的U字形的第一集液形成部31;形成上风侧上集液部6的上侧部分(与热交换管14为相反侧的部分)的横截面大致呈朝下的U字形的第二集液形成部32、以及将两集液形成部31、32彼此连结且构成连结部7的上侧部分的连结壁33。在第二箱构成部件21的第一集液形成部31的前侧缘部(通风方向下游侧缘部)以及同一箱构成部件21的第二集液形成部32的后侧缘部(通风方向上游侧缘部)上,以在第一箱构成部件20的纵壁部29的通风方向内侧隔开间隔的方式,分别一体形成有使下端面与第三箱构成部件22的两分隔部23、24抵接的垂直状的纵壁部34。
第三箱构成部件22是通过对两面均具有钎焊材料层的铝钎焊板施行冲压加工而形成的,前后两分隔部23、24彼此以夹在第一箱构成部件20的连结壁28与第二箱构成部件21的连结壁33之间的方式钎焊在两连结壁28、33上,且通过将连结部7的上下方向的中央部形成的连结壁35而连结一体化。在此,两分隔部23、24与连结壁35位于同一平面上。在第三箱构成部件22的前侧分隔部23的前侧缘部(通风方向下游侧缘部)以及同一箱构成部件22的后侧分隔部24的后侧缘部(通风方向上游侧缘部)上,分别一体形成有向上方突出且夹在第一箱构成部件20的纵壁部29与第二箱构成部件21的纵壁部34之间的纵壁部36。在纵壁部36的上端部(垂直方向外端部)上,一体形成有向通风方向外侧突出的外侧突出部37。
因此,在上集液箱2的前后两侧缘部(通风方向两侧缘部)上,设置有层叠部38,该层叠部38使形成在第一至第三箱构成部件20、21、22的前后两侧缘部上的纵壁部29、34、36重合。在层叠部38上,第一箱构成部件20的纵壁部29成为位于最外侧的外侧纵壁部,第二箱构成部件21的纵壁部34成为位于最内侧的内侧纵壁部,第三箱构成部件22的纵壁部36成为位于中间的中间纵壁部。
如图3具体所示,第三箱构成部件22的中间纵壁部36朝向前端侧而向通风方向外侧倾斜,在横截面上,中间纵壁部36的通风方向外面与第一箱构成部件20的外侧纵壁部29的通风方向内面、以及中间纵壁部36的通风方向内面与第二箱构成部件21的内侧纵壁部34的通风方向外面分别以形成锐角的方式交叉。而且,在中间纵壁部36的通风方向外面与外侧纵壁部29的通风方向内面之间、以及中间纵壁部36的通风方向内面与内侧纵壁部34的通风方向外面之间,形成有填角39。另外,在第三箱构成部件22上的与中间纵壁部36的基端相连的部分、即两分隔部23、24的通风方向外侧缘部上,抵接并钎焊有内侧纵壁部34的前端面,在设置于中间纵壁部36的前端上的外侧突出部37上,抵接并钎焊有外侧纵壁部29的前端面。
下集液箱3是与上集液箱2大致相同的结构,以与上集液箱2上下颠倒的朝向配置。对于下集液箱3上的与上集液箱2相同的部分标注相同的附图标记。此外,在下集液箱3上并未设置有制冷剂入口12及制冷剂出口13,因此也不具有端部部件25。而且,第一箱构成部件20形成下风侧下集液部8及上风侧下集液部9的上部,第二箱构成部件21将第一箱构成部件20上的与热交换管14相反的一侧(下侧)覆盖,并形成下风侧下集液部8及上风侧下集液部9的下部。另外,第三箱构成部件22的前侧分隔部23将下风侧下集液部8内沿上下方向分隔成两个空间8b、8a,后侧分隔部24将上风侧下集液部9内沿上下方向分隔成两个空间9b、9a。下风侧下集液部8的上下两空间8b、8a通过形成在前侧分隔部23上的贯通孔23a而连通,上风侧下集液部9的上下两空间9b、9a通过形成在后分隔部24上的贯通孔24a而连通。
在上述蒸发器1中,由压缩机压缩而从冷凝器及膨胀阀中通过的低压的气液混相的双相制冷剂从制冷剂入口12通过而进入到蒸发器1的下风侧上集液部5内,然后从所有的制冷剂流通管14中通过而从上风侧上集液部6的制冷剂出口13流出。而且,制冷剂在制冷剂流通管14内流动过程中,与从在左右方向上相邻的热交换管14之间的通风间隙中通过的空气进行热交换,则制冷剂成为气相而流出。
接着,参照图4对上述蒸发器1的制造方法进行说明。
准备第一至第三箱构成部件20、21、22、端部部件25、热交换管14、波纹状翅片17以及侧板18。进一步地,准备除第一至第三箱构成部件20、21、22以外的形成上集液箱2及下集液箱3的部件。
这时,使第三箱构成部件22的两中间纵壁部36朝向垂直方向外端侧而向通风方向外侧倾斜,使两外侧纵壁部29的垂直方向外端部(前端部)的内面之间的间隔L1,与两中间纵壁部36的垂直方向外端部(前端部)的外面之间的间隔L2相比缩小,并且使两内侧纵壁部34的垂直方向内端部(前端部)的外面之间的间隔L3,与两中间纵壁部36的垂直方向内端部(基端部)的内面之间的间隔L4相比扩大。此外,使两外侧纵壁部29的垂直方向外端部的内面之间的间隔L1与两中间纵壁部36的垂直方向内端部的外面之间的间隔相比较大,使两内侧纵壁部34的垂直方向内端部的外面之间的间隔L3与两中间纵壁部36的垂直方向外端部的内面之间的间隔相比较小。
而且,在以使两外侧纵壁部29、两内侧纵壁部34及两中间纵壁部36层叠的方式使第一至第三箱构成部件20、21、22组合之后,将第一至第三箱构成部件20、21、22在连结壁28、33、35上凿紧。这时,两外侧纵壁部29以向通风方向外侧略微打开的方式弹性变形,并且,两内侧纵壁部34以向通风方向内侧略微闭合的方式弹性变形,而且,两中间纵壁部36以略微接近垂直状的方式弹性变形。其结果是,在第三箱构成部件22的分隔部23、24上的与中间纵壁部36的基端相连的部分上,抵接有内侧纵壁部34的前端面,在设置于中间纵壁部36的前端部上的外侧突出部37上,抵接有外侧纵壁部29的前端面。而且,通过基于两外侧纵壁部29、两内侧纵壁部34及两中间纵壁部36弹性变形而产生的弹性力,而使内侧纵壁部34的前端面按压在分隔部23、24上的与中间纵壁部36的基端相连的部分上,并使外侧纵壁部29的前端面按压到设置于中间纵壁部36的前端部上的外侧突出部37上。
另外,在使第一至第三箱构成部件20、21、22组合时,使除第一至第三箱构成部件20、21、22以外的形成上集液箱2及下集液箱3的部件组合。而且,使端部部件25、热交换管14、波纹状翅片17及侧板18组合,并将所有部件临时固定。
之后,对第一至第三箱构成部件20、21、22以及其他箱构成部件进行钎焊而制成上下两集液箱2、3,同时对端部部件25、热交换管14、波纹状翅片17及侧板18进行钎焊。由此,制造成蒸发器1。
图5表示蒸发器的集液箱的变形例的主要部分的结构。
在图5所示的集液箱的情况下,在使第一至第三箱构成部件20、21、22的纵壁部29、34、36重合的层叠部38中,在第三箱构成部件22的中间纵壁部36的通风方向外面上,抵接有第一箱构成部件20的外侧纵壁部29的前端面的通风方向内侧缘部,在同一箱构成部件22的中间纵壁部36的通风方向内面上,抵接有第二箱构成部件21的内侧纵壁部34的前端面的通风方向外侧缘部。
而且,在横截面上,中间纵壁部36的通风方向外面与第一箱构成部件20的外侧纵壁部29的通风方向内面、以及中间纵壁部36的通风方向内面与第二箱构成部件21的内侧纵壁部34的通风方向外面,分别以形成锐角的方式交叉,在中间纵壁部36的通风方向外面与外侧纵壁部29的通风方向内面之间、以及中间纵壁部36的通风方向内面与内侧纵壁部34的通风方向外面之间,形成有填角39。
在上述实施方式中,第一箱构成部件20的纵壁部29位于第三箱构成部件22的中间纵壁部36的外侧,第二箱构成部件21的纵壁部34位于第三箱构成部件22的中间纵壁部36的内侧,但与此相反地,也可以为,第一箱构成部件20的纵壁部29位于第三箱构成部件22的中间纵壁部36的内侧,第二箱构成部件21的纵壁部34位于第三箱构成部件22的中间纵壁部36的外侧。这种情况下,使第三箱构成部件22的中间纵壁部36相对于分隔部23、24向垂直方向内侧突出,即在上集液箱2中向下侧突出,在下集液箱3中向上侧突出,并且,使其朝向前端侧而向通风方向外侧倾斜。这样,在横截面上,使中间纵壁部36的通风方向外面与第一箱构成部件20的外侧纵壁部29的通风方向内面、以及中间纵壁部36的通风方向内面与第二箱构成部件21的内侧纵壁部34的通风方向外面,分别以形成锐角的方式交叉。