CN103890531A - 热交换器 - Google Patents

Abstract

本发明的热交换器包括多个热交换器结构体(2)，这些热交换器结构体具有：分别以彼此呈平行的状态设置的集管(4、6)；配置在所述集管之间并与各所述集管两者连通的多个管件(8)；以及配置在相邻的所述管件之间的翅片(10)，利用层叠的所述管件及所述翅片来构成热交换的芯部(12)，多个所述热交换器结构体沿所述管件及所述翅片的层叠方向并排配置，并包括：通过嵌合将彼此相邻的所述热交换器结构体中的相对的各所述集管的端部(4a、6a)彼此连接的嵌合部(16、18)；以及通过连结将彼此相邻的所述热交换器结构体中的相对的各所述芯部的端缘部(12a、12a)彼此接合的侧板(20、22、40、42、46、48)。

Description

热交换器

技术领域

本发明涉及一种例如可用作具有冷凝器及蒸发器这两个功能的车辆空调热泵系统的室外热交换器的热交换器。

背景技术

以往，上述热交换器例如包括：一对集管，这一对集管隔着间隔彼此平行地配置；多个管，这些管在上述集管之间隔着些许间隔彼此平行地配置，并与两个上述集管均连通；以及翅片，该翅片配置在相邻的管件之间，利用层叠的管件及翅片来构成热交换的芯部。在热交换器中，已知有所谓的制冷剂横流型的热交换器，其使一对集管沿着上下方向设置，并且使多个管件沿着左右方向设置，在这种热交换器中，一般情况下，管件的长度尺寸(横向尺寸)大于集管的长度尺寸(纵向尺寸)。

在这种制冷剂横流型的热交换器中，当制冷剂蒸发时，很多情况下在沿着左右方向的多个管件的各表面上会产生冷凝水并保留在管件的表面上，从而产生积霜现象，因上述霜层的产生，而有可能使热交换效率降低。

因此，作为可抑制上述积霜现象的产生、即可促使在多个管件的各表面上产生的冷凝水排除的热交换器，研发了使多个管件沿上下方向配置的所谓制冷剂纵流型的热交换器。

在这种制冷剂纵流型的热交换器中，与制冷剂横流型的热交换器相比，沿左右方向配置的集管的长度尺寸(横向尺寸)增大而沿上下方向的管件的长度尺寸(纵向尺寸)变小，因而，随之会使管件的数量大幅增加。

在上述制冷剂纵流型的热交换器中，由于管件及翅片的数量大幅增加，因此，对多个管件及各个翅片均要求较高的尺寸精度，除此之外，由于在集管上以规定的间距形成许多管件及翅片的连接孔时，要求严格的加工精度，因此，存在热交换器的生产效率降低这样的担忧。

因而，公开了一种制冷剂横流型的热交换器，其设有多个上述热交换器作为热交换器结构体，并将上述多个热交换器结构体沿管件及翅片的层叠方向并排设置并连接(例如参照专利文献1)。上述热交换器通过分割为多个热交换器结构体，从而不需要严格地控制管件及翅片的尺寸精度以及集管上的管件连接孔的加工精度，其结果是，具有可提高热交换器的生产效率这样的优点。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特许第2898800号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

但是，由于车辆空调热泵系统的室外热交换器装载在车辆的前部，因而会很大程度受到车辆行驶时车体的振动及弯曲力矩的影响，因此，需要提高热交换器整体的弯曲刚性。在上述现有的热交换器中，虽然在彼此上下相邻的热交换器结构体中包括通过连结将相对的各芯部的端缘部彼此连接的侧板，但由于热交换器结构体彼此仅通过所述侧板连接，因此，在热交换器整体上并不能说具有充分的弯曲刚性。

另外，上述现有的热交换器毕竟是制冷剂横流型的热交换器，在制冷剂纵流型的热交换器中，虽然如上所述因管件的数量大幅增加，而要求很高的尺寸精度和严格的加工精度，但是，在这点上并没有进行特别考虑，因而在提高热交换器的生产效率的方面依然存在课题。

此外，上述现有的热交换器并没有对通过利用热交换器结构体彼此的连接来构成热交换器而可能产生的、伴随着热交换效率降低、热交换器结构体的单元化而产生的外观性上的降低及紧凑化上的弊病进行特别考虑。

本发明基于上述情况而作，其目的在于提供一种热交换器，该热交换器不仅能够提高弯曲刚性、生产效率、热交换效率，而且能够提高外观性并能够实现紧凑化。

解决技术问题所采用的技术方案

为了实现上述目的，本发明的热交换器包括多个热交换器结构体，这些热交换器结构体具有：集管，该集管分别以彼此呈平行的状态配置；多个管件，这些管件配置在上述集管之间并与上述各集管两者连通；以及翅片，该翅片配置在相邻的管件之间，利用层叠的管件及翅片来构成热交换的芯部，多个上述热交换器结构体在管件及翅片的层叠方向上并排配置，并包括：嵌合部，该嵌合部通过嵌合将在彼此相邻的上述热交换器结构体中的相对的各集管的端部彼此连接；以及侧板，该侧板通过连结将彼此相邻的上述热交换器结构体中的相对的各芯部的端缘部彼此接合。

较为理想的是，集管分别以彼此呈平行的状态沿左右方向上下配置，多个管件在这些集管之间沿上下方向配置并与该上下集管两者连通，多个上述热交换器结构体沿左右方向并排配置，嵌合部由上侧嵌合部和下侧嵌合部构成，其中，上述上侧嵌合部是将彼此左右相邻的上述热交换器结构体中的相对的上侧集管的端部彼此嵌合而成，上述下侧嵌合部是将彼此左右相邻的上述热交换器结构体中的相对的下侧集管的端部彼此嵌合而成，侧板由入口侧侧板和出口侧侧板构成，其中，上述入口侧侧板设置在彼此左右相邻的上述热交换器结构体中的相对的各芯部中的一方的芯部的端缘部，并且面向通风进入芯部的空气的入口侧，上述出口侧侧板设置在彼此左右相邻的上述热交换器结构体中的相对的各芯部中的另一方的芯部的端缘部，并且面向通风进入芯部的空气的出口侧。

较为理想的是，侧板具有：连接部，该连接部沿管件及翅片的长边方向形成，且其长边方向的两端部与集管连接；以及连结部，该连结部从连接部折曲而与连接部相连，并且与相邻的芯部的相对的侧板连结。

较为理想的是，侧板的截面呈L字形状。

较为理想的是，侧板形成为截面呈U字形状，上述侧板的连接部或是连结部朝向相对的上述侧板的上述连接部或是上述连结部折曲。

较为理想的是，侧板以将由彼此相邻的芯部间和相对的嵌合部间围成的间隙遮蔽的方式彼此连结。

较为理想的是，侧板在连结部具有螺栓插通孔，通过将螺栓插通其中，能将相对的侧板彼此连结，螺栓插通孔形成在相对的侧板能在向芯部的通风方向上以彼此不接触的方式将间隙遮蔽的位置处。

较为理想的是，螺栓插通孔具有比螺栓的螺纹部的直径大的孔径。

较为理想的是，侧板为相同构件，在空气向芯部的通风方向观察时，上述侧板向彼此相邻的芯部中的相对的芯部的端缘部的安装方向前后对称地交错紧固。

发明效果

根据本发明，由于利用嵌合部和侧板将彼此相邻的热交换器结构体牢固地连结，其中，上述嵌合部通过嵌合将各集管的端部彼此连接，上述侧板通过连结将热交换器结构体中的相对的各芯部的端缘部彼此接合，因此，能够提高热交换器整体的弯曲刚性。

此外，根据本发明，由于侧板以将由彼此相邻的芯部间和相对的嵌合部间围成的间隙遮蔽的方式彼此连结，因此，能够将热交换器中的芯部间的空气的退避通路封闭，从而能够使通风进入热交换器的空气全部通向芯部。因而，能够促进空气与制冷剂的热交换，并能够提高热交换器的热交换效率。

此外，根据本发明，由于螺栓插通孔形成在使相对的侧侧板能在向芯部的通风方向上以彼此不接触的方式将间隙遮蔽的位置处，因此，不仅能够吸收侧板的尺寸误差及组装误差，而且能够在空气进入芯部的通风方向上不发生偏移的情况下将彼此相邻的芯部连结，因而，能够顺畅地实现热交换器的单元化，且能够提高热交换器的外观性并能促进紧凑化。

此外，根据本发明，由于螺栓插通孔具有比螺栓的直径大的孔径，因此，螺栓插通孔能够吸收热交换器的尺寸误差及组装误差，因而，能容易地控制尺寸误差及组装误差，从而能够提高热交换器的生产效率。

此外，根据本发明，由于侧板为相同构件，在空气向芯部的通风方向观察时，上述侧板向彼此相邻的芯部中的相对的芯部的端缘部的安装方向前后对称地交错紧固，因此，能容易地实现热交换器的结构部件的制造和管理，因而，能够进一步提高热交换器的生产效率。

附图说明

图1是本发明一实施方式的热交换器的主视图。

图2是图1的热交换器的热交换器结构体彼此的连接部分处的放大立体图。

图3是从不同的角度对图2右侧的热交换器结构体进行观察的立体图。

图4是图1的侧板的主视图。

图5是从下侧对图1的侧板的连接部分进行观察的剖视图。

图6是从下侧对作为变形例的侧板的连接部分进行观察的剖视图。

图7是从下侧对作为另一变形例的侧板的连接部分进行观察的剖视图。

具体实施方式

以下，基于附图，对本发明的实施方式进行说明。

图1是本发明一实施方式的热交换器1的主视图。热交换器1是制冷剂纵流型的热交换器，其是通过将两个热交换器结构体2、2沿左右方向并排设置来构成的。

热交换器结构体2包括：上、下集管4、6，该上、下集管4、6以彼此呈平行的状态分别沿着左右方向配置；多个管件8，这些管件8在上述集管4、6之间沿着上下方向并隔着些许间隔相互平行地设置，从而与上述上、下集管4、6两者连通；以及翅片10，该翅片10设置在相邻的管件8、8之间，利用层叠的管件8及翅片10来构成热交换的芯部12。多个管件8通过钎焊的方式与分别以相等间距形成在集管4，6上的管件连接孔14接合。

图2是热交换器结构体2、2彼此的连接部分的放大立体图。在本实施方式中，热交换器结构体2的集管4、6的长度尺寸设定为与管件8的长度尺寸大致相同，通过使彼此相邻的热交换器结构体2、2中的相对的上侧集管4、4的各端部4a、4a彼此嵌合来连接，从而形成上侧嵌合部16，同时，通过使彼此相邻的热交换器结构体2、2中的相对的下侧集管6、6的各端部6a、6a彼此嵌合来连接，从而形成下侧嵌合部18，藉此，将在左右方向上并排的两个热交换器结构体2、2连接。

另外，通过入口侧侧板20及出口侧侧板22来将本实施方式的热交换器结构体2连结，其中，上述入口侧侧板20及出口侧侧板22通过连结将彼此相邻的热交换器结构体2、2中的相对的各芯部12、12的端缘部12a、12a彼此连接。若在图1中观察使空气从前侧方向朝里侧方向通风进入芯部12，则入口侧侧板20设置在右侧的芯部12的端缘部12a，并在通风进入芯部12的空气的入口侧处将由彼此相邻的芯部12间以及相对的上侧嵌合部16及下侧嵌合部18间围成的间隙24的大致整个区域遮蔽，另一方面，出口侧侧板22设置在左侧的芯部12的端缘部12a，并在通风进入芯部12的空气的出口侧处将间隙24遮蔽。

图3是从不同的角度对右侧的热交换器结构体2进行观察的立体图，在左右方向上并排的热交换器结构体2、2中的右侧的热交换器结构体2中的上、下集管4、6的各端部4a、6a分别形成作为扩管端部4A、6A，这些右侧的上、下集管4、6的各扩管端部4A、6A与左侧的热交换器结构体2中的上、下集管4、6的各端部4a、6a相互嵌合，来形成上述上侧嵌合部16及下侧嵌合部18。

此时，上述右侧的集管4、6中的扩管端部4A、6A的各内侧嵌合面及与该扩管端部4A、6B嵌合的左侧集管4、6中的端部4a、6a的外侧嵌合面通过钎焊接合。

此外，入口侧侧板20及出口侧侧板22通过钎焊而与板连接孔26接合，其中，所述板连接孔26分别以与管件连接孔14相等的间距形成在集管4、6上，在入口侧侧板20、出口侧侧板22和与上述侧板20、22相邻的管件8之间设置有翅片10。另外，图中的符号28为对位于热交换器结构体2的左右端部的翅片10进行按压的盖。

图4是入口侧侧板20的主视图，图5是从图1的下侧对入口侧侧板20及出口侧侧板22的连接部分进行观察的剖视图。本实施方式的入口侧侧板20及出口侧侧板22的截面呈L字形状，且是由连接部32和从连接部32弯曲而与其相连的连结部30构成的相同构件，在空气向芯部12的通风方向观察，使入口侧侧板20及出口侧侧板22向彼此相邻的芯部12中的相对的芯部12的端缘部12a安装的安装方向前后对称地交错紧固，从而将上述入口侧侧板20与出口侧侧板22彼此连结，以将间隙24的大致整个区域遮蔽。

连接部32沿管件8及翅片10的长边方向形成，将其长边方向的两端部32a插入到形成于上侧集管4及下侧集管6的板连接孔26中，并通过钎焊接合。

另一方面，如图5所示，使连结部30与相邻的芯部12的、相对的侧板20(或22)的连结部30连接。在连结部30中形成有螺栓插通孔36，该螺栓插入孔36可供螺栓34插通，从而能将相对的入口侧侧板20与出口侧侧板22彼此连结。螺栓插通孔36形成在使相对的入口侧侧板20及出口侧侧板22能够在向芯部12的通风方向上以彼此不接触的方式将间隙24遮蔽的位置处，上述螺栓插通孔36是直径比螺栓34的螺纹部的直径大的圆孔。通过将螺栓34插通上述螺栓插入孔36并紧固螺母38，就能够吸收相对的入口侧侧板20及出口侧侧板22的尺寸误差及组装误差，并且能够在彼此的连接方向上不产生台阶的情况下连结。

如上所述，在本实施方式的热交换器1中，由于能够利用上侧嵌合部16及下侧嵌合部18和入口侧侧板20及出口侧侧板22来将彼此相邻的热交换器结构体2、2牢固连结，因此，能够提高热交换器1整体的弯曲刚性。

另外，由于入口侧侧板20及出口侧侧板22以将由彼此相邻的芯部12间和相对的上侧嵌合部16及下侧嵌合部18间围成的间隙24遮蔽的方式彼此连结，因此，能够将热交换器1中的芯部12间的空气的退避通路封闭，从而能够使通风进入热交换器1的空气全部进入芯部12。因此，能够促进空气与制冷剂的热交换，并能够提高热交换器1的热交换效率。

此外，由于螺栓插通孔36形成在相对的入口侧侧板20及出口侧侧板22能在向芯部12的通风方向上以彼此不接触的方式将间隙24遮蔽的位置上，因此，不仅能够吸收相对的入口侧侧板20及出口侧侧板22的尺寸误差及组装误差，而且，能够以在空气进入芯部12的通风方向上不发生偏移的情况下将彼此相邻的芯部12连结，因此，能够顺畅地实现热交换器1的单元化，且能够提高热交换器1的外观性并能够促进紧凑化。

此外，由于螺栓插通孔36具有比螺栓34的直径大的孔径，因此，在螺栓插通孔36中能够吸收热交换器1的尺寸误差及组装误差，因而，能容易地控制尺寸误差及组装误差，并能够提高热交换器1的生产效率。

此外，由于入口侧侧板20和出口侧侧板22是在空气向芯部12的通风方向观察，使入口侧侧板20及出口侧侧板22向彼此相邻的芯部12中的相对的芯部12的端缘部12a安装的安装方向前后对称地交错紧固的相同构件，因此，能容易地实现热交换器1的结构部件的制造及管理，因而，能够进一步提高热交换器1的生产效率。

本发明不局限于上述实施方式，能够进行各种变形。

例如，在上述实施方式中，入口侧侧板20及出口侧侧板22以截面呈L字形状的方式形成。但是，只要在连结部30中在使相对的入口侧侧板20及出口侧侧板22能够在向芯部12的通风方向上以彼此不接触的方式将间隙24遮蔽的位置处形成螺栓插通孔36，则入口侧侧板20及出口侧侧板22不局限于上述形状。

具体来说，也可以如图6所示，在入口侧侧板40及出口侧侧板42上设置将上述连结部30朝彼此相对的方向折曲的弯曲部44，并形成为在空气进入芯部12的通风方向上观察为前后对称地交错紧固的相同构件且截面呈U字形状。

此外，也可以如图7所示，在入口侧侧板46及出口侧侧板48上设置将上述连接部32朝彼此相对的方向折曲的弯曲部50，并形成为在空气进入芯部12的通风方向上观察为前后对称地交错紧固的相同构件且截面呈U字形状。

在上述图6、图7的情况下，与上述实施方式的情况同样地，不仅能够吸收相对的侧板的尺寸误差及组装误差，而且能够实现热交换器1的单元化、提高热交换器1的外观性及促进紧凑化，并能够提高热交换器1的生产效率。

而且，通过将侧板形成为截面呈U字形状，从而与截面呈L字形状的情况相比，能够提高侧板的刚性，并能够提高其耐久性。

此外，在上述实施方式中，螺栓插通孔36为圆孔，但是，只要具有比螺栓34的直径大的孔径，也可以是长孔，在这种情况下，在螺栓插通孔36中能够更有效地吸收热交换器1的尺寸误差及组装误差。

此外，在上述实施方式中，对热交换器1是将两个热交换器结构体2、2在左右方向上并排配置的情况进行了说明，但是，本发明不局限于此，也可以是将三个以上的热交换器结构体2并排的结构。

(符号说明)

1    热交换器

2    热交换器结构体

4    集管(上侧集管)

4a   端部

6    集管(下侧集管)

6a   端部

8    管件

10   翅片

12   芯部

12a  端缘部

16   嵌合部(上侧嵌合部)

18   嵌合部(下侧嵌合部)

20、40、46    侧板(入口侧侧板)

22、42、48    侧板(出口侧侧板)

24    间隙

30    连结部

32    连接部

32a   两端部

34    螺栓

36    螺栓插通孔

Claims (9)

1.一种热交换器，其特征在于，

所述热交换器包括多个热交换器结构体，这些热交换器结构体具有：集管，该集管分别以彼此呈平行的状态配置；多个管件，这些管件配置在所述集管之间并与各所述集管两者连通；以及翅片，该翅片配置在相邻的所述管件之间，利用层叠的所述管件及所述翅片来构成热交换的芯部，

多个所述热交换器结构体在所述管件及所述翅片的层叠方向上并排配置，并包括：

嵌合部，该嵌合部通过嵌合将在彼此相邻的所述热交换器结构体中的相对的各所述集管的端部彼此连接；以及

侧板，该侧板通过连结将彼此相邻的所述热交换器结构体中的相对的各所述芯部的端缘部彼此接合。

2.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，

所述集管分别以彼此呈平行的状态沿左右方向上下配置，多个管件在这些集管之间沿上下方向配置并与所述上下集管两者连通，多个所述热交换器结构体沿左右方向并排配置，

所述嵌合部由上侧嵌合部和下侧嵌合部构成，其中，所述上侧嵌合部是将彼此左右相邻的所述热交换器结构体中的相对的所述上侧集管的所述端部彼此嵌合而成，所述下侧嵌合部是将彼此左右相邻的所述热交换器结构体中的相对的所述下侧集管的所述端部彼此嵌合而成，

所述侧板由入口侧侧板和出口侧侧板构成，其中，所述入口侧侧板设置在彼此左右相邻的所述热交换器结构体中的相对的各所述芯部中的一方的所述芯部的所述端缘部，并且面向通风进入所述芯部的空气的入口侧，所述出口侧侧板设置在彼此左右相邻的所述热交换器结构体中的相对的各所述芯部中的另一方的所述芯部的所述端缘部，并且面向通风进入所述芯部的空气的出口侧。

3.如权利要求1或2所述的热交换器，其特征在于，

所述侧板具有：

连接部，该连接部沿所述管件及所述翅片的长边方向形成，且其长边方向的两端部与所述集管连接；以及

连结部，该连结部从所述连接部折曲而与所述连接部相连，并且与相邻的所述芯部的相对的所述侧板连结。

4.如权利要求3所述的热交换器，其特征在于，

所述侧板的截面呈L字形状。

5.如权利要求3所述的热交换器，其特征在于，

所述侧板形成为截面呈U字形状，所述侧板的所述连接部或是所述连结部朝向相对的所述侧板的所述连接部或是所述连结部折曲。

6.如权利要求4或5所述的热交换器，其特征在于，

所述侧板以将由彼此相邻的所述芯部间和相对的所述嵌合部间围成的间隙遮蔽的方式彼此连结。

7.如权利要求6所述的热交换器，其特征在于，

所述侧板在所述连结部具有螺栓插通孔，通过将螺栓插通其中，能将相对的所述侧板彼此连结，

所述螺栓插通孔形成在相对的所述侧板能在向所述芯部的通风方向上以彼此不接触的方式将所述间隙遮蔽的位置处。

8.如权利要求7所述的热交换器，其特征在于，

所述螺栓插通孔具有比螺栓的螺纹部的直径大的孔径。

9.如权利要求8所述的热交换器，其特征在于，

所述侧板为相同构件，在空气向所述芯部的通风方向观察，所述侧板向彼此相邻的所述芯部中的相对的所述芯部的所述端缘部安装的安装方向前后对称地交错紧固。

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