CN104019583A - 平行流换热器 - Google Patents

Abstract

一种平行流换热器，其包括进口、出口、位于两端的集流管及连通对应集流管的扁管，所述集流管包括相互靠近的第一集流管与第二集流管、以及相互靠近的第三集流管与第四集流管，所述第一集流管与第二集流管相互固定在一起，所述第一集流管与第二集流管之间形成有将所述第一集流管与第二集流管相互隔开的第一空隙。本发明的有益效果是：通过设置将所述第一集流管与第二集流管隔开的第一空隙，减小了第一集流管与第二集流管的接触面积，从而降低了流体内部换热，提升了换热效果。

Description

平行流换热器

技术领域

本发明涉及一种平行流换热器，属于汽车空调换热器领域。

背景技术

近几十年来，汽车空调得到了迅速发展，占空调机械的第二位。换热器作为汽车空调的四个主要组成部分之一，也需要根据市场方面的要求进行改进优化设计。因为平行流换热器具有制冷效率高、体积小、重量轻等特点，能够很好的满足市场的要求，近年来已被逐渐应用于汽车空调系统中。

平行流换热器是将管带式换热器的制冷剂单路进出或双路并、串联进出的形式改变为双层多流程进出的形式。它主要由微通道扁管、散热翅片和集流管组成。在微通道扁管的两端设置所述集流管，用于分配和汇集制冷剂。在相邻的微通道扁管之间设有波纹状的或带有百叶窗形的散热翅片，用以强化换热器与空气侧的换热效率。在集流管的内部设有隔板，可以将所有的微通道扁管分成若干个流程，合理分配每个流程的扁管数，以得到最佳的平行流换热器换热效率。

由于平行流换热器的双层多流程进出结构，两端的集流管都有两个可以相互流通的流道，其中每个流道都对应着一层的扁管。为了提高平行流换热器的换热效率，可以在集流器的两个流道中间插入了带有冲孔的中间隔板。

平行流换热器的集流管是由多个部件组成，需要多道加工工序，如冲孔、弯边和焊接等。相对于扁管和散热翅片而言，在平行流换热器的制造和使用过程当中，集流管就更加容易出现问题，如泄漏、虚焊和变形等，所以为了保证平行流换热器的可焊接性和可用性，合理、可行的集流管结构设计成为了目前研发的重点之一。

现有技术中平行流换热器位于同一侧的集流管是紧密焊接在一起的，不可否认，这种紧密焊接能够提高换热器的整体强度，但是这种设计也存在诸多问题，例如在该平行流换热器作为蒸发器时，下部集流管紧密焊接结构不利于扁管和翅片上冷凝水的排放，以至于冷凝水会积在换热器下部，堵塞下部风道，影响换热性能；另外，制冷剂的进口集流管与出口集流管有较高的温差，如果位于同一侧的集流管是紧密焊接在一起的，其必然具备较大的接触面积，而接触面积越大就会产生越多的制冷剂内部换热，最终导致换热器与外部的环境的换热效率的大幅度降低。

因此，有必要对现有的技术进行改进，以解决以上技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种换热效果较好的平行流换热器。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种平行流换热器，其包括进口、出口、位于两端的集流管及连通对应集流管的扁管，所述进口及出口与对应的集流管连通，所述集流管包括相互靠近的第一集流管与第二集流管、以及相互靠近的第三集流管与第四集流管，所述第一集流管与第二集流管位于扁管的一端，所述第三集流管与第四集流管位于扁管的另一端，所述第一集流管与第二集流管相互固定在一起，所述第一集流管与第二集流管之间形成有将所述第一集流管与第二集流管相互隔开的第一空隙。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述第一集流管与第二集流管是通过设置在它们之间的第一垫板相互固定在一起的，所述第一空隙是由于设置该第一垫板而形成的。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述第一集流管设有若干第一流通孔，所述第二集流管设有若干第二流通孔，所述第一垫板设有连通第一流通孔与第二流通孔的穿孔。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述第一垫板连续覆盖住所有的第一流通孔及所有的第二流通孔。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述第一垫板具有腰部，其两端厚、中间薄，并且所述第一垫板设有形成所述腰部的第一凹面及第二凹面，所述第一集流管及第二集流管分别设有对应贴合于所述第一凹面及第二凹面的第一配合面及第二配合面。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述平行流换热器还设有位于所述第一集流管与第二集流管之间的第二垫板，所述第二垫板同样用以固定所述第一集流管与第二集流管，所述第一空隙位于该第一垫板及该第二垫板之间；所述第二垫板具有腰部，其两端厚、中间薄，并且所述第二垫板设有形成所述腰部的第一凹面及第二凹面，所述第一集流管及第二集流管分别设有对应贴合于所述第一凹面及第二凹面的第一配合面及第二配合面。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述第三集流管与第四集流管相互固定在一起，所述第三集流管与第四集流管之间形成有将所述第三集流管与第四集流管相互隔开的第二空隙，所述第一空隙及/或第二空隙为排水通道。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述第三集流管与第四集流管是通过设置在它们之间的第三垫板相互固定在一起的，所述第二空隙是由于设置该第三垫板而形成的，所述第三垫板具有腰部，其两端厚、中间薄，并且所述第三垫板设有形成所述腰部的第三凹面及第四凹面，所述第三集流管及第四集流管分别设有对应贴合于所述第三凹面及第四凹面的第三配合面及第四配合面。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述平行流换热器还设有位于所述第三集流管与第四集流管之间的第四垫板，所述第四垫板同样用以固定所述第三集流管与第四集流管，所述第二空隙位于该第三垫板及该第四垫板之间，所述第四垫板的形状与所述第三垫板相同。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述第一集流管与第二集流管中其中一个与所述进口连通，另一个与所述出口连通，所述第一集流管、第二集流管、第三集流管及第四集流管均为圆管形且均设有与所述扁管连通的若干冲孔；所述平行流换热器为蒸发器或者冷凝器。

与现有技术相比，本发明第一集流管与第二集流管之间形成有将所述第一集流管与第二集流管相互隔开的第一空隙，如此设置能够减小第一集流管与第二集流管的接触面积，降低了流体内部换热，提升了换热效果。

附图说明

图1是本发明平行流换热器于第一实施方式中的立体图。

图2是图1另一角度的立体图。

图3是图1的主视图。

图4是图2的主视图。

图5是图1中第二集流管的立体图。

图6是图1中的第一集流管与第二集流管通过第一垫板及第二垫板相互固定在一起时的立体图。

图7是图1中第一垫板的立体图。

图8是图1中第二垫板的立体图。

图9是沿图1中A-A线的剖视图。

图10是图9中画框部分的局部放大图。

图11是本发明平行流换热器于第二实施方式中第二集流管的立体图。

图12是图11中第一集流管的轴向视图。

图13是图11中的第一集流管与第二集流管通过第一垫板及第二垫板相互固定在一起时的立体图。

具体实施方式

请参图1及图2所示，本发明揭示了一种平行流换热器100，其包括进口10、出口20、位于两端的集流管、连通对应集流管的扁管5、以及位于所述扁管5之间以起到强化换热效率的散热翅片6。所述平行流换热器100能够应用于汽车空调上，并且根据使用的不同可以是蒸发器或者冷凝器。所述集流管包括相互靠近的第一集流管1与第二集流管2、以及相互靠近的第三集流管3与第四集流管4。所述第一集流管1与第二集流管2位于扁管5的一端(在本发明平行流换热器100的安装情形下，为上端)，所述第三集流管3与第四集流管4位于扁管5的另一端(在本发明平行流换热器100的安装情形下，为下端)。需要说明的是，本发明平行流换热器100于图1及图2所示的位置并非是其理想的安装情形下的位置，图1及图2所示的位置是为了更好的描述本发明各元件之间的配合关系与位置关系(稍后详述)，而本发明理想的安装位置是第一集流管1与第二集流管2在上、第三集流管3与第四集流管4在下。

所述进口10及出口20与对应的集流管连通，所述第一集流管1与第二集流管2中其中一个与所述进口10连通，另一个与所述出口20连通。在本发明图示的实施方式中，所述进口10与第一集流管1连通，所述出口20与第二集流管2连通。当然，可以理解的是：所述进口10及出口20的开口位置及与哪个集流管对应连通均可以根据需要灵活设置，而不局限于本发明图示的实施方式。

请参图1至图5所示，在本发明的第一实施方式中，所述第一集流管1、第二集流管2、第三集流管3及第四集流管4均为圆管形。这种设计的优点在于：相较于非圆管形集流管，圆管形集流管的耐压能力较好，能够承受较高的工作压力，在做冷凝器时，圆管形集流管在运行过程中不易产生形变，换热能力较好。所述第一集流管1、第二集流管2、第三集流管3及第四集流管4均设有与所述扁管5连通的若干冲孔200。所述扁管5的两端分别插入所述冲孔200中，进而与对应的集流管实现连通。另外，所述第一集流管1、第二集流管2、第三集流管3及第四集流管4还均设置有隔板29，用来将微通道的扁管5分成若干个流程，并且合理分配每个流程的扁管数量。具体地，所述第一集流管1被隔板29分隔成第一流通段11及第二流通段12；所述第二集流管2被隔板29分隔成第三流通段21及第四流通段22；所述第三集流管3被隔板29分隔成第五流通段31及第六流通段32；所述第四集流管4被隔板29分隔成第七流通段41及第八流通段42。其中，设置于第一集流管1及第二集流管2中的隔板29均为无孔板，设置于第三集流管3及第四集流管4中的隔板29均为有孔板。

请参图5及图10所示，所述第二集流管2的第四流通段22设有若干第二流通孔221，所述第二流通孔221面向第一集流管1的第二流通段12。类似地，所述第一集流管1的第二流通段12也设有面向第二流通孔221的若干第一流通孔121。

请参图3及图4所示，所述第一集流管1与第二集流管2相互固定在一起，但是所述第一集流管1与第二集流管2之间形成有将所述第一集流管1与第二集流管2相互隔开的第一空隙13。类似地，所述第三集流管3与第四集流管4相互固定在一起，但是所述第三集流管3与第四集流管4之间也形成有将所述第三集流管3与第四集流管4相互隔开的第二空隙23。至于第一集流管1与第二集流管2之间的固定方式，包括但不限于垫板连接、边板连接等。

请参图6至图10所示，本发明图示的实施方式中，集流管的固定方式采用的是垫板连接，以下就该部分进行详细描述。所述垫板包括设置在所述第一集流管1与第二集流管2之间的第一垫板71及第二垫板72、以及设置在所述第三集流管3与第四集流管4之间的第三垫板73及第四垫板74，其中第一垫板71连接第一集流管1的第二流通段12及第二集流管2的第四流通段22；第二垫板72连接第一集流管1的第一流通段11及第二集流管2的第三流通段21；第三垫板73连接第三集流管3的第六流通段32及第四集流管4的第八流通段42；第四垫板74连接第三集流管3的第五流通段31及第四集流管4的第七流通段41。

所述第一空隙13是由于设置该第一垫板71及/或该第二垫板72而形成的，所述第一空隙13至少有部分位于该第一垫板71及该第二垫板72之间。所述第二空隙23是由于设置该第三垫板73及/或该第四垫板74而形成的，所述第二空隙23至少有部分位于该第三垫板73及该第四垫板74之间。当然，第一空隙13及第二空隙23的数目及长度不限，可以根据需要设定。

请参图7及图10所示，所述第一垫板71为长条形且具有腰部，所述第一垫板71两端厚、中间薄(在图7所示的位置中为上下端厚、中间薄)。所述第一垫板71设有形成所述腰部的第一凹面711及第二凹面712，所述第一集流管1及第二集流管2分别设有对应贴合于所述第一凹面711及第二凹面712的第一配合面14及第二配合面24。如此设置，一方面具有腰部的第一垫板71能够起到较好的定位功能，不易掉落；另一方面通过设置第一、第二凹面711、712能够较好的与第一、第二集流管1、2实现固定连接。优选地，所述第一凹面711及第二凹面712均为弧形凹面，所述第一配合面14及第二配合面24均为弧形凸面，这样能够实现较大面积的接触，更利于定位、固定、焊接。另外，所述第一垫板71设有连通第一流通孔121与第二流通孔221的穿孔713，所述穿孔713的形状与数量可以根据需要设定。所述第一垫板71连续覆盖住所有的第一流通孔121及所有的第二流通孔221，需要说明的是：这里的“覆盖”是指第一垫板71占有第一流通孔121及第二流通孔221的区域，但是实际上第一流通孔121与第二流通孔221还是通过穿孔713相互连通的(此处不再赘述)。换言之，虽然在第一、第二集流管1、2之间设置了第一垫板71，但是通过穿孔713仍然能够使流体(例如制冷剂)在第一、第二集流管1、2的第二、第四流通段12、22流动。当然，第一垫板71的数量、长度及相对位置也可以根据需要进行调整。

请参图8所示，所述第二垫板72与第一垫板71的形状相同且与第一垫板71间隔设置。所述第二垫板72也具有腰部，其两端厚、中间薄，并且所述第二垫板72也设有形成所述腰部的第一凹面721及第二凹面722，所述第一集流管1及第二集流管2分别设有对应贴合于所述第一凹面721及第二凹面722的第一配合面14及第二配合面24。但是，在本发明图示的实施方式中，所述第二垫板72的长度小于第一垫板71，并且所述第二垫板72并未设置任何穿孔。

所述第三垫板73及第四垫板74间隔设置，所述第三垫板73及第四垫板74的形状均与所述第二垫板72相同。所述第三垫板73具有腰部，其两端厚、中间薄，并且所述第三垫板73设有形成所述腰部的第三凹面及第四凹面(未图示)，所述第三集流管3及第四集流管4分别设有对应贴合于所述第三凹面及第四凹面的第三配合面及第四配合面(未图示)。优选地，所述第三凹面及第四凹面均为弧形凹面，所述第三配合面及第四配合面均为弧形凸面，这样能够实现较大面积的接触，更利于定位、固定、焊接。当然，第二垫板72、第三垫板73及第四垫板74的数量、长度及相对位置也可以根据需要进行调整。

通过设置以上结构的第一垫板71、第二垫板72、第三垫板73及第四垫板74，能够实现相应集流管的定位、固定、焊接。特别是，在本发明集流管均为圆管形的情形下，也能够巧妙的实现相应集流管的固定连接，并且能够强化本发明平行流换热器100的强度。

请参图1及图2所示，以下对本发明平行流换热器100的流体流动路径进行描述。首先，流体从进口10流入到平行流换热器100内，并在第一流通段11内流通；然后，该流体受到设置在第一集流管1内的隔板29的阻碍，便沿着扁管5流向第三集流管3的第五流通段31；由于设置在第三集流管3内的隔板29是有孔板，该流体随后会流向第六流通段32；然后再沿着扁管5流向第一集流管1的第二流通段12；由于所述第二流通段12与第二集流管2的第四流通段22是连通的，随后该流体直接流通到第四流通段22；然后，该流体受到设置在第二集流管2内的隔板29的阻碍，便沿着扁管5流向第四集流管4的第八流通段42；由于设置在第四集流管4内的隔板29是有孔板，该流体随后会流向第七流通段41；然后再沿着扁管5流向第二集流管2的第三流通段21；最后从出口20流出，完成整个换热过程。

从以上描述可以发现，流体在本发明平行流换热器100中一直在换热，因此每一个集流管中的流体的温度都是不同的。在本发明图示的实施方式中，第一集流管1与第二集流管2因为它们一个与进口10相连，一个与出口相连，因此它们内部流体的温差最大。第三集流管3与第四集流管4的内部流体温度也存在差异。现有的平行流换热器由于相邻的集流管是整体钎焊在一起的，相互之间的接触面积较大，因此流体内部换热也较大，但是这种内部换热是应该被降低的，否则会影响平行流换热器的换热效率。

与现有技术不同的是，本发明将第一集流管1与第二集流管2通过第一空隙13隔开一定的距离，从而降低了流体内部的换热，提高了平行流换热器100的换热效率。另外，本发明将第三集流管3与第四集流管4通过第二空隙23也隔开一定的距离，从而进一步降低了流体内部的换热，提高了平行流换热器100的换热效率。

另外，平行流换热器100安装时，所述第一集流管1与第二集流管2通常在上方，所述第三集流管3与第四集流管4通常在下方，当该平行流换热器100作为蒸发器使用时，产生的冷凝水能够通过第二空隙23及时的排出(即第二空隙23作为排水通道)，从而解决了现有技术中冷凝水积累在平行流换热器100的底部而影响换热效率的问题。当平行流换热器100反向安装时，所述第一集流管1与第二集流管2在下方，所述第三集流管3与第四集流管4在上方，此时所述第一空隙13便作为排水通道。总之，本发明设计的第一空隙13及第二空隙23，一方面能够降低流体的内部换热，提高换热效率；另一方面，所述第一空隙13及/或第二空隙23还可以作为排水通道。

请参图11至图13所示，本发明平行流换热器100的第二实施方式与第一实施方式的区别在于集流管的形状不同。在第二实施方式中，第一集流管1、第二集流管2、第三集流管3及第四集流管4均为非圆管形，且其均设有半径不同的第一圆弧段15及第二圆弧段16，其中所述第二圆弧段16的半径大于所述第一圆弧段15，所述冲孔200设置于所述第二圆弧段16。此时，所述第一、第二垫板71、72的第一凹面711、721与第二凹面712、722同样能够贴合第一、第二集流管1、2的外表面。

需要说明的是：以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，以上关于“上”、“下”、“左”、“右”等方位的描述只是为了便于理解本发明的内容，并非对本发明的限定。尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种平行流换热器，其包括进口、出口、位于两端的集流管及连通对应集流管的扁管，所述进口及出口与对应的集流管连通，所述集流管包括相互靠近的第一集流管与第二集流管、以及相互靠近的第三集流管与第四集流管，所述第一集流管与第二集流管位于扁管的一端，所述第三集流管与第四集流管位于扁管的另一端，其特征在于：所述第一集流管与第二集流管相互固定在一起，所述第一集流管与第二集流管之间形成有将所述第一集流管与第二集流管相互隔开的第一空隙。

2.如权利要求1所述的平行流换热器，其特征在于：所述第一集流管与第二集流管是通过设置在它们之间的第一垫板相互固定在一起的，所述第一空隙是由于设置该第一垫板而形成的。

3. 如权利要求2所述的平行流换热器，其特征在于：所述第一集流管设有若干第一流通孔，所述第二集流管设有若干第二流通孔，所述第一垫板设有连通第一流通孔与第二流通孔的穿孔。

4.如权利要求3所述的平行流换热器，其特征在于：所述第一垫板连续覆盖住所有的第一流通孔及所有的第二流通孔。

5.如权利要求2所述的平行流换热器，其特征在于：所述第一垫板具有腰部，其两端厚、中间薄，并且所述第一垫板设有形成所述腰部的第一凹面及第二凹面，所述第一集流管及第二集流管分别设有对应贴合于所述第一凹面及第二凹面的第一配合面及第二配合面。

6.如权利要求2所述的平行流换热器，其特征在于：所述平行流换热器还设有位于所述第一集流管与第二集流管之间的第二垫板，所述第二垫板同样用以固定所述第一集流管与第二集流管，所述第一空隙位于该第一垫板及该第二垫板之间；所述第二垫板具有腰部，其两端厚、中间薄，并且所述第二垫板设有形成所述腰部的第一凹面及第二凹面，所述第一集流管及第二集流管分别设有对应贴合于所述第一凹面及第二凹面的第一配合面及第二配合面。

7.如权利要求1所述的平行流换热器，其特征在于：所述第三集流管与第四集流管相互固定在一起，所述第三集流管与第四集流管之间形成有将所述第三集流管与第四集流管相互隔开的第二空隙，所述第一空隙及/或第二空隙为排水通道。

8.如权利要求7所述的平行流换热器，其特征在于：所述第三集流管与第四集流管是通过设置在它们之间的第三垫板相互固定在一起的，所述第二空隙是由于设置该第三垫板而形成的，所述第三垫板具有腰部，其两端厚、中间薄，并且所述第三垫板设有形成所述腰部的第三凹面及第四凹面，所述第三集流管及第四集流管分别设有对应贴合于所述第三凹面及第四凹面的第三配合面及第四配合面。

9.如权利要求8所述的平行流换热器，其特征在于：所述平行流换热器还设有位于所述第三集流管与第四集流管之间的第四垫板，所述第四垫板同样用以固定所述第三集流管与第四集流管，所述第二空隙位于该第三垫板及该第四垫板之间，所述第四垫板的形状与所述第三垫板相同。

10.如权利要求1至9项中任意一项所述的平行流换热器，其特征在于：所述第一集流管与第二集流管中其中一个与所述进口连通，另一个与所述出口连通，所述第一集流管、第二集流管、第三集流管及第四集流管均为圆管形且均设有与所述扁管连通的若干冲孔；所述平行流换热器为蒸发器或者冷凝器。