CN108139184A - 热交换器及其组装方法 - Google Patents

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Abstract

对树脂制的箱主体(5)和集管板(1)进行定位，同时将密封件(7)保持于箱主体(5)与集管板(1)之间，来确保密封性。与此同时，将扁平管(3)的开口的长轴方向的宽度取得更宽，相对地缩窄箱主体(5)的宽度而提供紧凑的箱结构。在树脂制的箱主体(5)上使多个齿部(10)以固定间隔突出，在该齿部(10)间形成管端避让部(11)，使扁平管(3)的开口(3b)的长轴方向的侧缘(3a)位于此处。并且，在齿部(10)、凸缘部(6)、集管板(1)的密封面(1a)以及周壁(8)之间形成密封件收容部(12)，使齿部(10)的前端缘(10b)落座于凸部(4)的缘部(4a)。并且，将密封件(7)配置于密封件收容部(12)与密封面(1a)之间。

Description

热交换器及其组装方法
技术领域
本发明涉及一种包括树脂制的箱主体、集管板以及密封件的热交换器，尤其是涉及能够缩小箱宽度而形成为紧凑的结构的箱与集管板的组装结构。
背景技术
下述专利文献1所记载的热交换器在树脂制箱的外周突出设置有凸缘部，该凸缘部的端面跨全长设置，且隔着密封件而嵌合安装于集管板的环状槽。图15是表示将该树脂制的箱安装到集管板后的状态的横剖视图。
另外，专利文献2所记载的热交换器尽可能地缩小集管板的环状槽，将树脂制箱的端部隔着密封件而嵌合安装于该环状槽。该箱的内表面侧的横截面形成为波形，在波的凹部间配置有扁平管。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-189206号公报
专利文献2：日本特开2015-87055号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1所记载的热交换器中，如图15所示，箱的凸缘部始终因密封件而沿着浮起的方向受力，存在箱主体与集管板之间的定位变得不稳定的缺点。
接着，引用文献2所记载的热交换器尽可能地使密封件槽变细，使树脂制箱的下端与该密封件槽抵接，存在密封的耐压等可靠性受到质疑的缺点。
于是，本发明以解决这些问题点为课题。
用于解决课题的方案
技术方案1所记载的发明是一种热交换器，其具有：集管板1，其在长边方向上彼此分开地并列设置有管插通孔2，在该管插通孔2中穿过有扁平管3的端部；以及
树脂制的箱主体5，其隔着环状的密封件7固定于所述集管板1，其中，
所述集管板1包括：底部1c，其具备密封面1a和插通孔穿设面1b，所述密封面1a与密封件7接触，所述插通孔穿设面1b设置有管插通孔2；以及周壁8，其在所述底部1c的外周缘立起，在该周壁8的缘部形成有铆接爪9，
在所述底部1c的插通孔穿设面1b上，在不超过所述扁平管3的开口3b的范围内设置有向周壁8的立起方向突出的凸部4，
所述箱主体5在其开口设置有凸缘部6，且具备：多个齿部10，它们沿着该凸缘部6的内周分开且与集管板1的密封面1a对置地从所述凸缘部6的端面6a突出；
管端避让部11，其形成于所述齿部10之间，且以使所述扁平管3的开口的长轴方向的侧缘3a配置于比所述齿部10的内周靠所述周壁8侧的位置的方式凹陷；以及
密封件收容部12，其形成于各齿部10的外侧的侧面10a、所述凸缘部6的端面6a及所述周壁8的内周面之间，
所述齿部10的内侧的前端缘10b落座于所述凸部4的外周侧的缘部4a，
在所述密封件收容部12与所述密封面1a之间配置有密封件7，由所述铆接爪9将箱主体5固定于集管板1。
技术方案2所记载的发明以技术方案1所记载的热交换器为基础，其中，
所述凸部4是在插通孔穿设面1b的整体范围设置的平面状的凸部。
技术方案3所记载的发明以技术方案1所记载的热交换器为基础，其中，
所述凸部4是沿着管插通孔2的并列方向延伸的直线状的突条。
技术方案4所记载的发明以技术方案1所记载的热交换器为基础，其中，
所述凸部4是在管插通孔2之间呈直线状延伸的突条。
技术方案5所记载的发明以技术方案1～4中任一项所记载的热交换器为基础，其中，
在所述齿部10的侧面10a与密封件7之间存在间隙101。
技术方案6所记载的发明以技术方案1～4中任一项所记载的热交换器为基础，其中，
所述密封件7与所述齿部10的侧面10a接触而被定位。
技术方案7所记载的发明以技术方案5所记载的热交换器为基础，其中，
所述环状的密封件7与所述扁平管3的开口的长轴方向的侧缘3a接触而被定位。
技术方案8所记载的发明以技术方案5所记载的热交换器为基础，其中，
所述集管板1的管插通孔2的孔缘形成为向箱主体5侧立起的翻边加工部13，由该翻边加工部13的长轴侧的侧缘对所述环状的密封件7进行定位。
技术方案9所记载的发明以技术方案6所记载的热交换器为基础，其中，
所述集管板1的管插通孔2的孔缘形成为向箱主体5侧立起的翻边加工部13，由该翻边加工部13的长轴侧的侧缘对所述环状的密封件7进行定位。
技术方案10所记载的发明根据技术方案1～9中任一项所记载的热交换器，其中，
所述齿部10间的管端避让部11形成为朝向密封件7侧而呈横截面没有头部的“J”字状逐渐挖入的形状。
在上述技术方案10的结构中，“J”字状是图2的箱主体5(上部的箱主体)的右侧壁的管端避让部11的截面形状，在左侧壁中，其形状呈现右侧壁的镜像。另外，在下部箱主体5中，“J”字的朝向与图2的形状呈现上下反向。另外，若将“J”字设为别的表述，则是半弓形。即从弓的中心起的上半部分的形状。
技术方案11所记载的发明是技术方案6或9所记载的热交换器的组装方法，其中，所述热交换器的组装方法包括：
将所述环状的密封件7沿着周向拉伸而装配于箱主体5的齿部10的侧面10a，并在该状态下将箱主体5的开口部与该密封件7一起嵌合安装于集管板1的密封面1a的工序；以及
接下来，利用集管板1的周壁8的铆接爪9对箱主体5进行铆接固定的工序。
发明效果
技术方案1所记载的热交换器具备：多个齿部10，它们沿着箱主体5的内周分开地突出；管端避让部11，其形成于该齿部10间；以及密封件收容部12，其形成于各齿部10、箱主体5的凸缘部6的端面6a及集管板1的周壁8之间，所述齿部10的前端缘10b与集管板1的凸部4的缘部4a接触，密封件7配置于密封件收容部12与集管板1的密封面1a之间。
并且，具有如下结构：扁平管3的长轴侧的侧缘3a插入于凹陷地形成于箱主体5的齿部10间的管端避让部11。
因此，能够使扁平管3的侧缘3a比集管板1的凸部4的缘部4a靠近周壁8侧。其结果是，能够缩小箱主体5的宽度，能够实现热交换器的小型化。
而且，使所述齿部10的前端缘10b落座于所述凸部4的密封面1a侧的缘部4a，因此，确保箱主体5与集管板1之间的定位，成为耐压性较高的结构。而且，在齿部10的侧面10a与凸缘部6的端面6a、周壁8之间确保密封件收容部12，能够使箱的密封性良好。
作为该凸部4的一例，能够采用技术方案2～4那样的形状。
尤其是，技术方案3所记载的发明将凸部4设为沿着管插通孔的并列方向延伸的直线状的突条，因此，能够利用设置于平面的肋的效果来提高集管部的刚性，也能够提高管与集管部之间的接合部的强度。
技术方案5所记载的发明在上述结构的基础上，在箱主体5的齿部10的侧面10a与环状的密封件7之间设置间隙101，因此，能够防止齿部10向密封件7上攀爬，能够使密封性良好。
技术方案6所记载的发明在上述结构的基础上，所述环状的密封件7与箱主体5的齿部10的侧面10a接触而进行密封件7的定位，因此，能够将密封件7准确地载置于密封面1a，能够确保箱的密封性。
技术方案7所记载的发明在技术方案5的结构的基础上，所述环状的密封件7与所述扁平管3的开口的长轴方向的侧缘3a接触而被定位，因此，成为可靠地保持密封件7而密封性良好的结构。
技术方案8所记载的发明在技术方案5的结构的基础上，翻边加工部13立起形成于集管板1的管插通孔2的孔缘，由该翻边加工部13的长轴侧的侧缘对所述环状的密封件7进行定位，因此，密封件7被所述翻边加工部13的侧缘定位，能够稳定地保持密封件7，由翻边加工部13保护扁平管3的插通端部。
技术方案9所记载的发明在技术方案6的结构的基础上，翻边加工部13立起形成于集管板1的管插通孔2的孔缘，由该翻边加工部13的长轴侧的侧缘对所述环状的密封件7进行定位，因此，能够容易地进行密封件7的定位，并且，由翻边加工部13保护扁平管3的插通端部。
技术方案10所记载的发明在上述任一结构的基础上，使齿部10间的管端避让部11的横截面的内表面侧是朝向密封件侧而横截面设为没有头部的“J”字状的结构，因此，能够减轻由壁厚减少导致的箱主体的强度降低。
技术方案11所记载的发明在技术方案6或技术方案9的结构的基础上，包括：将环状的密封件7沿着周向拉伸而装配于箱主体5的齿部10的侧面10a，并在该状态下将箱主体5的开口部与该密封件7一起嵌合安装于集管板1的密封面1a，因此，能够将密封件7迅速且准确地嵌合安装于密封件收容部12。
附图说明
图1是本发明的第一实施例的热交换器的主要部分分解立体图。
图2是其主要部分横剖视图。
图3是其主要部分立体图。
图4是用于该热交换器的箱主体5的横剖视图。
图5是用于该热交换器的集管板1的横剖视图。
图6是图5的VI-VI向视主要部分俯视图。
图7是发明的第二实施例的热交换器的主要部分横剖视图。
图8是表示在图7的齿部10和弧状齿部14的外周装配有密封件7的状态的立体图。
图9是图7的IX-IX向视图。
图10是图9的X-X向视剖视图。
图11是表示用于本发明的热交换器的集管板1的另一例1的主要部分俯视图。
图12是图11的XII-XII向视图。
图13是表示用于本发明的热交换器的集管板1的另一例2的主要部分俯视图。
图14是表示用于本发明的热交换器的集管板1的另一例3的主要部分俯视图。
图15是以往型热交换器的主要部分横剖视图。
具体实施方式
接着，基于附图对本发明的热交换器进行说明。
实施例1
图1～图6表示本发明的第一实施例。
如图1所示，在该热交换器中，多个扁平管3并列，该扁平管3的两开口3b的端部穿过沿着一对集管板1(省略下部侧的箱)的长边方向并列地穿设的管插通孔2。并且，在各管3间配置波纹状翅片而形成芯部，在高温的炉内，芯部的各部件被钎焊成一体。钎料被预先涂布于各部件间，或覆盖于构件。
该集管板1通过金属板(铝、铝合金、不锈钢等)的冲压成型而形成，是在其底部1c的外周缘立起有侧壁8的盘状的构件，在侧壁8的前端缘以防松爪9分开的方式突出设置有铆接爪9。该各集管板1的底面1c设置有插通孔穿设面1b和密封面1a，所述插通孔穿设面1b被穿设有管插通孔2，所述密封面1a在插通孔穿设面1b的外周与侧壁8之间载置密封件。
在该密封面1a上载置有密封件7的状态下，箱主体5覆盖嵌合于该部位。箱主体5具有通过树脂的注塑成型而形成的凸缘部6，由在周缘突出设置的铆接爪9将箱主体5固定于芯部。
在此，本发明的特征在于树脂制的箱主体5与集管板1的组装的结构。该箱主体5形成为使一个面开放的大致方形箱状，在其开放端的外周呈环状形成有凸缘部6。与此同时，如图1～图4所示，沿着箱主体5的内表面侧的内周面突出设置有多个齿部10。
该齿部10从箱主体5的凸缘部6的端面6a突出，在箱主体5的长边方向的两端突出设置有一对弧状齿部14(省略左侧)。各齿部10和一对弧状齿部14的从端面6a突出的突出长度相同。
即，如图2、图3所示，箱主体5的端面6a和齿部10的外侧的侧面10a形成箱主体5的宽度方向的横截面呈L字状的台阶。
在上述的各齿部10间，以与扁平管3的管插通孔2的位置匹配的方式凹陷地形成有管端避让部11。如图1～图3所示，该管端避让部11朝向凸缘部6的端面6a而呈在箱主体5的宽度方向上的横截面没有头部的倒“J”字状凹陷。
接着，如图5、图6所示，在集管板1上，以沿着该集管板1的底面1c的插通孔穿设面1b的长边方向并列的方式以固定间隔穿设有管插通孔2。在管插通孔2的孔缘部形成有朝向集管板1的周壁8的立起方向立起的翻边加工部13。并且，在与各管插通孔2相邻的位置，朝向周壁8的立起方向突出地设置有凸部4。并且，如图2所示，箱主体5的前端缘10b与该凸部4的外侧的缘部4a抵接。
在图1～图6的例子中，该凸部4成为在插通孔穿设面1b的整体范围从集管板1的内表面底部1c呈平面状鼓起的形状。如图5所示，凸部4以从集管板1的内表面底部1c突出的突出高度H1不超过从内表面底部1c到扁平管3的穿过后的开口端部为止的高度H2的方式形成。
通过设置该凸部4，能够对箱主体5的齿部10进行定位，防止箱主体5的横向偏移。另外，通过设置翻边加工部13，从而在箱主体5被施加了外力时，能够防止该外力直接向扁平管3的插通端部传递而使扁平管3的端部变形。
在该例子中，在凸部4的外侧的缘部4a与集管板1的周壁8之间形成有环状的槽形的密封面1a。
在向这样的热交换器的芯部组装树脂制的箱主体5时，预先在集管板1的密封面1a配置环状的密封件7。此时，密封件7的内周与翻边加工部13的长轴侧的侧缘抵接，密封件7被定位。
接下来，将箱主体5覆盖嵌合于集管板1。箱主体5的凸缘部6的端面6a隔着密封件7载置于密封面1a。此时，如图2所示，箱主体5的齿部10和弧状齿部14的内侧的前端缘10b与集管板1的凸部4的外侧的缘部4a抵接，箱主体5被定位。
此时，成为如下结构：由槽状的密封面1a、周壁8、齿部10的侧面10a、以及凸缘部6的端面6a形成环状的密封件收容部12，在该密封件收容部12配置有密封件7。
翻边加工部13的长轴侧的侧缘形成为比箱主体5的齿部10的外侧的侧面10a突出，因此，在箱主体5的齿部的外侧的侧面10a与密封件7的内周之间产生间隙101。由此，能够防止齿部10向密封件7上攀爬，能够保持良好的密封性。
另外，根据图2和图3可知，各扁平管3穿过集管板1的翻边加工部13的管插通孔2，其侧缘3a插入各齿部10间的管端避让部11。由此，扁平管3的开口3b的长轴方向的侧缘3a向周壁8侧突出。并且，该侧缘3a位于比箱主体5的齿部10的前端缘10b靠周壁8侧的位置。其结果是，周壁8的宽度缩小，成为紧凑的结构。
接下来，在该状态下，通过将集管板1的周壁8的端部的铆接爪9向箱主体5的凸缘部6侧进行铆接，来将箱主体5固定于芯部，完成热交换器。此时，密封件7被向密封面1a侧按压，形成水密结构。
在附图中，为了强调地记载作为本申请的特征的部分，省略使流体向热交换器的箱内部流通的流体出入口等必要的部分的记载。这些必要的部分在对箱主体5进行树脂成型时与箱主体5同时形成。
实施例2
图7～图11表示本发明的第二实施例。
如图7所示，与第一实施例的不同点在于密封件7与箱主体5的齿部10接触。另外，其特征在于如下组装方法：在其组装时，预先如图8所示那样，将密封件7覆盖安装于箱主体5的齿部10的外周的侧面10a，由此能够容易地组装。
箱主体5的结构和集管板1的结构与第一实施例同样，因此省略说明。
在第二实施例中，如图8所示，在由箱主体5的凸缘部6的端面6a和齿部10、弧状齿部14的外侧的侧面10a构成的台阶上，预先将环状的密封件7以拉伸后的状态覆盖于该台阶的内周。此时，密封件7比齿部10、弧状齿部14的前端面向下侧稍微突出与台阶15相应的量。
在该状态下，当将箱主体5覆盖嵌合于集管板1并进行按压时，密封件7被按压与该台阶15相应的量，从而如图9、图10所示，密封件7的内周7b被挤出而与各扁平管3的管插通孔2的翻边加工部13的长轴侧的侧缘抵接，密封件7被定位。在该状态下，周壁8的铆接爪9被铆接于箱主体5的凸缘部6，从而箱主体5和芯部被固定。
在上述两个实施例中，利用在管插通孔2的孔缘设置有翻边加工部13的例子进行了说明，但也可以不设置翻边加工部13而直接将扁平管3穿过集管板1。在该情况下，也能够使密封件7的内周与扁平管3的穿过后的端部的侧缘3a接触而对密封件7进行定位。
另外，在附图中，采用使管端避让部11的形状凹陷成横截面没有头部的倒“J”字状的结构，但只要是能够使管端合理地穿过的形状即可，并不限定于此。
(集管板1的凸部4的形状的另一例)
而且，集管板1的凸部4的形状可以如图11、图12所示那样设为在管插通孔2之间呈直线状延伸的突条。另外，也可以如图13所示那样设为沿着管插通孔2的并列方向延伸的直线状的突条。而且，也可以如图14所示那样，通过设置凹窝状的突起而形成为凸部4，由此防止箱主体5的齿部10的位置偏移。
设置于集管板1的凸部4的形状只要是起到本发明的凸部4的效果(至少是防止箱主体5的齿部10的位置偏移的功能)的形状即可，因此，并不限定于上述的实施例。
附图标记说明：
1 集管板
1a 密封面
1b 插通孔穿设面
1c 底部
2 管插通孔
3 扁平管
3a 侧缘
3b 开口
4 凸部
4a 缘部
5 箱主体
6 凸缘部
6a 端面
7 密封件
7b 内周
8 周壁
9 铆接爪
10 齿部
10a 侧面
10b 前端缘
11 管端避让部
12 密封件收容部
13 翻边加工部
14 弧状齿部
15 台阶
101 间隙。

Claims (11)

1.一种热交换器，其具有：
集管板(1)，其在长边方向上彼此分开地并列设置有管插通孔(2)，在该管插通孔(2)中穿过有扁平管(3)的端部；
树脂制的箱主体(5)，其隔着环状的密封件(7)固定于所述集管板(1)，其中，
所述集管板(1)包括：底部(1c)，其具备密封面(1a)和插通孔穿设面(1b)，所述密封面(1a)与密封件(7)接触，所述插通孔穿设面(1b)设置有管插通孔(2)；以及周壁(8)，其在所述底部(1c)的外周缘立起，在该周壁(8)的缘部形成有铆接爪(9)，
在所述底部(1c)的插通孔穿设面(1b)上，在不超过所述扁平管(3)的开口(3b)的范围内设置有向周壁(8)的立起方向突出的凸部(4)，
所述箱主体(5)在其开口设置有凸缘部(6)，且具备：
多个齿部(10)，它们沿着该凸缘部(6)的内周分开，且与集管板(1)的密封面(1a)对置地从所述凸缘部(6)的端面(6a)突出；
管端避让部(11)，其形成于所述齿部(10)之间，且以使所述扁平管(3)的开口的长轴方向的侧缘(3a)配置于比所述齿部(10)的内周靠所述周壁(8)侧的位置的方式凹陷；以及
密封件收容部(12)，其形成于各齿部(10)的外侧的侧面(10a)、所述凸缘部(6)的端面(6a)及所述周壁(8)的内周面之间，
所述齿部(10)的内侧的前端缘(10b)落座于所述凸部(4)的外周侧的缘部(4a)，
在所述密封件收容部(12)与所述密封面(1a)之间配置有密封件(7)，由所述铆接爪(9)将箱主体(5)固定于集管板(1)。
2.根据权利要求1所述的热交换器，其中，
所述凸部(4)是在插通孔穿设面(1b)的整体范围设置的平面状的凸部。
3.根据权利要求1所述的热交换器，其中，
所述凸部(4)是沿着管插通孔(2)的并列方向延伸的直线状的突条。
4.根据权利要求1所述的热交换器，其中，
所述凸部(4)是在管插通孔(2)之间呈直线状延伸的突条。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的热交换器，其中，
在所述齿部(10)的侧面(10a)与所述环状的密封件(7)之间存在间隙(101)。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的热交换器，其中，
所述环状的密封件(7)与所述齿部(10)的侧面(10a)接触而被定位。
7.根据权利要求5所述的热交换器，其中，
所述环状的密封件(7)与所述扁平管(3)的开口的长轴方向的侧缘(3a)接触而被定位。
8.根据权利要求5所述的热交换器，其中，
所述集管板(1)的管插通孔(2)的孔缘形成为朝向周壁(8)的立起方向侧立起的翻边加工部(13)，由该翻边加工部(13)的长轴侧的侧缘对所述环状的密封件(7)进行定位。
9.根据权利要求6所述的热交换器，其中，
所述集管板(1)的管插通孔(2)的孔缘形成为朝向周壁(8)的立起方向侧立起的翻边加工部(13)，由该翻边加工部(13)的长轴侧的侧缘对所述环状的密封件(7)进行定位。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的热交换器，其中，
所述齿部(10)间的管端避让部(11)形成为朝向密封件(7)侧而呈横截面没有头部的J字状逐渐挖入的形状。
11.一种热交换器的组装方法，其是权利要求6或9所述的热交换器的组装方法，其中，
所述热交换器的组装方法包括：
将所述环状的密封件(7)沿着周向拉伸而装配于箱主体(5)的齿部(10)的侧面(10a)，并在该状态下将箱主体(5)的开口部与该密封件(7)一起嵌合安装于集管板(1)的密封面(1a)的工序；以及
接下来，利用集管板(1)的周壁(8)的铆接爪(9)将箱主体(5)铆接固定的工序。
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