CN108387122B - 基于冲压钣金构造流道进出口结构的层叠板片式换热器 - Google Patents

Abstract

本发明基于冲压钣金构造流道进出口结构的层叠板片式换热器，含有由进出口压板、流道盖板与上盖板、第一流层第一第二换热片、第二流层第一第二换热片和下底板构成换热片叠合体，使用了插入管结构，在换热器第二流体侧改善了进出口结构，能形成分流层结构的用于第一流体的第一流体通道和用于第二流体的第二流体通道，即用一个流道，通过流道盖板与上盖板形成密闭的冷却介质——第二流体的进出口流道，使两种不同的介质互不干涉。本发明重新优化设计后，弥补了现有结构的不足，使换热器的空间结构更合理且能降低生产成本，提高了产品的可靠性，有利于层叠板式换热器的小型化、紧凑化，提高了空调换热的性能，具有实施和推广价值。

Description

基于冲压钣金构造流道进出口结构的层叠板片式换热器

技术领域

本发明涉及汽车空调制造技术领域，涉及汽车空调部件制造的技术，具体的是一种基于冲压钣金构造流道进出口结构的层叠板片式换热器。

背景技术

换热器是空调的主要部件之一，其中的层叠式换热器具有结构紧凑、可依据换热性能调整叠片数量，且体积小、耗材少、成本低廉又有高效的换热性，因而能广泛应用于暖通空调、化工、电力、钢铁冶金、汽车、动力机械、食品等行业的空气调节装置中。为提高空调的工作效率，提高空调的空间利用效率，将层叠板式换热器小型化、紧凑化是生产企业必须要做的工作之一。因此，各空调生产及空调配件生产企业，尤其是汽车空调制造企业都很关注对层叠板式换热器的研究，对现有产品的结构不断进行改进，使其能满足各种汽车类型安装空调的需要并能达到性能的最优化，以满足汽车和新能源汽车对空调节能、高效、低成本的要求。

发明内容

本发明的目的在于继续完善层叠板式换热器的结构，提供一种基于冲压钣金构造流道进出口结构的层叠板片式换热器，它针对现有层叠板片式换热器冷却介质侧进出口结构所存在的不足，重新进行结构优化设计并采用轻质材料，采用了冲压钣金构造的流道进出口结构，能有效提高汽车空调换热的性能。

为实现上述的目的，本发明采用了以下技术方案。

一种基于冲压钣金构造流道进出口结构的层叠板片式换热器，含有能够叠合设置的上盖板、第一流层第一换热片、第一流层第二换热片、第二流层第一换热片、第二流层第二换热片和下底板，在所述上盖板的一端设有第一流体进孔和第一流体出孔，在所述上盖板的另一端(层叠板片式换热器芯体及换热器冷却介质——第二流体侧)设有第二流体出孔和第二流体进孔；在所述第一流层第一换热片的一端设有第一孔和第二孔，在所述第一流层第一换热片的另一端设有第一平面和第三孔；在所述第一流层第二换热片的一端设有第四孔和第五孔，在所述第一流层第二换热片的另一端设有第二平面和第六孔；在所述第二流层第一换热片的一端设有第七孔和第八孔，在所述第二流层第一换热片的另一端设有第九孔和第十孔；在所述第二流层第二换热片的一端设有第十一孔和第十二孔，在所述第二流层第二换热片的另一端设有第十三孔、第三平面和第十四孔；所述第一流层第一换热片、第一流层第二换热片、第二流层第一换热片和第二流层第二换热片通过所述孔的结构能设置在上盖板与下底板之间并与所述上盖板上的第一流体进孔和第一流体出孔、第二流体出孔和第二流体进孔一一对应；

在所述第二流体出孔和第二流体进孔上设有进出口压板和流道盖板：所述进出口压板的下面设有压板第一凸台和压板第二凸台，所述进出口压板的上面设有进口和出口；在所述流道盖板上设有与所述压板第一凸台和压板第二凸台结构对应的盖板出口和盖板进口；

所述进出口压板和流道盖板与上盖板、第一流层第一换热片、第一流层第二换热片、第二流层第一换热片、第二流层第二换热片和下底板结合构成换热片叠合体后，形成分流层结构的用于第一流体的第一流体通道和用于第二流体的第二流体通道，由第一流体进孔和第一流体出孔构成的第一流体通道内的被冷却介质为第一流体，由进口、进口流体腔室、第二流体进孔、插入管、第二流体出孔、出口腔室和出口构成的第二流体通道作用于冷却介质——第二流体；在所述换热片叠合体的上盖板的第二流体出孔处设置插入管，所述插入管成上大下小的“钉子”状结构设置在所述第二流体出孔处。

进一步，所述进出口压板采用椭圆形或者矩形或者“8”字型结构，在所述进出口压板上设有进口、出口。

进一步，所述流道盖板长80mm～90mm、宽25mm～35mm、高3mm～5.5mm，采用1mm～2mm厚的复合铝板冲压成型，在所述流道盖板上设有若干凸凹加强筋和若干定位孔。

进一步，在所述上盖板上设有若干定位凸台，用于定位和固定流道盖板，防止装配错误。

进一步，所述第一流层第一换热片上的第三孔、第一流层第二换热片上的第六孔、第二流层第一换热片上的第十孔、第二流层第二换热片第三平面上的第十四孔为翻边孔的结构，所述翻边孔的结构能与所述插入管的连接更为密封。

进一步，所述插入管的直径8mm～10mm，其长度能随叠合体流层的数量进行调节，用于伸入所述第二流体通道(流通冷却介质——第二流体)，能控制第二流体的流向方向、防止第二流体向反方向流动，形成流动静止区域，并参与换热片对第二流体通道的结构分层，便于提高换热器的换热能力。

进一步，所述盖板出口、盖板进口占所述上盖板整个面积的0.2～0.5。

进一步，所述压板第一凸台、压板第二凸台凸出平面1mm～3mm，凸出高度与拼合的流道盖板材料厚度相同，直接扣合或者铆接在所述流道盖板的盖板出口、盖板进口上。

进一步，所述由进出口压板、流道盖板、上盖板与第一流层第一换热片、第一流层第二换热片、第二流层第一换热片、第二流层第二换热片和下底板构成的换热片叠合体的叠片数量能增加或减少，用于调整所述层叠板片式换热器的换热性能。

进一步，含有第一流层第一换热片、第一流层第二换热片、第二流层第一换热片、第二流层第二换热片的层叠换热片的流层结构为奇数且大于等于三层，能采用钎焊工艺预先安装。

本发明基于冲压钣金构造流道进出口结构的层叠板片式换热器的积极效果是：

(1)针对现有层叠板片式换热器冷却介质侧进出口结构所存在的不足，进行了结构的优化设计，在换热器第二流体(冷却介质)侧改善进出口结构，使换热器的空间结构更合理且能降低生产成本，提高了产品的可靠性。

(2)采用了轻质材料的、冲压钣金构造的流道进出口结构，能有效提高汽车空调换热的性能。

(3)有利于层叠板式换热器的小型化、紧凑化，提高了空调的空间利用效率，具有实施和推广价值。

附图说明

图1是本发明基于冲压钣金构造流道进出口结构的层叠板片式换热器的结构分解图。

图2是上盖板、第一流层第一、第二换热片、第二流层第一、第二换热片与下底板的叠合结构图。

图3是进出口压板、流道盖板与插入管连接位置分解图。

图4是进出口压板与流道盖板的装配剖视图。

图5是流道盖板与上盖板的装配剖视图。

图6是流道盖板、上盖板与插入管的装配剖视图。

图7是第二流体出孔的结构放大示意图。

图8是插入管与上盖板的连接位置结构示意图。

图9是进出口压板、流道盖板、上盖板与插入管的装配示意图。

图10是第一流层换热片的组成结构分解示意图。

图11是第二流层换热片的组成结构分解示意图。

图12是插入管与第一流层换热片和第二流层换热片的装配示意图。

图13是插入管与翻边孔装配的局部放大视图。

图14是换热器冷却介质——第二流体的流动剖面示意图。

图中的标号分别为：

1、进出口压板； 2、流道盖板；

3、插入管； 4、上盖板；

5、第一流层第一换热片； 6、第一流层第二换热片；

7、第二流层第一换热片； 8、第二流层第二换热片；

9、第一流体进孔； 10、第一流体出孔；

11、第二流体出孔； 12、第二流体进孔；

13、盖板出口； 14、盖板进口；

15、压板第一凸台； 16、压板第二凸台；

17、第一凸凹加强筋； 18、第二凸凹加强筋；

19、第三凸凹加强筋； 20、第一定位凸台；

21、第二定位凸台； 22、翻边孔；

23、流道盖板第一定位孔； 24、流道盖板第二定位孔；

25、下底板； 26、进口；

27、进口流体腔室； 28、叠片开孔；

29、叠片开孔； 30、出口腔室；

31、出口； 32、第一平面；

33、第一孔； 34、第二孔；

35、第三孔； 36、第二平面；

37、第四孔； 38、第五孔；

39、第六孔； 40、第九孔；

41、第七孔； 42、第八孔；

43、第十孔； 44、第十三孔；

45、第十一孔； 46、第十二孔；

47、第三平面； 48、第十四孔。

具体实施方式

以下结合附图给出本发明基于冲压钣金构造流道进出口结构的层叠板片式换热器的具体实施方式。但是应该指出，本发明的实施不限于以下的实施方式。

(参见图1)。一种基于冲压钣金构造流道进出口结构的层叠板片式换热器，含有进出口压板1、流道盖板2、插入管3、上盖板4、第一流层第一换热片5、第一流层第二换热片6、第二流层第一换热片7、第二流层第二换热片8、第一流体进孔9、第一流体出孔10、第二流体出孔11、第二流体进孔12、盖板出口13、盖板进口14和下底板25。

所述进出口压板1采用椭圆形或者矩形或者“8”字型结构，在所述进出口压板1的下面设置压板第一凸台15和压板第二凸台16，在所述进出口压板1的上面设置进口26和出口31。

所述流道盖板2采用长80mm～90mm、宽25mm～35mm、高3mm～5.5mm的结构件，采用1mm～2mm厚的复合铝板冲压成型。在所述流道盖板2上设置盖板出口13和盖板进口14，(所述盖板出口13和盖板进口14与压板第一凸台15和压板第二凸台16是对应的连接结构：所述盖板出口13、盖板进口14占所述上盖板4整个面积的0.2-0.5；所述压板第一凸台15、压板第二凸台16凸出平面1mm～3mm，凸出的高度与拼合的流道盖板材料厚度相同，能直接扣合或者铆接在所述流道盖板2的盖板出口13、盖板进口14上——参见图3、4)。在所述流道盖板2上还设有第一凸凹加强筋17、第二凸凹加强筋18、第三凸凹加强筋19以及流道盖板第一定位孔23和流道盖板第二定位孔24。

在所述上盖板4上设置第一定位凸台20和第二定位凸台21，所述定位凸台能用于定位和固定流道盖板2，防止装配错误。所述第一定位凸台20和第二定位凸台21与所述流道盖板第一定位孔23和流道盖板第二定位孔24为对应的连接结构。

所述流道盖板2和上盖板4均采用复合铝板冲压成型一次完成，结构紧凑，尺寸精度有保障。

在所述上盖板4的一端设置第一流体进孔9和第一流体出孔10，所述第一流体进孔9和第一流体出孔10可采用现有结构。在所述上盖板4的另一端(层叠板片式换热器芯体及换热器冷却介质——第二流体侧)设置第二流体出孔11和第二流体进孔12(参见图2)。

在所述第一流层第一换热片5的一端设置第一孔33和第二孔34，在所述第一流层第一换热片5的另一端设置第一平面32和第三孔35。在所述第一流层第二换热片6的一端设置第四孔37和第五孔38，在所述第一流层第二换热片6的另一端设置第二平面36和第六孔39(参见图10)。

在所述第二流层第一换热片7的一端设置第七孔41和第八孔42，在所述第二流层第一换热片7的另一端设置第九孔40和第十孔43。在所述第二流层第二换热片8的一端设置第十一孔45和第十二孔46，在所述第二流层第二换热片8的另一端设置第十三孔44和第三平面47(参见图11)。

所述第一流层第一换热片5上的第三孔35、所述第一流层第二换热片6上的第六孔39、所述第二流层第一换热片7上的第十孔43、第二流层第二换热片8第三平面47上的第十四孔48为翻边孔22的结构，所述翻边孔22的结构能与所述插入管3的连接更为密封(参见图12、13)。

所述第一流层第一换热片5、第一流层第二换热片6、第二流层第一换热片7和第二流层第二换热片8通过所述孔的结构能设置在所述上盖板4与所述下底板25之间并与所述上盖板4上的第一流体进孔9和第一流体出孔10、第二流体出孔11和第二流体进孔12一一对应(参见图2)。在所述上盖板4的第二流体出孔11和第二流体进孔12上设置进出口压板1和流道盖板2。将所述进出口压板1和流道盖板2与所述上盖板4、第一流层第一换热片5、第一流层第二换热片6、第二流层第一换热片7、第二流层第二换热片8与下底板25叠合设置构成换热片叠合体，形成分流层结构的用于第一流体的第一流体通道和用于第二流体的第二流体通道：由第一流体进孔9和第一流体出孔10构成第一流体通道内的被冷却介质为第一流体(第一流体通道的结构本专利不多描述)。由流道盖板2、上盖板4、进口26、第二流体出孔11、进口流体腔室27、第二流体进孔12、出口腔室30和出口31构成的第二流体通道(参见图5)作用于冷却介质——第二流体。本发明将被冷却介质作为第一流体，将冷却介质作为第二流体；用一个流道，通过流道盖板2与上盖板4形成密闭的、冷却介质(第二流体)的进出口流道，使两种不同的介质互不干涉。

实施中应注意：所述由进出口压板1、流道盖板2、上盖板4与第一流层第一换热片5、第一流层第二换热片6、第二流层第一换热片7、第二流层第二换热片8和下底板25构成的换热片叠合体的叠片数量是能够增加或减少的。含有第一流层第一换热片5、第一流层第二换热片6、第二流层第一换热片7和第二流层第二换热片8的层叠换热片的流层结构应该为奇数且大于等于三层，可采用钎焊工艺预先安装。通过增加或减少换热片叠合体的叠片数量可用于调整层叠板片式换热器的换热性能。

然后，在所述换热片叠合体的上盖板4的第二流体进孔12(参见图7)处设置插入管3(参见图6、8、9、12)。“钉子”状上大下小结构的插入管3直径为8mm～10mm，其长度能随叠合体流层的数量而调节。所述插入管3用于伸入第二流体通道，能控制第二流体的流向方向、防止第二流体反方向流动，形成流动静止区域，并参与换热片对第二流体通道的结构分层，便于提高换热器的换热能力。

(参见图14)。本发明基于冲压钣金构造流道进出口结构的层叠板片式换热器第二流体(冷却介质)的工作流程为：第二流体(冷却介质)通过进出口压板1的进口26流入流道盖板2与上盖板4接合形成的进口流体腔室27；在插入管3的作用下，冷却介质直接被导流到换热片叠合体冷却剂侧的第三流层，通过起隔断流层作用的第二流层第一换热片7、第二流层第二换热片8拼合形成的开孔28，冷却介质依次通过换热片叠合体第二层；再通过第一流层第一换热片5、第一流层第二换热片6拼合形成的开孔29，冷却介质再依次通过换热片叠合体第一层，通过上盖板4上的第二流体出孔11进入成型钣金与上盖板4接合形成的出口腔室30，再通过进出口压板1上的出口31，完成第二流体(冷却介质)在换热器内的一次循环。

Claims (10)

1.一种基于冲压钣金构造流道进出口结构的层叠板片式换热器，含有能够叠合设置的上盖板(4)、第一流层第一换热片(5)、第一流层第二换热片(6)、第二流层第一换热片(7)、第二流层第二换热片(8)和下底板(25)，其特征在于，在所述上盖板(4)的一端设有第一流体进孔(9)和第一流体出孔(10)，在所述上盖板(4)的另一端设有第二流体出孔(11)和第二流体进孔(12)；在所述第一流层第一换热片(5)的一端设有第一孔(33)和第二孔(34)，在所述第一流层第一换热片(5)的另一端设有第一平面(32)和第三孔(35)；在所述第一流层第二换热片(6)的一端设有第四孔(37)和第五孔(38)，在所述第一流层第二换热片(6)的另一端设有第二平面(36)和第六孔(39)；在所述第二流层第一换热片(7)的一端设有第七孔(41)和第八孔(42)，在所述第二流层第一换热片(7)的另一端设有第九孔(40)和第十孔(43)；在所述第二流层第二换热片(8)的一端设有第十一孔(45)和第十二孔(46)，在所述第二流层第二换热片(8)的另一端设有第十三孔(44)、第三平面(47)和第十四孔(48)；所述第一流层第一换热片(5)、第一流层第二换热片(6)、第二流层第一换热片(7)和第二流层第二换热片(8)通过所述孔的结构能设置在上盖板(4)与下底板(25)之间并与所述上盖板(4)上的第一流体进孔(9)和第一流体出孔(10)、第二流体出孔(11)和第二流体进孔(12)一一对应；

在所述第二流体出孔(11)和第二流体进孔(12)上设有进出口压板(1)和流道盖板(2)：所述进出口压板(1)的下面设有压板第一凸台(15)和压板第二凸台(16)，所述进出口压板(1)的上面设有进口(26)和出口(31)；在所述流道盖板(2)上设有与所述压板第一凸台(15)和压板第二凸台(16)结构对应的盖板出口(13)和盖板进口(14)；

所述进出口压板(1)和流道盖板(2)与上盖板(4)、第一流层第一换热片(5)、第一流层第二换热片(6)、第二流层第一换热片(7)、第二流层第二换热片(8)和下底板(25)结合构成换热片叠合体后，形成分流层结构的用于第一流体的第一流体通道和用于第二流体的第二流体通道，由第一流体进孔(9)和第一流体出孔(10)构成的第一流体通道内的被冷却介质为第一流体，由进口(26)、进口流体腔室(27)、第二流体进孔(12)、插入管(3)、第二流体进孔(11)、出口腔室(30)和出口(31)构成的第二流体通道作用于冷却介质——第二流体；在所述换热片叠合体的上盖板(4)的第二流体进孔(12)处设置插入管(3)，所述插入管(3)成上大下小的“钉子”状结构设置在所述第二流体进孔(12)处。

2.根据权利要求1所述的基于冲压钣金构造流道进出口结构的层叠板片式换热器，其特征在于，所述进出口压板(1)采用椭圆形或者矩形或者“8”字型结构，在所述进出口压板(1)上设有进口(26)、出口(31)。

3.根据权利要求1所述的基于冲压钣金构造流道进出口结构的层叠板片式换热器，其特征在于，所述流道盖板(2)长80mm～90mm、宽25mm～35mm、高3mm～5.5mm，采用1mm～2mm厚的复合铝板冲压成型，在所述流道盖板(2)上设有若干凸凹加强筋和若干定位孔。

4.根据权利要求1所述的基于冲压钣金构造流道进出口结构的层叠板片式换热器，其特征在于，在所述上盖板(4)上设有若干定位凸台，用于定位和固定流道盖板(2)，防止装配错误。

5.根据权利要求1所述的基于冲压钣金构造流道进出口结构的层叠板片式换热器，其特征在于，所述第一流层第一换热片(5)上的第三孔(35)、第一流层第二换热片(6)上的第六孔(39)、第二流层第一换热片(7)上的第十孔(43)、第二流层第二换热片(8)第三平面(47)上的第十四孔(48)为翻边孔(22)的结构，所述翻边孔(22)的结构能与所述插入管(3)的连接更为密封。

6.根据权利要求1所述的基于冲压钣金构造流道进出口结构的层叠板片式换热器，其特征在于，所述插入管(3)的直径为8mm～10mm，其长度能随叠合体流层的数量进行调节。

7.根据权利要求1所述的基于冲压钣金构造流道进出口结构的层叠板片式换热器，其特征在于，所述盖板出口(13)、所述盖板进口(14)占所述上盖板(4)整个面积的0.2～0.5。

8.根据权利要求1所述的基于冲压钣金构造流道进出口结构的层叠板片式换热器，其特征在于，所述压板第一凸台(15)、压板第二凸台(16)凸出平面1mm～3mm，凸出高度与拼合的流道盖板材料厚度相同或者稍许凸出，直接扣合或铆接在所述流道盖板(2)的盖板出口(13)、盖板进口(14)上。

9.根据权利要求1所述的基于冲压钣金构造流道进出口结构的层叠板片式换热器，其特征在于，所述由进出口压板(1)、流道盖板(2)、上盖板(4)与第一流层第一换热片(5)、第一流层第二换热片(6)、第二流层第一换热片(7)、第二流层第二换热片(8)和下底板(25)构成的换热片叠合体的叠片数量能增加或减少，用于调整所述层叠板片式换热器的换热性能。

10.根据权利要求9所述的基于冲压钣金构造流道进出口结构的层叠板片式换热器，其特征在于，含有第一流层第一换热片(5)、第一流层第二换热片(6)、第二流层第一换热片(7)、第二流层第二换热片(8)的层叠换热片的流层结构为奇数且大于等于三层，能采用钎焊工艺预先安装。

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