CN109539852A - 一种微通道换热器的扁管以及微通道换热器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微通道换热器的扁管以及微通道换热器，涉及空调器领域，所述扁管包括分体成型的第一壁板和第二壁板，所述第一壁板和/或所述第二壁板具有向所述冷媒流通腔内突出的凸起部，以形成多个沿所述扁管长度方向设置的冷媒通道。本发明降低了生产成本和生产难度。

Description

一种微通道换热器的扁管以及微通道换热器
【技术领域】
本发明涉及空气调节器领域，具体涉及一种微通道换热器的扁管以及微通道换热器。
【背景技术】
目前，风冷换热器主要有铜管铝翅片换热器和全铝微通道换热器两种。近年来，随着铜价的不断攀升，铜管铝翅片换热器正遭受更多同类产品的挑战，而全铝微通道换热器以其价格上的优势越来越受到行业的青睐，正逐步从汽车空调领域扩展到家用空调和商用空调领域。然而，现有技术中的微通道多孔扁管多采用熔融挤压工艺，铝锭需二次熔融，能源消耗大，成本高昂，并且技术门槛高。而且，现有技术中的扁管挤出成型工艺，使得扁管结构仅为直线状，对于非直排换热器结构，需通过折弯换热器芯体来实现，容易造成扁管孔挤压堵塞、开裂等问题。在申请号为“201611225638.0”的对比文件中，公开了一种多通道异形扁管，该种扁管采用一片铝板进行多次折弯形成。这种工艺虽然解决了挤压成型能源消耗大、成本高昂、技术门槛高等问题，但是在进行折弯加工过程中，存在扁管微通道易堵塞、折弯位置易开裂等问题。
【发明内容】
为解决前述问题，本发明提供了一种新型的微通道换热器的扁管，降低了生产成本和生产难度。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种微通道换热器的扁管，所述扁管包括分体成型的第一壁板和第二壁板，所述第一壁板和所述第二壁板连接形成冷媒流通腔，所述第一壁板和/或所述第二壁板具有向所述冷媒流通腔内突出的凸起部，以在所述冷媒流通腔中形成多个沿所述扁管长度方向设置的冷媒通道。
进一步的，所述凸起部包括第一凸起部和第二凸起部，所述第一凸起部由所述第一壁板向所述第二壁板突出，所述第二凸起部由所述第二壁板向所述第一壁板突出，所述第一凸起部和所述第二凸起部相互抵靠并连接；或所述凸起部包括第一凸起部和第二凸起部，所述第一凸起部由所述第一壁板向所述第二壁板突出，所述第二凸起部由所述第二壁板向所述第一壁板突出，所述第一凸起部连接所述第二壁板，所述第二凸起部连接所述第一壁板，所述第一凸起部和第二凸起部交错分布。
更进一步的，所述第一壁板向所述冷媒流通腔内凹陷形成所述第一凸起部，所述第二壁板向所述冷媒流通腔内凹陷形成所述第二凸起部，所述第一凸起部和第二凸起部的高度为0.3mm～1.0mm。
可选的，所述凸起部由所述第一壁板向所述第二壁板突出，所述凸起部连接所述第二壁板；或所述凸起部由所述第二壁板向所述第一壁板突出，所述凸起部连接所述第一壁板。
进一步的，所述凸起部由所述第一壁板向所述冷媒流通腔内凹陷形成；或所述凸起部由所述第二壁板向所述冷媒流通腔内凹陷形成，所述凸起部的高度为0.5mm～1.2mm。
可选的，所述凸起部在所述冷媒流通腔中沿着所述扁管长度方向间隔分布，以在相邻凸起部之间形成允许相邻冷媒通道的冷媒相互流通的间隙。
可选的，所述第一壁板具有向远离所述第二壁板方向凹陷的第一凹槽，所述第二壁板具有向远离所述第一壁板方向凹陷的第二凹槽，所述第一凹槽的侧壁和所述第二凹槽的侧壁相连接形成所述冷媒流通腔。
进一步的，所述第一凹槽的侧壁向所述第一凹槽外延伸形成第一翻边，所述第二凹槽的侧壁向所述第二凹槽外延伸形成第二翻边，所述第一翻边和第二翻边相互连接。
进一步的，所述第一凹槽的侧壁和所述第二凹槽的侧壁彼此至少有部分重叠，且重叠部分焊接固定。
可选的，所述第一壁板具有向远离所述第二壁板方向凹陷的凹槽，所述凹槽的侧壁向所述凹槽外延伸形成翻边，所述翻边与所述第二壁板连接；或所述第二壁板具有向远离所述第一壁板方向凹陷的凹槽，所述凹槽的侧壁向所述凹槽外延伸形成翻边，所述翻边与所述第一壁板连接。
可选的，所述第一壁板和第二壁板的厚度为0.2mm～0.8mm。
另外，本发明还公开了一种微通道换热器，包括上述任意一项所述的扁管。
进一步的，所述微通道换热器呈直板形、圆形、方形、L形、U形或V形。
采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：
1、本发明所公开的微通道换热器的扁管，通过壁板形成冷媒流通腔，通过壁板凹陷形成的凸起来形成供冷媒流过的微通道，这种结构可采用冲压压制成型技术，相比于现行的多孔扁管挤压成型，冲压压制技术简单，能耗低，技术门槛低，换热器生产商可选择自主生产或采购，降低扁管采购成本及提高议价权。
2、本发明所公开的微通道换热器的扁管采用了冲压压制成型技术，因此可以设计不同的模具对材料进行冲压，以形成多种内部结构的微通道扁管，相比于现行的多孔扁管挤压成型，结构灵活，工艺简单，可靠性高，同时，采用冲压成型，无需折弯操作，避免了折弯操作中扁管微通道易堵塞、开裂等问题。
3、本发明所公开的微通道换热器的扁管，由于可以设置成两个壁板对称的形式，因此只需要一次开模，便可完成对两个壁板的加工，因此精简了生产步骤，并且降低了开模费用，节约了生产成本。
4、本发明所公开的微通道换热器的扁管，翻边、凸起均采用钎焊连接，工艺简单可靠，密封性好，同时，由于凸起或与壁板连接，或与凸起相互连接，连接处采用钎焊工艺，因此凸起可以承受较高的冷媒压力，借助钎焊连接，可以防止凸起位置被高压冷媒冲击变形，因此提高了扁管的可靠性，也增强了两块壁板的连接强度。
5、本发明所公开的微通道换热器的扁管，由于凸起在扁管长度方向之间具有空隙，因此扁管内腔为空间结构，更容易实现管内湍流流动，相比于现行的线形孔扁管，可进一步强化管内换热。
6、本发明所公开的微通道换热器的扁管，由于壁板采用冲压加工形成向内突出的凸起，因此扁管表面必然排列有凹坑。由于凹坑的存在，翅片和扁管间必然存在因不能完全焊合而留有的通道，在蒸发器和热泵工况下，换热器多采用垂直安装，冷凝水在重力作用下汇集并通过凹坑流下，实现微通道蒸发器排水，进一步提升换热效率。
7、当第一凸起和第二凸起的高度小于0.3mm时，二者在扁管内所构成的微通道截面积极小，在焊接过程中焊料极易阻塞冷媒通道，致使冷媒在扁管内流通不畅，影响换热效果；当第一凸起和第二凸起的高度大于1.0mm时，由于二者凸起高度过大，因此壁板被拉伸的程度更高，以至于材料的强度势必被削弱，难以承受冷媒的压力。第三凸起同理，当第三凸起的高度小于0.5mm时，第三凸起和第一壁板或第二壁板在扁管内所构成的微通道截面积极小，在焊接过程中焊料极易阻塞冷媒通道，致使冷媒在扁管内流通不畅，影响换热效果；当第三凸起的高度大于1.2mm时，由于凸起高度过大，因此壁板被拉伸的程度更高，以至于材料的强度势必被削弱，难以承受冷媒的压力。同时，第一壁板和第二壁板的厚度，过厚将加大冲压难度，过薄无法承受冷媒的压力，因此选用0.2mm～0.8mm厚度。
另外，本发明还公开了一种微通道换热器，包括上述任意一项所述的扁管。该微通道换热器所能达到的有益效果与上文中所描述的扁管所能达到的有益效果相同，两者推导过程相类似，故在此不再赘述。
本发明的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式以及附图中进行详细的揭露。本发明最佳的实施方式或手段将结合附图来详尽表现，但并非是对本发明技术方案的限制。另外，在每个下文和附图中出现的这些特征、要素和组件是具有多个，并且为了表示方便而标记了不同的符号或数字，但均表示相同或相似构造或功能的部件。
【附图说明】
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明实施例一的示意图；
图2是本发明实施例一的俯视图；
图3是本发明实施例一中第一壁板的示意图；
图4是本发明实施例一的截面视图；
图5是本发明实施例二的截面视图；
图6是本发明实施例三的截面视图；
图7是本发明实施例四的截面视图；
图8是本发明实施例八的示意图；
图9是本发明实施例九的示意图；
图10是本发明实施例十的示意图；
图11是本发明实施例十一的示意图；
图12是本发明实施例十二的示意图；
图13是本发明实施例十三的示意图。
附图中：
1.1-第一壁板、1.2-第二壁板、1.3-第一凸起、1.4-第二凸起、1.5-第一翻边、1.6-第二翻边、1.7-集流管、1.8-翅片、1.9-挡板、1.10-连接管，2.1-第一壁板、2.2-第二壁板、2.3-第三凸起、2.4-第一翻边、2.5-第二翻边，3.1-第一壁板、3.2-第二壁板、3.3-第一凸起、3.4-第二凸起、3.5-第三翻边，4.1-第一壁板、4.2-第二壁板、4.3-第三凸起、4.4-第三翻边
【具体实施方式】
下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。
在本说明书中引用的“一个实施例”或“实例”或“例子”意指结合实施例本身描述的特定特征、结构或特性可被包括在本专利公开的至少一个实施例中。短语“在一个实施例中”在说明书中的各位置的出现不必都是指同一个实施例。
在本发明实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“横向”、“纵向”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例一：
本实施例提供一种微通道换热器。
如图1至图4所示，一种微通道换热器，包括分体成型的第一壁板1.1和第二壁板1.2，第一壁板1.1和第二壁板1.2相对设置，厚度t为0.2mm。第一壁板1.1向第二壁板1.2远离的方向凹陷形成第一凹槽(图中未标出)，第二壁板1.2向第一壁板1.1远离的方向凹陷形成第二凹槽(图中未标出)，第一凹槽和第二凹槽形成冷媒流通腔。第一壁板1.1上设有第一凸起1.3，第二壁板1.2上设有第二凸起1.4，第一凸起1.3呈圆台形，也可以呈条形等其他形状，本实施例优选圆台形，均布于第一凹槽的底壁，第二凸起1.4呈圆台形，均布于第二凹槽的底壁。本实施例中，第一凸起1.3和第二凸起1.4的高度d为0.3mm。第一凹槽的两个侧壁向第一凹槽外延伸形成两条第一翻边1.5，第二凹槽的两个侧壁向第二凹槽外延伸形成两条第二翻边1.6。本实施例中，第一凸起1.3和第一翻边1.5均由第一壁板1.1冲压成型，第二凸起1.4和第二翻边1.6均由第二壁板1.2冲压成型，相比于现行的多孔扁管挤压成型，冲压压制技术简单，能耗低，技术门槛低，换热器生产商可选择自主生产或采购，降低扁管采购成本及提高议价权。同时，在不同使用场合，根据不同的工况，可以设计不同的模具对壁板进行冲压，形成多种内部结构的微通道扁管，以适应不同的需求，相比于现行的多孔扁管挤压成型，结构灵活，工艺简单，可靠性高，同时，采用冲压成型，无需折弯操作，避免了折弯操作中扁管微通道易堵塞、开裂等问题。第一凸起1.3和第二凸起1.4的形状、数量与位置均相同，并且第一翻边1.5和第二翻边1.6的形状和位置均形同，因此第一壁板1.1和第二壁板1.2形成了对称设置，只需要一次开模，便可完成对两个壁板的加工，因此精简了生产步骤，并且降低了开模费用，节约了生产成本。第一壁板1.1和第二壁板1.2相连接，两条第一翻边1.5和两条第二翻边1.6采用钎焊连接，同时，第一凸台1.3的顶面和第二凸台1.4的顶面钎焊连接，工艺简单可靠，密封性好。同时，第一凸起1.3的顶面和第二凸起1.4的顶面相互抵靠并且也采用钎焊连接，使第一凸起1.3和第二凸起1.4可以承受较高的冷媒压力，借助钎焊连接，可以防止第一凸起1.3和第二凸起1.4被高压冷媒冲击变形，因此提高了扁管的可靠性，也增强了第一壁板1.1和第二壁板1.2的连接强度。
组装完成的扁管，在长度方向上，多个第一凸起1.3和第二凸起1.4相钎焊连接所构成的凸起部在由第一凹槽和第二凹槽构成的冷媒流通腔内体形成了冷媒通道，由于第一凸起1.3和第二凸起1.4为圆台形，因此，相邻凸起部之间形成允许相邻冷媒通道的冷媒相互流通的间隙，因此扁管内腔为空间结构，更容易实现管内湍流流动，相比于现行的线形孔扁管，可进一步强化管内换热。
由于第一凸起1.3和第二凸起1.4均为冲压成型，因此，第一壁板1.1的板面和第二壁板1.2的板面均向冷媒流通腔内凹陷形成凹坑，由于凹坑的存在，翅片和扁管间必然存在因不能完全焊合而留有的通道，在蒸发器和热泵工况下，换热器多采用垂直安装，冷凝水在重力作用下汇集并通过凹坑流下，实现微通道蒸发器排水，进一步提升换热效率。
实施例二：
如图5所示，本实施例与实施例一不同的是，本实施例中，一种微通道换热器，包括分体成型的第一壁板2.1和第二壁板2.2，第一壁板2.1和第二壁板2.2相对设置，本实施例中，第一壁板2.1和第二壁板2.2的厚度t为0.2mm。第一壁板2.1向第二壁板1.2远离的方向凹陷形成第一凹槽，第二壁板2.2向第一壁板2.1远离的方向凹陷形成第二凹槽，第一凹槽和第二凹槽形成冷媒流通腔。第一壁板2.1上设有第三凸起2.3，第三凸起2.3呈圆台形，均布于第一凹槽的底壁，本实施例中，第三凸起2.3的高度d为0.5mm。第一凹槽的两个侧壁向第一凹槽外延伸形成两条第一翻边2.4，第二凹槽的两个侧壁向第二凹槽外延伸形成两条第二翻边2.5。本实施例中，第三凸起2.3和第一翻边2.4均由第一壁板2.1冲压成型，第二翻边2.5均由第二壁板2.2冲压成型，第一翻边2.4和第二翻边2.5钎焊连接，第三凸起2.3的顶面与第二壁板2.2的板面钎焊连接。
实施例三：
如图6所示，本实施例与实施例一不同的是，本实施例中，一种微通道换热器，包括分体成型的第一壁板3.1和第二壁板3.2，第一壁板3.1和第二壁板3.2相对设置，本实施例中，第一壁板3.1和第二壁板3.2的厚度t为0.8mm。第一壁板3.1向第二壁板3.2远离的方向凹陷形成第一凹槽，第二壁板3.2为平板，第一壁板3.1上设有第一凸起3.3，第二壁板3.2上设有第二凸起3.4，第一凸起3.3呈圆台形，均布于第一凹槽的底壁，第二凸起3.4也呈圆台形，第二凸起3.4和第一凸起3.3的形状、数量与位置均相同，本实施例中，第一凸起3.3和第二凸起3.4的高度d为1.0mm。第一凹槽的两个侧壁向第一凹槽外延伸形成两条第三翻边3.5，本实施例中，第一凸起3.3和第三翻边3.5均由第一壁板3.1冲压成型，第二凸起3.4由第二壁板1.2冲压成型，第三翻边3.5直接与第二壁板3.2的板面钎焊连接，第一凸台3.3的顶面和第二凸台3.4的顶面钎焊连接。
实施例四：
如图7所示，本实施例与实施例一不同的是，本实施例中，一种微通道换热器，包括分体成型的第一壁板4.1和第二壁板4.2，第一壁板4.1和第二壁板4.2相对设置，本实施例中，第一壁板4.1和第二壁板4.2的厚度t为0.6mm。第一壁板4.1向第二壁板4.2远离的方向凹陷形成第一凹槽，第二壁板4.2为平板，第一壁板4.1上设有第三凸起4.3，第三凸起4.3呈圆台形，均布于第一凹槽的底壁，本实施例中，第三凸起4.3的高度d为1.2mm。第一凹槽的两个侧壁向第一凹槽外延伸形成两条第三翻边4.4，本实施例中，第三凸起4.3和第三翻边4.4均由第一壁板4.1冲压成型，第三翻边4.4直接与第二壁板4.2的板面钎焊连接，第三凸台4.3的顶面和第二壁板4.2的板面钎焊连接。
实施例五
本实施例与实施例一不同的是，本实施例中，第一壁板和第二壁板的厚度为0.4mm，第一壁板设有第一凸起，第二壁板设有第二凸起，第一凸起和第二凸起均呈圆台形，第一凸起的高度为1.0mm，顶面与第二壁板钎焊连接，第二凸起的高度为1.0mm，顶面与第一壁板钎焊连接，第一凸起和第二凸起交错设置，形成多个沿扁管长度方向设置的冷媒通道。
实施例六
本实施例与实施例一不同的是，本实施例中，第一壁板和第二壁板的厚度为0.5mm，第一凸起和第二凸起的高度为0.8mm。第一凹槽的侧壁和第二凹槽的侧壁彼此至少有部分重叠，重叠的部分采用钎焊连接固定。
实施例七
本实施例与实施例二不同的是，本实施例中，第一壁板和第二壁板的厚度为0.5mm，第三凸起的高度为1.0mm。
实施例八
如图8所示，本实施例提供了一种微通道换热器，包括两根集流管1.7、其中一根集流管1.7上设有与制冷系统相连接的连接管1.10，两根集流管1.7之间连接有若干实施例一中所描述的扁管，在相邻的扁管之间设有波纹型翅片1.8，以增大散热面积，同时，位于集流管1.7端部位置的两根扁管的外侧面上也设有翅片1.8，此处的翅片1.8通过挡板1.9进行防护，防止此处的翅片1.8变形损坏。本实施例中的微通道换热器呈直板形。
实施例九
如图9所示，本实施例与实施例八不同的是，本实施例中的微通道换热器呈L形，由扁管及挡板1.9在其长度方向上折弯形成L形微通道换热器，扁管和扁管之间以及扁管和挡板1.9之间均设有翅片1.8。
实施例十
如图10所示，本实施例与实施例八不同的是，本实施例中的微通道换热器呈U形，由扁管及挡板1.9在其长度方向上折弯形成U形微通道换热器，扁管和扁管之间以及扁管和挡板1.9之间均设有翅片1.8。
实施例十一
如图11所示，本实施例与实施例八不同的是，本实施例中的微通道换热器呈V形，由扁管及挡板1.9在其长度方向上折弯形成V形微通道换热器，扁管和扁管之间以及扁管和挡板1.9之间均设有翅片1.8。
实施例十二
如图12所示，本实施例与实施例八不同的是，本实施例中的微通道换热器呈圆形，由扁管及挡板1.9在其长度方向上折弯形成圆形微通道换热器，微通道换热器的两个集流管1.7相靠形成闭环，扁管和扁管之间以及扁管和挡板1.9之间均设有翅片1.8。
实施例十三
如图13所示，本实施例与实施例八不同的是，本实施例中的微通道换热器呈方形，由扁管及挡板1.9在其长度方向上折弯形成方形微通道换热器，微通道换热器的两个集流管1.7相靠形成闭环，扁管和扁管之间以及扁管和挡板1.9之间均设有翅片1.8。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (13)

1.一种微通道换热器的扁管，其特征在于：所述扁管包括分体成型的第一壁板和第二壁板，所述第一壁板和所述第二壁板连接形成冷媒流通腔，所述第一壁板和/或所述第二壁板具有向所述冷媒流通腔内突出的凸起部，以在所述冷媒流通腔中形成多个沿所述扁管长度方向设置的冷媒通道。
2.根据权利要求1所述的扁管，其特征在于：所述凸起部包括第一凸起部和第二凸起部，所述第一凸起部由所述第一壁板向所述第二壁板突出，所述第二凸起部由所述第二壁板向所述第一壁板突出，所述第一凸起部和所述第二凸起部相互抵靠并连接；或所述凸起部包括第一凸起部和第二凸起部，所述第一凸起部由所述第一壁板向所述第二壁板突出，所述第二凸起部由所述第二壁板向所述第一壁板突出，所述第一凸起部连接所述第二壁板，所述第二凸起部连接所述第一壁板，所述第一凸起部和第二凸起部交错分布。
3.根据权利要求2所述的扁管，其特征在于：所述第一壁板向所述冷媒流通腔内凹陷形成所述第一凸起部，所述第二壁板向所述冷媒流通腔内凹陷形成所述第二凸起部，所述第一凸起部和第二凸起部的高度为0.3mm～1.0mm。
4.根据权利要求1所述的扁管，其特征在于：所述凸起部由所述第一壁板向所述第二壁板突出，所述凸起部连接所述第二壁板；或所述凸起部由所述第二壁板向所述第一壁板突出，所述凸起部连接所述第一壁板。
5.根据权利要求4所述的扁管，其特征在于：所述凸起部由所述第一壁板向所述冷媒流通腔内凹陷形成；或所述凸起部由所述第二壁板向所述冷媒流通腔内凹陷形成，所述凸起部的高度为0.5mm～1.2mm。
6.根据权利要求1所述的扁管，其特征在于：所述凸起部在所述冷媒流通腔中沿着所述扁管长度方向间隔分布，以在相邻凸起部之间形成允许相邻冷媒通道的冷媒相互流通的间隙。
7.根据权利要求1至6之一所述的扁管，其特征在于：所述第一壁板具有向远离所述第二壁板方向凹陷的第一凹槽，所述第二壁板具有向远离所述第一壁板方向凹陷的第二凹槽，所述第一凹槽的侧壁和所述第二凹槽的侧壁相连接形成所述冷媒流通腔。
8.根据权利要求7所述的扁管，其特征在于：所述第一凹槽的侧壁向所述第一凹槽外延伸形成第一翻边，所述第二凹槽的侧壁向所述第二凹槽外延伸形成第二翻边，所述第一翻边和第二翻边相互连接。
9.根据权利要求8所述的扁管，其特征在于：所述第一凹槽的侧壁和所述第二凹槽的侧壁彼此至少有部分重叠，且重叠部分焊接固定。
10.根据权利要求1至6之一所述的扁管，其特征在于：所述第一壁板具有向远离所述第二壁板方向凹陷的凹槽，所述凹槽的侧壁向所述凹槽外延伸形成翻边，所述翻边与所述第二壁板连接；或所述第二壁板具有向远离所述第一壁板方向凹陷的凹槽，所述凹槽的侧壁向所述凹槽外延伸形成翻边，所述翻边与所述第一壁板连接。
11.根据权利要求1所述的扁管，其特征在于：所述第一壁板和第二壁板的厚度为0.2mm～0.8mm。
12.一种微通道换热器，其特征在于：所述微通道换热器包括权利要求1至11中任一项所述的扁管。
13.根据权利要求12所述的微通道换热器，其特征在于：所述微通道换热器呈直板形、圆形、方形、L形、U形或V形。
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