CN115420134A - 一体式热交换器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种一体式热交换器，其中，集管箱附接至多个热交换管的两端，所述集管箱包括：箱，第一热交换介质和第二热交换介质供应至所述箱；集管，连接至热交换管；及垫圈，插入箱和集管之间，在箱中安装有箱挡板来分隔第一热交换介质和第二热交换介质，集管在与挡板密封部分接触的部分处形成有支撑表面，且形成有联接凹部，箱的端部插入到联接凹部中，垫圈包括外围密封部分和挡板密封部分，外围密封部分具有闭合环形状并插入到联接凹部中，挡板密封部分设置在与箱挡板接触的部分处，闭合环形状的外围密封部分具有圆形的横截面形状，与箱挡板的接触的部分处形成的挡板密封部分以四边形的横截面形状形成与集管的支撑表面相对应的形状。

Description

一体式热交换器
本申请是申请日为2018年9月13日，申请号为201880067139.4(国际申请号为PCT/KR2018/010765)，发明名称为“一体式热交换器”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种热交换器，更具体地涉及一种一体式热交换器，其中第一热交换介质所流经的流动路径和第二热交换介质所流经的流动路径因挡板而分离。
背景技术
已经积极地研究了在单个散热器中具有单独的冷却剂流动路径以改善散热器的热交换性能的热交换器，例如，已经研发出了：诸如U型-流动型散热器10a之类的散热器，其中供引入冷却剂的流动路径和供排出冷却剂的流动路径彼此分离(如图1的(a)中所示)；或者低温/高温一体型散热器10b，其中具有不同温度的冷却剂具有单独的流动路径(如图1的(b)中所示)。
U型-流动型散热器10a或低温/高温一体型散热器10b的集管箱11包括：箱12，在箱12中供引入制冷剂的流动路径和供排出制冷剂的流动路径因箱挡板12-1而分离；集管14，其联接至箱12并允许供制冷剂经过的管13与其联接；以及垫圈15，其密封箱12与集管14的联接表面。
然而，现有技术的集管箱11具有以下问题：当箱12和集管14联接时，位于隔离区16处的垫圈15被拉动并变形。详细地，如图2的(b)中所示，当通过弯曲形成在集管14的边缘处的弯曲构件14-2来联接箱12和集管14时，位于区域A(在区域A中，形成在集管14处的槽14-1与联接至箱12的联接凹部14-3相连接)中的垫圈15由于箱12与集管14的联接力而被拉动并变形，因此，垫圈15可能脱离指定位置或受损。
另外，联接现有技术的集管箱11时使用的垫圈15设计成使得其装配到联接凹部14-3中的边缘具有圆形横截面形状并且其密封箱挡板12-1的部分具有四边形的横截面形状，因此，垫圈响应于外力的压缩程度变更，从而降低了可组装性。换句话说，即使材料相同，取决于其形状响应于外力的压缩程度也不同，特别地，因为四边形横截面的压缩程度小于圆形横截面的压缩程度，所以如果要压缩四边形横截面部分和圆形横截面部分以具有相同的压缩率，则四边形横截面部分需要比圆形横截面部分具有更大的压缩力，从而导致以下问题：组装箱12和集管14需要不必要的更强的力。
发明内容
技术问题
本发明的一个目的是通过防止垫圈的变形使箱和加热器的密封性能最大化并提高装置的可靠性。
本发明的另一个目的是提供一种集管箱，其能够通过适当的压缩力维持垫圈的密封性能，同时提高箱和集管的可组装性。
技术方案
在一个总体方面，提供了一种结构，其中，在与垫圈的挡板密封部分接触的集管部分处形成有倾斜成高度朝外侧减小的支撑表面，并且垫圈的挡板密封部分具有与集管的支撑表面相对应的形状，从而防止垫圈在集管箱的箱和集管联接时发生变形，并且当箱和集管联接时允许垫圈具有均匀的压缩率，从而确保密封性能和组装性能，并防止垫圈脱离。
有益效果
通过该方案，根据本发明的一体式热交换器的优点在于，能够防止垫圈在集管箱的箱和集管联接时发生变形。
另外，本发明的集管箱可以解决以下问题：与其它联接部分相比，挡板所处的联接部分的垫圈被压缩超过预定量；垫圈由于另一方向的力而破损或脱离指定位置，从而进一步提高了集管箱的密封性能。
另外，形成在箱挡板的面对挡板密封部分的一个表面上的压缩率校正突起可以使挡板密封部分的特定部分的压缩率和外围密封部分的压缩率相等，从而使集管箱的密封性能最大化，并且将挡板密封部分在不接触压缩率校正突起的位置处的压缩率控制成小于密封部分的另一部分的压缩率，从而提高箱和集管的可组装性。
另外，箱挡板的两侧设置有紧固至垫圈的防脱离突起，以在垫圈被压缩时支撑挡板密封部分的宽度增大的边缘，并防止从某个特定位置脱离。
另外，形成在箱挡板处的防扭转突起插入到垫圈的联接凹部中，以防止挡板密封部分的扭转，并且防止当挡板密封部分被压缩时垫圈脱离。
附图说明
图1是示出流动路径分离式散热器的实施例的平面图。
图2的(a)是示出现有技术的集管的形状的局部立体图，并且图2的(b)是示出联接集管箱时的问题的局部放大剖视图。
图3是本发明的集管箱的分解立体图。
图4是本发明的箱的立体图。
图5是示出本发明的集管的形状的局部立体图。
图6的(a)是本发明的集管和垫圈联接之前的局部立体图，并且图6的(b)是本发明的集管和垫圈联接之后的局部立体图。
图7是示出集管、垫圈和箱联接在本发明的箱挡板部分处的状态的剖视图。
图8是本发明的集管和垫圈联接之前的局部立体图。
图9是垫圈的局部放大立体图，其示出了集管和箱联接时的垫圈变形。
主要元件的详细描述
1000：集管箱
100：箱
110：箱挡板
111：分离空间 112：箱倾斜表面
113：压缩率校正突起 114：防脱离突起
115：防扭转突起 116：压缩率校正凹部
120：边缘部分
200：集管
210：联接凹部
220：槽 230：支撑表面
231：倾斜表面 232：安置表面
240：弯曲构件
250：管插入孔 251：无效管插入孔
300：垫圈
310：外围密封部分
320：挡板密封部分
321：垫圈倾斜表面 322：垫圈连接表面
323：联接孔
具体实施方式
在本发明的其中集管箱附接至多个热交换管的两端的一体式热交换器中，集管箱包括：箱100，第一热交换介质和第二热交换介质供应至箱100；集管200，集管200连接至热交换管；以及垫圈300，垫圈300插入箱100和集管200之间，其中在箱中安装有箱挡板110来分隔第一热交换介质和第二热交换介质，垫圈300包括设置在与箱挡板110接触的部分处的挡板密封部分320，集管200包括设置在与挡板密封部分320接触的部分处的支撑表面230，并且支撑表面230包括高度朝集管200的外侧减小的倾斜表面231。
另外，支撑表面230具有平坦的安置表面232，该安置表面232连接至形成在集管200处的管插入孔，并且倾斜表面231的高度从安置表面232逐渐减小。
另外，倾斜表面231设置在安置表面232的在安置表面232的宽度方向上的两端上。
另外，集管200具有联接凹部210，箱100的端部插入到该联接凹部210中，垫圈300包括外围密封部分310，该外围密封部分310具有闭合环形状并插入到联接凹部210和挡板密封部分320中，并且挡板密封部分320具有与集管200的支撑表面230相对应的形状。
另外，垫圈300设置成使得外围密封部分310的压缩率大于挡板密封部分320的压缩率。
另外，垫圈300设置成使得外围密封部分310的压缩率等于挡板密封部分320的压缩率。
另外，挡板密封部分320具有均匀的厚度。
另外，箱挡板110包括多个挡板单元110A以及多个挡板单元110A之间的分离空间111。
另外，不被供应热交换介质的无效管插入到分离空间111中。
另外，集管200包括弯曲构件240，该弯曲构件240挤压并固定箱100的插入到联接凹部210中的端部。
另外，箱100具有紧固至挡板密封部分320的防脱离突起114。
另外，箱挡板110的厚度方向上的两侧设置有防扭转突起115。
另外，箱100具有设置于在组装期间与挡板密封部分320相对应的位置处的压缩率校正突起113。
另外，箱100具有设置于在组装期间与外围密封部分310和挡板密封部分320的连接部分相对应的位置处的压缩率校正凹部116。
另外，支撑表面230具有梯形横截面，并且挡板密封部分320具有与支撑表面230相对应的梯形横截面。
发明模式
在下文中，将参照附图详细描述根据本发明的一体式热交换器。
图3是根据本发明的一体式热交换器的集管箱1000的分解立体图。参照图3，本发明的集管箱1000包括：箱100，其中，由形成于其中的箱挡板110在该箱100中分隔出空间；集管200，在该集管200中，联接凹部210联接至箱100的边缘120，并且沿长度方向布置有供插入管的多个管插入孔；以及垫圈300，其插入在箱100和集管200之间，并且具有设置在面对箱100的箱挡板110的位置处的挡板密封部分320。
如图4中所示的分隔内部空间的箱挡板110设置在箱100中。本发明的箱挡板110由多个挡板单元110A和多个挡板单元110A之间的分离空间111形成，并且箱中的空间被箱挡板110分隔成第一空间101和第二空间102。
同时，如图5中所示，本发明的集管200的管插入孔250除了被供应热交换介质的冷却剂管之外还可以包括无效管插入孔251，热交换介质不被供应至该无效管插入孔251，并且无效管插入该无效管插入孔251中。其中无冷却剂流动的无效管的端部可以借助设置在支撑表面230上的中空部装配并固定至分离空间111。在此，无效管可以防止散热器10a和10b中流动的具有不同温度的第一热交换介质和第二热交换介质进行热交换，并且无效管17可以填充有隔热材料以进一步提高这种性能。
本发明的集管200包括：槽220，其位于与冷却剂管联接的管插入孔250之间；以及多个槽，其包括形成在供插入无效管的无效管插入孔251的两侧的支撑表面230，并且垫圈的挡板密封部分320与支撑表面230接触。这里，支撑表面230的与垫圈的挡板密封部分320接触的部分处设置有安置表面232，该安置表面232支撑垫圈的挡板密封部分320的中央部分，并且安置表面232的两侧设置有倾斜表面231，该倾斜表面231的高度朝位于集管200的宽度方向的外侧的联接凹部210逐渐减小。因此，垫圈300的外围密封部分310装配到集管200的联接凹部210中，并且挡板密封部分320与支撑表面230联接成接触。
优选地，安置表面232形成为平面，倾斜表面231优选形成为从安置表面232的两端通向联接凹部210的平面，并且支撑表面230优选形成为使得其横截面总体上具有梯形形状。另外，挡板密封部分320的下表面具有与支撑表面230相对应的形状，并且优选包括垫圈倾斜表面321和垫圈连接表面322，垫圈倾斜表面321和垫圈连接表面322与安置表面232和倾斜表面231间隔开预定间隔。
如上所述，如果箱挡板110所处的部分形成为具有如与冷却剂管联接的管插入孔250之间的槽220这样的形状，则联接凹部与宽度方向上的两个端部的连接表面具有陡峭的斜率(如图2的(b)中所示)，从而引起垫圈15的宽度方向上的两侧被拉动或部分A被过度挤压而变形的问题。但是，在本发明的集管200中，如图7中所示，因为箱挡板110所处的部分处形成有具有预定面积的支撑表面230，并且倾斜表面231在支撑表面230的两侧形成为在集管200的宽度方向上的外侧具有平缓的斜率，从而垫圈300可以在部分B和C中被恒定地压缩并且甚至在倾斜部分处也被均匀地压缩，从而消除了诸如在特定部分处的过度挤压变形之类的问题，从而即使在箱100和集管200联接时也消除垫圈300被拉动的问题，从而提高了集管箱的密封性能。优选地，箱挡板110的下表面形成为具有与集管200的倾斜表面221相对应的形状，使得垫圈300的下延伸线和上延伸线在倾斜部分处彼此平行(如图7中所示)。详细地，因为挡板密封部分320的变形对应于挡板密封部分320的所施加力的强度和方向以及厚度，所以倾斜表面231、连接彼此间隔开的一对倾斜表面231的安置表面232、与之接触的挡板密封部分320的垫圈倾斜表面321和的垫圈连接表面322形成为具有预定形状和预定间隔，使得相同的力施加至挡板密封部分320的每个部分，另外，垫圈倾斜表面321具有与倾斜表面231相同的斜率，从而具有相同方向性的力施加至垫圈倾斜表面321，因此，当相同的外力施加至挡板密封部分320时，挡板密封部分320的每个部分均可以具有相同的压缩力。
在本发明中，为了提高垫圈300在箱100和集管200联接时的密封性能，当箱100和集管200联接时受压缩的垫圈300的挡板密封部分320和外围密封部分310可以具有不同的横截面形状。在一个实施方式中，垫圈300的装配到集管的联接凹部210中以密封箱100的边缘部分120的联接凹部210的外围密封部分310可以具有圆形的横截面形状，而密封箱挡板110和支撑表面230之间的空间的挡板密封部分320可以具有四边形的横截面形状，从而防止挡板密封部分320被支撑表面230和箱挡板110挤压并防止其脱离指定位置或从指定位置歪曲。在此，如果当箱100和集管200联接时，外围密封部分310的压缩率和挡板密封部分320的压缩率不同，则制冷剂有可能泄漏到压缩率低的特定部分，因此阻挡制冷剂的垫圈300的每个部分优选均具有相同的压缩率。然而，如果垫圈300的具有四边形横截面形状的挡板密封部分320和垫圈的具有圆形横截面形状的外围密封部分310具有相同的压缩率，则与装配在联接凹部210中的状态下被压缩并变形的外围密封部分310相比，挡板密封部分320的压缩应力可以显著起作用，从而难以组装箱100和集管200，因此，优选地，外围密封部分310的压缩率大于挡板密封部分320的压缩率。
同时，如果在集管箱1000的组装过程中在向挡板密封部分320施加力时挡板密封部分320的压缩力增加，则挡板密封部分320可能脱离支撑表面230。因此，如图6的(a)中所示，槽220的两个侧边缘形成在高于支撑表面230的倾斜表面231的位置处，并且优选地，如图6的(b)中所示，槽220的两个侧边缘构造在高于组装好的挡板密封部分320的垫圈倾斜表面321的位置处，使得当挡板密封部分320位于支撑表面230上时与支撑表面230相邻的槽220限制位于支撑表面230上的挡板密封部分320的位移。
图8是示出本发明的箱100的另一示例性实施方式的局部立体图。参照图8，在箱挡板110的面对挡板密封部分320的一个表面上设置有用于在集管箱1000的组装期间增大挡板密封部分320的压缩应变的压缩率校正突起113。这里，压缩率校正突起113可以在支撑表面230的安置表面232和倾斜表面231上延伸。优选地，压缩率校正突起113设置于在组装期间与图9的挡板密封部分320的中央区域H相对应的部分处，使得挡板密封部分320的与压缩率校正突起113接触的中央区域H可以具有与外围密封部分310相同的压缩力，以提高密封性。
同时，可以在与外围密封部分310和挡板密封部分320的在箱倾斜表面112的端部处的连接部分相对应的位置处形成有相对于边缘部分120具有预定深度的压缩率校正凹部116。通过在与外围密封部分310和挡板密封部分320的连接部分相对应的位置处形成压缩率校正凹部116，垫圈300的每个点均可以具有相同的压缩力，从而提高了密封性。
另外，如图9中所示，位于挡板密封部分320的中央区域H两侧的边缘区域L可以具有比外围密封部分310低大约15％至25％的压缩率，以提高垫圈300的密封性能以及箱100和集管200的可组装性。
同时，在本发明中，尽管挡板密封部分320由于组装期间的压缩力而脱离指定位置，但是可以在箱挡板110的外表面上设置防脱离突起114以确保适当的接触面积，优选地，可以在挡板单元110A的两个表面上设置多个防脱离突起114。防脱离突起114可以增加支撑面积，从而尽管在箱100和集管200的组装期间，挡板密封部分320对应于压缩力而脱离某指定位置，但是垫圈300的挡板密封部分不会完全脱离箱挡板110。
更详细地，当箱100和集管200彼此联接时，如果用于联接箱100和集管200的力在彼此对应的方向上精确地施加至挡板密封部分320的上侧和下侧，则挡板密封部分320可以在固定至某指定位置的状态下被压缩并变形。然而，因为在制造箱100、集管200以及垫圈300时产生制造公差，所以可能难以将具有精确方向性的力施加至挡板密封部分320，此外，具有特定方向性的力可能在箱100和集管200的组装过程中施加至挡板密封部分320，从而使挡板密封部分320脱离某指定位置。然而，在这种情况下，如果箱挡板110的支撑面积借助防脱离突起114增加，则可以防止挡板密封部分320脱离。
另外，当集管200和箱100联接时，由于挡板密封部分320与箱挡板110接触而被压缩，挡板密封部分320的边缘区域L逐渐增大(如图9中所示)，这里，挡板密封部分320在厚度方向上的端部可能向外脱离，而不是与箱挡板110接触。因此，防脱离突部114设置在箱挡板110的两侧，从而即使在挡板密封部分320被压缩时边缘区域L逐渐增大的情况下，挡板密封部分320的最外侧的边缘区域L也能够被支撑。优选地，防脱离突起114具有与箱挡板110相同的高度。
另外，在本发明中，可以在箱100的厚度方向上的两侧设置防扭转突起115，以防止外围密封部分310由于集管200和箱100联接时的压力而移动。如图8中所示，防扭转突起115形成在箱挡板110的两端处，并联接至形成在垫圈300中的联接孔323，以防止外围密封部分310的移动或垫圈300的脱离，并在组装期间用作组装引导件。
本发明不应被解释为限于上述示例性实施方式。本发明可以应用于各种领域，并且可以在不脱离权利要求中要求保护的本发明的范围的情况下由本领域技术人员进行各种变型。因此，对于本领域技术人员而言显而易见的是，这些变更和变型落入本发明的范围内。
工业实用性
本发明涉及一种具有工业实用性的热交换器。

Claims (13)

1.一种一体式热交换器，在该一体式热交换器中，集管箱附接至多个热交换管的两端，
其中，所述集管箱包括：箱(100)，第一热交换介质和第二热交换介质供应至所述箱(100)；集管(200)，所述集管(200)连接至所述热交换管；以及垫圈(300)，所述垫圈(300)插入所述箱(100)和所述集管(200)之间，
其中在所述箱(100)中安装有箱挡板(110)来分隔所述第一热交换介质和所述第二热交换介质，
所述集管(200)在与挡板密封部分(320)接触的部分处形成有支撑表面(230)，且形成有联接凹部(210)，所述箱(100)的端部插入到所述联接凹部(210)中，
所述垫圈(300)包括外围密封部分(310)和所述挡板密封部分(320)，所述外围密封部分(310)具有闭合环形状并插入到所述联接凹部(210)中，所述挡板密封部分(320)设置在与所述箱挡板(110)接触的部分处，
所述闭合环形状的外围密封部分(310)具有圆形的横截面形状，
与所述箱挡板(110)的接触的部分处形成的挡板密封部分(320)以四边形的横截面形状形成与所述集管(200)的所述支撑表面(230)相对应的形状。
2.根据权利要求1所述的一体式热交换器，其中，
所述支撑表面(230)包括高度朝所述集管(200)的外侧减小的倾斜表面(231)，
所述支撑表面(230)具有平坦的安置表面(232)，所述安置表面(232)连接至形成在所述集管(200)处的管插入孔，并且所述倾斜表面(231)的高度从所述安置表面(232)逐渐减小。
3.根据权利要求2所述的一体式热交换器，其中，所述倾斜表面(231)设置在所述安置表面(232)的在所述安置表面(232)的宽度方向上的两端上。
4.根据权利要求1所述的一体式热交换器，其中，所述垫圈(300)设置成使得所述外围密封部分(310)的压缩率大于所述挡板密封部分(320)的压缩率。
5.根据权利要求1所述的一体式热交换器，其中，所述垫圈(300)设置成使得所述外围密封部分(310)的压缩率等于所述挡板密封部分(320)的压缩率。
6.根据权利要求4或5所述的一体式热交换器，其中，所述挡板密封部分(320)具有均匀的厚度。
7.根据权利要求1所述的一体式热交换器，其中，所述箱挡板(110)包括多个挡板单元(110A)以及所述多个挡板单元(110A)之间的分离空间(111)。
8.根据权利要求7所述的一体式热交换器，其中，不被供应热交换介质的无效管插入到所述分离空间(111)中。
9.根据权利要求1所述的一体式热交换器，其中，所述集管(200)包括弯曲构件(240)，所述弯曲构件(240)挤压并固定所述箱(100)的插入到所述联接凹部(210)中的端部。
10.根据权利要求1所述的一体式热交换器，其中，所述箱(100)具有紧固至所述挡板密封部分(320)的防脱离突起(114)。
11.根据权利要求1所述的一体式热交换器，其中，所述支撑表面(230)具有梯形横截面，并且所述挡板密封部分(320)具有与所述支撑表面(230)相对应的梯形横截面。
12.根据权利要求1所述的一体式热交换器，其中，所述箱(100)具有设置于在组装期间与所述挡板密封部分(320)相对应的位置处的压缩率校正突起(113)。
13.根据权利要求1所述的一体式热交换器，其中，所述箱(100)在组装期间与所述外围密封部分(310)对应于和所述挡板密封部分(320)的连接部分相对应的位置处形成有相对于所述箱(100)的边缘部分(120)具有预定深度的压缩率校正凹部(116)。
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