CN1195102A - 层状热交换器 - Google Patents

Abstract

为了固定一个把膨胀阀或类似物安装到一个在层状方向具有入流/出流孔的板上的连接件,并且在炉内钎焊时,不把暂时支撑热交换器的夹具钎焊到板上,钎焊材料仅镀在层状方向的分布板的内表面上,并且通过毛刺化在入流/出流孔处形成圆环形突起。此外,结合到分布板上的连接件设有圆盘形突起,它可以插入到圆环形突起的里面并与其吻合,以便突起部分在炉内与圆环形突起的内周边表面存在的钎焊材料钎焊。相反,由于在层状方向的分布板的外表面没有镀钎焊材料,夹具不会被钎焊。

Description

层状热交换器

本发明涉及一种层状热交换器，它用于例如汽车空调系统的制冷循环的蒸发器等类似构造中，更进一步讲，它涉及一种可以用来安装固定膨胀阀的连接件的设备。

有许多发明涉及在层状热交换器的层状方向的一端提供的板的进口/出口处的连接件(尤其是固定膨胀阀的连接件〕的安装，其中包括一篇日本未审查专利出版物No.H8-86536中公开的发明。在该出版物公开的发明中，膨胀阀安装件被以这样的方式钎焊到进口/出口板上：膨胀阀安装件中形成的孔直接与在层状热交换器的进口/出口板上形成的孔连通。

此外，在通常情况下，膨胀阀安装件和进口/出口板是用镀在朝向膨胀阀安装件的进口/出口板表面上的钎焊材料，通过炉内钎焊获得的一个整体组装件。所以，存在固定层状热交换器组装件的夹具可能通过钎焊材料被钎焊到进口/出口板表面上的问题。

为了解决这一问题，近些年采用的一种方法是在进口/出口板朝向膨胀阀安装件的一侧表面上没有镀钎焊材料，在进口/出口板与热交换器的组装件在炉内焊接成与整体后，再把膨胀阀安装件通过吹管硬焊固定到进口/出口板上。

然而，这种在进口/出口板与热交换器的组装件在炉内焊接成整体后，再把膨胀阀安装件通过吹管硬焊固定到进口/出口板上的方法来组装热交换器，存在一个问题，它使热交换器的制造过程更复杂更费时。此外，还有另外一个问题，膨胀阀安装件通过吹管硬焊固定到进口/出口板上时，进口/出口板会变热，导致进口/出口板焊接到另一个板(例如，一个平板〕上所用的钎焊材料熔化。

所以，本发明的一个目的是提供一种层状热交换器，它可以通过把一个用于将膨胀阀或类似物连接到入流/出流孔的连接件钎焊到一个具有入流/出流孔的板上而制造，同时在炉内的热交换器组件不会把用于固定热交换器组件的夹具钎焊到层状方向的一端的具有入流/出流孔的板上。

因此，根据本发明的由交替层叠的多层管元件和翅片组成的层状热交换器，该热交换器有形成于层状方向的一侧的入流/出流孔(安装膨胀阀的连接件固定到该入流/出流孔上)，朝向形成于入流/出流孔周边的连接件突伸的圆柱形突起，一种镀在板上的钎焊材料，在该板上形成有多个入流/出流孔，以便使钎焊材料提供在突起的内周表面上，所述连接件具有与板上突起内部吻合的突起部分以及与在各个突起部分处形成的入流/出流孔连通的通孔。另外，在层状热交换器中，将形成入流通道和出流通道的进口/出口通道板安装在层状方向的一侧表面，入流通道和出流通道与入流/出流孔连通，进口/出口通道板是上面描述过的板，如上所述，当在热交换器中的构成管元件的平板上形成入流/出流孔，而上述管元件处在层状方向的一端时，该平板是上面描述过的板。

因此，因为钎焊材料是镀在形成于板上入流/出流孔的周边的突伸的内周边表面，并且连接件的突伸部分是伸入到突起的里面钎焊，连接件的突起部分通过在突起的内周边表面的钎焊材料而钎焊到板的入流/出流孔的内表面上。同时，即使板的外表面在炉内钎焊时用夹具固定，夹具也不会钎焊到板上，这是因为板朝向连接件的一面没有镀钎焊材料。应注意到这里指的连接件可以是一个连接膨胀阀和入流/出流孔的连接件。

下面结合附图所表示的较佳实施例给出的说明，将使本发明域技术人员对本发明的上述和其他特性及附带的优点有一个更好的理解和估价。附图中：

图1是根据本发明的层状热交换器的一个结构示例的前视图；

图2A是图1所示的层状热交换器的底视图；图2B是图1所示的层状热交换器的侧视图；

图3表示构成管元件的成形板的结构；

图4A和4B表示平板的结构，图4A表示它的前视图，图4B表示它的侧视图；

图5A和5B表示连接到平板上的进口/出口通道板的结构，图5A表示它的后视图，图5B表示它的侧视图；

图6表示连接件、进口/出口通道板、平板的连接工序；

图7A是连接在进口/出口通道板上的连接件的断面图，图7B是图7A表示的主要部分的放大图；

图8A是直接连接到平板上的连接件的断面图，图8B是图8A的主要部分的放大图；

图9A表示在结构上不同于上述实施例的单侧水箱型热交换器中热交换介质的流动状况，图9B表示在双侧水箱型热交换器中热交换介质的流动状况；

图10是直接连接到图9A和9B中所示的热交换器平板上的连接件的断面图；

以下是结合附图对本发明的较佳实施例的说明。

图1和2所示的层状热交换器可以是用在例如汽车空调系统中的蒸发器1，该蒸发器1具有将翅片2和管元件3交替层叠成多层的内层主体、供热交换介质出入的在管元件3的层状方向的一端的进口孔4和出口孔5。在内层主体中，每个管元件3由两个成形板6面对面连接构成，图3表示了其中的一个，除了在层状方向中的内层主体的两个端部的管元件3a和3b之外，还包括一个后面将要详述的具有一个膨胀水箱的管元件3c和位于接近层状方向中心的管元件3d。

成形板6每一个都是由主要成分为铝的两面都镀有铜焊材料的铝合金冲压加工而成，它具有在纵向方向的一端形成的碗形的两个膨胀部分构成的水箱8和8，与它们连接的是作为通道9而形成的一个扩大的部分，一个供管道安装的凹槽部分10用来在两个膨胀部分构成的水箱8和8之间安装联通管29(将在后面描述〕，一个分隔壁11从在两个膨胀部分构成的水箱8和8之间的区域延伸到靠近成形板6的另一端的邻近。此外，在作为通道9而形成的一个扩大的部分中以一个特殊规律排列有一组圆线条7。

膨胀部分构成的水箱8和8比作为通道9而形成的一个扩大的部分的膨胀程度大很多，并且在成形板6周边的作为结合裕度12的分隔壁11在同一平面形成。所以，当两个成形板6在它们的周边处互相结合时，它们的分隔壁11就互相结合，这样，一对水箱13和13就通过相对的膨胀部分构成的水箱8和8形成，一个连接在水箱13和13之间的U型的热交换媒体通道14通过相对的通道8的扩大部分而形成。

对于位于层状方向两边的管元件3a和3b，一个管元件，即，管元件3b是通过把一个平板15连接到图3所示的成形板6形成的，而另一个管元件3a是通过把一个图4所示的平板16连接到图3所示的成形板6形成的。图4所示的平板16的尺寸和与其连接的成形板6的尺寸几乎相同，具有一个在与成形板6的膨胀部分构成的水箱8相对的位置形成的第一孔17，和一个在与管道安装凹槽部分10相对的位置形成的第二孔18。

此外，管元件3c通过面对面的成形板19和19的结合形成，其中一个膨胀部分构成的水箱扩大被膨胀以便与另一个膨胀部分构成的水箱接近，结果是，在管元件3c中，形成一个尺寸与形成在别的管元件3中的水箱13相同的水箱13和一个扩大来占满管道安装凹槽10的水箱(膨胀水箱〕13a。

此外，蒸发器1设有在层状方向延伸的一个第一水箱组20和一个第二水箱组21，它们由相邻管元件中的水箱13和13a组成，第一水箱组20包括两个水箱块，即，一个通过在管元件3d中用盲水箱13c来分隔水箱组20获得的第一水箱块α和一个第二水箱块β，和一个由始终连通的水箱块，即一个第三水箱块γ组成的第二水箱组21。应注意到，组成第一、第二和第三水箱块α、β和γ的各个的水箱是通过在膨胀部分构成的水箱8处形成的连接孔22(见图3〕在层状方面上互相连通的。

管元件3d是通过图2所示的成形板6和与成形板6形状相似的成形板23面对面的结合构成的，但成形板23在为形成盲水箱13c的膨胀部分构成的水箱8之一中没有连通孔的。

一个结合到平板16的层状方向的一端上的进口/出口通道板24，具有一个第一凸出部分25和一个第二凸出部分26，它们通过冲压加工在纵向方向膨胀并列形成，还具有一个入流孔4-它具有位于第一凸出部分25的一端、通过毛刺化获得的一个圆环形突起27a，以及一个出流孔5-它位于第二凸出部分26的靠近入流孔4的一端，具有一个通过毛刺化获得的圆环形突起27b。通过进口/出口通道板24与平板16的结合，一个连通第一凸出部分25与入流孔4的入流通道28和一个连通第二凸出部分26与出流孔5的出流通道29借助于进口/出口通道板24和平板26而形成。入流通道28借助于连通管30连通第一水箱块α，连通管30的一端与膨胀水箱13a连接，另一端与在平板16上形成的第二孔18连接，而出流通道29借助于平板16上的第一孔17与第二水箱块β连通。在这个实施例中，固定膨胀阀，特别是固定块型膨胀阀的连接件31与入流孔4和出流孔5连接。

在上述的层状热交换器中，从入流孔4进入的热交换介质通过入流通道28进入膨胀水箱13a并通过连通管30进入第一水箱块α，接着流过相应于第一水箱块α的管元件的热交换介质通道14(第一和第二通道〕并到达位于另一边的第三组水箱γ。之后，它在第三组水箱γ中水平流动，流过相应于第二水箱块β(第三和第四通道〕的管元件的热交换介质通道14，在通过出流通道29从出流孔5流出之前，引向第二水箱块β并借助于第一孔17从位于层状方向的第二水箱块β的出流端到达出流通道29。因此，热交换介质中的热量在其流过相应于第一到第四热交换介质通道14的过程中传递给翅片2，以便完成与流过翅片2和2之间的空气的热交换。

进口/出口通道板24是利用冲压机械通过锻打仅在一侧表面具有钎焊材料的镀层板形成的，在本实施例中，它是通过从镀有钎焊材料的一侧向没有镀钎焊材料的一侧冲压，以便使在入流孔4和出流孔5处形成的圆环形突起27a和27b的内周边表面镀上钎焊材料。此外，入流孔4和出流孔5也在此过程中分别在第一凸出部分25和第二凸出部分26处通过冲压形成，入流/出流孔圆环形突起部分27a和27b也在该过程中借助于在入流孔4和出流孔5的周边形成毛刺而制成〔毛刺化〕。因此，由于仅在进口/出口板24的一侧内表面镀钎焊材料，所以在入流孔4和出流孔5处的圆环形突起27a和27b的内周边表面就镀上钎焊材料，如图7(b)所示。

更进一步讲，在与进口/出口通道板24结合的连接件31中，设有一个与进口/出口通道板24的入流孔4连通的通孔32和一个与进口/出口通道板24的出流孔5连通的通孔33，它们具有圆盘形突起部分34和35，这些突起部分可以插入通孔32和33的周边形成的进口/出口通道板24的入流孔4和出流孔5处形成的圆环形突起27a和27b之中并与之吻合。

因此，如图1和2所示，通过交替层叠管元件和翅片多层形成一个组装体之后，在平板16的一侧的层状方向上固定进口/出口通道板24，使连接件31上的突起部分34和35在进口/出口通道板24的圆环形突起部分27a和27b内与其吻合，组装体用夹具(未示出〕固定并且将如此固定的组装体在炉内钎焊。在这种情况下，圆环形突起部分27a和27b借助于镀在圆环形突起部分27a和27b的内周边表面的钎焊材料与连接件31上的突起部分34和35钎焊。因此，不必通过现有技术中所必须的吹管硬焊才能把连接件31固定到圆环形突起部分27a和27b上。

此外，由于在进口/出口通道板24的内表面没有镀钎焊材料，所以即使热交换器的组装体通过与第一凸出部分25和第二凸出部分26接触的夹具固定并在炉内钎焊，夹具也不会与进口/出口通道板24钎焊在一起。

虽然参照图1-7所示的实施例对在层状方向的一端设有进口/出口通道板24的层状热交换器作了说明，但热交换器不是必须采用以上描述的结构，如果不必在热交换器的层状方向的一端的一侧的上部位置或中间位置设置入流/出流孔4和5时，进口/出口通道板24自然地不可能被直接设置在平板16上的一个入流孔4’和一个出流孔5’取代。

图8表示了采用这种结构的一个实施例。图8中的一个位于层状方向一端的平板16包括在层状方向一端的管元件，仅在平板16的一侧表面、管元件的里面和设置在平板16上的其纵向方向上的入流孔4’和出流孔5’的内侧镀有钎焊材料。在前一实施例中，圆环形突起部分27a和27b通过在入流/出流孔4’和5’处分别毛刺化形成。这些圆环形突起部分27a和27b的内径与连接件的圆盘形突起部分34和35的外径几乎相等，以便突起部分可以插入其中，这将在后面说明。

此外，在前一实施例中，连接件31设有通孔32和通孔33，突起部分34和35围绕通孔32和33形成。突起部分34的外表面与入流孔4’的内表面接触，而它的内周边表面与连通管30的外周边表面接触。突起部分35的外周边表面与出流孔5’的内表面接触。应注意到，连通管30的外周边表面镀有钎焊材料(30a)。

因此，当热交换器的组装体在以连接件31的通孔32和33上的圆盘形突起部分34和35插入平板16上的入流孔4’和出流孔5’中的状态下在炉内钎焊时，连接件31借助于27a和27b处入流孔4’和出流孔5’的内表面的钎焊材料和连通管30的外面的钎焊材料30a，与热交换器钎焊成一个整体。相反，由于在平板16的外侧表面没有镀钎焊材料，防止了夹具与平板16钎焊到一起。

更进一步讲，层状热交换器的结构不限于图1和2所示的采用连通管30的情况。也不限于单边水箱的结构。从本质上讲，唯一的结构要求是入流/出流孔形成于层状方向的一端。表示这一例子的蒸发器1参见图9所示。

图9A所示的层状热交换器1是一个双通道蒸发器，它通过将管元件和翅片交替层叠多层制成，各管件具有一对水箱和一个连通各水箱的U型热交换介质通道61，并采用具有一对在层状方向延伸的水箱组40和41的单边水箱结构。水箱组40包括所有水箱都连通的水箱块40a，并与在层状方向的一端的入流孔42连接，而水箱组41包括所有水箱都连通的水箱块41a，并与在层状方向的一端的出流孔43连接。

因此，如图9A中的箭头所示，从入流孔42进入的热交换介质通过构成某一水箱块，即，水箱块40a的水箱上的孔在层状方向流动，并且也通过热交换介质通道61流入在另一边的构成水箱块41a的水箱，在那里，它在从出流孔43流出之前，通过水箱的孔在层状方向流动。

此外，如图9B所示的层状热交换器1是一个四通道的蒸发器，在管件长度方向一侧具有一对水箱组44和45，在另一侧具有一对水箱组46和47，所述管件与翅片交替叠置，两对水箱组都在层状方向延伸。在图中的较低的一组水箱组，即水箱组44，包括水箱块44a和44b，在接近中心处互相断开，而另一个较低的水箱组45也包括两个水箱块45a和45b，以类似的方式在接近中心处互相断开。此外，水箱块44b和水箱块45a流体连通。

此外，图中上部的一对水箱组46和47分别包括水箱块46a和47a，彼此在层状方向连通。借助于各自的热交换介质通道，水箱组44与水箱组46连通，水箱组45与水箱组47连通。

因此，如图9B中的箭头所示，热交换介质从入流孔42流入水箱块44a，流过热交换介质通道60a在层状方向流入水箱块46a，然后流过热交换介质通道60b流入水箱块44b，接着流入水箱块45a，从水箱块45a经过热交换介质通道60c流入水箱块47a，在那里，热交换介质的流动方向与前面随层状方向的流动方向相反，然后，在从出流孔43流出之前，通过热交换介质通道60b流入水箱块45b。

在如图9A和9B所示的层状热交换器的结构中，入流/出流孔42和43形成在位于层状方向一端形成管元件50的平板49上，这如图10所示。应注意到，附图标记48表示与平板49一起构成管元件50的成形板。

在这些情况下，钎焊材料也是镀在平板49的内表面，结果是，圆环形突起54和55向外突伸，分别形成于入流/出流孔42和43的周边处，钎焊材料镀在圆环形突起54和55的内周边表面上。因此，安装膨胀阀的连接件56与圆环形突起54和55钎焊在一起，获得与前面描述过的前一实施例类似的好处。在图10中应注意到，附图标记56和57表示的连接件上的突起部分用于插入到圆环形突起54和55中并与之吻合，以便通过炉内钎焊获得一个整体。

象已经解释过的，根据本发明，由于在层状方向的一端的板的外表面一侧没有镀钎焊材料，钎焊材料仅镀在内表面一侧，在炉内进行钎焊时，通过将连接件的突起部分插入入流/出流孔处的圆环形突起中并与之吻合，连接件的突起部分能够利用圆环形突起部分的钎焊材料钎焊。由此，不必进行吹管硬焊并消除炉内钎焊过程中夹具与平板钎焊到一起的风险。

Claims (8)

1.一种层状热交换器，包括：

一组管元件，每个管元件具有水箱和连通所述各个水箱的热交换介质通道；

在所述管元件间交替设置的翅片；

一个设置在层状方向最外端的板，该板上具有形成在所述层状方向开口的入流/出流孔，和在所述入流孔和所述出流孔的周边设置的在所述层状方向突伸的圆环形突起；和

一个具有突起部分的连接件，其中每个突起部分中插入有所述板的一个圆形突起，所述突起部分包括一个与所述入流孔和所述出流孔连通的通孔；其中：

所述板仅在所述层状方向的内表面镀有钎焊材料，所述钎焊材料存在于所述圆环形突起的内周边表面上，和

借助于所述连接件上的所述突起部分与所述圆环形突起的内吻合连接，经过炉内钎焊将所述连接件固定在所述入流孔和所述出流孔的圆环形突起处。

2.如权利要求1所述层状热交换器，其中：

所述管元件设有一对形成于纵向方向一端的一对水箱和一个在所述一对水箱之间起连通作用的U型热交换介质通道；

所述成对水箱在所述层状方向连接，形成在所述层状方向延伸的一对水箱组；

所述水箱组之一包括一个第一水箱块和一个第二水箱块，它们在接近中间的位置彼此流动断开；

另一个所述水箱组始终连通构成一个第三水箱块；

所述板包括一个具有一个连通所述入流孔的入流通道和连通所述出流孔的出流通道的入流/出流通道板；

所述位于远离所述入流/出流通道板的第一水箱块设置有一个膨胀水箱；

一个连通管连通所述膨胀水箱和所述入流通道；

所述第二水箱块与所述出流通道连通。

3.如权利要求1所述层状热交换器，其中：

所述管元件设有一对形成于纵向方向的一端的一对水箱和在所述一对水箱之间起连通作用的一个U型热交换介质通道；

所述成对水箱在所述层状方向连接，形成在所述层状方向延伸的一对水箱组；

所述一对水箱组包括每一个都在所述层状方向连通的水箱块；

所述入流孔和所述出流孔形成于所述板上，每一个都直接与一个所述水箱块连通。

4.如权利要求1所述层状热交换器，其中：

所述管元件设有一对形成于纵向方向的两端的一对水箱，和一对连通沿所述纵向方向的相应的水箱的热交换介质通道；

一个第一水箱组和一个第二水箱组，它们通过在所述层状方向连接在所述纵向方向的一端形成的成对的水箱而形成，每一水箱组包括两个在接近中间位置彼此分开的水箱块；

一个第三水箱组和一个第四水箱组，通过在所述层状方向连接在所述纵向方向的另一端形成的成对的水箱而形成，每一个包括一个连通的水箱块；

所述第一水箱组与所述第三水箱组连通，所述第二水箱组与所述第四水箱组连通，两者的连通都是通过各自的热交换介质通道；和

形成在所述板上的所述入流孔和所述出流孔在朝向所述板的所述第一水箱组和所述第二水箱组中的水箱块连通。

5.如权利要求1所述层状热交换器，其中：

当所述板的所述入流孔和所述出流孔从所述镀有所述钎焊材料的内表面向没有镀所述钎焊材料的表面冲压加工时，所述圆环形突起由有意形成的内部毛刺部分构成。

6.如权利要求2所述层状热交换器，其中：

当所述板的所述入流孔和所述出流孔从所述镀有所述钎焊材料的内表面向没有镀所述钎焊材料的表面冲压加工时，所述圆环形突起由有意形成的内部毛刺部分构成。

7.如权利要求3所述层状热交换器，其中：

当所述板的所述入流孔和所述出流孔从所述镀有所述钎焊材料的内表面向没有镀所述钎焊材料的表面冲压加工时，所述圆环形突起由有意形成的内部毛刺部分构成。

8.如权利要求4所述层状热交换器，其中：

当所述板的所述入流孔和所述出流孔从所述镀有所述钎焊材料的内表面向没有镀所述钎焊材料的表面冲压加工时，所述圆环形突起由有意形成的内部毛刺部分构成。

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