本申请依照35U.S.C.§111(a)提出,并按照35U.S.C.§119(e)(1)要求在2004年4月7日按照35U.S.C.§111(b)提交的临时申请No.60/559,961的申请日利益。
发明内容
为实现上述目的,本发明包括以下模式。
1)在这样一种热交换器内—该热交换器包括沿前后方向并排设置的制冷剂入口集管和制冷剂出口集管以及用于保持这两个集管相互连通的制冷剂循环通路,该入口集管在一个端部具有制冷剂入口,该出口集管在其与该入口端部并排的一个端部具有制冷剂出口,制冷剂可从该制冷剂入口流入该入口集管并通过该循环通路返回该出口集管以从该制冷剂出口排出,一种用于制成接合板的半成品接合板,该接合板接合到所述入口集管和出口集管上并具有与制冷剂入口相连通的制冷剂入口部和与制冷剂出口相连通的制冷剂出口部,
该半成品接合板具有沿前后方向间隔地设置的制冷剂入口部和制冷剂出口部、形成在该入口部和出口部之间并向上或向下延伸的狭缝以及贯穿该半成品板的厚度并与狭缝的相应上端和下端连通的狭缝宽度调节部。
2)根据段落1)的半成品接合板,其中该狭缝宽度调节部的沿前后方向的尺寸大于该狭缝的沿前后方向的宽度。
3)根据段落2)的半成品接合板,其中每个狭缝宽度调节部的形式均为整体上为三角形的通孔,并且其宽度均随着该孔延伸远离该狭缝而增加。
4)根据段落1)的半成品接合板,其中该入口部和出口部各自的中心位于相同高度处。
5)根据段落1)的半成品接合板,其中该入口部和出口部各自具有沿相同方向突出的短柱体。
6)根据段落5)的半成品接合板,其中该入口部的短柱体的外径小于该出口部的短柱体的外径。
7)在这样的热交换器内—该热交换器包括沿前后方向并排设置的制冷剂入口集管和制冷剂出口集管以及用于保持这两个集管相互连通的制冷剂循环通路,该入口集管在一个端部具有制冷剂入口,该出口集管在其与该入口端部并排的一个端部具有制冷剂出口,制冷剂可从该制冷剂入口流入该入口集管并通过该循环通路返回该出口集管以从该制冷剂出口排出,一种接合到入口集管和出口集管上并且具有与制冷剂入口相连通的制冷剂入口部和与制冷剂出口相连通的制冷剂出口部的接合板,
该接合板是用根据段落1)的半成品接合板这样制成的,即沿该半成品板的宽度方向弯曲该半成品板的在上部狭缝宽度调节部之上的部分和该半成品板的在下部狭缝宽度调节部之下的部分,以从而沿前后方向缩短该半成品板、减小该狭缝的沿前后方向的宽度并使该入口部和出口部分别与该入口集管的入口和出口集管的出口连通。
8)在这样的热交换器内—该热交换器包括沿前后方向并排设置的制冷剂入口集管和制冷剂出口集管以及用于保持这两个集管相互连通的制冷剂循环通路,该入口集管在一个端部具有制冷剂入口,该出口集管在其与该入口端部并排的一个端部具有制冷剂出口,制冷剂可从该制冷剂入口流入该入口集管并通过该循环通路返回该出口集管以从该制冷剂出口排出,一种接合到制冷剂入口集管和制冷剂出口集管上并且具有与制冷剂入口相连通的制冷剂入口部和与制冷剂出口相连通的制冷剂出口部的接合板,
该接合板是用根据段落5)的半成品接合板这样制成的,即沿与该入口部和出口部的突出方向相对的方向弯曲该半成品接合板的在上部狭缝宽度调节通孔(狭缝宽度调节部)之上的部分和该半成品接合板的在该下部狭缝宽度调节通孔之下的部分,以从而沿前后方向缩短该半成品接合板,减小该狭缝的沿前后方向的宽度并使该入口部和出口部分别与该入口集管的入口和出口集管的出口连通。
9)根据段落7)或8)的接合板,其中在调节之后该狭缝的沿前后方向的宽度在1mm以内。
10)一种用于制造根据段落7)的接合板的方法,该方法包括:这样制造根据段落1)的半成品接合板,即拉制金属板以形成沿相同方向突出并且形式均为具有封闭的顶壁的空心短柱体的制冷剂入口凸出部和制冷剂出口凸出部,通过在每个凸出部的顶壁内居中地形成通孔并使限定该通孔的顶壁部分向外升起以形成直立部分来形成制冷剂入口部和制冷剂出口部,利用该金属板压印/冲模切割出指定形状的坯件,在该坯件上在该入口部和出口部之间形成向上或向下延伸的狭缝,并且形成延伸贯穿该坯件的厚度并与该狭缝的相应上端和下端连通的狭缝宽度调节部;此后,沿该半成品接合板的厚度方向弯曲该半成品接合板的在上部狭缝宽度调节部之上的部分和该半成品接合板的在下部狭缝宽度调节部之下的部分,以从而沿前后方向缩短该半成品接合板并减小该狭缝的沿前后方向的宽度。
11)根据段落10)的用于制造接合板的方法,其中沿与入口部和出口部的突出方向相对的方向弯曲该半成品接合板的在上部狭缝宽度调节部之上的部分和该半成品接合板的在下部狭缝宽度调节部之下的部分。
12)一种热交换器,该热交换器包括沿前后方向并排设置的制冷剂入口集管和制冷剂出口集管以及用于保持这两个集管相互连通的制冷剂循环通路,该入口集管在一个端部具有制冷剂入口,该出口集管在其与该入口端部并排的一个端部具有制冷剂出口,制冷剂可从该制冷剂入口流入该入口集管并通过该循环通路返回该出口集管,以便从该制冷剂出口排出;该热交换器还包括根据段落7)的接合板,该接合板接合到所述入口集管和出口集管,并具有分别与该入口集管的入口和出口集管的出口相连通的制冷剂入口部和制冷剂出口部。
13)根据段落12)的热交换器,其中制冷剂循环通路包括与该入口集管相对的中间集管、与该出口集管相对的中间集管、彼此相对的多个中间集管以及多个热交换管,在相对的入口集管和中间集管对、相对的出口集管和中间集管对以及相对的中间集管对之间均间隔地设置多个热交换管,以形成形式为至少一个排的管组并构成热交换芯部,管组中的热交换管的两端接合到相应的相对集管对上。
14)根据段落12)的热交换器,其中制冷剂循环通路包括与该入口集管相对的制冷剂流入集管、与该出口集管相对的制冷剂流出集管以及多个热交换管,该流入集管和流出集管相互连通以形成制冷剂转向部分,并且在相对的入口集管和流入集管对、相对的出口集管和流出集管对之间均间隔地设置多个热交换管,以形成形式为至少一个排的管组并构成热交换芯部,该管组的热交换管的两端接合到相应的相对集管对上。
15)根据段落12)的热交换器,其中该接合板的在上部狭缝宽度调节部之上的部分和该接合板的在下部狭缝宽度调节部之下的部分朝向入口集管和出口集管弯曲,并且该弯曲部分与该入口集管和出口集管之间设置的对应的接合部相接合。
16)根据段落14)的热交换器,其中该出口集管的内部被分隔装置分成沿高度方向设置的第一空间和第二空间,热交换管延伸到该第一空间内,该分隔装置具有制冷剂通过孔,该出口集管的第二空间与该制冷剂出口相连通。
17)一种包括冷凝器和蒸发器的制冷循环,该蒸发器包括根据段落12)到16)中任何一项的热交换器。
18)一种其中安装根据段落17)的制冷循环作为车辆空调装置的车辆。
将段落1)内所述的半成品接合板的在上部狭缝宽度调节部之上的部分以及该半成品接合板的在下部狭缝宽度调节部之下的部分沿该半成品板的厚度方向弯曲,以从而沿前后方向缩短该半成品板、减小该狭缝的沿前后方向的宽度,由此可制成具有分别与入口集管的入口和出口集管的出口连通的制冷剂入口部和出口部以及防短路狭缝的接合板。
因此,可根据需要调节待制造的接合板的防短路狭缝的前后宽度,并因此缩短待形成的接合板所需的前后长度,从而即使当需要减小入口部和出口部之间的间隔并减小狭缝的前后宽度时,仍可在接合板内形成狭缝。因此,在其中使用由该半成品接合板制成的接合板的热交换器内,可以可靠地防止入口集管和出口集管之间出现短路,从而使从入口流入入口集管的制冷剂不可能不通过制冷剂循环通路就进入出口集管。结果,所有制冷剂通常都参与热交换以避免热交换性能变差。此外,由于在半成品接合板内的入口部和出口部之间的间距大于所制造的接合板中的间距,所以可使用常用方法容易地在该半成品接合板内形狭缝。由于由该半成品板制成的接合板具有成一体的结构,所以可将该接合板有效地结合入待制造的热交换器而不需要增加元件数量。
段落2)内所述的接合板确保精确地调节狭缝宽度。
对于根据段落3)的半成品接合板,该板的在上部狭缝宽度调节部之上的部分以及其在下部狭缝宽度调节部之下的部分可较容易地弯曲以制造接合板。
在如段落4)内所述的半成品接合板内入口部和出口部的中心位于相同高度的情况下,需要减小入口部和出口部之间的间隔,并减小防短路狭缝的前后宽度,但是,如果半成品板具有段落1)内所述的结构,则即使在此情况下仍可在接合板内可靠地形成狭缝。
对于根据段落6)的半成品接合板,可在入口部和出口部之间形成增大的间距,从而使得狭缝更易于制造。
在根据段落7)和8)的接合板的情况下所需的前后长度较短,结果,需要减小入口部和出口部之间的间隔,并减小防短路狭缝的前后宽度。即使在此情况下,仍可在接合板内形成防短路狭缝。因此,在其中使用由该半成品接合板制成的接合板的热交换器内,可以可靠地防止入口集管和出口集管之间出现短路,从而使从入口流入入口集管的制冷剂不可能不通过制冷剂循环通路就进入出口集管。结果,所有制冷剂通常都参与热交换,从而可避免热交换性能变差。具有一体结构的接合板可不损害效率地结合进待制造的热交换器而不需要增加元件数量。
在如段落9)内所述的接合板内在调节之后狭缝的前后宽度在1mm以内的情况下,不可能在确定接合板的前后长度之后使用常用方法例如压力加工或切削来形成狭缝,但即使在此情况下,如果半成品板具有根据段落7)或8)的结构,则仍可在接合板内可靠地形成防短路狭缝。
可使用段落10)内所述的方法比较容易地制造段落7)内所述的接合板。在向上或向下延伸狭缝和狭缝宽度调节通孔之前,通过拉制金属板形成处于相同方向且形式均为具有封闭顶壁的空心短柱体的制冷剂入口凸出部和制冷剂出口凸出部,从而即使当使用难以执行的拉制方法制成这些部分时,该凸出部仍可具有改进的尺寸精度。如果首先从金属板切割出坯件,并且在形成狭缝和调节部之后拉制该坯件,则在狭缝和调节部的部分处会削弱材料流,从而可能降低凸出部的尺寸精度。
可使用段落11)内所述的方法较容易地制造段落7)所述的接合板。
对于根据段落12)到14)的热交换器,可以可靠地防止入口集管和出口集管之间出现短路,从而使从入口流入入口集管的制冷剂不可能不通过制冷剂循环通路就进入出口集管。结果,所有制冷剂通常都参与热交换,从而可避免热交换性能变差。由于具有成一体的结构,所以可将该接合板不损害效率地结合进待制造的热交换器而不需要增加元件数量。
在将接合板结合进待制造的段落15)的热交换器时,可通过使该接合板的在上部狭缝宽度调节部之上的弯曲部分以及其在下部狭缝宽度调节部之下的弯曲部分与该入口集管和出口集管之间设置的对应的接合部相接合,从而可容易地将接合板安置在合适的位置。
对于根据段落16)的热交换器,分隔装置用于使流过所有接合到入口集管上的热交换管的制冷剂的量更均匀,从而进一步使流过所有接合到出口集管的热交换管的制冷剂的量更均匀,并且可使该交换器的热交换性能进一步提高。
具体实施方式
下面将参照附图说明本发明的实施例。该实施例是在机动车辆空调装置内用作蒸发器的本发明的热交换器。
图1和2示出应用根据本发明的热交换器的机动车辆空调装置蒸发器的整体结构,图3-7和9示出主要部分的结构,而图8示出制造接合板的方法。此外,图10示出制冷剂如何流过蒸发器。
图1和2示出用于其中使用含氯氟烃制冷剂的空调装置的蒸发器1。该蒸发器1包括设置成垂直间隔开的铝制的制冷剂入口-出口箱2和铝制的制冷剂转向箱3,以及设置在这两个箱2、3之间的热交换芯部4。
制冷剂入口-出口箱2包括安置在前部(相对于流过蒸发器的空气的流动方向的下游侧)的制冷剂入口集管5和安置在后部(相对于气流方向的上游侧)的制冷剂出口集管6。箱2的入口集管5连接有铝制入口管7,而该箱的出口集管6连接有铝制出口管8。制冷剂转向箱3包括位于前部的制冷剂流入集管9和位于后部的制冷剂流出集管11。
热交换芯部4包括形式为前后设置的多个排—即在本实施例中为两排—的管组13,每个管组13包括间隔地沿左右方向平行设置的多个热交换管12。在每个管组13的相邻的各对热管12之间的空气通过间隙内以及在每个管组13的左右两端的热交换管12的外部分别设置有波纹状翅片14,所述翅片均钎焊到与其相邻的热交换管12上。在位于左端和右端的每的波纹状翅片14的外侧设置有钎焊在该翅片14上的铝制侧板15。前部管组13的热交换管12的上端和下端分别接合到入口集管5和流入集管9,而后部管组13的热交换管12的上端和下端分别接合到出口集管6和流出集管11。流入集管9、流出集管11和所有热交换管12构成用于使入口集管5与出口集管6相连通的制冷剂循环通路。
参照图3到7,制冷剂入口-出口箱2包括由在两面具有钎焊材料层的铝钎焊板材制成并与热交换管12相接合的板状第一部件16、由裸铝(barealuminum)挤出/压出型材制成并覆盖第一部件16的上部的第二部件17以及由在两面具有钎焊材料层的铝钎焊板材制成的铝盖18、19,所述铝盖接合到所述两个部件16、17的两端以便封闭各相对端开口。在位于右端的盖19的外表面上钎焊有沿前后方向伸长的铝制接合板21,以便覆盖入口集管5和出口集管6。制冷剂入口管7和出口管8接合到该接合板21上。
第一部件16在其前、后侧部均具有弯曲部分22,该弯曲部分在横截面上为小曲率圆弧并在中部向下凸出。弯曲部分22具有沿前后方向伸长并沿左右方向即横向间隔地设置的多个管插缝23。前、后弯曲部分22中每对对应的管插缝23在横向上处于相同位置。前弯曲部分22的前缘和后弯曲部分22的后缘一体地具有各自的直立壁22a,该直立壁在部件16的整个长度上延伸。第一部件16在两个弯曲部分22之间包括平的部分24,该平的部分具有沿横向间隔设置的多个通孔25。
第二部件17的横截面总体上为m形且向下开口,该第二部件包括横向延伸的前、后两个壁26、设置在这两个壁26之间的中部内并作为隔离装置横向延伸以将制冷剂入口-出口箱2的内部分成前部和后部两个空间的分隔壁27以及两个整体上为圆弧的连接壁28,该连接壁向上凸出并使分隔壁27和相应的前、后壁26在它们的上端一体地连接。后壁26和分隔壁27在它们的下端在部件17的整个长度上通过分流阻板29一体地互连,该分流阻板用作用于将出口集管6的内部分成沿高度方向设置的上部和下部空间6a、6b的隔离装置。阻板29在其内在除了该阻板的左端部和右端部之外的后部处形成有制冷剂通过孔31A、31B,所述制冷剂通过孔以一定间隔横向设置。分隔壁27具有向下突出超过前、后壁26的下端的下端部,并一体地设置有多个突出部27a,所述突出部从该壁27的下边缘向下突出、沿横向间隔地设置并装在第一部件16的通孔25内。突出部27a是通过切除分隔壁27的指定部分形成的。
右盖19在其前部的左侧上一体地设置有向左的突出部32,该突出部将装配在入口集管5内。该右盖19在其后部的左侧上一体地设置有上部向左的突出部33和下部向左的突出部34,该上部向左的突出部将装配在出口集管6的在阻板29之上的上部空间6a内,该下部向左的突出部34安置在上突出部33之下且与该突出部33间隔开,并将装配在集管6的在阻板29下方的下部空间6b内。右盖19具有接合凸耳35,该接合凸耳35向左突出并在该右盖的上边缘和其前后侧边缘中的每一个之间的圆弧部分上与该右盖一体地形成。右盖19还具有接合凸耳36,该接合凸耳36向左突出并在该右盖的下边缘的前部和后部中的每一个上与该右盖一体地形成。在右盖19的前部部分的向左突出部32的底壁内形成有制冷剂入口37。在右盖19的后部部分的上部向左突出部33的底壁内形成有制冷剂出口38。左盖18与右盖19对称。左盖18具有与其成一体地形成的可装配在入口集管5内的向右突出部39、可装配在出口集管6的位于阻板29之上的上部空间6a内的上部向右突出部41、可装配在出口集管6的位于阻板29之下的下部空间6b内的下部向右突出部42以及向右突出的上、下接合凸耳43、44。在向右突出部39和上部向右突出部41的底壁内没有形成开口。所述两个盖18、19中每一个的上边缘均包括两个整体上为圆弧的前部和后部部分,该前部和后部部分通过中部成一直线地相互接合以便与入口-出口箱第二部件17的形状一致。这两个盖18、19中每一个的下边缘均包括两个整体为圆弧的前部和后部部分,该前部和后部部分通过中间平的部分成一直线地相互接合以便与入口-出口箱第一部件16的形状一致。
接合板21具有与右盖19的入口37连通的短的柱形制冷剂入口45(制冷剂入口部)以及与右盖19的出口38连通的短的柱形制冷剂出口46(制冷剂出口部)。入口45和出口46包括圆形通孔45a、46a以及向右突出的短柱体45b、46b,所述短柱体分别与该接合板一体地围绕孔45a、46a形成。入口45的中心与出口46的中心位于相同高度处。入口45的短柱体45b的外径小于出口46的短柱体46b。接合板21的前后长度优选在50mm以内,并且入口45和出口46之间的间距优选地为6mm到9mm。
在接合板21的位于入口45和出口46之间的部分内形成有用于防止短路的垂直延伸的狭缝47以及分别与狭缝的上端和下端连通的通常为矩形的通孔48、49。狭缝47的沿前后方向的宽度优选地在1mm以内。接合板21具有分别在上部孔48之上和下部孔49之下形成并向左突出的弯曲部51、54。上弯曲部51与设置在入口集管5和出口集管6之间的接合部相接合,所述接合部即为在右盖19的两个整体为圆弧的部分之间形成于该右盖的上边缘的接合部52以及设置在入口-出口箱2的第二部件17的两个连接壁28之间的接合部53。下弯曲部54与设置在入口集管5和出口集管6之间的接合部相接合,所述接合部即为由上述的在右盖19的两个整体为圆弧的部分之间形成于该右盖下边缘的平的部分提供的接合部55以及包括在入口-出口箱2的第一部件16的平的部分24中的接合部56。接合板21还具有分别在其前端和后端向右突出并与该接合板的下边缘形成一体的接合57。凸耳57在装到形成于右盖19下边缘内的凹部19a中时与右盖19接合。
接合板21由如图8(e)所示的半成品接合板60制成。半成品板60具有沿前后方向间隔开的制冷剂入口45和制冷剂出口46、在入口45和出口46之间的部分内形成并向上或向下延伸的具有较大宽度的狭缝61以及狭缝宽度调节部62、63,每个调节部的形式为大致为三角形的通孔,并且其宽度随着该调节部远离狭缝61延伸而增加,以便分别与狭缝61的上端和下端连通。半成品板60的前后方向的长度大于接合板21。
接合板21是使用将参照图8更详细说明的方法制造的。
首先制备金属板—即本实施例中的铝板68[见图8(a)],并拉制铝板68以形成制冷剂入口凸出部66和制冷剂出口凸出部67,每个凸出部的形式均为具有封闭的顶壁的短空心柱体[见图8(b)]。然后,在各个凸出部66、67的顶壁66a、67a内居中地形成通孔66b、67b[见图8(c)],此后通过扩孔弯边使限定通孔66b、67b的顶壁部分向外竖起以形成直立部分,从而形成入口45和出口46[见图8(d)]。
随后,通过对该铝板进行压力加工而压印/冲模切割出指定形状的坯件64,在坯件64的位于入口45和出口46之间的部分内形成向上或向下延伸的狭缝61,并且在坯件内形成与狭缝61的相应上端和下端连通的狭缝宽度调节部62、63,每个狭缝宽度调节部的形式均是大致为三角形的通孔,并且其宽度随着该调节部延伸远离狭缝61而增加。同时,在坯件64的下边缘的前端和后端形成向下突出的接合凸耳向下突出部65。这样,就形成半成品接合板60[见图8(e)]。
随后,沿与入口45和出口46的突出方向相对的方向—即向左—弯曲半成品板60的在上部通孔62之上的部分以及在下部通孔63之下的部分,同时从前后挤压该半成品板以形成弯曲部51、54,从而使板60沿前后方向缩短,并减小狭缝61的沿前后方向的宽度以用于调节,由此形成防短路狭缝47[见图8(f)]。这两个狭缝宽度调节部62、63形成了通孔48、49。最后,向左弯曲接合凸耳向下突出部65以形成接合凸耳57[见图8(g)]。这样,就制成了接合板21。
可在压印出坯件64之后的任何阶段通过弯曲向下的突出部63来形成接合凸耳57。
在接合板21的入口45中插入并钎焊形成在入口管7的一端的收缩部7a,而在接合板21的出口46中插入并钎焊形成在出口管8的一端的收缩部8a。尽管未示出,但是在入口管7和出口管8的另一个端部上横跨这些管设置有膨胀阀安装件。
制冷剂入口-出口箱2的第一和第二部件16、17、所述两个盖18、19以及接合板21按以下方式钎焊在一起。第一和第二部件16、17利用第一部件16上的钎焊材料层相互钎焊在一起,其中第二部件17的突出部27a插入第一部件16的相应通孔25内形成咬边接合(crimping engagement),并且第一部件16的前、后直立壁22a的上端与第二部件17的前、后壁26的下端相接合。所述两个盖18、19利用盖18、19的钎焊材料层钎焊在第一和第二部件16、17上,其中前部部分的突出部39、32装配在所述两个部件16、17内的从分隔壁27向前的前部空间内,而后部部分的上突出部41、33装配在这两个部件16、17内的从分隔壁27向后并在阻板29之上的上部空间内,后部部分的下突出部42、34装配在从分隔壁27向后并在阻板29之下的下部空间内,上接合耳43、35与第二部件17的连接壁28相接合,下接合凸耳44、36与第一部件16的弯曲部分22相接合。接合板21利用右盖19的钎焊材料层钎焊在该盖19上,其中上弯曲部51接合在该盖19的上接合部52以及第二部件17的接合部53内,下弯曲部54接合在盖19的下接合部55以及第一部件16的接合部56内,而接合耳57接合在形成于盖19的下边缘的凹部19a内。
这样,就制成制冷剂入口-出口箱2。第二部件17的从分隔壁27向前的部分用作入口集管5,而第二部件17的从分隔壁27向后的部分用作出口集管6。出口集管6被分流组板29分成上部空间6a和下部空间6b,这两个空间通过制冷剂通过孔31A、31B保持连通。右盖19的制冷剂出口38与出口集管6的上部空间6a连通。接合板21的制冷剂入口45与制冷剂入口37连通,而该接合板的制冷剂出口46与出口38连通。
参照图4和9,制冷剂转向箱3包括由在两面上具有钎焊材料层的铝钎焊板材制成并接合有热交换管12的板状的第一部件70、由裸铝挤出型材制成并且覆盖第一部件70的下侧的第二部件71以及由在两面上具有钎焊材料层的铝钎焊板材制成以用于封闭左、右相对开口的铝盖72。
制冷剂转向箱3具有顶面3a,该顶面3a的横截面整体上为圆弧,从而该顶面在前后方向上的中部是最高部分73,该最高部分朝前侧和后侧逐渐降低。箱3在其前后两侧部中具有凹槽74,所述凹槽74分别从顶面3a的最高部分73的前后两侧延伸到前后两侧面3b并且在横向上间隔地布置。
第一部件70在其相对于前后方向的中部具有向上凸出的圆弧横截面,并在其前、后侧边缘均与所述边缘一体地形成有在第一部件70的整个长度上延伸的垂壁(depending wall)70a。第一部件70的上表面用作制冷剂转向箱3的顶面3a,垂壁70a的外表面用作箱3的前部或后部侧面3b。凹槽74形成在第一部件70的前后侧部的每一个内,并从该部件70的相对于前后方向的中部的最高部分73延伸到垂壁70a的下端。在第一部件70的除了其中部的最高部分73之外的前、后侧部内,在相邻的各对凹槽74之间形成沿前后方向伸长的管插缝75。每对对应的前部和后部管插缝75在横向上处于相同位置。第一部件70具有形成在其中部的最高部分73中并以一定间隔横向布置的多个通孔76。通过利用压力加工用铝钎焊板材制造部件70来同时形成第一部件70的垂壁70a、凹槽74、管插缝75和通孔76。
第二部件71的横截面大致为w形且向上开口,该第二部件包括分别向前和向后朝外并朝上弯曲且横向延伸的前部和后部两个壁77、设置在这两个壁77的中部处并沿横向延伸且用作将制冷剂转向箱3的内部分成前部和后部两个空间的分隔装置的垂直分隔壁78、以及使该分隔壁78与相应前后壁77在它们的下端一体地连接的两个连接壁79。分隔壁78的上端向上突出超过前部和后部壁77的上端,并且该分隔壁78具有从其上边缘与之一体地向上突出的多个突出部78a,所述突出部沿横向间隔地设置并装配在第一部件70的对应通孔76内。分隔壁78在其上边缘内在相邻的各对突出部78a之间具有制冷剂通过切口78b。突出部78a和切口78b是通过切除分隔壁78的指定部分形成的。
通过一体地挤出前部和后部壁77、分隔壁78和连接壁79,并切割分隔壁78以形成突出部78a和切口78b,来制造第二部件71。
每个盖72的前部具有横向向内的突出部81,该突出部与该盖前部一体地形成在其横向内侧并且可装配在流入集管9内。盖72的后部具有横向向内的突出部82,该突出部与该盖后部一体地形成在其横向内侧上并且可装配在流出集管11内。每个盖72在位于其下边缘与其前后侧边缘的每一个之间的圆弧部分处一体地具有横向向内突出的接合凸耳83,并还具有沿前后方向间隔地设置的多个接合凸耳84,该凸耳84在该盖的上边缘上与其成一体地形成并沿横向向内突出。
转向箱3的第一和第二部件70、71和该转向箱的两个盖72按以下方式钎焊在一起。第一第二部件70、71利用第一部件70的钎焊材料层相互钎焊在一起,其中第二部件71的突出部78a插入相应的孔76内形成咬边接合,并且第一部件70的前部和后部垂壁70a的下端与第二部件71的前部和后部壁77的上端相接合。所述两个盖72利用盖72上的钎焊材料层钎焊在第一和第二部件70、71上,其中前突出部81装配在由这两个部件70、71限定并且从分隔壁78向前的前部空间内,后突出部82装配在由这两个部件70、71限定并从分隔壁78向后的后部空间内,上接合凸耳84与第一部件70相接合,下接合凸耳83与第二部件71相接合。这样,就形成制冷剂转向箱3。第二部件71的从分隔壁78向前的部分用作流入集管9,而第二部件71的从分隔壁78向后的部分用作流出集管11。第二部件71的分隔壁78内形成的切口78b的上端开口被第一部件70封闭,从而形成制冷剂通过孔84。
形成前部和后部管组13的热交换管12均由铝挤出型材制成。每个管12都是扁平的、沿前后方向具有较大宽度并在内部具有沿该管的纵向延伸且平行布置的多个制冷剂通道12a(见图6)。管12的上端部插入该入口-出口箱2的第一部件16的插缝23内,并利用第一部件16上的钎焊材料层钎焊在该部件16上。该管12的下端部插入转向箱3的第一部件70的插缝75内,并利用第一部件70上的钎焊材料层钎焊在该部件70上。
优选地,热交换管12的高度—即在横向方向上的厚度—为0.75~1.5mm,在前后方向上的宽度为12~18mm,其周向壁的壁厚为0.175~0.275mm,将制冷剂通道相互隔开的分隔壁的厚度为0.175~0.275mm,分隔壁的间距为0.5~3.0mm,前、后两端壁的外表面的曲率半径为0.35~0.75mm。
可使用铝制电阻焊管来代替由铝挤出型材制成的热交换管12,该电阻焊管具有多个通过将内部翅片插入其中而在其内形成的制冷剂通道。还可使用由这样的板制成的管,该板是由在其一个表面上具有铝钎焊材料层的铝钎焊板材通过轧制加工制备的,并且该板包括通过连接部分相接合的两个扁平壁形成部分、在每个扁平壁形成部分上与其成一体地形成并从该扁平壁形成部分的与该连接部分相对的一个侧边缘突出的侧壁形成部分、以及从每个扁平壁形成部分与其成一体地突出并且在其宽度方向上间隔地布置的多个分隔形成部分,该管是通过在该连接部分处将该板弯曲成发夹形,并将侧壁形成部分以对接关系相互钎焊在一起以用该分隔形成部分形成分隔壁而制成的。
波纹状翅片14是通过将在其两侧面上具有钎焊材料层的铝钎焊板材形成波浪形而制成的。在该波浪形板材的连接其波峰部分和波谷部分的部分内形成有沿前后方向平行设置的百叶窗部。波纹状翅片14对于前部和后部管组13是共用的。该翅片14在前后方向上的宽度大约等于从前部管组13内的热交换管12的前边缘到后部管组13内对应热交换管12的后边缘的距离。希望波纹状翅片14的翅片高度—即从波峰部分到波谷部分的直线距离—为7.0mm~10.0mm,翅片间距—即连接部分的间距—为1.3mm~1.8mm。可在每个管组13的相邻每对热交换管12之间设置波形翅片,而不是前部和后部管组13共用一个波纹状翅片。
蒸发器1是通过将除了制冷剂入口管7和出口管8之外的部件相组合而定位搭焊/点焊(tack)在一起并共同钎焊所定位搭焊的组件而制造的。
蒸发器1与压缩机和冷凝器一起构成制冷循环,该制冷循环例如安装在车辆例如机动车辆内以用作空气调节装置。
参照示出所述蒸发器1的图10,流过压缩机、冷凝器和膨胀阀的气-液混合相的两层制冷剂经由制冷剂入口管7、接合板21的制冷剂入口部45和右盖19的制冷剂入口37进入制冷剂入口集管5,并分流地流入前部管组13中所有热交换管12的制冷剂通道12a。当入口管7的收缩部分7a的内径为3~8.5mm时,制冷剂达到入口集管5的左端,并在此时均匀地流入前部管组13的所有热交换管12。
流入所有热交换管12的通道12a的制冷剂向下流过通道12a、进入制冷剂转向箱3的制冷剂流入集管9。集管9内的制冷剂通过分隔壁78的制冷剂通过孔85流入制冷剂流出集管11。
流入流出集管11的制冷剂分流地流入后部管组13中所有热交换管12的制冷剂通道12a、改变路线并通过通道12a向上进入制冷剂出口集管6的下部空间6b。在此集管内的分流阻板29向制冷剂流施加的阻力使得制冷剂从流出集管11均匀地流入后部管组13的所有热交换管12,并还从入口集管5更均匀地流入前部管组13的所有管12。结果,制冷剂以均匀的量流过这两个管组13的所有热交换管12。
随后,制冷剂通过阻板29的制冷剂通过孔31A、31B流入出口集管6的上部空间6a,并经由右盖19的制冷剂出口38、接合板21的出口部分46和出口管8流出蒸发器。在流过前部管组13的热交换管12的制冷剂通道12a和后部管组13的热交换管12的制冷剂通道12a时,制冷剂与沿图1所示箭头X的方向流过空气通过间隙的空气进行热交换,并以气相流出蒸发器。
此时,在波纹状翅片14的表面生成冷凝水,并且该冷凝水向下流到转向箱3的顶面3a。向下流到箱顶面3a的冷凝水由于毛细管效应而进入凹槽74、流过凹槽74并从凹槽74的前部或后部外端落到转向箱3下方。这样可防止大量的冷凝水聚集在转向箱3的顶面3a与波纹状翅片14的下端之间,从而防止由于大量冷凝水聚集而导致冷凝水冻结,由此可防止蒸发器1工作效率不足。
根据前述实施例,在两个箱2、3的入口集管5和流入集管9之间以及在出口集管6和流出集管11之间设置一个热交换管组13,但是此设置不是限制性的;可在两个箱2、3的入口集管5和流入集管9之间以及在这两个箱的出口集管6和流出集管11之间设置一个或至少两个热交换管组13。在使用该蒸发器时,可将转向箱3设置在入口-出口箱2上方。
图11示出应用本发明的热交换器的蒸发器的第二实施例。在图1到11中,相同的部件由相同的标号指示。
图11示出蒸发器90,该蒸发器包括从前向后并排设置的制冷剂入口集管91和制冷剂出口集管92、设置在入口集管91上方并与其间隔开的第一中间集管93、设置在第一中间集管93左侧的第二中间集管94、设置在第二中间集管94下方且与其间隔开并且位于入口集管91左侧的第三中间集管95、在第三中间集管95的后侧与其并排设置并且位于出口集管92的左侧的第四中间集管96、设置在第四中间集管96上方并与其间隔开且在第二中间集管94的后侧与其并排地设置的第五中间集管97以及设置在出口集管92上方并与其间隔开且位于第五中间集管97的右侧的第六中间集管98。
入口集管91、出口集管92、第三中间集管95和第四中间集管96是通过从前到后并从左到右将一个箱99分隔成四个部分形成的。该箱99类似于第一实施例的制冷剂转向箱3,并包括第一部件70和第二部件71。箱99与箱3的不同之处如下:箱99被该箱内的分隔壁78分为前部空间和后部空间,并且每个空间均由设置在左右方向的中部的铝制隔板101分成左部和右部,从而形成四个集管91、92、95和96。分隔壁78的在隔板101右侧的部分没有切口78b,并阻止入口集管91与出口集管92连通。用于右端开口的盖72具有形成在前部突出部81的底壁内的制冷剂入口102以及形成在后部突出部82内的制冷剂出口103。尽管未示出,但在右盖72的外表面上钎焊有接合板21,该接合板具有与入口102连通的制冷剂入口部45和与出口103连通的制冷剂出口部46。
第一中间集管93、第二中间集管94、第五中间集管97和第六中间集管98是通过将一个箱104分隔成前部和后部两个区域104A、104B形成的。前部区域104A的右部形成第一中间集管93,该区域的左部形成第二中间集管94。后部区域104B的右部形成第六中间集管98,该区域的左部形成第五中间集管97。箱104在结构上类似于第一实施例的入口-出口箱2,并包括第一部件16和第二部件17。箱104与箱2的不同之处如下。箱104没有分流阻板29。用于封闭右端开口的盖19不具有入口37和出口38。该盖19上没有钎焊接合板21。
在入口集管91、出口集管92、第三中间集管95和第四中间集管96的组件与第一中间集管93、第二中间集管94、第五中间集管97和第六中间集管98的组件之间设置有热交换芯部4。前部管组13的热交换管12的下端部接合到入口集管91和第三中间集管95,而它们的上端部接合到第一中间集管93和第二中间集管94。此外,后部管组13的热交换管12的下端部接合到出口集管92和第四中间集管96,而它们的上端部接合到第六中间集管98和第五中间集管97。所有中间集管93-98以及所有热交换管12形成制冷剂循环通路,以用于使入口集管91与出口集管92相连通。
参照示出所述蒸发器90的图11,流过压缩机、冷凝器和膨胀阀的气-液混合相的两层制冷剂经由制冷剂入口管7、接合板21的制冷剂入口部45和右盖72的制冷剂入口进入制冷剂入口集管91,并分流地流入接合到该入口集管91并包含在前部管组13内的所有热交换管12的制冷剂通道12a。制冷剂向上流过通道12a、进入第一中间集管93并向左流入第二中间集管94。在此集管94内的制冷剂分流地流入接合到第二中间集管94并包含在前部管组13的所有热交换管12的制冷剂通道12a、向下流过通道12a、进入第三中间集管95并通过分隔壁78内的制冷剂通过孔85流入第四中间集管96。然后,在集管96内的制冷剂分流地流入接合到第四中间集管96并包含在后部管组13的所有热交换管12的制冷剂通道12a、向上流过通道12a、进入第五中间集管97并向右流入第六中间集管98。然后,在集管98内的制冷剂分流地流入接合到集管98并包含在后部管组13的所有热交换管12的制冷剂通道12a、向下流过通道12a并进入出口集管92。然后,制冷剂流过右盖72的制冷剂出口和接合板21的出口部46,并通过出口管8流出。
根据前述第二实施例,在入口集管91和第三中间集管95与两个箱99、104的第一和第二中间集管93、94之间以及在出口集管92和第四中间集管96与第六和第五中间集管98、97之间设置一个热交换管组13,但此设置不是限制性的;可在箱99、104的集管91、95与集管93、94之间以及在所述箱的集管92、96与集管98、97之间设置一个或至少两个热交换管组13。在使用该蒸发器时,可将箱99设置在箱104上方。
根据上述两个实施例,制冷剂入口管7和制冷剂出口管8分别接合在接合板21的入口45和出口46上,其中膨胀阀安装件紧固在管7、8的端部,但如图12和13所示,膨胀阀安装件110也可以直接接合在接合板21上。
膨胀阀安装件110包括由金属即铝制成的块状主体部110a和从该主体部110a的与接合板21相对的一侧突出的空心柱113、114,该主体部110a包括延伸穿过该主体部的两个制冷剂通孔111、112(制冷剂通过部分),该空心柱围绕各孔111、112与该主体部110a一体地形成。
安装件110通过合适的装置紧固在接合板21上,其中接合板21的入口45和出口46插入安装件110的相应通孔111、112并与该安装件紧密接触。
顺便提及,本发明的热交换器可实现为所谓的袋板式热交换器,该热交换器包括平行设置并且均由彼此相对且沿其周向边缘相互钎焊在一起的盘状板对构成的多个扁平空心体、沿前后方向设置的制冷剂入口集管和制冷剂出口集管、与这两个集管间隔地设置的制冷剂转向部分、用于保持入口集管通过其与该转向部分相连通的多个向前制冷剂通路部分以及用于保持出口集管与该转向部分相连通的多个向后制冷剂通路部分,该入口集管在其与入口端并排的一个端部具有制冷剂入口,制冷剂可从该入口流入入口集管、然后通过向前通路部分流入转向部分—在该转向部分处制冷剂改变路线,此后通过向后通路部分流入出口集管以通过制冷剂出口被排出。
尽管根据前述实施例本发明的热交换器用作蒸发器,但是此实施例模式并不是限制性的;本发明也可应用于各种其它热交换器。