TW410268B - Heat exchanger - Google Patents

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Description

^ί〇2ββ _案號 87121584_年月曰_ί±^._ 五、發明說明（1) 發明之範疇 本發明係關於熱交換器，及特別關於液體冷卻之相熱交 換器，其中一流體由於每一液體之熱交換而進行自氣相至 液相或自液相至氣相之相變化。 發明之背景 數十年未經逐漸關切内燃機對環境之影響《當然，此等 内燃機為各種大小及形狀汽車之動力之一致選擇。某些關 切係關於能量保存，其他關切則係關於能量發射。 多次問題待解決，及解決方法具有相互作用。例如，汽 車上電力消耗系統之改良效率減少燃料消耗，同時達成能 量保存及能量發射目的。 1995年4月25日及1996年5月28日授予陸卡斯等人（Lukas et al)之美國專利5, 408, 843及5, 520, 015揭示解決上述關 切方面之車用冷卻系統。二專利均為本申請案之受讓人所 有，及二者之全部說明附於本說明供參考。 上述專利揭示之系統中，車用空氣調節系統將用一液體 冷卻冷凝器。冷凝器將冷凍劑自氣相冷凝成液相而再循環 至一蒸發器，在其中蒸發而提供汽車某一部份之冷卻作 用。如陸卡斯專利所揭示，蒸發器為空氣冷卻，但某些例 中，尤其需具有減少冷凍劑填充體積之最小長度冷凍劑管 處及需加冷卻位置距空氣調節系統較遠處，可能宜提供冷 卻液體於需冷卻點，液體藉位置接近空氣調節系統之其他 構件之一蒸發器冷卻。 本發明係關於提供用在例如陸卡斯專利揭示之系統，或 需要液體與流體間自液相至氣相或反向進行之熱交換處之
O:\56\56i53.ptc 第6頁 410266 _案號87121584_年月曰 修正_ 五、發明說明（2) 新穎及改良液體冷卻二相熱交換器。 發明之總結 本發明之主要目的為提供新穎及改良之液體冷卻二相熱 交換器。 具體言之，本發明之一目的為提供包括成間隔並列關係 之多條板狀扁平管之液體冷卻二相熱交換器。管集箱板位 於板狀扁平管端部，及以密合關係接納扁平管。箱固定於 每一管集箱板，及設有至一箱之一液體入口。每一箱亦設 有一液體出口。和包括成並列關係之多條扁平蛇管，及每 一蛇管與有各端部及位於蛇管端部間之多個平行直形段。 設有一對管集相，每一箱接納並密合於平行關於之各蛇管 之對應端部。每一管狀扁平管成熱交換關係套管於蛇管之 二相鄰直形段之間。每一蛇管位於管集箱板之間。 一種較佳具體實例中，板狀管與蛇管構成一壓縮式疊合 件。 一種較佳具體實例中，每一蛇管具有以串連方式連接相 鄰直形段之一圓形部份，及圓形部份壓縮成疊合件時具有 球形狀。 一種具體實例中，每一板狀管具有界定多條流動通路之 多個内部片。較佳者，直形段與流動通路成直交。 一種具體實例中，成對管集箱為管狀。 參照附圖閱讀下文說明，將明暸其他目的及優點。 圖式之簡單說明 圖1為根據本發明之液體冷卻二相熱交換器之側視圖。 圖2為熱交換器之平面圖》
O:\56\56153.ptc 第7頁
41020S _案號 87121584_年月日__ 五、發明說明（3) 圖3為約沿圖1之線3 - 3所取之斷面圖。 圖4為熱交換器之端視圖。 圖5為用於本發明之蛇管之正視圖。 圖6為用於本發明之板狀扁平管之斷面圖。 元件代號表 1 0，1 2 管集箱板 1 4，1 6 箱 18 入口 2 0 出口 22 管 24 端部 3 0，3 2 管集箱 34 槽溝 3 6 , 3 8 端部 42 直形段 44 圓形部份 40 蛇管 4 6 邊板 50 疊合件 52 内部片 5 4，5 6 邊壁 5 8 流動通路 60 裝具 較佳具體實例之說明 根據本發明製成之液體冷卻二相熱交換器之一例示性具
O:\56\56153.ptc 第8頁 410266 _案號 87121584_年月日_ί±^_ 五、發明說明（4) 體實例示於圖式中。熱交換器係視需要用作液體冷卻冷凝 器或蒸發器，但亦可用作其他目的之有效熱交換器。 參閱圖1及2，熱交換器包括間隔分開之相對管集箱板 1 0、1 2。每一管集箱板1 0及1 2接納一相關箱1 4，1 6。箱1 4 包括液體入口 18，及箱16包括液體出口20。然而，應明 瞭，某些例中，入口 1 8及出口 2 0可藉一内部擋板（未示）阻 止二者間之直接液體流通而連接於同一箱。換言之，雖然 所示具體實例為液體側之單相熱交換器，但若需要時可為 多相。 圖3清晰顯示之多條扁平板狀管2 2延伸於管集箱板1 0與 1 2之間。如圖2所示，管2 2之端部2 4穿過管集箱板1 0及1 2 中各槽溝（未示），及例如藉硬焊密合於其上。結果，每一 箱1 4及1 6之内部與管2 2成流體連通。 亦如圖2及3所示，各板狀管2 2互相平行及成間隔關係。 根據本發明，在板狀管2 2之一側，一對圓形管集箱3 0、 3 2成間隔分開關係延伸及互相平行。管集箱3 0、3 2包括接 納多條蛇管4 0之相反端部3 6、3 8之槽溝3 4。蛇管4 0係典型 擠製多口管，各具有較小液壓直徑之多條内部流動通路， 亦即約0 . 0 7吋之液壓直徑。各端部3 6、3 8以習用方式例如 硬焊密合相關管集箱3 0、3 2。 每一蛇管4 0之端部3 6、3 8之間有多條直形段4 2 □相鄰直 形段42由延伸至扁平板狀管2 2之側邊外之圓形部份44連 接。 參閱圖5，圓形部份4 4提供直形段4 2間蛇管4 0之1 8 0 °逆 轉而界定一串連通路。
O:\56\56153.ptc 第9頁 410265 _案號 87121584_年月日_ί±^._ 五、發明說明（5) 如圖1所示，各蛇管4 2成並列關係及位於管集箱板1 0與 12之間。如圖3所示，扁平板狀管22套合於蛇管40之相鄰 直形段4 2之間。 初期，蛇管將具有圖5所示構型。板狀扁平管2 2套合於 直形段42間，及管22加於最外端直形段42後，將邊板46加 於最外端板狀扁平管22，及藉任何適宜夾具，加壓力而壓 縮邊板46、板狀扁平管22與蛇管40之直形段42成一疊合 件，如圖3中概括以5 0所示，及最後硬焊在一起。此疊合 件一般將為長方形構型，及由於壓縮作用，伸至疊合件外 之圓形部份具有如圖3所示之球形構型。 參閱圖6，板狀扁平管22包括延伸於相對邊壁54、56間 之多個内部片52，界定通過每一扁平板狀管22之多個分立 流動通路5 8。流動通路5 8與直形段4 2成直交及反之亦如 此。當然，相似片位於蛇管4 0内，以在壓縮製程中防止壓 扁以及使用熱交換器過程中提供抗壓作用。 操作時，液體冷卻劑可經入口 1 8流入箱1 4。自箱1 4，液 體冷卻劑進入板狀扁平管2 2之端部，經流動通路5 8進入箱 16及自出口 20脫離。因各構件係如前述壓縮成疊合件50及 硬焊在一起，故扁平板狀管22與蛇管40之直形段42之間建 立良好熱交換接觸。冷凍劑可經例如在管集箱3 0 —端之裝 具6 0進入蛇管4 0。自裝具6 0，冷凍劑將流經每一蛇管4 ◦。 冷凍劑流過直形段4 2時，將與扁平板狀管2 2中液體交換 熱。最後，冷凍劑將進入管集箱3 0被導至裝置6 2，自此處 可送回至系統之其餘部份。 如圖中所示，裝具6 0作為至系統冷凍劑侧之入口 ，因其
O:\56\56153.ptc 第10頁 410268 _案號 87121584_年月日_ί±^,_ 五、發明說明（6) 較小直徑，液體冷凍劑將在此處導入。汽態冷凍劑將自裝 具6 2回收。此一情況下，熱交換器用作蒸發器，冷卻通過 扁平板狀管2 2之冷卻劑。另一種方式，用作冷凝器時，汽 態冷凍劑將流入較大裝置6 2及自較小裝置6 0脫離。汽態冷 凍劑將在蛇管4 0内，被流過板狀扁平管2 2之冷卻劑冷卻而 凝結。此一情況，熱交換器用作冷凝器。 自前文將明瞭，根據本發明製成之熱交換器極小巧但仍 提供構成各流動通路管間之緊密接觸而提供卓越熱交換。 因此獲致高性能與體積比。
O:\56\56153.ptc 第11頁

Claims (1)

  1. 410266 _案號87121584_年月日_^_ 六、申請專利範圍 1· 一種熱交換器，包_括： 多條板狀扁平管，成間隔並列關係及具有相反端部； 管集箱板，位於各端部並成密合關係接納各端部； 多個箱，分別固定於每一管集箱板； 在一箱之一液體入口； 在一箱之一液體出口； 成並列關係之多條扁平蛇管，每一蛇管具有各端部及 位於端部間之多個平行直形段；及 一對管集箱，各接納及密合於蛇管之對應端部並成平 行關係； 每一板狀爲平管套合於蛇管之二直形段之間*及與直 形段成熱交換關係； 每一蛇管位於該等管集箱板之間。 2. 如申請專利範圍第1項之熱交換器，其中該等板狀扁 平管與蛇管構成一壓縮疊合件。 3. 如申請專利範圍第2項之熱交換器，其中每一蛇管具 有以_連方式連接相鄰直形段之一圓形部份，及圓形部份 在壓縮疊合件中為球形。 4. 如申請專利範圍第1項之熱交換器，其中每一板狀扁 平管具有界定多條流動通路之多個内部片。 5. 如申請專利範圍第4項之熱交換器，其中該等直形段 與該等流動通路成直交。 6. 如申請專利範圍第1項之熱交換器，其中該等管集箱 為管狀。 7. —種熱交換器，包括：
    O:\56\56153.ptc 第12頁 410268 _案號87121584_年月曰 修正_ 六、令請專利範圍 多條板狀扁平管，成間隔並列關係及具有相反端部； 管集箱板，位於各端部並成密合關係接納各端部； 多個箱，分別固定於每一管集箱板， 在一箱之一液體入口； 在一箱之一液體出口； 成並列關係之多條扁平蛇管，每一蛇管具有各端部及 位於端部間之由圓形部份連接之多個平行直形段；及 一對管狀管集箱，分別接納並密合於蛇管之對應端部 及成平行關係。 每一板狀扁平管套合於蛇管之二相鄰直形段之間及與 直形段成熱交換關係； 每一蛇管位於管集箱板之間，及圓形部份延伸至板狀 扁平管外； 板狀扁平管相反兩側上之側邊板，側邊板與扁平管平 行及延伸於管集箱之間，側邊板壓縮板狀扁平管與直形段 成一疊合件而提供板狀扁平管與直形段間之卓越熱交換。 8. 如申請專利範圍第7項之熱交換器，其中該對管集箱 均在疊合件之同一側。 9. 如申請專利範圍第8項之熱交換器，其中若干圓形部 份自疊合件之該同一側伸出及其他圓形部份自疊合件之相 反一側伸出，各圓形部份由於側邊板之壓縮作用而具有球 形構型。
    O:\56\56153.ptc 第13頁
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