热交换器用集流管及具有该集流管的平行流热交换器
技术领域
本发明涉及一种热交换器用集流管及具有该集流管的平行流热交换器,属于汽车空调换热器领域。
背景技术
近几十年来,汽车空调得到了迅速发展,占空调机械的第二位。热交换器作为汽车空调的四个主要组成部分之一,也需要根据市场方面的要求进行改进优化设计。因为平行流热交换器具有制冷效率高、体积小、重量轻等特点,能够很好的满足市场的要求,近年来已被逐渐应用于汽车空调***中。
图1为现有的一种平行流热交换器用集流管1’的截面示意图。所述集流管1’由外壳2’和中间隔板3’组成。所述外壳2’包括底壁21’以及自底壁21’弯折形成的外壁22’。所述底壁21’设有冲孔210’,用以与扁管4’相配合。所述中间隔板3’将集流管1’分为两个流道。所述外壁22’在其中间顶部设有两个向内弯边221’、222’,这两个弯边221’、222’之间留有一定的间隙。所述中间隔板3’的截面为十字结构,其十字横板的位置偏上。所述十字横板包括竖直部及水平部,其中所述竖直部***两个弯边221’、222’的间隙之中,竖直部的两侧面与两个弯边221’、222’的内侧面分别接触。所述弯边221’、222’的下端面抵靠在十字横板的水平部上。
然而,集流管1’的两个弯边221’、222’与中间隔板3’只有两个垂直面接相触,无法相互固定。特别是在实际的生产装配过程中,这两个弯边221’、222’由于在它们的外侧没有限位的元件,在中间隔板3’***所述间隙的过程中,所述弯边221’、222’容易发生位置偏离,从而在焊接过程中造成脱焊,使集流管1’在使用时发生流体泄漏。
因此,有必要对现有的技术进行改进,以解决以上技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在组装时中间隔板能够稳定限位的热交换器用集流管以及具有该集流管的平行流热交换器。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:一种热交换器用集流管,所述集流管包括设有内部腔体的外壳及至少部分安装在内部腔体中的中间隔板,所述外壳包括连接壁及外壁,所述外壁相向折弯且在接口处设有向内部腔体中延伸的第一弯边及第二弯边,所述中间隔板阻隔在所述连接壁与外壁之间以将所述内部腔体分隔成第一腔体及第二腔体,所述中间隔板包括一端固定在所述连接壁上的固定部,所述中间隔板还包括另一端限位所述第一弯边及第二弯边的分叉部,所述分叉部包括位于第一弯边外侧且用以限制第一弯边向外移动的第一限位板,以及位于第二弯边外侧且用以限制第二弯边向外移动的第二限位板。
作为本发明进一步改进的技术方案,所述分叉部包括连接所述第一限位板及第二限位板的连接部,并且所述第一限位板、第二限位板及连接部共同形成一个开口,所述第一弯边及第二弯边被共同嵌入在所述开口内并且使所述第一弯边及第二弯边至少部分相互接触。
作为本发明进一步改进的技术方案,所述第一弯边及第二弯边均设有位于它们自由末端的末端面,所述末端面均与所述连接部相接触、或者所述末端面与所述第一限位板的内侧及第二限位板的内侧分别接触。
作为本发明进一步改进的技术方案,所述第一弯边及第二弯边均直线延伸并且相互平行,所述第一限位板及第二限位板也直线延伸并且相互平行,所述第一弯边及第二弯边的延伸方向与所述第一限位板及第二限位板的延伸方向相反。
作为本发明进一步改进的技术方案,所述第一弯边包括第一抵压部及自第一抵压部进一步延伸的第一倾斜部,所述第二弯边包括第二抵压部及自第二抵压部进一步延伸的第二倾斜部,所述第一抵压部与所述第二抵压部相接触,所述第一倾斜部与所述第二倾斜部均向外倾斜以形成八字形;所述第一限位板及第二限位板分别抵压在所述第一倾斜部及第二倾斜部上,所述第一限位板及第二限位板均向内倾斜。
作为本发明进一步改进的技术方案,所述第一弯边包括第一抵压部及自第一抵压部进一步延伸的第一倾斜部,所述第二弯边包括第二抵压部及自第二抵压部进一步延伸的第二倾斜部,所述第一抵压部与所述第二抵压部相接触,所述第一倾斜部与所述第二倾斜部均向外倾斜以形成八字形;所述第一限位板包括抵压在所述第一倾斜部上的第一倾斜板及自所述第一倾斜板延伸且抵压在所述第一抵压部外侧的第一延伸板,所述第二限位板包括抵压在所述第二倾斜部上的第二倾斜板及自所述第二倾斜板延伸且抵压在所述第二抵压部外侧的第二延伸板,所述第一倾斜板及第二倾斜板均向内倾斜。
作为本发明进一步改进的技术方案,所述第一弯边包括第一抵压部及自第一抵压部向外弯折的第一卷曲部,所述第二弯边包括第二抵压部及自第二抵压部向外弯折的第二卷曲部,所述第一抵压部与所述第二抵压部相接触,所述第一卷曲部与所述第二卷曲部形成八字形;所述分叉部还包括自第一限位板弯折延伸的第一限位部及自第二限位板弯折延伸的第二限位部,所述第一限位部及第二限位部相向延伸,所述第一限位板、第二限位板、第一限位部、第二限位部及连接部共同形成所述开口,所述第一限位部位于第一卷曲部的外侧且用以限制第一卷曲部的移动,所述第二限位部位于第二卷曲部的外侧且用以限制第二卷曲部的移动。
作为本发明进一步改进的技术方案,所述第一限位部及第二限位部平行于所述连接部,所述第一限位部及第二限位部分别抵压于所述第一抵压部及第二抵压部的外侧。
作为本发明进一步改进的技术方案,所述第一弯边及第二弯边之间设有间隙,所述分叉部包括位于第一限位板及第二限位板之间的第三限位板,所述第三限位板***所述间隙内,所述第一弯边被夹持于第一限位板及第三限位板之间,所述第二弯边被夹持于第二限位板及第三限位板之间。
作为本发明进一步改进的技术方案,所述分叉部包括连接所述第一限位板、第二限位板及第三限位板的连接部,所述第一弯边及第二弯边的自由末端均与所述连接部相接触。
作为本发明进一步改进的技术方案,所述第三限位板为Y形,所述第三限位板包括位于自由末端的第一分叉及第二分叉,所述第一分叉及第二分叉分别抵压第一弯边及第二弯边上以限制第一弯边及第二弯边的移动。
作为本发明进一步改进的技术方案,所述固定部呈扩大状以增加与连接壁的接触面积。
为实现上述目的,本发明还提供了一种平行流热交换器,其包括位于两端的集流管、连通所述两端的集流管的微通道扁管以及位于所述微通道扁管之间的散热翅片,所述平行流热交换器设有与集流管连通的流体进口及流体出口,所述集流管为上述的热交换器用集流管,每一个集流管的连接壁均设有若干狭槽,所述微通道扁管的两端分别固定在该两端的集流管对应的狭槽内,所述第一腔体及第二腔体均至少被一个垂直于所述连接壁及中间隔板的截面隔板隔开。
与现有技术相比,本发明的中间隔板设有限位所述第一弯边及第二弯边的分叉部,所述分叉部包括位于第一弯边外侧且用以限制第一弯边向外移动的第一限位板,以及位于第二弯边外侧且用以限制第二弯边向外移动的第二限位板。如此设置,第一弯边及第二弯边能够被有效的限位及固定,易于装配,同时也能够保证焊接的可靠性,减少虚焊或者漏焊情况的发生。
附图说明
图1是现有技术中一种热交换器用集流管的局部剖视图。
图2是本发明热交换器用集流管于第一实施方式中的局部剖视图。
图3是本发明热交换器用集流管于第二实施方式中的局部剖视图。
图4是本发明热交换器用集流管于第三实施方式中的局部剖视图。
图5是本发明热交换器用集流管于第四实施方式中的局部剖视图。
图6是本发明热交换器用集流管于第五实施方式中的局部剖视图。
图7是本发明热交换器用集流管于第六实施方式中的局部剖视图。
图8是图7中画圈部分的局部放大图。
图9是本发明平行流热交换器的立体图。
图10是图9中一侧集流管的立体图。
图11是图9中第一截面隔板的主视图。
图12是图9中第二截面隔板的主视图。
图13是图9中第三截面隔板的主视图。
图14是图9中第四截面隔板的主视图。
图15是图9中另一侧集流管的立体图。
图16是图15中第五截面隔板的主视图。
图17是图9中平行流热交换器的俯视图。
图18是沿图17中A-A线的剖视图。
图19是图9于另一角度的立体图。
图20是图19于另一角度的立体图。
具体实施方式
请参图2所示,本发明揭示了一种热交换器用集流管100,其包括设有内部腔体10的外壳1及至少部分安装在内部腔体10中的中间隔板2。所述外壳1是由一片金属板弯折而成的,其包括连接壁11及外壁12。所述中间隔板2与所述外壳1是分开制作,然后组装、焊接在一起的。在图2所示的实施方式中,所述连接壁11位于底部,所述外壁12位于顶部。
请结合图10所示,所述连接壁11大致为平板状,其设有若干延伸入内部腔体10的翻边111及形成于翻边111内的狭槽112。所述狭槽112用以收容微通道扁管,所述翻边111用以固定所述微通道扁管,容后详述。
所述外壁12相向折弯且在接口处设有向内部腔体10中延伸的第一弯边13及第二弯边14。所述中间隔板2阻隔在所述连接壁11与外壁12之间以将所述内部腔体10分隔成第一腔体101及第二腔体102。所述中间隔板2包括一端固定在所述连接壁11上的固定部21、另一端限位所述第一弯边13及第二弯边14的分叉部22、以及连通所述第一腔体101与第二腔体102的通孔20。需要说明的是,以上关于中间隔板2将内部腔体10进行“分隔”的描述只是表明因为中间隔板2的存在,内部腔体10被分成第一腔体101及第二腔体102,本发明中的“分隔”应当理解成包括第一腔体101与第二腔体102完全隔离或者大体上分离但是还是连通的两种情形。
在本发明图2的实施方式中,所述第一弯边13及第二弯边14均沿竖直方向直线延伸并且相互平行。所述第一弯边13及第二弯边14均设有位于它们自由末端的末端面(即下端面,未标号)。所述分叉部22包括位于第一弯边13外侧且用以限制第一弯边13向外移动的第一限位板23、位于第二弯边14外侧且用以限制第二弯边14向外移动的第二限位板24、以及连接所述第一限位板23及第二限位板24的连接部25。所述第一限位板23及第二限位板24也直线延伸并且相互平行,但是所述第一弯边13及第二弯边14的延伸方向与所述第一限位板23及第二限位板24的延伸方向相反。所述第一限位板23、第二限位板24及连接部25共同形成一个开口(未标号),用以收容第一弯边13及第二弯边14。
组装时,所述第一弯边13及第二弯边14被共同嵌入在所述开口内以实现对第一弯边13及第二弯边14的限位,避免发生位置偏离和结构变形,使装配方便可靠。请参图2所示,所述第一弯边13及第二弯边14至少部分相互接触,以利于焊接固定。同时,所述第一限位板23及第二限位板24分别对应与第一弯边13及第二弯边14相接触,所述第一弯边13及第二弯边14的末端面均与所述连接部25相接触,以增大对应的接触面积(即焊接面积)。如此设置,既可以使中间隔板2与外壳1易于装配和固定,又可以提供足够大的焊接面以保证焊接的可靠性,减少虚焊或者漏焊情况的发生。
请参图3所示,在本发明热交换器用集流管100的第二种实施方式中,其与图2中第一实施方式的区别仅在于第一弯边13与第二弯边14的形状不同、以及第一限位板23与第二限位板24的形状不同。在本实施方式中,所述第一弯边13包括第一抵压部131及自第一抵压部131进一步延伸的第一倾斜部132,所述第二弯边14包括第二抵压部141及自第二抵压部141进一步延伸的第二倾斜部142,所述第一抵压部131与所述第二抵压部141相接触,所述第一倾斜部132与所述第二倾斜部142均向外倾斜以形成八字形。所述第一限位板23及第二限位板24均向内倾斜,所述第一限位板23及第二限位板24分别抵压在所述第一倾斜部132及第二倾斜部142上,以在竖直方向上限制第一倾斜部132及第二倾斜部142的移动。
请参图4所示,在本发明热交换器用集流管100的第三种实施方式中,其与图3中第二实施方式的区别仅在于第一限位板23与第二限位板24的形状不同。在本实施方式中,所述第一限位板23包括抵压在所述第一倾斜部132上的第一倾斜板231(相当于图3中的整个第一限位板23)及自所述第一倾斜板231延伸且抵压在所述第一抵压部131外侧的第一延伸板232。所述第二限位板24包括抵压在所述第二倾斜部142上的第二倾斜板241(相当于图3中的整个第二限位板24)及自所述第二倾斜板241延伸且抵压在所述第二抵压部141外侧的第二延伸板242。所述第一倾斜板231及第二倾斜板241均向内倾斜,以在竖直方向上限制第一倾斜部132及第二倾斜部142的移动。相较于图3第二实施方式中的集流管100,图4中第三实施方式的集流管100由于设置了第一延伸板232及第二延伸板242,通过第一延伸板232及第二延伸板242与第一抵压部131及第二抵压部141相抵压,进一步增强了对第一弯边13与第二弯边14的限位效果,另外还增加了焊接面积,提升了焊接的可靠性。
请参图5所示,在本发明热交换器用集流管100的第四种实施方式中,其与图2中第一实施方式的区别在于第一弯边13、第二弯边14及分叉部22的形状不同。在本实施方式中,所述第一弯边13包括第一抵压部131及自第一抵压部131向外弯折的第一卷曲部133,所述第二弯边14包括第二抵压部141及自第二抵压部141向外弯折的第二卷曲部143。所述第一抵压部131与所述第二抵压部141相接触,所述第一卷曲部133与所述第二卷曲部143形成八字形。所述分叉部22还包括自第一限位板23弯折延伸的第一限位部26及自第二限位板24弯折延伸的第二限位部27。所述第一限位部26及第二限位部27相向延伸,所述第一限位板23、第二限位板24、第一限位部26、第二限位部27及连接部25共同形成用以收容第一弯边13及第二弯边14的所述开口。组装后,所述第一限位部26位于第一卷曲部133的外侧(在图5中为上侧)且用以限制第一卷曲部133的移动(在图5中为向上移动),所述第二限位部27位于第二卷曲部143的外侧(在图5中为上侧)且用以限制第二卷曲部143的移动(在图5中为向上移动)。另外,所述第一限位部26及第二限位部27平行于所述连接部25,所述第一限位部26及第二限位部27分别抵压于所述第一抵压部131及第二抵压部141的外侧。在本实施方式中,由于所述第一卷曲部133及第二卷曲部143的自由末端几乎呈水平延伸,因此所述第一弯边13及第二弯边14的末端面(在本实施方式中为两侧面)与所述第一限位板23的内侧及第二限位板24的内侧分别接触,同样能够增大对应的接触面积(即焊接面积),改善焊接效果。
请参图6所示,在本发明热交换器用集流管100的第五种实施方式中,其与图2中第一实施方式的区别在于:图2中的分叉部22为双叉结构,而图6中的分叉部22为三叉结构;另外,图2中第一弯边13及第二弯边14相互直接接触,而图6中第一弯边13及第二弯边14不直接接触。具体地,在本实施方式中,所述第一弯边13及第二弯边14之间设有间隙(未标号)。所述分叉部22包括位于第一限位板23及第二限位板24之间的第三限位板28。所述第一限位板23、第二限位板24及第三限位板28相互平行。组装时,所述第三限位板28***所述间隙内,所述第一弯边13被夹持于第一限位板23及第三限位板28之间,所述第二弯边14被夹持于第二限位板24及第三限位板28之间。如此设置,相较于图2第一实施方式中的集流管100,图6中第五实施方式的集流管100由于设置了第三限位板28,并且第三限位板28的两侧分别与第一弯边13及第二弯边14接触,从而进一步增大了对应的接触面积(即焊接面积)以改善焊接效果。另外,这种方式能够使第一弯边13及第二弯边14不会发生位置偏离和结构变形,而且可以加强集流管100的耐压强度。
请参图7所示,在本发明热交换器用集流管100的第六种实施方式中,其与图6中第五实施方式的区别仅在于:图6中的第三限位板28为直条状,而图7中的第三限位板28为Y形。具体地,在本实施方式中,所述第三限位板28包括位于自由末端的第一分叉281及第二分叉282,所述第一分叉281及第二分叉282分别抵压第一弯边13及第二弯边14上以限制第一弯边13及第二弯边14的移动(在图7中为向上移动)。另外,这种方式能够使集流管100具有非常好的焊接可靠性,而且可以降低焊接夹具的设计开发难度。
请参图8所示,为了使中间隔板2能够稳定固定在所述连接壁11上,所述固定部21呈扩大状以增加与连接壁11的接触面积(即焊接面积)。需要说明的是:虽然图8只是图6中画圈部分的局部放大图,但是可以理解,在本发明所有的实施方式中,所述固定部21均可以设置成与图8中固定部21相同或者类似的形状。
请参图9、图19及图20所示,本发明还揭示了一种具有上述集流管100的平行流热交换器200。所述平行流热交换器200可以为蒸发器或者冷凝器。所述平行流热交换器200包括位于两端的集流管100、连通所述两端的集流管100的若干微通道扁管3以及位于所述微通道扁管3之间的散热翅片4。为了描述简洁,以下仅以图6中所示的集流管100为例进行说明,当然,上述任何实施方式中的集流管100也都是可行的。
请参图10所示,图10中的集流管100为图9中平行流热交换器200一侧的集流管。所述集流管100设有流体进口103及流体出口104。需要说明的是:图10中集流管100的中间隔板2为无孔板(即没有通孔20),其内部腔体10被中间隔板2分隔成不连通的第一腔体101及第二腔体102。请参图11至图14、图18所示,为了实现对流体的分流以提升换热效果,在所述集流管100的长度方向上依次设有若干截面隔板15、16、17、18,所述截面隔板15、16、17、18横跨外壁12。具体地,所述截面隔板15设有卡持在所述第二腔体102内的阻隔部151以及与阻隔部151相连的固定尾部152。所述阻隔部151为无孔板,从而将所述第二腔体102完全隔断成流道P1及流道P2。所述截面隔板16、17、18分别设有卡持在所述第一腔体101内的阻隔部161、171、181以及与阻隔部161、171、181相连的固定尾部162、172、182。所述阻隔部161、171、181为有孔板,分别设有流通孔163、173、183。所述流通孔163、173、183的大小不同,以改善流体的流通效果。因此,虽然所述第一腔体101内设置了若干阻隔部161、171、181,但是,因为流通孔163、173、183的存在,所述第一腔体101仍然是连通的,从而形成流道P3。
请参图15所示,图15中的集流管100为图9中平行流热交换器200另一侧的集流管。所述集流管100与图6中的集流管100相同,其中间隔板2为有孔板(即设有通孔20),以将第一腔体101与第二腔体102左右连通。请参图16所示,为了实现对流体的分流以提升换热效果,在所述集流管100的长度方向上依次设有截面隔板19,所述截面隔板19横跨外壁12。具体地,所述截面隔板19设有分别卡持在所述第一腔体101及第二腔体102内的阻隔部191、192。所述阻隔部191、192均为无孔板,从而在长度方向上所述阻隔部191将所述第一腔体101隔成流道P4及流道P5;所述阻隔部192将所述第二腔体102隔成流道P6及流道P7。可以理解的是,由于通孔20的存在,实际上流道P4与流道P6是直接连通的,流道P5与流道P7也是直接连通的。
组装时,所述微通道扁管3的两端分别***在两侧集流管100对应的狭槽112内并被翻边111固定。所述中间隔板2与外壳1的连接、微通道扁管3与两侧集流管100的连接、以及微通道扁管3与散热翅片4的连接均可通过钎焊完成。请参图18所示,为了能够实现流体分配的功能,所述集流管100长度方向的两端都是密封的,在本发明图示的实施方式中,所述集流管100长度方向的两端是通过封闭塞5进行密封的,所述封闭塞5也可以通过钎焊的方式与集流管100进行固定。
请参图9、图19及图20所示,以下对本发明平行流热交换器200的流体流动路径进行描述。当流体从流体进口103流入到平行流热交换器200内后,流体首先进入流道P1,由于中间隔板2与阻隔部151均为无孔板,受到它们的阻碍,流体便会沿着微通道扁管3流入流道P6,从而实现流体从一端的集流管100流向另一端的集流管100;由于受到阻隔部192的阻碍,流体会通过中间隔板2上的通孔20进入流道P4;然后受到阻隔部191的阻碍,流体便会沿着微通道扁管3流入流道P3,使流体从新回到开始的集流管100,以实现第一次循环的热交换;随后,流体在流道P3中流动并穿过流通孔163、173、183,然后受到封闭塞5的阻挡,流体又会沿着微通道扁管3流入流道P5;接着,流体通过中间隔板2上的通孔20进入流道P7;最后,流体沿着微通道扁管3流入流道P2,并从流体出口104流出平行流热交换器200,以实现第二次循环的热交换,最终完成整个换热过程。
在本发明图示的实施方式中,所述平行流热交换器200所设置的流体进口103及流体出口104均与一侧的集流管100直接连通,以实现上述“双循环”的热交换。当然,可以理解的是,在其他实施方式中,也可以将流体进口103及流体出口104分别设置于两侧的集流管100上,即一个集流管100上设置流体进口103,而另一个集流管100上设置流体出口104,以实现“单循环”的热交换。
需要说明的是:以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案,以上关于“底部”、“顶部”、“上”、“下”、“左”、“右”等的描述只是为了便于理解本发明的内容,并非对本发明的限定。尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明,但是,本领域的普通技术人员应当理解,所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换,而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进,均应涵盖在本发明的权利要求范围内。