CN104880116A - 集管及具有该集管的换热器 - Google Patents

集管及具有该集管的换热器 Download PDF

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Abstract

一种集管，其包括相互固定的第一结合件及第二结合件，所述第一结合件包括第一安装壁以及自所述第一安装壁凹陷形成的第一区域，所述第二结合件包括第二安装壁、第二区域以及第三区域，所述第二安装壁与所述第一安装壁密封固定，所述第二、第三区域均自所述第二安装壁凹陷形成，所述第二、第三区域间隔设置并通过所述第一区域相互连通；所述第二结合件还包括贯穿所述第二区域的第一狭槽以及贯穿所述第三区域的第二狭槽，所述第一、第二狭槽用以与所述换热器的流通管相对接。本发明的有益效果是：所述集管易于加工且能够控制精度；另外，由于第二、第三区域的存在，使得集管中的容积增大，从而减少了制冷剂的流动阻力。

Description

集管及具有该集管的换热器
技术领域
本发明涉及一种集管及具有该集管的换热器，具体地说属于平行流换热器领域。
背景技术
近几十年来，制冷行业得到了迅速发展，换热器作为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。因为平行流换热器具有制冷效率高、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***及家电等其他需要换热器的***。
平行流换热器主要包括流通管、散热翅片和集流管，流通管通常为微通道扁管。在微通道扁管的两端设有集流管，用于分配和汇集制冷剂。在相邻的微通道扁管之间设有波纹状的或带有百叶窗形的散热翅片，用以强化换热器与空气的换热效率。在集流管的内部设有隔板，可以将所有的微通道扁管分成若干个流程，合理分配每个流程的扁管数，以得到最佳的换热效率。
平行流换热器通常采用圆形集流管，以获得高的耐压性能。平行流换热器的集流管是由多个部件组成，需要多道加工工序，如弯边和焊接等。
现有的换热器通常包括进口管、出口管、翅片及扁管。所述进口管和所述出口管并列排布。位于同一层的所述扁管为一体弯折而成，其包括连接于所述进口管的第一水平部、连接于所述出口管的第二水平部以及扭曲的折弯部分。所述第一水平部及第二水平部是相对平行排布的。
请参1996年7月2日公告的美国5,531,268号专利，现有的折弯换热器是在单层换热器的基础上，在平直扁管的中间制造一个弧形面，然后将整个换热器沿着弧形面的中心线转动一定角度，从而将单层换热器折弯成双层换热器。其中，平直扁管中间的弧形面在折弯之后即为所述折弯部分。
然而，所述折弯部分具有如下缺点：
首先，扁管折弯处理的精度不高，容易造成换热器的局部形变，破坏附近翅片的结构，降低换热效率；
其次，扁管折弯会造成换热器的外形尺寸无法精确控制，造成安装困难。
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精度容易控制且流阻较小的集管，以及具有该集管的换热器。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种集管，用以与换热器的流通管相配合，所述集管包括第一结合件以及与所述第一结合件相固定的第二结合件，所述第一结合件包括第一安装壁以及自所述第一安装壁凹陷形成的第一区域，所述第二结合件包括第二安装壁、第二区域以及第三区域，所述第二安装壁与所述第一安装壁密封固定，所述第二、第三区域均自所述第二安装壁凹陷形成，且所述第二、第三区域的凹陷方向与所述第一区域的凹陷方向相反，所述第二、第三区域间隔设置并通过所述第一区域相互连通；所述第二结合件还包括贯穿形成所述第二区域的壁部的第一狭槽以及贯穿形成所述第三区域的壁部的第二狭槽，所述第一、第二狭槽分别用于所述换热器的流通管***并用以使所述集管与所述换热器的流通管相连接。
所述第一结合件设有若干所述第一区域，所述第二结合件设有若干所述第二区域以及若干所述第三区域，所述第一区域排列成若干层，所述第二、第三区域也排列成若干层，其中位于同一层上的所述第二区域及所述第三区域与所述第一区域相互连通构成腔体以形成转接通道。
所述第二区域、所述第三区域与所述第一区域的层数相同，且同一层的第二区域、第三区域与第一区域相互连通构成腔体以形成转接通道，而不同层上的转接通道彼此隔开；所述第一安装壁及所述第二安装壁均为平板状且相互贴靠在一起，以将不同层上的所述转接通道彼此隔开。
所述第一结合件包括第一外表面及第一内表面，所述第一区域自所述第一安装壁的内表面凹陷且向外凸出所述第一安装壁的外表面；所述第二结合件包括第二内表面及第二外表面，所述第二、第三区域自所述第二安装壁的内表面凹陷，所述第一、第二狭槽向外贯穿所述第二外表面。
所述第一安装壁的内表面与所述第二安装壁的内表面紧密贴合在一起，以将不同层上的所述转接通道彼此隔开。
所述第一结合件及所述第二结合件均由金属材料制成，所述第一内表面与所述第二内表面通过钎焊而紧密贴合、固定。
所述第一区域可以是经过冲压所述第一结合件的第一内表面而形成的，所述第一结合件设有在冲压后对应于所述第一区域的凸条，所述凸条凸出于所述第一安装壁的外表面。
所述凸条的外表面大致呈圆弧状或包括圆弧状的结构。
所述第一结合件设有若干所述第一区域，所述第二结合件设有若干所述第二区域以及若干所述第三区域，所述第一区域排列成若干层，所述第二、第三区域也排列成若干层，所述第二、第三区域的层数是所述第一区域层数的整数倍(n)，其中所述第一区域、与(n)层相邻的所述第二区域及所述第三区域相互连通构成腔体以形成转接通道，而不同腔体的转接通道彼此隔开；其中1<n<4。
所述所述第一结合件包括第一外表面及第一内表面，所述第一区域自所述第一安装壁的内表面凹陷且向外凸出所述第一安装壁的外表面；所述第二结合件包括第二内表面及第二外表面，所述第二、第三区域自所述第二安装壁的内表面凹陷，所述第一、第二狭槽向外贯穿所述第二外表面；所述第一安装壁的内表面与所述第二安装壁的内表面贴合并通过焊接固定在一起，以将不同层上的所述转接通道彼此隔开。
所述第二结合件还可以包括凸伸入所述第二区域内且位于所述第一狭槽周围的第一凸起，所述第二结合件包括凸伸入所述第三区域内且位于所述第二狭槽周围的第二凸起，且所述第一凸起及所述第二凸起均设有用以配合对应流通管连接用的夹持面。
所述第一结合件或第二结合件可以设置有翻边的加强结构，加强结构的内端面与另一结合件的外端面相贴合并通过焊接固定。
为实现上述目的，本发明还提供了一种换热器，其包括进口管、出口管及若干流通管，所述若干流通管包括与所述进口管连通的若干第一流通管以及与所述出口管连通的若干第二流通管，所述第一流通管及所述第二流通管排列成若干层，所述换热器还包括套接在处于同一层上的所述第一流通管及所述第二流通管上的上述集管，其中所述第一流通管***所述第一狭槽内，所述第二流通管***所述第二狭槽内，所述进口管及出口管位于所述换热器的一侧，所述集管位于所述换热器的另一侧。
与现有技术相比，本发明通过额外设置集管，易于对该集管的制造精度进行控制；另外，由于第二、第三区域的存在，使得集管中的容积增大，从而减少了制冷剂的流阻。
附图说明
图1是本发明换热器于一种实施方式中的立体示意图。
图2是图1中集管的立体分解图。
图3是沿图2中A-A方向的剖面示意图。
图4是图3组装后的剖面示意图。
图5是沿图2中B-B方向的剖面示意图。
图6是图5组装后的剖面示意图。
图7是图6中装入流通管之后的制冷剂流动方向示意图。
图8是图1换热器的侧视图。
图9是图8中C-C局部剖视的示意图，其中扁管与翅片没有剖开。
图10是另一种实施方式的换热器局部剖视的示意图。
图11是又一种实施方式的换热器局部剖视的示意图。
图12是图11换热器的一组流通管与转接通道部分的剖视示意图。
具体实施方式
请参图1所示，本发明揭示了一种换热器100，其包括进口管1、出口管2、若干流通管3、若干散热翅片4以及套接在所述流通管3上的集管5。请参图7所示，所述若干流通管3包括与所述进口管1连接的若干第一流通管31、以及与所述出口管2连接的若干第二流通管32。所述散热翅片4位于相邻两个第一流通管31之间以及相邻两个第二流通管32之间。所述第一流通管31及第二流通管32排列成若干层，所述集管5将位于同一层上的所述第一流通管31与第二流通管32连通。
在本发明图示的实施方式中，所述进口管1及出口管2相互平行且位于所述换热器100的一侧，所述集管5位于所述换热器100的另一侧。所述换热器100在本发明图示的实施方式中为微通道换热器。相应地，所述第一流通管31及所述第二流通管32在本实施方式中为微通道扁管。在本发明图示的实施方式中，所述进口管1及出口管2位于同一侧是所述换热器100的基本架构，在这种基本架构下，再通过设置集管5就能够避免现有技术中采用将同一根流通管进行弯折、扭曲的结构。也就是说，本发明位于同一层的第一流通管31、第二流通管32及部分集管5相当于现有技术中的一根弯折、扭曲的流通管。
需要说明的是，在本发明图示的实施方式中，所述换热器100为两层，当然在其他实施方式中也可以多于两层，此时，所述集管5的数量也可作对应调整。
请参图2至图7所示，所述集管5包括第一结合件51及与第一结合件51相固定的第二结合件52。在本发明图示的实施方式中，所述第一结合件51与第二结合件52均由金属材料冲压且第一结合件51与第二结合件52通过焊接例如钎焊固定在一起。
所述第一结合件51包括第一安装壁511、自所述第一安装壁511凹陷形成的若干第一区域512、以及对应于所述第一区域512的若干凸条513，这里凸条即是用于形成第一区域的壁部结构。所述第一区域512及所述凸条513均间隔布置，且排列成若干层。在本发明图示的实施方式中，第一结合件包括第一内表面及第一外表面；第一安装壁511呈矩形平板状，其包括内表面514及外表面515，内表面514为第一内表面的一部分，外表面515为第一外表面的一部分。在本发明图示的实施方式中，所述第一区域512是经过冲压所述第一结合件的第一内表面而形成的。另外，所述凸条513是经冲压所述第一结合件51后与所述第一区域512同时形成的。所述凸条513凸出于所述第一安装壁511的外表面515，且大致呈圆弧状或包括圆弧状。第一安装壁指的是第一结合件在冲压过程中基本没有变形且用于与第二结合件的安装壁配合的那部分壁部。
所述第二结合件52比所述第一结合件51相对靠近所述流通管3，第二结合件52具有第二内表面与第二个表面，第二结合件52包括第二安装壁521、若干第二区域522与若干第三区域523、以及分别贯穿所述第二、第三区域522、523壁部或者说贯穿第二外表面的若干第一狭槽524与若干第二狭槽525。第二安装壁指的是第二结合件在冲压过程中基本没有变形且用于与第一结合件的安装壁配合的那部分壁部。
所述第二区域522间隔布置且排列成若干层，所述第三区域523间隔布置且排列成若干层。位于同一层上的所述第二、第三区域522、523相互对齐。所述第二、第三区域522、523均自所述第二安装壁521凹陷形成，且所述第二、第三区域522、523的凹陷方向与所述第一区域512的凹陷方向相反。所述第二安装壁521呈矩形平板状，且与所述第一安装壁511密封固定。所述第二安装壁521包括内表面526及外表面527，其中所述第二、第三区域522、523自所述内表面526凹陷，所述第一、第二狭槽524、525贯穿所述第二结合件的壁部。请参图6及图7所示，所述第一、第二狭槽524、525用以与所述换热器100的第一、第二流通管31、32相配合，第一、第二流通管31、32分别***第一狭槽524、第二狭槽525并与夹持平面520连接。另外，请参图3及图4所示，所述第二结合件52还可以包括凸伸入所述第二区域522内且位于所述第一狭槽524周边的第一凸起528。所述第二结合件52包括凸伸入所述第三区域523内且位于所述第二狭槽525周边的第二凸起529。在本发明图示的实施方式中，所述第一、第二凸起528、529是通过冲压所述第二结合件而形成的。所述第一、第二凸起528、529分别用以配合连接对应的第一流通管31、第二流通管32，使第一、第二狭槽524、525增加与第一、第二流通管31、32配合连接的距离。具体地，请参图5及图6所示，所述第一、第二凸起528、529均设有用以配合对应流通管的夹持平面520。如此设置，一方面能够在将所述第一、第二流通管31、32***所述第一、第二狭槽524、525内时进行较好的预定位，另一方面能够在焊接时提供较大的焊接面积。
第一结合件51与第二结合件52通过焊接固定，第一、第二流通管31、32与第二结合件52也通过焊接固定，第一连接壁的内表面514与第二连接壁的内表面526相贴合并通过焊接固定。位于同一层上的第一区域512、第二区域522及第三区域523相互连通构成若干相对独立的腔体53从而形成转接通道，且位于不同层的转接通道彼此隔开，以保证制冷剂在集管5内流动时候的秩序，避免混乱，这样第一流通管31、第二流通管32通过第一区域512、第二区域522及第三区域523形成的腔体53而连通，并避免了二次分配可能产生的分配不匀的问题。
在所述换热器100工作的时候，制冷剂进入进口管1，然后进入第一流通管31，再进入集管5，再从集管5出来，进入第二流通管32，最后进入出口管2。具体地，制冷剂在集管5中的流动包括如下顺序：首先，制冷剂进入集管5的第二区域522，再进入集管5的第一区域512，然后再进入集管5的第三区域523。由于第二、第三区域522、523的存在，使得集管5中的容积增大，从而减少了制冷剂的流阻。另外，为了提升结构强度，所述凸条513相对第一、第二狭槽524、525的一侧为圆弧状或两端为圆弧状，如此设计，还可以对制冷剂起到导向作用，从而进一步减小流阻。所述凸条513的形状、深度可根据需要灵活设计。
组装时，所述第二安装壁521的内表面526与所述第一安装壁511的内表面514通过钎焊而紧密贴合、固定，以将不同层的转接通道相互隔开形成相对独立的多个腔体53，从而确保制冷剂经所述第一流通管31进入集管5后只能从同一层的第二流通管32流出。
与通过折弯的换热器相比，本发明流通管的数量增加为原来的两倍、每一根流通管的长度小于原来的二分之一，通过用所述集管5来代替弯折、扭曲部分。由于所述集管5的精度是能够控制的，从而使得本发明换热器100的整体加工精度高，不会因为流通管的弯折、扭曲而造成翅片形变，从而保证了换热器100具有较好的换热效率且美观。另外，本发明换热器100的尺寸可精确控制，方便安装。再者，通过将集管5套接于流通管上，避免了直接对流通管进行弯折，降低了换热器的整体加工难度。另外，由于第二区域522、第三区域523的存在，使得集管5中的容积增大，从而减少了制冷剂的流阻。
上面的实施方式中每一组第二、第三区域522、523都相对应设置有一个第一区域，这样每一层的第一流通管都是与同一层的第二流通管连通，另外也可以如图8所示，将相邻的两组或三组的第二、第三区域522、523一起连通，即第一结合件51a的第一区域512a同时与相邻的两组或三组的第二区域522、第三区域523连通，并形成相对独立的腔体53a以连通这部分连通管，这样，制冷剂从与相对独立的腔体53a连通的第一流通管31进入该腔体53a，然后再从该腔体53a流动到与该腔体53a连通的第二连通管32即，第一结合件设有若干第一区域，所述第二结合件设有若干所述第二区域以及若干所述第三区域，所述第一区域排列成若干层，所述第二、第三区域也排列成与所述第一区域若干层，所述第二、第三区域的层数是所述第一区域层数的整数倍(n)，其中所述第一区域、与(n)层相邻的所述第二区域及所述第三区域相互连通构成腔体以形成转接通道，而不同腔体的转接通道彼此隔开；其中1<n<4。
另外为了使第一结合件与第二结合件的连接更加可靠，第一结合件与第二结合件其中之一可以采用翻边结构，如图9、图10所示。第一结合件51b的周边具有加强结构516，第一结合件51b的加强结构516的内端面与第二结合件52b的外端面52b1相固定，第一结合件51b与第二结合件52b之间除了所述第二安装壁521的内表面526与所述第一安装壁511的内表面514通过钎焊而紧密贴合固定外，第一结合件51b的加强结构516的内端面与第二结合件52b的外端面52b1也同时通过钎焊而固定，这样焊接强度理好，两者的结合更加可靠。
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。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组合、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。

Claims (13)

1.一种集管，用以与换热器的流通管相配合，其特征在于：所述集管包括第一结合件以及与所述第一结合件相固定的第二结合件，所述第一结合件包括第一安装壁以及自所述第一安装壁凹陷形成的第一区域，所述第二结合件包括第二安装壁、第二区域以及第三区域，所述第二安装壁与所述第一安装壁密封固定，所述第二、第三区域均自所述第二安装壁凹陷形成，且所述第二、第三区域的凹陷方向与所述第一区域的凹陷方向相反，所述第二、第三区域间隔设置并通过所述第一区域相互连通；所述第二结合件还包括贯穿形成所述第二区域的壁部的第一狭槽以及贯穿形成所述第三区域的壁部的第二狭槽，所述第一、第二狭槽分别用于所述换热器的流通管***并用以使所述集管与所述换热器的流通管相连接。
2.如权利要求1所述的集管，其特征在于：所述第一结合件设有若干所述第一区域，所述第二结合件设有若干所述第二区域以及若干所述第三区域，所述第一区域排列成若干层，所述第二、第三区域也排列成若干层，其中位于同一层上的所述第二区域及所述第三区域与所述第一区域相互连通构成腔体以形成转接通道。
3.如权利要求2所述的集管，其特征在于：所述第二区域、所述第三区域与所述第一区域的层数相同，且同一层的第二区域、第三区域与第一区域相互连通构成腔体以形成转接通道，而不同层上的转接通道彼此隔开；所述第一安装壁及所述第二安装壁均为平板状且相互贴靠在一起，以将不同层上的所述转接通道彼此隔开。
4.如权利要求3所述的集管，其特征在于：所述第一结合件包括第一外表面及第一内表面，所述第一区域自所述第一安装壁的内表面凹陷且向外凸出所述第一安装壁的外表面；所述第二结合件包括第二内表面及第二外表面，所述第二、第三区域自所述第二安装壁的内表面凹陷，所述第一、第二狭槽向外贯穿所述第二外表面。
5.如权利要求4所述的集管，其特征在于：所述第一安装壁的内表面与所述第二安装壁的内表面紧密贴合在一起，以将不同层上的所述转接通道彼此隔开。
6.如权利要求5所述的集管，其特征在于：所述第一结合件及所述第二结合件均由金属材料制成，所述第一内表面与所述第二内表面通过钎焊而紧密贴合、固定。
7.如权利要求4所述的集管，其特征在于：所述第一区域是经过冲压所述第一结合件的第一内表面而形成的，所述第一结合件设有在冲压后对应于所述第一区域的凸条，所述凸条凸出于所述第一安装壁的外表面。
8.如权利要求7所述的集管，其特征在于：所述凸条的外表面大致呈圆弧状或包括圆弧状的结构。
9.如权利要求1所述的集管，其特征在于：所述第一结合件设有若干所述第一区域，所述第二结合件设有若干所述第二区域以及若干所述第三区域，所述第一区域排列成若干层，所述第二、第三区域也排列成若干层，所述第二、第三区域的层数是所述第一区域层数的整数倍(n)，其中所述第一区域、与(n)层相邻的所述第二区域及所述第三区域相互连通构成腔体以形成转接通道，而不同腔体的转接通道彼此隔开；其中1<n<4。
10.如权利要求9所述的集管，其特征在于：所述所述第一结合件包括第一外表面及第一内表面，所述第一区域自所述第一安装壁的内表面凹陷且向外凸出所述第一安装壁的外表面；所述第二结合件包括第二内表面及第二外表面，所述第二、第三区域自所述第二安装壁的内表面凹陷，所述第一、第二狭槽向外贯穿所述第二外表面；所述第一安装壁的内表面与所述第二安装壁的内表面贴合并通过焊接固定在一起，以将不同层上的所述转接通道彼此隔开。
11.如权利要求1-10任一所述的集管，其特征在于：所述第二结合件包括凸伸入所述第二区域内且位于所述第一狭槽周围的第一凸起，所述第二结合件包括凸伸入所述第三区域内且位于所述第二狭槽周围的第二凸起，且所述第一凸起及所述第二凸起均设有用以配合对应流通管连接的夹持面。
12.如权利要求1-10任一所述的集管，其特征在于：所述第一结合件或第二结合件设置有翻边的加强结构，加强结构的内端面与另一结合件的外端面相贴合并通过焊接固定。
13.一种换热器，其包括进口管、出口管及若干流通管，所述若干流通管包括与所述进口管连通的若干第一流通管以及与所述出口管连通的若干第二流通管，所述第一流通管及所述第二流通管排列成若干层，其特征在于：所述换热器还包括套接在处于同一层上的所述第一流通管及所述第二流通管上的集管，所述集管为权利要求1至12项中任意一项所述的集管，其中所述第一流通管***所述第一狭槽内，所述第二流通管***所述第二狭槽内，所述进口管及出口管位于所述换热器的一侧，所述集管位于所述换热器的另一侧。
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