CN110686539B - 无集管板型热交换器芯的结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够将由扁平管(7)的集合体构成的层叠体(8)的外周以预先紧固的状态保持的量产性优异的热交换器芯的结构。将一对框体(13)的外框部(10)覆盖嵌合于扁平管(7)的层叠体(8)的鼓出部(4)的两端，在对层叠体(8)进行了约束的状态下，在该层叠体的外周进一步覆盖嵌合外壳(9)。

Description

无集管板型热交换器芯的结构
本申请是国际申请日为2016年10月21日、国际申请号为PCT/JP2016/082193、优先权日为2015年10月29日，发明名称为“无集管板型热交换器芯的结构”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及不使用集管板的热交换器芯的结构。
背景技术
已知下述专利文献1所记载的无集管板热交换器的箱连接结构。在该箱连接结构中，在形成为槽状的一对板的开口侧两端部形成有扩展部，使该板彼此反向重叠而构成扁平管。然后，使各扁平管在该扩展部处重叠，组装无集管板热交换器的芯。然后，将外壳覆盖嵌合于该芯的外周。然后，在高温的炉内将芯钎焊为一体，在该芯的两端覆盖嵌合箱而完成热交换器。
此时，组装扁平管7而成的层叠体8如图20的(B)那样形成，在该层叠体8的外周如图20的(A)那样覆盖嵌合有外壳9。而且，在层叠体8的开口端与外壳9之间形成有环状槽，在该环状槽处隔着衬垫23将箱24的缘部铆接固定。
即，如图21所示，在由扁平管7的集合体的构成层叠体8的外周覆盖嵌合有外壳9，在外壳9的内侧，层叠体8的前端缘与托架31的后端抵接。而且，在托架31的台阶部与外壳9之间形成有槽部，在该槽部嵌合有衬垫23，并且对外壳9的前端进行铆接而连接箱24。
专利文献1：日本特开2014-55711号公报
发明内容
发明要解决的课题
在将一对板组合而形成扁平管7，在其外周覆盖嵌合外壳9，并且在其内侧配置托架31而对各部件间进行组装时，各部件彼此的定位非常麻烦。
因此，本发明的课题在于提供能够将扁平管7的集合体的外周以预先紧固的状态保持的量产性优异的无集管板型热交换器芯的结构。
用于解决课题的手段
技术方案1所述的本发明涉及一种无集管板型热交换器芯的结构，通过一对板5、6相互反向对置地嵌合而构成扁平管7，所述一对板5、6通过分别在两侧立起有一对侧壁1、2而整体形成为槽状，且与该一对侧壁1、2正交地在槽底3的两开放侧的缘部向厚度方向外侧形成有鼓出部4，在由多个该扁平管7以鼓出部4相互层叠而构成的层叠体8的外周覆盖嵌合有外壳9，所述无集管板型热交换器芯的结构的特征在于，由外框部10、内凸缘部11及衬垫保持部12构成框体13，所述外框部10的内周与所述层叠体8的鼓出部4侧的外周匹配，所述内凸缘部11形成于该外框部10的周缘，所述衬垫保持部12在该内凸缘部11的内缘沿着侧壁方向立起，一对所述框体13的外框部10覆盖嵌合于所述层叠体8的鼓出部4侧的两端，所述层叠体8的两端部的外周被所述框体13抱持，并且在所述框体13的外框部10的外周覆盖嵌合有所述外壳9，由此在所述框体13的衬垫保持部12与所述外壳9的两端缘之间形成有能够使密封用的衬垫嵌入的环状槽14，所述无集管板型热交换器芯的结构构成为具有从各板的所述鼓出部4的长边方向两端部的前端沿着所述侧壁方向突出的端舌片部4c，该端舌片部4c的前端与所述内凸缘部11抵接而在鼓出部4与所述内凸缘部11之间形成有空间36，从而向各扁平管7的开口顺畅地引导第二流体33。
技术方案2所述的发明以技术方案1所述的无集管板型热交换器芯的结构为基础，其中，在所述鼓出部4的长边方向的中间位置沿着所述侧壁方向突出有中间突出部4d，该中间突出部4d与所述内凸缘部11抵接。
技术方案3所述的发明以技术方案1所述的无集管板型热交换器芯的结构为基础，其中，仅在所述框体13的外框部10中的与所述扁平管7的鼓出部4的长边方向中间部分匹配的部位的内周形成有限位用的凸部34，所述扁平管7的鼓出部4的长边方向中间部分与该凸部34抵接。
发明效果
在本发明的热交换器芯的结构中，在层叠体8的鼓出部4侧的两端覆盖嵌合有一对框体13的外框部10，该框体13抱持层叠体8的两端部的外周，在该框体13的外框部10的外周覆盖嵌合有外壳9，在该框体13的衬垫保持部12与外壳9的两端缘之间形成有能够使密封用的衬垫嵌入的环状槽14，本发明的热交换器芯的结构构成为具有从各板的鼓出部4的长边方向两端部的前端沿着侧壁方向突出的端舌片部4c，该端舌片部4c的前端与内凸缘部11抵接而在鼓出部4与内凸缘部11之间形成有空间36，从而向各扁平管7的开口顺畅地引导第二流体33。
根据本发明的热交换器芯的结构，通过一对框体13将扁平管7的层叠体8的两端部整合为一体，在该状态下在框体13的外框部10的外周覆盖嵌合有外壳9，因此能够容易且正确地进行钎焊前的热交换器芯的组装。而且，能够在对各部件间进行了约束的状态下迅速且容易地进行钎焊。热交换器芯的结构具有端舌片部4c，该端舌片部4c从各板的所述鼓出部4的宽幅部4a的前端沿所述侧壁方向突出，该端舌片部4c的前端与所述内凸缘部11抵接，在鼓出部4的窄幅部4b与内凸缘部11之间形成有空间36，在该情况下，能够将第二流体33向各扁平管的内部顺畅地引导。
在上述结构中，如技术方案2所述的发明那样，在鼓出部4的长边方向的中间位置沿所述侧壁方向突出有中间突出部4d，该中间突出部4d与内凸缘部11抵接，在该情况下，防止内凸缘部11的长边方向的中间位置沿侧壁方向的变形，从而容易确保在窄幅部4b与内凸缘部11之间形成的空间36。
在上述结构中，如技术方案3所述的发明那样，仅在框体13的外框部10中的与扁平管7的鼓出部4的长边方向中间部分匹配的部位的内周形成有限位用的凸部34，使扁平管7的鼓出部4的长边方向中间部分与该凸部34抵接，在该情况下，也实现与技术方案2同样的效果。
附图说明
图1的(A)是作为本发明的热交换器芯的组装体的构成要素的扁平管7的分解立体图，(B)是示出将板5与板6正确地嵌合的情况的例子的说明图。
图2的(A)是其俯视图，(B)是(A)的B-B向视剖视图，(C)是(A)的C-C向视剖视图。
图3示出板5与板6的各侧壁1、侧壁2，是示出该嵌合错误的情况的例子的说明图。
图4是由扁平管7的集合体构成的层叠体8的立体图以及在其外周覆盖嵌合的框体13的立体图。
图5是示出在该层叠体8覆盖嵌合有框体13的状态的主要部分立体图。
图6是示出该层叠体8的侧面处的框体13与层叠体8的关系的说明图。
图7是被一对框体13约束的层叠体8和外壳9的分解立体图。
图8是示出将被一对框体13约束的层叠体8安装于外壳9的主体9a的状态的俯视图。
图9是示出外壳9与层叠体8的组装时的安装错误的例子的说明图。
图10是示出该热交换器芯15与一对箱24、箱25的关系的说明图。
图11是示出在热交换器芯15的两端安装有一对箱24、箱25的状态的说明图。
图12是示出层叠体8、在该层叠体8的外周覆盖嵌合的外壳9、箱24及衬垫23之间的关系的主要部分纵剖视图。
图13是本发明所使用的框体13的变形例，(A)是其主要部分纵剖视图，(B)是框体13的立体图。
图14是示出本发明所使用的外壳9的变形例的主要部分纵剖视图。
图15的(A)是示出本发明所使用的扁平管7(层叠体8)的变形例的立体图，(B)是B部放大图，(C)是C部放大图。
图16是图15的XVI-XVI向视剖视图。
图17是图15的XVII-XVII向视剖视图。
图18是图15的XVIII-XVIII向视剖视图。
图19是示出本发明所使用的扁平管7(层叠体8)以及框体13的变形例的立体图。
图20的(A)是以往型热交换器芯的分解说明图，(B)是其层叠体8的立体图。
图21是以往型热交换器芯的主要部分纵剖面。
具体实施方式
以下，基于附图来对本发明的实施方式进行说明。
图4～图7示出本发明的热交换器芯的钎焊前的临时组装结构。
即，通过在将扁平管7层叠而成的层叠体8的两端覆盖嵌合一对框体13，从而对层叠体8进行约束保持。
需要说明的是，在本发明中，将一对板5、6的侧壁1、侧壁2延伸的方向(将扁平管7的两开口连结的轴的方向)设为侧壁方向。
如图1～图3所示，构成该层叠体8的扁平管7通过将一对板5、板6相互反向地重叠而成。
在板5、板6中，在板5、板6各自的两侧以相对于槽底3呈直角的方式立起有侧壁1和侧壁2。而且，在扁平管7的两开口缘的槽底3形成有沿着扁平管7的厚度方向鼓出的鼓出部4。
另外，该鼓出部4包括：宽幅部4a，其位于鼓出部4的长边方向的两端部，且侧壁方向上的宽度宽；以及宽度窄的窄幅部4b，其位于上述宽幅部4a之间，形成于扁平管7的开口缘。在上述一对板5、板6之间夹装有内翅片17。
在一方的板6上形成有缩幅部16，该缩幅部16在一对侧壁1、2的侧壁方向的两端缩小，在该缩幅部16处形成有向内侧缩小与厚度相应的量而形成为台阶状的台阶部30。另一方的板5的一对侧壁1、侧壁2的缘部落座于该台阶部30。
在该例子中，在板5、板6的外表面侧，分别向扁平管7的鼓出部4的鼓出方向突出设置有分隔部27。该分隔部27的一端抵接于一方的侧壁1与底部3的根部，另一端不到达另一方的侧壁2而形成至另一方的侧壁2的跟前。另外，在各板5、6上向鼓出部4的鼓出方向突出设置有多个凹窝18。分隔部27及凹窝18的高度与鼓出部4的高度相同。
而且，各板5、6的侧壁1和侧壁2的形状不同。
一方的侧壁1在平面中略微向外侧呈“M字状”突出而形成有第一嵌合安装结构28，另一方的侧壁2在平面中略微向外侧呈“山型”突出而形成有第二嵌合安装结构29。即，构成为在将板5与板6的第一嵌合安装结构28彼此组合时能够嵌合安装。通过像这样使一方的侧壁1的形状与另一方的侧壁2的形状不同，从而在将一对板5、6的侧壁1与侧壁2组合时，能够防止组合错误。
图3示出该组合错误的情况。在该情况下，板5的一方的侧壁1的第一嵌合安装结构28与板6的另一方的侧壁2的第二嵌合安装结构29的形状不同，因此无法组合。
通过像这样防止错误组合，能够使各板5、6的分隔部27靠近一方的侧壁1侧，如图12所示，能够在由扁平管7的外表面侧和外壳9的内表面包围的空间中形成第一流通路19，并呈U字状地供给第一流体32(例如冷却水)。
需要说明的是，如图12所示，在扁平管7的内部形成有第二流通路20，如图11所示那样流通有第二流体33(例如排气)。如图2的(C)所示，夹装在该扁平管7的内部的内翅片17配置为其前端接近扁平管7的开口(窄幅部4b)。
扁平管7的鼓出部4具有宽度窄的窄幅部4b和配置在窄幅部4b的两端的宽度宽的宽幅部4a。宽幅部4a形成于各板5、6的四角。如图4、图6所示，各宽幅部4a和窄幅部4b形成为，在将扁平管7层叠时各宽幅部4a和窄幅部4b彼此匹配。另外，扁平管7以将具有第一嵌合安装结构28的侧壁1彼此对齐的状态构成层叠体8。
接下来，如图4所示，框体13具有：外框部10，该外框部10的内周与层叠体8的外周匹配；内凸缘部11，其从该外框部10的缘部向内侧弯折；以及衬垫保持部12，其从该内凸缘部11的内周缘向外侧立起，并沿侧壁方向延伸。
而且，如图4、图5所示，框体13的外框部10覆盖嵌合于层叠体8的鼓出部4的外周，并且层叠体8的开口端与框体13的内凸缘部11抵接。由此，由多个扁平管7构成的层叠体8的两端被约束。
此时，如图6所示，框体13的外框部10覆盖嵌合层叠体8的鼓出部4的宽幅部4a，从而特别提高了层叠体8的拐角部的钎焊的可靠性。另外，宽幅部4a的接触部分的接触面积大，因此扁平管7彼此的钎焊强度提高。即，在图4中，框体13的外框部10可靠地保持层叠体8的拐角部的宽幅部4a，从而可靠地进行该宽幅部4a与框体13的钎焊。此时，如图6所示，宽幅部4a彼此的接触长度优选比外框部10稍长。
如图7所示，被一对框体13约束两端的层叠体8收纳于外壳9内。该外壳9包括：纵剖面コ字状的主体9a，其立起形成有一对第一侧壁28a和第二侧壁29a；以及端盖9b，其覆盖嵌合该主体9a的开口端。另外，在主体9a嵌合安装有一对管21。
主体9a的第一侧壁28a形成为“M字状”，在该“M字状”的顶部安装有管21。第二侧壁29a形成为“山型”。优选为，在该“山型”的第二侧壁29a朝向主体9a的内部侧设置有用于对层叠体8进行定位的凸部。端盖9b形成为与主体9a的外形匹配。另外，在主体9a和端盖9b上，以向外壳9的内侧凹陷的方式设置有与层叠体8的分隔部27的位置匹配的分隔部27a。
图8示出层叠体8与外壳9的主体9a的覆盖嵌合状态。
如上述那样，层叠体8以扁平管7的具有第一嵌合安装结构28的侧壁1侧对齐的状态层叠，因此一方的侧壁1侧具有“M字状”的形状，另一方的侧壁2侧具有山型的形状。
根据该形状的不同，从而在向外壳9的主体9a安装层叠体8时，防止该层叠体的放入错误。
即，在主体9a的第二侧壁29a侧配置有层叠体8的第二嵌合安装结构29侧，在主体9a的第一侧壁28a侧配置有层叠体8的第一嵌合安装结构28侧。如图所示，主体9a的第一侧壁28a的谷部与层叠体8的形成有分隔部27的根部的位置抵接，层叠体8的第二嵌合安装结构29侧与主体9a的第二侧壁29a抵接，从而将层叠体8临时组装于主体9a。
反之，如图9所示，在欲将层叠体8的第二嵌合安装结构29侧错误地配置于主体9a的第一侧壁28a的情况下，通过主体9a的M字状的谷部而将层叠体8的第二嵌合安装结构29侧卡住，从而防止放入错误。
在该状态下覆盖嵌合端盖9b，组装热交换器芯15，将该热交换器芯15***高温的炉内而将各部件间钎焊为一体。需要说明的是，此时在相互钎焊的各部件的至少一方侧覆盖或者涂敷有钎料。
在钎焊后，如图8、图10所示，在热交换器芯15的对箱进行安装的部分，在框体13的衬垫保持部12、内凸缘部11及外壳9的两端缘的内壁之间形成有能够供密封用的衬垫嵌入的环状槽14。然后，将衬垫23配置于该环状槽14，接下来，嵌合安装一对箱24、箱25。
然后，如图11、图12所示，对在热交换器芯15的两开口端设置的狭缝22的外侧进行铆接，通过该铆接部26而将外壳9、箱24以及箱25之间固定。在该例子中，箱24和箱25由AL铸件构成。
接下来，图13示出本发明所使用的框体13的变形例，(A)是框体13的主要部分纵剖视图，(B)是框体13的立体图。
该例子与图12的实施例的不同点在于，在侧壁方向上延长框体13的外框部10的长度，并且在其延长方向的中间部沿着外框部10的内周形成有限位用的凸部34，通过使各扁平管7的端缘与该凸部34抵接而进行定位。
这样，通过延长外框部10来增大外框部10的内容量，从而使流体从箱25向各层叠体8顺畅地流通。
接下来，图14是示出本发明所使用的外壳9的变形例的纵剖视图，该例子与图12所示的外壳的不同点在于，将外壳9的端部呈台阶状扩展，在此处形成有扩展端部35。而且，将该扩展端部35覆盖嵌合于外框部10的外周。
由此，使外壳9与位于最外侧的扁平管7的板的间隔等于外框部10的厚度。而且，使外壳9的分隔部27a与最外侧的扁平管7的板的分隔部27紧贴，从而使在其周围流通的流体顺畅地呈U字状流通。
接下来，图15示出本发明所使用的扁平管7的变形例，使用该扁平管7构成层叠体8。
如图15所示，该扁平管7从各板5、6的宽幅部4a的前端朝向侧壁方向突出有端舌片部4c。在图15中，如图15的(B)所示，该端舌片部4c以包括各侧壁1、2的部分的状态呈大致L字状突出设置。另外，优选预先在窄幅部4b的长边方向的中间位置向侧壁方向突出有中间突出部4d。各端舌片部4c与中间突出部4d的突出长度大致相同。
如图16、图17所示，各端舌片部4c的前端及层叠体8的外周的中间突出部4d的前端与框体13的内凸缘部11抵接，如图18所示，在窄幅部4b与框体13的根部之间形成有空间36。由此，能够向各扁平管7的开口顺畅地引导流体。
而且，在使用该实施例的扁平管7的情况下，如图18所示，需要将覆盖嵌合该层叠体8的框体13的外框部10的宽度至少延长至覆盖嵌合层叠体8的鼓出部4的窄幅部4b的程度。
需要说明的是，如图19所示，也可以采用如下方式，在扁平管7上仅设置有端舌片部4c，并且在框体13的外框部10上，仅在与扁平管7的鼓出部4的长边方向中间部分匹配的部位的内周设置有限位用的凸部34。
第一嵌合安装结构28及第二嵌合安装结构29的形状可以与上述实施例不同。另外，可以与上述形状相应地也变更外壳9的形状。例如，在设置有多个热交换器的分隔部27而加长第一流通路的流路长度的情况下，变更该扁平管7的侧壁的形状，与扁平管7的侧壁的形状相应地，也变更外壳9的形状。
箱的材质不受限制，例如可以为树脂的注射成型品。
在该实施例中也可以取消在扁平管7的外表面设置的凹窝18。
对于箱与热交换器芯的铆接结构，可以代替通过狭缝22而进行的结构，而采用在热交换器芯的开口端设置多个铆接爪并使上述铆接爪向箱侧弯折而进行铆接的结构。
附图标记说明
1 侧壁；
2 侧壁；
3 槽底；
4 鼓出部；
4a 宽幅部；
4b 窄幅部；
4c 端舌片部；
4d 中间突出部；
5 板；
6 板；
7 扁平管；
8 层叠体；
9 外壳；
9a 主体；
9b 端盖；
10 外框部；
11 内凸缘部；
12 衬垫保持部；
13 框体；
14 环状槽
15 热交换器芯；
16 缩幅部；
17 内翅片；
18 凹窝；
19 第一流路；
20 第二流路；
21 管；
22 狭缝；
23 衬垫；
24 箱；
25 箱；
26 铆接部；
27 分隔部；
27a 分隔部；
28 第一嵌合安装结构；
28a 第一侧壁；
29 第二嵌合安装结构；
29a 第二侧壁；
30 台阶部；
31 托架；
32 第一流体；
33 第二流体；
34 凸部；
35 扩展端部；
36 空间。

Claims (3)

1.一种无集管板型热交换器芯的结构，在该无集管板型热交换器芯的结构中，通过一对板(5、6)相互反向对置地嵌合安装而构成扁平管(7)，所述一对板(5、6)通过分别在两侧立起有一对侧壁(1、2)而整体形成为槽状，且与该一对侧壁(1、2)正交地在槽底(3)的两开放侧的缘部向厚度方向外侧形成有鼓出部(4)，
在由多个该扁平管(7)以鼓出部(4)相互层叠而构成的层叠体(8)的外周覆盖嵌合有外壳(9)，
所述无集管板型热交换器芯的结构的特征在于，
由外框部(10)、内凸缘部(11)及衬垫保持部(12)构成框体(13)，所述外框部(10)的内周与所述层叠体(8)的鼓出部(4)侧的外周匹配，所述内凸缘部(11)形成于该外框部(10)的周缘，所述衬垫保持部(12)在该内凸缘部(11)的内缘沿着侧壁方向立起，
一对所述框体(13)的外框部(10)覆盖嵌合于所述层叠体(8)的鼓出部(4)侧的两端，从而所述层叠体(8)的两端部的外周被所述框体(13)抱持，并且在所述框体(13)的外框部(10)的外周覆盖嵌合有所述外壳(9)，
在所述框体(13)的衬垫保持部(12)与所述外壳(9)的两端缘之间形成有能够使密封用的衬垫嵌入的环状槽(14)，
所述无集管板型热交换器芯的结构构成为具有从各板的所述鼓出部(4)的长边方向两端部的前端沿着所述侧壁方向突出的端舌片部(4c)，该端舌片部(4c)的前端与所述内凸缘部(11)抵接而在鼓出部(4)与所述内凸缘部(11)之间形成有空间(36)，从而向各扁平管(7)的开口顺畅地引导第二流体(33)。
2.根据权利要求1所述的无集管板型热交换器芯的结构，其中，
在所述鼓出部(4)的长边方向的中间位置沿着所述侧壁方向突出有中间突出部(4d)，该中间突出部(4d)与所述内凸缘部(11)抵接。
3.根据权利要求1所述的无集管板型热交换器芯的结构，其中，
仅在所述框体(13)的外框部(10)中的与所述扁平管(7)的鼓出部(4)的长边方向中间部分匹配的部位的内周形成有限位用的凸部(34)，所述扁平管(7)的鼓出部(4)的长边方向中间部分与该凸部(34)抵接。
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