CN1531641A - 热交换器 - Google Patents
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Abstract
在具备一对中空集流管(1) (1)与该集流管(1) (1)相通连接的多根传热管(3)、配设在传热管(3)之间及最外侧的传热管(3)的外侧的波纹状散热片(4)和配设在最外侧的散热片(4)的外侧的侧板(5)的热交换器中,使侧板(5)的端部的横截面外周形状形成为与传热管(3)的端部的横截面外周形状相同或大致相同,并且使设置在集流管(1)上的侧板嵌合孔(7)和传热管嵌合孔(6)设成相同或大致相同的形状。由此,不必在侧板(5)的端部形成特殊的嵌合形状,并且可以提高集流管(1)中的侧板嵌合孔(7)、传热管嵌合孔(6)的形成作业的作业性,由此可以优化生产性以降低成本。
Description
本申请主张2001年7月19日提出的日本特许申请2001-219851号申请及2001年8月1日提出的美国临时申请60/308,848号申请的优先权,其公开内容直接构成本申请的一部分。
技术领域
本发明涉及适合使用于例如汽车空调装置用的冷凝器等的多样流动型的铝等金属制热交换器。
背景技术
一般作为多样流动型热交换器、例如汽车空调装置用冷凝器,图9、10所示的结构是众所周知的。即,已知的热交换器的结构是:在平行地配设的一对中空集流管(101)(101)之间,并列地跨设多根扁平的传热管(102)并与该集流管(101)(101)相通连接,并且在传热管(102)之间配设有波纹状散热片(103)。传热管(102)和集流管(101)的相通连接,如图10所示,是通过将传热管(102)的两端部***嵌合到设置在集流管(101)(101)的相对面上的沿周向方向的狭缝状的传热管嵌合孔(104)中,并借助钎焊相互接合,从而才得以实现的。
进而,在最外侧传热管(102)的外侧,为提高热交换效率而配设波纹状散热片(103),同时,以保护该散热片(103)为目的而在其外侧配置侧板(105)。如图10所示,在该侧板(105)的两端部形成向外侧突出的宽度较窄的嵌合用突片部(106),该嵌合用突片部(106)被***嵌合到设置在集流管(101)(101)的相对面上的较窄的侧板嵌合孔(107)中,并通过焊接而相互接合成一个整体。另外,参考符合(110)是隔板,(111)是入口管,(112)是出口管。
但是,在上述以往结构的热交换器中,必须在侧板(105)的两端部设置嵌合用突片部(106),但通过端部加工来形成这样的突片部(106)在技术方面伴有一定难度,因此,既会使可生产性降低,又会成为导致成本上升的原因。
进而,又必须在集流管(101)的外周面上形成用于使该突片部(106)***嵌合的侧板嵌合孔(107)、和使传热管***嵌合的传热管嵌合孔(104)这两种形状的孔。即,必须分别在侧板嵌合孔(107)的形成和传热管嵌合孔(104)的形成中使用完全不同的工具来进行嵌合孔的形成,由此又存在有会使可生产性降低、且使成本也增加这样的问题。
发明内容
本发明就是鉴于这样的技术背景而提出的,其目的在于提供一种无需使侧板的端部形成特别的嵌合形状、且可以提高集流管上的侧板嵌合孔、传热管嵌合孔的形成作业的作业性、由此得以在提高生产性的同时实现成本的削减的热交换器。
上述目的通过一种热交换器而实现,其具有排列设置有多个传热管嵌合孔的中空集流管、通过使一端部嵌合在对应的上述传热管嵌合孔中而与上述集流管相通连接的多根传热管、配设在最外侧的传热管的外侧的散热片、配设在该散热片的外侧的侧板,且上述集流管进一步具有与上述传热管嵌合孔相同或大致相同形状的侧板嵌合孔,上述侧板的集流管***端部形成为与上述侧板嵌合孔的横截面外周形状相对应的横截面外周形状,上述侧板的上述集流管***部被嵌合固定在该侧板嵌合孔中。
另外,上述目的也可通过另一种热交换器而实现,其具有平行地配设的一对中空集流管,跨设且并列地配置在两个集流管之间、并通过使两端部嵌合在设置于上述一对集流管的相对面上的传热管嵌合孔中而与集流管相通连接的多根传热管,配设在相邻的传热管之间以及最外侧的传热管的外侧的散热片,和配设在最外侧的波纹状散热片的外侧并且两端部被嵌合在设置于上述一对集流管的相对面上的侧板嵌合孔中的侧板;且构成上述侧板的上述两端部的集流管***端部的横截面外周形状被形成为与上述传热管的端部的横截面外周形状相同或大致相同,同时上述侧板嵌合孔被形成为与上述传热管嵌合孔相同或大致相同的形状。
在本发明的热交换器中,因为设置在集流管上的侧板嵌合孔和传热管嵌合孔被形成为相同或大致相同的形状,所以集流管上的嵌合孔的形成作业只要通过形成多个相同或大致相同形状的孔即可完成,而不必像以往那样形成与传热管嵌合孔有别的不同形状的孔,因此既可以相应地提高集流管上的嵌合孔的形成的作业性,进而还有助于成本的削减。另外,因为侧板的端部的横截面外周形状被形成为与传热管的端部的横截面外周形状相同或大致相同,不必像以往那样对侧板的端部实施伴有技术上的困难性的嵌合用突片的形成等的特别的端部加工,所以可以提高产品的品质,同时还可提高生产性以实现成本削减。
作为上述散热片,适宜使用由在芯材的单面或双面被覆有钎焊材料的铝钎焊薄片构成的波纹状散热片。
侧板优选采用在其集流管***端部上具有相对该侧板垂直地延伸出的触接片、且该触接片被以使其集流管沿接面沿表面接触在集流管外周面上的状态接合在集流管上的结构。因为通过使触接片的集流管沿接面和集流管外周面接合可使接合面积增大,所以能够显著地提高接合强度。进而,因为存在这样的触接片,所以可以有效地防止在通过钎焊等进行接合时左右方向(侧板的长度方向)的收缩的发生。
上述触接片优选为向侧板的内侧延伸设置。由此,则无需另外在集流管外周面的前端位置(比侧板还靠外侧的位置)上设置用于使触接片沿周面触接接合的空间,可以使集流管的长度极力缩短相应的程度,因此可以充分适应热交换器的紧凑化的要求。
该触接片优选是通过对上述集流管***端部的宽度方向的缘部的一部分进行切割冲起加工而形成的。存在有虽然是具有触接片的结构,但仍可以提高生产性这样的优点。
侧板的端部优选形成为向其前端宽度减少的锥形形状。这样,通过前端形成锥形形状,具有可以顺利地进行向侧板嵌合孔的***作业、同时可以相对于集流管嵌合至定位状态的优点。
上述侧板的集流管***端部也可以设为在其最前端部构成***引导用的第一锥部、进而在上述集流管***端部的内侧位置构成***量限制用的第二锥部(21)的结构。在这种情况下,具有使侧板的***集流管的作业变得容易,同时可以限制***集流管的量地进行组装,从而可以容易地进行作业的优点。
另外,也可以将侧板的宽度设为与传热管的宽度相同或大致相同,将侧板的壁厚设为与传热管的高度相同或大致相同。
上述热交换器适宜作为通过冷凝器凝结被压缩机压缩后的制冷剂、使该凝结制冷剂通过减压器以进行减压、并使该减压制冷剂通过蒸发器蒸发而返回到上述压缩机中这样构成的冷冻循环中的冷凝器来使用。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施形态的热交换器的图,图1A是主视图,图1B是俯视图。
图2是图1B中的沿2-2线的截面图。
图3是集流管的相对面一侧的侧视图。
图4是表示侧板的端部的俯视图。
图5是表示侧板和集流管的接合结构的立体图。
图6是以分离状态表示侧板和集流管的立体图。
图7是表示侧板和传热管的横截面形状的变形例的截面图。
图8是表示侧板的端部形状的变形例的俯视图。
图9是表示以往的热交换器的图,图9A是主视图,图9B是俯视图。
图10是以分离状态表示以往的热交换器的各个构成部件的立体图。
具体实施方式
将本发明的第一实施形态中的热交换器表示在图1~6中。该热交换器是作为汽车空调装置用的冷凝器而被使用的,(1)是中空集流管,(3)是传热管,(4)是波纹状散热片,(5)是侧板,(6)是传热管嵌合孔,(7)是侧板嵌合孔。
平行地配置的一对中空集流管(1)(1),任何一个都是将在芯材的两面被覆有钎焊材料层的铝钎焊薄片以使其两侧缘部成为相互对接状那样地形成筒状,并且通过钎焊使该两侧缘部相互接合而形成的,是截面为圆形的中空管。另外,也可以使用通过电焊熔接来进行侧缘部之间的接合的所谓的电焊钢管和/或并非是通过以相互对接的状态使侧缘部彼此接合而得到的圆筒状的铝挤成型材料等。
在上述集流管(1)内配置有隔板(15),集流管(1)的内部空间被形成为沿长度方向划分成多个室的结构。
如图3所示,在上述集流管(1)(1)的相对一侧的周壁上沿长度方向每隔规定间隔设置沿周向方向的狭缝状的传热管嵌合孔(6),跨设两个集流管(1)(1)之间并列地配置的传热管(3)的端部被***嵌合在该传热管嵌合孔(6)中,通过在该状态下进行钎焊接合而形成使传热管(3)和集流管(1)相通连接的结构。
上述传热管(3)由多孔扁平状的铝挤成型材料构成。另外,也可以不通过挤出成型材料而通过电焊钢管构成。
在相邻的传热管(3)之间以及最外侧的传热管(3)的外侧配设有波纹状散热片(4)。该波纹状散热片(4)由在芯材的单面或者双面被覆有钎焊材料的铝钎焊薄片构成。
进而,在最外侧的波纹状散热片(4)的外侧配置有侧板(5)。该侧板(5)的端部(5a)被***嵌合在设置于上述集流管(1)(1)的相对一侧周壁的两端部上的沿周向方向的狭缝状的侧板嵌合孔(7)中,并以该状态进行钎焊接合。
如图3所示,上述侧板嵌合孔(7)被形成为与上述传热管嵌合孔(6)相同的形状。因此,由于集流管(1)上的嵌合孔的形成作业只需形成多个相同形状的孔即可完成,所以不必像以往那样形成与传热管嵌合孔有区别的不同形状的孔,这样可以相应地提高集流管(1)上的嵌合孔的形成的作业性,进而能够削减成本。
另外,如图2所示,侧板(5)的端部(5a)的横截面外周形状被形成为与传热管(3)的端部的横截面外周形状相同。因此,不必像以往那样对侧板的端部进行伴有技术上的困难性的嵌合用突片部的形成等特别的端部加工,由此可以在提高产品品质的同时提高生产性以降低成本。
另外,侧板(5)的端部(5a)的横断面外周也可以形成为与传热管(3)的端部的横断面外周形状大致相同。例如,侧板(5)的端部(5a)的横截面外周形状及传热管(3)的端部的横截面外周形状,也可以构成为如图7所示的形状。即,也可以是上述侧板(5)的宽度与上述传热管(3)的宽度被设为大致相同、且上述侧板(5)的壁厚与上述传热管(3)的高度被形成为大致相同的结构。
在上述侧板(5)的两端部(5a)上设有向该侧板(5)的内侧相对侧板(5)垂直状地延伸出的触接片(10)(参考图1及图6)。并且,如图5所示,因为该触接片(10)被以使其集流管沿接面(10a)沿表面接触在集流管外周面上的状态钎焊接合在集流管(1)上,所以集流管(1)和侧板(5)的接合面积增大,由此可以显著地提高两者(1)(5)之间的接合强度,因此可以提供耐久性能优良的热交换器。进而,因为突设有这样的触接片(10),所以可以有效地防止在通过钎焊等进行接合时的热交换器的左右方向(侧板的长度方向)的收缩的发生。
另外,上述触接片(10)是通过对侧板(5)的宽度方向的缘部的一部分进行切割冲起加工而形成的,所以存在有虽然是连接有这样的新的突设部件的结构,但生产性仍然较良好这样的优点。
进而,上述侧板(5)的端部(5a),如图4所示,被形成为向其前端宽度减少的锥形形状。因此,不仅可以顺利地进行向上述侧板嵌合孔(7)的***作业,还可以相对于集流管(1)嵌合至恰当的定位状态。
作为这样的侧板(5)的端部(5a)的锥形形状,也可以采用例如如图8所示的2段锥形形状。即,可以是在侧板(5)的端部(5a)的最前端部形成锥形形状而构成第一锥部(20),进而在端部(5a)的内侧位置构成第二锥部(21)的结构。在图8所示的结构中,上述第二锥部(21)的倾斜角度相对于侧板(5)的轴线方向被设定为10°(相对轴线方向倾斜10°)。
在上述实施形态中虽然采用了在侧板(5)的端部(5a)上设置有触接片(10)的结构,但是也可以采用未设置这种触接片(10)的结构。
另外,本发明的热交换器,一般是在将上述各个构成部件(1)(3)(4)(5)相互组装成临时组装状态之后,通过在炉中钎焊等使全体接合成一个整体而制成的。
如上所述,本发明的热交换器,因为设置在集流管上的侧板嵌合孔和传热管嵌合孔被形成为相同或大致相同的形状,所以集流管上的嵌合孔的形成作业只要形成多个相同或大致相同形状的孔即可完成,而不必像以往那样形成与传热管嵌合孔有别的不同形状的孔,所以既可以相应地提高集流管上的嵌合孔的形成的作业性,进而又有助于成本的削减。
进而,侧板的端部的横截面外周形状被形成为与传热管的端部的横截面外周形状相同或者大致相同,而不必像以往那样对侧板的端部实施伴有技术上的困难性的嵌合用突片部的形成等特别的端部加工,所以可以在提高产品品质的同时,提高生产性以实现成本的削减。
作为散热片,在使用由在芯材的单面或者双面上被覆有钎焊材料的铝钎焊薄片构成的波纹状散热片的情况下,可以在炉中一并进行散热片和传热管以及侧板的接合。
在侧板在其集流管***部上具有相对侧板垂直地延伸出的触接片、且该触接片被以使其集流管沿接面沿表面接触在集流管外周面上的状态接合在集流管上的情况下,因为侧板和集流管相互之间的接合面积增大,所以可以使接合强度显著提高。进而,由于这种触接片的存在,从而可以有效地防止在通过钎焊等进行接合时的左右方向(侧板的长度方向)的收缩的发生,能够进一步提高产品品质。
在触接片被向侧板的内侧延伸设置的情况下,可以极力缩短地设定集流管的长度,因此可以实现热交换器的紧凑化。
在触接片是通过对集流管***端部的宽度方向的缘部的一部分进行切割冲起加工而形成的情况下,虽然是具有触接片的结构,但仍可以提高生产性。
在侧板的端部被形成为向其前端宽度减少的锥形形状的情况下,可以顺利地进行向侧侧板嵌合孔的***作业,同时还可以相对集流管以准确的定位状态进行接合。
当侧板的集流管***端部在其最前端部构成***引导用的第一锥部、进而在上述集流管***端部的内侧位置构成***量限制用的第二锥部(21)的情况下,侧板的***集流管的作业变得容易,同时还可以限制***集流管的量地进行组装,从而能够较容易地进行作业。
在侧板的宽度与传热管的宽度相同或大致相同、侧板的壁厚与传热管的高度相同或大致相同的情况下,因为只要将二者的宽度和高度分别设计为相同或大致相同即可,所以具有能够提高设计的自由度的优点。
这里所用的术语和说明,仅仅是为了说明本发明的实施形态而使用的,而本发明并不限于此。本发明如果在所主张的权利要求范围内,则只要不脱离其精神任何设计上的变更皆允许。
本发明适宜使用于例如在汽车空调装置用冷凝器等中所使用的多样流动型的铝制冷凝器等的金属制热交换器。
Claims (13)
1.一种热交换器,其具备:
排列设置有多个传热管嵌合孔(6)的中空集流管(1);
通过使一端部(3a)嵌合在对应的上述传热管嵌合孔(6)内而与上述集流管(1)相通连接的多根传热管(3);
配设在最外侧的传热管(3)的外侧的散热片(4);以及
配设在该散热片(4)的外侧的侧板(5);且
上述集流管(1)进一步具有与上述传热管嵌合孔(6)相同或大致相同形状的侧板嵌合孔(7),
上述侧板(5)的集流管***端部(5a)被形成为与上述侧板嵌合孔(7)的横截面外周形状相对应的横截面外周形状,
上述侧板(5)的上述集流管***端部(5a)被嵌合固定在该侧板嵌合孔(7)中。
2.一种热交换器,其具备:
平行地配置的一对中空集流管(1)(1);
跨设且并列地配置在两个集流管(1)(1)之间,并通过使两端部(3a)(3a)嵌合在设置于上述一对集流管(1)(1)的相对面上的传热管嵌合孔(6)(6)中而与集流管(1)相通连接的多根传热管(3);
配设在相邻的传热管(3)(3)之间及最外侧的传热管(3)的外侧的散热片(4);以及
配设在最外侧的散热片(4)的外侧、且两端部(5a)(5a)被嵌合在设置于上述一对集流管(1)(1)的相对面上的侧板嵌合孔(7)(7)中的侧板(5);且
构成上述侧板(5)的上述两端部(5a)(5a)的集流管***端部的横截面外周形状被形成为与上述传热管(3)的端部的横截面外周形状相同或大致相同,同时
上述侧板嵌合孔(7)被形成为与上述传热管嵌合孔(6)相同或大致相同的形状。
3.如权利要求1或2所述的热交换器,其中上述散热片(4)是由在芯材的单面或双面被覆有钎焊材料的铝钎焊薄片构成的波纹状散热片。
4.如权利要求1或2所述的热交换器,其中上述侧板(5)在其集流管***端部(5a)上具有相对该侧板(5)垂直地延伸出的触接片(10),该触接片(10)被以使其集流管沿接面沿表面接触在集流管外周面上的状态接合在上述集流管(1)上。
5.如权利要求4所述的热交换器,其中上述触接片(10)向上述侧板(5)的内侧延伸设置。
6.如权利要求4或5所述的热交换器,其中上述触接片(10)是通过对上述集流管***端部(5a)的宽度方向的缘部的一部分进行切割冲起加工而形成的。
7.如权利要求1~6中任意一项所述的热交换器,其中上述侧板(5)的上述集流管***端部(5a)被形成为向其前端宽度减少的锥形形状。
8.如权利要求7所述的热交换器,其中上述侧板(5)的集流管***端部(5a)在其最前端构成***引导用的第一锥部(20),进而在上述集流管***端部(5a)的内侧位置构成***量限制用的第二锥部(21)。
9.如权利要求1~8中任意一项所述的热交换器,其中上述侧板(5)的宽度与上述传热管(3)的宽度相同或大致相同,上述侧板(5)的壁厚与上述传热管(3)的高度相同或大致相同。
10.一种热交换器,其是在通过冷凝器凝结被压缩机压缩后的制冷剂、使该凝结制冷剂通过减压器以进行减压、并使该减压制冷剂通过蒸发器蒸发而返回到上述压缩机中这样地构成的冷冻循环中作为上述冷凝器而使用的热交换器,其具备:
平行地配设的一对中空集流管(1)(1);
跨设且并列地配置在两个集流管(1)(1)之间、且通过使两端部嵌合在设置于上述一对集流管(1)(1)的相对面上的传热管嵌合孔(6)(6)中而与集流管(1)相通连接的多根扁平传热管(3);
配设在相邻的传热管(3)(3)之间及最外侧的传热管(3)的外侧的散热片(4);以及
配设在最外侧的散热片(4)的外侧且两端部(5a)(5a)被嵌合在设置于上述一对集流管(1)(1)的相对面上的侧板嵌合孔(7)(7)中的侧板(5);且
上述侧板嵌合孔(7)被形成为与上述传热管嵌合孔(6)相同或大致相同的形状,
上述侧板(5)的两端部(5a)(5a)被形成为与上述侧板嵌合孔(7)(7)的横截面外周形状相对应的横截面外周形状。
11.如权利要求10所述的热交换器,其中上述侧板(5)在其两端部(5a)(5a)上分别具有相对该侧板(5)垂直地延伸出的触接片(10),且该触接片被以使其集流管沿接面沿表面接触在集流管外周面上的状态接合在上述集流管(1)上。
12.如权利要求11所述的热交换器,其中上述触接片(10)是通过对上述侧板(5)的两端部(5a)的宽度方向的缘部的一部分进行切割冲起加工而形成的。
13.如权利要求10~12中任意一项所述的热交换器,其中上述侧板(5)的两端部(5a)被形成为向其前端宽度减少的锥形形状。
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