CN1545608A - 用于机动车辆空调器等的分层型蒸发器、用于提供该蒸发器的分层型热交换器,及包括该蒸发器的制冷循环*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆空调器等的分层型蒸发器，用于形成该蒸发器的分层型热交换器，及包括该蒸发器的制冷循环***。在该热交换器相对于中间板的并置方向的一规定的中间部分处，在一对形成一扁平管部分的中间金属板之间，或两个相邻的扁平管部分之间设置一扁平金属板。该扁平金属板具有一用于阻止流体通过的分隔部、一用于允许流体通过的流体通过孔和一在围绕流体通过孔的边缘部分处的防止不均匀流动的导向突出部。该结构非常简单的扁平板根据本发明用作一用于形成热交换器芯部通路的具有一分隔(部)的板。这允许使用一低成本的简化的板模具并可以提供具有各种通路构形图案且通过一可以自动化的简化组装过程由数量减少的部件制成的流体回路芯部。所使用的该扁平板还可以有意地控制流体的流动，以防止在该通路中产生不均匀流动并实现改善的性能。减弱由于流体流的转向位置的流体内部压力而形成的应力集中，以使该转向部具有增加的抗压能力，并有效地防止容器侧壁的破裂。该热交换器由厚度减小的金属板制成，以减小成本和提高热交换效率。

Description

用于机动车辆空调器等的分层型蒸发器、用于提供该蒸发器的 分层型热交换器，及包括该蒸发器的制冷循环***

相关申请的交叉参考

本申请根据35.U.S.C§119(e)(1)要求于2001年7月13日提交的临时申请No.60/304764的申请日权益。

技术领域

本发明涉及用于机动车辆空调器等的分层型蒸发器，用于形成该蒸发器的分层型热交换器，及包括该蒸发器的制冷循环***。

背景技术

通常的做法是通过使用至少两种成形的金属板制造一种制冷剂回路来提供用于机动车辆空调器的分层型蒸发器。

例如，两种用于传统的分层型蒸发器的成形板是：具有一制冷剂通道凹槽(recess)和上及下集管凹口的中间板，其中，上及下集管凹口的深度大于通道凹槽的深度并且分别具有一形成于集管凹口的底壁中的制冷剂孔；和一具有制冷剂通道凹槽和上及下集管凹口的分隔中间板，其中，该上及下集管凹口的深度大于通道凹槽的深度，并且该上和下集管凹口中的一个具有一形成于其底壁中的制冷剂孔，而另一集管凹口的底壁没有孔并用作一分隔(部)。每对相邻的具有制冷剂孔的中间板以其凹陷侧彼此相对彼此配合为并置层，以形成平行布置的扁平管部，并且，上和下集管与该扁平管部连通。在蒸发器相对于所述板的并置方向的一中间部分处，在该集管凹口中具有分隔(部)的中间板被用作用于形成扁平管部分的中间板中的一个，从而该热交换器的芯部被分成多个通路单元(pass unit)(多组扁平管部分，下文中称作“通路(passes)”)。制冷剂以一种U形的方式或曲折地通过一具有至少一次转向的制冷剂回路而经过整个热交换器芯部。

如传统的分层型蒸发器那样，在蒸发器包括至少两种成形板时，需要使用至少两种板成形模具。具有一传统的分隔的成形中间板具有一和其它中间板的相同部分差别很大的杯状部分(集管凹口)，从而需要一种特别的模具并增加了模具成本。面临的另一个问题还在于部件数目的增多使得该热交换器芯部组装复杂并难以通过自动过程制造。

对于传统的分层型蒸发器，热交换器芯部被具有一分隔的中间板分成多个通路(pass)，而芯部适于允许制冷剂均匀地流过其中的管(扁平管部分)以实现较高的效率。然而，实际上，在流体从一个通路流到另一个通路时难以有意地控制制冷剂流，并且出现一个问题，即在该通路中可能发生不均匀的流动。

本发明的一个目的在于通过使用一种用作一用于提供热交换器芯部通路的具有一分隔(部)的板的结构非常简单的扁平板而克服现有技术的上述问题并提供一种分层型热交换器，可以通过一种简化的板模具以较低的成本获得该扁平板，并可以提供具有由数量减少的部件通过可以自动化的简化组装过程而制造的各种通路结构图案的流体回路芯部，所使用的该扁平板还使得可以在流体从一个通路流到下一个通路时有意地控制流体的流动，同时允许该流体以均匀的分流流动而不会在通路中出现不均匀的流动，从而使得从芯部排出的空气具有一均匀的温度分布以实现改善的性能。本发明还旨在提供一种具有较高的蒸发效率以用于机动车辆空调器的分层型蒸发器，和包括该蒸发器并表现出极佳的空气冷却性能的制冷循环***。

发明内容

本发明提供一种分层型热交换器，它包括多个总体上呈矩形的中间金属板，所述各个中间金属板具有至少一个形成在其一侧上的通道凹槽和至少一对与该通道凹槽的各个上和下端连通的、并比该通道凹槽更深的上和下集管凹口，各个上和下集管凹口具有一形成于其底壁中的流体孔，各个中间板与其紧邻的中间板以其凹陷侧彼此相对地配合为并置层，所述相邻的中间层对在其周围边缘彼此连接以形成至少一个扁平管部和至少一对与该扁平管部连通的上和下集管部，以使得该热交换器具有平行设置的多个扁平管部和多个上及下集管部，该热交换器的特征在于：在该热交换器相对于中间板的并置方向的一规定中间部分处的一对形成所述扁平管部的中间金属板之间设置有一扁平金属板，该扁平金属板具有一用于阻止流体通过与由所述一对中间板形成的扁平管部连通的上和下集管部的规定的一个的分隔部，和一个允许流体通过其它集管部的流体通过孔，一流体通道形成在该扁平管部和该上及下集管部中。

如权利要求2所述本发明提供了一种分层型热交换器，它包括多个总体上呈矩形的中间金属板，所述各个中间金属板具有至少一个形成在其一侧上的通道凹槽和至少一对与该通道凹槽的各个上和下端连通的、并比该通道凹槽更深的上和下集管凹口，各个上和下集管凹口具有一形成于其底壁中的流体孔，各个中间板与其紧邻的中间板以其凹陷侧彼此相对地配合为并置层，所述相邻的中间层对在其周围边缘彼此连接以形成至少一个扁平管部和至少一对与该扁平管部连通的上和下集管部，以使得该热交换器具有平行设置的多个扁平管部和多个上及下集管部，该热交换器的特征在于：在该热交换器相对于中间板的并置方向的一规定中间部分处的两个彼此相邻的扁平管部之间设置有一扁平金属板，该扁平金属板具有一用于阻止流体在与所述两相邻的扁平管部连通的上和下集管部中的规定的相邻集管部之间通过的分隔部，和一个允许流体在其它集管部之间通过的流体通过孔，在该扁平管部和该上和下集管部中形成一流体通道。

根据权利要求1和2中所述的本发明，围绕形成在所述扁平金属板中的流体通过孔的边缘部分具有一用于使流经该流体通过孔的流体扩散进入所述集管中的导向突出部。优选地，该导向突出部用于引导流经该流体通过孔的流体到达该流体通过孔附近的扁平管部分。

还根据权利要求1和2中所述的本发明，希望在所有的扁平管部和上及下集管部中形成一流体通道以使流体以一种U形的方式或曲折地从其中流过。

还根据权利要求2所述的本发明，在各对相邻的扁平管部之间设置一波纹形翅片，并且设置在该热交换器的规定中间部分处的所述两个相邻扁平管部之间的扁平金属板在其各相对侧上具有一对其高度约为所述波纹形翅片高度的一半的分开的波纹形翅片。

例如，当一通道凹槽设置在所述热交换器的中间板的一侧上时，使一对上和下集管凹口形成为与该通道凹槽的上和下端部连通。

另一方面，当在中间板的一侧上设置前和后两个通道凹槽，并且在这两个通道凹槽之间设置一中央分隔脊时，两对即上和下部对前和后集管凹口被设置成与该通道凹槽的上和下端部连通。该中间板可以在其一侧上设置有三个或多个通道凹槽。此时上和下集管凹口成对设置，对的数目与通道凹槽的数目相等。

具有一分隔部的扁平板设置在一对在该交换器的规定中间部分处形成一扁平管部的中间金属板之间(权利要求1)，或者设置在两个彼此相邻的扁平管部之间(权利要求2)。

在任一情况下，当中间板在其一侧具有一通道凹槽和一对分别与该通道凹槽的上和下端部连通的上和下集管凹口时，该扁平板具有一与该中间板的上和下集管凹口中的一个对应的分隔部，和一用于另一个集管凹口的流体通过孔。另一方面，当中间板在其一侧具有至少两个通道凹槽，并且在该对相邻通道凹槽之间形成有一分隔脊，且以与通道凹槽相等的数目的对数成对地形成与通道凹槽的上和下端部连通的上和下集管凹口时，扁平板具有一个与该中间板的上和下集管凹口中的一个相对应的分隔部分，和与其它集管凹口对应的制冷剂通过孔。

如权利要求7所述的本发明提供了一种分层型热交换器，它包括多个总体上呈矩形的中间金属板，所述各个中间金属板具有至少一个形成在其一侧上的通道凹槽和至少一对与该通道凹槽的各个上和下端连通的、并比该通道凹槽更深的上和下集管凹口，各个上和下集管凹口均具有一形成于其底壁中的流体孔，各个中间板与其紧邻的中间板以其凹陷侧彼此相对地配合为并置层，所述相邻的中间层对在其周围边缘彼此连接以形成至少一个扁平管部和至少一对与该扁平管部连通的上和下集管部，以使得该热交换器具有平行设置的多个扁平管部和多个上和下集管部，一防止不均匀流动的扁平金属板设置在该热交换器相对于中间板的并置方向的一规定中间部分处的一对形成所述扁平管部的中间金属板之间，该扁平金属板具有允许流体通过与由所述一对中间板形成的扁平管部连通的各个上和下集管部的流体通过孔，和一形成在围绕至少一个流体通过孔的边缘部分处的用于使流经该流体通过孔的流体扩散进入集管的导向突出部。

如权利要求8所述本发明提供了一种分层型热交换器，它包括多个总体上呈矩形的中间金属板，所述各个中间金属板具有至少一个形成在其一侧上的通道凹槽和至少一对与该通道凹槽的各个上和下端连通的、并比该通道凹槽更深的上和下集管凹口，各个上和下集管凹口均具有一形成于其底壁中的流体孔，各个中间板与其紧邻的中间板以其凹陷侧彼此相对地配合为并置层，所述相邻的中间层对在其周围边缘彼此连接以形成至少一个扁平管部和至少一对与该扁平管部连通的上和下集管部，以使得该热交换器具有平行设置的多个扁平管部和多个上和下集管部，一防止不均匀流动的扁平金属板设置在该热交换器相对于该中间板的并置方向的一规定中间部分处的两个彼此相邻的扁平管部之间，该扁平金属板具有允许流体在与所述两个相邻扁平管部连通的上和下集管部之间通过的流体通过孔，和一形成在围绕至少一个流体通过孔的边缘部分处的用于使流经该流体通过孔的流体扩散进入集管的导向突出部。

优选地，在权利要求7或8中所限定的所述导向突出部优选地用于引导流经该流体通过孔的流体进入该孔附近的扁平管部分。

在根据权利要求8所述的热交换器中，一波纹形翅片设置在各对相邻的扁平管部之间，并且设置在该热交换器的规定中间部分处的所述两个相邻的扁平管部之间的防止不均匀流动的扁平金属板在其各相对侧上具有一对其高度约为所述波纹形翅片高度的一半的分开的波纹形翅片。

根据权利要求7或8的热交换器可具有一在相对于所述中间层的并置方向的一中间位置处可具有一分隔部的扁平板和一防止不均匀流动的扁平板，或仅该防止不均匀流动的扁平板。

上述任一分层型热交换器提供了一种用在机动车辆空调器中的本发明的分层型蒸发器。

体现本发明的制冷循环***包括上述分层型蒸发器并同样地用在机动车辆空调器中。

该结构非常简单的扁平板作为一具有用于提供热交换器芯部通路的分隔(部)的板用在权利要求1中所限定的根据本发明的分层型热交换器中。这允许使用一种低成本的简化的板模具并可以提供具有各种通路构形图案、并可以通过一自动的简化组装过程由数量减少的部件制成的流体回路芯部。

此外，本发明的热交换器具有一扁平金属板，在围绕该扁平金属板中的流体通过孔的边缘部分处具有一用于使流经该流体通过孔的流体扩散进入集管的导向突出部。这样是有利的。当流体从一通路流动到下一通路时，可以由导向突出部有意地控制流体的流动从而防止在该通路中出现不均匀的流动，允许该流体以均匀的分流流动并使从该芯部排出的空气具有一均匀的温度分布以确保改善的性能。

权利要求7所述的本发明的热交换器具有一设置在该热交换器相对于该中间板的并置方向的一规定中间部分处的一对形成所述扁平管部的中间金属板之间的防止不均匀流动的扁平板，该扁平金属板具有允许流体通过与由所述一对中间板形成的扁平管部连通的各个上和下集管部的流体通过孔，和一形成在围绕至少一个流体通过孔的边缘部分处的用于使流经该流体通过孔的流体扩散进入集管的导向突出部。此外，如权利要求8所述的根据本发明的热交换器具有一设置在该热交换器相对于该中间板的并置方向的一规定中间部分处的彼此相邻的两个扁平管部之间的防止不均匀流动的扁平金属板，该扁平金属板具有允许流体在与所述两个相邻扁平管部连通的上和下集管部之间通过的流体通过孔，和一形成在围绕至少一个流体通过孔的边缘部分处的用于使流经该流体通过孔的流体扩散进入集管的导向突出部。在任一情况下，该热交换(器)具有以下优点：当流体从一个通路流动到下一通路时，可以由导向突出部有意地控制流体的流动从而防止在该通路中出现不均匀的流动，允许该流体以均匀的分流流动并赋予从该芯部排放的空气一均匀的温度分布以确保改善的性能。

由上述热交换器形成的本发明的分层型蒸发器在热交换性能方面是极佳的，其制冷剂蒸发效率很高并且在集管中的压力损失减小。

包括该蒸发器并适于用在机动车辆空调器中的本发明的制冷循环***具有空气冷却性能极佳的优点。

附图简介

图1是示意性地示出本发明的第一实施例的分层型热交换器的前视图；

图2是一示意性俯视图；

图3是图1的热交换器的垂直剖面的放大局部视图；

图4是示出构成图1的热交换器的扁平管部分的两个中间金属板和一扁平金属板的放大分解透视图；

图5示出图4的扁平金属板，图5a为除去一部分的放大前视图；图5b为除去一部分的放大侧视图；图5c为图5a的线c-c上的剖面的放大视图；

图6是用于示意性地示出图1的热交换器的制冷剂通道的透视图；

图7示出本发明一变型的分层型热交换器，是一示出了形成扁平管部分的两个中间金属板和两个内翅片和一扁平金属板的放大分解透视图；

图8是一示出本发明的第二实施例的一分层型热交换器的垂直剖面的放大局部视图；

图9是一示意性地示出本发明的第三实施例的一分层型热交换器的前视图；

图10是图9的热交换器的垂直剖面的放大局部视图；

图11示出图10的防止不均匀流动的扁平板，图11a为除去一部分的放大前视图；图11b为除去一部分的放大侧视图；图11c为图11a的线c-c上的剖面的放大视图；

图12是一示出本发明的第四实施例的一分层型热交换器的垂直剖面的放大局部视图；

图13是一示出通过一基本实验获得的结果的曲线图。

具体实施方式

下面将参考附图说明本发明的实施例。

本文中所使用的术语“左”、“右”、“前”、“后”、“上”和“下”是基于图1；术语“左”表示图1的左手侧，术语“右”表示其右手侧，术语“前”表示附图平面的前侧，术语“后”表示其后侧，术语“上”表示附图的上侧，和术语“下”表示其下侧。

所述附图示出实施为用在机动车辆空调器中的分层型蒸发器的本发明。

图1至6示出本发明的分层型蒸发器的第一实施例。参考这些附图，分层型蒸发器1由铝(包括铝合金)制成并包括多个并排布置和沿垂直方向纵长延伸的矩形中间板2，和布置在中间板的排列的外部的左和右侧并与板2形状相同的端板30、30。当从前面看时，该蒸发器1总体上呈矩形。

各中间板2具有一对各具有形成在该板2的一侧上前和后两个制冷剂通道凹槽3a、3b的并由一个垂直地纵长延伸的分隔中央脊6分开的前和后凸出部13a、13b。该中间板2还具有一上部对和一下部对前和后部杯状突出部14a、14b、15a、15b，它们分别定位在中间板2的上端部和下端部，并具有与通道凹槽3a、3b的各上端部和下端部连通的并比这些凹槽3a、3b更深的上和下两对集管凹口4a、4b、5a、5b。

每对相邻的中间板2、2通过使它们的具有凹槽及凹口3a、3b、4a、4b、5a、5b的凹陷侧彼此相对而彼此配合为并置层，并且在它们的周围边缘彼此连接，从而形成两个各具有一扁平通道的前和后扁平管部分10a、10b，和与该扁平管部分10a、10b的上和下端部连通的一上部对和一下部对集管部11a、11b、12a、12b。多个该中间板对平行布置。

形成前和后部扁平管部分10a、10b的各中间板2的通道凹槽3a、3b各具有从凹槽3a或3b的下端部延伸至接近凹槽的上端部位置的垂直纵长的流动平滑脊16，从而该扁平管部分10a或10b的内部被分成多个制冷剂通道。

在中间板2的上和下端部，在各前和后部杯状突出部14a、14b、15a、15b的外端部中形成有总体上呈圆形的制冷剂孔8a、8b、9a、9b，并且限定各制冷剂孔8a、8b、9a、9b的突出部的外周边部分具有一向外伸出的环形壁19。

如图1和2所示，本实施例具有例如16对中间板2。在定位于蒸发器中部的右侧并形成扁平管部分10a、10b的一对中间板2、2之间设置一扁平板20，该扁平板20具有一用于阻止制冷剂通过与这些扁平管部分10a、10b连通的上和下集管部11a、11b、12a、12b中的上部(集管)11a、11b的分隔部21a、21b，和允许制冷剂通过其它集管部分，即，下集管部12a、12b的制冷剂通过孔22a、22b。从而，形成了制冷剂可以通过其曲折地流经扁平管部分10a、10b和上及下集管部11a、11b、12a、12b(组成)的整个组件的制冷剂通道。

如图3至5所示，一限定形成在扁平板20中的各制冷剂通过孔22a、22b的边缘部分具有一个用于使经过该孔22a或22b的制冷剂扩散进入下集管部12a或12b的导向突出部23a(23b)。

所说明的该导向突出部23a、23b形成为类似于一部分球面。当从扁平板20的前侧看时，该突出部具有大致呈圆弧形并向左朝上和向右朝上倾斜。因此，经过形成在扁平板20中的制冷剂通过孔22a、22b的制冷剂可以由这些导向突出部23a、23b引导进入这些孔22a、22b附近的扁平管部分10a、10b。当制冷剂在经过扁平板20中的孔22a、22b后流动到下一通路(扁平管部分组)时，该导向突出部23a、23b可以有意地控制制冷剂的流动，并允许制冷剂以均匀的分流流动以防止在该通路中不均匀流动的产生。

如图5b所示，当从一侧看时，设置在围绕制冷剂通过孔22a、22b的边缘上的这些导向突出部23a、23b具有一相对于该扁平板20的角度θ。在所示情况下，θ＝45°。导向突出部23a、23b与扁平板20之间的角度θ为5°至80°，优选地为10°至70°，更优选地为15°至60°，并最优选地为15°至45°。

根据该实施例，导向突出部23a、23b设置在下集管部12a、12b中并因此向左朝上和向右朝上倾斜，然而，如果设置在例如上集管部11a、11b中，这些导向突出部23a、23b则向左朝下或向右朝下倾斜。该导向突出部23a、23b并不限于具有所说明的形状和倾斜角度的这些形式，而是可以进行各种改变。

参考图1和2，波纹形翅片24、24设置在彼此横向相邻的扁平管部分10a、10b之间，而在左和右各端板30、30和与其相邻的扁平管部分10a、10b之间设置较低高度的波纹形翅片24a、24a。左和右端板30、30的杯状突出部34a、34b、35a、35b的高度比具有各中间板2的上和下集管凹口4a、4b、5a、5b的前和后杯状突出部对14a、14b、15a、15b的高度低，以减小在各端板30和与其紧邻的中间板2之间的间隙。

在右端板30的外侧还设置有一个在其上端具有一制冷剂入口32和一制冷剂出口33的侧板31。

在上述分层型蒸发器1的部件中，中间板2、具有分隔部分21a、21b的扁平板20、及左和右端板30、30各由一铝钎焊板制成。波纹形翅片24、24a和侧板31由铝制成。

例如通过真空钎焊工艺将装配好的蒸发器1的所有部件集中钎焊在一起以制造该蒸发器1。

参考示出该分层型蒸发器1的图1、2和6，制冷剂从右侧板31中的入口32通过端板30中的一个制冷剂孔(未示出)流进前部上集管11a的右端。然后该制冷剂流过该前部上集管11a的右半部直到该流体到达相对于中间板层的并置列位于蒸发器1中部的扁平板20的分隔部分21a，同时制冷剂沿与该前部上集管11a相连通的该前部扁平管部分10a向下流动，而到达前部下集管12a的右半部。

然后制冷剂流经形成在该蒸发器1的中部的扁平板20的下端前部中的总体上呈圆形的制冷剂通过孔22a进入前部下集管12a的左半部。因为围绕孔22a的边缘部分具有导向突出部23a，经过该孔22a的制冷剂可以被扩散进入前部下集管12a，并且尤其是在本实施例的情况下，流体还可以被引导进入孔22a附近的前扁平管部分10a。如此，所设置的该导向突出部23a有意地控制制冷剂的流动，使制冷剂以均匀的分流流动以防止在该通路中产生不均匀流动。

然后制冷剂流经该前部下集管12a的左半部直到到达在端板30的分隔部并沿与该前部下集管12a的左半部连通的前部扁平管部分10a向上流动而到达该前部上集管11a的左半部。

在该蒸发器1的左半部，各中间板2的上集管凹口4a、4b通过一连通通道18彼此相连通，因此，该制冷剂从前部上集管11a的左半部通过连通通道18流到后部上集管11b的左半部。

然后制冷剂沿与后部上集管11b连通的后部扁平管部分10b向下流动并到达该后部下集管12b的左半部。

因为在该蒸发器1的中部的扁平板20在其下端后部中具有基本上呈圆形的制冷剂通过孔22b，所以制冷剂流经该孔22b并流进后部下集管12b的右半部。因为围绕孔22b的边缘部分具有导向突出部23b，经过该孔22b的制冷剂可以被散布进入后部下集管12b，并且尤其是在本实施例的情况下，该流体还可以被引导进入孔22b附近的后扁平管部分10b。如此，所设置的该导向突出部23b有意地控制制冷剂的流动，使制冷剂以均匀的分流流动以防止在该通路中产生不均匀流动。

接下来，制冷剂流经该后部下集管12b的右半部直到到达在右端板30的分隔部分并沿与该后部下集管12b的右半部连通的后部扁平管部分10b流动而到达该后部上集管11b的右半部。最后，制冷剂通过在右端板30中的制冷剂孔(未示出)从右侧板31中的制冷剂出口33排出。

另一方面，空气流(空气)W从蒸发器1的后面向前流经在该蒸发器1的相邻扁平管部分10a、10b之间的波纹状翅片24中的间隙和在各端板30和与其相邻的扁平管部分10a、10b之间的波纹状翅片24a中的间隙，使得该制冷剂与通过中间板2的壁和波纹状翅片24a的空气进行有效的热交换。

结构非常简单的扁平板20作为一具有形成芯部通路所需的分隔部分的板而用于所述蒸发器1中。这简化了用于该板的模具并因此降低了模具成本。此外，提供具有分隔部分21a、21b的扁平板20使得可以形成具有各种类型的通路的制冷剂回路芯部。可以利用易于组装以确保高的工作效率并缩短制造该蒸发器1所需时间的数目减少的部件制造该分层型蒸发器1。从而可以通过一自动的制造过程以提高的效率制造该蒸发器。

在制造完蒸发器1后，从视觉上就可以从蒸发器1的外部识别出具有分隔部分21a、21b的扁平板20的安装位置，以检查蒸发器1是否具有规定的制冷剂回路。这可以用于排除有缺陷的蒸发器产品。

扁平板20在蒸发器1中的安装位置并不限于该蒸发器1的芯部的中央部分，而是可以根据热交换性能而适当地向左或向右移动而定位该板。

可以有至少一个具有分隔部分21a、21b的待安装的扁平板20。在蒸发器只有一个扁平板20的该情况下，该制冷剂回路整体上为一U形。

对于所说明的蒸发器1，中间板2具有：在其一侧的前和后两个通道凹槽3a、3b，并且在该板的中央具有一位于这两个凹槽之间的分隔脊6；和与这些凹槽3a、3b的相应上和下端部相连通的一上部对和一下部对前及后集管凹口4a、4b、5a、5b，但是该板2并不限于该结构。例如，该中间板2可以在其一侧具有一个通道凹槽3。在该情况下，形成有与该凹槽3的相应上和下端部连通的一对上和下部集管凹口4、5。

中间板2可以在其一侧具有三个或多个通道凹槽3，其中在每对相邻的通道凹槽3之间形成一个分隔脊6。该板2则具有成对的上和下集管凹口4、5，所述集管凹口对的数目与通道凹槽3的数目相等。

在中间板2在其一侧具有一个通道凹槽3和一对与该凹槽3的相应上和下端相连通的上和下集管凹口4、5的情况下，该扁平板20具有一个与该板2的上和下集管凹口4、5中的一个对应的分隔部分21，和一个与另一个集管凹口4或5对应的制冷剂通过孔22。

另一方面，当中间板2在其一侧具有至少两个通道凹槽3，且在相邻通道凹槽3对之间形成有一分隔脊6，和成对地形成有对的数目与通道凹槽3的数目相等的、与通道凹槽的上和下端部连通的上和下集管凹口4、5时，扁平板20具有一个与该中间板2的上和下集管凹口4、5中的一个对应的分隔部分21，和与其它集管凹口4、5对应的(多个)制冷剂通过孔22。

在左和右各端板30、30和与其相邻的扁平管部分10a、10b之间设置有其高度比在相邻的扁平管部分10a、10a之间的波纹状翅片24、24的高度小的波纹状翅片24a、24a。这是用于使通过该蒸发器1的芯部排出的空气具有一均匀的温度分布。

传统上，在相邻的扁平管部分10a、10a之间的波纹状翅片(主翅片)24、24和在各端板30、30和与其相邻的扁平管部分10a、10a之间的波纹状翅片(侧翅片)24a、24a具有相同的高度。在该情况下，向芯部中的主翅片24供给来自其左和右侧的扁平管部分的热量，而向侧翅片24a、24a供给来自仅在其一侧的扁平管部分的热量，因此在通过主翅片24排出的空气和通过侧翅片24a排出的空气之间具有一温度差。

因此，使侧翅片24a具有比主翅片24的高度小的高度以使该侧翅片24a具有较高的翅片效率。因为通过侧翅片24a的空气流的阻力增加而造成较大量的空气趋向于流经主翅片24，所以空气以一减小的速率流经该侧翅片24a。这使得通过蒸发器1的整个芯部排放的空气的温度分布差最小，以使通过芯部排放的空气具有一均匀的温度分布。

尽管未示出，所述机动车辆空调器包括一制冷循环，该制冷循环除包括所述蒸发器1以外，还包括一压缩机、冷凝器和膨胀阀。

使用图1至6所示的第一实施例的分层型蒸发器1进行了一基本实验，以检查在设置在沿扁平板20的制冷剂通过孔22a、22b的边缘的导向突出部23a、23b具有不同角度时蒸发器1的性能。

用于该实验的蒸发器1与图1所示的蒸发器的形状相同。它们高235mm，左右长度为275mm，前后宽度为48mm。该铝制中间板2和铝制扁平板20各为0.5mm厚。每个蒸发器1具有21对用于形成扁平管部分10a、10b的中间板2。该具有分隔部21a、21b的扁平板20设置在形成该蒸发器1的中部的扁平管部分10a、10b的一对中间板2之间。扁平管部分10a、10b的通道高度为2.0mm，通道宽度为18mm。中间板2的制冷剂通过孔9a、9b和扁平板20的制冷剂通过孔22a、22b的直径为16mm。以部分球面形设置在围绕扁平板20的孔22a、22b的边缘的导向突出部23a具有与孔22a、22b相同的直径16mm。

所制备的蒸发器1的扁平板20的导向突出部23a、23b的角度θ不同，并实际上用于机动车辆空调器以检查该蒸发器1的冷却性能Q和通道阻力ΔPr。

用作这些特性评价的基准的是其中扁平板20的导向突出部23a、23b具有0°的角度θ，即，其中该扁平板20没有导向突出部23a、23b的蒸发器的冷却性能Q和通道阻力ΔPr。以相对于取作“100”的基准值的百分比表示特征Q和ΔPr。

制冷剂使用HFC134a，并且通过根据JIS D1618的方法(机动车辆空调器测试方法)进行该实验。

表1示出所得到的结果，图13是一归纳性地示出蒸发器1达到的冷却性能Q和通道阻力ΔPr的值的曲线图。

表1

θ(°)          Q(性能)          ΔPr(通道阻力)

0               100              100

15              101              100

30              102              100

45              103              102

90              102              120

上表1和图13中所示出的结果表明围绕扁平板20的制冷剂通过孔22a、22b的边缘设置的导向突出部23a、23b的角度θ应当在5°至80°，优选地在10°至70°，更优选地在15°至60°，并最优选地在15°至45°的范围内。

下面参考图7的变型，各扁平管的前和后扁平管部分10a、10b可在其中封装一包括一波纹形铝板的内翅片17。该内翅片17包括用于形成分开的前和后制冷剂通道的波纹形部分17a、17a，和一中央扁平连接部分17b。该扁平连接部分17b连接到中间板2的中央分隔脊6上。

根据另一变型(未示出)，在图7的蒸发器1中的扁平板20的安装位置处，没有设置上述内翅片17，但是该扁平板20自身可以在其相对侧上设置用于形成用于前和后扁平管部分10a、10b的分开的制冷剂通道的波纹形部分，并且具有一个形成在该扁平板20的中央的扁平连接部分。

图8示出本发明的第二实施例，它与第一实施例的不同之处在于定位于该分层型蒸发器1的中部的一扁平板20设置在横向相邻的扁平管部分10a、10b之间。

该扁平板20具有用于阻止制冷剂在与横向相邻的扁平管部分10a、10b连通的上和下集管部分11a、11b、12a、12b中的相邻上集管部分11a、11b之间通过的分隔部21a、21b，和允许制冷剂在其它集管部分，即，下集管部分12a、12b之间通过以形成制冷剂通过其而曲折地经所有扁平管部分10a、10b和上与下集管部分11a、11b、12a、12b的组成整个组件的制冷剂通道的制冷剂通过孔22a、22b。在相邻的扁平管部分10a、10b之间设置有通常高度的波纹形翅片24、24，而在扁平板20的相对侧上设置有一对其高度约为波纹形翅片24、24高度的一半的分开的波纹形翅片24b、24b。

除上述特征以外，上述变型及第二实施例与第一实施例具有相同的结构，因此在全部相关附图中，相同的部件由相同的参考标号或符号标记。

图9至11示出本发明的第三实施例，它与第一实施例的不同之处在于：在沿中间板的并置方向在距该蒸发器左端相当于该蒸发器1宽度的四分之一距离处的中间位置形成一扁平管10的一对中间金属板2之间设置有一防止不均匀流动的扁平板40。该扁平板40具有用于允许制冷剂通过与扁平管10连通的上和下集管部11a、11b、12a、12b的制冷剂通过孔41a、41b、42a、42b，和一形成在围绕该板40的下端前部的制冷剂通过孔42a的边缘的、用于使经过该孔42a的制冷剂扩散进入前部下集管12a的导向突出部43。特别地根据本实施例，该导向突出部43呈一部分球面形，并在从该板40的前面看时，具有一基本上呈圆弧形的形状并向左朝上倾斜，因此经过该板40的孔42a的制冷剂可以被引入孔42a附近的前部扁平管部分10a。

当制冷剂从该第三实施例的蒸发器1的芯部的一个通路流到下一通路时，该防止不均匀流动的导向突出部43有意地控制制冷剂的流动以防止在该通路中产生不均匀流动，并允许制冷剂以均匀的分流流动，使通过芯部排出的空气具有一均匀的温度分布和确保改善的性能。

图12示出本发明的第四实施例，它与第一实施例的不同之处在于：在沿中间板的并置方向在距该蒸发器左端相当于该蒸发器1的宽度的四分之一距离处的一中间位置的两个彼此相邻的扁平管10、10之间设置有一防止不均匀流动的扁平板40。该板40具有用于允许制冷剂通过与相邻的扁平管10连通的上和下集管部11a、11b、12a、12b的制冷剂通过孔41a、41b、42a、42b，和一形成在围绕该板40的下端前部的制冷剂通过孔42a的边缘的、用于使经过该孔42a的制冷剂扩散进入前部下集管12a的导向突出部43。与第三实施例的情况相同，该导向突出部43呈一部分球面形，在从该板40的前面看时，具有一基本上呈圆弧形的形状并向左朝上倾斜，因此经过该板40的孔42a的制冷剂可以被引导进入孔42a附近的前部扁平管部分10a。

波纹形翅片24、24设置在彼此相邻的扁平管部分10、10之间，而一对其高度约为该翅片24高度的一半的分开的波纹形翅片24b、24b设置在沿中间板的并置方向的一中间位置处的两相邻扁平管10、10之间的防止不均匀流动的扁平板40的相对侧。

如同第三实施例的情况，当制冷剂从该第四实施例的蒸发器1的芯部的一个通路流到下一通路时，该防止不均匀流动的导向突出部43有意地控制制冷剂的流动以排除在该通路中产生不均匀流动，并允许制冷剂以均匀的分流流动，使通过芯部排出的空气具有一均匀的温度分布和确保改善的性能。

在该第三和第四实施例中，当流体经过扁平板40中的制冷剂通过孔42a流动到下一通路(扁平管部分组)时，该设置在防止不均匀流动的扁平板40上的导向突出部43有意地控制制冷剂流，以由此形成均匀的制冷剂分流并防止在该通路中不产生均匀流动。因此，该导向突出部43不限于所说明的一种，而是可以在形状和倾斜度上进行各种改变。

还是根据本发明的第三和第四实施例，导向突出部43设置在前部下集管部12a中，并因此向左朝上倾斜，而如果该突出部43设置在其它集管部11a、11b、12b中，则该突出部向左朝下倾斜、向右朝下倾斜或向右朝上倾斜。因此，该突出部43可以在形状和倾斜度上进行各种改变。

尽管在该第三和第四实施例中具有分隔部分21a、21b的扁平板20和防止不均匀流动的扁平板40一起使用，但是当然也可以在该蒸发器1沿中间板的并置方向的中间部分上单独地使用具有导向突出部43的该防止不均匀流动的扁平板40。

上述实施例是其中扁平管部分10a、10b垂直平行地设置的垂直分层型蒸发器，而本发明可以类似地应用于其中扁平管部分10a、10b水平平行地设置的水平分层型蒸发器1。

本发明不仅可以用于机动车辆空调器用的分层型蒸发器，也可以用于用作油冷却器、后冷却器/二次冷却器、散热器等的其它分层型热交换器。

Claims (12)

1.一种分层型热交换器，它包括多个总体上呈矩形的中间金属板，所述各个中间金属板具有至少一个形成在其一侧上的通道凹槽和至少一对与该通道凹槽的各个上和下端连通的、并比该通道凹槽更深的上和下集管凹口，各个上和下集管凹口具有一形成于其底壁中的流体孔，各个中间板与其紧邻的中间板以其凹陷侧彼此相对地配合为并置层，所述相邻的中间层对在其周围边缘彼此连接以由此形成至少一个扁平管部和至少一对与该扁平管部连通的上和下集管部，以使得该热交换器具有多个平行设置的上和下集管部和多个扁平管部，一扁平金属板设置在该热交换器相对于该中间板的并置方向的一规定的中间部分处的一对形成所述扁平管部的中间金属板之间，该扁平金属板具有一用于阻止流体通过与由所述一对中间板形成的扁平管部连通的上和下集管部的规定的一个的分隔部，和一个允许流体通过其它集管部的流体通过孔，在该扁平管部和该上及下集管部中形成一流体通道。

2.一种分层型热交换器，它包括多个总体上呈矩形的中间金属板，所述各个中间金属板具有至少一个形成在其一侧上的通道凹槽和至少一对与该通道凹槽的各个上和下端连通的、并比该通道凹槽更深的上和下集管凹口，各个上和下集管凹口具有一形成于其底壁中的流体孔，各个中间板与其紧邻的中间板以其凹陷侧彼此相对地配合为并置层，所述相邻的中间层对在其周围边缘彼此连接以形成至少一个扁平管部和至少一对与该扁平管部连通的上和下集管部，以使得该热交换器具有平行设置的多个上和下集管部和多个扁平管部，一扁平金属板设置在该热交换器相对于该中间板的并置方向的一规定的中间部分处的两个彼此相邻的扁平管部之间，该扁平金属板具有一用于阻止流体在与所述两相邻的扁平管部连通的上和下集管部中的规定的相邻集管部之间通过的分隔部，和一个允许流体通过其它相邻集管部的流体通过孔，在该扁平管部和该上和下集管部中形成一流体通道。

3.一种根据权利要求1或2所述的分层型热交换器，其特征在于，围绕形成在所述扁平金属板中的流体通过孔的边缘部分具有一用于使流经该流体通过孔的流体扩散进入所述集管中的导向突出部。

4.一种根据权利要求3所述的分层型热交换器，其特征在于，所述导向突出部引导流经该流体通过孔的流体到达该流体通过孔附近的扁平管部。

5.一种根据权利要求1或2所述的分层型热交换器，其特征在于，在所有的扁平管部和上及下集管部中形成一流体通道，以使流体以一种U形的方式或曲折地从其中流过。

6.一种根据权利要求2所述的分层型热交换器，其特征在于，在各对相邻的扁平管部之间设置一波纹形翅片，并且设置在该热交换器的规定的中间部分处的所述两个相邻扁平管部之间的扁平金属板在其各相对侧上具有一对其高度约为所述波纹形翅片高度一半的分开的波纹形翅片。

7.一种分层型热交换器，它包括多个总体上呈矩形的中间金属板，所述各个中间金属板具有至少一个形成在其一侧上的通道凹槽和至少一对与该通道凹槽的各个上和下端连通的、并比该通道凹槽更深的上和下集管凹口，各个上和下集管凹口均具有一形成于其底壁中的流体孔，各个中间板与其紧邻的中间板以凹陷侧彼此相对地配合为并置层，所述相邻的中间层对在其周围边缘彼此连接以形成至少一个扁平管部和至少一对与该扁平管部连通的上和下集管部，以使得该热交换器具有平行设置的多个扁平管部和多个上和下集管部，一防止不均匀流动的扁平金属板设置在该热交换器相对于该中间板的并置方向的一规定的中间部分处的一对形成所述扁平管部的中间金属板之间，该扁平金属板具有允许流体通过与由所述一对中间板形成的扁平管部连通的各个上和下集管部的流体通过孔，和一形成在围绕至少一个流体通过孔的边缘部分处的使流经该流体通过孔的流体扩散进入集管的导向突出部。

8.一种分层型热交换器，它包括多个总体上呈矩形的中间金属板，所述各个中间金属板具有至少一个形成在其一侧上的通道凹槽和至少一对与该通道凹槽的各个上和下端连通的、并比该通道凹槽更深的上和下集管凹口，各个上和下集管凹口均具有一形成于其底壁中的流体孔，各个中间板与其紧邻的中间板其凹陷侧彼此相对地配合为并置层以，所述相邻的中间层对在其周边缘彼此连接以形成至少一个扁平管部和至少一对与该扁平管部连通的上和下集管部，以使得该热交换器具有平行设置的多个扁平管部和多个上和下集管部，一防止不均匀流动的扁平金属板设置在该热交换器相对于该中间板的并置方向的一规定的中间部分处的两个彼此相邻的扁平管部之间，该扁平金属板具有允许流体在与所述两个相邻扁平管部连通的上和下集管部之间通过的流体通过孔，和一形成在围绕至少一个流体通过孔的边缘部分处的用于使流经该流体通过孔的流体扩散进入集管的导向突出部。

9.一种根据权利要求8所述的分层型热交换器，其特征在于，所述导向突出部引导流经该流体通过孔的流体进入该流体通过孔附近的扁平管部。

10.一种根据权利要求8所述的分层型热交换器，其特征在于，在各对相邻的扁平管部之间设置一波纹形翅片，并且设置在该热交换器的规定中间部分处的所述两个相邻的扁平管部之间的防止不均匀流动的扁平金属板在其各相对侧上具有一对其高度约为所述波纹形翅片高度一半的分开的波纹形翅片。

11.一种由一根据权利要求1至10中的任一项所述的分层型热交换器形成的分层型蒸发器。

12.一种包括一根据权利要求11所述的分层型蒸发器的制冷循环***。

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