CN1651848A - 叠型多流式热交换器 - Google Patents

Abstract

一种叠型多流式热交换器包括交替叠加的多个传热管和散热片，在传热管的一端形成的箱，和设在槽的一端的端板。热交换器具有位于最外管板的表面上的突伸部分，具有经过突伸部分形成的开口的凸起部分；和与端板成整体的接合部分与闭合部分，用于接合凸起部分和用于闭合凸起部分的开口。因此可以避免在临时装配时端板位置移动，并可增加槽的铜焊性能和抗压性能。

Description

叠型多流式热交换器

相关申请

本申请要求享有2004年2月6日申请的2004-30804号日本专利申请的优先权，该日本专利申请在这里提出作为参考。

技术领域

本发明涉及一种叠型多流式热交换器，它包括与热交换器芯的最外层连接的端板，该热交换器芯通过交替地叠加传热管和散热片形成，本发明还涉及制造这种热交换器的方法，特别是，本发明涉及一种改良结构的叠型多流式热交换器，该热交换器适合用作特别是车辆中的空调设备中的热交换器。

背景技术

在本领域中已知的是叠型多流式热交换器，它具有交替叠加的传热管和散热片，例如，具有图22和23中结构的热交换器(如日本公开的实用新型7-12778中所述)。在图22和23中，热交换器101具有由传热管102和散热片103即(外散热片)交替叠加型成的热交换器芯104。边箱105设置在热交换器芯104叠加方向的一端，用于形成热交换器的介质(如制冷剂)的导入/流出通道，并且，与膨胀阀(未显示)连接的法兰106与边箱105相连。端板107设置在热交换器芯104的另一端上。

每一个传热管102通过连接(例如铜焊)一对具有相同结构的管板108而成形，突伸部分109和110设置在每一个管板108的两端上，用于在热交换器芯104的上部和下部形成槽111和112。热交换介质的通孔113和114经过突伸部分109和110成形。为了形成传热管102，一对管板108相互连接，以便在相对侧设置对应的突伸部分109和110，多个传热管102的突伸部分109和110分别相互连接，以便在热交换器芯104每一端形成槽111和112。在端板一侧的最外管板108的通孔113和114分别通过端板107的突伸部分115和116闭合。

通过临时装配相应的部件，接着在炉内铜焊组件，就可以制造热交换器101，其中，通过铜焊夹具(未显示)在叠加方向从热交换器101的两边固定组件。

然而，在这种制造方法中，由于传热管102的突伸部分109和110，以及端板107的突伸部分115(116)和最外管板108的突伸部分109(110)装配在一起，这样它们是表面接触，当装配时或在炉内铜焊期间可能发生位置移动，因此各部分可能不会适当连接。

为解决该问题，如图24所示，申请号为JP-A-5-87482的日本已公布的专利申请提出了下述结构。在该结构中，每一传热管117由第一管板118和第二管板119形成。通过在突伸部分121上增设边或缘可形成凸起部分122，以便形成第二管板119的槽，凸起部分122***通孔123，以便防止装配时位置移动，该通孔123穿过第一管板118的突伸部分120而成形。

然而，在该结构中，由于很难确保在端板124的突伸部分125和最外管板119的突伸部分121的凸起部分122之间有足够大的铜焊区域，因此，可能带来不足的铜焊强度。而且，由于装配时很难高精度地将端板124临时固定在最外管板119上，铜焊精度可能降低。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种改良结构的叠型多流式热交换器，特别是高性能的叠型多流式热交换器，及其制造方法。该热交换器在端板和各种部件的装配中可实现较高的精度，而且可以实现以低成本、高精度定位和足够接合强度地将相应的部件进行期望的连接。

为实现前述和其它目的，根据本发明提供叠型多流式热交换器的结构。叠型多流式热交换器包括热交换器芯，该热交换器芯包括交替叠加的多个传热管和多个散热片，每个传热管通过一对管板相互连接形成，该热交换器还包括在多个传热管的至少一端形成的箱部分，以及与热交换器芯的最外管板连接的端板。热交换器包括设置于最外管板的至少一端处的最外管板的表面上的突伸部分，以形成箱的一部分；凸起部分，该凸起部分具有在突伸部分上形成的开口；和接合部分与闭合部分，该接合部分与闭合部分设置在端板上，用于接合凸起部分和用于闭合凸起部分的开口。

在这种叠型多流式热交换器中，由于与最外管板的凸起部分接合的接合部整体设置在端板上，该端板可以很容易的相对于最外管板高精度定位，还可以为了合适的装配临时固定。因此，由于在临时装配期间有可能减少或避免端板的位置移动，端板乃至各个部件的铜焊性能(如铜焊的精确性)可以得到加强。通过凸起部分与设置在接合凸起部分的端板上的孔的结合，可以容易地实现该接合功能。

此外，由于使凸起部分的开口闭合的闭合部分整体设置在端板上，通过调节端板可以容易地且确定地闭合凸起部分的开口。此外，由于凸起部分的周边和端板的孔的内周向边缘以及凸起部分和端板的端表面可以更牢固的铜焊，在端板和最外管板之间的铜焊区域可以扩大，且在两部件之间的铜焊强度可以增强。这样通过在端板上设置盖以便使凸起部分的开口闭合，可以很容易地实现闭合功能。

这样一种盖可以和端板整体形成。例如，由凸起部分***的开口设置在端板，扩展部分在端板的一端形成，通过使扩展部分翻转以闭合凸起部分的开口，可以容易地形成具有闭合功能的上述盖。

此外，上述端板具有用于接合凸起部分的孔，和用于形成闭合凸起部分的开口的盖的扩展部分，该端板通过单一的过程可以容易地制造，该工艺例如是压制、冲压或类似过程。因此本发明中，部件的数量和工序的数量没有实质增加，但制造成本可以降低或避免上升。

而且，如果形成的盖具有从凸起部分的位置突出的部分，该盖的强度可能会增加。此外，如果突伸部分的突出程度可调，以便突伸部分的外表面和与最外散热片连接的端板的一部分的外表面形成基本齐平，该临时装配的热交换器可以通过使用简单的铜焊夹具牢固地固定。因此，铜焊性能可以显著提高。

这样，根据本发明，在叠型多流式热交换器中，由于接合部分和闭合部分与端板整体设置，以便接合最外管板的凸起部分，并闭合凸起部分的开口(即，用于闭合箱的一端)，端板乃至整个热交换器可以在适当位置高精度地临时装配，同时铜焊性能大大提高。此外，通过在端板上整体设置闭合部分，可以基本防止部件数量和工序数量增加。它有助于降低成本或减少或消除成本的增加。

此外，提供一种用于制造叠型多流式热交换器的方法，其中，该热交换器可包括具有多个传热管的热交换器芯。该方法的步骤包括：通过使一对管板相互连接来形成热交换器管；多个管与多个散热片交替叠加以形成所述芯；和通过使端板与芯的最外管板连接在芯的至少一端形成槽部。通过在最外管板的至少一个端部，并在所述最外管板表面上设置突伸部分，以形成槽的一部分，使穿过所述突伸部分形成的开口被凸起部分环绕，并给端部提供接合部分和闭合部分以便接合凸起部分和闭合凸起部分的开口，这样形成槽部。

下面，结合附图通过对本发明的优选实施例进行详细的描述，本领域的普通技术人员可以很清楚的理解本发明的其它目的，特征和优点。

附图说明

为了更完整的理解本发明，下面结合附图来说明本发明的目的，特征和优点，其中：

图1是根据本发明的第一实施例的叠型多流式热交换器的侧视图；

图2是图1沿线II-II所示的热交换器的竖向剖面图；

图3是图1所示的热交换器的最外传热管的分解的透视图；

图4是图1所示的热交换器的最外管板的透视图；

图5是图1所示的热交换器的放大的局部的竖向剖面图；

图6是图1所示的热交换器的端板的放大视图；

图7是图1中所示的沿线VII-VII截取的热交换器的放大的端视图；

图8是图1所示的热交换器的最外的传热管的分解的透视图，它显示与图3所示不同的另一实施例；

图9是图1所示的热交换器的最外的传热管的分解的透视图，它显示与图3中所示不同的又一实施例；

图10是图1所示的热交换器和夹具的分解的竖向剖面图，它显示了当热交换器铜焊时的组件；

图11是根据本发明第二实施例的叠型多流式热交换器的局部竖向剖面图；

图12是根据图11所示第二实施例的改进的叠型多流式热交换器的局部竖向剖面图，它采用另一个盖，并显示当热交换器铜焊时的组件；

图13是根据本发明的第三实施例的叠型多流式热交换器的局部竖向剖面图；

图14是图13所示的热交换器的端板的正视图；

图15A和图15B是图13所示的热交换器的端板的侧视图，它表示制造端板的翻转过程；

图16是图13中沿线XVI-XVI所示的热交换器的端视图；

图17是图13所示的热交换器的端板的正视图，它显示与图14中所示不同的另一实施例；

图18是图13所示的热交换器的端板的正视图，它显示与图14中所示不同的又一实施例；

图19是根据本发明的第四实施例的叠型多流式热交换器的局部的竖向剖面图；

图20是根据本发明的第五实施例的叠型多流式热交换器的端板的正视图；

图21A和21B是图20中所示的端板的侧视图，它表示用于制造端板的翻转过程；

图22是已知的叠型多流式热交换器的分解的侧视图；

图23图22所示的热交换器的放大的局部竖向剖面图；以及

图24是另一个已知的叠型多流式热交换器的分解的局部侧视图。

具体实施方式

参见图1-7，它表示根据本发明第一实施例的热交换器。热交换器1构成为叠型多流式热交换器。如图所示，热交换器1包括由多个传热管2和多个外散热片3交替叠加形成的热交换器芯4。边箱(或边槽)5在叠加方向上与热交换器芯4的一端相连接，并且进入热交换器内/来自热交换器的热交换介质(如制冷剂)的导入/流出通道在边箱5内形成。具有用于热交换介质的入口6和出口7的法兰8与边槽5相连。端板9在叠加方向上与热交换芯4的另一端相连。

如图3和5所示，每一个传热管2通过在它们的***部分相互连接一对管板10和11(即第一管板10和第二管板11)形成。向外突伸用于形成槽30、31、32和33的突伸部分12、13、14和15设置在第一管板10内。沿着第一管板10的纵向伸展的通道形成部分16和17在第一管板10内形成。类似地，向外突伸用于形成槽30、31、32和33的突伸部分18、19、20和21设置在第二管板11内。沿着第二管板11的纵向伸展的通道形成部分22和23在第二管板11内成形。在第二管板11内，如图4和5所示，通过冲压或类似方法形成的凸起部分24、25、26和27设置在突伸部分18、19、20、21。

如图3和5所示，通过使管板10和11相互连接，用于热交换介质28和29的内通道在通道形成部分16和22之间以及通道部分17和23之间形成。内散热片(未显示)可以***到每个通道28和29内。通过叠置这样形成的多个传热管2，槽30和31在管的纵向方向上在管的一端通过突伸部分12和18和的突伸部分13和19，而箱32和33在管的纵向方向上在管的另一端通过突伸部分14和20以及突伸部分15和21分别形成。当传热管2被叠置时，设置在第二管板11的突伸部分18、19、20和21上的凸起部分24、25、26和27***到联通孔34、35、36和37内，该联通孔34、35、36和37通过第一管板10的对应的突伸部分12、13、14和15形成。因此，包括相应的箱的整个热交换器芯4可以无任何位置移动的临时装配起来。

最外传热管2的第二管板11的凸起部分24、25、26、27***到经过端板9而形成的孔38、39、40、41内。在该实施例中，接合部分48通过将相应的凸起部分***到端板9的每一对应孔内而形成。

在最外的传热管2的第二管板11的一端，凸起部分24和25的开口42和43通过与端板9整体形成的盖44闭合。在最外的传热管2的第二管板11的另一端，凸起部分26和27的开口45和46通过与端板9整体形成的盖47闭合。如图6所示，这些盖44和47通过将扩展部分44a和47a翻转而成形，在图6的相应的虚线位置，扩展部分44a和47a与端板9整体形成。如图7所示，通过这种翻转过程，凸起部分24、25、26、27的开口42、43、45、46通过盖44和47闭合。这些盖44和47形成闭合部分49，用于闭合最外传热管2的凸起部分24、25、26、27的开口42、43、45、46。

这样，在该实施例中，接合部分48和闭合部分49与端板9整体形成。通过一个单独过程如压制，冲压或类似方法可以形成端板9，该端板9具有形成接合部分48的上述孔38、39、40、41和形成闭合部分49的盖44和47(即扩展部分44a和47a)。因此基本上可以避免零件数量和制造方法步骤数量的增加，制造成本也可以有效的降低或防止升高。

在上述热交换器1中，相应的部件临时装配，随后组件在炉内铜焊。因此，如果相应的部件之间的位置关系尚未合适的设定，铜焊性能可能明显的降低。特别是，在已知的叠型多流式热交换器中，尽管装配期间精确地定位端板，在铜焊时也很难保持该位置。此外，由于端板和最外管板(如最外的第二管板)之间的铜焊区域受到限制，很难确保该部分有足够的连接强度。

然而，在该实施例中，接合部分48和闭合部分49整体设置到端板9上。特别是，由于最外传热管2的第二管板11的相应的凸起部分24、25、26、27***到经过端板9形成的对应的孔38、39、40、41中，端板9可以相对于最外传热管2的最外的第二管板11精确地定位。因此，当临时装配时，可以减少或防止端板9的位置移动，端板9乃至包括其它部件的整个热交换器1可以在铜焊时保持在适当位置，且铜焊性能可以显著提高。

此外，用作闭合相应的凸起部分24、25、26、27的开口42、43、45、46的闭合部分的盖44和47整体设置到端板9上。因此，通过压制，冲压或类似方法形成扩展部分44a和47a，然后使扩展部分44a和47a翻转以接合最外的第二管板11，并形成盖44和47，相应的凸起部分24、25、26、27的开口42、43、45和46可以容易和牢固地闭合。另外，在该实施例中，由于在相应的凸起部分24、25、26和27的周边和端板9的对应的孔38、39、40和41的内周向边缘之间的部分，以及在相应的凸起部分24、25、26和27的端表面和端板9的对应盖44和47的表面之间的部分进行铜焊，这样，铜焊区域的尺寸可以保持或增加。因此，其间的铜焊的性能可以提高，而铜焊部分的抗压性也可以增加。

在上述实施例中，尽管凸起部分设置在最外第二管板11的所有突伸部分上，但如果凸起部分设置在至少一个突伸部分上，本发明的目的就可以实现了。特别是，通过使凸起部分与经过端板9形成的孔接合，端板9可以高精度相对于最外管板11临时固定，其中，该凸起部分形成为椭圆或类似形状，而孔也具有相应的形状，因此，可以改进铜焊性能。另外，如图8和9所示，凸起部分可以设置在任意两个突伸部分上。通过这样形成最外的第二管板11，每个传热管2可以由一对相同的管板11形成。例如，在图8和9所示的实施例中，通过使一个管板11与具有基本相同结构但在垂直方向相反的另一个管板11连接，可以形成传热管2。这样，当设置多个突伸部分时，本发明的目的可以通过在至少一个突伸部分上形成凸起部分来实现。

而且，如图10所示，在上述实施例中，盖44和47的外表面50和51相对于与最外的外散热片3连接的一部分端板9的外表面52未齐平。尽管如此，作为较厚部分，通过与盖44和47的外表面50和51保持接触的铜焊夹具53的成形部分54和55，铜焊夹具53的固定功能可以表现的更适当，且当在炉内铜焊时，可以减少或防止临时装配的热交换器1的部件的位置移动。

图11表示根据本发明第二实施例的叠型多流式热交换器。通过给与第一实施例中相同的部件提供相同的附图标记，省略了与第一实施例中相同部件的说明。在该实施例中，用于闭合凸起部分24、25、26、27的开口42、43、45、46的盖56和57与端板58分开成形。而且，在该实施例中，端板58可以确定地定位和高精度地装配，铜焊性能和抗压性能可以增加。

如图12所示，通过将盖56和57形成为厚部件，盖56和57的外表面59和60可以基本上相对于一部分端板58的外表面61齐平，该端板58与最外的散热片相连。因此，没有必要象第一实施例那样给铜焊夹具53提供较厚部分54和55，铜焊夹具53的结构可以简化，而且其固定强度可以增加。此外，通过将盖56和57形成为较厚部件，与之一起设置的各部分的抗压性进一步增加。

图13和16表示根据本发明的第三实施例的叠型多流式热交换器，和制造该热交换器的方法。在该实施例中，如图14所示，沿纵向在端板62的两端部分，将盖形成部分63a和64a与端板62整体形成。突出部分65、66、67和68分别在盖形成部分和63a和64a上形成。如图15A和5B所示，通过使盖形成部分63a和64a翻转，形成盖63和64，如图16所示，盖63和64分别覆盖设置在端板62上的孔69、70、71和72。

此外，在该实施例中，由于第二管板11的凸起部分24、25、26、和27分别***到端板62的孔69、70、71和72中，端板62可以与第一实施例相似的高精度定位，同时铜焊性能可以改进。此外，在该实施例中，由于突出部分65、66、67、68设置在端板62的盖63和64上，相应的凸起部分的开口42、43、45、46通过对应的盖闭合，因此闭合部分的强度和抗压性可以增加。这样盖形成部分63a和64a可以在图17所示位置形成。另外，如图18所示，盖形成部分63a和64a可以分别形成为单独部分63b和63c和单独部分64b和64c。甚至在该结构中，目标端板62可以通过使例如图17和18中虚线处的对应的盖形成部分翻转而成形。

图19表示根据本发明第四实施例的叠型多流式热交换器。在该实施例中，盖63和64形成为与端板62分离的部件。此外，该实施例与第三实施例所述相似，其铜焊性能和抗压性也可以增加。

图20和21表示根据本发明第五实施例的叠型多流式热交换器和该热交换器的制造过程。与第三实施例的端板62中相比，在本实施例中，端板73中的孔74、75、76、77和突出部分78、79、80、81之间位置关系相反。如图21A和21B所示，通过使相应的孔形成部分翻转，孔74、75、76、77通过对应的各突出部分78、79、80、71闭合。此外，在该实施例中，可以实现与上述实施例中相同的端板功能。

上述端板9、58、62、73可以通过单独的过程例如压制，冲压或类似方法成形，并且通过使这样形成的端板的预定部分翻转，可以容易地制造目标端板。此外，通过将端板的相应的突出部分的外表面，和与最外的散热片连接的端板的一部分的外表面设定成基本齐平，如图12所示，利用简单的铜焊夹具可方便地进行铜焊。

本发明可以适用包括端板的任何叠型多流式热交换器，特别是，适用可用于车辆的空调设备的叠型多流式热交换器。

尽管本发明已经结合优选实施例作了描述，对于本领域的普通技术人员来说，可以理解在不超出本发明的实质范围的前提下，本发明的上述优选实施例可以作出各种变化和改进。对于本领域的普通技术人员来说，考虑到说明书或者这里公开的本发明的应用，其它实施例作出变化和修改也是显然的。期望这里描述的说明书和实例仅是典型说明，本发明的真实范围由如下权利要求书限定。

Claims (15)

1.一种叠型多流式热交换器，它包括热交换器芯，该热交换器芯包括交替叠加的多个传热管和多个散热片，每个传热管通过一对管板相互连接形成，和在所述多个传热管的至少一端形成的箱部分，以及与所述热交换器芯的最外管板连接的端板，所述热交换器包括：

设在位于所述最外管板的至少一端部分的所述最外管板的一个表面上的突伸部分，用于形成所述箱的一部分；

凸起部分，该凸起部分具有穿过所述突伸部分形成的开口；和

接合部分与闭合部分，该接合部分与闭合部分设置在所述端板上，用于接合所述凸起部分和用于闭合所述凸起部分的所述开口。

2.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述接合部分包括穿过所述端板设置的孔，用于接合所述凸起部分。

3.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述闭合部分包括闭合所述凸起部分的所述开口的盖。

4.如权利要求3所述的热交换器，其特征在于，所述盖与所述端板整体形成。

5.如权利要求4所述的热交换器，其特征在于，所述盖通过使在所述端板的一端上形成的扩展部分翻转而形成。

6.如权利要求3所述的热交换器，其特征在于，形成的所述盖包括从所述凸起部分的一个位置突出的一部分。

7.如权利要求6所述的热交换器，其特征在于，所述突伸部分的外表面和与最外散热片连接的一部分所述端板的外表面形成基本齐平。

8.一种用于制造叠型多流式热交换器的方法，所述热交换器包括包含多个传热管的热交换器芯，该方法的步骤包括：

通过将一对管板相互连接来形成所述热交换器管；

将所述多个管与多个散热片交替叠加以形成所述芯；和

通过使端板与所述芯的一个最外管板连接，在所述芯的至少一端形成槽部分，其中通过在所述最外管板的至少一个端部分，并在所述最外管板的表面上设置用于形成所述槽的一部分的突伸部分，用凸起部分包围穿过所述突伸部分形成的开口，并给所述端部提供接合部分和闭合部分，以便接合所述凸起部分和闭合所述凸起部分的所述开口，这样形成所述槽部分。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述接合部分包括穿过所述端板设置的孔，用于接合所述凸起部分。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述闭合部分包括闭合所述凸起部分的所述开口的盖。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，其还包括与所述端板整体形成所述盖的步骤。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，形成所述盖的步骤还包括使在所述端板的一端上形成的扩展部分翻转。

13.如权利要求10所述的方法，其特征在于，其还包括形成所述盖的步骤，该盖包括从所述凸起部分的一个位置突出的一部分。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，形成所述盖的步骤还包括使所述突伸部分的外表面和与最外散热片连接的所述端板的一部分的外表面形成基本齐平。

15.如权利要求8所述的方法，其特征在于，其还包括用夹具固定所述装配好的热交换器和铜焊所述热交换器的步骤。

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