專利名稱：空調系統的熱交換器以及它的制造方法
技術領域：
本發明涉及一種汽車用空調系統的熱交換器以及其制造方法，提出了熱交換器的改進結構和它的制造方法。已經有多種熱交換器應用于諸如汽車空調系統之類的熱力系統中。
通常的熱交換器由蓋板，集水箱，諸如鋁等金屬制成的傳熱管及散熱片等幾個金屬件組成，以加強與空氣之間的熱交換效率，從而調節車內空間中空氣的溫度。冷凝器是車用熱交換器的主要部件，能使熱流介質與空氣進行熱量交換。
現有技術中，冷凝器通常設有第一部件，即用作流體通道組成部分的蓋板，和集水箱，即第二部件；它們與該蓋板配合構成完整的流體通道。許多扁平傳熱管設置于所述部件之間，并用鋁等金屬制成的散熱片焊于上述扁平傳熱管之間，形成“之”字形，以使其與周圍空氣的熱交換效率達到最大。上述各部件形成機械連接前常常涂敷一層薄的低熔點金屬，并在充滿氮氣的釬焊爐中焊接在一起，從而將上述各部件牢牢地固定在一起。
現有技術中的另一種結構的冷凝器示出了一種流體通道為圓形截面管，以取代將分開的蓋板和集水箱裝配在一起。上述蓋板-集水箱組件廣泛采用的結構形式及主要結構可使熱交換器的裝配結構變得緊湊并便于制造安裝且提高熱交換效率。現有技術中，蓋板和集水箱組件通常采用半圓形截面管形集水箱，平板形蓋板，以便在集水箱凹面的兩條內邊緣之間相配合，并在釬焊爐中將它們的匯交面焊接在一起，這一制造過程要求在對它們進行裝配并送入釬焊爐中時要特別小心。稍微出一點錯，裝好的組件就很容易散開，而要重新裝配，從而產生極大的麻煩并使得其總體質量和生產率很難保證。
現有技術中，另一關鍵問題是將蓋板和集水箱固定在一起的緊固力僅僅是靠它們接觸面之間的焊接提供，該力的大小不一定能夠使兩部件牢固的結合在一起，從而可能導致空調系統中的熱流介質沿它們的連接處之間的縫隙泄漏，從而降低熱交換器的效率。
本發明的目的是提供一種新的汽車用空調系統的熱交換器以及其制造方法，以加強第一部件，即蓋板和第二部件，即集水箱之間的連接強度和緊固力。
本發明的另一目的是提供一種熱交換器，能防止熱流介質沿所述蓋板和集水箱該兩部件之間的接觸面或線間的泄漏。
本發明提供的空調系統的熱交換器以及它的制造方法包括第一部件，即蓋板，第二部件，即集水箱，以形成一個與整個空調系統相連并與所述蓋板配合的流體箱；帶有許多局部熱流介質通道的扁平傳熱管，它們插入所述蓋板中的傳熱管插縫中，以完成流體的循環；薄金屬制成的散熱片，做成“之”字形，位于所述各傳熱管之間，并且其中包括所述蓋板在厚度方向上稍微有點凹入或凸起，成一段直徑很大的弧形，蓋板上有一凸起部分和位于蓋板兩端并與所述凸起部分相連的各平面部分，以及各傳熱管插縫；所述集水箱的兩端具有用于將所述蓋板的兩端的平面部分裝納于其兩端的蓋板裝納件；所述蓋板插入集水箱的兩內端，并緊緊的釬焊在一起，形成容納所述熱交換器的熱流介質的箱體，其特征在于所述集水箱沿集水箱的兩側邊表面E的兩側邊緣設有固定止擋件，該止擋件隔一間距地向外伸出凸起作為止擋件和固定件，在相鄰止擋件和固定件間留有空隙，將止擋件和固定件向內彎曲以將蓋板固定在集水箱上。
下面參照附
圖1至11，詳細地解釋本發明的實施例與現有技術的區別。
圖1是本發明所用的一種熱交換器的一實施例的平面圖和正視圖。
圖2是圖1所示本發明所用的普通熱交換器的透視圖。
圖3是圖1中A-A截面的剖視圖，說明了現有技術中蓋板和集水箱的裝配情況。
圖4是本發明中蓋板處的裝配情況的局部剖視圖。
圖5是沿圖4縱向看根據圖4所示結構裝配的蓋板部分的裝配情況剖視圖。
圖6是蓋板部分的另一實施例的局部剖視圖。
圖7示出了本發明的蓋板和集水箱的結構圖和局部放大圖。
圖8示出了本發明的集水箱的剖視圖和側視圖。
圖9未出了本發明的蓋板部分的剖視圖和局部放大圖以及側視圖。
圖10示出了本發明另一實施例的蓋板部分的剖視圖和側視圖。
圖11是圖10所示結構的實施例的側視圖。
圖1,2,3表示了根據現有技術中的一實施例所述的一種熱交換器的結構形式。為形成平行的熱交換器流體通道，設置有第一部件，即蓋板10與第二部件，即集水箱20。該蓋板10配裝在集水箱20的兩個內側邊緣之間，這樣，該兩個部件10,20形成一封閉室或空腔，從而構成熱流介質的流動通道。集水箱20的截面形狀通常為半圓形，蓋板10的截面形狀為一段直徑很大的弧形或者是一平板。
蓋板10表面上平行沖出許多等間距的傳熱管插縫2，以便使傳熱管1通過這些插縫而插入。上述與該蓋板10進行組裝且截面為半圓形的集水箱20配裝于該蓋板10的兩內側邊緣中，并在釬焊爐中使低熔點涂敷金屬熔化而釬焊在一起。按上述結構的熱交換器，蓋板10和集水箱20涂覆有由諸如鋁之類的高傳熱率的金屬構成的低熔點金屬。進口管30和出口管31焊接在蓋板和集水箱組件的表面處，以便連接整個車用空調系統。做成“之”字形并焊接在傳熱管1之間的散熱片15借助于增加與空氣的接觸面積而使箱體(蓋板與集水箱組件)內的熱流介質的換熱效率增大。對于上述結構的熱交換器，蓋板10裝配在集水箱20的兩內側邊緣中，并預先裝配好。
將該蓋板10與集水箱20預先裝配好的單元放入充滿氮氣的釬焊爐中。現有技術中的操作過程將會產生前述問題蓋板與集水箱之間的固緊力不夠，可能導致熱流介質沿兩部件間的連接處泄漏，從而導致降低熱交換器的換熱效率，并容易在送入釬焊爐的輸送過程中使該兩部件散開。特別是在圖3所示的熱交換器的現有技術的實施例中，描述了與沿圖1中A-A線進行剖視的剖視圖相同的剖視圖，并且其集水箱21為圓形截面管，該圓形截面管因在插入傳熱管插縫23的過程中產生的該傳熱管插縫23的尺寸誤差而使該傳熱管插縫23凹入的長度不同而使扁平管22插入不同的深度。這就使裝配困難，并導致集水箱21內的熱流介質泄漏。
本發明中的空調系統用的熱交換器及其制造方法，可以參照圖4到11進行更詳細的說明。
本發明的主要思想是提高熱交換效率，并能防止集水箱體內的熱流介質泄漏。本發明的熱交換器(最好是采用如圖4到圖11所示的冷凝器)包括沿厚度方向彎曲或稍微有點凸起的蓋板100，其具有一段直徑很大的弧形，并涂敷上低熔點的金屬。蓋板100上有凸起部分101和位于蓋板兩端部并與所述凸起部分相連的平面部分110,111，其垂直于蓋板100軸線方向的寬度為“B”。沿蓋板100的軸向等距沖成多個傳熱管插縫301，以插入傳熱管300。傳熱管的截面區域具有一些相互隔離的流體通道F(見圖9)，使得流體介質在兩個箱體(蓋板和集水箱組件)之間流動。所述傳熱管插縫301被壓出或沖出，并使其切面末端由插入方向(Is)向擠壓面(Ex)傾斜，以便于管300安全地插入傳熱管插縫301內。
在優選實施例中，在沖壓蓋板100的傳熱管插縫301時，將支承擠壓邊做成向下的毛邊302(朝向集水箱)，該毛邊與下文將解釋的集水箱200相配合。另一種實施例如圖5所示，在蓋板100中部彎曲部分(凸面101)的下表面具有肋件120，該肋件120的厚度厚于蓋板100兩端形成的插裝配合段102,103(平面部分110,111)。該插裝配合段102,103是由對蓋板100進行輥壓或模壓的方法制成的。與蓋板100的凸起部分101對應的是蓋板兩端的插裝配合段102,103為寬度為“B”的平面部分110和111，該寬度B可達到外徑為“D”的集水箱的平均長度。集水箱200的兩側端在寬度方向上包括在該集水箱200的兩端處形成的呈向外的“L”形的槽201,202，以便裝納蓋板的平面部分110,111的兩端部，并且槽201,202的配合面203,204為平面，以便使蓋板的插裝配合段102,103可靠地并緊密地相連。這種結構的集水箱200的總寬度應為“Bt”，為集水箱200厚度“T”的兩倍，并將蓋板100的插裝配合段102,103的寬度“B”增加到集水箱200的平均內徑“D”。
另一種實施例是沿集水箱200的側邊表面E的兩側邊緣設有固定止擋件210，該兩側邊緣從蓋板裝納槽201,202的側邊表面隔一間距地向外伸出凸起作為止擋件和固定件，在相鄰止擋件和固定件間留有空隙(如圖8)，將止擋件和固定件向內彎曲以便將蓋板100固定在集水箱200上。在集水箱200上沖壓制成的止擋件210能做成合適的倒三角形，以加強緊固力，且其固定長度“a”與端部長度“b”的合適比例為0.2至0.9。
依照本發明的上述結構制造的熱交換器，與現有技術相比，能確保蓋板的插裝配合段102,103跟集水箱200的蓋板裝納槽201,202的配合面203,204緊密配合，并能使熱交換器組件方便地送入釬焊爐中，而不會散開。
穿過蓋板100的傳熱管插縫301而插入集水箱200中的傳熱管300，其末端邊緣310的兩端部的拐角311,312能防止傳熱管300插入的深度超過極限值，并使之終止于集水箱200內壁的某固定位置P，然后與集水箱200一起在釬焊爐中進行釬焊。固定止擋件210沿集水箱200的兩側邊表面的邊緣等距設置，并從蓋板裝納槽201,202的側邊表面向上延伸且具有一向外的適當傾角“A”，便于將蓋板100裝配到集水箱200上，實驗證明最合適的角度為4°至45°。
為防止蓋板100與集水箱200之間出現縫隙，保證蓋板100與集水箱200緊密配合，蓋板100的總寬度“hb”最好等于集水箱200的蓋板裝納槽201，202的內邊距“tb”或與之相近。因集水箱200的彎曲面的內邊距“tb”小于蓋板100的寬度“hb”而產生的回彈力將能增加蓋板100與集水箱200之間在裝配及送入釬焊爐時的緊固力。
依照本發明提供的熱交換器結構，在蓋板100上沖出傳熱管插縫301時形成相對于凸起部分101(圖4)向下的支承擠壓邊302，它能擠壓入集水箱200的內部空隙，并與蓋板裝納槽201,202的內側面相對，以便與集水箱200相配合。
從圖4到圖11可以看出，本發明的要點是利用有用的固定止擋件210將蓋板100與集水箱200裝配起來。借助于將帶蓋板100的集水箱200的緊固止擋件210向內壓彎能將蓋板100緊固在集水箱200上。由于運用了集水箱200上的緊固止擋件210，抵抗箱體內部流體壓力的緊固及連接力大大增強，并在釬焊爐中將第一部件，即蓋板100與第二部件，即集水箱200緊緊釬焊在一起，從而可防止熱流介質的泄漏。
另一個優選實施例為借助于形成裝納凹腔220而在集水箱200的內壁面形成止動件，從而人為地保證各傳熱管300插入蓋板100的傳熱管插縫301中的深度一致，如圖9所示。裝納凹坑220，即為集水箱200的內凹面200’上預先形成的凸面，它們與傳熱管300端部的兩側邊拐角311,312配合，并與傳熱管300的端部的兩側邊拐角311,312相對應的集水箱的同一高度位置上，以保證傳熱管安全一致地插入。朝集水箱200外模壓并成形而成的各個裝納凹坑200具有相同的深“d”，以便裝納各傳熱管300端部邊緣的兩拐角311,312并調節各傳熱管300通過傳熱管插縫301插入到集水箱200的深度。
裝納凹坑220也可以由卡槽部分230代替，卡槽230類似于沿集水箱200的軸線方向的臺階，與傳熱管300端部邊緣的拐角311,312均勻地卡緊配合。裝納凹坑220和卡槽部分230為集水箱200提供了一個限制定位部分，并能限制傳熱管300插入集水箱200中的深度。有了上述裝納凹坑220或卡槽部分230后，熱交換器的裝配就變得非常方便，產品的質量也有了保證。借助于具有相對配合卡緊的卡緊部分并在蓋板100和集水箱之間增加緊固力的集水箱中的裝納凹坑220或卡槽部分230而使面積因子大大增加，從而使得熱交換器性能提高，并防止了熱流介質的泄漏。盡管已對本發明的具體實施例作出了描述及圖示，但是，顯然在不脫離本發明的主題思想的情況下，本技術領域的普通技術人員可以對本發明的裝置及方法作出各種改進和變形。
權利要求
1．一種車用空調系統的熱交換器以及其制造方法，包括第一部件，即蓋板，第二部件，即集水箱，以形成一個與整個空調系統相連的流體箱；由具有許多局部熱流介質通道的扁平件形成的各傳熱管插入所述蓋板的傳熱管插縫中，從而形成流體的循環通道；薄金屬制成的散熱片，做成“之”字形，位于所述各傳熱管之間；所述熱交換器的特征在于所述蓋板在厚度方向上被彎曲或稍微有點凸起，并成一直徑很大的弧，蓋板上有凸起部分和位于蓋板兩端部并與所述凸起部分相連的平面部分，以及傳熱管插縫；所述集水箱的兩端具有蓋板裝納件，以便裝納所述蓋板兩端的平面部分；所述蓋板插入集水箱的兩內端中，并緊緊的釬焊在一起，形成熱流介質用的箱體。
2．按照權利要求1所述的車用空調系統的熱交換器以及它的制造方法，其特征在于所述傳熱管插縫被沖出，并且在其兩端具有從插入方向朝所述蓋板的擠壓面傾斜的切面，以確保傳熱管安全地穿過傳熱管插縫而插入。
3．按照權利要求2所述的車用空調系統的熱交換器以及它的制造方法，其特征在于所述支承擠壓邊是沿集水箱向下的毛邊，該毛邊是在沖蓋板的傳熱管插縫時自動形成的。
4．按照權利要求1到3所述的車用空調系統的熱交換器以及它的制造方法，其特征在于所述蓋板還包括在其凸面部分的下面的肋件，該肋件厚于形成于該蓋板兩端部處的插裝配合段(平面部分)，它由蓋板輥壓或模壓而成。
5．按照權利要求1到3所述的車用空調系統的熱交換器以及它的制造方法，其特征在于傳熱管的端部邊緣的兩端的拐角穿過蓋板上的傳熱管插縫插入集水箱中，并能防止傳熱管插得深于極限值，且止于集水箱內側的某位置處，然后用釬焊焊接在該點上。
6．按照權利要求1到5所述的車用空調系統的熱交換器以及它的制造方法，其特征在于所述集水箱還包括在其內表面上通過形成裝納凹坑而成的各止擋件，以便人為地使傳熱管插入蓋板的傳熱管插縫中的深度均勻一致。
7．按照權利要求1到5所述的車用空調系統的熱交換器以及它的制造方法，其特征在于所述集水箱還包括臺階形的卡槽部分，以便裝納沿集水箱的軸線方向被均勻地卡緊的各傳熱管的兩端部邊緣。
8．一種車用空調系統的熱交換器以及它的制造方法，包括第一部件，即蓋板，第二部件，即集水箱，以形成一個與整個空調系統相連的流體箱；由具有許多局部熱流介質通道的扁平件形成的各傳熱管插入所述蓋板的傳熱管插縫中，從而形成流體的循環通道；由薄金屬制成的散熱片，做成“之”字形，位于所述各傳熱管之間；所述蓋板在厚度方向上被彎曲或稍微有點凸起，并成一大直徑的弧，蓋板上有凸起部分和位于蓋板兩端部并與所述凸起部分相連的平面部分，以及傳熱管插縫；所述集水箱的兩端具有蓋板裝納件，以便裝納所述蓋板兩端的平面部分；所述蓋板插入集水箱的兩內端中，并緊緊的釬焊在一起，形成熱交換器的熱流介質用的箱體，其特征在于集水箱還有沿集水箱的側邊表面的兩側邊緣設置的固定止擋件，該兩側邊緣從蓋板裝納槽的兩側邊表面等間距地向外伸出作為止擋件和固定件，在相鄰止擋件和固定件間留有空隙，將止擋件和固定件向內彎曲以便將蓋板固定在集水箱上。
9．按照權利要求8所述的車用空調系統的熱交換器以及它的制造方法，其特征在于所述固緊止擋件為合適的倒三角形，以加強緊固力，并且其緊固邊長度“a”與頂端長度“b”的合適比例為0.2至0.9。
10．按照權利要求8至9所述的車用空調系統的熱交換器以及它的制造方法，其特征在于所述沿集水箱的側邊表面的兩側邊緣設置并從蓋板裝納槽的側邊表面朝上延伸的所述固定止擋件具有一向外的適當傾角“A”，便于將蓋板裝配到集水箱上，該角度為4°至45°
11．按照權利要求10所述的車用空調系統的熱交換器以及它的制造方法，其特征在于蓋板的總寬度值“hb”等于集水箱的蓋板裝納槽的內邊距“tb”或與之相近，以確保在回彈力的作用下，蓋板位于集水箱各內邊緣之間。
全文摘要
一種車用空調系統的熱交換器以及其制造方法,包括:蓋板,集水箱;具有許多熱流介質通道的各傳熱管插入所述蓋板的傳熱管插縫中;由薄金屬制成的散熱片;該蓋板在厚度方向上被彎曲成弧形,該集水箱的兩端具有蓋板裝納件,所述蓋板插入集水箱的兩內端中,集水箱還有沿集水箱的側邊表面的兩側邊緣設置的固定止擋件,該兩側邊緣從蓋板裝納槽的兩側邊表面等間距地向外伸出形成止擋件和固定件,在相鄰止擋件和固定件間留有空隙,將其向內緊固以便將蓋板固定在集水箱上。
文檔編號F24F13/30GK1214438SQ9811992
公開日1999年4月21日 申請日期1998年8月29日 優先權日1997年8月29日
發明者鄭謚臻, 崔熙洪, 金平準 申請人:大宇機電工業株式會社