專利名稱：一種熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱交換器，具體地，涉及一種所謂的平行流型熱交換器，其中熱傳遞管設(shè)置在一對互相平行的總管之間，更具體地，涉及熱交換器的總管結(jié)構(gòu)，其中熱交換器適合用作車輛空調(diào)系統(tǒng)的冷凝器，尤其是過冷型冷凝器。
背景技術(shù)：
已知道所謂的平行流型熱交換器，其中熱傳遞管設(shè)置在兩個互相平行的總管之間。在這種熱交換器中，一種情況是至少一個總管要求有較大的容量，另一種情況要求總管的截面積大于各平行延伸的熱傳遞管的寬度(熱傳遞管的寬度是在熱交換器的厚度方向)。例如，車輛空調(diào)系統(tǒng)的冷凝器，具體是過冷型冷凝器中，要求一個總管的截面積大于另一個總管的截面積并要求具有液體儲存功能。
這種過冷型冷凝器的結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1所示的基本結(jié)構(gòu)通用于后面介紹的本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)。在圖1中，熱交換器1包括一對總管2和3，多個平面型熱傳遞管4與兩個總管2和3連接，并在總管2，3之間平行延伸，波浪型翅片5設(shè)置在相鄰的熱傳遞管4和最外部分之間。制冷劑的入口6和出口7設(shè)置在總管2上，隔板8設(shè)置在總管2上。在另外的總管3，設(shè)置了液體存儲功能和除濕功能。在該總管3容納有，如單元11，其上部設(shè)有保有驅(qū)除濕氣的干燥袋的干燥單元9，下部設(shè)有清除外部材料的過濾器10。單元11通過保持板12可取出地保持在總管3，保持板12在中心位置具有流通部分。在熱交換器1的整個芯部13中，在隔板8的位置之上的部分形成制冷劑冷凝芯部14，在隔板8的位置之下的部分形成過冷芯部15，用于使被制冷劑冷凝芯部14冷凝的制冷劑過冷。在這樣的具有互相分開的芯部14和15的熱交換器1中，從入口6引入總管2的在隔板8上部的制冷劑流過并在制冷劑冷凝芯部14冷凝，流入總管3的制冷劑中的濕氣和外部材料被清除，液化的制冷劑暫時存放在總管3的下部(具體地，暫時存放在總管3的下部3a，其具有液體存儲部分的功能)，其后，制冷劑引入過冷芯部15進(jìn)行過冷，制冷劑通過總管2的低于隔板8的部分2a和出口7排出。在這樣的過冷型冷凝器中，容納干燥器的結(jié)構(gòu)與冷凝器整體形成，且不需提供其他部件；可得到緊湊的和有效的容納干燥器(具有干燥單元9的單元11)的結(jié)構(gòu)，其中干燥器可在總管3中置換。
這種熱交換器1，因為結(jié)構(gòu)緊湊，適合用作車輛空調(diào)系統(tǒng)的冷凝器，因為車輛的安裝空間受到限制。在這種熱交換器1中，由于至少一個總管，即以上面介紹條件容納單元11的總管3，的截面積必須增大，帶來了下面問題。例如，在具有如圖2所示的圓形截面的總管21用作上面介紹的總管3的情況下，總管21成為制冷劑冷凝芯部14的出口部分和過冷芯部15的入口部分，沿?zé)峤粨Q器1的厚度方向相對熱傳遞管4的寬度前后明顯突出。因此，如圖3所示，在進(jìn)行車輛安裝設(shè)計使冷凝器(熱交換器1)和散熱器30設(shè)置成沿前后方向的情況下，熱傳遞管4和散熱器30的散熱部分互相分隔很遠(yuǎn)，布置中的冷凝器加上散熱器30的厚度很大，因此對車輛的安裝設(shè)計造成問題，并且通過冷凝器的空氣量因為冷凝器和散熱器30之間空氣泄漏而下降，冷凝器的性能下降。
為了解決這個問題，例如，如圖4所示，提出一種結(jié)構(gòu)，其中具有較大截面的總管的中心位置設(shè)置成相對熱交換器厚度方向的中心位置，即相對熱傳遞管4沿?zé)峤粨Q器的厚度方向的中心位置，偏置于熱交換器的厚度方向的一側(cè)。在這種情況下，管4插入總管41的長度42變大，存在的問題是所容納的單元43的直徑必須減小，以便避免管的端部和容納的單元43之間互相干涉。
為防止這種問題的出現(xiàn)，已提出一種結(jié)構(gòu)，其使用了截面的一部分具有如圖5所示平面A的總管51，如圖6所示，熱傳遞管4的插孔置于總管51的平面A，總管51截面的中心位置偏置于熱交換器的厚度方向的一側(cè)(見日本專利JP-A-2003-185296)。在這種結(jié)構(gòu)中，無需如圖4所示增大管插入長度42，熱傳遞管4和散熱器之間的間隙可保持很小，同時可以保證所容納的單元11的希望直徑。
在上面介紹的結(jié)構(gòu)中，因為總管51的內(nèi)部的截面形狀不是圓形，如圖7所示，當(dāng)內(nèi)部壓力P增加時，形成上面介紹的平面A的部分和形成相鄰的平面的部分會發(fā)生變形，因而擔(dān)心總管51的壓力阻力會下降。盡管JP-A-2000-39288和JP-A-2003-172592公開的結(jié)構(gòu)增設(shè)加強件到總管的內(nèi)側(cè)，以防止總管的壓力阻力下降，在這種結(jié)構(gòu)中由于增加部件使得制造成本上升。此外，盡管JP-A-2002-48488公開的結(jié)構(gòu)通過調(diào)節(jié)總管的截面形狀為預(yù)定形狀來防止總管強度的下降，在這種情況下，與圓形截面的情況相比，也不能完全抑制強度的下降。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種平行流型熱交換器的總管的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，要求至少一個總管的截面積增大，足以使總管沿?zé)峤粨Q器的厚度方向偏置布置，不會造成插入總管的管插入長度增加，容納于總管的單元直徑的減少，和防止了總管的壓力阻力的下降。
為了實現(xiàn)上面提到的目的，根據(jù)本發(fā)明的熱交換器包括一對總管和多個與所述一對總管互相連接的熱傳遞管，所述熱傳遞管互相平行延伸，形成平行流型熱交換器，其特征在于，至少一個所述總管設(shè)置成，其截面中心相對所述熱交換器的中心線沿厚度方向的一側(cè)偏置，一個總管的與所述熱傳遞管相連接的部分的外表面形成平面A，一個總管內(nèi)部的截面形狀形成圓形。在熱交換器中，可應(yīng)用這種結(jié)構(gòu)，其中至少一個總管的外表面，其在總管沿圓周方向的平面A的附近，也形成基本為平面的表面B。在這種情況下，一個總管的外表面，除了所述平面A和平面B，形成圓形截面。此外，在平面表面B可形成凹進(jìn)部分，當(dāng)一個總管進(jìn)行熱傳遞管的端部插入插入孔時，可與夾具接合以固定所述總管。
在根據(jù)本發(fā)明的這種熱交換器中，所述熱傳遞管的端部插入插入孔之前，總管是通過擠壓形成的管。當(dāng)然，總管可通過另外的形成方法如機械加工來形成。
此外，在根據(jù)本發(fā)明的熱交換器中，可使用一種結(jié)構(gòu)，其中具有干燥劑和類似物質(zhì)的單元容納于設(shè)有平面A的一個總管。此外，在另一種結(jié)構(gòu)中，一對總管內(nèi)部的截面積具有不同的尺寸，較大的總管形成具有所述平面A和所述圓形內(nèi)截面形狀的總管。
根據(jù)本發(fā)明的所述熱交換器適合作為過冷型熱交換器。即適合作為這樣的過冷型熱交換器，其熱交換器芯部包括用于冷凝制冷劑的制冷劑冷凝芯部，和使被制冷劑冷凝芯部冷凝的制冷劑過冷的過冷芯部。在這種情況下，具有平面A和圓形內(nèi)截面形狀的總管的至少一個底部最好具有液體儲存功能。這樣液體制冷劑可從具有液體儲存功能的總管部分流入過冷芯部。
此外，根據(jù)本發(fā)明的熱交換器特別適合用作車輛空調(diào)系統(tǒng)的冷凝器。車輛的安裝空間是受到限制的。
在根據(jù)本發(fā)明的熱交換器中，通過將總管設(shè)置成偏置于熱交換器的厚度方向的一側(cè)，在與熱傳遞管連接部分的外表面設(shè)置平面A，熱交換器和相鄰的裝置(如散熱器)之間的間隙可縮小，不會造成插入總管的管長度增加，同時減少了容納于總管的單元的直徑。通過使總管的內(nèi)部截面形狀是圓形，通過均勻地接受內(nèi)部壓力，即使在施加很大的內(nèi)部壓力時，抑制了總管的變形，因此，防止了總管的壓力阻力的過多下降。
因此，根據(jù)本發(fā)明的熱交換器中，使用了一種結(jié)構(gòu)，其中總管設(shè)置成偏置于熱交換器的厚度方向的一側(cè)，不會使得總管的壓力阻力下降過多，熱傳遞管的插入長度增加和容納于總管的單元直徑減少。實現(xiàn)了熱交換器在設(shè)計中具有最佳外形并保證具有希望的性能。因此，即使在散熱器設(shè)置在所述熱交換器附近的情況下，可以防止熱傳遞管和散熱器的散熱部分互相分隔太遠(yuǎn)，熱交換器(冷凝器)加上散熱器的厚度增大，及冷凝器和散熱器之間空氣泄漏造成的通過冷凝器的空氣數(shù)量減少。
通過下面對本發(fā)明的優(yōu)選實施例的詳細(xì)介紹和參考附圖，可了解本發(fā)明的其他目的、特征和優(yōu)點。
現(xiàn)在參考附圖介紹本發(fā)明的實施例，其中實施例是以示例的方式給出，不能用于限制本發(fā)明。
圖1是熱交換器的正視圖，顯示了過冷型冷凝器的基本結(jié)構(gòu)；圖2是傳統(tǒng)過冷型冷凝器的一個總管的截面圖；圖3散熱器和具有圖2所示總管的冷凝器的部分剖開平面圖，顯示了安裝示例；圖4是具有圖3所示總管的冷凝器的部分剖開的平面圖，顯示了總管的偏置設(shè)置；圖5是另一傳統(tǒng)的過冷型冷凝器的總管的截面圖；圖6是具有圖5所示總管的冷凝器的部分剖開的平面圖；圖7是圖5所示的熱交換器的總管的截面圖，顯示了總管的問題；圖8是根據(jù)本發(fā)明的實施例的過冷型冷凝器的總管的截面圖；圖9是具有圖8所示總管的冷凝器的部分剖開的平面圖；圖10是圖9所示的散熱器和冷凝器的部分剖開平面圖，顯示了改變總管的偏置方向的示例；圖11是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的過冷型冷凝器的總管的截面圖；
圖12是具有圖11所示總管的冷凝器的部分剖開的平面圖。
具體實施例方式
參考圖8和9，提供了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的熱交換器。根據(jù)本發(fā)明的熱交換器適合用作車輛空調(diào)器的冷凝器。具體地，用作過冷型冷凝器。過冷型冷凝器的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。即，作為熱交換器的過冷型冷凝器1包括兩個總管，小直徑總管2和大直徑總管61，設(shè)置在總管2和61之間并互相平行延伸的多個平面形熱傳遞管4，波浪型翅片5設(shè)置在相鄰的熱傳遞管4和最外部分之間。制冷劑的入口6和出口7設(shè)置在一個總管2上，隔板8設(shè)置在總管2。
另一總管61作為具有大直徑的總管，并具有較大的內(nèi)部空間。在該總管61中容納單元11，其在上部有單元9，保持祛除濕氣的干燥袋；在下部設(shè)有清除外部材料的過濾器10。單元11通過保持板12可取下地保持在總管61，并在中心位置具有流通部分。
在過冷型冷凝器1的整個芯部13，在隔板8的位置之上的部分形成制冷劑冷凝芯部14，在隔板8的位置以下的部分形成過冷芯部15，使被制冷劑冷凝芯部14冷凝的制冷劑過冷。已經(jīng)通過制冷劑冷凝芯部14被冷凝的制冷劑流入總管61，從流入總管61的制冷劑清除濕氣和外部材料，液化的制冷劑暫時儲存在總管61的下部(具體暫時儲存在總管61的底部61a，其具有液體儲存部分的功能)，其后制冷劑引入過冷芯部15進(jìn)行過冷。即，實現(xiàn)了一種過冷型冷凝器結(jié)構(gòu)，其中制冷系統(tǒng)的干燥器與冷凝器整體形成，不設(shè)置其他部件。
在根據(jù)本發(fā)明的過冷型冷凝器1中，如圖8所示，總管61的與熱傳遞管4連接的部分的外表面形成平面A，總管61的內(nèi)部截面形狀形成圓形。在這個實施例中，總管61沿圓周方向靠近平面A的外表面也形成基本平面的表面B，總管除平面A和平面B外的外表面形成圓形截面。因此，形成平面A和平面B的部分要比其他部分厚。這樣的總管61可在加工插入孔之前通過擠壓管(總管的原材料)容易地形成。
如圖9所示，熱傳遞管4的端部插入的孔62在按上面介紹所形成的總管61上沿管的縱向以預(yù)定數(shù)量加工出。然后，總管61設(shè)置成其截面的中心位置63相對過冷型冷凝器1的中心位置沿厚度方向，即相對熱傳遞管4的中心位置64沿寬度方向的一側(cè)偏置。例如，在如圖3所示散熱器設(shè)置在冷凝器附近時，偏置方向設(shè)定在相對散熱器側(cè)的方向，偏置量δ設(shè)定成使得平面B沿散熱器側(cè)方向突出，突出的數(shù)量等于或小于另一總管2的突出量。
即使在散熱器設(shè)置在過冷型冷凝器1附近，使用根據(jù)本發(fā)明的偏置結(jié)構(gòu)的情況下，可將偏置方向設(shè)定于朝著散熱器的方向。例如，如圖10所示，設(shè)置在附近的散熱器40的散熱部分和過冷型冷凝器1的芯部之間的間隙可保持很小并且總管61的位置可設(shè)定在從散熱器40的端部沿散熱器40的寬度方向突出，可以將總管61的偏置方向設(shè)定在散熱器側(cè)方向。在這種情況下，偏置量不受特別限制。
在這樣的過冷型冷凝器(熱交換器)1中，因為熱傳遞管4的管插入孔62在平面A的部分加工出，管插入長度的增加可抑制到很小，沒有必要減小容納的單元11的直徑。此外，通過偏置總管61的中心位置到過冷型冷凝器1的厚度方向的一側(cè)，總管61內(nèi)部的足夠大的容量可得到保證，具有希望直徑的單元11可容納其中，不需減少容納的單元11的直徑。此外，通過形成總管61的內(nèi)部截面形狀為圓形，內(nèi)部壓力可由內(nèi)表面均勻地承擔(dān)，即使在施加大內(nèi)部壓力的情況下，可防止總管61局部有大變形。因此，總管61的壓力阻力的下降可得到避免，可得到具有希望壓力阻力的過冷型冷凝器1。
即，在可以保證總管61的希望的壓力阻力的同時，還可以保證總管61的偏置結(jié)構(gòu)沿希望的方向，并可保證所容納的單元11有希望的直徑。因此，即使在過冷型冷凝器1與散熱器設(shè)置在一起，如圖3所示的情況下，可以防止熱傳遞管4和散熱器的散熱部分之間形成大間隙，安裝條件下的過冷型冷凝器1和散熱器的整個厚度可抑制得很小，因此實現(xiàn)了安裝到車輛時希望具有布置優(yōu)勢。此外，還可以防止由于冷凝器和散熱器之間空氣泄漏造成的通過冷凝器的空氣數(shù)量減少，從而顯示了過冷型冷凝器1的希望性能。
圖11和12顯示了本發(fā)明的另一實施例。在這個實施例中，與圖8和9所示的實施例相比，當(dāng)熱傳遞管4的插入孔72在總管71上加工時，在總管71的平面B形成凹進(jìn)部分74，其可與夾具73接合固定總管71。在這個實施例中，因為該凹進(jìn)部分74沿縱向在總管的整個長度上形成，即使使用帶凹進(jìn)部分74的結(jié)構(gòu)，總管71可容易地在預(yù)定的截面形狀處通過擠壓成型形成。
當(dāng)加工管插入孔72時在平面B部分形成凹進(jìn)部分74，通過接合夾具73與凹進(jìn)部分74可固定總管71，加工時總管71的轉(zhuǎn)動和移動可靠地避免。結(jié)果是，管插入孔72可以希望的形狀和位置高精度地加工。其他結(jié)構(gòu)、操作和優(yōu)點基本與前面的實施例相同。
權(quán)利要求
1.一種熱交換器，包括一對總管和多個與所述一對總管互相連接的熱傳遞管，所述熱傳遞管互相平行延伸，形成平行流型熱交換器，其特征在于，至少一個所述總管設(shè)置成，其截面中心相對所述熱交換器的中心線沿厚度方向的一個方向偏置，至少一個所述總管的與所述熱傳遞管相連接部分的外表面形成平面A，至少一個所述總管(61)內(nèi)部的截面形狀形為圓形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征在于，所述至少一個總管的外表面，在所述至少一個總管的圓周方向的所述平面A的附近，也形成基本為平面的表面B。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱交換器，其特征在于，所述至少一個總管的外表面在除了所述平面A和所述平面B外的部分形成圓形截面。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的熱交換器，其特征在于，所述平面B形成凹進(jìn)部分，當(dāng)所述至少一個總管進(jìn)行所述熱傳遞管的端部插入插入孔時，可與夾具接合以固定所述至少一個總管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征在于，所述至少一個總管，在所述熱傳遞管的端部插入插入孔之前，是擠壓成形管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征在于，具有干燥劑的單元容納于所述至少一個總管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征在于，所述一對總管內(nèi)部的截面積具有不同的尺寸，較大的總管形成所述具有平面A和圓形內(nèi)截面形狀的總管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征在于，所述熱交換器形成過冷型熱交換器，其熱交換器芯部包括冷凝制冷劑的制冷劑冷凝芯部，和使被所述制冷劑冷凝芯部冷凝的制冷劑過冷的過冷芯部。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱交換器，其特征在于，所述至少一個總管的至少一個底部具有液體儲存功能。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征在于，所述熱交換器是用于車輛空調(diào)系統(tǒng)的冷凝器。
全文摘要
一種平行流型熱交換器，包括一對總管(2，61)和多個熱傳遞管(4)，至少一個總管(61)相對熱交換器的厚度方向的中心(64)偏置；總管(61)與熱傳遞管(4)連接部分的外表面形成平面表面A?？偣?61)的內(nèi)部的截面形狀形為圓形?？偣?61)偏置不會減少壓力阻力，不會增加熱傳遞管(4)的插入長度，不會降低容納在總管(61)內(nèi)的單元(11)的直徑。
文檔編號F25B40/02GK1595019SQ20041007914
公開日2005年3月16日 申請日期2004年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月11日
發(fā)明者和田賢一, 坂本武則, 細(xì)谷和樹 申請人:三電有限公司