專利名稱：一種組套型多流式熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種組套型多流式熱交換器，可用于車輛的空調(diào)器。
因此。為了使蒸發(fā)器的深度尺寸變薄和減少蒸發(fā)器的安裝空間，日本公開實(shí)用新型公報(bào)No.H7-12778中提出了一種在圖9中示出的熱交換器，日本公開實(shí)用新型公報(bào)No.H9-17850中提出了一種在

圖10中示出的熱交換器。
如圖9所示，熱交換器100具有上腔102和下腔103。上腔102和下腔103通過一組管路101連通。上腔103包括相對流動方向A′的上游腔104和下游腔105。上游腔104的內(nèi)部空間具有分隔板106分隔成的腔室107和108。同樣，下游腔105的內(nèi)部空間具有分隔板109分隔成的腔室110和111。上游腔104的腔室108和下游腔105的腔室111通過通道112連通。下腔103包括相對空氣流動方向A′的上游腔113和下游腔114。
在熱交換器100，通過設(shè)置在上游腔104腔室107的流體入口部分115引入的熱交換介質(zhì)流過熱交換器100，如圖9所示，從設(shè)置在下游腔105的腔室110的流體出口部分116排出。
另外，如圖10所示，熱交換器117具有上腔118和下腔119。上腔118和下腔119通過一組管路120連通。上腔118包括相對空氣流動方向A″的上游腔121和下游腔122。上游腔121的內(nèi)部空間具有分隔板123分隔成的腔室124和125。此外，下腔119包括上游腔126和下游腔127。下游腔127的內(nèi)部空間具有分隔板128分隔成的腔室129和130。上游腔121的腔室125和下游腔127的腔室130通過通道131連通。
在熱交換器117，通過設(shè)置在下游腔127腔室129的流體入口部分132引入的熱交換介質(zhì)流過熱交換器117，如圖10所示，從設(shè)置在上游腔121的腔室124的流體出口部分133排出。在熱交換器117，通道131在層疊的管路組120的方向突出。流體入口部分132和流體出口部分133設(shè)置在熱交換器117的側(cè)表面，所以熱交換器117的安裝空間減少了。此外，熱交換器117具有不與一部分管路組120重疊的結(jié)構(gòu)，由于氣-液制冷劑的慣性力很容易引入氣相制冷劑，管路組120的另一部分很容易沿空氣流動方向A″引入液相制冷劑。因此，通過熱交換器117的空氣溫度在整個管路組120中是均衡的。
不過，還存在實(shí)現(xiàn)薄形的進(jìn)一步要求，即減少熱交換器的深度尺寸(如深度尺寸減少到小于或等于40毫米)。
然而，如果都具有四個制冷劑流動路徑的圖9顯示的熱交換器100或圖10顯示的熱交換器117的深度尺寸直接減少的話，會產(chǎn)生問題。如果熱交換器100或熱交換器117的深度尺寸減少，各管路的流動路徑的截面積也減少，則制冷劑的壓力損失增加。結(jié)果是，制冷劑的循環(huán)量會減少，或者引入熱交換器100或熱交換器117的制冷劑的溫度會增加，和熱交換器的效率降低。在另一方面，如果將一塊間隔板從熱交換器100或熱交換器117中取出，和減少制冷劑流動路徑來減少壓力損失，通過熱交換器100或熱交換器117的空氣溫度不會均衡。例如，參考圖9，如果間隔板109取出，從通道112流出的制冷劑應(yīng)當(dāng)?shù)韧亓魅胨械墓苈?。不過，腔寬度方向的制冷劑通道也同樣延長，由于氣相制冷劑的慣性力和液相制冷劑的慣性(incrutial)力之間的差別，制冷劑流入所有管路很困難。
另外，圖9顯示的熱交換器100或圖10顯示的熱交換器117包括沿制冷劑流動路徑具有較小截面積的通路，制冷劑集中在通路中。因此，壓力損失可能上升。此外，通路難以發(fā)揮熱交換作用。此外，圖10顯示的熱交換器117的通路131是突出于寬度方向的。因此，對于設(shè)置側(cè)面腔來從寬度方向引入或排出熱交換介質(zhì)的熱交換器，熱交換器寬度方向的尺寸增加。
因此，產(chǎn)生了對克服了相關(guān)技術(shù)的這些和其他的缺點(diǎn)的用于車輛空調(diào)器的組套型多流式熱交換器的需要。本發(fā)明的技術(shù)進(jìn)步使組套型多流式熱交換器控制了制冷劑的壓力損失，使通過熱交換器的空氣溫度均衡，并實(shí)現(xiàn)了尺寸減少，特別是熱交換器成為薄型。
根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種熱交換器，具有連通第一腔和第二腔的管路組，其包括第一熱交換部分，所述第一熱交換部分設(shè)置在通過所述熱交換器的空氣的下游側(cè)并設(shè)有形成熱交換介質(zhì)第一路線的第一組管路；第二熱交換部分，所述第二熱交換部分設(shè)置在通過所述熱交換器的空氣的下游側(cè)并靠近所述第一熱交換部分，所述第二熱交換部分具有形成所述熱交換介質(zhì)第二路線的第二組管路；第三熱交換部分，所述第三熱交換部分設(shè)置在通過所述熱交換器的空氣的上游和下游側(cè)并靠近所述第一和第二熱交換部分，所述第三熱交換部分具有形成所述熱交換介質(zhì)第三路線的第三組管路；第四熱交換部分，所述第四熱交換部分設(shè)置在通過所述熱交換器的空氣的上游側(cè)并位于所述第二熱交換部分的背面，所述第四熱交換部分具有形成所述熱交換介質(zhì)第四路線的第四組管路；第五熱交換部分，所述第五熱交換部分設(shè)置在通過所述熱交換器的空氣的上游側(cè)并位于所述第一熱交換部分的背面，所述第五熱交換部分具有形成所述熱交換介質(zhì)第五路線的第五組管路。
由多個傳熱管2組成的管路組6包括第一管路組7和第二管路組8。第一管路組7由多個傳熱管2組套而成，各傳熱管2由一對互相連接的管板9形成。如圖4所示，管板9在縱向上設(shè)有凹進(jìn)部分10和11。凹進(jìn)部分10和11被間隔壁12分隔開。突出的中空部分13、14、15和16在管板9的各角部形成。通過連接成對的管板9，兩個制冷劑路徑17和18在傳熱管2中形成，如圖6所示。另外，再來參考圖4，多個朝制冷劑流動路徑17和18方向突出的凸臺19在管板19的凹進(jìn)部分10和11形成。當(dāng)成對的管板9連接起來時，凸臺互相對接。多個凸臺19可以增加熱交換效率和強(qiáng)化對制冷劑壓力的抵抗力。在本發(fā)明的實(shí)施例中，成對管板9連接起來，并交替地組套起來。結(jié)果是，管路組7、第一上游腔33、第一下游腔34、第二上游腔37、第二下游腔38形成。此外，此實(shí)施例中，具有波浪形截面的內(nèi)散熱片可設(shè)置在制冷劑流動路徑17和18，不設(shè)置凸臺19。
第二管路組8通過多個傳熱管2組套而成。各傳熱管2由互相連接的兩個管板20組成。如圖5所示，管板20在縱向上具有凹進(jìn)部分21和22。凹進(jìn)部分21和22被間隔壁23間隔開。突出的中空部分24、25、26和27在管板20的各角部形成。突出的中空部分24和26與突出的中空部分25和27分別互相連通。通過連接成對的管板20，兩個制冷劑流動路徑28和29在傳熱管2中形成，如圖6所示。不過，因?yàn)橥怀龅闹锌詹糠?4和26與突出的中空部分25和27分別互相連通，熱交換介質(zhì)在制冷劑流動路徑28和29以相同的方向流動。另外，再次參考圖5，多個朝制冷劑流動路徑28和29方向突出的凸臺30在管板20的凹進(jìn)部分21和22形成。當(dāng)成對管板20連接起來時，凸臺30互相對接。多個凸臺30可增加熱交換效率和強(qiáng)化對制冷劑壓力的抵抗。在本發(fā)明的實(shí)施例中，成對管板20連接起來，并交替組套在一起。結(jié)果是，第二管路組8、上連通腔35、和下連通腔39形成。此外，在這個實(shí)施例中，具有波浪形截面的內(nèi)散熱片可設(shè)置在制冷劑流動路徑28和29上，而不是設(shè)置凸臺30。
如圖1到3及6所示，上腔31設(shè)置在管路組6的上部，下腔32設(shè)置在管路組6的下部。在此說明中，上和下用于介紹幫助理解本發(fā)明。因此，在本發(fā)明中，上和下可倒過來。上腔31包括第一上游腔33、第一下游腔34、和上連通腔35。第一上游腔33和第一下游腔34分別相對空氣流動方向A設(shè)置。上連通腔35連通第一下游腔34。間隔板36設(shè)置在第一上游腔33和上連通腔35之間。
下腔32通過管路組6連通上腔31，下腔32包括第二上游腔37、第二下游腔38和下連通腔39。第二上游腔37和第二下游腔38相對空氣流動方向A設(shè)置。下連通腔39與第二上游腔37連通。間隔板40設(shè)置在第二下游腔38和下連通腔39之間。
熱交換介質(zhì)引入路徑41和熱交換介質(zhì)排出路徑42在側(cè)面腔4形成，側(cè)面腔設(shè)置在熱交換器1的側(cè)面。引入路徑41與第二下游腔38連通。排出路徑42與第一上游腔33連通。如圖1和7所示，凸緣43連接到側(cè)面腔4并連接到膨脹閥(未顯示)。熱交換介質(zhì)入口端44和熱交換介質(zhì)出口端45設(shè)置在凸緣上。
參考圖6，對熱交換器1中的熱交換介質(zhì)路徑加以介紹。熱交換介質(zhì)，如制冷劑，從入口端44進(jìn)入引入路徑41，然后流到第二下游腔38。接下來，熱交換介質(zhì)通過第一管路組7的制冷劑流動路徑17流到第一下游腔34。第二下游腔38和第一下游腔34之間的制冷劑流動路徑17構(gòu)成了第一熱交換部分46。流出第一下游腔34的熱交換介質(zhì)然后流入上連通腔35，再經(jīng)過第二管路組8的制冷劑流動路徑28和29流入下連通腔39。上連通腔35和下連通腔39之間的制冷劑流動路徑28和29構(gòu)成了第二熱交換部分47。此外流出下連通腔39的熱交換介質(zhì)流入第二上游腔37，然后經(jīng)過第一管路組7的制冷劑流動路徑18流入第一上游腔33。第二上游腔37和第一上游腔33之間的制冷劑流動路徑18構(gòu)成了第三熱交換部分48。從第一上游腔33流出的熱交換介質(zhì)經(jīng)排出路徑42從出口端口45排出。具體地，在熱交換器1中，第一熱交換部分46設(shè)置在空氣流動方向A的下游側(cè)，第三熱交換部分48設(shè)置在空氣流動方向A的上游側(cè)。此外，連通第一熱交換部分47和第三熱交換部分48的第二熱交換部分47設(shè)置在入口44和出口45的相對側(cè)，并靠近第一熱交換部分46和第三熱交換部分48。
在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，設(shè)置在空氣流動方向A的下游側(cè)的制冷劑流動路徑17構(gòu)成了第一熱交換部分46，設(shè)置在空氣流動方向A上游側(cè)的制冷劑流動路徑18構(gòu)成了第三熱交換部分48。此外，制冷劑流動路徑28和29構(gòu)成了第二熱交換部分47。在該實(shí)施例中，即使熱交換器1是薄型的，可至少設(shè)置三個熱交換部分。因此，盡管一個熱交換器部分的制冷劑路徑的截面積得到保證，各個腔中的制冷劑路徑的長度在縱向上減少。接下來，在熱交換器1中流動的熱交換介質(zhì)的壓力損失可以減少或消除。在構(gòu)成各熱交換器部分的各管路之間的熱交換介質(zhì)的溫差可以減少或消除。另外，在熱交換器1中，第二熱交換部分47具有空氣流動方向A上游側(cè)的第三熱交換部分48和空氣流動方向A下游側(cè)的第一熱交換部分46之間的連通部分的功能。結(jié)果是，可以實(shí)現(xiàn)減少第二熱交換部分47、連通部分的壓力損失。熱交換器1寬度方向的尺寸可以減少，且不會降低熱交換性能。
另外，在熱交換器1中的制冷劑流動路徑由第一熱交換部分46、第二熱交換部分47和第三熱交換部分48構(gòu)成，并以上述順序布置。因此，高溫的熱交換介質(zhì)可以流入第三熱交換部分48，而不是流入其他熱交換部分。不過，低溫的熱交換介質(zhì)流入第一熱交換部分46，且第一熱交換部分46設(shè)置在空氣流動方向A的下游側(cè)及在第三熱交換部分48的背面。因此，如果流過第三熱交換部分48的空氣未進(jìn)行足夠的熱交換，空氣可在第一熱交換部分46進(jìn)行足夠的熱交換。這樣，通過熱交換器1的空氣的溫差可以減少或消除。
此外，在熱交換器1中，如果熱交換介質(zhì)從上腔31引入，必然從下腔32排出。相反地，如果熱交換介質(zhì)從下腔32引入，熱交換介質(zhì)從上腔排出。具體地，在側(cè)面腔4的熱交換介質(zhì)引入路徑41和熱交換介質(zhì)排出路徑42可以相對于垂直方向設(shè)置。因此，如果熱交換器1是薄型的，在側(cè)面腔4的引入路徑41和排出路徑42的截面面積可以有效地保證，在側(cè)面腔4的熱交換介質(zhì)的壓力損失可以減少或消除。
參考圖8，對根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的組套型多流式熱交換器50加以介紹。在下面的說明中，相同的標(biāo)記用于表示與圖1到7所示的組套型多流式熱交換器1相同的部件，將省略對相同部件的說明。如圖8所示，在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，間隔板51設(shè)置在第一下游腔34，間隔板52設(shè)置在第二上游腔37。
因此，如下所述，制冷劑流動路徑在熱交換器50中形成。在熱交換器50中，從熱交換介質(zhì)引入路徑41引入的熱交換介質(zhì)流入第二下游腔38，然后經(jīng)過第一管路組7的制冷劑流動路徑17a流入第一下游腔34。在第二下游腔38和第一下游腔34之間的制冷劑流動路徑17a構(gòu)成了第一熱交換部分53。此外，因?yàn)殚g隔板51設(shè)置在第一下游腔34，將上連通腔35和第一下游腔34間隔開，從第一下游腔34流出的熱交換介質(zhì)經(jīng)過制冷劑流動路徑流入第二下游腔38。第一下游腔34和第二下游腔38之間的制冷劑流動路徑17b構(gòu)成第二熱交換部分54。接下來，流出下腔32的熱交換介質(zhì)流入下連通腔39，然后經(jīng)過制冷劑流動路徑28和29流入上連通腔35。在下連通腔39和上連通腔35之間的制冷劑流動路徑28和29構(gòu)成了第三熱交換部分55。
其后，從上連通腔35流出的熱交換介質(zhì)流入位于入口端口44和出口端口45相對側(cè)的被間隔板36隔開的第一上游腔33的區(qū)域，然后經(jīng)過制冷劑流動路徑18a流入第二上游腔37。第一上游腔33和第二上游腔37之間的制冷劑流動路徑18a構(gòu)成了第四熱交換部分56。此外，從第二上游腔37流出的熱交換介質(zhì)經(jīng)過制冷劑流動路徑18b流入在入口端口44和出口端口45一側(cè)的被間隔板36間隔開的第一上游腔33。第二上游腔37和第一上游腔33之間的制冷劑流動路徑18b構(gòu)成了第五熱交換部分57。從第一上游腔33流出的熱交換介質(zhì)通過排出路徑42從熱交換器1排出。
在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，類似于第一實(shí)施例的功能，在熱交換器中的熱交換介質(zhì)的壓力損失可以減少或消除，在構(gòu)成熱交換器1的各熱交換部分的傳熱管之間出現(xiàn)的空氣溫差可以減少或消除。另外，高溫的熱交換介質(zhì)流入第四熱交換部分56和第五熱交換部分57。不過，低溫的熱交換介質(zhì)流入第二熱交換部分54。較靠近入口端口44的第一熱交換部分53設(shè)置在空氣流動方向A的下游側(cè)，即位于第四熱交換部分56和第五熱交換部分57的背面。結(jié)果是通過熱交換器1的空氣出現(xiàn)的溫差可以得到控制或消除。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，如果熱交換器1是薄型的，至少可以設(shè)置三個熱交換部分。因此，當(dāng)各個熱交換部分的制冷劑路徑的截面得到保證時，在各個腔中的制冷劑路徑沿縱向的長度可以減少。結(jié)果是，流入熱交換器1的熱交換介質(zhì)的壓力損失可以減少或消除，在構(gòu)成各熱交換部分的傳熱管之間的熱交換介質(zhì)出現(xiàn)的溫差可以減少或消除。
權(quán)利要求
1.一種熱交換器，具有連通第一腔和第二腔的管路組，所述熱交換器包括第一熱交換部分，所述第一熱交換部分設(shè)置在通過所述熱交換器的空氣的下游側(cè)并設(shè)有形成熱交換介質(zhì)第一路線的第一組管路；第二熱交換部分，所述第二熱交換部分設(shè)置在通過所述熱交換器的空氣的上游側(cè)并位于所述第一熱交換部分的背面，所述第二熱交換部分具有形成所述熱交換介質(zhì)第二路線的第二組管路；第三熱交換部分，所述第三熱交換部分設(shè)置在通過所述熱交換器的空氣的上游和下游側(cè)并靠近所述第一和第二熱交換部分，所述第三熱交換部分具有形成所述熱交換介質(zhì)第三路線的第三組管路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征在于，所述第一熱交換部分和所述第二熱交換部分設(shè)置在所述熱交換介質(zhì)的入口和出口側(cè)，所述第三熱交換部分設(shè)置在所述熱交換介質(zhì)入口和出口側(cè)的相對側(cè)，所述熱交換器的熱交換流動路線由所述第一熱交換部分的所述第一路線、所述第三熱交換部分的所述第三路線和所述第二熱交換部分的所述第二路線依敘述順序組成。
3.一種熱交換器，具有連通第一腔和第二腔的管路組，其包括第一熱交換部分，所述第一熱交換部分設(shè)置在通過所述熱交換器的空氣的下游側(cè)并設(shè)有形成熱交換介質(zhì)第一路線的第一組管路；第二熱交換部分，所述第二熱交換部分設(shè)置在通過所述熱交換器的空氣的下游側(cè)并靠近所述第一熱交換部分，所述第二熱交換部分具有形成所述熱交換介質(zhì)第二路線的第二組管路；第三熱交換部分，所述第三熱交換部分設(shè)置在通過所述熱交換器的空氣的上游和下游側(cè)并靠近所述第一和第二熱交換部分，所述第三熱交換部分具有形成所述熱交換介質(zhì)第三路線的第三組管路；第四熱交換部分，所述第四熱交換部分設(shè)置在通過所述熱交換器的空氣的上游側(cè)并位于所述第二熱交換部分的后面，所述第四熱交換部分具有形成所述熱交換介質(zhì)第四路線的第四組管路；第五熱交換部分，所述第五熱交換部分設(shè)置在通過所述熱交換器的空氣的上游側(cè)并位于所述第一熱交換部分的背面，所述第五熱交換部分具有形成所述熱交換介質(zhì)第五路線的第五組管路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱交換器，其特征在于，所述第一熱交換部分和所述第五熱交換部分設(shè)置在熱交換介質(zhì)的入口和出口側(cè)，所述第三熱交換部分設(shè)置在所述熱交換介質(zhì)入口和出口側(cè)的相對側(cè)，所述熱交換器的熱交換流動路線由所述第一熱交換部分的所述第一路線、所述第二熱交換部分的所述第二路線和所述第三熱交換部分的所述第三路線、所述第四熱交換部分的所述第四路線和所述第五熱交換部分的所述第五路線按照敘述順序組成。
全文摘要
一種熱交換器具有連通第一腔和第二腔的層疊的管路組。熱交換器包括第一熱交換部分、第二熱交換部分和第三熱交換部分。第一熱交換部分設(shè)置在通過熱交換器的空氣的下游側(cè)并設(shè)有形成熱交換介質(zhì)第一路線的第一組管路。第二熱交換部分設(shè)置在空氣的上游側(cè)并位于第一熱交換部分的背面。第二熱交換部分具有形成熱交換介質(zhì)第二路線的第二組管路。第三熱交換部分設(shè)置在空氣的上游和下游側(cè)并靠近第一和第二熱交換部分。第三熱交換部分具有形成熱交換介質(zhì)第三路線的第三組管路。
文檔編號F25B39/02GK1417551SQ0214996
公開日2003年5月14日 申請日期2002年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月8日
發(fā)明者千葉朋廣 申請人:三電有限公司