專利名稱：疊層式熱交換器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用作汽車空調的蒸發(fā)器的疊層式熱交換器，特別是，本發(fā)明涉及一種疊層式熱交換器，該疊層式熱交換器改進了內部結構，以便提高冷卻性能。
背景技術：
熱交換器通過使具有不同溫度的兩種流體直接或間接地彼此接觸而進行熱交換。熱交換器包括熱交換介質流過的通路。當熱交換介質在該通路中流動時，將與外部空氣進行熱交換。在汽車的空調系統(tǒng)中已經有多種類型的熱交換器。例如，有用于加熱汽車的加熱器芯部、用于冷卻汽車發(fā)動機的散熱器、用于冷卻汽車的冷凝器和蒸發(fā)器、以及用于冷卻自動變速裝置的滑油的滑油冷卻器。
在上述熱交換器中，根據用作熱交換介質的制冷劑的類型以及在熱交換器中產生的內部壓力，用于蒸發(fā)器的熱交換器已經發(fā)展了多種形式。通常有肋管式、蛇形管式、吸杯(drawn cup)式、平行流動型、以及板型和肋型，該板型和肋類型稱為疊層式。
圖1是表示在日本實用新型申請公報實開平7-12778中所述的疊層式熱交換器的透視圖，它是用于蒸發(fā)器的熱交換器的一個實例。
參考圖1，普通的疊層式熱交換器10通過將多個單元框架層疊而制成，每個單元框架包括一對平行扁平管22，該扁平管通過將一對板組合而形成，制冷劑流過該扁平管22；以及儲槽31，該儲槽布置在扁平管22的上端和底端。層疊的扁平管22以及插入該扁平管22之間的散熱肋構成熱交換芯部20。儲槽31進行層疊，以便形成第一至第四儲槽組41至44。不過，盡管第三儲槽組并沒有在圖中示出，但是可以很容易知道它的位置。在不同儲槽組中的儲槽并不彼此連接。入口管11以及出口管12分別布置在第一儲槽組41的、沿+X軸線方向的端部處的儲槽上以及在第二儲槽組42的、沿相同方向的端部處的儲槽上。連接單元51布置在第一和第二儲槽組41和42的、沿-X軸線方向的相對端處。
圖2是表示圖1的熱交換器內部的制冷劑流的透視圖。盡管在圖中沒有詳細表示構成元件，但是它們通過參考圖1可以很容易地知道。
根據圖2，通過入口管11流入第一儲槽組41的儲槽內的制冷劑通過由安裝在第一儲槽組41中部的儲槽處的擋板33進行阻擋、而沿扁平管22向下和向上流動。制冷劑通過連接單元51流向第二儲槽組42的儲槽。然后，制冷劑通過由安裝在第二儲槽組42中部的儲槽處的擋板34進行阻擋、而沿扁平管22向下和向上流動，并通過出口管12排出。
當通過擋板33和34來看上述制冷劑流時，在入口管11和擋板33之間的第一流I中，制冷劑通過重力作用而集中在入口管11周圍。在擋板33和連接單元51之間的第二流II中，由于慣性力，制冷劑集中到連接單元51周圍。同樣，在連接單元51和擋板34之間的第三流III中，制冷劑集中在連接單元51周圍。在擋板34和出口管12之間的第四流IV中，制冷劑集中在出口管12周圍。
因此，制冷劑可以集中在熱交換芯部20的周邊部分處。因此，排入汽車內部的空氣的溫度不均勻，空調的冷卻性能降低。
日本專利申請No.2000-105091公開了一種疊層式熱交換器，其中，用于確定疊層位置的凸出部分形成于儲槽的組合表面上，以便能很容易地確定儲槽的位置，裝置通過壓低連接孔而自動操作，且制冷劑中的壓力降減小。
而且，日本專利申請?zhí)亻_平10-325645公開了一種疊層式熱交換器，其中，在熱交換器單元的至少一個位置處設有旁通道，以便增加流入壓縮機中的潤滑劑的量，該旁通道的面積小于蒸發(fā)制冷劑通道的面積。
不過，在這些熱交換器中，因為熱交換器相對于制冷劑的流動方向均勻設計，沒有考慮到在熱交換器的各個部分的重力和慣性，因此可能出現(xiàn)制冷劑的不規(guī)則集中。

發(fā)明內容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種用作蒸發(fā)器的疊層式熱交換器，它使制冷劑均勻分布在芯部中，從而使從該蒸發(fā)器排出的空氣的溫度均勻分布。
還有，本發(fā)明提供了一種疊層式熱交換器，它提高了空調的冷卻性能。
根據本發(fā)明的一個方面，一種疊層式熱交換器，包括多個彼此層疊的單元框架，每個單元框架包括管以及布置在該管的上端和底端的上部儲槽和底部儲槽，該管通過組合一對板而制成，并形成制冷劑的通路；散熱肋，該散熱肋布置在層疊的管之間；以及入口管和出口管，該入口管和出口管布置在單元框架的一側，制冷劑通過該入口管和出口管進入和排出，該疊層式熱交換器包括第一襯環(huán)(burr)，該第一襯環(huán)形成于底部儲槽中，并沿與制冷劑流動方向相反的方向凸出；以及第二襯環(huán)，該第二襯環(huán)形成于上部儲槽中，并沿與制冷劑流動方向相同的方向凸出。
每個單元框架的管包括一對第一和第二管，該對第一和第二管彼此平行并相互獨立，每個單元框架的底部儲槽包括第一和第二儲槽，該第一和第二儲槽分別與第一和第二管相連，并相互獨立，每個單元框架的上部儲槽包括第三和第四儲槽，該第三和第四儲槽分別與第一和第二管相連，并相互獨立，第一至第四儲槽沿相同的軸線方向通過銅焊組合，這樣，相同的儲槽彼此連接，且第一襯環(huán)形成于每個第一和第二儲槽中，而第二襯環(huán)形成于每個第三和第四儲槽中。
入口管和出口管分別與第一和第二儲槽組相連。
第一儲槽組的至少一個儲槽與第二儲槽組的至少一個儲槽彼此連接，以便制冷劑流通。
疊層式熱交換器還包括連接單元，該連接單元布置在第一儲槽和第二儲槽之間，以便連接第一儲槽和第二儲槽，從而使第一儲槽組和第二儲槽組相連。
連接單元與構成相鄰單元框架的板形成一體。
第三儲槽組的至少一個儲槽與第四儲槽組的至少一個儲槽彼此連接，以便制冷劑流通。
疊層式熱交換器還包括連接單元，該連接單元布置在第三儲槽和第四儲槽之間，以便連接第三儲槽和第四儲槽，從而使第三儲槽組和第四儲槽組相連。該連接單元與構成相鄰單元框架的板形成一體。


通過參考附圖對優(yōu)選實施例的詳細說明，可以更清楚本發(fā)明的上述和其它特征和優(yōu)點，附圖中圖1是表示普通疊層式熱交換器的透視圖，它用作汽車空調的蒸發(fā)器；圖2是表示在圖1的疊層式熱交換器中的熱交換介質流的透視圖；圖3是表示本發(fā)明優(yōu)選實施例的疊層式熱交換器的透視圖，它用作汽車空調的蒸發(fā)器；圖4是通過切開在熱交換器的底端的儲槽組而表示圖3中的疊層式熱交換器的剖視圖；圖5是通過切開在熱交換器的上端的儲槽組而表示圖3中的疊層式熱交換器的剖視圖；圖6是表示圖3中的疊層式熱交換器的集管的分解透視圖。
具體實施例方式
圖3示出了本發(fā)明優(yōu)選實施例的疊層式熱交換器，它用作汽車空調的蒸發(fā)器。圖4和5分別是表示在圖3中的疊層式熱交換器的底部的第一和第二儲槽組以及在該疊層式熱交換器的上部的第三和第四儲槽組的剖視圖。
參考附圖，在本發(fā)明優(yōu)選實施例的疊層式熱交換器100中，單元框架110通過將一對板進行組合而形成，多個單元框架110進行層疊。每個單元框架110包括管，該管是制冷劑通路；以及上部儲槽和底部儲槽，該上部儲槽和底部儲槽布置在該管的上端和底端。
根據本發(fā)明的優(yōu)選實施例，管包括一對第一和第二管116和117，該第一和第二管116和117彼此平行且相互獨立。底部儲槽包括第一和第二儲槽121和131，該第一和第二儲槽121和131分別布置在第一和第二管116和117的底端。上部儲槽包括第三和第四儲槽141和151，該第三和第四儲槽141和151分別布置在第一和第二管116和117的上端。第一和第二儲槽121和131相互獨立，并分別與第一和第二管116和117相連。第三和第四儲槽141和151相互獨立，并分別與第一和第二管116和117相連。
在第一和第二管116和117之間設有散熱肋170，以便于在制冷劑和外部空氣之間進行熱交換。還有，在管116和117的平表面上形成有多個凹窩119，以便于熱交換。管116和117以及散熱肋170構成熱交換芯部190，該熱交換芯部190執(zhí)行在內部制冷劑和外部空氣之間的熱交換。
第一至第四儲槽121、131、141和151沿X軸線方向進行銅焊組合，這樣，相同的儲槽彼此連接，從而構成第一至第四儲槽組120、130、140和150，制冷劑在它們中流動，如圖4和5所示。這里，不同的儲槽組分離成彼此并不直接連接。在沿X軸線方向端部的第一儲槽121和第二儲槽131上設有入口管101和出口管102，制冷劑通過該入口管101和出口管102進入和排出。因此，入口管101和出口管102分別與第一和第二儲槽組120和130連接。
在第一和第二儲槽組120和130的中部處的預定儲槽通過擋壁165而阻擋。進入熱交換器100的制冷劑通過該擋壁165而沿熱交換芯部190的管116和117流動。該擋壁165如圖3和4所示，可以與形成單元框架110的板形成一體。
第一和第二儲槽組120和130的至少一個儲槽彼此相連，以便使制冷劑能在它們之間流通。根據本發(fā)明的優(yōu)選實施例，如圖4所示，位于入口管101和出口管102相反方向的最遠位置處的第一儲槽121和第二儲槽131可以彼此連接。該第一儲槽組120和第二儲槽組130可以通過附加的連接單元180連接。
圖6是表示在圖3的疊層式熱交換器中的連接單元180的優(yōu)選實施例的分解透視圖。參考圖6，連接單元180布置在第一板110a和第二板110b的底部儲槽之間，該第一板110a和第二板110b構成圖3中的單元框架110并彼此進行銅焊，從而使第一和第二儲槽121和131彼此連接。第二板110b布置在熱交換器的最遠位置處，并通過擋壁167封閉。因此，通過第一管116或相鄰的第一儲槽(未示出)進入的制冷劑只能沿連接單元180流向第二管117或相鄰的第二儲槽(未示出)。如圖3至6所示，連接單元180不僅可以布置在熱交換器的最遠位置處，而且可以布置在熱交換器的中部，從而使制冷劑可以沿多個流動路線而流動。
還有，連接單元180可以有多種形狀，例如與構成相鄰單元框架的板形成為一體。也就是，盡管圖中未示出，但是連接單元可以這樣形成，即通過使它形成于單元框架的第二板或單元框架的第一板中、或者形成于第二和第一板的組合中。
在本發(fā)明中，每個第三和第四儲槽組的至少一個儲槽可以進行連接，以便使制冷劑流通。第三和第四儲槽組可以通過上述連接單元而連接。因為連接第三和第四儲槽組的連接單元與上述連接單元相同，因此省略對它們的詳細說明。
其中，第一襯環(huán)161在形成熱交換器底部的底部儲槽的各第一和第二儲槽121和131的邊緣處凸出，且凸出方向與制冷劑的、如箭頭所示的流動方向相反。第二襯環(huán)162在形成熱交換器上部的上部儲槽的各第三和第四儲槽141和151的邊緣處凸出，且凸出方向與制冷劑的流動方向相同。第一和第二襯環(huán)161和162用于使制冷劑均勻分布。第一襯環(huán)161起到阻礙制冷劑在第一和第二儲槽組120和130中沿流動方向流動的作用，而第二襯環(huán)162幫助制冷劑在第三和第四儲槽組140和150中沿流動方向流動。在儲槽的一側凸出的第一和第二襯環(huán)161和162插入在相鄰儲槽的另一側處形成的開口內，并銅焊組合。
也就是，如圖4所示，第一襯環(huán)161從構成底部儲槽的第一儲槽121和第二儲槽131沿與箭頭所示的制冷劑流動方向相反的方向凸出。這里，第一襯環(huán)161優(yōu)選是凸出到各第一和第二儲槽121和131的內部空間中，如圖4所示，并優(yōu)選是至少形成為平行于制冷劑流動方向。
在布置于熱交換器底部的第一和第二儲槽組120和130中，制冷劑受到慣性的影響大于重力的影響，因此，制冷劑趨向于沿制冷劑流動方向向前前進。制冷劑的向前前進的特性受到第一襯環(huán)161的阻礙。因此，制冷劑流入分別與第一和第二儲槽組120和130相連的第一和第二管116和117中，從而使制冷劑均勻分布在熱交換芯部190中。因此，在本發(fā)明中，第一襯環(huán)161可以有能夠起到阻礙制冷劑流動的作用的任意結構。也就是，盡管圖中未示出，但是第一襯環(huán)161可以相對于制冷劑流動方向傾斜預定角度而延伸，并形成為具有能夠到達各第一和第二儲槽的內部空間中的預定位置處的一定凸出長度。不過，當?shù)谝灰r環(huán)161形成為太長時，因為將阻止制冷劑流入第一和第二管內，因此優(yōu)選是該第一襯環(huán)161形成為具有合適長度。
如圖5所示，形成于上部儲槽中的第二襯環(huán)162從構成上部儲槽的第三儲槽141和第四儲槽151中沿與箭頭所示的制冷劑流動方向相同的方向凸出。這里，與上述第一襯環(huán)161一樣，第二襯環(huán)162優(yōu)選是凸出到各第三和第四儲槽141和151的內部空間中，并平行于制冷劑流動方向。
在布置于熱交換器上部的第三和第四儲槽組140和150中，制冷劑受到重力的影響大于慣性的影響，因此，制冷劑趨向于沿重力方向落下。制冷劑的落下的特性受到第二襯環(huán)162的阻礙。因此，制冷劑沿制冷劑流動方向充分流向各第三和第四儲槽組140和150的端部，從而使制冷劑均勻分布在熱交換芯部190中。因此，在本發(fā)明中，第二襯環(huán)162可以有能夠幫助制冷劑流動的任意結構。也就是，盡管圖中未示出，但是第二襯環(huán)162可以相對于制冷劑流動方向傾斜預定角度而延伸，并形成為具有能夠到達各第三和第四儲槽的內部空間中的預定位置處的一定凸出長度。不過，與上述第一襯環(huán)161一樣，當?shù)诙r環(huán)162形成為太長時，因為將阻止制冷劑流入第一和第二管內，因此優(yōu)選是該第一襯環(huán)161形成為具有合適長度。
在本發(fā)明的疊層式熱交換器的、關于制冷劑的流動的操作中，參考圖3至5，從膨脹閥(未示出)中排出的制冷劑通過熱交換器的入口管101(圖3)進入第一儲槽組。進入的制冷劑受到慣性的影響大大超過其受到重力的影響。不過，在第一儲槽組120中的制冷劑受到的慣性的影響將因為沿與制冷劑流動方向相反的方向凸出的第一襯環(huán)161而減小。因此，制冷劑能夠均勻分布在第一儲槽組120以及與該第一儲槽組120相連的第一管116中。
制冷劑經過第一管116，并通過在第一儲槽組120的中部的擋壁165而流入第三儲槽組140。在第三儲槽組140中的制冷劑受到重力的影響大大超過其受到慣性的影響。不過，在第三儲槽組140中的制冷劑受到的重力的影響將因為沿與制冷劑流動方向相同的方向凸出的第二襯環(huán)162而減小。因此，制冷劑不會立即下落到熱交換器的底部，并能夠均勻分布在第三儲槽組140中。
制冷劑通過集管進入第二儲槽組130，該集管是連接在與入口管101和出口管102相反方向的最遠位置處的第一和第二儲槽121和131的連接單元180。這里，制冷劑的流動與在第一儲槽組120中的流動相同，因此，制冷劑能夠通過沿與制冷劑流動方向相反的方向凸出的第一襯環(huán)161而均勻分布在第二儲槽組130中。
然后，制冷劑通過在第二儲槽組130的中部的擋壁165而進入第四儲槽組150，并沿與第三儲槽組140相同的方向流動。因此，制冷劑能夠通過沿與制冷劑流動方向相同的方向凸出的第二襯環(huán)162而均勻分布在第四儲槽組150中。
流過熱交換芯部190的第一和第二管116和117的制冷劑通過出口管102朝壓縮機前進。這樣，因為制冷劑能夠在均勻分布在熱交換芯部190中的情況下在該熱交換芯部190中流動，因此，經過熱交換芯部190的外部空氣能夠均勻冷卻。
如上所述，在本發(fā)明的疊層式熱交換器中，因為進入熱交換器的制冷劑均勻分布在熱交換芯部中，經過熱交換芯部而在芯表面上排出的空氣將有均勻的空氣溫度。因此，能夠提高汽車空調的冷卻性能。
還有，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，盡管形成有多個凹窩，以便于管的熱交換，但也可以是插入附加的內部肋以代替該凹窩的結構。這時，集管可以與管或最遠處的支架制成一體。
盡管已經參考本發(fā)明的優(yōu)選實施例特別表示和介紹了本發(fā)明，但是本領域技術人員應當知道，在不脫離由附加的權利要求確定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在形式和細節(jié)上進行多種變化。
權利要求
1.一種疊層式熱交換器，包括多個彼此層疊的單元框架，每個單元框架包括管以及布置在該管的上端和底端的上部儲槽和底部儲槽，該管通過將一對板組合而制成，并形成制冷劑的通路；散熱肋，該散熱肋布置在層疊的管之間；以及入口管和出口管，該入口管和出口管布置在單元框架的一側，制冷劑通過該入口管和出口管進入和排出，該疊層式熱交換器包括第一襯環(huán)，該第一襯環(huán)形成于底部儲槽中，并沿與制冷劑流動方向相反的方向凸出；以及第二襯環(huán)，該第二襯環(huán)形成于上部儲槽中，并沿與制冷劑流動方向相同的方向凸出。
2.根據權利要求1所述的疊層式熱交換器，其特征在于每個單元框架的管包括一對第一和第二管，該對第一和第二管彼此平行并相互獨立，每個單元框架的底部儲槽包括第一和第二儲槽，該第一和第二儲槽分別與第一和第二管相連，并相互獨立，每個單元框架的上部儲槽包括第三和第四儲槽，該第三和第四儲槽分別與第一和第二管相連，并相互獨立，第一至第四儲槽沿相同的軸線方向通過銅焊組合，這樣，相同的儲槽彼此連接，且第一襯環(huán)形成于每個第一和第二儲槽中，而第二襯環(huán)形成于每個第三和第四儲槽中。
3.根據權利要求2所述的疊層式熱交換器，其特征在于所述入口管和出口管分別與第一和第二儲槽組相連。
4.根據權利要求2所述的疊層式熱交換器，其特征在于第一儲槽組的至少一個儲槽與第二儲槽組的至少一個儲槽彼此連接，以便制冷劑流通。
5.根據權利要求4所述的疊層式熱交換器，還包括連接單元，該連接單元布置在第一儲槽和第二儲槽之間，以便連接第一儲槽和第二儲槽，從而使第一儲槽組和第二儲槽組相連。
6.根據權利要求5所述的疊層式熱交換器，其特征在于所述連接單元與構成相鄰單元框架的板形成一體。
7.根據權利要求2所述的疊層式熱交換器，其特征在于第三儲槽組的至少一個儲槽與第四儲槽組的至少一個儲槽彼此連接，以便制冷劑流通。
8.根據權利要求7所述的疊層式熱交換器，還包括連接單元，該連接單元布置在第三儲槽和第四儲槽之間，以便連接第三儲槽和第四儲槽，從而使第三儲槽組和第四儲槽組相連。
9.根據權利要求8所述的疊層式熱交換器，其特征在于所述連接單元與構成相鄰單元框架的板形成一體。
全文摘要
一種疊層式熱交換器，包括多個彼此層疊的單元框架，每個單元框架包括管以及布置在該管的上端和底端的上部儲槽和底部儲槽，該管通過組合一對板而制成，并形成制冷劑的通路；散熱肋，該散熱肋布置在層疊的管之間；入口管和出口管，該入口管和出口管布置在單元框架的一側，制冷劑通過該入口管和出口管進入和排出；第一襯環(huán)，該第一襯環(huán)形成于底部儲槽中，并沿與制冷劑流動方向相反的方向凸出；以及第二襯環(huán)，該第二襯環(huán)形成于上部儲槽中，并沿與制冷劑流動方向相同的方向凸出。
文檔編號F25B39/00GK1470841SQ03146430
公開日2004年1月28日 申請日期2003年7月11日 優(yōu)先權日2002年7月11日
發(fā)明者樸泰英, 樸昌鎬, 金仁甲 申請人:漢拏空調株式會社, 漢 空調株式會社