專(zhuān)利名稱(chēng)：熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱交換器，更具體地涉及一種能夠優(yōu)化用于改變熱交換器中流路的連 通孔的位置和尺寸的熱交換器。
背景技術(shù)：
在汽車(chē)工業(yè)中，隨著對(duì)能源和環(huán)境的普遍關(guān)注的全面提高，包括燃料效率的各部 分效率已穩(wěn)步得以改善，并且車(chē)輛的外觀也已多樣化，以滿(mǎn)足消費(fèi)者的各種需求。根據(jù)這種 趨勢(shì)，已對(duì)各車(chē)輛部件的重量更輕、尺寸更小且多功能性進(jìn)行了研究和發(fā)展。具體而言，在 車(chē)用空調(diào)單元中，由于通常難以確保發(fā)動(dòng)機(jī)室中的足夠空間，因此，致力于制造具有小尺寸 和高效率的熱交換系統(tǒng)。同時(shí)，熱交換系統(tǒng)大體包括用于從周?chē)糠治鼰岬恼舭l(fā)器；用于壓縮制制冷劑 的壓縮機(jī)；用于向周?chē)糠稚岬睦淠?；以及用于使制冷劑膨脹的膨脹閥。在空調(diào)系統(tǒng) 中，在高壓和高溫下壓縮從蒸發(fā)器引到壓縮機(jī)的氣態(tài)制冷劑，被壓縮的氣態(tài)制冷劑在穿過(guò) 冷凝器時(shí)向周?chē)糠稚l(fā)液化熱以被液化，并且使液化的制冷劑穿過(guò)膨脹閥，以變成低壓 低溫的濕蒸汽狀態(tài)，然后再次引到蒸發(fā)器中以被蒸發(fā)，因此在蒸發(fā)器中實(shí)質(zhì)上發(fā)生空氣調(diào) 節(jié)，該蒸發(fā)器在蒸發(fā)濕蒸汽制冷劑時(shí)從周?chē)糠治照舭l(fā)熱。如上所述，空調(diào)系統(tǒng)中的壓縮 機(jī)和蒸發(fā)器通常歸屬于熱交換器的范疇。圖1是通用的熱交換器的立體圖。如圖中所示，熱交換器100包括一對(duì)集水箱10、 多個(gè)管20和多個(gè)散熱片30。集水箱10包括多個(gè)管插入孔13，這些管插入孔13形成在集 水箱10的下表面或上表面處，以沿其寬度方向延伸并沿其縱向布置；端蓋14，該端蓋14封 閉集水箱10的縱向端部；至少一個(gè)分隔壁11，該分隔壁11沿縱向分隔作為制冷劑通路的 內(nèi)部空間；以及至少一個(gè)折流板12，該折流板12沿寬度方向分隔制冷劑通路。另外，管20 的兩端固定地插入集水箱10的管插入孔13中，以形成制冷劑通路，并且散熱片30插設(shè)在 管20之間，以增強(qiáng)熱交換性能。圖2示出如上所述的熱交換器中的制冷劑的流動(dòng)，其中，圖2A是熱交換器的示意 圖，示出由箭頭表示的制冷劑流動(dòng)，圖2B是示出在布置成兩排的集水箱10的每排彼此分離 且省略管的情形下制冷劑流動(dòng)的示意圖。如圖中所示，在下集水箱的第一排IObl和下集水 箱的第二排10b2中，制冷劑通路被折流板12分隔開(kāi)。首先，引入折流板12的前部空間中 的制冷劑通過(guò)管20流入上集水箱的第一排IOal中。因?yàn)閮H通過(guò)上集水箱的第一排IOal 的一側(cè)引入制冷劑，因此，引入上集水箱的第一排IOal中的制冷劑流到另一側(cè)，即，由箭頭 表示的方向上的空間，然后通過(guò)管20引入下集水箱的第一排IObl中的折流板12的后部空 間中。下集水箱的第一排IObl和下集水箱的第二排10b2通過(guò)形成在折流板12的后部 空間處的連通孔15’而彼此連通，因此，引入下集水箱的第一排IObl中的制冷劑通過(guò)連通 孔15’流向下集水箱的第二排10b2中的折流板12的后部空間。然后，制冷劑通過(guò)下集水 箱的第二排10b2中的折流板12的后部空間、上集水箱的第二排10a2和下集水箱的第二排10b2中的折流板12的前部空間而排到外部。然而，在具有如上所述的制冷劑流動(dòng)的熱交換器中，在連通孔的設(shè)計(jì)上存在許多 問(wèn)題。日本專(zhuān)利公報(bào)No. 2002-071283 (以下稱(chēng)作“傳統(tǒng)發(fā)明”)公開(kāi)關(guān)于連通孔的設(shè)計(jì)。圖 3示出根據(jù)傳統(tǒng)發(fā)明的熱交換器的剖視圖和立體圖。如圖中所示，在傳統(tǒng)發(fā)明中，在一個(gè)管 處形成一個(gè)連通孔。然而，如果在一個(gè)管處形成一個(gè)連通孔，則熱交換器的結(jié)構(gòu)由于有多個(gè) 孔而復(fù)雜，并且制造成本增大。而且，由于因制冷劑流動(dòng)的非均勻性導(dǎo)致很可能產(chǎn)生死區(qū)， 因此，溫度分布不均勻，從而熱交換性能下降。另外，由于應(yīng)根據(jù)散熱片的規(guī)格重新設(shè)計(jì)連 通孔，所以很不方便。而且，由于在每個(gè)管處形成連通孔，因此耐久性大為降低。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題因此，本發(fā)明的目的是提供一種熱交換器，該熱交換器能夠優(yōu)化用于改變制冷劑 流路的連通孔的位置和尺寸。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種熱交換器，該熱交換器能夠簡(jiǎn)化連通孔的結(jié)構(gòu)， 以降低設(shè)計(jì)和制造成本，并且還使溫度分布均勻，由此改善熱交換性能。技術(shù)方案為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種熱交換器100，該熱交換器包括一對(duì)集水箱 10，該對(duì)集水箱布置成彼此平行地間隔開(kāi)，該對(duì)集水箱中的每個(gè)在縱向兩端被封閉時(shí)形成 作為制冷劑通路的內(nèi)部空間，并且包括沿寬度方向分隔所述制冷劑通路的至少一個(gè)分隔壁 11和沿縱向分隔所述制冷劑通路的至少一個(gè)折流板12 ；多個(gè)管20，該多個(gè)管的兩端固定地 插入所述集水箱10中，以形成制冷劑通路；以及多個(gè)散熱片30，該多個(gè)散熱片插在所述管 20之間，其中，在所述分隔壁11上形成連通孔15，所述連通孔定位在布置于所述折流板12 和所述集水箱10的與所述折流板12相鄰的一端之間的區(qū)域處，并且假設(shè)從所述折流板12 到所述集水箱10的所述一端的距離為100%，則在所述分隔壁11上的與0-50%的范圍對(duì) 應(yīng)的位置處形成一至四個(gè)連通孔15。另外，本發(fā)明提供一種熱交換器，該熱交換器包括一對(duì)集水箱10，該對(duì)集水箱布 置成彼此平行地間隔開(kāi)，并且該對(duì)集水箱中的每個(gè)在縱向兩端被封閉時(shí)形成作為制冷劑通 路的內(nèi)部空間，并且包括沿寬度方向分隔所述制冷劑通路的至少一個(gè)分隔壁11和沿縱向 分隔所述制冷劑通路的至少一個(gè)折流板12 ；多個(gè)管20，該多個(gè)管的兩端固定地插入所述集 水箱10中，以形成制冷劑通路；以及多個(gè)散熱片30，該多個(gè)散熱片插在所述管20之間，其 中，在所述分隔壁11上形成連通孔15，所述連通孔定位在布置于所述折流板12和所述集水 箱10的與所述折流板12相鄰的一端之間的區(qū)域處，并且假設(shè)從所述折流板12到所述集水 箱10的所述一端的距離為100%，則在所述分隔壁11上的與65-100%的范圍對(duì)應(yīng)的位置 處形成一至四個(gè)連通孔15。另外，本發(fā)明提供一種熱交換器，該熱交換器包括一對(duì)集水箱10，該對(duì)集水箱布 置成彼此平行地間隔開(kāi)，并且該對(duì)集水箱中的每個(gè)在縱向兩端被封閉時(shí)形成作為制冷劑通 路的內(nèi)部空間，并且包括沿寬度方向分隔所述制冷劑通路的至少一個(gè)分隔壁11和沿縱向 分隔所述制冷劑通路的至少一個(gè)折流板12 ；多個(gè)管20，該多個(gè)管的兩端固定地插入所述集 水箱10中，以形成制冷劑通路；以及多個(gè)散熱片30，該多個(gè)散熱片插在所述管20之間，其中，在所述分隔壁11上形成連通孔15，所述連通孔定位在布置于所述折流板12和所述集水 箱10的與所述折流板12相鄰的一端之間的區(qū)域處，并且假設(shè)從所述折流板12到所述集水 箱10的所述一端的距離為100%，則在所述分隔壁11上的與0-50%的范圍和65-100%的 范圍對(duì)應(yīng)的位置處形成一至四個(gè)連通孔15。優(yōu)選的是，所述折流板12形成在所述一對(duì)集水箱10的其中一個(gè)集水箱處。優(yōu)選的是，所述集水箱10包括端蓋14，該端蓋封閉所述集水箱10的兩端。優(yōu)選的是，所述折流板12分別布置在形成為由所述分隔壁11分隔的所述多個(gè)制 冷劑通路內(nèi)，并且與相應(yīng)的制冷劑通路中的相同位置處的其它折流板12平行地定位。優(yōu)選的是，所述連通孔15形成為使所述集水箱的每單位截面積St的連通孔的表 面積S的比位于70-240%的范圍內(nèi)，更優(yōu)選的是，所述連通孔15形成為使所述集水箱的每 單位截面積St的所述連通孔的表面積S的比位于70-160%的范圍內(nèi)。優(yōu)選的是，所述連通孔15形成為使具有所述連通孔15的所述分隔壁11的截面 積St位于7-20mm2的范圍內(nèi)，所述分隔壁11的厚度為2mm，所述連通孔15之間的距離位于 3. 5-10mm的范圍內(nèi)。優(yōu)選的是，所述折流板12a布置在所述上集水箱10al、10a2內(nèi)，所述連通孔15a形 成在上分隔壁Ila處，并且所述熱交換器中的所述制冷劑被引入上集水箱的第一排IOal的 所述折流板12a的前部空間中，穿過(guò)管20、下集水箱的第一排10bl、管20、所述上集水箱的 第一排IOal的所述折流板12a的后部空間、所述連通孔15a、所述上集水箱的第二排10a2 的所述折流板12a的后部空間、管20、下集水箱的第二排10b2、管20，然后通過(guò)所述上集水 箱的第二排10a2的所述折流板12a的前部空間排到外部。作為選擇，所述折流板12a布置在所述下集水箱10bl、10b2內(nèi)，所述連通孔15b形 成在下分隔壁lib處，并且所述熱交換器中的所述制冷劑被引入下集水箱的第一排IObl的 所述折流板12b的前部空間中，依次穿過(guò)管20、上集水箱的第一排10al、管20、所述下集水 箱的第一排IObl的所述折流板12b的后部空間、所述連通孔15b、所述下集水箱的第二排 10b2的所述折流板12b的后部空間、管20、上集水箱的第二排10a2、管20，然后通過(guò)所述下 集水箱的第二排10b2的所述折流板12b的前部空間排到外部。而且，作為選擇，所述折流板12a包括上折流板12cl和下折流板12c2，該上折流板 和下折流板分別布置在所述上集水箱10al、10a2和所述下集水箱10bl、10b2內(nèi)，所述連通 孔15c形成在下分隔壁Ilc上的位于所述下集水箱的與所述制冷劑的入口和出口相反的一 端與和所述一端相鄰的所述下折流板12c2之間的位置處，所述熱交換器中的所述制冷劑 被引入上集水箱的第一排IOal的所述上折流板12cl的前部空間中，依次穿過(guò)管20、所述下 集水箱的第一排IObl的所述下折流板12c2的前部空間、管20、上集水箱的第一排IOal的 所述上折流板12cl的后部空間、所述連通孔15c、所述下集水箱的第二排10b2的所述下折 流板12c2的后部空間、管20、所述上集水箱的第二排10a2的所述上折流板12cl的后部空 間、管20、所述下集水箱的第二排10a2的所述下折流板12c2的前部空間、管20，然后通過(guò) 所述下集水箱的第二排10b2的所述下折流板12c2的前部空間排到外部。另外，本發(fā)明提供一種熱交換器，該熱交換器包括一對(duì)集水箱10，該對(duì)集水箱布 置成彼此平行地間隔開(kāi)，該對(duì)集水箱中的每個(gè)在縱向兩端被封閉時(shí)形成作為制冷劑通路的 內(nèi)部空間，并且包括沿寬度方向分隔所述制冷劑通路的至少一個(gè)分隔壁11和沿縱向分隔所述制冷劑通路的至少一個(gè)折流板12 ；多個(gè)管20，該多個(gè)管的兩端固定地插入所述集水箱 10中，以形成制冷劑通路；以及多個(gè)散熱片30，該多個(gè)散熱片插在所述管20之間，其中，在 所述分隔壁11上形成連通孔15，所述連通孔定位在布置于所述折流板12和所述集水箱10 的與所述折流板12相鄰的一端之間的區(qū)域處，并且所述連通孔15形成為使所述集水箱10 的每單位截面積St的所述連通孔的表面積S的比位于70-240%的范圍內(nèi)。優(yōu)選的是，所述 連通孔15形成為使所述集水箱10的每單位截面積St的所述連通孔的表面積S的比位于 70-160%的范圍內(nèi)。優(yōu)選的是，所述連通孔15形成為使具有連通孔15的所述分隔壁11的截面積 St位于7-20mm2的范圍內(nèi)，所述分隔壁11的厚度為2mm，所述連通孔15之間的距離位于 3. 5-10mm的范圍內(nèi)。有益效果根據(jù)本發(fā)明，由于連通孔的結(jié)構(gòu)得以簡(jiǎn)化，因此，容易設(shè)計(jì)和制造熱交換器，因此 可以明顯降低設(shè)計(jì)和制造成本。另外，在本發(fā)明中，通過(guò)限制死區(qū)的產(chǎn)生來(lái)改善制動(dòng)劑的 流動(dòng)，從而制冷劑均勻分布，因此溫度分布也變得均勻，由此明顯提高熱交換器的熱交換性 能。而且，在傳統(tǒng)發(fā)明中，由于在每個(gè)管中均形成連通孔，因此連通孔的結(jié)構(gòu)直接受管 數(shù)量的影響。然而，在本發(fā)明中，由于連通孔的結(jié)構(gòu)不受管數(shù)量的影響，因此盡管管和散熱 片的結(jié)構(gòu)改變，也不必改變連通孔的結(jié)構(gòu)，或者非常簡(jiǎn)單地改變連通孔的結(jié)構(gòu)，由此容易制
造新廣品。另外，在傳統(tǒng)發(fā)明中，由于在集水箱的內(nèi)壁處形成多個(gè)連通孔并且由此應(yīng)力集中 在連通孔之間的內(nèi)壁上，因此容易損害集水箱的內(nèi)壁，由此降低耐久性。然而，由于本發(fā)明 可優(yōu)化連通孔的位置和尺寸，因此，可以使制冷劑平滑地流動(dòng)，并且還可以防止應(yīng)力集中， 由此較大地提高了耐久性。


從結(jié)合附圖給出的優(yōu)選實(shí)施方式的以下說(shuō)明，本發(fā)明的上述和其他目的、特征和 優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)，附圖中圖1是通用的熱交換器的立體圖。圖2是示出通用的熱交換器中的制冷劑的流動(dòng)的視圖。圖3是示出通用的熱交換器中的連通孔的結(jié)構(gòu)的視圖。圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的熱交換器中的連通孔的結(jié)構(gòu)的視圖。圖5是示出連通孔的位置、壓降和散熱量之間的關(guān)系的曲線(xiàn)圖。圖6是示出連通孔的數(shù)量、壓降和散熱量之間的關(guān)系的曲線(xiàn)圖。圖7是示出集水箱的每單位截面積的連通孔的表面積、熱交換器出口空氣的溫度 分布和散熱量之間的關(guān)系的曲線(xiàn)圖。圖8是示出熱交換器中芯部的溫度分布的實(shí)施例的曲線(xiàn)圖。圖9是示出分隔壁的具有連通孔的截面積與斷裂壓力之間的關(guān)系的曲線(xiàn)圖。圖10是直觀地示出集水箱的結(jié)構(gòu)分析結(jié)果的視圖。圖11是用于限定連通孔的位置的參考圖。
圖12是用于限定連通孔的面積的參考圖。
主要元件的詳細(xì)說(shuō)明
10 集水箱
IOal 上集水箱的第--排
10a2 上集水箱的第二排
IObl 下集水箱的第--排
10b2 下集水箱的第二二排
11:分隔壁12:折流板
13:管插入孔14:端蓋
15，、15:連通孔 20:管
30 散熱片
具體實(shí)施例方式下面，將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式。圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的熱交換器中的連通孔的結(jié)構(gòu)的視圖，其中，圖4A示出根 據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的連通孔的結(jié)構(gòu)，圖4B示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的連通 孔的結(jié)構(gòu)，圖4C示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的連通孔的結(jié)構(gòu)。如上所述，熱交換器通 過(guò)熱交換轉(zhuǎn)換制冷劑的相(在蒸發(fā)器中從液體到氣體，在冷凝器中從氣體到液體)，然后排 出制冷劑。為了有效地進(jìn)行熱交換，優(yōu)選的是芯部(即，包括管和散熱片的部分)具有均勻 的溫度分布。為此，必須改善制冷劑的流路。本發(fā)明的以上三個(gè)實(shí)施方式涉及改善的制冷 劑流路，這將在以下全面描述。首先，在圖4A的第一實(shí)施方式中，制冷劑被引入上集水箱的第一排IOal中，然后 被排向上集水箱的第二排10a2，折流板12a布置在各上集水箱IOal、10a2內(nèi)，連通孔15a形 成在設(shè)置于上集水箱內(nèi)的上分隔壁Ila處。引入上集水箱的第一排IOal的折流板12a的 前部空間中的制冷劑依次流過(guò)上集水箱的第一排IOal的折流板12a的前部空間、管20、下 集水箱的第一排10bl、管20和上集水箱的第一排IOal的折流板12a的后部空間，然后通過(guò) 連通孔15a被引入上集水箱的第二排10a2的折流板12a的后部空間中。流過(guò)連通孔15a 的制冷劑通過(guò)上集水箱的第二排10a2的折流板12a的后部空間、管20、下集水箱的第二排 10b2、管20和上集水箱的第二排10a2的折流板12a的前部空間被排到外部。在圖4B的第二實(shí)施方式中，制冷劑被引入下集水箱的第一排IObl中，然后被排向 下集水箱的第二排10b2，折流板12b布置在各下集水箱IObl、10b2內(nèi)，連通孔15b形成在設(shè) 置于下集水箱內(nèi)的下分隔壁lib處。制冷劑被引入下集水箱的第一排IObl的折流板12b 的前部空間中，并依次流過(guò)下集水箱的第一排IObl的折流板12b的前部空間、管20、上集 水箱的第一排10al、管20和下集水箱的第一排IObl的折流板12b的后部空間，然后通過(guò) 連通孔15b被引入下集水箱的第二排10b2的折流板12b的后部空間中。流過(guò)連通孔15b 的制冷劑通過(guò)下集水箱的第二排10b2的折流板12b的后部空間、管20、上集水箱的第二排 10a2、管20和下集水箱的第二排10b2的折流板12b的前部空間排到外部。在圖4C的第三實(shí)施方式中，制冷劑被引入上集水箱的第一排IOal中，然后被排向 上集水箱的第二排10a2，上折流板12cl和下折流板12c2分別布置在上集水箱10al、10a2和下集水箱10bl、10b2內(nèi)，連通孔15c形成在下分隔壁Ilc上的位于下集水箱的與制冷劑 的入口和出口相反的一端和與所述一端相鄰的下折流板12c2之間的位置處。制冷劑被引 入上集水箱的第一排IOal的上折流板12cl的前部空間中，并依次流過(guò)上集水箱的第一排 IOal的上折流板12cl的前部空間、管20、下集水箱的第一排IObl的下折流板12c2的前部 空間、管20和上集水箱的第一排IOal的上折流板12cl的后部空間，然后通過(guò)連通孔15c 引入下集水箱的第二排10b2的下折流板12c2的后部空間中。流過(guò)連通孔15c的制冷劑通 過(guò)上集水箱的第二排10a2的上折流板12cl的后部空間、管20、下集水箱的第二排10a2的 下折流板12c2的前部空間、管20和下集水箱的第二排10b2的下折流板12c2的前部空間 排到外部。除了制冷劑的入口和出口的位置、折流板的位置以及具有連通孔的分隔壁的位置 之外，第一、第二和第三實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)相同。因此，在第一、第二和第三實(shí)施方式中共同地 由附圖標(biāo)記11表示分隔壁，由附圖標(biāo)記12表示折流板，由附圖標(biāo)記15表示連通孔。在傳統(tǒng)發(fā)明中，在每個(gè)管處形成一個(gè)連通孔15’。然而，在本發(fā)明中，在分隔壁11 的一部分處形成單一的或至少一個(gè)連通孔15，連通孔15具有比管間距(管之間的距離)大 的尺寸。因此，可以因連通孔15的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)而降低制造成本，并且即使在芯部的尺寸(即， 管和散熱片的規(guī)格)改變時(shí)也可靈活地設(shè)置連通孔15。另外，可以?xún)?yōu)化連通孔15的位置、 尺寸和數(shù)量，由此與具有傳統(tǒng)連通孔15’的現(xiàn)有熱交換器相比，增強(qiáng)溫度分布特征和散熱 量。以下將描述使根據(jù)本發(fā)明的連通孔15的位置、尺寸和數(shù)量?jī)?yōu)化的過(guò)程。使用作為熱交 換器的蒸發(fā)器獲得下述的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。因此，當(dāng)將本發(fā)明的熱交換器用作蒸發(fā)器時(shí)，可以獲得 最佳效果。圖5是示出連通孔的位置、壓降和散熱量之間的關(guān)系的曲線(xiàn)圖，其中，橫軸是在布 置于下集水箱的折流板12的后部空間處形成的分隔壁11處的連通孔的位置，如圖11中所 示的限定，橫軸中的0%是折流板12的位置，100%是用于封閉集水箱的端部的端蓋14的位 置。如圖中所示，在連通孔15的位置位于0-50%的情況下，散熱量不減少，因此，優(yōu)選的是， 連通孔15的位置優(yōu)選位于0-50%之間。另外，如果連通孔趨于被定位在端蓋的一側(cè)，則連 通孔15的位置優(yōu)選位于65-100%之間。然而，在僅設(shè)置單一連通孔15的情況下，連通孔15的尺寸很大，因此耐久性降低， 在設(shè)置多個(gè)連通孔15的情況下，難以設(shè)計(jì)和制造，因此，與傳統(tǒng)方明相比，失去改進(jìn)的優(yōu) 點(diǎn)。因此，需要正確地設(shè)置連通孔的數(shù)量。圖6是示出連通孔的數(shù)量、壓降與散熱量之間的關(guān)系的曲線(xiàn)圖，其中，々”^和^表 示各連通孔的尺寸，并且各尺寸A1 > A2 > A3。如上所述，本發(fā)明在于通過(guò)簡(jiǎn)化連通孔15而 容易設(shè)計(jì)和制造熱交換器，并且還在于提高熱交換性能。在圖6的曲線(xiàn)圖中，如果連通孔的 數(shù)量為4以上，則散熱量急劇降低，因此連通孔的數(shù)量?jī)?yōu)選為4以下。另外，鑒于分隔壁11 的耐久性可設(shè)置一個(gè)或多個(gè)連通孔15，因此，連通孔15的數(shù)量?jī)?yōu)選為一至四個(gè)。另外，圖6還示出根據(jù)連通孔15的尺寸變化的性能特征。如圖中所示，隨著連通 孔15的尺寸的降低，制冷劑的壓降增大。因此，應(yīng)設(shè)定連通孔15的尺寸。圖7是示出集水箱的每單位截面積的連通孔的表面積、熱交換器出口空氣的溫度 分布和散熱量之間的關(guān)系的曲線(xiàn)圖，圖8是示出熱交換器中芯部的溫度分布的實(shí)施例的曲 線(xiàn)圖。連通孔的表面積與圖4中的S部分對(duì)應(yīng)，集水箱的截面積與圖4中的St部分對(duì)應(yīng)。更具體而言，如圖12中所示，當(dāng)形成至少一個(gè)連通孔時(shí)，連通孔的表面積由各連通孔的表 面積(圖12中的SpS2…、Si)的和Σ Si限定。如圖7中所示，隨著集水箱的每單位截面積 的連通孔的表面積的比增大，熱交換器出口空氣的溫度分布逐漸增大。具體而言，熱交換 器出口空氣的溫度從集水箱的每單位截面積的連通孔的表面積的比為150%的點(diǎn)處迅速增 大，芯部的溫度分布(大于4°C)下降。另外，當(dāng)集水箱的每單位截面積的連通孔的表面積 的比為70-240%時(shí)，散熱量具有最大值。因此，連通孔的尺寸優(yōu)選設(shè)置成是集水箱10的截 面積的70-240%。更優(yōu)選的是，在熱交換器的出口空氣的溫度分布均勻的情況下，集水箱的 每單位截面積的連通孔的表面積的比為70-160%。隨著連通孔15的數(shù)量減少而其尺寸增加，為了避免分隔壁11耐久性問(wèn)題，如上所 述，應(yīng)當(dāng)正確設(shè)定具有連通孔15的分隔壁11的厚度。圖9是示出具有連通孔的分隔壁的截面積和破裂壓力之間的關(guān)系的曲線(xiàn)圖，圖10 是直觀地示出集水箱的結(jié)構(gòu)分析的結(jié)果的視圖。具有連通孔15的分隔壁11的截面積與圖 10中的St部分相對(duì)應(yīng)。如圖9中所示，隨著具有連通孔15的分隔壁11的截面積增加，可 耐受的破裂壓力的大小增大。此時(shí)，為了確保熱交換器的最大耐久性，應(yīng)耐受20kg/cm2的破 裂壓力，因此，具有連通孔15的分隔壁11的截面積應(yīng)至少為7mm2以上。同時(shí)，為了提高耐 久性，最好使具有連通孔15的分隔壁11處的截面積(圖10中的St)較大。然而，由于隨著 具有連通孔15的分隔壁11的截面積增大連通孔15的尺寸(圖4中的S)減小，因此，難以 簡(jiǎn)化連通孔15，制冷劑的壓降增大，因此，其在經(jīng)濟(jì)性方面的特征較差。因此，連通孔15的 截面積優(yōu)選為20mm2以下。如果具有連通孔15的分隔壁11的厚度為2mm，則連通孔15之 間的距離優(yōu)選在與最小截面積相對(duì)應(yīng)的3. 5-10mm范圍內(nèi)。參照?qǐng)D5至10，在優(yōu)化連通孔的位置、數(shù)量、尺寸和距離的過(guò)程中，假設(shè)從折流板 12到端蓋14的距離為100%，則優(yōu)選的是，連通孔15定位在集水箱的折流板12的后部空 間的分隔壁11上的0-50%或65-100%的范圍內(nèi)，連通孔15的數(shù)量為一至四個(gè)，連通孔15 的尺寸確定為使連通孔的表面積(S)與集水箱的截面積(St)的比為70-160%，并且連通孔 15彼此間隔開(kāi)，使得具有連通孔15的分隔壁11的截面積(St)位于7-20mm2的范圍內(nèi)。通 過(guò)如上所述的連通孔15的結(jié)構(gòu)，可以使熱交換性能最大，并且也可以提高耐久性。另外，由 于連通孔15的結(jié)構(gòu)得以簡(jiǎn)化，因此，容易設(shè)計(jì)和制造熱交換器，并且也容易變化其結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，以上說(shuō)明中公開(kāi)的概念和具體實(shí)施方式
可被容易地 用作修改或設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明相同目的的其他實(shí)施方式的基礎(chǔ)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員還將認(rèn)識(shí) 到，此類(lèi)等價(jià)實(shí)施方式不脫離如所附權(quán)利要求所述的本發(fā)明的精神和范圍。工業(yè)應(yīng)用性根據(jù)本發(fā)明，由于連通孔的結(jié)構(gòu)得以簡(jiǎn)化，因此，容易設(shè)計(jì)和制造熱交換器，因此 可以明顯降低設(shè)計(jì)和制造成本。另外，在本發(fā)明中，通過(guò)限制死區(qū)的產(chǎn)生來(lái)改善制動(dòng)劑的 流動(dòng)，從而制冷劑均勻分布，因此溫度分布也變得均勻，由此明顯提高熱交換器的熱交換性 能。而且，在傳統(tǒng)發(fā)明中，由于在每個(gè)管中均形成連通孔，因此連通孔的結(jié)構(gòu)直接受管 數(shù)量的影響。然而，在本發(fā)明中，由于連通孔的結(jié)構(gòu)不受管數(shù)量的影響，因此盡管管和散熱 片的結(jié)構(gòu)改變，也不必改變連通孔的結(jié)構(gòu)，或者非常簡(jiǎn)單地改變連通孔的結(jié)構(gòu)，由此容易制
造新廣品。
另外，在傳統(tǒng)發(fā)明中，由于在集水箱的內(nèi)壁處形成多個(gè)連通孔并且由此應(yīng)力集中 在連通孔之間的內(nèi)壁上，因此容易損害集水箱的內(nèi)壁，由此降低耐久性。然而，由于本發(fā)明 可優(yōu)化連通孔的位置和尺寸，因此，可以使制冷劑平滑地流動(dòng)，并且還可以防止應(yīng)力集中， 由此較大地提高耐久性。
權(quán)利要求
一種熱交換器(100)，該熱交換器包括一對(duì)集水箱(10)，該對(duì)集水箱布置成彼此平行地間隔開(kāi)，該對(duì)集水箱中的每個(gè)在縱向兩端被封閉時(shí)形成作為制冷劑通路的內(nèi)部空間，并且包括沿寬度方向分隔所述制冷劑通路的至少一個(gè)分隔壁(11)和沿縱向分隔所述制冷劑通路的至少一個(gè)折流板(12)；多個(gè)管(20)，該多個(gè)管的兩端固定地插入所述集水箱(10)中，以形成制冷劑通路；以及多個(gè)散熱片(30)，該多個(gè)散熱片插在所述管(20)之間，其中，在位于下述位置的所述分隔壁(11)上形成連通孔(15)，所述分隔壁定位在布置于所述折流板(12)和所述集水箱(10)的與所述折流板(12)相鄰的一端之間的區(qū)域處，并且假設(shè)從所述折流板(12)到所述集水箱(10)的所述一端的距離為100％，則在所述分隔壁(11)上的與0 50％的范圍對(duì)應(yīng)的位置處形成一至四個(gè)連通孔(15)。
2.一種熱交換器(100)，該熱交換器包括一對(duì)集水箱(10)，該對(duì)集水箱布置成彼此平行地間隔開(kāi)，該對(duì)集水箱中的每個(gè)在縱向 兩端被封閉時(shí)形成作為制冷劑通路的內(nèi)部空間，并且包括沿寬度方向分隔所述制冷劑通路 的至少一個(gè)分隔壁(11)和沿縱向分隔所述制冷劑通路的至少一個(gè)折流板(12)；多個(gè)管(20)，該多個(gè)管的兩端固定地插入所述集水箱(10)中，以形成制冷劑通路；以及多個(gè)散熱片(30)，該多個(gè)散熱片插在所述管(20)之間，其中，在位于下述位置的所述分隔壁(11)上形成連通孔(15)，所述分隔壁定位在布置 于所述折流板(12)和所述集水箱(10)的與所述折流板(12)相鄰的一端之間的區(qū)域處，并 且假設(shè)從所述折流板(12)到所述集水箱(10)的所述一端的距離為100%，則在所述分隔 壁(11)上的與65-100%的范圍對(duì)應(yīng)的位置處形成一至四個(gè)連通孔(15)。
3.一種熱交換器(100)，該熱交換器包括一對(duì)集水箱(10)，該對(duì)集水箱布置成彼此平行地間隔開(kāi)，并且該對(duì)集水箱中的每個(gè)在 縱向兩端被封閉時(shí)形成作為制冷劑通路的內(nèi)部空間，并且包括沿寬度方向分隔所述制冷劑 通路的至少一個(gè)分隔壁(11)和沿縱向分隔所述制冷劑通路的至少一個(gè)折流板(12)；多個(gè)管(20)，該多個(gè)管的兩端固定地插入所述集水箱(10)中，以形成制冷劑通路；以及多個(gè)散熱片(30)，該多個(gè)散熱片插在所述管(20)之間，其中，在位于下述位置的所述分隔壁(11)上形成連通孔(15)，所述分隔壁定位在布置 于所述折流板(12)和所述集水箱(10)的與所述折流板(12)相鄰的一端之間的區(qū)域處，并 且假設(shè)從所述折流板(12)到所述集水箱(10)的所述一端的距離為100%，則在所述分隔 壁(11)上的與0-50%的范圍和65-100%的范圍對(duì)應(yīng)的位置處形成一至四個(gè)連通孔(15)。
4 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的熱交換器，其中，所述折流板(12)形成在所述 一對(duì)集水箱(10)的其中一個(gè)集水箱處。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的熱交換器，其中，所述集水箱(10)包括端蓋(14)，該端蓋封閉所述集水箱(10)的兩端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的熱交換器，其中，所述折流板(12)分別布置在 形成為由所述分隔壁(11)分隔的多個(gè)所述制冷劑通路內(nèi)，并且與相應(yīng)的制冷劑通路中的 相同位置處的其它折流板(12)平行地定位。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的熱交換器，其中，所述連通孔(15)形成為使所 述集水箱的每單位截面積(St)的所述連通孔的表面積(S)的比位于70-240%的范圍內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熱交換器，其中，所述連通孔(15)形成為使所述集水箱的每 單位截面積(St)的所述連通孔的表面積⑶的比位于70-160%的范圍內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的熱交換器，其中，所述連通孔(15)形成為使具 有所述連通孔(15)的所述分隔壁(11)的截面積(St)位于7-20mm2的范圍內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的熱交換器，其中，所述分隔壁(11)的厚度為2mm，所述連通 孔(15)之間的距離位于3. 5-10mm的范圍內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的熱交換器，其中，所述折流板(12a)布置在所述上集水箱 (10alU0a2)內(nèi)，所述連通孔(15a)形成在上分隔壁(Ila)處，并且所述熱交換器中的所述制冷劑被引入上集水箱的第一排(IOal)的所述折流板(12a) 的前部空間中，穿過(guò)管(20)、下集水箱的第一排(IObl)、管(20)、上集水箱的第一排(IOal) 的所述折流板(12a)的后部空間、所述連通孔(15a)、上集水箱的第二排(10a2)的所述折流 板(12a)的后部空間、管(20)、下集水箱的第二排(10b2)、管(20)，然后通過(guò)上集水箱的第 二排(10a2)的所述折流板(12a)的前部空間排到外部。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的熱交換器，其中，所述折流板(12a)布置在所述下集水箱 (10bl、10b2)內(nèi)，所述連通孔(15b)形成在下分隔壁(lib)處，并且所述熱交換器中的所述制冷劑被引入下集水箱的第一排(IObl)的所述折流板(12b) 的前部空間中，依次穿過(guò)管(20)、上集水箱的第一排(IOal)、管(20)、下集水箱的第一排 (IObl)的所述折流板(12b)的后部空間、所述連通孔(15b)、下集水箱的第二排(10b2)的 所述折流板(12b)的后部空間、管(20)、上集水箱的第二排(10a2)、管(20)，然后通過(guò)下集 水箱的第二排(10b2)的所述折流板(12b)的前部空間排到外部。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的熱交換器，其中，所述折流板(12a)包括上折流板(12cl) 和下折流板(12c2)，該上折流板和下折流板分別布置在所述上集水箱(10al、10a2)和所述 下集水箱(10bl、10b2)內(nèi)，所述連通孔(15c)形成在下分隔壁(Ilc)上的位于所述下集水 箱的與所述制冷劑的入口和出口相反的一端與和所述一端相鄰的所述下折流板(12c2)之 間的位置處，所述熱交換器中的所述制冷劑被引入上集水箱的第一排(IOal)的所述上折流板 (12cl)的前部空間中，依次穿過(guò)管(20)、下集水箱的第一排(IObl)的所述下折流板(12c2) 的前部空間、管(20)、上集水箱的第一排(IOal)的所述上折流板(12cl)的后部空間、所述 連通孔(15c)、下集水箱的第二排(10b2)的所述下折流板(12c2)的后部空間、管(20)、上 集水箱的第二排(10a2)的所述上折流板(12cl)的后部空間、管(20)、下集水箱的第二排 (10a2)的所述下折流板(12c2)的前部空間、管(20)，然后通過(guò)下集水箱的第二排(10b2) 的所述下折流板(12c2)的前部空間排到外部。
14.一種熱交換器(100)，該熱交換器包括一對(duì)集水箱(10)，該對(duì)集水箱布置成彼此平行地間隔開(kāi)，該對(duì)集水箱中的每個(gè)在縱向 兩端被封閉時(shí)形成作為制冷劑通路的內(nèi)部空間，并且包括沿寬度方向分隔所述制冷劑通路 的至少一個(gè)分隔壁(11)和沿縱向分隔所述制冷劑通路的至少一個(gè)折流板(12)；多個(gè)管(20)，該多個(gè)管的兩端固定地插入所述集水箱(10)中，以形成制冷劑通路；以及多個(gè)散熱片(30)，該多個(gè)散熱片插在所述管(20)之間，其中，在位于下述位置的所述分隔壁(11)上形成連通孔(15)，所述分隔壁定位在布置 于所述折流板(12)和所述集水箱(10)的與所述折流板(12)相鄰的一端之間的區(qū)域處，并 且所述連通孔(15)形成為使所述集水箱(10)的每單位截面積(St)的所述連通孔的表 面積(S)的比位于70-240%的范圍內(nèi)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的熱交換器，其中，所述連通孔(15)形成為使所述集水箱 (10)的每單位截面積(St)的所述連通孔的表面積(S)的比位于70-160%的范圍內(nèi)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的熱交換器，其中，所述連通孔(15)形成為使具有所述連通 孔(15)的所述分隔壁(11)的截面積(St)位于7-20mm2的范圍內(nèi)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的熱交換器，其中，所述分隔壁(11)的厚度為2mm，所述連通 孔(15)之間的距離位于3. 5-10mm的范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熱交換器。該熱交換器包括一對(duì)集水箱(10)，該對(duì)集水箱具有至少一個(gè)分隔壁(11)和至少一個(gè)折流板(12)；多個(gè)管(20)；以及多個(gè)散熱片(30)，其中，在所述分隔壁(11)上形成連通孔(15)，所述分隔壁定位在布置于所述折流板(12)和所述集水箱(10)的與所述折流板(12)相鄰的一個(gè)邊緣之間的區(qū)域處，并且假設(shè)從所述折流板(12)到所述集水箱(10)的所述一個(gè)邊緣的距離為100％，則在所述分隔壁(11)上的與0-50％、65-100％的范圍或者0-50％的范圍和65-100％的范圍對(duì)應(yīng)的位置處形成一個(gè)至四個(gè)連通孔(15)。
文檔編號(hào)F28F9/00GK101910775SQ200880123931
公開(kāi)日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2008年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月9日
發(fā)明者全永夏, 吳光憲, 林弘永 申請(qǐng)人:漢拏空調(diào)株式會(huì)社