热交换器及其制造方法技术

一种热交换器，其管道通过弯曲一个平板形成第一壁和第二壁构成。多个凸起部分通过向平板施压形成，其顶部相互接触，形成具有预定截面形状的支柱。该截面形状与由短轴和长轴定义的椭圆或长圆一致。这些支柱设置成在管道的长度方向沿着其长轴对齐，使斜向相邻支柱从管道宽度方向看，设置在不同的位置上，并且沿着长度方向相互部分重叠。这些管道、波纹状翅片和集流管装配在一起，然后放在热炉中加热预定时间。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及能够用在空调，尤其用于机动车的热交换器。另外，本专利技术还涉及到制造这种热交换器的方法。本申请基于在日本提交的专利申请平11-153022，该申请的内容在此引作参考。热交换器管道一般用在安装于例如机动车的空调中的热交换器。热交换器主要分为两类管道，分别示于附图说明图19和图20。图19示出的是一个称之为“缝焊管道”的例子，用标号1来表示。缝焊管道1由扁平状的管道2和波纹状的内翅片4构成。其中，波纹状内翅片4通过管道2的两个开口3插进管道2中。波纹状内翅片4的形状为波纹形，其波峰部分4a通过焊接等手段接合于管道2的内表面。图20所示的是一个挤压管道的例子，用标号5来表示。挤压管道5具有管道部6和分隔壁7，这些部分经挤压模塑一体成型。如果热交换器用图19所示的缝焊管道1设计，则其优点是由于波纹状内翅片4插进管道2中，扩大了整个的加热面积，提高了传热速率。但是，其缺点是，生产这种热交换器在将波纹状内翅片4插进管道2并接合到管道2的内表面上时需要大量的工时。工人的这些工作带来了生产成本增加的问题。如果热交换器用图20所示的挤压管道5来设计，则其优点是，由于分隔壁7将挤压管道5的内部空间分隔成多个管道部6，所以扩大了整个的加热面积，提高了传热速率。而因为挤压管道5用挤压模塑技术生产，所以，很难将管道部6作得很小，也很难使分隔壁7的厚度足够地薄。另外，挤压模塑技术需要大量的材料用于形成挤压管道5，因此，增加了生产成本。而且，由于分隔壁7的厚度较大，所以不可能提高热交换能力太大。本专利技术的目的是提供一种热交换器，能够提高其承压强度和热交换能力，而不会使生产成本增加很大。本专利技术的另一个目的是提供一种生产这种热交换器的方法。一种由装配在一起的管道、波纹状翅片和集流管构成的热交换器，其中，管道是通过弯曲一个表面覆盖有钎焊材料的平板形成第一壁和第二壁构成的，第一壁和第二壁相对设置，其间有预定的间隔，形成致冷剂通道。在弯曲前，通过施压形成多个从平板内表面突出的凸起部分。通过弯曲，这些凸起部分在第一壁和第二壁之间沿高度方向成对对应，因此，它们的顶部相互接触，形成具有预定截面形状的支柱。该截面形状与由一个短轴和一个长轴构成的椭圆或长圆对应。这些支柱设置成在与致冷剂流动方向一致的管道的长度方向沿着其长轴对齐，于是，相对于管道长度方向斜向相邻设置的斜向相邻支柱，从垂直于管道长度方向的宽度方向看，设置在不同的位置上，并且沿着长度方向相互部分重叠。这些管道、波纹状翅片和集流管装配在一起，然后放在热炉中加热预定时间。因为管道中支柱的这种布置和形状，能够提高管道的整个热交换速率，也可能提高管道的抗压强度。其中，每一个支柱都有一个由下述关系式定义的预定截面形状2.0≤d2/d1≤3.0另外，利用沿管道宽度方向在斜向相邻的支柱间测量的第一中心距离p1和沿管道长度方向在斜向相邻的支柱间测量的第二中心距离p2，支柱被设置于管道内部，满足下述关系式1.5≤p1/d1≤3.00.5≤p2/d2≤1.5下面参照附图，详细地描述本专利技术的上述和其它目的、情况和实施例。其中，图1是根据本专利技术第一实施例的热交换器的前视图；图2是图1的热交换器主要部件管道详细结构的放大透视图；图3是沿图2中III-III线的管道剖视图；图4是沿图2中IV-IV线的管道剖视图；图5是插进集流管中的管道端部部分剖开的平面图；图6A是平板的立体图；图6B是平板受压时的立体图；图6C是平板弯成管道的立体图；图6D是管道和波纹翅片同集流管装配在一起的立体图；图7是放在流场中具有椭圆形和圆形截面的的支柱体间，表面流动长度和表面局部热交换率间关系的比较曲线；图8是支柱体间雷诺数和阻力系数间关系的比较曲线；图9是具有椭圆形支柱的管道和挤压管间，致冷剂循环量与热交换率间关系的比较曲线；图10是具有椭圆形支柱的管道和挤压管间，致冷剂循环量与压损关系的比较曲线；图11A是内有支柱的管道11A的剖视图；图11B是内有支柱的管道11B的剖视图；图11C是内有支柱的管道11C的剖视图；图11D是内有支柱的管道11D的剖视图；图12是管道11A、11B、11C和11D间关于致冷剂循环量和热交换率关系的比较曲线；图13是管道11A、11B、11C和11D间关于致冷剂循环量和压损关系的比较曲线；图14是根据本专利技术第二实施例用于热交换器的装有支柱的管道的剖视图；图15是根据本专利技术第三实施例的用于热交换器的装有支柱和半支柱的管道的剖视图；图16是第三实施例用于热交换器的管道的变例；图17是根据本专利技术第四实施例用于热交换器的装有不同形状和尺寸的支柱的管道透视图；图18是作为本专利技术第五实施例的热交换器的主要部件的致冷剂通路平面图；图19是目前用于热交换器的缝焊管道的一个例子的立体图；图20是目前用于热交换器的挤压管道的一个例子的立体图。下面参照附图详细描述本专利技术。第一实施例下面参照附图1-13描述本专利技术的第一实施例。图1是根据本专利技术第一实施例设计的热交换器10的前视图。其中，热交换器10由扁平形状的管道11、一对集流管12和13、波纹翅片14构成。集流管12和13设置成与管道11的两端接触，并分别与管道11内的致冷剂通路连通。各个波纹翅片14设在管道11之间，其波峰部分与管道11接触。集流管12的内部空间被分隔板15分成了两个部分(下文称上部和下部)。分隔板15位于集流管12中心高度稍下的地方。致冷剂入口管16安装成与集流管12的上部连通，而致冷剂出口管17安装成与集流管12的下部连通。热交换器10的整个前部的面积被分隔板15分成了两个区(即上区a和下区b)。导入的致冷剂在两个区中沿不同的方向A在管道11中流动。在上区a，致冷剂沿着从集流管12到集流管13的方向流动；而在下区b，致冷剂沿着从集流管13到集流管12的另一个方向流动。各个管道11的结构如图2所示。管道11通过弯曲平板20形成第一壁21和第二壁22来构成。第一壁21和第二壁2设置成彼此相对并平行。这样，在壁21和22包围成的空间中形成致冷剂通道。在管道11的外表面通过向壁21和22施加外部压力形成了多个凹坑24，在选定的位置处凹下。因为形成了凹坑24，所以相应地形成了多个凸起部分25，在致冷剂通道23内从管道11的内表面突出来。俯视看，凸起部分25的顶部25a为椭圆形，由一个短轴(或短径)和一个长轴(或长径)定义，并沿着管道11的长度方向(即图2的A向)放置。鉴于两个凸起部分25设置成彼此相对，它们的顶部25a相互接触，如图3所示。即，顶部25a相互接触的两个凸起部分25连接在一起形成了一个支柱26。支柱26位于第一、二壁21和22之间，其截面为椭圆形。顺便提一下，支柱26的截面形状并不一定要限制为椭圆形，例如，也可以是长圆形。另外，支柱26不一定非要制成中空的形状，也可以将支柱制成实心的。如图4所示，凸起部分25设置成彼此相邻。其中，相对于方向A斜向相邻设置的相邻凸起部分以之字形的方式设置，沿着垂直于方向A的方向看时，部分地重叠。因此，支柱26相应地按着与凸起部分25一致的之字形方式设置。在图2中，导入气体来完成热交换的气体入口方向与管道11的宽度方向B一致。管道11有一个前端部30和后端部31，二者沿着气体入口方向隔开设置。另外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热交换器，包括： 扁平管道（１１），其由相对设置的第一壁和第二壁构成，第一壁（２１）和第二壁（２２）相互平行，其间有预定的间隔，二者装配在一起形成致冷剂通道（２３）； 形成在扁平管道内的多个支柱（２６），其中，多个支柱（２６）中的每一个都是通过将凸起部分（２５）的顶部（２５ａ）结合在一起而形成的，这些凸起部分通过向第一壁和第二壁的外表面施加外部压力而凹进，并从第一壁和第二壁的内表面突出来，这些凸起部分在扁平管道内彼此关联地相对设置，每一个支柱具有对应于椭圆形或长圆形的预定截面形状，其中，椭圆形或长圆形由短轴（ｄ１）和长轴（ｄ２）定义， 其中，这些支柱设置成在扁平管道的长度方向（Ａ）沿着其长轴对齐，使相对于管道长度方向斜向相邻设置的斜向相邻支柱，设置在不同的位置上，并且从垂直于管道长度方向的宽度方向（Ｂ）看，沿着长轴相互部分重叠。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：渡边吉典，吉越明，铃木敦，安井清登，五百川博，古藤広之，渡部真，井上正志，仲户宏治，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]