叠层型热交换器及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种叠层型热交换器及其制造方法。用波形内翅片５２、５３将扁平管４１的室４８、４９内的流路５４、５５划分成若干区段，在Ｕ形转折部５０将Ｕ字状流路５６划分成若干区段，使致冷剂流动更顺畅，增大流路面积，消除在Ｕ形转折部５０的致冷剂的停滞。使得因离心力而产生的气液两相流致冷剂的分离只发生在Ｕ字状流路５６内，减小气液分配量的分布，提高扁平管４１的可靠性，防止致冷剂泄漏。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及空调机用的叠层热交换器，特别涉及可作为汽车空调机的蒸发器使用的。用附图说明图19、图20说明以往的叠层型热交换器。图19是以往的叠层型热交换器的正面图，图20表示其右侧部的放大断面图。图19、图20中，1为扁平管，该扁平管1是由2片冲压成形的板2对接形成的。在扁平管1的一端(图中上端)形成出入口槽部3。扁平管1与波纹翅片4交替层叠，出入口槽部3被连接，构成叠层型热交换器(蒸发器)5。位于两端的扁平管1a的外侧成为端板6，出入口槽部3的端板6上开有流通孔7。一侧端板6上的流通孔7与流体致冷剂的导入配管8连接，另一侧端板6上的流通孔7与致冷剂的排出配管9连接。导入配管8及排出配管9通过钎焊固定在端板6上，在边板10与端板6之间设有波纹翅片4。出入口槽部3在扁平管1的板宽方向被间隔成入口部11和出口部12，在构成蒸发器5时，相邻的出入口槽3的入口部11之间和出口部12之间由连通孔13连通。用图21、图22说明扁平管1。图21表示构成扁平管1的板2的正面图，图22是沿图21中D-D线的剖面图。在板2的上端，设有为了形成出入口槽3的鼓出部14，板2内的中空部由贯穿中间部上下方向的间隔壁15间隔成2个室16、17。间隔壁15的下端短缺一段，因此，在板2的下端形成使致冷剂作U形转弯的U形转折部18。2片板2对接，出入口槽3由间隔壁15被间隔成入口部11和出口部12，同时，间隔出与入口部11相连的室16和与出口部12相连的室17。室16和室17通过U形转折部18而连通，室16、17及U形转折部18形成流体通路。在室16、17内突设有许多肋19，使室16、17的内部被细分成迷宫状。在U形转折部19，突设有导向肋20，致冷剂被导向肋引导从室16流向室17(U形转弯)。图23表示致冷剂的流动状况，下面用图23说明上述蒸发器5内的致冷剂流动状况。蒸发器5可粗略地分为3个组21、22、23，与导入配管8及排出配管9连接的组21、23中的入口部11及出口部12的配置是相同的，组22中的入口部11及出口部12的配置则相反。在组21与组22之间及组22与组23之间相对的出入口槽部3中，组21的出口部12与组22的入口部11连通，组22的出口部12与组23的入口部11连通。组21的入口部11通过端板6的流通孔7与导入配管8连接，组23的出口部12通过端板6的流通孔7与排出配管9连接。从导入配管8导入蒸发器5的致冷剂31，从组21的入口部11通过室16被送到U形转折部18，在U形转折部作U形转弯，通过室17被送到出口部12。送到组21的出口部12的致冷剂31，被送到组22的入口部11，此与组21同样的流动被送到组23，通过组23的流体通路(室16、17、U形转折部18)从排出配管9排出。在这期间，空气32被送到波纹翅片4之间，利用致冷剂31的蒸发潜热，空气32被冷却。上述的蒸发器5是这样制造的在板2与板2之间配设波纹翅片4，将其叠置起来，用钎焊将该叠置的部件接合成整体。上述的这种以往的蒸发器5中，在扁平管1的板2内侧的室16、17中设有许多肋19，扩大了致冷剂的传热面积，但是，流路成为迷宫状，使致冷剂不能顺畅地流动。另外，在U形转折部16，由于导向肋20的作用，致冷剂被导向作U形转弯，但是在U形转弯部18，由于离心力的作用使气液两相的致冷剂分离，气体和液体在流动方向不能均匀分配，从而降低热交换效率。此外，以往的蒸发器5中在反复加压下，在只有肋19的情形下，整个产生大的变形，如图14所示的变形模式那样，这是不希望的，因为在加压强度方面不稳定。再者，以往是在板2与板2之间配设波纹翅片4，将其叠置起来用钎焊接合成一整体而制造出蒸发器5的。这时，虽可以较高地保持板2与波纹翅片4的定位精度，但是，难以较高地保持2片板2接合而成的扁平管1的接合精度，因此扁平管1可靠性不高。为了解决上述问题，本专利技术的叠层型热交换器是将2片冲压成形的板对接而成扁平管，在该扁平管的一端形成出入口槽部，同时，在该扁平管内形成流体通路，使得从入口槽部流入上述2片板间的流体在扁平管的另一端作U形转弯后导向出口槽部，将该扁平管和波纹翅片交替层叠而成，其特征在于，在扁平管的出入口槽部与另一端之间的流体通路的直线部分内，插入形成沿长度方向的划分成若干区段流路的波形内翅片，在使流体作U形转弯的上述流体通路的U形转折部内，形成划分成若干区段的U字状流路。另外，U字状流路是通过在2片板的对接面上冲压成形若干U字形凸缘而形成的。另外，U字状流路是通过在U形转折部插入U字状波形内翅片而形成的，该U字状波形内翅片形成划分成若干区段的U字状流路。另外，流体通路是通过将一个整体式翅片插入扁平管内而形成的，该翅片是将波形内翅片和U字状波形内翅片作成一体而形成的。如上所述，本专利技术的叠层型热交换器中，通过波形内翅片将扁平管直线部分的流路划分成若干区段及在U形转折部将U字状流路划分成若干区段，所以，能使流体的流动顺畅，增大流路面积，在U形转折部的流体的流动不产生停滞。此外，使得伴随U形转折部的离心力而产生的气液二相致冷剂的分离只在被划分的U字状流路内，气液分配量的分布减小。其结果，消除了由于流体的停滞而导致的热交换量不均匀，同时也不易发生由于流体的偏流而导致的热效率降低。由于通过插入U字形波形内翅片而将扁平管的U形转折部的U字状流路形成区段，所以，可以将U字状流路划分得更细，可在整个流体通路上更细地控制流体的流动。其结果，可提高热传递性能。由于用一个整体式内翅片将扁平管的直线部及U形转折部的流体通路连续并形成区段，所以，流体的流路连续，液流均匀。其结果，可使热交换量保持均匀。因此，本专利技术的叠层型热交换器可以提高热交换率。本专利技术的热交换器的另一种结构的特征是在扁平管的入口槽部与出口槽部之间的流体通路内，插入使流路分离形成若干区段的波形内翅片，该波形内翅片的材料板厚为0.15mm至0.3mm，在表里两面上形成相对于板厚中心表里对称的凹凸部，该凹凸部的凸部壁厚尺寸为凹部壁厚尺寸的1.5～2.5倍，凹凸部的间距为波形内翅片的材料板厚的1～2.5倍。此外，波形内翅片的波形的间距可以是材料板厚尺寸的6～16倍。这样的叠层型热交换器，由于通过波形内翅片将扁平管的流路分离成若干区段，所以可以使得在扁平管内的流体流路顺畅，增大流路面积。由于在波形内翅片的表里两面形成相对板厚中心表里对称的凹凸部，该凹凸部的凸部壁厚尺寸为凹部壁厚尺寸的1.5～2.5倍，凹凸部间距为材料板厚尺寸的1～2.5倍，所以，能在波形内翅片不产生裂缝及龟裂的状态下增大表面积。由于波形内翅片的波形的间距为材料板厚尺寸的6～16倍，所以与板接合形成扁平管时，可以确保足够的耐压强度。其结果，在本专利技术的叠层型热交换器中，可以在保持扁平管强度的状态下，使流体的流动顺畅，最大限度地增加流路面积，从而提高热交换性能。本专利技术的热交换器上述结构的进一步特征是，波形内翅片端缘部的高度小于上述板的流体通路形成部的冲压成形深度。这样，由于波形内翅片端缘部的高度比构成扁平管的板的流体通路形成部的冲压成形深度小，所以，当把2片板对接时，波形内翅片的端缘部不会被接合部夹住，波形内翅片不会错位。其结果，可以精确地组装采用波形内翅片的扁平管。本专利技术的热交本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种叠层型热交换器，由２片冲压成形的板对接而成扁平管，在该扁平管的一端形成出入口槽部，在该扁平管内形成流体通路，使得从入口槽部流入上述２片板间的流体在扁平管的另一端作Ｕ形转弯后导向出口槽部，该扁平管与波纹翅片交互叠置而形成；其特征在于，在上述扁平管的出入口槽部与上述另一端之间的上述流体通路的直线部分上，插入波形内翅片，该波形内翅片形成若干分离成区段的沿长度方向的流路，在使流体作Ｕ形转弯的上述流体通路的Ｕ形转折部，形成若干分离成区段的Ｕ字状流路。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：林昌照，石井一男，五百川博，酒井茂男，大塚实，松田宪儿，川合秀直，
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]