专利名称：集水箱和具有该集水箱的热交换器的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及集水箱和具有该集水箱的热交换器，更特别地，涉 及集水箱和具有该集水箱的热交换器，其中多个入口/出口管水平地插入 集管中，集管包括第一集管和第二集管，并设置成第一和第二集管的侧 壁相互接触，以防止制冷剂泄漏，并使车内空间得到有效利用。
背景技术：
通常，车用热交换器安装在空调系统中或发动机冷却系统中，通过 循环外部空气使制冷剂或冷却剂的温度变化到所需的温度。在热交换器 中，蒸发器具有多个管，制冷剂在管中流动，管带有用于散热的散热片。 集管与管的端部连接。下面通过参考附图对传统的热交换器进行描述。图l表示传统热交换器的结构。如图1所示，传统热交换器包括多个管3和插在其之间的散热片4。 管3和散热片4构成了芯体5。一对集水箱1和2分别安装在芯体5的两 端。制冷剂流进和流出的制冷剂管6和7通过转接器8与其中一个集水 箱l连接。每个传统集水箱1和2包括集水箱体10，盖板20，隔离部件50，中 间挡板30，和一对封闭挡板40。集水箱体10通过挤压成形构造而成， 这样使得其顶端是开口式的且具有u形截面。盖板20覆盖集水箱体10 的顶端。隔离部件50纵向地设置在集水箱体10中，以纵向隔离集水箱 体10的内部空间。中间挡板30安装在集水箱体10的中间部分，以横 向分隔集水箱体10的内部空间。封闭挡板40封闭集水箱体10的两端。 这里，多个插孔21形成在盖板20上以与管3末端相连通。多个通孔52 形成在隔离部件50上使制冷剂穿过隔离部件50。用于引入制冷剂的入口 孔41和用于排出制冷剂的出口孔42形成在集水箱1的封闭挡板40上， 该集水箱连接到制冷剂管6和7上。如上所述构成的传统集水箱1或2，是由集水箱体10、为了覆盖集 水箱体10顶端的盖板20、和为了纵向分隔集水箱体10内部空间的隔离 部件50相互组装在一起。钎料涂在各部分的连接处，并进行硬钎焊。当 硬钎焊部分有一部分没有涂覆钎料或连接部分之间形成有小间隙，那么 各部分的连接可能会不充分。制冷剂可能会从集水箱1或2连接不充分 的部分泄漏出来，导致热交换器效率降低。进一步，传统集水箱1或2的问题在于集水箱体10，盖板20，和隔 离部件50是独立制造然后相互组装在一起的，这使得部件和程序的数量 增加，因此生产率降低且制造成本增加。另外，集水箱1通过形成在封闭挡板40上的入口孔41和出口孔42 与制冷剂管6和7相连接。制冷剂管6和7纵向地与集水箱1连接，因 此增加了热交换器的总长度。所以当这样的热交换器安装在车内，车内 的空间将不能有效地被利用。发明内容因此，本发明考虑了现有技术中存在的上述问题，目的在于提供一 种集水箱和具有该集水箱的热交换器，其防止制冷剂泄漏，从而提高了产品的质量。为了达到上述目的，本发明提供一种集水箱，其包括，具有多个形 成在集管下表面的管插孔从而使管插入插管孔中的集管，和第一和第二 集管，它们各自具有独立的分别在第一和第二集管内纵向延伸的制冷剂
通道，安装在集管相对两端的封闭壁，和入口/出口管，其具有穿过第一 集管插入到第二集管的入口管和插入第一集管的出口管。第一和第二集管包括圆柱形管，且通过侧壁相互紧密接触。第一和第二集管通过折叠涂覆有钎料的平板制造而成，并且当第一和第二管整 体硬钎焊时通过熔化钎料将它们相互连接。进一步，第一和第二集管各 自的连接部分位于第一和第二集管相互紧密接触的侧壁上。第一集管包括形成在第一集管两个侧壁上的通孔，使得入口管穿过 第一集管，且第一集管一侧壁上形成有插孔使得出口管插入到插孔中， 第二集管包括形成在第二集管一侧壁上的入口孔，其与第一集管接触以 与第一集管的通孔相对应。进一步，入口/出口管中具有入口/出口通道， 且包括使其插入到第一集管或第二集管中的水平通道部分，和从水平通 道部分延伸形成的且具有扩大内径的圆形扩大部分。凸缘部分进一步设置在水平通道部分和圆形扩大部分之间。入口管 圆形扩大部分的直径小于出口管圆形扩大部分的直径。本发明提供一种热交换器，其包括具有上述结构的上部集水箱，设 置在相对于上部集水箱的下部集水箱，还包括第一和第二集管，各个集 管具有纵向延伸的制冷剂通道，相互紧密接触的第一和第二集管的侧壁， 且安装用于覆盖第一和第二集管各自相对两端的封闭壁，平行地设置在 上部和下部集水箱之间的多个管，位于管之间的散热片，这样上部集水 箱，下部集水箱，管，和散热片通过硬钎焊整体相互连接。进一步，沿 封闭壁的边缘设有多个连接凸起，封闭壁安装在第一和第二集管各相对 两端。挡板安装在上部集水箱的中间部分以横向分隔上部集管，入口/出口 管安装在上部集水箱的第一侧，多个连接孔形成在上部集水箱第二侧的 侧壁上使得第一和第二集管相互连通，这样进入到入口管的制冷剂在由 出口管排出之前通过四个通道流经上部和下部集水箱而进行循环。 进一步，挡板被安装在装有入口/出口管的上部集水箱的第一侧上， 且横向分隔上部集管，挡板被安装在下部集水箱的第二侧且横向分隔下 部集管，多个通孔形成在下部集水箱第二侧的侧壁上使第一和第二集管 相互连通，这样进入到入口管的制冷剂在由出口管排出之前通过六个通 道流经上部和下部集水箱而进行循环。此外，入口/出口管被安装在上部集水箱的中间部分，挡板被安装在 上部集水箱的第一和第二侧从而横向分隔上部集管，且多个通孔形成在 上部集水箱的第一和第二侧使得第一和第二集管相互连通，这样进入到 入口管的制冷剂被分成两部分流向上部集水箱的相对两侧，且各个部分 在由出口管排出之前通过四个通道流经上部和下部集水箱而进行循环。
通过以下结合附图的详细说明，可将本发明的上述及其它的目标， 特点和优点理解的更清楚。图1是具有集水箱的传统热交换器的分解透视图； 图2是根据本发明的热交换器的分解透视图；图3是根据本发明中集水箱的透视图； 图4是根据本发明中集水箱的平面图；图5a是在上部具有连接部分的集管的截面图；图5b是沿图4中"AA"线的截面图，其中连接部位于集管的侧壁上；图6是沿图4中"BB"线的显示集管的截面图；图7是沿图4中"CC"线的显示集管截面图；图8是显示根据本发明的与集水箱相连的入口/出口管的视图；图9是显示根据本发明的热交换器中制冷剂流动的视图；图IO是显示改进的本发明的热交换器中制冷剂流动的视图11是显示另一改进的本发明的热交换器中制冷剂流动的视图。
具体实施方式
本发明的热交换器和集水箱将参考附图详细地说明。图2是显示根据本发明的热交换器的分解透视图，图3是显示根据 本发明的集水箱的透视图，图4是显示根据本发明的集水箱的平面图。 进一步，图5a是上部具有连接部分的集管的截面图，图5b-图7是显示 集管沿图4中"AA"， "BB"禾Q "CC"线的截面图。如图2所示，本发明的热交换器包括下部集水箱100，，上部集水箱 100，入口/出口管120横向插入上部集水箱中，位于上部和下部集水箱 100和100'之间的相互平行的多个管3，和位于管3之间的散热片4。多 个管插孔119形成在上部集水箱100的下表面和下部集水箱100，的上表 面上，使管3插入到管插孔119中。下部集水箱100，包括集管110，挡板130，和封闭壁140。集管110 包括第一集管110a和第二集管110b，它们相互紧密接触且各自具有独立 的纵向延伸的制冷剂通道150。挡板130横向分隔限定在集管110内的制 冷剂通道150。封闭壁140封闭集管110的两端。进一步，上部集水箱100包括集管110，入口管120a，出口管120b， 挡板130和封闭壁140。集管110被布置成与下部集水箱100'相隔预定 的距离。入口管120a和出口管120b横向插入集管110。挡板130横向分 隔限定在集管110中的制冷剂通道150。封闭壁140封闭集管110的两个 端部。这里，由于设置在上部和下部集水箱100和100，之间的管3和位 于管3之间的散热片4与传统热交换器中使用的管3和散热片4结构相 同，所以将省去对管3和散热片4的详细说明。当液态制冷剂通过入口管120a进入到如前所述结构的热交换器时， 制冷剂流入上部集水箱100的第二集管110b，经过管3，然后进入下部
集水箱100'。在下部集水箱100'中流动的制冷剂，再次经过管3并进入 上部集水箱ioo。这样，就通过制冷剂完成了热交换过程。当使用制冷剂的热交换过程完成后，液态制冷剂转变为气态制冷剂。气态制冷剂流向上部集水箱100的第一集管110a，然后由出口管120b排到外部。同时，热交换器的上部集水箱100是位于热交换器上部的，且与入 口/出口管120相连从而引入和排出制冷剂的集水箱100。所以在下文中 将详细描述集水箱100，包括集管IIO和插入到集管110的入口/出口管 120。如图3至7所示，集管IIO包括第一和第二集管110a和110b。各自 具有独立的制冷剂通道150的第一和第二集管110a和110b的侧壁112 相互紧密接触。空心管状的第一和第二集管110a和110b具有纵向延伸 的制冷剂通道150，制冷剂在制冷剂通道150中流动。更确切地说，第一 个和第二集管110a和110b各自包括水平延伸的水平表面111，从水平表 面111的一个末端开始垂直延伸的侧壁112，和从侧壁112的上端开始延 伸以形成弧形表面的圆形表面113。如上述结构的集管110，可以通过硬钎焊制造而成。特别当通过硬钎 焊形成的连接部分118位于集管110的上部时，连接部分118暴露在外 部，这样连接部分118可能会被腐蚀，所以集管110的耐久性会降低(见 图5a)。所以根据本发明，通过硬钎焊形成的连接部分118位于第一和第 二集管110a和110b各自相互紧密接触的侧壁112上，这样的结构防止 了连接部分118的腐蚀并提高了集管110的耐久性(见图5b)在传统集水箱中，U形集水箱体，覆盖在集水箱体上的集板，纵向 分隔集水箱体内部空间的隔离部件被组装在一起并进行硬钎焊。这样的 集水箱可能存在没有涂钎料的连接部分，还可能在连接部之间形成小间 隙。这使得各部分之间的连接不太可靠，以致制冷剂可能泄漏。为了解 决这个问题，本发明的集水箱100被构造成使得具有独立通道150的第
一和第二集管110a和110b的侧壁120相互紧密接触，以防止制冷剂泄漏。具有出口管120b和入口管120a的入口/出口管120，沿集管110横 向插入第一和第二集管llOa和llb中。在该端，入口孔115形成在第二 集管110b的侧壁上，使入口管120a插入到入口孔115中，并且通孔114 相对的形成在第一集管110a的两个侧壁上，使入口管穿过第一集管110a (见图6)。进一步，插孔116形成在第一集管110a的侧壁上使出口管 120b插入到插孔116中(见图7)。所以，在液态制冷剂由入口管120a 流入到第二集管110b后，制冷剂在热交换器中循环。然后在热交换器中 流动的气态制冷剂由连接在第一集管110a上的出口管120b被排到外部。在传统的集水箱中，入口管和出口管在集水箱的纵向延伸，因此热 交换器的总长度就增加了。所以传统热交换器的缺点在于当集水箱安装 在车内时空间利用率不高。然而，在本发明的集水箱100中，入口管120a 和出口管120b横向插入到集水箱100，这样当集水箱被安装在车内时可 以有效利用空间。进一步，挡板插孔117形成在第一集管110a和第二集管110b的上 表面。各个挡板130插入到相应的挡板插孔117中以横向分隔集管110 内的制冷剂通道150。优选的，挡板130具有与集管110截面相对应的形 状。所以各个挡板130可以无间隙地分隔限定在集管110中的制冷剂通 道150。此外，封闭壁140安装在第一和第二集管110a和110b各自的两端 以封闭和支撑端部。封闭壁140包括分别连接在第一和第二集管110a和 110b两端的第一封闭壁140a和第二封闭壁140b。沿各个封闭壁140a或 140b的边缘形成有按预定距离相互隔开的多个连接凸起141。连接凸起 141增加了与集管110各端部连接的封闭壁140的连接强度。连接凸起 141在封闭壁140的边缘处弯曲并按预定长度延伸，这样连接凸起141
与集管110各端部的外圆周紧密接触。下文将详细描述横向插入集管的入口/出口管。图8是显示本发明中与集水箱相连的入口/出口管的侧面视图。如图8所示，入口/出口管120包括插入集管IIO的水平通道部分121， 和从水平通道部分121开始延伸的具有扩大内径的圆形扩大部分122。图 3中用于提供和排出制冷剂的入口/出口通道160被限定在各水平通道部 分121和圆形扩大部分122中，这样水平通道部分121与圆形扩大部分 122相连通。优选的，圆形扩大部分122的高度小于插入入口/出口管120 的集管110的高度，且圆形扩大部分122的入口/出口通道160的高度h2 等于或大于水平通道部分121的入口/出口通道160的高度hp进一步， 凸缘部分123可以以向外凸出的方式位于水平通道部分121和圆形扩大 部分122之间。当入口/出口管120被插入集管110中，凸缘部分123防 止制冷剂从入口/出口管120和集管110的连接处漏出。回到图2或3，如前所述结构的入口/出口管120，可分为将液态制 冷剂引入集管110的入口管120a，和从集管110中排出气态制冷剂的出 口管120b，更确切地说，入口管120a具有插入第二集管110b入口孔115 的水平通道部分121。入口管120a的圆形扩大部分122的内径小于出口 管120b的圆形扩大部分122的内径。水平通道部分121的外周长与入口 管115的内径相适。同时，出口管120b具有插入第一集管110a的插孔 116中的水平通道部分121，且水平通道部分121的外周长与插口孔116 的内径相适。这样的结构在入口管120a或出口管120b插入到集管110 时，防止循环的制冷剂从入口管120a或出口管120b与集管110的连接 处漏出。下面将详细叙述根据本发明的集水箱的制造方法。 首先，准备好集管110和入口/出口管120。也准备好设置在集管110 两端的封闭壁140和横向分隔集管110的挡板130。比如，各自具有独立 制冷剂通道150和第一和第二集管110a和110b已形成。入口孔115形 成在第二集管110b的一侧壁上且通孔114形成在第一集管110a的两侧 壁上使入口管120a插入到第一和第二集管110a和110b (见图6)。插孔 116形成在第一集管110a的一个侧壁上使出口管120b插入第一集管110a 中(见图7)，并且挡板插孔117形成在集管IIO的上部使挡板130插入 到挡板插孔117中。进一步，准备好穿过第一集管110a的孔114并插入 到第二集管110b的入口孔115的入口管120a，和插入到第一集管110a 的插孔116中的出口管120b。以上的部分放置在预定的位置，然后相互组装在一起。在各部分的 连接部分涂钎料，在涂上钎料的部分进行硬钎焊，从而将各部分相互组 装在一起。这里覆盖有钎料和被硬钎焊的部分仅限于组成集水箱100的部分。 然而，覆盖有钎料和被硬钎焊的部分可进一步包括集管110、入口/出口 管129、封闭壁140和挡板130以外的部分。特别在制造热交换器时，要准备组成集水箱的部分以外的部分，艮P， 散热片4，管3，和下部集水箱100'。准备好的部分被覆盖涂料和硬钎焊， 这样各部分相互组装到一起。下文中将详细叙述装有集水箱的热交换器中制冷剂的流动。图9是显示根据本发明的热交换器中制冷剂流动的视图，图10和11 是显示改进的本发明中热交换器中制冷剂流动的视图。如图9所示，本发明中的热交换器在上部集水箱100的中间部分具 有挡板130以横向分隔上部集管110。包括入口管120a和出口管120b 的入口/出口管120被安装到上部集水箱100的第一侧。多个通孔170形 成在上部集水箱100的第二侧，也就是，第一和第二集管110a和110b 相互紧密接触的侧壁，这样第一集管110a与第二集管110b通过通孔170 相互连通。
当制冷剂流过入口管120a进入上部集水箱100的第二集管110b，制 冷剂流过管3然后进入下部集管100'的第一侧。进入下部集水箱100'的 制冷剂，在下部集水箱IOO，的纵向上流入下部集水箱IOO，的第二侧。然 后，制冷剂流过管3，再流入上部集水箱100的第二集管100b。流入上 部集水箱100的第二集管110b的制冷剂，流经通孔170进入第一集管 110a。接着，制冷剂流过管3进入下部集管100'的第二侧。在制冷剂流 向下部集水箱100'的第一侧后，制冷剂流过管3进入上部集水箱100的 第一集管110a，并由与第一集管110a相连的出口管120b排到外部。这 样，进入到入口管120a的制冷剂在由出口管120b排出之前通过四个通 道流经上部和下部集水箱100和IOO，而进行循环。如图IO所示一个改进的本发明中的热交换器具有挡板130。挡板130 被安装到安装有入口/出口管120的上部集水箱100的第一侧(如，从上 部集水箱100的第一端部离上部集水箱100总长的1/3的地方)，且被安 装在下部集水箱100'的第二侧(如，从下部集水箱100'的第二端离下部 集水箱100总长的1/3的地方)。多个通孔170形成于下部集水箱100'的 第二侧，也就是第一和第二集管110a和110b相互紧密接触的侧壁，这 样第一集管110a与第二集管110b通过通孔170相互连通。也就是说，当制冷剂流经入口管120a进入到上部集水箱100的第二 集管110b时，制冷剂流过管3再进入到下部集水箱100'的第一侧。然后， 由于安装在下部集水箱100'上的挡板130制冷剂再流过管3进入到上部 集水箱100的第二集管110b，接着流进上部集水箱100的第二集管110b 的制冷剂流过管3进入到下部集水箱100'，之后横向流过形成在下部集 水箱IOO，上的通孔170。接着，制冷剂流过管3进入上部集水箱100的 第一集管110a。进入上部集水箱100的第一集管110a的制冷剂再次流过 管3进入下部集水箱100'。最后，制冷剂通过上部集水箱100的出口管 120b排到外部。这样，进入到入口管120a的制冷剂在由出口管120b排
出之前通过6个通道流经上部和下部集水箱100和100，而进行循环。如图11所示，根据本发明另一改进的热交换器在上部集水箱100的 中间部分中具有包括入口管120a和出口管120b的入口/出口管120。挡 板130各自安装到上部集水箱IOO的第一和第二侧。多个通孔170形成 在上部集水箱100的两侧，也就是第一和第二集管110a和110b相互紧 密接触的侧壁，所以使得第一和第二集管110a和110b相互连通。当制冷剂通过入口管120a进入上部集水箱IOO的第二集管110b时， 制冷剂被分成流向第二集管相对的两端然后由设置在第二集管110b上的 一对挡板130流入下部集水箱100'。此时，如图9所示，根据本发明， 制冷剂流出现在热交换器的第一和第二侧。流过热交换器的第一和第二 侧的制冷剂最后汇集在上部集水箱100的第一集管110a中，然后通过出 口管120b排到外部。这样，进入到入口管120a的制冷剂向上部集水箱 100的两侧方向分流后，各部分在由出口管120b排出之前通过独立的四 个通道流经上部和下部集水箱100和100'之间而进行循环。虽然以说明为目的公开了本发明优选的实施例，本领域的技术人员 将意识到不脱离下文所附权利要求所公开的发明范围的各种改进，添加 和替换都是可能的。如上所述，本发明提供了集水箱和具有该集水箱的热交换器，其中 连接部分位于第一和第二集管相互紧密接触的两个侧壁上，所以防止了 硬钎焊形成的连接部分被暴露在外面时发生的腐蚀，并提高了产品的耐 久性。进一步，本发明提供了集水箱和具有该集水箱的热交换器，其可以 防止制冷剂泄漏，从而提高了产品的质量。此外，本发明提供了集水箱和具有该集水箱的热交换器，其形成了 不同的制冷剂通道，所以当产品被安装在车内时克服了空间的局限性， 从而提高了空间利用率。
权利要求
1、一种集水箱包括集管，包括多个形成在集管下表面的管插孔，从而使管插入到管插孔中；和第一和第二集管，各自具有在第一和第二集管内分别纵向延伸的独立的制冷剂通道；安装在集管相对两端的封闭壁；和入口/出口管，包括穿过第一集管插入到第二集管的入口管；和插入到第一集管的出口管。
2、 如权利要求l所述的集水箱，其特征在于，第一和第二集管包括 圆柱形管，且通过侧壁相互紧密接触，
3、 如权利要求1所述的集水箱，其特征在于，第一和第二集管通过 折叠涂覆有钎料的平板制造而成，且当第一和第二集管整体硬钎焊时通 过熔化钎料相互连接。
4、 如权利要求3所述的集水箱，其特征在于，第一和第二集管各自 的连接部分位于第一和第二集管相互紧密接触的侧壁上。
5、 如权利要求1至4任一项所述的集水箱，其特征在于， 第一集管包括形成在第一集管两个侧壁上的通孔，使入口管穿过第一集管；和 形成在第一集管侧壁上的插孔，使出口管插入到插孔中和 第二集管包括形成在第二集管侧壁上的入口孔，其与第一集管接触从而与第一集 管的通孔相对应。
6、 如权利要求1至4任一项所述的集水箱，其特征在于，入口/出 口管包括具有入口/出口通道且插入到第一集管或第二集管的水平通道部分；和从水平通道部分开始延伸且具有扩大内径的圆形扩大部分。
7、 如权利要求1至6任一项所述的集水箱，进一步包括位于水平 通道部分和圆形扩大部分之间的凸缘部分。
8、 如权利要求1至6任一项所述的集水箱，其特征在于，入口管的 圆形扩大部分的直径小于出口管圆形扩大部分的直径。
9、 一种热交换器，包括具有如权利要求1至3所述结构的上部集水箱； 与上部集水箱相对设置的下部集水箱，包括第一和第二集管，各自具有纵向延伸的制冷剂通道，第一和第二集 管的侧壁相互紧密接触；和安装用于覆盖各第一和第二集管的相对端的封闭壁； 多个平行设置在上部和下部集水箱之间的管；和设在管间的散热片，从而使上部集水箱、下部集水箱、管、和散热 片通过硬钎焊整体相互连接在一起。
10、 如权利要求9所述的热交换器，其特征在于，沿着封闭壁的边 缘设置有多个连接凸起，其安装在第一和第二集管各自相对两端。
11、 如权利要求9所述的热交换器，其特征在于，挡板安装于上部 集水箱的中间部分以横向分隔上部集管，入口/出口管安装在上部集水箱 的第一侧，多个通孔形成在上部集水箱第二侧的侧壁上使第一和第二集 管相互连通，以使进入到入口管的制冷剂在由出口管排出之前通过四条 通道流经上部和下部集水箱而进行循环。
12、 如权利要求9所述的热交换器，其特征在于，挡板安装在装有/ 入口出口管的上部集水箱的第一侧，并横向分隔上部集管，和挡板安装在下部集水箱的第二侧并横向分隔下部集管，和形成在下 部集水箱第二侧的侧壁上的多个通孔使第一和第二集管相互连通，以使 进入到入口管的制冷剂在由出口管排出之前通过六条通道流经上部和下 部集水箱而进行循环。
13、如权利要求9所述的热交换器，其特征在于，入口/出口管安装 在上部集水箱的中间部分，挡板安装在上部集水箱的第一和第二侧以横 向分隔上部集管，和形成在上部集水箱第一和第二侧的侧壁上的多个通 孔使第一和第二集管相互连通，以使进入到入口管的制冷剂向上部集水 箱的两侧方向分流后，各部分在由出口管排出之前通过独立的四条通道 流经上部和下部集水箱之间而进行循环。
全文摘要
本发明公开了一种集水箱和具有该集水箱的热交换器。根据本发明，各自具有纵向制冷剂通道的第一和第二集管的侧壁相互紧密接触，入口和出口管横向插入到第一和第二集管中。这样的结构防止制冷剂泄漏，所以提高了产品的质量，并使得制冷剂通过不同的制冷剂通道来供给，从而在产品被安装到车内时有效地利用了空间。
文档编号F25B39/00GK101131309SQ20071013014
公开日2008年2月27日 申请日期2007年7月20日 优先权日2006年8月22日
发明者金在勋 申请人:穆丹韩国有限会社