专利名称：热交换器的制作方法
技术领域：
本发明涉及热交换器，尤其涉及适于用作例如汽车空调装置的蒸发器的热交换器，该汽车空调装置是将安装在汽车内的制冷循环。
文中以及所附权利要求内使用的术语“铝”除了纯铝之外还包括铝合金。将穿过热交换器的相邻各对换热管之间的空气通过间隙的空气流的下游侧(图1内的箭头X指示的方向)将在文中和所附权利要求内称为“前部”，而相对侧称为“后部”。
背景技术：
迄今为止，广泛使用所谓的堆叠板型蒸发器作为汽车空调装置蒸发器，该堆叠板型蒸发器包括平行布置的多个扁平空心体以及百叶窗式波纹状翅片，每个扁平空心体包括彼此相对并且沿其周向边缘相互钎焊在一起的一对盘状板，该翅片设置在相邻的每对扁平空心体之间并钎焊于其上。然而，近年来，需要提供尺寸和重量进一步减小并且具有更高性能的蒸发器。
为了满足这种要求，本申请人已提出一种蒸发器，该蒸发器包括由形式为沿前后方向平行设置的两个排并且均包括间隔地布置的多个换热管的管组组成的热交换芯部、设置在热交换芯部的上端的制冷剂入口-出口集管箱以及设置在热交换芯部的下端的制冷剂转向集管箱，制冷剂入口-出口集管箱的内部被分隔件分成位于前部的制冷剂入口集管和位于后部的制冷剂出口集管，该入口集管在一端具有制冷剂入口，该出口集管在其与该入口并排的一端具有制冷剂出口，该制冷剂转向箱的内部被分隔壁分成位于前部的制冷剂流入集管和位于后部的制冷剂流出集管，制冷剂转向箱的分隔壁内形成有沿该壁的纵向间隔地布置的多个制冷剂通过孔，前部管组中换热管的上端接合到入口集管，后部管组中换热管的上端接合到出口集管，前部管组中换热管的下端接合到流入集管，后部管组中换热管的下端接合到流出集管。流入入口-出口箱上入口集管箱的制冷剂通过前部管组的换热管流入转向箱的流入集管，然后通过分隔壁内的制冷剂通过孔流入流出集管，并进一步通过后部管组的换热管流入入口-出口集管箱的出口集管(见公报JP-A No.2003-75024)。
但是，本发明人进行了大量研究，并发现上述公报内公开的蒸发器的性能难以进一步提高，其原因如下。
对于上述公报内的蒸发器，与堆叠板式蒸发器的情况相比，较容易增加入口集管内的通道的横截面面积，并减小通道的阻力。但是，另一方面，这会增加其中安放换热管的端部的入口集管的总的内部体积。因此，蒸发器对压缩器的开启和关断的响应变慢。更具体地，如果入口集管的总内部体积增加，则在其中制冷剂的流率会变慢，并且除非在与换热管连通的内部体积增加的入口集管的整个内部内聚集一定量的制冷剂，否则制冷剂将不会流入换热管。为此，当压缩器开启时，蒸发器会花费一段时间启动以变冷。相反，当压缩器关断时，蒸发器的温度升高将变化以导致将从蒸发器排出的空气的温度变化，这是因为入口集管的总的内部体积增加，并且还因为入口集管内残留的制冷剂的量相对于换热管的平行设置的方向变化。此外，当入口集管的内部体积增加并且如果制冷剂的流率变低时，流入入口集管的制冷剂不会流畅地流到远离制冷剂入口的位置。然后，大量制冷剂将流入距离入口比其他管更近的前部管组的换热管，而少量制冷剂将流入远离入口的管，导致流率减小。即使在后部管组的换热管的情况下，大量制冷剂将流入靠近入口的管，而较少量的制冷剂将流入远离入口的管。结果，有助于热交换的制冷剂的量在热交换合金内变化，并且通过热交换合金的空气的在不同位置的温度也变化。因此，蒸发器难以具有充分提高的热交换性能。
本发明的一个目标是克服上述问题，并提供一种热交换性能非常好的热交换器。
发明内容
为了实现上述目的，本发明包括以下模式。
1)一种热交换器，该热交换器包括在其一端具有制冷剂入口的制冷剂入口集管以及沿该入口集管的纵向以一定间隔设置并且其一端接合到该入口集管上的多个换热管，该入口集管的内部被分流控制装置分成允许制冷剂通过该制冷剂入口进入其中的第一空间和与换热管连通的第二空间，这两个空间通过连通部分相互连通，从而制冷剂沿与第一空间内的制冷剂的流动方向相反的方向流过第二空间。
2)根据段落1)的热交换器，其中制冷剂在进行U形转向以改变其路线的同时通过连通部分从第一空间流到第二空间。
3)根据段落2)的热交换器，其中入口集管的两个空间在与所述具有制冷剂入口的一端相对的一端通过该连通部分相互连通。
4)根据段落1)的热交换器，其中该连通部分包括在该控制装置内形成的连通孔。
5)根据段落1)的热交换器，其中该控制装置具有分流调节孔，以用于调节进入与入口集管相接合的换热管中的制冷剂的分流。
6)根据段落5)的热交换器，其中该分流调节孔在该控制装置的更靠近制冷剂入口的端部内形成。
7)根据段落5)的热交换器，其中入口集管的两个空间在与所述具有制冷剂入口的一端相对的一端处通过该连通部分相互连通，并且该分流调节孔在该控制装置的与制冷剂入口相对且比该连通部分更靠近制冷剂入口的部分内形成。
8)根据段落1)的热交换器，其中该热交换器包括具有制冷剂入口的制冷剂入口集管、安置在该入口集管后面且具有制冷剂出口的制冷剂出口集管以及用于使入口集管通过其与出口集管连通的制冷剂循环通路，该循环通路包括至少两个中间集管和多个换热管，该多个换热管用于保持该入口集管以及所有中间集管通过该换热管连通。
9)根据段落8)的热交换器，其中该热交换器包括由形式为沿前后方向设置的多个排并且均包括以一定间隔设置的多个换热管的管组构成的热交换芯部、设置在相邻各对换热管之间的翅片、朝每个换热管的一端安置且接合到至少一排管组的换热管上的制冷剂入口集管、朝每个换热管的所述一端安置并位于该入口集管后面且接合到至少一排管组的换热管上的制冷剂出口集管、朝每个换热管的另一端安置并接合到与入口集管相接合的换热管上的制冷剂流入中间集管以及朝每个换热管的所述另一端安置并位于该流入中间集管后面且接合到与出口集管相接合的换热管上的制冷剂流出中间集管。
10)根据段落9)的热交换器，其中换热管是扁平的、设置成其宽度(横向)方向沿前后方向并且其高度即管厚度为0.75-1.5mm。
11)根据段落9)的热交换器，其中每个翅片都是波状翅片，其包括波峰部分、波谷部分以及使该波峰部分与波谷部分互连的平坦连接部分，翅片的高度即波峰部分到波谷部分的直线距离为7.0-10.0mm，翅片间距即连接部分的间距为1.3-1.7mm。
12)根据段落11)的热交换器，其中波状翅片的波峰部分和波谷部分均包含平坦部分和设置在该平坦部分的两侧中的每一侧并与该连接部分成一体的倒圆部分，该倒圆部分的曲率半径在0.7mm以内。
13)根据段落8)的热交换器，其中该入口集管和出口集管是通过使用分隔装置将一个集管箱的内部分成前部和后部形成的。
14)根据段落13)的热交换器，其中该集管箱包括与换热管相接合的第一部件、在该第一部件的与换热管相对的部分处钎焊在该第一部件上的第二部件以及钎焊在该第一和第二部件的两端的两个封闭件，该第二部件与该控制装置和分隔装置形成成一体。
15)根据段落14)的热交换器，其中一个封闭装置具有与入口集管的第一空间连通的制冷剂入口和与出口集管连通的制冷剂出口。
16)一种包括压缩机、冷凝器和蒸发器的制冷循环，该蒸发器包括根据段落1)到15)中任何一个的热交换器。
17)一种车辆，其中安装有根据段落16)的制冷循环以作为空调装置。
对于根据段落1)到4)中任何一个的热交换器，该入口集管的内部被分流控制装置分成允许制冷剂通过该制冷剂入口进入其中的第一空间和与换热管连通的第二空间，这两个空间通过连通部分相互连通，从而制冷剂沿与第一空间内的制冷剂流动方向相反的方向流过第二空间。因此，与公报内公开的蒸发器相比，制冷剂以较高速度流过这两个空间，并且与换热管连通的空间的内部体积减小。因此，当压缩机开启时，在第二空间内迅速聚集一定量的制冷剂以流入换热管，缩短了蒸发器开始制冷所花费的时间。相反，当压缩机关闭时，第二空间内残留的制冷剂的量相对于管并行设置的方向的变化减小，使得蒸发器的温度均匀地升高，并使从蒸发器排出的空气的温度均匀。因此，蒸发器可对该蒸发器的开启和关闭迅速作出响应。由于制冷剂以较高速度流过这两个空间，所以进入入口集管的制冷剂即使量少也可更流畅地流过整个第二空间。因此，制冷剂以均匀的量流过接合到入口集管的所有换热管，结果进行热交换的制冷剂的量沿入口集管的纵向在整个热交换芯部内均匀，并且通过该芯部的空气的总体温度对于该热交换器也变得均匀从而使热交换效率大大提高。尤其当制冷剂的流率低时可防止热交换性能变差。
在根据段落5)的热交换器的情况下，如果相对于入口集管的长度方向的制冷剂流率(流量)或者空气流速发生变化，则制冷剂到与入口集管相接合的换热管的分流可最优化。
在制冷剂以低速流过根据段落6)的热交换器的情况下，大量制冷剂可被引导到距离制冷剂最远的第二空间的部分。这使得热交换效率提高。
当制冷剂的流率提高时，随着在根据段落7)的热交换器内远离制冷剂入口一侧的空气流速增加，数量增加的制冷剂可被引导到空气流速更大的第二空间一侧。这使得热交换效率提高。
对于根据段落10)的热交换器，热交换效率可提高，并且空气通过阻力的增加被抑制以在它们之间保持良好平衡。
对于根据段落11)的热交换器，热交换效率可提高，并且空气通过阻力的增加被抑制，从而在它们之间保持良好平衡。
根据段落13)的热交换器的部件的数量整体上可减少。
对于根据段落14)的热交换器，分流控制装置和分隔装置与第二部件成一体。因此可通过简单的工作将控制装置和分隔装置设置在集管箱内。
图1是部分省略的透视图，其示出适于用作蒸发器的本发明的热交换器的整体结构；图2是垂直剖视图，其示出从后部看的图1的蒸发器，并且省略了中间部分；图3是沿图2的线A-A的剖面的放大局部视图；图4是图1所示蒸发器的制冷剂入口-出口集管箱的分解透视图；图5是沿图2的线B-B的剖面的放大视图；图6是图1所示蒸发器的制冷剂转向箱的分解透视图；图7是沿图2的线C-C的剖视图；图8是示出图1所示蒸发器的热交换芯部的一部分的放大视图；图9是示出制冷剂如何流过图1所示的蒸发器的图。
具体实施例方式
下面将参照
本发明的一实施例。此实施例是适于用作其中使用含氯氟烃制冷剂的汽车空调装置内的蒸发器的本发明的热交换器。
在下面的说明中，图1和2的上部和下部以及左手侧和右手侧将分别称为“上”、“下”、“左”和“右”。
图1到3示出蒸发器的整体结构，图4到8示出主要部件的结构，而图9示出制冷剂如何流过蒸发器。
图1到3示出蒸发器1，该蒸发器1包括设置成间隔开地一个在另一个之上的铝制的制冷剂入口-出口集管箱2和铝制的制冷剂转向集管箱3，以及设置在这两个箱2、3之间的热交换芯部4。
制冷剂入口-出口集管箱2包括安置在前侧(相对于穿过蒸发器的空气的流动方向的下游侧)的制冷剂入口集管5和安置在后侧(相对于空气流的上游侧)的制冷剂出口集管6。箱2的入口集管5连接有铝制的制冷剂入口管7，而该箱的出口集管6连接有铝制的制冷剂出口管8。制冷剂转向箱3包括位于前侧的制冷剂流入集管9(制冷剂流入中间集管)和位于后侧的制冷剂流出集管11(制冷剂流出中间集管)。
热交换芯部4包括形式为沿前后方向平行设置的多个排-在本实施例中为两个排-的管组13，每个管组13包括以一定间隔沿左右方向并行设置的多个换热管12。波状翅片14分别设置在管组13的相邻各对换热管12之间的空气通过间隙内，还设置在管组13的左右两端处的换热管12的外部，并且均钎焊在与其相邻的换热管12上。在左端和右端处的波状翅片14的外部均在该翅片上钎焊有铝制侧板15。前部管组13中的换热管12的上端和下端分别接合到入口集管5和流入集管9，而后部管组13中的换热管12的上端和下端分别接合到出口集管6和流出集管11。
参照图2到5，制冷剂入口-出口集管箱2包括由在两相对表面上具有钎焊材料层的铝钎焊板材制成并且其上接合有换热管12的板状第一部件16、由裸铝挤出型材制成并覆盖第一部件16的上部的第二部件17以及由在两相对表面上具有钎焊材料层的铝钎焊板材制成的铝盖18、19(封闭件)，该铝盖接合到所述两个部件16、17的两端以封闭相应的相对端开口。沿前后方向延伸的铝制接合板21钎焊在右端的盖19的外表面上，以延伸过入口集管5和出口集管6。制冷剂入口和出口管7、8接合到接合板21。
第一部件16在其前、后侧部中的每一个处均具有弯曲部分22，该弯曲部分的形式为横截面是小曲率并且在中部向下凸出的圆弧。弯曲部分22具有沿前后方向延长并沿左右方向-即横向-以一定间隔设置的多个管插缝23。前部弯曲部分和后部弯曲部分22内的对应的每对管插缝23相对于横向处在相同位置。前部弯曲部分22的前边缘和后部弯曲部分22的后边缘一体地具有各自的悬垂壁22a，该悬垂壁在部件16的整个长度上延伸。第一部件16在两个弯曲部分22之间包括平坦部分24，该平坦部分具有沿横向以一定间隔设置的多个通孔25。
弯曲部分22、悬垂壁22a、管插缝23、平坦部分24和通孔25是通过利用压力加工将铝钎焊板材制成第一部件16而同时形成的。
第二部件17的横截面大致为m形且向下开口，该部件包括横向延伸的前部和后部两个壁26、设置在所述两个壁26之间的中部并且横向延伸作为将制冷剂入口-出口集管箱2的内部分成前部和后部两个空间的分隔装置的分隔壁27以及两个大致为圆弧的连接壁28，所述连接壁向上凸出、具有整体为圆弧形的横截面并使分隔壁27在上端处一体地连接到前壁和后壁26。
第二部件17的前壁26和分隔壁27在它们的下端通过分流控制壁10在部件17的整个长度上一体地互连，该分流控制壁10用作分流控制装置并设置在入口集管内。在与分流控制壁10相同的高度处，第二部件17的后壁26和分隔壁27在它们的下端通过分流控制壁29在该部件17的整个长度上一体地互连，该分流控制壁29用作分流控制装置并设置在出口集管内。
在入口集管内的控制壁10中形成有切口10a。壁10还具有分别靠近切口20a和壁的右端的两个分流调节通孔20A、20B。出口集管内的控制壁29具有横向伸长的制冷剂通过的椭圆形通孔31A、31B，该通孔在该壁的除了其左端部和右端部之外的后部内形成并沿其横向以一定间隔设置。壁中部内的椭圆形孔31A的长度小于其它椭圆形孔31B，并且安置在相邻的一对换热管12之间。
分隔壁27的下端向下突出超过前、后壁26的下端，并一体地设有多个突出部27a，所述突出部从壁27的下边缘向下突出、沿横向以一定间隔设置并装在第一部件16的通孔25内。突出部27a是通过切除分隔壁27的指定部分形成的。
根据本实施例，分流控制壁10与前壁26和分隔壁27形成一体，分流控制壁29与后壁26和分隔壁27形成一体，而与前壁26和分隔壁27分离的壁以及与后壁26和分隔壁27分离的壁可固定在合适位置，以形成各控制壁10和29。
第二部件17这样形成，即，通过压力加工成整体地挤出前壁和后壁26、分隔壁27、连接壁28和两个控制壁10、29，然后在控制壁10内形成切口10a和分流调节孔20A、20B并且在控制壁29内形成制冷剂通过孔20、31A、31B，此外切除分隔壁27的部分以形成突出部27a。
盖18、19的形式均为其形状大致与第一和第二部件16、17的组合的轮廓的横截面形状一致的板，并且是由在两相对表面上具有钎焊材料层的铝钎焊板材通过压力加工制成的。右盖19的前部一体地具有将装在入口集管5的位于控制壁10上方的上部中的上部向左突出部30，以及下部向左突出部32，该下部向左突出部位于该突出部30下方且与其分隔开，并且将装在集管5的在壁10下方的下部中。右盖19的后部一体地具有将装在出口集管6的位于控制壁29上方的上部中的上部向左突出部33，以及下部向左突出部34，该下部向左突出部位于突出部33之下、与所述突出部33分隔开并且将装在集管6的位于壁29下方的下部中。右盖19具有向左突出的接合凸耳36，所述接合凸耳在右盖的上边缘与其前、后侧边缘的每一个之间的圆弧部分上以及在该右盖的下边缘的前、后部分上与其一体地形成。右盖19的前部部分处的上部向左突出部30的底壁具有制冷剂入口37。该盖19的后部处的上部向左突出部33的底壁具有制冷剂出口38。
左盖18的前部成一体地具有将装在入口集管5中的上部向右突出部39。左盖18的后部成一体地具有将装在出口集管6的位于控制壁29上方的上部中的上部向右突出部41，以及下部向右突出部42，该下部向右突出部位于突出部41下方且与其分隔开，并且将装在集管6的位于壁29下方的下部中。左盖18具有向右突出的接合凸耳43，所述接合凸耳在该左盖的上边缘与其前、后侧边缘的每一个之间的圆弧部分上以及在其下边缘的前、后部分中的每一个上与其成一体地形成。向右突出部39、41的底壁内未形成开口。
接合板21是用裸铝材料通过压力加工制成的，并具有与右盖19的入口37连通的短柱形制冷剂入口部分45和与该盖的出口38连通的短柱形制冷剂出口部分46。接合板21的上边缘和下边缘均具有弯曲部分47，该弯曲部分向左突出并安置在入口部分45和出口部分46之间。上部和下部弯曲部分47与箱2的在入口集管5和出口集管6之间的部分相接合。接合板21在其前端和后端分别还具有向左突出并与其下边缘一体形成的接合凸耳48。所述接合凸耳48与右盖19的下边缘相接合。
制冷剂入口-出口集管箱2的第一和第二部件16、17，所述两个盖18、19以及接合板21按以下方式钎焊在一起。第一和第二部件16、17利用第一部件16的钎焊材料层相互钎焊在一起，同时第二部件17的突出部27a插入第一部件16的相应通孔25并与其卷边接合(crimping engagement)，从而第一部件16的前部和后部悬垂壁22a的上端与第二部件17的前壁和后壁26的下端接合。右盖19利用该盖19的钎焊材料层钎焊在第一和第二部件16、17上，同时前部部分的上部突出部30装在两个部件16、17内的在分隔壁27前面且在控制壁10上方的上部空间内，前部部分的下部突出部32装在两个部件16、17内的在分隔壁27前面且在控制壁10下方的下部空间内，后部部分的上部突出部33装在两个部件16、17内的在分隔壁27后面且在控制壁29上方的上部空间内，后部部分的下部突出部34装在两个部件16、17内的在分隔壁27后面且在控制壁29下方的下部空间内，而上部接合凸耳36与第二部件17的连接壁28相接合，下部接合凸耳36与第一部件16的弯曲部分22相接合。左盖18利用该盖18的钎焊材料层钎焊在第一和第二部件16、17上，同时前部部分的突出部39装在两个部件16、17内的位于分隔壁27前面的空间内，后部部分的上部突出部41装在两个部件16、17内的位于分隔壁27后面且在控制壁29上方的上部空间内，后部部分的下部突出部42装在两个部件16、17内的位于分隔壁27后面且在控制壁29下方的下部空间内，而上部接合凸耳43与第二部件17的连接壁28相接合，下部接合凸耳43与第一部件16的弯曲部分22相接合。接合板21利用盖19的钎焊材料层钎焊在该盖19上，同时上部弯曲部分47接合到右盖19的相对于前后方向的中部以及第二部件17的位于两个连接壁28之间的部分中，下部弯曲部分47接合到右盖19的相对于前后方向的中部以及第一部件16的平坦部分24，接合凸耳48与右盖19的下边缘相接合。
这样，就制成了制冷剂入口-出口集管箱2。第二部件17的在分隔壁27前面的部分用作入口集管2，而该部件17的在分隔壁27后面的部分用作出口集管6。入口集管5被分流控制壁10分成上部和下部两个空间5a、5b，这两个空间通过分流调节孔20A、20B保持连通。出口集管6被分流控制壁29分成上部和下部两个空间6a、6b，它们通过椭圆形孔31A、31B保持连通。右盖19的制冷剂入口37与入口集管5的上部空间5a连通。制冷剂出口38与出口集管6的上部空间6a连通。接合板21的制冷剂入口部分45与制冷剂入口37连通，而其制冷剂出口部分46与出口38连通。入口集管5的上部空间5a是与入口37连通的第一空间，而下部空间5b是与前部管组13的换热管12连通的第二空间。入口集管分流控制壁10内的由切口10a形成的左端开口被左盖18封闭，从而形成连通孔40，所述两个空间5a、5b在左端通过该连通孔保持相互连通。尽管连通孔40是通过用左盖18封闭切口10a的左端开口而形成的，但是可替换地，可通过在控制壁10的左端部内形成通孔而不是形成切口来形成连通孔。出口集管6的上部空间6a是与出口38连通的第一空间，而下部空间6b是与后部管组13的换热管12连通的第二空间。
参照图2、3、6和7，制冷剂转向集管箱3包括由在两相对表面上具有钎焊材料层的铝钎焊板材制成且其上接合有换热管12的板状第一部件70、由裸铝挤出型材制成且覆盖第一部件70的下侧的第二部件71以及由在两相对表面上具有钎焊材料层的铝钎焊板材制成的用于封闭左右两相对端开口的铝盖50、72(封闭件)。左盖50的外表面上钎焊有连通件51，该连通件由裸铝材料制成、沿前后方向延伸且延伸过流入集管9和流出集管11。流入集管9和流出集管11在它们的左端通过连通件51相互连通。
制冷剂转向集管箱3的顶面3a的形式为整体上横截面是圆弧，从而其相对于前后方向的中部为最高部73，该最高部朝前侧和后侧逐渐降低。箱3在其前、后两侧部分具有凹槽74，所述凹槽分别从顶面3a的最高部73的前、后两侧向前、后两侧表面3b延伸，并相距一定间隔地横向设置。
第一部件70的横截面为在其相对于前后方向的中部向上突出的圆弧并且设有悬垂壁70a，该悬垂壁在该第一部件70的前侧边缘和后侧边缘中的每一个处与其成一体地形成并在部件70的整个长度上延伸。第一部件70的上表面用作制冷剂转向集管箱3的顶面3a，悬垂壁70a的外表面用作箱3的前部或后部侧面3b。在第一部件70的前侧部和后侧部的每一个中均形成有凹槽74，所述凹槽74从该部件70的相对于前后方向的中部内的最高部分73向悬垂壁70a的下端延伸。在第一部件70的除了其中部的最高部分73之外的前侧部和后侧部的每一个中，在相邻各对凹槽74之间形成有沿前后方向延长的管插缝75。对应的每对前部和后部管插缝75相对于横向方向处于相同位置。第一部件70在最高部分73内形成有相距一定间隔横向设置的多个通孔76。第一部件70的悬垂壁70a、凹槽74、管插缝75和通孔76是在通过压力加工利用铝钎焊板材制成部件70的同时形成的。
第二部件71的横截面总体为w形且向上开口，并且第二部件包括分别向前向上向外和向后向上向外弯曲且横向延伸的前、后两个壁77、设置在这两个壁77之间的中部并横向延伸且用作将制冷剂转向箱3的内部分成前部和后部两个空间的垂直分隔壁78以及使分隔壁78与相应前壁和后壁77在它们的下端一体地连接的两个连接壁79。
第二部件71的后壁77的上端部在该部件71的整个长度上通过流出集管11内的分流控制壁52一体地连接到分隔壁78。控制壁52在其相对于前后方向的中部后面的部分内形成有多个制冷剂通过圆形通孔53。相邻各对圆孔53之间的间隔随着壁从左端向右延伸而逐渐增加，结果壁52的单位长度上的孔53的数量向右减少。顺便提及，相邻各对孔53之间的间隔可全部相等。分隔壁78的上端向上突出超过前壁和后壁77的上端，并具有多个突出部78a，所述突出部78a从该分隔壁的上边缘与其一体地向上突出、相距一定间隔地横向设置并且装在第一部件70内的对应通孔76内。突出部78a是通过切除分隔壁78的指定部分形成的。尽管控制壁52与后壁77和分隔壁78形成一体，但也可将与这些壁77、78分离的壁固定在合适位置以提供流出集管11内的控制壁52。
第二部件71是通过成一体地挤出前壁和后壁77、分隔壁78和连接壁79和分流控制壁52，利用压力加工在控制壁52内形成圆形通孔53，并切去分隔壁78的一部分以形成突出部78a而制成的。
每个盖50、72的形式为板，并且由在两相对表面上具有钎焊材料层的钎焊板材通过压力加工制成。左盖50包括形状与第一和第二部件70、71的组合的轮廓的横截面形状一致的主体部50a以及大致为梯形的向上突出部50b，该向上突出部与主体部50a的上边缘的相对于前后方向的中部成一体且向上突出超过第一部件70。左盖50的主体部50a的前部一体地具有将装在流入集管9内的向右突出部54，而后部一体地具有将装在流出集管11的高于控制壁52的上部内的上部向右突出部54和位于该突出部55之下并与其分隔开的下部向右突出部56，该下部向右突出部56将装在集管11的位于壁52下方的下部内。左盖50具有向右突出的接合凸耳57，所述接合凸耳一体地形成在该左盖的下边缘与其前侧边缘和后侧边缘中的每一个之间的圆弧部分上以及在其上边缘的更靠近前端和后端的一部分上。左盖主体部50a还具有向左突出的接合凸耳58，该接合凸耳形成在该左盖的向上突出部50b的相对斜坡上以及其相对于前后方向的中部处的下边缘上。分别在左盖50的前部向右突出部54的底壁和该盖的后下部向右突出部56的底壁内形成通孔59、60。前部孔59使流入集管9的内部与外界连通，而后部孔60使流出集管11的位于控制壁52下方的下部空间与外界连通。
右盖72的前部一体地具有可装在流入集管9内的向左突出部81，而后部一体地具有将装在流出集管11的高于控制壁52的上部内的上部向左突出部82和位于突出部82之下并与其分隔开的下部向右突出部83，该下部向右突出部83将装在集管11的位于壁52下方的下部内。右盖72具有向左突出的接合凸耳84，该接合凸耳一体地形成在该右盖的下边缘与其前侧边缘和后侧边缘中的每一个之间的圆弧部分上以及在其上边缘的更靠近其前端部和后端部的一部分上。在向右突出部81或下部向右突出部83内没有形成通孔。
连通件51由裸铝材料通过压力加工制成。当从左侧看时，该连通件51的形式为尺寸和形状与左盖50相同的板，并且其周向边缘部分钎焊在左盖50的外表面上。连通件51具有向外的凸出部分61，以用于保持左盖50的两个通孔59、60通过该部分连通。凸出部分61的内部形成用于保持盖50的孔59、60连通的连通通道62。凸出部61的上端安置在左盖50的向上凸出部50b的上端。这样，尽管可用空间有限，但是仍可使连通通道62的面积较大。
转向集管箱3的第一和第二部件70、71、所述两个盖50、72以及连通件50按以下方式钎焊在一起。第一和第二部件70、71利用第一部件70的钎焊材料层相互钎焊在一起，同时第二部件71的突出部78a插入对应的孔76并与卷边接合，第一部件70的前悬垂壁和后悬垂壁70a的下端与第二部件71的前壁和后壁77的上端接合。所述两个盖50、72利用盖50、72的钎焊材料层钎焊在第一和第二部件70、71上，同时前部突出部54、81装在由所述两个部件70、71限定并且位于分隔壁78前面的空间内，后上部突出部55、82装在由这两个部件70、71限定并位于分隔壁78后面且高于分流控制壁52的上部空间内，后下部突出部56、83装在由这两个部件70、71限定并位于分隔壁78后面且在分流控制壁52下方的下部空间内，上部接合凸耳57、84与第一部件70接合，而下部接合凸耳57与第二部件71的前壁和后壁77接合。利用左盖50的钎焊材料层将连通件51钎焊在盖50上，同时盖50的接合凸耳51与连通部件51相接合。
这样就形成制冷剂转向集管箱3。第二部件71的在分隔壁78前面的部分用作流入集管9，而其在分隔壁78后面的部分用作流出集管11。流出集管11被分流控制壁52分成上部和下部两个空间11a、11b，这两个空间通过圆形制冷剂通孔53保持连通。左盖50的后部通孔60与流出集管11的下部空间11b连通。流入集管9的内部通过左盖50的通孔59、60以及连通件51的向外凸出部分61内的连通通道62保持与流出集管11的下部空间11b连通。流出集管11的下部空间11b是与流入集管9连通的第一空间，上部空间11a是与后部管组13中的换热管12连通的第二空间。
形成前部和后部管组13的换热管12均由裸铝材料挤出型材制成。每个管12都是平的、具有沿前后方向的大的宽度并且在内部具有多个沿该管的纵向延伸且平行地设置的制冷剂通道12a(见图5和7)。管12具有形式为圆弧的向外凸出的前部和后部端壁。前部管组13中的换热管12与对应的后部管组中的管相对于横向方向对准。管12的上端部插入制冷剂流入-流出集管箱2的第一部件16上的狭缝23中，并利用第一部件16的钎焊材料层钎焊在该部件16上。管12的下端部插入制冷剂转向集管箱3的第一部件70上的狭缝75中，并利用第一部件70的钎焊材料层钎焊在该部件70上。前部管组13中的管12与入口集管5和流入集管9连通，而后部管组13中的管12与出口集管6和流出集管11连通。
优选地，换热管12的高度h-即沿横向方向的厚度(见图8)-为0.75-1.5mm，该管的沿前后方向的宽度为12-18mm，该管的周向壁的壁厚度为0.175-0.275mm，将制冷剂通道12a彼此分隔开的分隔壁的厚度为0.175-0.275mm，分隔壁的间距为0.5-3.0mm，而前、后两端壁的曲率半径为0.35-0.75mm。
可使用铝制的电阻焊管来代替由铝挤出型材制成的换热管12，该电阻焊管内形成有多个通过向该管中插入内翅片而形成的制冷剂通道。还可使用由这样的板制成的管，该板由在两相对表面上具有铝钎焊材料层的铝钎焊板材通过轧制加工制备，并且包括两个通过连接部分相接合的扁平壁形成部分、一体地形成在每个扁平壁形成部分上并且从该扁平壁形成部分的与该连接部分相对的一个侧边缘突出的侧壁形成部分以及从每个扁平壁形成部分与其成一体地突出并且沿该扁平壁形成部分的宽度以一定间隔设置的多个分隔壁形成部分。该管是通过在该连接部分处将该板弯曲成发夹形，并对接地将侧壁形成部分相互钎焊在一起以用该分隔壁形成部分形成分隔壁而制成的。在此情况下使用的波状翅片是由裸铝材料制成的翅片。
图8示出波状翅片14，该翅片是通过将在两侧具有钎焊材料层的铝钎焊板材形成波浪形而制成的。翅片包括波峰部分14a、波谷部分14b和平坦的水平连接部分14c，该连接部分使该波峰部分14a和波谷部分14b互连。连接部分14c具有沿前后方向设置的多个百叶窗板(未示出)。波状翅片14对于前部和后部管组是共用的。翅片14的沿前后方向的宽度大约等于前部的换热管12的前边缘到后部中对应换热管12的后边缘的距离(见图3)。翅片14的波峰部分14a和波谷部分14b钎焊在与其相邻的换热管12上。可在每个管组13的相邻每对换热管12之间设置波状翅片，而不是前部管组和后部管组13共用波状翅片。
希望波状翅片14的翅片高度H-即从波峰部分14a到波谷部分14b的垂直距离-为7.0mm-10.0mm，翅片间距P-即连接部分14c的间距-为1.3-1.7mm。当波状翅片14的波峰部分14a和波谷部分14b均包括钎焊在换热管12上且与其紧密接触的平坦部分以及位于该平坦部分两侧并与连接部分14c形成一体的倒圆部分时，该倒圆部分的曲率半径R优选地在0.7mm以内。
蒸发器1是通过组合地定位搭焊(tack)所述部件，并共同钎焊所有部件而制成的。
蒸发器1与压缩机、冷凝器和膨胀阀一起构成制冷循环，该制冷循环中使用含氯氟烃制冷剂，并且安装在车辆例如汽车内以用作空调装置。
参照示出所述蒸发器1的图9，流过压缩机、冷凝器和膨胀阀的气液混合相的双层制冷剂经由制冷剂入口管7、接合板21的制冷剂入口部分45和右盖19的制冷剂入口37进入入口-出口集管箱2的制冷剂入口集管5的上部空间5a。进入上部空间5a的制冷剂向左流过此空间5a，通过分流控制壁10的连通孔40进行U转向以改变其路线，进入下部空间5b，沿与上部空间5a内的流动方向相反的方向向右流过空间5b，并分流地流入前部管组13中所有换热管12的制冷剂通道12a。
流入所有换热管12的通道12a的制冷剂向下流过所述通道12a，进入制冷剂转向集管箱3的制冷剂流入集管9中。集管9内的制冷剂向左流动，还流过左盖50的前部通孔59、连通件51的向外凸出部分61的连通通道62以及左盖50的后部通孔60，从而改变其路线以转向，并进入流出集管11的下部空间11b中。
即使制冷剂不能完全均匀地分流流入前部管组13的换热管12，并因此在流过前部管组13的管12时温度分布(湿蒸汽的量)变得不均匀，但制冷剂仍会被搅动，并且在转向从入口集管6流入流出集管11的下部空间11b时总体温度变均匀。
进入流出集管11的下部空间11b的制冷剂向右流动，通过流出集管11的分流控制壁52内的制冷剂通过圆孔53流入上部空间11a，并分流地流入后部管组13中所有换热管12的制冷剂通道12a。
进入管12的制冷剂通道12a的制冷剂在改变其路线时向上流过通道12a，流入出口集管6的下部空间6b，并然后通过出口集管6的分流控制壁29内的制冷剂通过椭圆孔31A、31B流入上部空间6a。由于分流控制壁29对制冷剂流施加阻力，所以从流出集管11的上部空间11a到后部管组13的管12的被分流的流变均匀，并且还允许制冷剂均匀地从入口集管5的下部空间5b分流地流入前部管组13的管12。因此，制冷剂均匀地流过两个管组13的所有管12以使整个热交换芯部4的温度分布均匀。
此后，流入出口集管6的上部空间6a的制冷剂经由右盖19的制冷剂出口38、接合板21的出口部分46以及出口管8流出蒸发器。在流过前部管组13的换热管12的制冷剂通道12a和后部管组13的换热管12的制冷剂通道12a时，制冷剂与沿图1和9内的箭头X所示的方向流过空气通过间隙的空气进行热交换，并以气相流出蒸发器。
此时，在波状翅片14的表面上生成冷凝水，该冷凝水向下流到转向集管箱3的顶面3a。向下流到箱顶面3a的冷凝水因毛细作用而进入凹槽74，流过凹槽74并从凹槽74的向前或向后的外端落到转向集管箱3的下方。这防止在转向集管箱3的顶面3a和波状翅片14的下端之间聚集大量冷凝水，从而防止冷凝水由于大量聚集而冻结，由此防止蒸发器1的性能不足。
由于入口集管5被设置在其中的分流控制壁10分成上部和下部两个空间5a、5b，所以两个空间5a、5b的内部体积较小，从而允许制冷剂以较高速度从中流过，并减小与换热管12连通的下部空间5b的内部体积。因此，当压缩机开启时，下部空间5b内聚集的一定量的制冷剂迅速流入换热管12，使蒸发器1在较短时间内开始冷却。相反，当压缩机关闭时，下部空间5b内残留的制冷剂的量相对于左右方向的变化减小，使得蒸发器1的温度均匀地升高，流过热交换芯部4的空气将以均匀的温度被排出。因此，蒸发器1更迅速地响应压缩机的开启和关闭。通过空间5a、5b的制冷剂的流速的增加使得即使制冷剂的量小，流入入口集管5的制冷剂仍可更流畅地流过整个下部空间5b，从而使制冷剂以均匀的量流过前部管组13中的所有换热管12。因此，进行热交换的制冷剂的量在热交换芯部4中相对于左右方向均匀，并且通过芯部4的空气总体上也均匀。因此，蒸发器1的热交换性能大大提高。
在制冷剂的流率小的情况下，流入入口集管5的上部空间5a的制冷剂还通过右部的分流调节孔20B，直接流到下部空间5b的右端部-即下部空间5b的距离制冷剂入口37最远的部分，从而可将大量制冷剂引导到下部空间5b的右端部-当制冷剂流率低时制冷剂不能流畅地到达该右端部。这使得流过蒸发器1的前部管组13的换热管12的制冷剂的量均匀，以提高热交换效率。
另一方面，当制冷剂的流率高并且当空气以较高速度通过热交换芯部4的左侧时，可使大量制冷剂以较高空气速度和较高热交换效率通过前部管组13的位于左侧的换热管12，这是因为进入入口集管5的上部空间5a的制冷剂还通过左侧的分流调节孔20A流入下部空间5b的左端部。
根据前述实施例，在两个箱2、3的入口集管5和流入集管9之间以及在其出口集管6和流入集管11之间设置一个换热管组13，但是此设置并不是限制性的；可在两个箱2、3的入口集管5和流入集管9之间以及其出口集管6和流出集管11之间设置一个或至少两个换热管组13。尽管根据上述实施例，入口-出口集管箱2设置在转向集管箱3上方，但是蒸发器可以为转向集管箱3位于入口-出口集管箱2上方。
尽管根据上述实施例，转向集管箱3在相邻各对换热管12之间具有凹槽74以使排水效率提高，但是凹槽74的设置并不是限制性的；凹槽可设置成与各换热管12相对以改进排水。在此情况下，用于改进排水的凹槽设置在箱3的顶面3a到其前部和后部侧面3b内，同时从各个管插缝75的向前或向后外端部延伸出。
尽管转向集管箱3的流入集管9在该箱3的与入口集管5的制冷剂入口37相对的端部处与流出集管11的下部空间11b连通，但是相反，可在与入口37相同的端部处实现连通。
尽管根据上述实施例，本发明的热交换器用作蒸发器，但是此模式的实施例不是限制性的。
本发明的热交换器还可在车辆例如配备汽车空调装置的汽车内，以作为空调装置的蒸发器，该空调装置包括压缩机、气体冷却器、中间热交换器、减压器和蒸发器，并且使用CO2或类似的超临界制冷剂。
工业适用性本发明的热交换器适于用作汽车空调装置内的蒸发器，该空调装置是将安装在汽车内的制冷循环。
权利要求
1.一种热交换器，该热交换器包括在一端具有制冷剂入口的制冷剂入口集管以及沿该入口集管的纵向以一定间隔设置并且一端接合到该入口集管上的多个换热管，该入口集管的内部被分流控制装置分成允许制冷剂通过制冷剂入口进入其中的第一空间和与换热管连通的第二空间，这两个空间通过连通部分相互连通，从而制冷剂沿与第一空间内的制冷剂的流动方向相反的方向流过第二空间。
2.根据权利要求1的热交换器，其特征在于，制冷剂在进行U形转向以改变其路线的同时通过连通部分从第一空间流到第二空间。
3.根据权利要求2的热交换器，其特征在于，该入口集管的所述两个空间在与所述具有制冷剂入口的一端相对的一端通过该连通部分相互连通。
4.根据权利要求1的热交换器，其特征在于，所述连通部分包括形成在该控制装置内的连通孔。
5.根据权利要求1的热交换器，其特征在于，所述控制装置具有分流调节孔，以用于调节进入与入口集管相接合的换热管中的制冷剂的分流。
6.根据权利要求5的热交换器，其特征在于，所述分流调节孔形成在该控制装置的更靠近制冷剂入口的端部内。
7.根据权利要求5的热交换器，其特征在于，该入口集管的两个空间在与所述具有制冷剂入口的一端相对的端部处通过该连通部分相互连通，该分流调节孔在该控制装置的与制冷剂入口相对且比该连通部分更靠近制冷剂入口的部分内形成。
8.根据权利要求1的热交换器，其特征在于，该热交换器包括具有制冷剂入口的制冷剂入口集管、安置在该入口集管后面且具有制冷剂出口的制冷剂出口集管以及用于使入口集管通过其与出口集管连通的制冷剂循环通路，该循环通路包括至少两个中间集管和多个换热管，该多个换热管用于保持该入口集管以及所有中间集管通过该换热管连通。
9.根据权利要求8的热交换器，其特征在于，该热交换器包括由形式为沿前后方向设置的多个排并且均包括以一定间隔设置的多个换热管的管组构成的热交换芯部、设置在相邻各对换热管之间的翅片、朝每个换热管的一端安置并且接合到至少一排管组的换热管上的制冷剂入口集管、朝每个换热管的所述一端安置并位于该入口集管后面且接合到至少一排管组的换热管上的制冷剂出口集管、朝每个换热管的另一端安置并接合到与入口集管相接合的换热管上的制冷剂流入中间集管以及朝每个换热管的所述另一端安置并位于该流入中间集管后面且接合到与出口集管相接合的换热管上的制冷剂流出中间集管。
10.根据权利要求9的热交换器，其特征在于，换热管是扁平、设置成其宽度方向沿前后方向并且其高度即管厚度为0.75-1.5mm。
11.根据权利要求9的热交换器，其特征在于，每个翅片都是波状翅片，其包括波峰部分、波谷部分以及使波峰部分与波谷部分互连的平坦连接部分，翅片的高度即波峰部分到波谷部分的直线距离为7.0-10.0mm，翅片间距即连接部分的间距为1.3-1.7mm。
12.根据权利要求11的热交换器，其特征在于，波状翅片的波峰部分和波谷部分均包含平坦部分和设置在该平坦部分的两侧并与该连接部分成一体的倒圆部分，该倒圆部分的曲率半径在0.7mm以内。
13.根据权利要求8的热交换器，其特征在于，该入口集管和出口集管是通过使用分隔装置将一个集管箱的内部分成前部和后部形成的。
14.根据权利要求13的热交换器，其特征在于，该集管箱包括与换热管相接合的第一部件、在该第一部件的与该换热管相对的部分处钎焊在该第一部件上的第二部件以及钎焊在该第一和第二部件的两端的两个封闭件，该第二部件与该控制装置和分隔装置形成一体。
15.根据权利要求14的热交换器，其特征在于，一个该封闭装置具有与入口集管的第一空间连通的制冷剂入口和与出口集管连通的制冷剂出口。
16.一种包括压缩机、冷凝器和蒸发器的制冷循环，该蒸发器包括根据权利要求1到15中任何一项的热交换器。
17.一种车辆，其中安装有根据权利要求16的制冷循环以作为空调装置。
全文摘要
本发明提供了一种蒸发器(1)，该蒸发器包括在一端具有制冷剂入口(37)的制冷剂入口集管(5)以及沿该集管的纵向以一定间隔设置并且其一端接合到该入口集管(5)上的多个换热管(12)。该入口集管(5)的内部被分流控制装置(10)分成允许制冷剂通过该制冷剂入口37进入其中的上部空间(5a)和与换热管(12)连通的下部空间(5b)。控制壁(10)在其与该制冷剂入口(37)相对的端部内形成有连通孔(40)。这两个空间(5a，5b)通过该连通孔(40)相互连通，从而制冷剂沿与上部空间(5a)内的制冷剂流动方向相反的方向流过下部空间(5b)。蒸发器(1)具有高的热交换效率。
文档编号F25B39/02GK1985141SQ20058002376
公开日2007年6月20日 申请日期2005年7月15日 优先权日2004年7月15日
发明者东山直久 申请人:昭和电工株式会社