用于制冷设备上的钎焊板式蒸发器或冷凝器及其制作方法与流程

本发明涉及一种钎焊板式蒸发器或冷凝器及其制作方法，具体涉及一种用于制冷设备上的钎焊板式蒸发器或冷凝器及其制作方法。

背景技术：

目前，市面上冰箱、冰柜等制冷设备使用的蒸发器或冷凝器主要有以下四种：管板式、吹胀式、翅片管式和丝管式。

⑴、管板式蒸发器：该蒸发器是将铜管、铝管或铁管盘成S形制冷剂通路，然后用胶带等方式将其与橘皮铝板贴合在一起。该蒸发器的结构单一，厚度较厚(8～10mm)，管与板的接触是点式、线式接触，其有效换热面积小、换热效率低、易变形、铁管易腐蚀。

⑵、丝管式蒸发器或冷凝器：该蒸发器或冷凝器是将钢管盘成S形制冷剂通路，然后用平行、密集排列的钢丝与制冷剂管路点焊方式焊合在一起。该蒸发器或冷凝器的结构单一，厚度较厚(9～11mm)，且有效换热面积小，导热率低、换热效率低、易腐蚀、寿命短。

⑶、吹胀式蒸发器：该蒸发器是用两张铝板在内表面用抗压粉体或漆料印刷上制冷剂通路，经过叠合轧制将两张铝板的非通路部分的表面压合在一起，然后再通过吹胀方式将印刷好的制冷剂通路部分吹胀起来，形成制冷剂的通路。因其实现的方法是高压压合，且通道孔径大、间距大、密度低，还要双面起鼓，而起鼓面与冰箱塑料壳体是点、线接触，其导热、制冷效果差，且空间占比大，制冷面积占比小。另外，这种结构变化少，外观差，生产效率低、制造成本高，多是隐藏在制冷设备内衬板的里面或隐蔽处。

⑷、翅片管式蒸发器：该蒸发器是在多排铜管或铝管上穿上铝箔翅片制成的，管路串联后形成冷媒通道，经风扇吹过翅片实现制冷功能。该蒸发器主要用于间冷式冰箱、冰柜。在制冷时翅片间结霜、挂霜现象严重，且除霜难度大、效果差，这进一步降低换热效率，严重影响制冷效果，导致使用过程中的能耗很大。

技术实现要素：

本发明是为解决现有蒸发器和冷凝器均存在厚度厚、厚度空间占比大、换热面积小、制冷效率低、结构复杂、外观差、生产装配不方便、结构强度低、易变形等问题，进而提供一种用于制冷设备上的钎焊板式蒸发器或冷凝器及其制作方法。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

用于制冷设备上的钎焊板式蒸发器或冷凝器，所述蒸发器或冷凝器包括前板和后板，前板与后板扣合并钎焊连接，在扣合面上形成有制冷剂进入主通道、制冷剂流出主通道和数个支通道，每个支通道的一端与制冷剂进入主通道连通，每个支通道的另一端与制冷剂流出主通道连通。

进一步的，所述制冷剂进入主通道、制冷剂流出主通道和数个支通道均为在前板或后板中任意一块板面上的凸起流道；或者所述制冷剂进入主通道、制冷剂流出主通道和数个支通道为前板上的凸起流道和后板上的凸起流道共同构成。

进一步的，所述制冷剂进入主通道为两条或多条平行设置的通道，所述两条或多条制冷剂进入主通道之间通过多个分流子通道连通；所述制冷剂流出主通道为两条或多条平行设置的通道，所述两条或多条制冷剂流出主通道之间通过多个分流子通道连通，改变分流子通道的截面积，以控制分流子通道中制冷剂的流量。

进一步的，所述数个支通道为平行流式流道、菱形交叉式流道或蜂窝交叉式流道。

进一步的，在前板与后板的扣合面上还设置有向外凸起的引入通道和向外凸起的引出通道，引入通道与制冷剂进入主通道连通，引出通道与制冷剂流出主通道连通，引入通道和引出通道均为管状。

进一步的，所述蒸发器或冷凝器还包括进入通道阻流板和流出通道阻流板，进入通道阻流板设置在制冷剂进入主通道中，流出通道阻流板设置在制冷剂流出主通道中，进入通道阻流板和流出通道阻流板将数个支通道分为数组支通道，进入通道阻流板与引入通道之间的数个支通道为第一组支通道，进入通道阻流板与流出通道阻流板之间的数个支通道为第二组支通道，流出通道阻流板与引出通道之间的数个支通道为第三组支通道，制冷剂由引入通道进入后经第一组支通道进入制冷剂流出主通道，再由第二组支通道进入制冷剂进入主通道中，再由第三组支通道进入制冷剂流出主通道中，最后经引出通道流出。

进一步的，所述主制冷剂进入主通道和制冷剂流出主通道均是板翅式结构，所述钎焊板式蒸发器或冷凝器还包括两个波形分流翅片，两个波形分流翅片分别设置在制冷剂进入主通道和制冷剂流出主通道中，波形分流翅片与前板和后板钎焊方式连接，所述波形分流翅片为波形翅片，波形分流翅片的每个波形壁上沿纵向设有数个分流孔，数个分流孔的孔径由制冷剂进入端或流出端至其远端逐渐增大，数个分流孔中由制冷剂进入端或流出端至其远端相邻的两个分流孔间距逐渐减小。

进一步的，所述制冷设备为冰箱或冰柜。

用于制冷设备上的钎焊板式蒸发器或冷凝器的制作方法，所述制作工艺：步骤一、对前板和后板进行冲压；

步骤二、对前板和后板进行清洗；

步骤三、将前板与后板扣合设置；

步骤四、将前板与后板置于钎焊炉中，加热到钎焊温度，保温一定时间，然后降温出炉后，前板与后板自动焊合，检查前板与后板是否漏气；

步骤五、对钎焊后的蒸发器或冷凝器的表面进行处理。

进一步的，所述步骤四中的钎焊温度为：当前板和后板的材质为铝质时，加热温度为580℃～630℃，当前板和后板的材质为钢质时，加热温度为800℃～1250℃，当前板和后板的材质为铜质时，加热温度为180℃～950℃，所述步骤四中的保温时间为10分钟～40分钟，所述步骤五中的处理方式采用打磨、喷漆、着色、阳极氧化、电泳涂漆、静电喷涂、亲水或疏水的方式。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

一、本发明设计的制冷剂通道为密集的单面起鼓通道，扁、薄管道的厚度空间占用小，制冷面积占比大，制冷剂的分布面积相比现有的蒸发器、冷凝器要增加一倍以上，因此，该结构的蒸发器、冷凝器换热效率更高。蒸发器的平板面与冰箱壳体是面接触，还可以直接用其做冷冻室和冷藏室箱体，其制冷效率更高。

二、本发明的制冷剂通道有平行流通道设置，交叉通道设置、蜂窝状通道设置和平行组、S形流道设置。多种通道形式可以美化产品，改善融霜水引流效果，减轻冰粘问题。

三、本发明的蒸发器、冷凝器的制冷剂通道为扁平管通道结构，其弯曲半径小，很方便做精美高效制冷的制冰盒、小冷箱和小冰箱。

四、本发明的高效制冷能力，可以减少压缩机的工作时间或降低压缩机的功率，使压缩机的能耗降低、噪音减小、寿命延长。

五、本发明的制冷剂进入主通道、制冷剂流出主通道、前板引入通道、前板引出通道和支通道均利用模具压制成形，因此，本发明的产品结构平整、美观、强度高，蒸发器产品结霜少、除霜方便快捷，且不易变形。

六、本发明的蒸发器、冷凝器整体厚度薄，可以减薄到2.5mm以下，这可以降低冰箱蒸发器的厚度空间占用和减薄保温泡沫板的厚度4～5mm，对制冷设备的有效容积率提升很大，对于等容积的制冷设备来说，可减少很多泡沫板和外壳金属板的用量，其经济效益和社会效益都很大。

七、制冷区域的制冷强度设计和工件制作方便，且效果好，自动化生产程度高，便于大批量生产制造。

八、目前的冰箱、冰柜和展柜的内外衬板均可采用本发明的蒸发器、冷凝器进行制冷或散热，不仅扩大换热面积，还能提高制冷、散热能力和效率，从而降低能耗。

九、本发明是前板1与后板2扣合而成，不存在装配问题，从而使得结构简单。

十、本发明的外观好、隐蔽性好，改变了现有制冷设备的设计理念，在制作直冷式蒸发器、冷凝器方面更具优势。快速、超强的制冷能力对节能、保鲜、减污的效果更好。

附图说明

图1是本发明用于制冷设备上的钎焊板式蒸发器或冷凝器的整体结构立体图(支通道1-5为直流道)；

图2是图1的A-A截面图(图中标记6为引出管)；

图3是图1的B-B截面图(图中标记7为引入管)；

图4是图1的C-C截面图；

图5是图1的D-D截面图；

图6是图1的E-E截面图；

图7是本发明用于制冷设备上的钎焊板式蒸发器或冷凝器的整体结构立体图(支通道1-5为斜向流道)；

图8是本发明用于制冷设备上的钎焊板式蒸发器或冷凝器的整体结构立体图(支通道1-5为蜂窝状流道)；

图9是本发明用于制冷设备上的钎焊板式蒸发器或冷凝器的整体结构立体图(支通道1-5为平行组S形流道)；

图10是图9的F-F截面图；

图11是图9的G-G截面图；

图12是本发明用于制冷设备上的钎焊板式蒸发器或冷凝器的整体结构立体图(支通道1-5为蜂窝状S形流道)；

图13是本发明用于制冷设备上的钎焊板式蒸发器或冷凝器的整体结构立体图(制冷剂进入主通道1-1和制冷剂流出主通道1-2内设置有波形分流翅片5)；

图14是图13的H-H截面图；

图15是图13的I-I截面图；

图16是波形分流翅片5的结构立体图；

图17是图16的J-J截面图；

图18是图16的K-K截面图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图6说明本实施方式，本实施方式包括前板1和后板2，前板1与后板2扣合并钎焊连接，在扣合面上形成有制冷剂进入主通道1-1、制冷剂流出主通道1-2和数个支通道1-5，每个支通道1-5的一端与制冷剂进入主通道1-1连通，每个支通道1-5的另一端与制冷剂流出主通道1-2连通。

通过在扣合面上压有密集的、扁小的制冷剂通道，可以使制冷剂覆盖面积最大，使用量最小，制冷、散热效率最高，通过钎焊方式连接，可以使两张板面形成面接触，并且是金属键方式的牢固连接，可以实现工业化、自动化的高效率大生产，比吹胀式、丝管式等其他形式的蒸发器和冷凝器的综合优势高很多。

具体实施方式二：结合图1至图6说明本实施方式，本实施方式的制冷剂进入主通道1-1、制冷剂流出主通道1-2和数个支通道1-5均为在前板1或后板2中任意一块板面上的凸起流道。这样设计为使蒸发器或冷凝器形成单面起鼓流道，与单面起鼓流道对应的另一块板体为平面，使得本蒸发器或冷凝器安装在冰箱或冰柜上时，平面与冰箱塑料壳体是面接触，而现有技术为双面起鼓，双面都是线接触，因此，单面起鼓相比双面起鼓的有效利用空间大，并增加了制冷面积，缩短了压缩机的工作时间，制冷散热(换热)速度快、效率高。就冰箱、冰柜类制冷设备的蒸发器而言，单面起鼓流道的蒸发器有利于其平面板与制冷设备塑料壳体形成面接触，使制冷速度更快、效率更高，压缩机的工作时间也会因此缩短很多，能耗降很多，并且可以减薄保温层厚度，缩小箱体体积或增大箱体的有效空间利用率，还节约保温材料和金属材料。如果是吹胀式、盘管式的双面起鼓，则起鼓面与塑料壳体是线接触，其制冷速度和效率要低很多，并且要增加保温层厚度，增大箱体体积，浪费大量保温材料、金属材料和电能。就冰箱、冰柜类制冷设备的冷凝器而言，用本专利的单面起鼓冷凝器，可以替代现在市场上使用的内粘式或外挂式冷凝器，并且可以用冷凝器板兼做壳体板，省掉一块外壳金属板材料。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式的制冷剂进入主通道1-1、制冷剂流出主通道1-2和数个支通道1-5为前板1上的凸起流道和后板2上的凸起流道共同构成。这样设计为使蒸发器或冷凝器形成双面起鼓流道，对于外挂式的冷凝器，可以使用双面起鼓，这样可以增加一些散热面积和增强一面的气流扰动，可提高一些散热效率。对于特殊的双面制冷装置，双面起鼓设计，可以增加一面的气流扰动，进而提高一些制冷效率。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式的制冷剂进入主通道1-1为两条或多条平行设置的通道，所述两条或多条制冷剂进入主通道1-1之间通过多个分流子通道1-6连通；所述制冷剂流出主通道1-2为两条或多条平行设置的通道，所述两条或多条制冷剂流出主通道1-2之间通过多个分流子通道1-6连通，改变分流子通道1-6的截面积，以控制分流子通道1-6中制冷剂的流量，从而使制冷剂在板面上的分布更加均衡。

当制冷剂进入主通道1-1截面面积较小时，需要将制冷剂进入主通道1-1设置为两条或多条通道；当制冷剂流出主通道1-2的截面面积较大时，需要将制冷剂流出主通道1-2设置为多条以上通道。增加的主流道是为了增加制冷剂的截面流量。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式五：结合图1说明本实施方式，本实施方式的数个支通道1-5为平行流式流道、菱形交叉式流道或蜂窝交叉式流道。平行流式流道有利于在熔冰、熔霜时便于融霜水顺流道流入冰箱集流槽中。菱形交叉式流道和蜂窝交叉式流道使网格加密，使得制冷剂的占比大、换热效率高。为了确保蒸发器或冷凝器的制冷量、散热量，制冷剂在整个循环过程中的总流量要相近，即制冷剂流经导管、主通道和支通道的截面积条件是：制冷剂进入主通道的截面积要接近于导管中流入的制冷剂截面积，制冷剂同时通过支通道的截面积之和要大于流入或流出主通道的面积之和。其它组成及连接关系与具体实施方式一至四中任意一个实施方式相同。

具体实施方式六：结合图1说明本实施方式，本实施方式是在前板1与后板2的扣合面上还设置有向外凸起的引入通道1-3和向外凸起的引出通道1-4，引入通道1-3与制冷剂进入主通道1-1连通，引出通道1-4与制冷剂流出主通道1-2连通，引入通道1-3和引出通道1-4均为管状。其它组成及连接关系与具体实施方式一至四中任意一个实施方式相同。

具体实施方式七：结合图9、图10、图11和图12说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式七不同的是它还增加有进入通道阻流板3和流出通道阻流板4，进入通道阻流板3设置在制冷剂进入主通道1-1中，流出通道阻流板4设置在制冷剂流出主通道1-2中，进入通道阻流板3和流出通道阻流板4将数个支通道1-5分为数组支通道1-5，进入通道阻流板3与引入通道1-3之间的数个支通道1-5为第一组支通道，进入通道阻流板3与流出通道阻流板4之间的数个支通道1-5为第二组支通道，流出通道阻流板4与引出通道1-4之间的数个支通道1-5为第三组支通道，以此类推，本实施方式不局限于三组支通道，可根据需要设置N组支通道；制冷剂由引入通道1-3进入后经第一组支通道进入制冷剂流出主通道1-2，再由第二组支通道进入制冷剂进入主通道1-1中，再由第三组支通道进入制冷剂流出主通道1-2中，最后经引出通道1-4流出，这样的多次循环，多组支通道1-5既形成了S形流道。S形流道使得板面的温度分布更加均衡。其它组成及连接关系与具体实施方式六相同。

具体实施方式八：结合图13至图18说明本实施方式，本实施方式为主制冷剂进入主通道1-1和制冷剂流出主通道1-2均是板翅式结构，所述钎焊板式蒸发器或冷凝器还包括两个波形分流翅片5，两个波形分流翅片5分别设置在制冷剂进入主通道1-1和制冷剂流出主通道1-2中，波形分流翅片5与前板1和后板2钎焊方式连接。增加分流翅片，可使制冷剂流经支通道时分布的更加均衡。其它组成及连接关系与具体实施方式一至三中任意一个实施方式相同。

具体实施方式九：结合图16至图18说明本实施方式，本实施方式的波形分流翅片5为波形翅片，波形分流翅片5的每个波形壁上沿纵向设有数个分流孔5-1，为确保制冷剂分布均匀，数个分流孔5-1的孔径由制冷剂进入端或流出端至其远端逐渐增大，数个分流孔5-1中由制冷剂进入端或流出端至其远端相邻的两个分流孔5-1间距逐渐减小。例如：制冷剂进入端至制冷剂流出端的数个分流孔5-1依次为第一个分流孔5-1、第二个分流孔5-1、第三个分流孔5-1、第四个分流孔5-1……，第一个分流孔5-1的直径为第二个分流孔5-1的直径为第三个分流孔5-1的直径为依此类推；第一个分流孔5-1至第二个分流孔5-1的间距为S1、第二个分流孔5-1至第三个分流孔5-1的间距为S2、第三个分流孔5-1至第四个分流孔5-1的间距为S3，S3＜S2＜S1。为了保证靠近引入、引出导管处和远离引入、引出导管处的制冷剂流量相近，我们通过控制冲压在波形分流翅片5上的孔径、孔距和孔数，即可调节进入和流出支通道的制冷剂流量，原因是制冷剂在靠近主通道入口或出口处的压力大，那在靠近入口处或出口的孔距要大、孔径要小、孔数要少，这样就可以保证制冷剂在板面内的分布更加均匀。与其它组成及连接关系与具体实施方式八相同。

具体实施方式十：本实施方式是制冷设备为冰箱或冰柜。其它组成及连接关系与具体实施方式九相同。

具体实施方式十一：结合图1说明本实施方式，本实施方式是通过以下步骤实现的：

步骤一、对前板1和后板2进行冲压；利用模具压制出制冷剂进入主通道1-1、制冷剂流出主通道1-2和数个支通道1-5；

步骤二、对前板1和后板2进行清洗；用中性清洗剂或酸碱水清洗；

步骤三、将前板1与后板2扣合设置；

步骤四、将前板1与后板2置于钎焊炉中，加热到钎焊温度，保温一定时间，然后降温出炉后，前板1与后板2自动焊合，检查前板1与后板2是否漏气；前板1与后板2焊合后，检查前板1与后板2是否漏：向蒸发器或冷凝器内通空气或氦气，以检查是否漏气；

步骤五、对钎焊后的蒸发器或冷凝器的表面进行处理。

钎焊——利用熔点比母材合金低的填充合金(钎料)，经高温加热使钎料熔化(母材不熔化)，使液态钎料润湿母材并填充板间隙，通过扩散实现连接的焊接方法。

具体实施方式十二：本实施方式是步骤四中的钎焊温度为：当前板1和后板2的材质为铝质时，加热温度为580℃～630℃，当前板1和后板2的材质为钢质时，加热温度为800℃～1250℃，当前板1和后板2的材质为铜质时，加热温度为180℃～950℃，所述步骤四中的保温时间为10分钟～40分钟。其它方法与具体实施方式十一相同。

具体实施方式十三：本实施方式是步骤五中的处理方式采用打磨、喷漆、着色、阳极氧化、电泳涂漆、静电喷涂、亲水或疏水的方式。其它方法与具体实施方式十一相同。

上述实施方式中有三种主通道和三种以上的支通道：

第一种主通道：在前板1与后板2的扣合面上形成一条制冷剂进入主通道1-1和制冷剂流出主通道1-2；根据制冷剂的流量和分流需要，通道内可以放置或不放置波形分流翅片5。

第二种主通道：在前板1与后板2的扣合面上形成有两条平行设置的制冷剂进入主通道1-1和两条平行设置的制冷剂流出主通道1-2；

第三种主通道：在前板1与后板2的扣合面上形成三条及三条以上的平行设置的制冷剂进入主通道1-1和三条及三条以上的平行设置的制冷剂流出主通道1-2；

第一种支通道：平行流式流道，见图1；

第二种支通道：菱形交叉式流道，见图7；

第三种支通道：蜂窝交叉式流道，见图8；

上述三种主通道和三种支通道可以任意组合。