专利名称：换热器的制作方法
技术领域：
本发明所涉及的是一种适用于机动车辆上空调系统的换热器，具体是一种具有一对箱体和许多联通两个箱体的热交换管的改进型换热器。
图26到图28所描述的是一种常规的用于空调系统的换热器，例如蒸发器或冷凝器。图26和图27中的换热器101包括一个上箱102和一个下箱103。上箱102包括一个上壁102a和一个下壁102b。下箱103包括一个上壁103a和一个下壁103b。许多热交换管104以流体可流动地联接在上箱102的下壁与下箱103的上壁之间。进入管105和排出管106连在上箱102上。换热介质例如冷却剂通过进入管105在换热器101从进入管流到排出管，如图29所示。当换热介质流过热交换管104时，热量的交换在换热介质和通过热交换管的气流107之间完成。
这种常规的换热器，由于其每个箱体102，103是用薄的平板(如铝板或铝合金板)所做成，当箱体内的压力超过一定的高度时箱壁容易变形，如图26到图28中点划线所示。上箱102的上壁102a和下箱103的下壁103b尤其容易变形。
为了解决这个问题，提出了两种箱体结构。第一种方案是使用相对较厚的板，而第二种方案是应用隔板把箱体的上、下壁连接起来。前一种结构增加了换热器的重量和造价。后一种结构在制造箱体时需要一个复杂的模子，同时也增加了换热器的造价。而且，如果箱体中布置了太多的隔板，则换热介质将遇到很大的流动阻力。这就降低了换热器的效率。
本发明的目的是要提供一种换热器，其箱体具有足够的抗高压变形能力，而不使用厚板材，并且便宜地生产出一种紧凑，重量轻且效率高的换热器。
这些目的以及其它目的是通过以下方法实现的，换热器包括一个上箱和一个下箱，使上下箱体相互联通的许多平行的热交换管，以及许多增强的部件和流通路径。这些增强部件通过连接箱体的上、下壁而使上、下箱中的至少一个得到增强。流通路径形成在增强部件上或在许多增强部件之间它使每个热交换管的内部和上、下箱中的至少一个的内部相互联通。
本发明的换热器通过以下实施例之一构成。
在所提出的第一个实施例中，每个增强部件是由许多热交换管中的一个形成。根据第一个实施例，热交换管通过上、下箱体的上、下壁至少伸入到它们中的一个的内部。热交换管的一端与上箱的上壁相连接或者与下箱的下壁相连接。在上、下箱内部的热交换管的端部有一个开口。
这个实施例可以改进成包括许多凹进部分的型式，它们分布在上箱的上壁上或下箱的下壁上。因而每个热交换管的端部可插入对应的凹进部分。
在所提出的第二个实施例中，增强部件是由许多热交换管形成。根据第二个实施例，热交换管通过上、下壁，至少伸进它们中的一个的内部。热交换管的端部与上箱的上壁相连接或者与下箱的下壁相连接。上、下箱内部的热交换管端部有一个扩大直径部分。在扩大直径部分有一个开口。
扩大直径部分可做成杯子形的，并朝外壁方向有开口，或者在其端部等分成许多条带。在后一种情况中，由这些条带形成锥形路径以致于条带朝外壁方向张开。
在所提出的第三种实施例中，在热交换管穿过的壁的相对的那个箱壁上形成有许多凸起部分，增强部件包括端部与凸起部分的接合。端部有开口以便与箱体内部相联通。
在所提出的第四种实施例中，增强部件包括联接至少上箱和下箱之一的上壁和下壁的多个圆柱形壁。通过将上、下壁中的一个压成圆柱形壁以使它们突入箱体内部。圆柱形壁上有与箱体内部相联通开口。热交换管的端部伸进圆柱形壁中。
在这个实施例中，圆柱形壁可通过使箱体的上、下壁中的一个变形而形成，优选的是热交换管要伸入的那一个壁变成。相反，圆柱形壁也可通过使上、下壁都变形而形成。
在所提出的第五个实施例中，每个增强部件包括联接箱体的上、下壁立柱。立柱布置在热交换管之间。立柱之间的空间形成流通路径，冷却剂通过它在箱体内流动。立柱可以是杆或管。
根据所提出的实施例，在换热器中，增强部件使箱壁抵抗因工作流体的压力产生变形的能力得到提高。所提出的实施例中的增强部件在没有增加板厚以及没有增加热交换管的间距的情况下而使箱体得到强化。与增强部件相关的流通路径保持换热介质在箱体内有效流动。综上所述，一种简单的，重量轻的，强度好的而且效率高的换热器可被廉价地制造出来。
本发明进一步目的、特点和优点将在对于所提出的实施例，参考相应的附图，进行更详细的描述中得到体现。
所提出的一些本发明的典型实施例通过参考以下附图加以描述，这些附图仅是具体的例子，本发明并不局限于此。
图1是根据所提出的第一种实施例的一种换热器的透视图。
图2是图1所示换热器的垂直方向的局部放大剖视图。
图3是图2所示换热器改进型式的垂直方向局部剖视图。
图4A到图4D是根据所提出的第一种实施例的换热器的热交换管的局部透视图。
图5是根据图2所示的换热器的另一种改进型式垂直方向的局部剖视图。
图6是图5所描述的换热器的垂直方向的局部剖视图，此图展示了一处更好的换热器的制造方式。
图7是根据所提出的第二种实施例的换热器的正视图。
图8是图7所示的换热器的垂直方向的局部放大剖视图。
图9是图8所示的热交换管扩大部分的透视图。
图10是根据图B所示的换热器改进型式的垂直方向局部剖视图。
图11是图10所示的热交换管扩大直径部分透视图。
图12是热交换管的端部和夹紧装置的投影图，此图展示了图11所示的扩大直径部分的一种制造方法。
图13是根据所提出的第三种实施例的换热器垂直方向的局部剖视图。
图14是图13所示换热器沿着图13中ⅩⅣ-ⅩⅣ线剖开的横截面剖视图。
图15是根据图13所示的换热器改进型式垂直方向的局部剖视图。
图16是图15所示换热器沿着图15中ⅩⅣ-ⅩⅣ线剖开的横截面剖视图。
图17是根据所提出的第四种实施例的换热器的正视图。
图18是图17所示换热器垂直方向的局部放大剖视图。
图19是图18所示的圆柱形壁的透视图。
图20是根据图18所示换热器的改进型式垂直方向的局部剖视图。
图21是图20所示圆柱形壁的透视图。
图22是根据所提出的第五种实施例的换热器的正视图。
图23是图22所示换热器沿图22中ZZIII-ZZIII线剖开的横截面局部放大剖视图。
图24是图23所示换热器垂直方向的剖视图。
图25是根据图24所示换热器改进型式垂直方向的局部剖视图。
图26是一种常规换热器的正视图。
图27是图26所描述的换热器的侧视图。
图28是图26所示换热器垂直方向的局部放大剖视图。
图29是一种常规换热器的透视图解，此图示意了换热介质的流动。
参考图1和图2，根据所提出的第一种实施例得到换热器1。换热器1包括一个上箱2和一个下箱3。上箱2里面用一个隔板将其划分成两个室a和4b。进入管6和排出管7与上箱2相联接。许多热交换管8(例如冷凝管)联通在箱2和3之间。热交换管8按纵向和横向排列在换热器1上。每个热交换管8是圆形截面。上、下箱2和3和热交换管是用铝或铝合金制造。
参考2，上箱2包括一个上壁2a和一个下壁2b。下箱3包括一个上壁3a和下壁3b。热交换管8伸入孔2c设置在上箱2的下壁2b上的孔2c和设置在下箱3的上壁3a上的孔3c，从而进入上、下箱2和3的内部。每个热交换管8的顶部8a分别通过上箱2的上壁2a的内表面和下箱3的下壁3b的内表面接触。顶部8a与壁2a和3b通过焊接连在一起。热交换管8的圆周表面通过钎焊安装在孔2C和3C中。
开口9设在上、下箱2和3内部的每个热交换管8的特定位置上。尽管图示的开口9是做在靠近上壁2a或下壁3b处，但它们也可做在上、下箱2、3内沿热交换管8的任何处。开口9可在每个端部8b处做成“U”形长孔。每个开口9使得每个热交换管8与上箱2或下箱3相联通。
在所提出的第一种实施例中，上箱2的上壁2a和下壁2b通过热交换管8相互连接。类似地，下箱3的上壁3a和下壁3b通过热交换管8相互连接。通过这些连接，箱2和箱3的强度，特别是其内部抵抗流体压图所产生变形的能力得到大大的提高，而且没有采用厚板材制造箱体和箱体中没有采用不必要的隔板。因此，一种简单的、重量轻的换热器可以便宜是制造出来。
以上所描述的可加强箱体2和3的结构在没有改变热交换管8的布置间距的情况下可制造出来。然而，流体从每个热交换管8内部流到上、下箱体的内部的流动效率由每个流通路径9所保证。因此可得到一种高效的，牢固的而且便宜的换热器。
在所提出的第一种实施例中，尽管在两个箱2和3上形成加强的和流通的结构，但此结构也可单独应用于上箱2和下箱3中的一个。
图3描述了第一种实施例的一种改进型式。在这种实施例，在上箱2的上壁2a和下箱3的下壁3b上做了许多凹进部分2d和3d。每个热交换管8的上端部8b和下端部8b分别伸进相应的凹进部分2d和3d。顶部8a和端部8b与凹进部分2d或3d的内表面钎焊在一起。
在包括凹进部分的这种结构中，牢固地安装在箱壁2a或3b上热交换管8的顶部8a和端部8b被8b。因此，内部抵抗因工作流体压图产生变形的能力得到进一步提高。
在前面的实施例中，顶部8a和开口9可改成各种不同的形态和结构，例如图4a到图4D所示的几种形式。图4A所示的结构实质上与图2和图3所示的结构相同。在图4B所示的结构中，在管10靠近端部10b的地方两侧开有对称长孔。在图4C所示的结构中，每个热交换管12的端部12b是锥形的。长孔13沿轴线方向，从顶部12a开口往下逐渐加宽。在图4D所示的结构中，每个热交换管14的顶部14b斜切出一个流通路径15。
图5所示的是第一种实施例的另一种改进型式。在这种改进型式中，每个热交换管17在其端部17b处做有一个台阶16。台阶16与上箱2的下壁的外表面或下箱3的上壁3a的外表面相贴紧。与第一种实施例相似，在每个热交换管17的顶部开有流通路径18。
如图6所示，如果热交换管17沿长度方向的尺寸不准确，可在台阶16处放上铜焊料19，以便热换管17能确实地焊接。
图7到图9所示的是所提出的第二种实施例。换热器21包括一种上箱22和一个下箱23。进入管24和排出管25与上箱22相连接。许多热交换管26(例如冷凝管)在箱体22和23之间相联通。上箱22包括一个上壁23a和一个下壁23b。每个热交换管26伸入上箱22的下壁22b上的孔22C和下箱23的上壁23a上的孔23C，从而使上箱22和下箱23内部相互联通。每个热交换管26的顶部26a与上壁22a的内表面接触，另一端部26a与下壁23b接触。顶部26a通过钎焊与箱壁22a和23b连接在一起。每个热交换管26的圆周表面与孔22C和23C的内表面钎焊在一起。
在热交换管26的端部26处做成一个扩大直径部分27，并将其安装于上箱22或下箱23的内表面。每个扩大直径部分27有一个开口朝上壁22a或下壁23b的杯子形状结构。在每个扩大直径部分27上的开口28形成一个流通路径。尽管扩大直径部分27在每个端部26处，但也可在每个热交换管26上仅有一个端部26b做成扩大直径的结构。此外，换热器可用一些两端都是扩大直径部分27的管26，而其余的管26可用只有一端进扩大直径部分27。
由于开口28是在扩大直径部分27处，虽然热交换管26是小的，但开口28能较容易地制造出来。并且开口28能相对地开得大一些，因为它开在扩大直径部分27处。因此，换热器21结构上的完善性是先进的，从而可使换热介质在箱体22和23里有效地流动。
图10和图11所示是第二种实施例的一种改进型式。在这种改进型式中，扩大直径部分31是在端部33b处等分成许多条带32，并且将条带32分散开，以使条带32的端部朝上箱22的上壁22a或下箱23的下壁23b方向张开。张开的条带32相邻之间的空间34形成流通路径。顶部32a与上箱22的上壁22a或下箱23的下壁23b的内表面焊接在一起。
扩大直径部分31可通过特别处理而得到，例如图12所示。在图12中，夹紧装置41包括一个锥形部分41a和许多连在锥部分41a上的斜片41b，将其压进管42中，该管42最终成为热交换管33。因此，散开的条带32和流通路径34可同时得到。
图13和图14所示是所提出的第三种实施例。在这种实施例中，在热交换管54伸入的下壁52b或上壁53a相对的上箱52的上壁52a或下箱53的下壁53b上做有许多凸起部分51。凸起部分51凸入箱体52和53的内部。热交换管54由许多管子组成。在这个实施例中，四个热换管54尤其是端部54b的顶部54a与每个凸起部分51焊接在凸起上。开口54C提供了热交换管54与箱体52、53内部相互联通的流通路径。
由于箱体52或53的上、下壁通过凸起部分51与端部54b而相互连接，箱体的强度得到了有效的提高。由于凸起部分51能够容易地压制而成而且热交换管54的端部不需要加工，因而这种换热器的制造是简单的。
图15和图16所示是第三种实施例的一种改进型式。在这种改进型式中，与热交换管58伸入的下壁56b或上壁57a相对的上箱56的上壁56a或下箱57的下壁57b上加工了许多凸起部分55。在每个凸起部分55的圆周表面上至少有一上凹进部分55a。在这种实施例中，每个凸起部分55的圆周表面上做了四个凹进部分。每个热交换管58沿着其靠近端部58b的外壁焊在凹进部分55a上。每个热交换管58的开口58C提供了管58与箱体56或57内部相互联通的流通路径。作为更进一步的改进，凸起部分55与热交换管58之间的接触面扩大了，从而使其连接的强度得到提高。
图17到图19所示的是所提出的第四种实施例。换热器61包括一个上箱62和一个下箱63。进口管64和排出管65与上箱62相连接。许多热交换管66(例如冷凝管)将箱体62和63联通在一起。上箱62包括一个上壁62a和一个下壁62b。下箱63包括一个上壁63a和一个下壁63b。每个热交换管66伸进上箱62的下壁62b和下箱63的上壁63a之间。在上箱62的下壁62b和下箱63的上壁63a上通过使其本身变形而做成许多圆柱形壁67。每个圆柱形壁67在装配时正好围绕在热交换管66端部的周围。圆柱形壁67伸向所对的壁上，即上壁62a或下壁63b。开口68做在每个圆柱形壁上，为了提供一种使管66和圆柱形壁67以及箱体62或63的内部相互联通的流通路径。每个圆柱形壁67的顶部67a与上壁62a或下壁63b的内表面相连接。热交换管66的顶部伸入至圆柱形壁67内的一个台阶处。
由于箱体52或53的上、下壁通过圆柱形壁67而相互连接在一起，箱体52和53抵抗因内部压力而产生变形的能力得到有效的提高。圆柱形壁67能容易地制造，例如压制。作为另一种换热器的结构，可仅选择箱体62、63中的一个制造成圆柱形壁的结构。
图20和图21所示是第四种实施例的一种改进型式。在这种改进型式中，圆柱形壁71由上箱74的下壁74b或下箱75的上壁75a上做居的第一个圆柱形壁72和上箱74的上壁74a或下箱75的下壁75b上做成的第二个圆柱形壁73所组成。第一个圆柱形壁72和第二个圆柱形壁73之间相互焊接在一起。每个圆柱形壁71上的开口76提供了使圆柱形壁71和箱体74、75内部之间相g线联通的流通路径。热交换管77的顶部伸进到第一个圆柱形壁72的台阶处。封堵板78装在上壁74a或下壁74b处起到封堵每个圆柱形壁71端部的作用。在这种结构中，其优点类似于第四种实施例。
图22到图24所示是所提出的第五种实施例。换热器81包括一个上箱82和一个下箱83。进管84和出管85与上箱82相联接。许多热交换管86(例如冷凝管)在箱体82和83之间相互联通。上箱82包括一个上壁82a和一个下壁82b。下箱83包括一个上壁83a和一个下壁83b。每个热交换管86伸进上箱82的下壁82b和下箱83的上壁83a的之间。在热交换管86的之间布置了许多立柱87。在这种实施例中，立柱87是杆状结构。每个杆87伸在上箱82的上、下壁82a、82b之间和下箱83的上、下壁83a、83b之间。而且每杆87伸进每个箱体82，83的壁中。每杆87的端部伸出到箱壁的外表面上并铆接好。而且在这种实施例中，每个铆接头焊接在箱体壁的外表面上。流体的流通路径就是杆87之间的空间。
由于立柱87具有相对较小的直径，它们在管86之间占有较小的空间。因而立柱87的构造并不改变热交换管86布置的间距。因此，箱体82和箱体83的强度和抵抗变形的能力得到有效的提高。
图25所示是第五种实施例的一种改进型式。在这种改进型式中，立柱91由空心管组成。每个管91与上箱82的上、下壁82a，82b相连接或与下箱83的上、下壁83a，83b相连接。这种改进的增强型结构应用于下箱83，凝聚在热交换管86的水可通过这些空心管91流出去而在下箱83的上壁83a没有明显的积聚。
尽管所提出本发明的好几种实施例得到详细的描述，但本发明并不局限于此。对一个本领域的技术人员来说可以做出各种各样的改进型式，它们与本发明所具有的新颖性和优越性并无不一致。因此，这里所展示的几种实施例仅是几个例子而已。本发明的范围并不局限于这些是可以理解的。本发明的范围在如下的权利要求中得到确定。
权利要求
1.一种换热器，包括以下组成部分一个上箱；一个与如上所述上箱相分隔开的下箱；联接上述的上、下箱之间的许多平行的热交换管；通过连接上述的上、下箱中的至少一个的上、下壁而使以上所述的上、下箱中的至少一个得到增强的部件；与如上所述的每个增强部件相结合的流通路径，如上所述的流通路径使流体在每个热交换管的内部和上所述的上、下箱体中的至少一种箱体内部可以流通。
2.如权利要求1所述的换热器，如上所述的增强部件包括所述的许多热交换管中的每个的顶部，所述的顶部通所述的上、下壁中的一个伸进到所述的上、下箱体中的至少一个的内部，并且与所述的顶部伸入的壁相对的壁相连接，所述的流通路径由一个在所述的热交换管的部分上的开口组成，热交换管被设在所述的上、下箱中的至少一个中。
3.如权利要求2所述的换热器，其特征在于所述的开口位置靠近所述相对的壁处。
4.如权利要求2所述的换热器，在所述的相对的壁上有许多凹进部分，所述的顶部伸进相应的凹进部分。
5.如权利要求2所述的换热器，在每个所述的热交换管上设有台阶部分，所述的台阶部分与所述的上箱和下箱中的至少一个的上、或下壁的外表面相连接。
6.如权利要求2所述的换热器，每个所述的热交换管被钎焊到所述的上、下箱中的至少一个的上、下壁上。
7.如权利要求1所述的换热器，所述的增强部件包括所述的许多热交换管中的每个顶部，所述的顶部通过所述的上、下壁伸进所述的上、下箱中的至少一个，并与所述的顶部穿过的壁相对的壁相连接，所述的热交换管还包括设在所述的热交换管的顶部的扩大直径部分，所述的扩大直径部分在所述的上、下箱中的至少一个的内部，并在其上有开口，以便使流体可在每个热交换管内部和所述的上、下箱中的一个的内部相互流通。
8.如权利要求7所述的换热器，其特征在于所述的扩大直径部分可做成开口朝所述的相对的壁的杯子形状。
9.如权利要求7所述的换热器，其特征在于所述的扩大直径部分可通过将所述的热交换管的顶部做成等分成许多条带而实现，并且将所述的条带张开，以便使所述的条带开口朝如上所述的相对的壁的方向。
10.如权利要求7所述的换热器，其特征在于每个所述的热交换管被钎焊在所述的上、下箱中的至少一个的上、下壁。
11.如权利要求1所述的换热器，其特征在于还包括凸入所述的上、下箱中的至少一个的内部的许多凸起部分，所述的凸起部分设在所述的许多热交换管穿过的上、下壁所相对的壁上，增强部件包括所述的热交换管的顶部与所述凸起部分可运行的连接，所述的顶部与凸起部分相连接以便流体可在所述的热交换管的内部和所述的上、下箱中的至少一个的内部相互流通。
12.如权利要求11所述的换热器，其特征在于所述的热交换管与所述的凸起部分的圆周表面沿着所述的端部相连接。
13.如权利要求11所述的换热器，其特征在于在至少一个所述的凸起部分圆周表面上设有至少一个凹进部分，至少一个所述的热交换管和所述至少一个凹进部分在所述的顶部的侧壁表面处相连接。
14.如权利要求11所述的换热器，其特征在于每个所述的热交换管被钎焊在所述的上、下箱的上、下壁上。
15.如权利要求1所述的换热器，其特征在于所述的增强部件包括与所述的上、下箱中的至少一个的上、下壁相连接的圆柱形壁，所述的圆柱形壁是通过使所述的上、下壁中的至少一个变形成圆柱形状而做成，以所述的圆柱形壁凸入所述的上、下箱中的至少一个的内部，所述的圆柱形壁有一个开口，该开口使流体在每个热交换管内部和所述的上、下箱中的至少一个内部相互流通。
16.如权利要求15所述的换热器，其特征在于所述的圆柱形壁通过使所述的上、下箱中的至少一个的上、下壁中的仅仅一个变形而做成。
17.如权利要求16所述的换热器，其特征在于所述的圆柱形壁被钎焊到所述的上、下箱中的至少一个的壁上，该壁与变形成的圆柱形壁的壁相对应。
18.如权利要求15所述的换热器，上所述的述圆柱形壁通过使所述的上、下箱中的至少一个的上、下壁都变形而做成，所述的圆柱形壁包括由上所述的上、下壁中的一个所做成的第一个圆柱形壁部分和由所述的上、下壁中的另一个所做成的么二个圆柱形壁，所述的第一和第二圆柱形壁相互连接在一起。
19.如权利要求18所述的换热器所述的第一个和第二圆柱形壁相互焊在一起。
20.如权利要求1所述的换热器，每个增强部件包括立柱，它将所述的上、下箱中的至少一个的上、下壁连接在一起，所述的立柱安装在所述的热交换管中至少一部分的之间，以使使所述的立柱之间的空间形成流通路径。
21.如权利要求20所述的换热器，所述的立柱包括一个穿过所述的上、下壁的杆。
22.如权利要求21所述的换热器，所述的杆在其伸出所述的上、下壁的外面的端部做成铆接头。
23.如权利要求21所述的换热器，所述的杆在其伸出所述的上、下壁外面的端部做成铆接头，所述的铆接与所述的上、下壁的外表面焊在一起。
24.如权利要求20所述的换热器，所述的立柱由安装在所述的上、下壁上的管子组成。
25.如权利要求24所述的换热器所述的管子通过焊接安装在所述的上、下壁上。
全文摘要
换热器包括上、下箱体，在上、下箱之间的许多平行的热交换管，许多上、下箱的上壁和下壁连接在一起的增强构件与每个增强构件相结合增强构件使箱体壁抵抗因工作流体压力而产生变形的强度得到增强，而没有增加壁的厚度，也没有扩大管之间的空间。流通路径保证了换热介质在箱体中的有效流动。
文档编号F28F9/00GK1104761SQ94106628
公开日1995年7月5日 申请日期1994年4月29日 优先权日1993年4月30日
发明者千叶朋广, 青木寿男, 及川玲伊 申请人:三电有限公司