本實(shí)用新新型總地涉及熱交換器組件,更具體地涉及用于熱交換器組件的流體管。
背景技術(shù):
熱交換器組件,例如用于機(jī)動(dòng)車(chē)輛的散熱器、冷凝器或蒸發(fā)器,通常包括入口集管、出口集管、水力連接兩集管用于其之間流體流動(dòng)的多根流體管和連接這些流體管的外翅片。集管、流體管和翅片通常組裝成整體結(jié)構(gòu)并且進(jìn)行釬焊以形成熱交換器組件。
第一傳熱流體,例如液體冷卻劑,通過(guò)這多根管從入口集管流向出口集管。第一傳熱流體接觸管的內(nèi)表面,同時(shí)第二傳熱流體,例如外部空氣,接觸管的外表面。在第一和第二流體之間存在溫差之處,熱量通過(guò)管壁從高溫流體傳給低溫流體。在管的通道內(nèi)設(shè)置內(nèi)翅片以增加傳熱的有效表面積以及增加管的結(jié)構(gòu)整體性是已知的。翅片基本沿著管的長(zhǎng)度延伸并且限定出多個(gè)通道或端口用于集管之間的傳熱流體流動(dòng)。
對(duì)于固定式空調(diào)系統(tǒng),用戶(hù)通常要求貫穿離開(kāi)蒸發(fā)器的氣流的最高值與最低值空氣溫度差不超過(guò)4F°。一種解決方案是使用面對(duì)式U型流動(dòng)制冷劑的流動(dòng)布置,即,熱交換器組件中的制冷劑的流動(dòng)路徑呈U型。已知的此類(lèi)熱交換器包括兩個(gè)集管和設(shè)置在兩個(gè)集管之間的流體管,如圖1所示,其中一個(gè)集管具有沿集管長(zhǎng)度布置的縱向分隔件,該集管被一分為二,集管的一半腔室作為入口腔,另一半腔室作為出口腔,同時(shí),另一個(gè)集管被用作返回集管,從而形成制冷劑的U型流動(dòng)路徑。已知的另一種方案是采用兩組流體管和集管,在兩組之間通過(guò)連通孔使之彼此連接。但上述方案的成本較高,且制造相對(duì)復(fù)雜。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為在克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足,進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本,本實(shí)用新型提供了一種用于熱交換器組件的流體管,流體管由折疊導(dǎo)熱材料板形成,流體管包括:外壁,外壁具有一對(duì)頂壁、與頂壁隔開(kāi)布置的底壁和連接頂壁和底壁的側(cè)壁;中心壁,中心壁在流體管內(nèi)部從頂壁至少其中一個(gè)的邊緣向底壁延伸,且抵接到底壁的內(nèi)表面,以將流體管分隔成兩個(gè)腔室;其中,中心壁上設(shè)有連通孔以使兩個(gè)腔室流體連通。
根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面,流體管還包括位于流體管內(nèi)部的波紋部分,波紋部分從中心壁向側(cè)壁延伸,并且波紋部分由波峰部和連接部構(gòu)成,波峰部和連接部交替設(shè)置且位于頂壁和底壁之間的,波峰部與頂壁或底壁的內(nèi)表面抵接;連接部設(shè)有連通孔。
根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面,流體管具有第一端和第二端,第一端敞開(kāi)以通入或通出制冷劑,第二端封閉,并且僅在鄰近第二端的一部分中心壁上設(shè)置多個(gè)連通孔。
根據(jù)本實(shí)用新型的又一個(gè)方面,流體管具有第一端和第二端,第一端敞開(kāi)以通入或通出制冷劑,第二端封閉,僅在鄰近第二端的中心壁的一部分和波紋部分的連接部的一部分上分別設(shè)置多個(gè)連通孔。較佳,設(shè)有連通孔的中心壁的部分和連接部的部分的長(zhǎng)度為15mm。
根據(jù)本實(shí)用新型的又一個(gè)方面,中心壁和波紋部分的連接部上的連通孔在導(dǎo)熱材料板折疊之前滾壓成形在導(dǎo)熱材料板上。
根據(jù)本實(shí)用新型的又一個(gè)方面,中心壁和波紋部分的連接部在流體管的整個(gè)長(zhǎng)度上間隔地設(shè)有多個(gè)連通孔。
此外,本實(shí)用新型還提供了一種熱交換器組件,包括:集管,集管具有沿集管的長(zhǎng)度延伸的分隔件,將集管空腔分隔為入口腔和出口腔;多個(gè)如上的流體管,流體管具有第一端和第二端,第一端連接到集管,流體管內(nèi)位于中心壁的一側(cè)的腔室與入口腔流體連通,位于中心壁另一側(cè)的腔室與出口腔流體連通。較佳地,流體管的第二端壓接封閉。此外,該熱交換器組件較佳地為空調(diào)系統(tǒng)中的蒸發(fā)器。
此外,本實(shí)用新型還提供了一種熱交換器組件,包括:上述的流體管,每根流體管具有第一端和第二端;第一集管,流體管的第一端與第一集管相連;以及第二集管,流體管的第二端與第二集管相連。較佳地,中心壁和波紋部分的連接部在流體管的整個(gè)長(zhǎng)度上間隔地設(shè)有多個(gè)連通孔。
采用根據(jù)本實(shí)用新型的B型折疊流體管能夠有效促進(jìn)內(nèi)通道之間制冷劑的混合。而且,僅需一根集管就能夠?qū)崿F(xiàn)制冷劑的U型流動(dòng),從而在空調(diào)系統(tǒng)的整體體積有限制的情況下,蒸發(fā)器的換熱芯部的有效面積更大,從而蒸發(fā)器性能得以提高。
附圖說(shuō)明
以下,本實(shí)用新型將結(jié)合附圖做進(jìn)一步的描述,其中:
圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的制冷劑呈U型流動(dòng)的熱交換器組件的示意圖。
圖2為根據(jù)本實(shí)用新型的熱交換器組件的示意圖。
圖3為根據(jù)本實(shí)用新型的流體管的剖視圖。
圖4為根據(jù)本實(shí)用新型的單根流體管的俯視圖。
圖5為根據(jù)本實(shí)用新型的流體管中制冷劑流動(dòng)路徑示意圖。
圖6示出了用于制造根據(jù)本實(shí)用新型的流動(dòng)管的金屬板的示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。在以下的描述中闡述了更多的細(xì)節(jié)以便于充分理解本實(shí)用新型,但是本實(shí)用新型顯然能夠以多種不同于此描述的其它方式來(lái)實(shí)施,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本實(shí)用新型內(nèi)涵的情況下根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況作類(lèi)似推廣、演繹,因此不應(yīng)以此具體實(shí)施例的內(nèi)容限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的熱交換器組件,該熱交換器組件例如典型地被用作空調(diào)系統(tǒng)中的蒸發(fā)器10。如圖2所示,該蒸發(fā)器包括一根集管20以及多根流體管50,流體管50的第一端66流體連通地連接到集管20,而流體管50的與第一端66相對(duì)的第二端67且不連接到任何集管。較佳地,在流體管50之間通常還設(shè)有散熱翅片(未圖示),以增加傳熱的有效面積。在本實(shí)用新型中,蒸發(fā)器10的流體管50本身在第二端處具有一個(gè)能夠使流體制冷劑作U型轉(zhuǎn)向的構(gòu)造,從而第二端67處無(wú)需配置如圖1中那樣的返回集管。
參照?qǐng)D3和圖4,它們分別示出了圖2的蒸發(fā)器10中的流體管50的剖視圖和俯視圖。流體管50總體是一根通過(guò)導(dǎo)熱材料板折疊而成的、具有B型剖面的折疊管50。
從圖3的剖視圖中可看到,該流體管50包括一對(duì)頂壁51、與成對(duì)頂壁51間隔開(kāi)布置的底壁52以及連接頂壁51和底壁52的側(cè)壁53。這里,成對(duì)的頂壁51和底壁52大致平行,且較佳地,兩個(gè)頂壁51在底壁52的大致中央位置集合在一起,頂壁51和底壁52之間形成流體制冷劑流動(dòng)的空間。整體上,頂壁51、底壁52和側(cè)壁53整個(gè)地構(gòu)成了流體管50的外壁。流體管50還包括在管50內(nèi)部大致中心位置的中心壁55。在本實(shí)施例中,中心壁55成對(duì)設(shè)置,并且大致垂直地從頂壁51的邊緣向底壁52一體延伸,并且抵接到底壁52的內(nèi)表面,該中心壁55將流體管50分隔兩個(gè)腔室。進(jìn)一步,流體管50還包括位于流體管50內(nèi)部的波紋部分,波紋部分連接在中心壁55邊緣,并且它從中心壁55向側(cè)壁53延伸。波紋部分具有交替設(shè)置的、位于頂壁51和底壁52之間的波峰部58和連接部60,波峰部58與頂壁51或底壁52的內(nèi)表面抵接。波紋部分將中心壁55兩側(cè)的兩個(gè)流體流動(dòng)的腔室進(jìn)一步分隔成了一連串內(nèi)通道68、69。波峰部58和連接部60的數(shù)量和寬度可以根據(jù)蒸發(fā)器20的性能要求進(jìn)行設(shè)定??梢岳斫?,流體管50的外壁、中心壁55和波紋部分是由一整塊導(dǎo)熱材料板折疊而成的,較佳地,導(dǎo)熱材料板例如可以是薄的、易于折疊的復(fù)合鋁板。
從圖3中可以看到在流體管50的中心壁55上設(shè)置多個(gè)連通孔62,使得制冷劑能夠在兩個(gè)腔室之間連通,同時(shí),波紋部分的每一個(gè)連接部60上也設(shè)置了多個(gè)連通孔63,使制冷劑能夠在內(nèi)通道68和68或內(nèi)通道69和69之間流通。
這些連通孔62、63能夠被作用使流體制冷劑作U型轉(zhuǎn)向的通路結(jié)構(gòu),從而取代現(xiàn)有技術(shù)中所需的返回集管。當(dāng)連通孔62、63用作U型轉(zhuǎn)向通路結(jié)構(gòu)時(shí),如圖4所示,流體管50的第一端構(gòu)造成是敞開(kāi)的,流體管50的第二端則被封閉,且這些連通孔62僅設(shè)置在自封閉端67起一段長(zhǎng)度H的中心壁55上。此外,波紋部分的連接部60也僅在自封閉端67起一段長(zhǎng)度H上設(shè)有連通孔63。該長(zhǎng)度H較佳可以設(shè)定為15mm??梢詷?gòu)想,波紋部分的連接部60設(shè)置有連通孔63的一部分的縱向長(zhǎng)度不僅限于與中心壁設(shè)置連通孔62的一部分的縱向長(zhǎng)度相等,連接部60具有連唱片兒孔的部分的長(zhǎng)度可以更長(zhǎng),甚至于可以在流體管50縱向(即制冷劑流動(dòng)方向)的整個(gè)長(zhǎng)度上均勻地設(shè)置地多個(gè)連通孔63,這將有助于促進(jìn)各個(gè)內(nèi)通道68、69之間制冷劑的均勻性。
較佳地,可以通過(guò)壓接流體管50的第二端67使其密封,這樣,流體管50的制造工藝相對(duì)較為簡(jiǎn)單?;蛘?,也可以采用本領(lǐng)域中常規(guī)的其他端部封閉手段如焊接或附加的密封件等使第二端67密封。此外,由于密封的第二端67不再連接到集管20,為了保持流體管50的第二端67,可以采用一個(gè)釬焊框架。
另一方面,連通孔62、63的大小和形狀通常取決于流體管50整體的壓降要求以及形成連通孔的工具的限制。
如上所述,本實(shí)用新型的流體管50是通過(guò)一整塊導(dǎo)熱材料板40折疊而成的,因此,可以方便地在導(dǎo)熱材料板40折疊之前預(yù)先形成連通孔62、63。如圖6所示,其中示出了用于形成根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的流動(dòng)管的鋁板40的展開(kāi)圖,在預(yù)定位置采用滾壓成形的方式在鋁板40上穿設(shè)多個(gè)連通孔62、63。在連通孔62、63形成之后,再通過(guò)現(xiàn)有的折疊裝置將板40折疊成如圖3所示的B型結(jié)構(gòu),最后,壓接流體管50的一個(gè)端部以形成封閉端67,這樣便構(gòu)成了一個(gè)預(yù)制的流體管50。
再回到圖2,多根上述預(yù)制的流體管50被連接到同一根集管20。通常,該集管20具有沿集管20長(zhǎng)度延伸的分隔件,從而將集管20的內(nèi)部空腔分隔為入口腔和出口腔。上述流體管50的中心壁55分隔出的兩個(gè)腔室分別與入口腔和出口腔相連,即位于中心壁55的一側(cè)的腔室68與入口腔流體連通,位于中心壁55另一側(cè)的腔室69與出口腔流體連通。通常,參照?qǐng)D3和圖4,兩相制冷劑從入口腔流入流體管50的中心壁55一側(cè)的多個(gè)內(nèi)通道68,朝著封閉端67流動(dòng),然后,制冷劑在封閉端67附近通過(guò)中心壁55的連通孔62轉(zhuǎn)向流到中心壁55另一側(cè)的多個(gè)內(nèi)通道69中,流體制冷劑在這部分內(nèi)通道69中沿離開(kāi)封閉端67方向流向集管20,最后,通過(guò)集管20的出口腔離開(kāi)集管20。可以理解,中心壁55的兩側(cè)的內(nèi)通道中流體制冷劑流動(dòng)方向是相反的,從而實(shí)現(xiàn)的制冷劑面對(duì)面地U型流動(dòng),如圖5箭頭所示。
圖2的蒸發(fā)器10實(shí)現(xiàn)了制冷劑的U型流動(dòng),從而,使得流過(guò)蒸發(fā)器的空氣出口溫度的分布更均勻。而且,根據(jù)本實(shí)用新型的蒸發(fā)器10僅需要位于流體管50一端處的一個(gè)集管20,另一端無(wú)需設(shè)置集管,這樣不僅能夠節(jié)省生產(chǎn)成本,而且,在空調(diào)系統(tǒng)的整體體積有限制的情況下,蒸發(fā)器的換熱芯部的有效面積更大,從而蒸發(fā)器性能得以提高。
另一個(gè)方面,根據(jù)本實(shí)用新型的流體管可以用于作為冷凝器的熱交換器組件。例如,當(dāng)熱交換器組件用作一個(gè)空調(diào)系統(tǒng)中的冷凝器時(shí),可以在B型折疊流體管的包括中心壁55和連接部60的內(nèi)部分隔壁的整個(gè)縱向長(zhǎng)度上設(shè)置多個(gè)連通孔,較佳地,這些連通孔均勻間隔分布。帶有連通孔的B型折疊流體管兩端分別連接到兩個(gè)集管:一個(gè)集管作為入口集管和一個(gè)集管作為出口集管。與具有不帶有連通孔的B型折疊流體管50的冷凝器相比,根據(jù)本實(shí)用新型流體管能夠有效促進(jìn)內(nèi)通道之間制冷劑的混合,從而提升冷凝器的整體性能。
本實(shí)用新型雖然以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上,但其并不是用來(lái)限定本實(shí)用新型,任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi),都可以做出可能的變動(dòng)和修改。因此,凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容,依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何修改、等同變化及修飾,均落入本實(shí)用新型權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍之內(nèi)。