本實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:
熱交換器組件,例如用于機動車輛的散熱器、冷凝器或蒸發器,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構并且進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表面,同時第二傳熱流體,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,熱量通過管壁從高溫流體傳給低溫流體。在管的通道內設置內翅片以增加傳熱的有效表面積以及增加管的結構整體性是已知的。翅片基本沿著管的長度延伸并且限定出多個通道或端口用于集管之間的傳熱流體流動。
對于固定式空調系統,用戶通常要求貫穿離開蒸發器的氣流的最高值與最低值空氣溫度差不超過4F°。一種解決方案是使用面對式U型流動制冷劑的流動布置,即,熱交換器組件中的制冷劑的流動路徑呈U型。已知的此類熱交換器包括兩個集管和設置在兩個集管之間的流體管,如圖1所示,其中一個集管具有沿集管長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,另一個集管被用作返回集管,從而形成制冷劑的U型流動路徑。已知的另一種方案是采用兩組流體管和集管,在兩組之間通過連通孔使之彼此連接。但上述方案的成本較高,且制造相對復雜。
技術實現要素:
為在克服現有技術中的不足,進一步降低生產成本,本實用新型提供了一種用于熱交換器組件的流體管,流體管由折疊導熱材料板形成,流體管包括:外壁,外壁具有一對頂壁、與頂壁隔開布置的底壁和連接頂壁和底壁的側壁;中心壁,中心壁在流體管內部從頂壁至少其中一個的邊緣向底壁延伸,且抵接到底壁的內表面,以將流體管分隔成兩個腔室;其中,中心壁上設有連通孔以使兩個腔室流體連通。
根據本實用新型的另一個方面,流體管還包括位于流體管內部的波紋部分,波紋部分從中心壁向側壁延伸,并且波紋部分由波峰部和連接部構成,波峰部和連接部交替設置且位于頂壁和底壁之間的,波峰部與頂壁或底壁的內表面抵接;連接部設有連通孔。
根據本實用新型的另一個方面,流體管具有第一端和第二端,第一端敞開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置多個連通孔。
根據本實用新型的又一個方面,流體管具有第一端和第二端,第一端敞開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置多個連通孔。較佳,設有連通孔的中心壁的部分和連接部的部分的長度為15mm。
根據本實用新型的又一個方面,中心壁和波紋部分的連接部上的連通孔在導熱材料板折疊之前滾壓成形在導熱材料板上。
根據本實用新型的又一個方面,中心壁和波紋部分的連接部在流體管的整個長度上間隔地設有多個連通孔。
此外,本實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度延伸的分隔件,將集管空腔分隔為入口腔和出口腔;多個如上的流體管,流體管具有第一端和第二端,第一端連接到集管,流體管內位于中心壁的一側的腔室與入口腔流體連通,位于中心壁另一側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系統中的蒸發器。
此外,本實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長度上間隔地設有多個連通孔。
采用根據本實用新型的B型折疊流體管能夠有效促進內通道之間制冷劑的混合。而且,僅需一根集管就能夠實現制冷劑的U型流動,從而在空調系統的整體體積有限制的情況下,蒸發器的換熱芯部的有效面積更大,從而蒸發器性能得以提高。
附圖說明
以下,本實用新型將結合附圖做進一步的描述,其中:
圖1為現有技術中的制冷劑呈U型流動的熱交換器組件的示意圖。
圖2為根據本實用新型的熱交換器組件的示意圖。
圖3為根據本實用新型的流體管的剖視圖。
圖4為根據本實用新型的單根流體管的俯視圖。
圖5為根據本實用新型的流體管中制冷劑流動路徑示意圖。
圖6示出了用于制造根據本實用新型的流動管的金屬板的示意圖。
具體實施方式
下面結合具體實施例和附圖對本實用新型作進一步說明。在以下的描述中闡述了更多的細節以便于充分理解本實用新型,但是本實用新型顯然能夠以多種不同于此描述的其它方式來實施,本領域技術人員可以在不違背本實用新型內涵的情況下根據實際應用情況作類似推廣、演繹,因此不應以此具體實施例的內容限制本實用新型的保護范圍。
圖2示出了根據本實用新型一較佳實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系統中的蒸發器10。如圖2所示,該蒸發器包括一根集管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之間通常還設有散熱翅片(未圖示),以增加傳熱的有效面積。在本實用新型中,蒸發器10的流體管50本身在第二端處具有一個能夠使流體制冷劑作U型轉向的構造,從而第二端67處無需配置如圖1中那樣的返回集管。
參照圖3和圖4,它們分別示出了圖2的蒸發器10中的流體管50的剖視圖和俯視圖。流體管50總體是一根通過導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包括一對頂壁51、與成對頂壁51間隔開布置的底壁52以及連接頂壁51和底壁52的側壁53。這里,成對的頂壁51和底壁52大致平行,且較佳地,兩個頂壁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的空間。整體上,頂壁51、底壁52和側壁53整個地構成了流體管50的外壁。流體管50還包括在管50內部大致中心位置的中心壁55。在本實施例中,中心壁55成對設置,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的內表面,該中心壁55將流體管50分隔兩個腔室。進一步,流體管50還包括位于流體管50內部的波紋部分,波紋部分連接在中心壁55邊緣,并且它從中心壁55向側壁53延伸。波紋部分具有交替設置的、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的內表面抵接。波紋部分將中心壁55兩側的兩個流體流動的腔室進一步分隔成了一連串內通道68、69。波峰部58和連接部60的數量和寬度可以根據蒸發器20的性能要求進行設定。可以理解,流體管50的外壁、中心壁55和波紋部分是由一整塊導熱材料板折疊而成的,較佳地,導熱材料板例如可以是薄的、易于折疊的復合鋁板。
從圖3中可以看到在流體管50的中心壁55上設置多個連通孔62,使得制冷劑能夠在兩個腔室之間連通,同時,波紋部分的每一個連接部60上也設置了多個連通孔63,使制冷劑能夠在內通道68和68或內通道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型轉向的通路結構,從而取代現有技術中所需的返回集管。當連通孔62、63用作U型轉向通路結構時,如圖4所示,流體管50的第一端構造成是敞開的,流體管50的第二端則被封閉,且這些連通孔62僅設置在自封閉端67起一段長度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起一段長度H上設有連通孔63。該長度H較佳可以設定為15mm。可以構想,波紋部分的連接部60設置有連通孔63的一部分的縱向長度不僅限于與中心壁設置連通孔62的一部分的縱向長度相等,連接部60具有連唱片兒孔的部分的長度可以更長,甚至于可以在流體管50縱向(即制冷劑流動方向)的整個長度上均勻地設置地多個連通孔63,這將有助于促進各個內通道68、69之間制冷劑的均勻性。
較佳地,可以通過壓接流體管50的第二端67使其密封,這樣,流體管50的制造工藝相對較為簡單。或者,也可以采用本領域中常規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,本實用新型的流體管50是通過一整塊導熱材料板40折疊而成的,因此,可以方便地在導熱材料板40折疊之前預先形成連通孔62、63。如圖6所示,其中示出了用于形成根據本實用新型的實施例的流動管的鋁板40的展開圖,在預定位置采用滾壓成形的方式在鋁板40上穿設多個連通孔62、63。在連通孔62、63形成之后,再通過現有的折疊裝置將板40折疊成如圖3所示的B型結構,最后,壓接流體管50的一個端部以形成封閉端67,這樣便構成了一個預制的流體管50。
再回到圖2,多根上述預制的流體管50被連接到同一根集管20。通常,該集管20具有沿集管20長度延伸的分隔件,從而將集管20的內部空腔分隔為入口腔和出口腔。上述流體管50的中心壁55分隔出的兩個腔室分別與入口腔和出口腔相連,即位于中心壁55的一側的腔室68與入口腔流體連通,位于中心壁55另一側的腔室69與出口腔流體連通。通常,參照圖3和圖4,兩相制冷劑從入口腔流入流體管50的中心壁55一側的多個內通道68,朝著封閉端67流動,然后,制冷劑在封閉端67附近通過中心壁55的連通孔62轉向流到中心壁55另一側的多個內通道69中,流體制冷劑在這部分內通道69中沿離開封閉端67方向流向集管20,最后,通過集管20的出口腔離開集管20。可以理解,中心壁55的兩側的內通道中流體制冷劑流動方向是相反的,從而實現的制冷劑面對面地U型流動,如圖5箭頭所示。
圖2的蒸發器10實現了制冷劑的U型流動,從而,使得流過蒸發器的空氣出口溫度的分布更均勻。而且,根據本實用新型的蒸發器10僅需要位于流體管50一端處的一個集管20,另一端無需設置集管,這樣不僅能夠節省生產成本,而且,在空調系統的整體體積有限制的情況下,蒸發器的換熱芯部的有效面積更大,從而蒸發器性能得以提高。
另一個方面,根據本實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,當熱交換器組件用作一個空調系統中的冷凝器時,可以在B型折疊流體管的包括中心壁55和連接部60的內部分隔壁的整個縱向長度上設置多個連通孔,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集管:一個集管作為入口集管和一個集管作為出口集管。與具有不帶有連通孔的B型折疊流體管50的冷凝器相比,根據本實用新型流體管能夠有效促進內通道之間制冷劑的混合,從而提升冷凝器的整體性能。
本實用新型雖然以較佳實施例公開如上,但其并不是用來限定本實用新型,任何本領域技術人員在不脫離本實用新型的精神和范圍內,都可以做出可能的變動和修改。因此,凡是未脫離本實用新型技術方案的內容,依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何修改、等同變化及修飾,均落入本實用新型權利要求所界定的保護范圍之內。