换热器及其制造方法
技术领域
本申请涉及热交换技术领域，尤其涉及一种换热器及其制造方法。
背景技术
换热器，也称热交换器，被广泛应用于换热系统(比如空调系统)中。相关换热器可用于冷媒与冷却液之间进行热量交换，其结构如图1所示,包括集管器10、收集箱11、凸缘5和壳体4，收集箱11通过所述凸缘5与壳体4固定，换热管2通过集管器10固定。集管器10包括周边裙部10a，裙部10a由集管器10的边缘形成，该裙部10a具有侧向区域，集管器10通过该侧向区域与壳体4贴合；此外，凸缘5包括纵向壁17，所述纵向壁17布置为沿壳体4的四个侧壁15b、16b的内侧延伸，纵向壁17与折弯部20之间形成插接槽，壳体4的四个侧壁延伸至该插接槽内，壳体4的内侧壁和纵向壁17的外侧贴合并固定。上述换热器工作时，壳体4的换热腔内的冷却液会对壳体4的侧壁产生压力，壳体4的四个内侧壁与纵向壁17之间的焊缝可能造成冷却液从换热腔泄露。
发明内容
鉴于存在的上述问题，本申请提供了一种换热器，以降低冷却液从壳体的换热腔泄露的几率。
为了达到上述目的，本申请采用以下技术方案：
一种换热器，包括：集流箱、壳体和换热管，所述壳体包括第一端和换热腔，所述集流箱固定连接于所述第一端，所述换热管的至少部分位于所述换热腔，所述换热管的一端与所述集流箱固定连接，所述集流箱包括集流腔，所述换热管的内腔与所述集流腔连通；
所述集流箱包括安装部和围绕所述安装部设置的第一侧壁部，所述换热管与所述安装部固定连接，所述安装部和所述第一侧壁部围合形成一开口朝向所述第一端的连接槽，所述连接槽与所述第一端相适配，所述第一端至少部分位于所述连接槽内；
所述壳体包括第二侧壁部，第二侧壁部位于所述第一端，所述第一侧壁部和所述第二侧壁部密封贴合，所述第一侧壁部和所述第二侧壁部固定配合。
可选的，所述集流箱包括第一侧壁，所述安装部设置于所述第一侧壁，所述第一侧壁于所述安装部的位置朝所述集流腔的一侧凹陷形成所述连接槽。
可选的，所述第一侧壁部与所述安装部的连接处形成一夹角a，所述夹角a大于或小于90°。
可选的，所述第一端的端面与所述安装部的表面贴合。
可选的，所述第一侧壁部包括至少一个过渡段，所述过渡段将所述第一侧壁部的壁面分割为第一侧壁面和第二侧壁面，所述过渡段的表面与所述第一侧壁面和第二侧壁面相连并形成台阶。
可选的，所述集流箱为一体成型结构。
可选的，所述安装部朝向所述第一端的一侧设有凸起，凸起与所述第一侧壁之间形成定位间隙，所述第二侧壁部容纳于所述定位间隙。
可选的，所述安装部设有安装孔，安装孔与所述集流腔连通，所述换热管与所述安装孔固定连接，换热管与所述安装孔的连接处密封贴合。
可选的，所述壳体还包括第二端，所述壳体的外侧壁设置有连通所述换热腔的第一集流管和第二集流管，所述第一集流管设置于壳体靠近所述第一端的外侧壁，所述第二集流管设置于壳体的靠近所述第二端的外侧壁。
可选的，还包括散热件，所述散热件靠近所述第一集流管的一侧设置有第一缺口部，靠近第二集流管的一侧设置有第二缺口部，所述壳体的侧壁靠近所述第一端设置有与第一缺口部连通的第一接口，第一集流管通过所述第一接口与换热腔连通；所述壳体的侧壁的靠近所述第二端设置有与第二缺口部连通的第二接口，第二集流管通过所述第二接口与所述换热腔连通。
一种换热器的制造方法，包括：集流箱、壳体和换热管，所述壳体具有第一端和换热腔，所述集流箱具有集流腔，将所述集流箱、所述壳体和所述换热管进行组装，组装步骤包括：
在所述集流箱的一侧壁加工形成连接槽，连接槽用于容纳所述壳体的第一端；
在所述连接槽的底壁设置安装部，将换热管的一端与所述安装部固定，并且使换热管的内腔与所述集流腔连通；
将壳体的第一端插入到所述连接槽内，换热管的至少部分放置在所述换热腔，连接槽的第一侧壁部与壳体位于第一端的第二侧壁部密封贴合并进行固定。
由以上技术方案可见，所述安装部和所述第一侧壁部围合形成一开口朝向所述第一端的连接槽，所述连接槽与所述第一端相适配，所述第一端至少部分位于所述连接槽内，使第一侧壁部和所述壳体的第二侧壁部密封贴合，所述第一侧壁部和所述第二侧壁部之间固定配合，因此，通入换热腔的冷却液对壳体造成压力的同时，第一侧壁部对第二侧壁部会产生压紧力，降低冷却液从换热腔泄露的几率。
附图说明
图1是相关换热器的集流箱的结构示意图；
图2是本申请示例性实施例一的一种换热器的结构示意图；
图3是本申请示例性实施例一的换热器的分解示意图；
图4是本申请示例性实施例一的换热器的剖视图；
图5是本申请示例性实施例一的集流箱的结构示意图；
图6是图5虚线区域的放大图；
图7是本申请示例性实施例一的壳体的结构示意图；
图8是本申请的另一种实施例的散热件的结构示意图；
图9是本申请的示例性实施例二的集流箱的结构示意图；
图10是本申请的示例性实施例二的换热器的结构示意图；
图11是本申请示例性实施例三的集流箱结构示意图；
图12是本申请示例性实施例的换热器的制造流程图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
应当理解，本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个；“多个”表示两个及两个以上的数量。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。
下面结合附图，对本申请示例型实施例的换热器进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互补充或相互组合。
如图2至图7所示的实施例一的一种换热器，该换热器可应用于各种换热系统中，比如用CO2作为冷媒的制冷系统。所述的换热器也可以用于蒸发器、冷凝器、中间换热器等。
在本实施例中，换热器包括：第一集流箱100、壳体200、多个换热管300、多个散热件400、第二集流箱500、两个支架800。所述壳体200包括第一端201、第二端202和换热腔，所述第一集流箱100通过钎焊固定安装于所述第一端201，所述第二集流箱500通过钎焊固定安装于所述第二端202，所述换热管300的部分位于所述换热腔，换热管300的两端分别插接在所述第一集流箱100和第二集流箱500上。所述第一集流箱100和第二集流箱500的内部设置集流腔用于通入第一换热介质，且换热管300的两端面分别通入对应的集流腔内，所述换热管300的内腔与所述集流腔连通。支架800安装在集流箱上，支架800上设置螺孔，换热器可通过支架800固定在相应的地方。
可选的，所述换热管300的个数可以是一个或多个,换热管300的个数为一个时,散热件400可以是两个,换热管300夹在两个散热件400之间；换热管300有两个时，散热件400可以是一个，散热件400夹在两个换热管300之间；当然，换热管300和散热件400均可以有多个，换热管300和散热件400一一交替地叠置在所述换热腔内。
可选的,所述换热管300可以是微通道扁平管。换热管300沿其宽度方向排布多个微通道，并且微通道沿换热管300的长度方向延伸，从而使换热管300的端部与集流腔连通，以使第一换热介质在第一集流箱100和第二集流箱500之间流通。换热器工作时，可以向壳体200的换热腔内通入第二换热介质，第一换热介质和第二换热介质之间的热量通过换热管300进行传递。可选的，第一换热介质为二氧化碳冷媒，第二换热介质可以是水和乙醇的混合而成的冷却液。采用微通道扁平管可更好的增加换热管300的强度，比如耐压强度，从而提高换热器的稳定性及安全性。若所述换热管300为多个时，所述多个换热管300可以平行间隔设置。此外，所述换热管300的每层可以为一个微通道扁平管，也可为多个微通道扁平管在同一平面内排列而成的宽幅扁管。本申请对换热管300的种类、个数及设置方式不做具体限定，可根据应用环境进行确定。
本实施例的散热件400与换热管300的表面进行钎焊固定。可选的，所述散热件400的个数也可以是一个或多个，本申请对此不做限定，可根据具体应用环境进行设置。所述散热件400可以是换热翅片，比如锯齿形换热翅片、波纹状换热翅片等，也可以是其它形状的导热组件。其中，所述散热件400可通过钎焊等方式固定设置于换热管300上，也可通过端部固定设置于集流箱的底板，或者通过连接件固定设置于集流箱的底部。
所述第一集流箱100和所述第二集流箱500均呈长方体状，两个集流箱均由多个板件焊接加工而成。可选的，两个集流箱也可以是一体成型结构，且内部中空形成集流腔。
下面以第一集流箱100为例，具体的，在本实施例中，所述第一集流箱100包括第一侧壁102，该第一侧壁102朝向所述壳体200的第一端201设置，在第一侧壁102设置安装部110，安装部110所在的区域在平面上的投影为方形。
可选的，所述安装部110所在的区域在平面上的投影也可以是圆形。
所述第一侧壁102于所述安装部110的区域朝所述集流腔的一侧凹陷形成方形的连接槽101，具体的，可以在第一侧壁102上沿安装部110所在区域的边界通过工具铣槽形成凹槽，凹槽的槽壁为第一侧壁部120，第一侧壁部120包括两个宽度方向的内壁面和两个长度方向的内壁面。可选的,可以对该区域进行冲压形成凹槽。
所述连接槽101与所述第一端201的形状相适配，即第一端201的横截面也呈方形，所述第一端201至少部分位于所述连接槽101内，第一端201可以全部插入所述连接槽101内，也可以部分插入到连接槽101内。
所述第一集流箱100还包括第二侧壁103，在第二侧壁103上开设用于输入第一换热介质的连接口104，连接口可以用于安装输入连接件600。
可选的，所述壳体200的第一端201的端面与所述安装部110的表面贴合,即第一端201的端面顶触到所述安装部110的表面。
在本实施例中，所述壳体200为分体式结构，由C形的前水板240和C形的后水板250组成，且前水板240和后水板250具有相交的区域，以在该相交区域相对的两个面上涂覆焊剂以钎焊固定。所述壳体200位于第一端201和第二端202的端面处均设置敞口,敞口与换热腔连通，方便壳体200与第一集流箱100组装时，将换热管300和散热件400套入壳体200的换热腔内。可选的，壳体200位于第一端201也可以不设置敞口，即壳体200位于第一端201处具有端壁，在端壁上可设置相应的安装槽用于插接换热管300或散热件400，换热管300可以通过该安装槽伸入所述连接槽101，进一步，换热管300的端部可以通入集流腔内。
在本实施例中，所述壳体200还包括第二侧壁部210，第二侧壁部210位于所述第一端201，所述第一侧壁部120的外壁面和所述第二侧壁部210的内壁面(即，连接槽101的槽壁)密封贴合，所述第一侧壁部120和所述第二侧壁部210均可以在相应的壁面上涂覆焊剂，用于两者钎焊固定。换热器工作时，通入换热腔的冷却液对壳体200造成压力的同时，第一侧壁部120也会对第二侧壁部210会产生压紧力，且第一侧壁部120和第二侧壁部210的焊缝不在壳体200的换热腔内，进一步降低了冷却液从换热腔泄露的几率。
在本实施例中，所述第一侧壁部120可以在其W方向上的两个内壁面均设置有过渡段1201，所述过渡段1201将所述第一侧壁部120W方向上的内壁面分割为两部分，即第一侧壁面1202和第二侧壁面1203，所述过渡段1201的表面与所述第一侧壁面1202和第二侧壁面1203相连且形成。相应的，在所述壳体200的第二侧壁部210上，同样具有相匹配的台阶结构，以使壳体200和连接槽101的贴合，台阶结构使第一侧壁部120和第二侧壁部210的结合更加牢固。前水板240和后水板250具有相交的区域，该区域的厚度为前水板240和后水板250厚度之和，该相交的区域可以形成所述台阶结构，以匹配所述过渡段1201。
可选的，所述壳体200也可以包括两个以上的独立的侧壁拼接而成或者为一体成型的结构。当然，在其它实施例中，所述壳体200的第一端201和第二端202中也可仅有一端设置集流箱。对于所述第一端201和第二端202中只有一端设置有集流箱的情况，壳体200同样可采用上述类似设置。而对于所述壳体200的两端中仅有一端设置有集流箱的情况，壳体200的另一端可以具有端壁，以形成密封的换热腔，且同一层至少具有两排并列的换热管300，两排换热管300靠近端壁的一端连通。可选的，在一些实施例中，采用上述集流箱结构的换热器也可不包括壳体200，则流经换热管300内的第一换热介质则与外界空气进行换热。
在本实施例中，所述安装部110还开设有多个长条状的安装孔1101,安装孔1101沿集流箱的L方向排列,L方向和W方向为相互垂直的两个方向。所述安装孔1101与所述集流腔贯通，所述换热管300与所述安装孔1101固定连接，换热管300与所述安装孔1101的连接处密封贴合。换热管300与安装孔1101的孔壁之间可通过钎焊固定。
可选的,所述安装部110可以设置多个安装孔组,安装孔组沿集流箱的L方向排列,每个安装孔组包括了两个并排设置的安装孔,如此可以将并排设置的两根换热管可以插接到集流箱上。在一些实施例中，每排安装孔组还可以设置两个以上的安装孔。
所述第一侧壁部120的内壁面与所述安装部110的连接处形成一夹角a。在本实施例中，所述夹角a的大小等于90°。可选的，所述夹角a也可以大于或小于90°，例如夹角a的大小为120°、60°等，夹角a的大小根据实际情况设定，设定范围为0°～180°之间。相应的，所述壳体200位于第一端201的第二侧壁部210的外壁面与所述安装部110的表面具有相同大小的夹角，以使所述第二侧壁部210和第一侧壁120贴合。
在本实施例中，所述第二集流箱500也呈长方体状，具有与第一集流箱100相同的大小。所述第一集流箱500可以设置与上述第一集流箱100相同的结构。
第二集流箱500的方形的连接槽(未示出)与所述第二端202的形状相适配，即第二端202的横截面也呈方形，所述第二端202至少部分位于第二集流箱500的连接槽内，第二端202可以全部插入第二集流箱500的连接槽内，也可以部分插入到第二集流箱500的连接槽内。
需要说明的是，所述第二集流箱500可以开设用于输出第一换热介质的连接口(未示出)，以安装输出连接件700。可选的，第二集流箱500也可以不开设输出第一换热介质的连接口，将输出第一换热介质的连接口设置在第一集流箱100上。
可选的，所述壳体200的第二端202的端面与第二集流箱500的安装部(未示出)的表面贴合,即第二端202的端面顶触到第二集流箱500的安装部的表面。
可选的，壳体200位于第二端202也可以不设置敞口，即壳体200位于第二端202处具有端壁，在端壁上可设置相应的安装槽用于插接换热管300或散热件400，换热管300可以通过该安装槽伸入第二集流箱500的连接槽内，进一步，换热管300的端部可以通入第二集流箱500的集流腔内。
在本实施例中，所述壳体200的所述第二端202与所述第二集流箱500的连接方式与上述第一集流箱100与壳体200的第一端201连接方式相同。
在本实施例中，所述壳体200的外侧壁设置有连通所述换热腔的第一集流管220和第二集流管230，所述第一集流管220设置于所述前水板240靠近所述第一端201的外侧壁，所述第二集流管230设置于后水板250的靠近所述第二端202的外侧壁。第一集流管220用于向所述换热腔内输入第二换热介质。和第二集流管230用于将换热腔内的第二换热介质导出。在本实施例中，所述壳体200与第一集流管220、第二集流管230独立设置，具体可通过焊接的方式连接。
在本实施例中，每个散热件400靠近所述第一集流管220的一侧设置有第一缺口部401，靠近第二集流管230的一侧设置有第二缺口部402，所述壳体200的侧壁靠近所述第一端201设置有与第一缺口部401连通的第一接口203，第一集流管220通过所述第一接口203与换热腔连通；所述壳体200的侧壁的靠近所述第二端202设置有与第二缺口部402连通的第二接口204，第二集流管230通过所述第二接口204与所述换热腔连通。所述壳体200在第一缺口部401、第二缺口部402相对的位置处设置向壳体200外侧凸起的凸包260，在壳体200换热器位于凸包260的位置形成凹槽，第二换热介质于凹槽内汇流。第一接口203和第二接口204在对应的凸包260上形成。
在本实施例中，所述第一集流管220和第二集流管230在所述壳体200外呈对角设置且位于不同的水平面，以增加第二换热介质在换热腔内的流程，使第一换热介质和第二换热介质的换热更加充分。可选的，所述第一集流管220和第二集流管230与所述壳体200也可以一体成型。
可选的，如图8所示，所述散热件400的主体向两端延伸形成定位部403，以利于散热件400的定位，同时可保证散热件400的尺寸。定位部403与第一缺口部401或第二缺口部402相连设置。可选的，所述定位部403的端面为平直边缘，其边缘可以顶触到所述第一集流箱100的第一侧壁102上和第二集流箱500的侧壁上。其中，端面的长度L可大致为5mm～10mm，以在保证第二换热介质的流动的同时，保证散热件400的钎焊固定。
如图9、图10所示，在本申请的实施例二中，对集流箱的结构进行了改进，以第一集流箱100为例，所述第一集流箱100围绕所述安装部110设置的第一侧壁部120，所述换热管300的端部与所述安装部110固定连接，所述安装部110和所述第一侧壁部120围合形成一开口朝向所述第一端201的连接槽101。需要说明的，此时，安装部110的表面与所述第一侧壁102的表面位于同一平面，第一侧壁部120与第一侧壁102相连。第一侧壁部120垂直于所述第一侧壁102。
所述壳体200的第一端201容纳于连接槽101内，所述壳体200位于第一端201的外侧壁与所述连接槽101的槽壁密封贴合。可选的，所述第一端201的端面顶触到所述第一侧壁102，第一端201的端面与所述第一侧壁102的壁面贴合。所述第二集流箱500也可以具有与上述第一集流箱100相同的结构。
如图11所示，本申请实施例三对集流箱的结构进行了改进，以第一集流箱100为例，所述安装部110朝向所述第一端201的一侧设有凸起130，凸起130上设置安装孔1101，凸起130与所述第一侧壁1201之间形成定位间隙1011，所述第二侧壁部210容纳于所述定位间隙1011，第二侧壁部210与间隙壁密封贴合。所述第二集流箱500也可以具有与上述第一集流箱100相同的结构。此时当换热管300与所述安装孔1101插接在一起时,由于安装孔1101设置在凸起130上,而凸起130位于换热腔内,因此,所述换热管300的全部也可以位于换热腔内。
如图12所示，本申请还提供了一种换热器的制造方法，请参考本申请实施例一的换热器结构，该方法包括：提供换热器的组件，组件包括第一集流箱100、壳体200、换热管300、散热件400和第二集流箱500，所述壳体200具有第一端201和换热腔，所述集流箱100具有集流腔。其中，第一集流箱100是通过板材焊接加工而成长方体结构，壳体200为一体成型结构，壳体200包括相对设置的第一端201和第二端202，在第一端201、第二端202的端面设置敞口，换热管300为微通道扁平管。
将所述第一集流箱100、所述壳体200、换热管300、散热件400、第二集流箱500进行组装，主要组装步骤包括：
步骤S1：在第一集流箱100的一个侧壁通过铣槽形成可以容纳所述壳体200的第一端201连接槽101，对第二集流箱500进行相同的操作；
步骤S2：在所述连接槽101的底壁设置安装部110，将换热管300的一端与所述安装部110固定，并且使换热管300的内腔与所述集流腔连通；
具体的，所述步骤S2包括：将换热管300和散热件400一一交替的叠置在一起，根据需要，换热管300和散热件400连接处可以涂覆焊剂。在安装部110上设置与换热管300对应的安装孔1101，将换热管300的一端穿过安装孔1101，并使换热管300的端面位于集流腔内，使集流腔和换热管300的内腔连通，从而完成所述换热管300与所述第一集流箱100的插接。根据需要，还可以在安装孔1101的孔壁周围涂覆焊剂，从而在步骤S3中，一同进行过炉完成钎焊固定。
步骤S3：将壳体200的第一端201插入到所述连接槽101内，换热管300的至少部分穿过敞口放置在所述换热腔内，连接槽101的槽壁与壳体200位于第一端201的外壁密封贴合，将第二集流箱500固定到第二端202，,最后进行钎焊固定。
可选的，所述第二集流箱500的铣槽步骤和所述第一集流箱100的铣槽步骤的顺序可以互换，也可以同时进行，两个集流箱加工完成后再进行步骤S2。或者，第二集流箱500的铣槽步骤也可以放置在步骤S2之后。
所述步骤S3中，所述壳体200的第一端201插入连接槽101之后还包括将换热管300的另一端通过第二集流箱500的安装孔与所述第二集流箱500的固定连接。
需要说明的是，在完成换热管300与所述第二集流箱500的插接之前，将所述第二集流箱500对应的侧壁上设置安装部(未示出)，并在第二集流箱500的安装部上开设安装孔，此步骤可以跟第二集流箱500的铣槽步骤同时进行，也可以分开进行。
以上所述仅是本申请的较佳实施例而已，并非对本申请做任何形式上的限制，虽然本申请已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本申请技术方案的范围内。
