CN100412493C - 用于热交换器的板式散热片和热交换器芯 - Google Patents

用于热交换器的板式散热片和热交换器芯 Download PDF

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Abstract

一种使用扁平管子的板式热交换器，它易于制造并具有高的热交换性能。在一个薄的条形金属板(18)中，沿宽度方向切割形成切口部分(2)，留出未切割的小的连接部分(1)，并且多个切口部分(2)沿长度向以相等的间隔布置，并且以每个切口部分(2)作为中心在切口部分(2)的两侧形成槽口(3)。然后在连接部分(1)处多层折叠条形金属板(18)形成散热片元件的集合体(24)，以便扁平管子(4)可以安装到散热片元件的集合体(24)的前侧和后侧。

Description

用于热交换器的板式散热片和热交换器芯
技术领域
本发明涉及一种具有扁平管子的板式散热片型热交换器，并且更加特别地涉及一种把扁平管子压进每个板式散热片上的槽口中的类型的热交换器。
背景技术
常规地一般地用于一个汽车散热器中和汽车空调的冷凝器中的扁平管子上应用的散热片是波纹散热片。
看起来波纹散热片几乎已经在技术上达到了一种炉火纯青的水准，并且较当前的水准显著地降低空气阻力、提高性能或者减轻重量的进一步设计方案正在接近极限。
波纹散热片可以应用于汽车的散热器、汽车空调冷凝器和空调的户外机上。然而存在有诸如排放冷凝的水、加热操作中的霜积蓄之类的问题。因此波纹散热片不能够用于空调室内机的热交换器(蒸发器)、热泵户外机或者冰箱和自动售货机的蒸发器。因此在适用性方面波纹散热片的评价可能是不高的。
以上问题的原因说明如下。就是说，当波纹散热片装进热交换器中时，由于其构形，在排水性能上显著地差，并且因此霜的聚集及增长迅速；还有，霜难于去除。
可以解决波纹散热片的上述缺点的是具有扁平孔的板式散热片。然而，与使用一种有圆形截面的管子(圆管)的情况不同，难于把扁平管子插进扁平孔中。为了提高插入效率，在扁平孔与扁平管子外围之间的间隙就必须足够地大。当提供足够的间隙时，管子与散热片之间的接触就变差，结果降低了性能。
与圆管的情况不同，扁平管子不能够满意地从其内侧扩张。为了把扁平管子接合到扁平孔上需要钎焊。然而，当间隙形成得大到足够保证插入效率时，就不能够在两者之间的空隙中满意地供给钎焊材料；从而有损于两者之间的接触，结果降低了热传导性。相反，如果间隙形成得小到足够保证满意的钎焊时，管子的插入效率就会降低，结果极度地降低生产率。
当钎焊有意地扩张扁平管子时，满意地保证了最终的接触，即使间隙形成得足够大。然而，在此情况下需要增加管子的扩张工序，这导致冗余的工序、差的生产率和大的设备投资之类的缺点。
扁平的多孔管有时用于空调的热交换器。然而，在此情况下不允许管子扩张。
已经提出了下文说明的所谓插入式热交换器。就是说，代替在一个长的板式散热片中形成扁平的孔，沿板式散热片的宽度方向在一个板式散热片的一端形成一个U字样形状的槽口并且把扁平管子强行插进所述槽口中(例如参见专利文献1)。
根据此方法，即使当槽口与管子之间的间隙小时也可以方便地从散热片的侧面把管子强行插进散热片中。结果是，改善了管子与散热片之间的接触。
然而，上述的带有槽口散热片的板式热交换器有以下的缺点。就是说，当把各个板式散热片聚集在一起并且要对齐许多槽口时，难于适当地把它们对齐成一条直线，从而操作麻烦。因此，板型热交换器还没有投入大量生产。
理论上可以构想以下方法；即在一个长的板式散热片中形成沿宽度方向相互平行的许多槽口，并且从槽口的一端把扁平管子压进槽口中。然而，难于对齐在板式散热片中的槽口和实际地形成一个散热片组件。
而且，因为槽口很难相互对齐，出现了在芯组件管子与散热片接合方面可加工性差的缺点。因此尽管这种使用扁平管子的热交换器芯在理论上认为是有效的热交换器芯，但是就本发明人所知这种热交换器芯还没有投入到实际使用中。
因此，本发明的一个目的是提供一种用于热交换器的板式散热片和采用这种板式散热片的热交换器芯，所述的板式散热片对于板式散热片的槽口良好的对齐效率，从而具有大批生产的卓越生产率。
而且，本发明的另一个目的是提供一种用于热交换器的板式散热片和采用这种板式散热片的热交换器芯，所述的板式散热片使得扁平管子能够与之在两排中接合。
发明内容
一方面，本发明提出一种用于热交换器的板式散热片，包括：一个薄的条形金属板18，所述薄的条形金属板18具有许多沿其宽度方向切割出的切口部分2，并且相对于其总宽度相应地留出一个小的长度的连接部分1，其中每个切口部分2沿纵向以固定的间隔相互离开地布置；
以每个切口部分作为中心横过切口部分2的槽口3，其在条形金属板18中沿宽度方向相互离开地平行布置；其中，在所述连接部分1处以之字形的方式弯曲所述条形金属板18，以形成连续的散热片元件的集合体24；以及
扁平管子4，其可以从在散热片元件的集合体24的前侧和后侧中形成的开口侧与所述槽口3的集合部分接合。
优选地，沿所述条形金属板18的纵向相邻的所述槽口3以之字形的方式布置。
优选地，连接部分1朝着槽口3的方向延伸，其侧面5之一形成V字样形状，而彼此相对的另一侧形成倒V字样形状，并且弯曲每个V字样形状的突出部分以形成一个弯曲部分20。
另一方面，本发明还提出一种热交换器芯，包括：如上述的用于热交换器的板式散热片，其中，扁平管子4从槽口3的开口侧与分别形成于散热片元件的集合体24的前侧和后侧中的槽口3的集合部分接合。
优选地，钎焊扁平管子4和所述槽口3的周边。
根据本发明的用于热交换器的板式散热片和热交换器芯构成如上所述，并且具有以下的优点。
根据本发明的用于热交换器的板式散热片构成如下所述。就是说，形成许多切口部分2，留出小的连接部分1，以切口部分2为中心在切口部分2的两侧形成槽口3，在连接部分1以一种之字形的方式弯曲条形金属板18；从而构成连续的散热片元件的集合体24。并且以扁平管子4从形成在散热片元件的集合体24的前侧和后侧中形成的开口侧与槽口3的集合部分接合的方式进行布置。
因此，由于所有的散热片元件在连接部分1相互连续地连接，每个槽口3可以可靠地相互对齐。从而可以方便地把扁平管子4插进槽口3中。因此，可以得到具有高度的可靠性以及批量生产的高生产率的用于热交换器的板式散热片。
而且，在板式散热片中，由于扁平管子4可以在散热片元件的集合体24的前侧和后侧与散热片元件的集合体24接合，可以构成所谓的双管式热交换器。从而可以得到具有高的热交换性能的紧凑的板式散热片。
在上述的结构中，沿条形金属板18的纵向相邻的槽口3可以以一种之字形的方式布置。由于这种布置，在散热片元件的集合体24中的前侧扁平管子4和后侧扁平管子4可以相互较紧密地布置。从而可以提供一种具有高性能的紧凑的热交换器。
在上述的结构中，连接部分1的两个侧面5之一形成为一种V字样形状，而另一侧形成为一个倒V字样形状。V字样形状的突出部分可以被弯曲成为弯曲部分20。由于这种布置，连接部分1可以方便地确定散热片元件之间的空隙，并且可以刚性地构成整个连接部分1。
而且可以方便和精确地制造采用上述板式散热片的热交换器芯。
附图说明
图1是示出根据本发明的热交换器芯的组件的视图，
图2是示出在热交换器芯中使用的散热片元件集合体24在制造过程中的立体图，
图3示出散热片元件的集合体24的制造过程，
图4是制造过程中的由冲压模形成的条形金属板18的平面图，
图5是图4中的部分V的放大图，
图6示出散热片元件集合体24的一个连接部分1的一个主要部分，
图7是示出图5中的部分的另一个例子的平面图，
图8示出采用根据本发明的热交换器芯的热交换器的第一实施例的主视图和侧视图，
图9示出其第二实施实施例的主视图和侧视图，以及
图10示出其第三实施实施例的主视图和侧视图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的一个实施例。图1是根据本发明的热交换器芯的一个主要部分的立体分解图，图2示出在制造过程中的其板式散热片的一个部分，图3示出其整个制造过程，图4是在冲压形成过程中的图3所示的条形金属板18的平面图，图5是图4中部分V的放大图。而且图6是示出散热片元件集合体24中每一个连接部分1的立体图。
如图1中所示，热交换器芯布置成把条形的薄金属板18折叠成之字形形状以形成散热片元件的集合体24。沿散热片元件的集合体24的厚度方向，扁平管子4从前侧和后侧分别地与槽口3接合以组装热交换器芯。然后钎焊扁平管子4和槽口3的周边以把它们相互固定。
在每个连接部分1处以一种之字形折叠方式弯曲散热片元件的集合体24，所述的连接部分1具有用于连接每个散热片元件的小的宽度。
图2示出散热片元件的主要部分的立体图。图4和图5示出散热片元件在弯曲前的状态。条形薄金属板18布置成借助于冲压操作形成许多槽口3和切口部分2并且在切口部分2的一部分中留下小的连接部分1。就是说，沿散热片元件的宽度方向形成切口部分2，留出相对于散热片元件的整个宽度的小的长度的连接部分1。切口部分2沿散热片元件的纵向以规则的间隔形成。以切口部分2为中心部分，沿横过切口部分2的散热片元件的纵向形成细长的圆形槽3。以恒定的空隙沿散热片元件的宽度方向平行地形成如上所述的许多槽口3。
请注意在每个槽口3的中心区域中形成圆形的部分21。沿纵向相邻的槽口3以一种之字形的方式布置。代替按之字形方式布置，可以把槽口3形成为使其中心线相互对齐。
在此实施例中，连接部分1布置在沿宽度方向相邻的一对槽口3之间的中心处并且沿槽口3的方向形成。如在图5中所示，在其两侧4处，在一侧形成一个V字样形状的切口；并且在另一侧形成一个倒V字样形状的切口。如图6中所示，V字样形状的一个突起部分稍后被弯曲以形成一个弯曲的部分20以刚性地构成整个连接部分1。
板式散热片的成型例如使用如图3中所示的冲压模8实现。就是说，首先把条形金属板18供给冲压模8以形成如图4和图5中所示的散热片元件的集合体24。然后，把条形的金属板18供给一对相互啮合的卷曲辊9之间，如图2中所示，条形的金属板18以一种之字形的方式折叠地弯曲并且向下游输送。
代替一对卷曲辊9，条形的金属板可以用一种上限模具借助于渐进的冲压操作形成。
当集合体24的散热片元件的数量达到一个预定的数量时，用一个散热片切割器10在连接部分1切断条形的金属板。散热片元件的集合体24用快速进给传送器11快速地进给到一个芯组装装置12。然后一个散热片推板19推散热片元件的集合体24的尾端，并且在散热片推板19与一个挡块25之间形成带有一个预定的间距的散热片元件的集合体24。
如图1中所示地层叠如以上所述形成的散热片元件的集合体24，并且相互对齐每个散热片元件中的槽口3。槽口3的集合体布置在散热片元件的集合体24的上侧和下侧。然后从上侧和下侧把扁平管子4压进每个槽口3中，从而组装好热交换器芯。请注意可以对扁平管子4应用一种其中没有隔断的挤压成型多孔铝管或者一种带有θ字样形状截面的挤压成型铝管。优选地使用一个其外表面事先镀有一种钎焊材料的扁平管子4。
然后，把如上所述地组装好的热交换器芯的每个扁平管子4的两端插进四个头部13a至13d的扁平孔中，所述四个头部13a至13d如图8中所示布置在上部和下部中。下头部13b和13c经一个头部连接管15相互连接。还有对上头部13a和13d提供突出的输入管和输出管16，从而组装好热交换器。
把这样的热交换器置于一个高温炉中以把每个扁平管子4的外周边与散热片元件的槽口3的内周边钎焊在一起，并且还钎焊扁平管子4的两端与头部13a至13d以液体密闭地固定它们。
在上述的例子中，使用许多预定长度的扁平管子4。代替如图9中所示以上所述的，可以采用一个长的扁平挤压成型管弯曲成一种曲折的形状并且其直的部分与每个槽口3接合的这样一种布置。
图10示意地示出一种采用一个压弯的头部的热交换器；图10A是其主视图，而图10B是其侧视图。该热交换器采用许多直的扁平管子，并且相邻的扁平管子相互连接；从而形成如图9中所示的同样的曲折的流路。
作为图5中所示的条形金属板18的一种改进，可以如图7中所示地构成条形金属板。在此例子中，槽口3的槽口边缘23稍微弯曲成截面为倒L字样形状。还有，在切口部分2的两侧形成一对间隔部分22。它布置成当在切口部分2弯曲条形金属板时，该对间隔部分22相互接触，从而确定散热片元件之间的空隙。
请注意在此例子中还切割并且隆起每个散热片元件以形成许多放热孔7。
这些放热孔7可以形成也可以不形成。

Claims (5)

1. 一种用于热交换器的板式散热片，包括：一个薄的条形金属板(18)，所述薄的条形金属板(18)具有许多沿其宽度方向切割出的切口部分(2)，并且相对于其总宽度相应地留出一个小的长度的连接部分(1)，其中每个切口部分(2)沿纵向以固定的间隔相互离开地布置；
以每个切口部分作为中心横过切口部分(2)的槽口(3)，其在所述条形金属板(18)中沿所述宽度方向相互离开地平行布置；
在所述连接部分(1)处以之字形的方式弯曲所述条形金属板(18)，以形成连续的散热片元件的集合体(24)；
扁平管子(4)可以从分别在散热片元件的集合体(24)的前侧和后侧中形成的开口侧与所述槽口(3)接合。
2. 如权利要求1所述的用于热交换器的板式散热片，其中，沿所述条形金属板(18)的纵向相邻的所述槽口(3)以之字形的方式布置。
3. 如权利要求1或2所述的用于热交换器的板式散热片，其中，所述连接部分(1)朝着所述槽口(3)的方向延伸，其两个侧面(5)之一形成V字样形状，而彼此相对的另一侧形成倒V字样形状，并且弯曲每个V字样形状的突出部分以形成一个弯曲部分(20)。
4. 一种热交换器芯，使用如权利要求1至3中任一所述的用于热交换器的板式散热片，其中，
扁平管子(4)从槽口(3)的开口侧与分别形成于所述散热片元件的集合体(24)的前侧和后侧中的槽口(3)的集合部分接合。
5. 如权利要求4所述的热交换器芯，其中，钎焊扁平管子(4)和所述槽口(3)的周边。
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