CN100437010C - 热交换器用扁平管 - Google Patents

Abstract

一种内置有一个或一个以上隔板、截面近似B形或类似形状的扁平管，在其外表面上涂有金属焊料。在组成隔板的折叠部分(4)的顶部(5)，形成很多狭缝(6)，为了提供焊接性能和扁平管的加工精度的提高均令人满意的条件，狭缝(6)使得金属焊料可以进入到折叠部分(4)的顶部(5)，其中狭缝(6)的长度“c”为2mm到15mm；相邻狭缝(6)的边缘之间的距离“e”为3mm到10mm；并且“e/c”大于等于0.6。

Description

热交换器用扁平管

技术领域

本发明涉及一种内置有一个或一个以上隔板的热交换器用铝制扁平管，其横截面形成近似B形或类似的形状，尤其涉及一种热交换器用铝制扁平管，其通过将在其外表面侧涂有金属焊料的带状金属板在宽度方向上进行弯曲而形成，并且在隔板的顶部形成有狭缝，用于使外表面侧的金属焊料可以通过狭缝进入内表面侧，以焊接隔板和内壁表面。

背景技术

众所周知一种具有近似B形或类似形状截面的扁平管，其中在其中心区域的隔板的顶部间断地形成狭缝，以使管子的外表面侧的金属焊料在焊接时能通过狭缝进入内表面侧，从而通过焊接手段整体地固定隔板的顶部和管的相对内表面；由此，提高抵抗压力的性能(例如，参见日本专利申请延迟公开2002-228369号中的图8和9)。

当铝制扁平管内流通腐蚀性流体时，在扁平管的芯金属的内表面侧覆盖牺牲阳极材料，并且外表面侧覆盖金属焊料。在具有近似B形截面的扁平管中，当以向上弯曲的方式形成中心区域的隔板时，顶部以及紧靠顶部的管内侧必须焊接。在这种情况下，管外表面侧的金属焊料可以通过形成于顶部的狭缝进入内表面侧。

然而，通过发明人进行的实验，发现如下事实；即，在采用狭缝的扁平管中，由于各个狭缝的长度、狭缝之间的间隙等而使得焊接的可靠性发生很大的变化，并且B形截面管的加工性能及其精度因此受到很大影响。

相应地，本发明的目的是：用实验方法确定形成狭缝的最佳条件，该狭缝形成在具有一个或更多隔板并形成B形截面的扁平管的隔板顶部中。

发明内容

在技术方案1中公开的本发明的一方面是一种热交换器用扁平管，其包括：由带状金属板在其宽度方向上弯曲成彼此平行相对的一对平面部分1和连接到平面部分1两端的一对弯曲部分2，从而该管形成为扁平筒形，其中带状金属板的一个表面上涂有金属焊料3，并且将带状金属板弯曲，以便金属焊料3位于筒形的外表面侧；在一个平面部分1的宽度方向上的中心位置，形成朝着相对平面侧弯曲的折叠部分4，并且折叠部分4的顶部5紧靠在相对表面侧的内表面上，以在管内部形成的隔板；在折叠部分4的顶部5纵向上彼此分离地间断形成用于使金属焊料通过此处进入的很多狭缝6，其中，狭缝6的长度“c”为2mm至15mm；相邻狭缝6的边缘之间的距离“e”为3mm至10mm；并且“e/c”大于等于0.6；其中带状金属板的厚度为0.15mm至0.6mm。

本发明的热交换器用扁平管具有如上所述的结构，并且具有如下效果。

本发明的热交换器用扁平管被构造成折叠部分4的顶部5紧靠在相对侧的内表面上，从而形成管内的隔板，所述折叠部分4形成在平面部分1的宽度方向上的中心部分，其中在顶部5中间断地形成很多彼此分离的狭缝6，并且狭缝6的长度为2mm至15mm；相邻狭缝6的边缘之间的距离为3mm至10mm；并且“e/c”大于等于0.6。从而，提供了高可靠性的热交换器用扁平管，其在顶部5与相对侧的内表面之间具有令人满意的焊接强度，其提供了高抗压性能，并且在扁管形成时不发生变形和扭曲。

即，由于狭缝6的长度被规定为大于等于2mm，焊接时，金属焊料经过狭缝6可靠地进入到内表面侧，从而焊接可靠性得以保证。

由于狭缝6的长度被规定为小于等于15mm，所以，可以很好地维持通过将带状金属板在其宽度方向上弯曲而形成折叠部分4时的加工精度；结果，热交换器用扁平管的可靠性可以保证。

此外，由于相邻狭缝6的边缘之间的距离被规定为大于等于3mm，在狭缝6的边缘之间不会产生裂缝，可以提供高可靠性的扁平管。

此外，由于相邻狭缝6的边缘之间的距离被规定为小于等于10mm，焊接时，可令人满意地形成顶部5上的焊接点的轮廓线，可以提供具有高强度和抗压性能的热交换器用扁平管。

附图说明

图1是本发明的热交换器用扁平管的截面图，显示了第一实施例的相关部分。

图2是焊接后扁平管的使用状态的截面图。

图3是扁平管的折叠部分4的示意立体图。

图4是在形成扁平管的折叠部分4之前的带状金属板的示意图。

图5是本发明第二实施例中的热交换器用扁平管的相关部分的截面图。

图6是本发明第三实施例中的热交换器用扁平管的相关部分的截面图。

图7是本发明第三实施例中的扁平管的相关部分的使用状态的立体图。

具体实施方式

将参照附图描述本发明的扁平管的实施例。

图1是本发明的扁平管的相关部分的截面图；图2是焊接后相关部分的使用状态的截面图；图3是图1中所示的折叠部分4的示意立体图。

热交换器用扁平管是通过将铝制带状金属板在宽度方向上弯曲成近似B形的截面而形成的。采用钎焊板作为带状金属板。在该钎焊板中，芯金属的外表面侧涂有约达板的总厚度的10％的铝合金金属焊料；并且芯金属的内表面侧涂有约达板的总厚度的10％的铝合金牺牲阳极材料。带状金属板的总厚度约为0.15mm至0.6mm。

通过一对彼此平行地相对的平面部分1以及与平面部分1的两端相连的一对弯曲部分2来形成筒形扁平管8。并且在一个平面部分1的宽度方向的中心部分，形成朝着相对平面侧弯曲的折叠部分4。

带状金属板的两端缘部分9和10互相重叠。一个端缘部分10形成阶梯形，并且端缘部分9的内表面紧靠在端缘部分10的外表面上。端缘部分10的内表面紧靠在折叠部分4的顶部5上。

如图1和图3所示，在折叠部分4的顶部5上间断地形成纵向上彼此分离的很多狭缝6，用于使金属焊料通过此处进入。上述狭缝6按如下方式形成。即，在弯曲带状金属板之前的状态下，如图4所示形成狭缝6；然后带状金属板在作为中心的狭缝6处被向后弯折。在这里，狭缝6的长度“c”为2mm到15mm。此外，相邻的狭缝6的边缘之间的距离“e”为3mm到10mm；并且“e/c”大于等于0.6。

图5是本发明的另一热交换器用扁平管的截面图。与图1中所示的管的不同之处在于，带状金属板的两端缘部分9和10都相对于折叠部分4平行形成；并且端缘部分9、端缘部分10和折叠部分4在管截面的纵向上互相重叠。

形成在折叠部分4的顶部5的狭缝6与图1和图3中所示的相同。

图6示出了本发明的又一实施例。在这个实施例中，折叠部分4和折叠部分4a是通过在彼此相对的一对平面部分1的宽度方向上的中心部分弯曲而分别形成的，并且顶部彼此紧靠。在折叠部分4的顶部5上形成狭缝6。狭缝6的长度及其之间的距离与图1中所示的相同。在该实施例中，带状金属板的一个端缘部分9和另一端缘部分10在扁平管8的端部互相重叠。在上述实施例中，形成了单个折叠部分4以形成单个隔板。然而，可以形成两个或更多折叠部分以形成多个隔板。此外，隔板的连接结构可以采用其他形式。然而，在本发明中，结构限于在折叠部分4的顶部形成很多间断的狭缝6。

如图7所示，很多上述的扁平管互相平行布置，在各个扁平管8之间布置翅片7，并且各个扁平管8的两端分别插入到联管箱(tube header)上(未示出)的管插入孔中。在热交换器已经装配好的状态下，将整个热交换器放入高温熔炉中，以便熔化扁平管8外表面上的金属焊料，然后冷却至凝固；由此，扁平管8和翅片7、扁平管8和管插入孔通过焊接手段被整体固定。同时，扁平管8自身的一端缘部分9和另一端缘部分10、以及折叠部分4的顶部5和紧靠其上的内表面通过焊接手段被整体固定。

参见图2和3，当金属焊料3在熔炉中被熔化时，管子的外表面侧的金属焊料从狭缝6进入折叠部分4的顶部5，并且以焊接方式连续固定顶部5和与其紧靠的管的内表面。同时，重叠的折叠部分4的外表面也被整体地焊接。

(本发明中数值范围的确定)

在本发明的扁平管8中，间断地形成在顶部5的纵向上彼此分离的多个狭缝6，用于使金属焊料通过此处进入。狭缝6的长度“c”为2mm到15mm；相邻狭缝6的边缘之间的距离“e”为3mm到10mm；并且“e/c”大于等于0.6。上述值是在如下实验的基础上作为本发明的最佳值而获得的。

以形成图1中所示的扁平管8来作为实验的例子。截面的长径是24mm；而其短径是2mm。板的厚度分别是0.2mm、0.3mm和0.4mm。

(表1)

例子	狭缝长度c(mm)	间隙e(mm)	焊接性能	加工性能	e/c	判断
							(1)	2	3	O	O	1.5	O
(2)	2	5	O	O	2.5	O
							(3)	2	8	O	O	4.0	O
(4)	2	10	O	O	5.0	O
							(5)	4	3	O	O	0.75	O
(6)	4	5	O	O	1.25	O
							(7)	4	8	O	O	2.0	O
(8)	4	10	O	O	5.0	O
							(9)	8	5	O	O	0.63	O
(10)	8	10	O	O	1.25	O
							(11)	12	8	O	O	0.67	O
(12)	12	10	O	O	0.83	O
							(13)	15	9	O	O	0.6	O
(14)	15	10	O	O	0.66	O

O：可接受    X：不可接受

(表2)

例子	狭缝长度c(mm)	间隙e(mm)	焊接性能	加工性能	e/c	判断
							(15)	1	1	X	X	1.0	X
(16)	1	3	X	O	3.0	X
							(17)	1.5	3	X	O	2.0	X
(18)	1.5	6	X	O	4.0	X
							(19)	2	2	O	X	1.0	X
(20)	2	12	X	O	6.0	X
							(21)	2	20	X	O	10.0	X
(22)	4	2	O	X	0.5	X
							(23)	4	12	X	O	3.0	X
(24)	4	20	X	O	5.0	X
							(25)	8	2	O	X	0.25	X
(26)	8	4	O	X	0.5	X
							(27)	8	12	X	O	1.5	X
(28)	8	20	X	O	10.0	X
							(29)	12	2	O	X	0.16	X
(30)	12	5	O	X	0.42	X
							(31)	12	7	O	X	0.58	X
(32)	12	12	X	O	1.0	X
							(33)	12	20	X	O	1.67	X
(34)	15	2	O	X	0.13	X
							(35)	15	5	O	X	0.33	X
(36)	15	8	O	X	0.53	X
							(37)	15	12	X	O	0.8	X
(38)	15	20	X	O	1.33	X
							(39)	17	5	O	X	0.29	X
(40)	17	10	O	X	0.58	X
							(41)	17	15	X	O	0.88	X
(42)	17	20	X	O	1.18	X
							(43)	20	5	O	X	0.25	X
(44)	20	10	O	X	0.5	X
							(45)	20	15	X	O	0.75	X
(46)	20	20	X	O	1.0	X

O：可接受    X：不可接受

涂在各个外表面上的金属焊料3的厚度是板的总厚度的10％。如表1所示，对于本发明的扁平管，形成狭缝长度“c”为2mm到15mm的不同扁平管，并使狭缝的边缘之间的长度(间隙)“e”为3mm到10mm，并且“e/c”大于等于0.6。

此外，如表2所示，作为用于比较的例子，除了本发明的扁平管，形成狭缝长度“c”为1mm到20mm的各种扁平管，并使狭缝之间的边缘长度(间隙)“e”为1mm到20mm。

用于实验的管的长度为60mm。管被放在高温熔炉中，以便熔化金属焊料，然后冷却。接下来，对焊接状态进行检查。

如表1和表2中所示，在焊接性能方面，令人满意的结果在如下范围中获得；即，狭缝长度“c”为2mm到20mm；并且狭缝的边缘之间的距离“e”为2mm到10mm。也就是说，具有令人满意强度的焊接点的轮廓线完全形成在折叠部分4的顶部5，并且能保证抗压性。

反之，在狭缝长度“c”为1mm或1.5mm的情形中，金属焊料不能令人满意地穿过狭缝进入，从而产生有缺陷的焊接。在狭缝的边缘之间的距离“e”大于10mm的情形中，发现没有焊接点轮廓线的部分(未焊接部分)超过边缘之间距离“e”的1/3，从而扁平管的总强度不令人满意。上面的原因将在下文进行描述。即，在边缘之间没有狭缝的部分，用焊接时穿过狭缝的金属焊料形成焊接点的轮廓线，进入的金属的长度是恒定的。相应地，当边缘之间的距离太大时，会生成无焊接点轮廓线的大块部分，导致强度减小。

在任意的下列情况中会获得与上面相同的结果；即，管的板的厚度为0.2mm，0.3mm或0.4mm。

在管的加工性能方面，如表1和2中所示，狭缝的长度必须小于等于15mm；并且狭缝的边缘之间的距离“e”必须大于等于3mm；并且“e/c”必须大于等于0.6。当超出上述范围，在扁平管形成时，狭缝的边缘之间会产生裂缝或扭曲，不适于用作扁平管。也就是说，当狭缝的长度超过15mm，在扁平管形成时，会产生裂缝或扭曲。此外，当狭缝的边缘之间的距离小于等于2mm，在形成扁平管时会生成裂缝。此外，当“e/c”小于0.6时，在形成扁平管时会产生裂缝。

在下列任意情况下获得与上述相同的结果；即管的板的厚度为0.2mm、0.3mm或0.4mm。

由此，通过实验确定了焊接性能和加工性能均令人满意的最佳条件如下；

即，狭缝长度“c”为2mm到15mm；狭缝6的边缘之间的距离“e”为3mm到10mm；并且“e/c”大于等于0.6。

Claims (1)

1、一种热交换器用扁平管，包括：由带状金属板在其宽度方向弯曲成彼此平行地相对的一对平面部分(1)和连接到平面部分(1)的两端的一对弯曲部分(2)，从而该管形成为扁平筒形，

其中所述带状金属板的一个表面上涂有金属焊料(3)，并且所述带状金属板被弯曲以使所述金属焊料(3)位于筒形的外表面侧；

在一个所述平面部分(1)的宽度方向的中心位置，形成朝着相对平面侧弯曲的折叠部分(4)，并且所述折叠部分(4)的顶部(5)紧靠在相对的表面侧的内表面上，以便在管内部形成隔板；

在所述折叠部分(4)的顶部(5)纵向上彼此分离地间断形成用于使金属焊料通过此处进入的很多狭缝(6)，

其中所述狭缝(6)的长度“c”为2mm到15mm；相邻狭缝(6)的边缘之间的距离“e”为3mm到10mm；并且“e/c”大于等于0.6；

其中所述带状金属板的厚度为0.15mm到0.6mm。

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