CN101017061A - 热交换器 - Google Patents

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CN101017061A CNA2007100052010A CN200710005201A CN101017061A CN 101017061 A CN101017061 A CN 101017061A CN A2007100052010 A CNA2007100052010 A CN A2007100052010A CN 200710005201 A CN200710005201 A CN 200710005201A CN 101017061 A CN101017061 A CN 101017061A
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须佐澄男
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Abstract

一种热交换器，包括：其内有流体通过的多个管；散热片，所述散热片接合至所述管的外表面并促进围绕管经过的流体与通过管内的流体之间的热交换；以及箱部，所述箱部包括芯板和箱体，其中，所述芯板形成有用于在其中插入所述管的插入孔，所述箱体令芯板接合至其上以便分配或收集通过所述管的流体；所述管包括第一、第二管板和内散热片，其中，所述第一、第二管板彼此相对地接合，所述内散热片布置在所述第一和第二管板之间，并且，所述管的被插入所述芯板的插入孔内的部分具有与所述插入孔的周边大致相同的外形，并且，所述第一和第二管板的不被插入所述芯板的插入孔内的部分具有重叠部，所述重叠部沿着所述管的层叠方向相互重叠。

Description

热交换器
技术领域
本发明涉及一种热交换器，并且更具体地，涉及一种用于内燃机中的增压器的热交换器。
背景技术
传统地，内燃机中增压器用的热交换器被用于冷却热膨胀的吸入空气，以便提高吸入空气的充气效率，这样的热交换器例如基于日本专利公开No.2002-286394是公知的，日本专利公开No.2002-286394公开了一种热交换器，这种热交换器具有一对箱(tank)、增压空气通过的多个管、以及用于增进热量排放的散热片，上述部件被一起钎焊在一个单元内。在这种热交换器中，所述箱包括箱体和芯板，并且，管被插入穿过形成在芯板内的插入孔。
在这种热交换器中，为了进一步提高换热效率，内散热片被设置在管内。在将内散热片安装在管内的过程中，在一种方法中，内散热片被滑动并插入管内，从而，相互接触可能会剥离钎焊材料并导致钎焊部位中的缺陷，从而引起冷却水的泄漏。因此，在公知的结构中，如图14所示，通过将其上放置有内散热片201c的一个管板201a装配到另一个管板201b上来形成管201，并且，该管201被插入穿过芯板的管插入孔202。
然而，在这种结构中，如图15所示，由于在冲压成型时的出模斜度(draft angle)或材料的弹性回复(spring-back)，装配在一起的管板201a、201b在弯曲部位内可能敞开，这在日语中叫做“tati”，其中，弯曲部位弯曲成U形横截面，在其底侧处具有方的拐角。因此，存在这样的问题：即在装配部201f处可能形成间隙，并可能在钎焊部位中导致钎焊失效。
而且，存在这样的问题：即如图16所示，由于形成了装配部201f而产生台阶201g，并且该台阶增大管201与管201插入穿过其中的管插入孔202的敞开边缘之间的间隙，从而引起钎焊失效。
而且，当使用较大尺寸的热交换器时，很难获得各个部件的足够的定位准确性，因此，需要使用夹具等来进行调整，这导致另一个问题，即增加了加工步骤的数量。
发明内容
考虑到以上问题，本发明的目的在于提供一种热交换器，所述热交换器能够以数量较少的加工步骤来制造，并表现出良好的钎焊性能。
为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种热交换器，所述热交换器包括：其内有流体通过的多个管；散热片，所述散热片接合至所述管的外表面，并促进围绕管经过的流体与通过管内的流体之间的热交换；以及箱部，所述箱部包括芯板和箱体，其中，所述芯板形成有用于在其中插入所述管的插入孔，所述箱体令芯板接合至其上以便分配或收集通过所述管的流体；所述管包括第一、第二管板和内散热片，其中，所述第一、第二管板彼此相对地接合，所述内散热片布置在所述第一和第二管板之间，并且，所述管的被插入所述芯板的插入孔内的部分具有与所述插入孔的周边大致相同的外形，并且，所述第一和第二管板的不被插入所述芯板的插入孔内的部分具有重叠部，所述重叠部沿着所述管的层叠方向相互重叠。
根据第一方面，管的被插入所述芯板的插入孔内的部分可形成为具有与所述插入孔的周边大致相同的形状，以便所述芯板和所述管的钎焊性能能够得到改进。而且，根据第一方面，所述第一、第二管板的不被插入所述芯板的插入孔内的部分具有重叠部，所述重叠部沿着管层叠方向相互重叠。因此，通过使用夹具等而沿着管层叠方向来压重叠部，所述重叠部可以安全地相互紧靠，从而能够改进钎焊性能。
根据第二方面，所述重叠部通过将所述第一管板和所述第二管板的内表面相互附连而形成。因此，根据第二方面，所述管板可以形成为允许容易地模制的形状。
根据第三方面，所述重叠部通过弯曲所述第一管板和所述第二管板中的一个而通过敛缝被固定。通过在敛缝过程以连接手(joined hand)的形状固定所述重叠部，所述重叠部能够更加安全地被固定，钎焊性能能够进一步得到改进。
根据第四方面，所述重叠部形成在所述管外，其中，沿着所述重叠部的纵向所述管的端部紧靠所述芯板。根据第四方面，由于沿着所述重叠部的纵向所述管的端部紧靠所述芯板，故相对所述芯板沿着所述管的纵向进行定位能够在不需要任何夹具的情况下实现。
通过下面列出的对本发明的优选实施例的描述并结合附图一起，可以更加充分地理解本发明。
附图说明
图1是前视图，示出根据本发明的热交换器100；
图2是截面图，示出根据本发明第一实施例的管104；
图3是透视图，示出根据本发明第一实施例的管104；
图4是截面图，示出根据本发明第一实施例的管104，其中，管104被装配至芯板101b；
图5是透视图，示出根据本发明第一实施例的管104，其中，管104被装配至芯板101b；
图6是放大截面图，示出根据本发明第一实施例的管104，其中，管104被装配至芯板101b；
图7是截面图，示出根据本发明第一实施例的管104的变体；
图8是截面图，示出根据本发明第一实施例的管104的变体；
图9是截面图，示出根据本发明第一实施例的管104的变体；
图10是截面图，示出根据本发明第二实施例的管104；
图11是截面图，示出根据本发明第二实施例的管104的变体；
图12是截面图，示出根据本发明的管104的变体；
图13是局部剖视图，示出根据本发明的管104的变体；
图14是截面图，示出根据现有技术的管201；
图15是截面图，示出根据现有技术的管201，其中，管201处于敞开的状态；以及
图16是截面图，示出根据现有技术的管201，其中，管201被装配至芯板203的管插入孔203a。
具体实施方式
现在，将参照显示本发明实施例的附图详细描述本发明。根据本发明的热交换器适合被应用于冷却吸入空气的设备，该设备用在内燃机的增压器中。图1是前视图，示出根据本发明的热交换器100。热交换器100包括一对箱101、102和用于增压空气和外部空气之间进行热交换的换热芯部103，上述部件被钎焊在一个单元内。
所述箱101、102分别由箱体101a、102a和芯板101b、102b组成。芯板101b、102b其中形成有管插入孔101c、102c，以便插入管104。入口管107被连接至箱101的上端部，它作为增压空气的入口。出口管108被连接至箱102的上端部，它作为增压空气的出口。
换热芯部103上连接有箱101、102，并包括：多个管104；散热片105，散热片105被接合至这些管104的外表面，从而热连接至管104、以便促进增压空气的热量排放；以及侧板106，侧板106沿着管104的层叠方向布置在外部。管的材料为红铜，其含有15％的锌和0.8％的铁。
管104包括：第一、第二管板104a、104b，第一、第二管板104a、104b每一个都大致呈U形横截面，在其底侧处具有方的拐角，第一、第二管板104a、104b被装配在一起以便彼此相对；以及内散热片109，内散热片109布置在管104内，以便促进增压空气与外部空气之间的热交换。钎焊膏(具体地，由75％的铜、15％的锡、5％的镍和5％的磷构成的钎焊膏)被涂敷至管板104a、104b的内表面以便钎焊内散热片。
在第一、第二管板104a、104b内，沿着水平方向弯曲的端边缘沿着纵轴方向在芯板101b和芯板102b之间的距离上延伸。凭借这种构造，当管板104a、104b装配在一起时，如图3所示，形成重叠部104c、104d，其中，管板104a、104b的内表面两者相互紧靠。当管104被装配至芯板101b和芯板102b时，沿着这些侧边缘的纵轴方向的这些侧边缘的两端紧靠芯板101b、102b，从而使管104可以被可靠地密封。
在管板104a、104b的两端处，侧边缘没有沿着水平方向弯曲，并且，这些端部的横截面具有与管插入孔101c、102c的周边大致相同的形状。凭借这种构造，通过将第一、第二管板104a、104b插入管插入孔101c、102c，则第一、第二管板104a、104b可以相对于彼此安全地被设置。
接着将描述本发明的热交换器的制造方法。管被临时组装，其中，第一、第二管板布置成彼此相对、以便内散热片被夹在其间，并且，各个重叠部相互重叠。临时组装的管和散热片被交替地层叠，并且，管的每一端被插入芯板的管插入孔，并且，换热芯部被临时组装。临时组装的换热芯部通过在其周围绕线而沿着管层叠方向被压，并在炉内被加热以被一体地钎焊在一个单元中。然后，组装至芯板101b、102b的箱体101a、102a通过焊接等被接合，其中，箱体101a、102a具有入口管107和出口管108。第一管板104a和第二管板104b形成两个重叠部104c、104d，其中，在它们没有插入芯板101b、102b的管插入孔101c、102c的部位内，表面相互重叠。由于第一管板104a和第二管板104b的表面以这种方式相互紧靠，故第一管板104a和第二管板104b可以相对于彼此被稳定地设置，从而能够实现良好的钎焊性能。而且，由于重叠部形成为沿着管层叠方向重叠，因此，当管在沿管层叠方向被压的同时被钎焊时，重叠部可安全地相互紧靠，从而可以改进钎焊性能。
另一方面，如图4所示，第一、第二管板104a、104b在被插入芯板101b、102b的管插入孔101c、102c的两端处令管104的外表面紧靠管插入孔101c、102c的周边。因此，第一、第二管板104a、104b可在被插入芯板101b、102b的管插入孔101c、102c的两端处通过管插入孔101c、102c而被设置，从而能够获得良好的钎焊性能。
另一方面，第一、第二管板104a、104b可沿着纵轴方向在重叠部104c、104d的两端处紧靠芯板101b、102b，从而使第一、第二管板104a、104b能够被安全地设置，而不需要相对于芯板101b、102b用夹具作调整，从而能够获得良好的钎焊性能。如上所述，能够以数量较少的加工步骤制造表现出良好钎焊性能的热交换器。
本实施例采用的构造中，两个重叠部104c、104d是通过附连第一管板104a和第二管板104b的内表面来形成的，从而使重叠部104c、104d的紧靠状态通过层叠的第一、第二管板104a、104b的重量而被进一步加强，从而，钎焊性能可被进一步提高。
至于呈连接手(joined hands)形状的重叠部104c、104d的形式，可采用如图8所示的构造，其中，两个管板104a、104b中只有一个具有弯曲边缘，而另一个具有平的边缘。这种构造具有如下优点：即管板中只有一个需要受到边缘弯曲加工。
除了上述第一、第二管板104a、104b的内表面相互紧靠的连接手形状以外，重叠部104c、104d还可被构造成如图9所示第一管板104a的内表面被附连至第二管板104b的外表面。在这种构造中，第一管板104a的端边缘被弯曲，以便向外设置与管板104a的厚度相对应的量，从而其能够覆盖具有U形横截面的第二管板104b，其中，第二管板104b在其底侧处具有方的拐角。不用说，第一管板104a和第二管板104b可以以相反方式来构造。
作为重叠部104c、104d的变体，两个重叠部104c、104d可以通过分别弯曲第一、第二管板104a、104b的一个端边缘、并通过对这些管板104a、104b敛缝来形成。凭借这种构造，重叠部104c、104d可以被更加安全地固定，并且可以进一步改进钎焊性能。
接着，将描述本发明的第二实施例。该实施例仅在一处不同于上述实施例，即如图10所示，管104由一个管板组成，并且，通过将管板104a的内表面附连至其自身来形成一个重叠部104c。因此，省略对与上述实施例中相同的组成部分的解释。
在该实施例中，管104包括：管板104a，管板104a被弯曲和折叠从而形成用于气体的通道，并且，管板104a具有两个纵向端边缘；以及内散热片109，内散热片109布置在管104内以便促进气体和流体之间的热交换。在管104的没有被插入管插入孔101c、102c的部位内，管板104a形成重叠部104c，其中，管板104a的表面被附连至其自身，并且，沿着纵轴方向重叠部104c的两端紧靠芯板101b、102b的表面。优选地，如图11所示，重叠部104c以与上述实施例中同样的方式通过敛缝被固定。
关于制造方法，该实施例与第一实施例的不同之处在于，不像其中第一、第二管板104a、104b被装配至彼此的第一实施例那样，在本实施例中，在内散热片109被放置在管板104a上之后，管板104b被弯曲，以便以管状的形状形成管104。凭借这种构造，能够获得与之前的实施例中同样的操作效果，也就是，可以提供能够以数量较少的加工步骤来制造、并表现出良好的钎焊性能的热交换器。
最后，将描述被插入芯板101b、102b的管插入孔101c、102c的管104的两端的变体。在第一变体中，如图12所示，第一管板104a被构造成使得端边缘104c’、104d’被装配在第二管板104b的端边缘104c”、104d”内。在第二变体中，如图13所示，第一、第二管板104a、104b被构造成使得端边缘104c’、104c”向内弯曲，且外表面相互紧靠。在这些变体中，由于第一、第二管板104a、104b紧靠芯板101b、102b的管插入孔101c、102c的整个周边，故第一、第二管板104a、104b可被安全地设置并且钎焊性能从而能够得到改进。
尽管已经参照为了说明而选定的具体实施例描述了本发明，显然，本领域技术人员可在不脱离本发明的基本概念和范围的情况下对本发明作出许多修改。

Claims (4)

1.一种热交换器，包括：
其内有流体通过的多个管；
散热片，所述散热片接合至所述管的外表面，并促进围绕所述管经过的流体与通过所述管内的流体之间的热交换；以及
箱部，所述箱部包括芯板和箱体，其中，所述芯板形成有用于在其中插入所述管的插入孔，所述箱体令所述芯板接合至其上、以便分配或收集通过所述管的流体；
其特征在于，所述管包括第一、第二管板和内散热片，其中，所述第一、第二管板彼此相对地接合，所述内散热片布置在所述第一和第二管板之间，并且，所述管的被插入所述芯板的所述插入孔内的部分具有与所述插入孔的周边大致相同的外形，并且，所述第一和第二管板的不被插入所述芯板的所述插入孔内的部分具有重叠部，所述重叠部沿着所述管的层叠方向相互重叠。
2.如权利要求1所述的热交换器，其中，所述重叠部通过将所述第一管板和所述第二管板的内表面相互附连而被形成。
3.如权利要求2所述的热交换器，其中，所述重叠部通过弯曲所述第一管板和所述第二管板中的一个而通过敛缝被固定。
4.如权利要求1所述的热交换器，其中，所述重叠部形成在所述管外，并且，沿着管纵向所述重叠部的端部紧靠所述芯板。
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