CN101050932B - 换热器中使用的集管板 - Google Patents

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Abstract

一种集管板(20)，被设置用于接收一种换热器的扁平管(14)。集管板(20)包括多个管接收开口(26)，每个开口被从集管板(20)的底壁(24)向换热器芯(12)延伸的凸缘或颈圈(28)所环绕，从而环绕相关管(14)的外部横截面。每个凸缘(28)都被制成符合相关管(14)的外部的形状，以及一过渡倒圆R被设置在底壁(24)与凸缘(28)之间的交界面处。过渡倒圆R具有一个从凸缘(28)长侧壁(30)长度中间处的半径R1向凸缘(28)短侧壁(32)长度中间处的半径R2增加的尺寸。

Description

换热器中使用的集管板
技术领域
本发明涉及一种换热器，特别涉及一种通过利用集管板接收换热器管的扁平端部，从而将工作流体分配进入及离开换热器管内部的换热器。
背景技术
在使用扁平管的换热器中众所周知的是，提供具有穿透的管接收开口的集管板，其具有凸缘或者颈圈环绕着这些开口，并与被接收在开口中的管端部相符合，以此来减小管和集管板之间交界面处的应力升高。同样众所周知的是，凸缘或颈圈可能延伸进入到流体箱或者与集管板相关联的歧管也可能延伸远离(即朝向换热器芯)流体箱或者与集管板相关联的歧管。尽管已知的这些设计已被证明能够胜任它们当前的应用，然而还存在着持续的推动以提高换热器的设计极限，致力于提高其工作性能、紧凑性以及使用寿命等等，并且正因为这样，始终有不断的需求来改进集管板及相关的换热器的设计。
发明内容
根据本发明的一个特征，一种集管板被设置用来接收换热器芯的扁平管，每个扁平管都具有由一对被一对较短鼻状壁所连接的宽侧壁所限定的外部横截面。集管板包括平面底壁，及底壁中的多个管接收开口，每个开口被从底壁向芯延伸的凸缘(颈圈)所环绕，从而环绕被接收在开口内的扁平管的外部横截面。凸缘被制成符合外部横截面的形状并且具有一对与扁平管的宽侧壁相符合的长侧壁，以及一对与扁平管的鼻状壁相符合的短侧壁。过渡倒圆R1被设置在每个长侧壁的中间部分与底壁之间的交界面处。过渡倒圆R2被设置在每个短侧壁与底壁之间的交界面处。R2在1.25×R1到5×R1范围之间。
根据本发明的一个特征，一种集管板被设置用来接收换热器芯的扁平管，每个扁平管都具有由一对被一对较短鼻状壁所连接的宽侧壁所限定的外部横截面。集管板包括平面底壁，及底壁中的多个管接收开口，每个开口被从底壁向芯延伸的凸缘(颈圈)所环绕，从而环绕被接收在开口内的扁平管的外部横截面。凸缘被制成符合外部横截面的形状并且具有一对与扁平管的宽侧壁相符合的长侧壁，以及一对与扁平管的鼻状壁相符合的短侧壁。过渡倒圆被设置在凸缘与底壁之间的交界面处，过渡倒圆具有从长侧壁长度中间处半径R1向短侧壁长度中间处半径R2增加的尺寸，R2在1.25×R1到5×R1范围之间。
根据本发明的一个特征，一种换热器，包括集管板及多个间隔的、平行的扁平管，每个管都具有由一对被一对较短鼻状壁所连接的宽侧壁所限定的外部横截面。集管板包括平面底壁，及底壁上的多个管接收开口，每个开口被从底壁向芯延伸的凸缘(颈圈)所环绕，从而环绕被接收在开口内的扁平管的外部横截面。凸缘被制成符合外部横截面的形状并且具有一对与扁平管宽侧壁相符合的长侧壁，以及一对与扁平管的鼻状壁相符合短侧壁。过渡倒圆R1被设置在每个长侧壁的中间部分与底壁之间的交界面处。过渡倒圆R2被设置在每个短侧壁与底壁之间的交界面处。R2在1.25×R1到5×R1范围之间。
根据本发明的一个特征，一种换热器，包括集管板及多个间隔的、平行的扁平管，每个管都具有由一对被一对较短鼻状壁所连接的宽侧壁所限定的外部横截面。集管板包括平面底壁，及底壁上的多个管接收开口，每个开口被从底壁向芯延伸的凸缘(颈圈)所环绕，从而环绕被接收在开口内的扁平管的外部横截面。凸缘被制成符合外部横截面的形状并且具有一对与扁平管宽侧壁相符合的长侧壁，以及一对与扁平管的鼻状壁相符合短侧壁。过渡倒圆被设置在凸缘与底壁之间的交界面处，过渡倒圆具有从长侧壁长度中间处半径R1向短侧壁长度中间处半径R2增加的尺寸，R2在1.25×R1到5×R1范围之间。
根据本发明的一个特征，一种集管板被设置用来接收换热器芯的扁平管，每个扁平管都具有由一对被一对较短鼻状壁所连接的宽侧壁所限定的外部横截面。集管板包括平面底壁，及底壁上的多个管接收开口，每个开口被从底壁向芯延伸的凸缘(颈圈)所环绕，从而环绕被接收在开口内的扁平管的外部横截面。凸缘被制成符合外部横截面的形状并且具有一对与扁平管的宽侧壁相符合的长侧壁，以及一对与扁平管的鼻状壁相符合的短侧壁。当宽侧壁延伸远离底壁时，它们彼此远离张开，并且过渡倒圆R1被设置在每个长侧壁的中间部分与底壁之间的交界面处。过渡倒圆R2被设置在每个短侧壁与底壁之间的交界面处。R2在1.25×R1到5×R1范围之间。
根据本发明的一个特征，一种集管板被设置用来接收换热器芯的扁平管，每个扁平管都具有由一对被一对较短鼻状壁所连接的宽侧壁所限定的外部横截面。集管板包括平面底壁，及底壁上的多个管接收开口，每个开口被从底壁向芯延伸的凸缘(颈圈)所环绕，从而环绕被接收在开口内的扁平管的外部横截面。凸缘被制成符合外部横截面的形状并且具有一对与扁平管的宽侧壁相符合的长侧壁，以及一对与扁平管的鼻状壁相符合的短侧壁。当宽侧壁延伸远离底壁时，它们彼此远离张开，并且过渡倒圆被设置在凸缘与底壁之间的交界面处，过渡倒圆具有从长侧壁长度中间处的半径R1向短侧壁长度中间处的半径R2增加的尺寸，R2在1.25×R1到5×R1范围之间。
根据本发明的一个特征，一种换热器，包括集管板及多个间隔的、平行的扁平管，每个管都具有由一对被一对较短鼻状壁所连接的宽侧壁所限定的外部横截面。集管板包括平面底壁，及底壁上的多个管接收开口，每个开口被从底壁向芯延伸的凸缘(颈圈)所环绕，从而环绕被接收在开口内的扁平管的外部横截面。凸缘被制成符合外部横截面的形状并且具有一对与扁平管宽侧壁相符合的长侧壁，以及一对与扁平管的鼻状壁相符合短侧壁。当宽侧壁延伸远离底壁时，它们彼此远离张开，并且过渡倒圆R1被设置在每个长侧壁的中间部分与底壁之间的交界面处。过渡倒圆R2被设置在每个短侧壁与底壁之间的交界面处。R2在1.25×R1到5×R1范围之间。
根据本发明的一个特征，一种换热器，包括集管板及多个间隔的、平行的扁平管，每个管都具有由一对被一对较短鼻状壁所连接的宽侧壁所限定的外部横截面。集管板包括平面底壁，及底壁上的多个管接收开口，每个开口被从底壁向芯延伸的凸缘(颈圈)所环绕，从而环绕被接收在开口内的扁平管的外部横截面。凸缘被制成符合外部横截面的形状并且具有一对与扁平管宽侧壁相符合的长侧壁，以及一对与扁平管的鼻状壁相符合短侧壁。当宽侧壁延伸远离底壁时，它们彼此远离张开，并且过渡倒圆被设置在凸缘与底壁之间的交界面处，过渡倒圆具有从长侧壁长度中间处的半径R1向短侧壁长度中间处的半径R2增加的尺寸，R2在1.25×R1到5×R1范围之间。
一方面，R2至少等于或大于2×R1。
一方面，R2至少为3.0mm。
根据一个特征，底壁具有约2.5mm的厚度，凸缘壁具有大约.71mm的厚度，R1大约1.5mm，R2大约3mm，以及凸缘在底壁上方的高度在大约7.0mm至大约6.2mm范围之内。
根据本发明的一个特征，过渡倒圆RT被设置在底壁和每个长侧壁与短侧壁相邻的部分之间的交界面处，当交界面从相应的短侧壁向相应的长侧壁的中间部分延伸时，过渡倒圆RT从R2减小到R1。
本发明的其它目的、特征以及优点，将会在阅读整个说明书包括权利要求及附图后，更加清楚明确。
附图说明
图1所示为包括体现本发明的集管板的换热器的局部透视图；
图2所示为沿图1中2-2线截取的视图；
图3为放大透视图，显示体现本发明的集管板的一部分；
图4是换热器管被移除后，沿图2中4-4线截取的视图；
图5是换热器管被移除后，沿图2中5-5线的视图；及
图6类似于图5，只不过显示为集管板的一种变型情况。
具体实施方式
参照图1和图2，换热器10的一部分被示出，其包括由多个扁平管14所组成的换热器芯12，每个管都具有由一对被一对较短鼻状壁18所连接的宽侧壁16所限定的外部横截面。集管板20被设置用来接收扁平管14，从而将换热器的工作流体分配到管内部与流体箱之间或者与集管板20相关联的歧管22。尽管没有在图中示出，但是可以认识到换热器芯12可以包括在管14之间延伸的合适的翅片，如蛇形或波纹状翅片，或者板状翅片。
如图3-5中清楚所示，集管板20优选地由单件材料所成形，并且包括平面底壁24以及多个底壁24中的管接收开口26。每个开口26被从底壁24向芯12延伸的凸缘或颈圈28所环绕，从而环绕被接收在开口26中的扁平管14的外部横截面。如图1和2中清楚所示，每个凸缘28被制成符合相关的扁平管14外部的形状并且具有一对与扁平管14宽侧壁16相符合的长侧壁30，以及一对与扁平管14鼻状壁18相符合的短侧壁32。
如图3-5中清楚所示，过渡倒圆R被设置在底壁24和每个凸缘28之间的交界面处，过渡倒圆R具有从长侧壁30长度中间处的半径R1向短侧壁32长度中间处的半径R2增加的尺寸。优选地，过渡倒圆R2被设置在每个短侧壁32整个长度上的凸缘28与底壁24之间的交界面处，以及在与短侧壁32相邻的每个长侧壁30的部分上延伸有过渡区域34，当交界面从相应的短侧壁32延伸向具有过渡倒圆R1的相应的长侧壁30的中间部分40时，过渡倒圆RT从R2减小到R1。优选地，过渡区域34在沿着每个长侧壁30都具有长度LT，其在相应的长侧壁30整个长度L的1/8-1/3范围内，以及在一个更加优选的实施例中在相应的长侧壁30整个长度的1/4-3/11范围之内。然而，在一些应用中，需要过渡区域34非常急弯，或者在其它一些应用中几乎完全延伸到相应的长侧壁30的中间。
优选地，R2在1.25×R1到5×R1范围内，以及在一个非常优选的实施例中，分析显示R2应当等于2×R1。在一个非常特定的实施例中，底壁24厚度TB约为2.5mm(0.098英寸)，凸缘28的壁30及32的厚度TF约为0.71mm(0.028英寸)，R1大约1.5mm(0.059英寸)，R2大约3mm(0.12英寸)，以及凸缘28在底壁24上方的高度HF在大约7mm(0.28英寸)到大约6.2mm(0.24英寸)范围之间。此处所使用的″大约″或者″名义上的″是用来指出由制造集管板20的加工工艺相关联的常规公差所产生的所述数字附近的范围。
优选地，集管板20由已知的冲孔/法兰冲压加工方法制成，其中开口26由冲孔制成，同时凸缘28由适当的冲压加工制成。同样优选地，集管板由适当的铝材料制成。然而，在某些应用中也可能会将其它制造方法及其它材料用于集管板20。
参照图6，所示为集管板的一个可能的变型，其中每个凸缘28都经过变化，这样在将管14与集管板20装配期间，长侧壁30在延伸离开底壁24时彼此相互远离张开，以提供相应的管14的引入。优选地，该张开设置在每个长侧壁30的几乎整个长度L上。
经过分析已经确定，通过改变凸缘28与底壁24之间交界面处的过渡倒圆R，就能够改进管与集管接头处的热负荷以及压力负荷分布，并且能改进集管板20和相关的换热器10的热及压力循环寿命。此外，当集管板20由冲孔所述开口26以及采用冲压加工方法以形成凸缘28而成形时，过渡倒圆R的上述变化能够限制或防止在凸缘28形成期间集管板20材料破裂或撕开。

Claims (10)

1.一种集管板，用于接收换热器芯的扁平管，每个扁平管具有由一对被一对较短鼻状壁所连接的宽侧壁所限定的外部横截面，该集管板包括：
平面底壁；以及
多个在平面底壁中的管接收开口，每个管接收开口被从平面底壁向换热器芯延伸的凸缘所环绕，从而环绕接收在管接收开口内的扁平管的外部横截面，凸缘被制成符合所述外部横截面的形状，并且具有一对与扁平管的宽侧壁相符合的长侧壁以及一对与扁平管的鼻状壁相符合的短侧壁，其中过渡倒圆R1被设置在每个长侧壁的中间区域与平面底壁之间的交界面处，过渡倒圆R2被设置在每个短侧壁与平面底壁之间的交界面处，并且R2在1.25×R1到5×R1范围内。
2.如权利要求1所述的集管板，其特征在于当长侧壁延伸离开平面底壁时，长侧壁彼此远离张开。
3.如权利要求1或2所述的集管板，其特征在于R2至少等于或大于2×R1。
4.如权利要求1或2所述的集管板，其特征在于R2至少为3.0mm。
5.如权利要求1或2所述的集管板，其特征在于平面底壁具有2.5mm的厚度，凸缘壁具有0.71mm的厚度，R1为1.5mm，R2为3mm，以及凸缘在平面底壁上方的高度在7.0mm至6.2mm范围内。
6.如权利要求1或2所述的集管板，其特征在于过渡倒圆RT被设置在平面底壁和与短侧壁相邻的每个长侧壁的部分之间的交界面处，当交界面从相应的短侧壁朝向相应的长侧壁的中间部分延伸时，过渡倒圆RT从R2减小到R1。
7.一种换热器，所述换热器包括：
组成换热器芯的多个间隔的、平行的扁平管，每个管具有由一对被一对较短鼻状壁所连接的宽侧壁所限定的外部横截面；及
集管板，所述集管板包括：
平面底壁；以及
多个在平面底壁中的管接收开口，每个管接收开口被从平面底壁向换热器芯延伸的凸缘所环绕，从而环绕接收在管接收开口内的扁平管的外部横截面，凸缘被制成符合所述外部横截面的形状，并且具有一对与扁平管宽侧壁相符合的长侧壁，以及一对与扁平管鼻状壁相符合的短侧壁，其中过渡倒圆R1被设置在每个长侧壁的中间部分与平面底壁之间的交界面上，过渡倒圆R2被设置在每个短侧壁与平面底壁之间的交界面上，并且R2在1.25×R1到5×R1范围内。
8.如权利要求7所述的换热器，其特征在于当长侧壁延伸离开平面底壁时，长侧壁彼此远离张开。
9.如权利要求7或8所述的换热器，其特征在于R2至少等于或大于2×R1。
10.如权利要求7或8所述的换热器，其特征在于R2至少为3.0mm。
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