CN101793477A - 用于热交换装置的热交换插入件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于热交换装置的热交换插入件，特别是一种由金属条带(20)制造的用于热交换装置(2)的插入件(10)，其中，该插入件(10)包括具有第一厚度(Th1)的至少第一区域和具有第二厚度(Th2)的至少第二区域。

Description

用于热交换装置的热交换插入件
技术领域
本发明涉及用于热交换装置的热交换插入件和包括这种插入件的热交换装置。
本发明更具体地涉及一种热交换装置，尤其是用于机动车的热交换装置，其包括金属条带形式的多个波纹状热交换插入件和隔开有间隙的管构成的芯部，该插入件被弯折以形成接续的大致扁平部分，其每个部分都布置在两个管之间且通过具有适于该间隙的尺寸的弯曲连结部两两连接。
背景技术
热交换装置的功能是允许在管内循环的流体和经过该热交换装置的外部流体之间的热交换。为了增加管内循环的流体和外部流体之间的热交换的性能，通常提供这样的热交换装置：该装置具有使得可以增加外部流体和管内循环的流体之间进行交换的表面积的机构。
因此，这样的热交换器通常包括一或多排对齐的管，冷却剂流体在所述管内循环。这些管的组件通常称为芯部。这种热交换器的功能是允许管内循环的冷却剂流体和在该热交换装置外部经过的流体之间的热交换。
因此，通常提供具有多个热交换插入件的热交换装置，所述插入件具有大致波纹状外观，该波纹状外观由通过弯曲连结部两两连接的接续的大致扁平部分形成。通常，波纹状插入件布置在两个管之间，以使得弯曲部的一部分与管接触。
这种热交换装置例如可被并入到机动车的空调系统中。这种情况下，经过该装置的外部流体通常是要被吹进车辆内部的空气，且冷却剂流体是制冷剂流体。在这种情况下，热交换使得吹进的空气冷却。热交换装置则是蒸发器。
流体在空调回路内的循环是由压缩机提供，该压缩机通常由机动车的发动机直接驱动。
当前，寻求降低并入车辆的部件的重量。显然，热交换装置由金属制造，特别是由铝制造。为了遵从当前要求，认为必须降低用于制造这种热交换装置的金属板的厚度。
所用的金属板的厚度用于插入件时小于70微米且用于管时小于270微米。这样的厚度降低导致一些缺点，使得热交换装置的机械强度降低从而导致增加了故障和加速劣化的风险。
在热交换装置的生产阶段，当管和插入件构成的芯部被置于保持应力下以确保在把各种元件保持在一起的最终制造阶段期间的良好结合，劣化的风险会更大的。
在这种保持力下，芯和插入件构成的芯部可被变形和/或移位，且因此例如由于产生泄露而具有缺陷，或例如由于压力损失的增加而效率低下。
发明内容
本发明的目的因此是提出一种上述类型的新型热交换装置，其克服了前述缺陷。
本发明由此提供一种由金属条带或金属板制造的用于热交换装置的插入件。该插入件包括具有第一厚度的至少第一区域和具有第二厚度的至少第二区域。
第一厚度和第二厚度被设置为使得，第二厚度小于或等于第一厚度的两倍，且第二厚度大于或等于第一厚度的1.5倍。
在本发明的优选实施例中，第二区域限定局部加厚部，其通过使金属条带折过第一长度而获得，以优选方式设置在插入件的端部处。
以特别有利的方式，局部加厚部被变薄，尤其是通过轧制。
替代地或附加地，第一区域是通过使该金属条带局部变薄获得，这是通过机加工、通过轧制、通过冲压或通过成型实现的。
有利地，插入件的局部加厚部限定至少一个具有给定高度的横向突出部，该高度例如等于第二厚度和第一厚度之间的差。
本发明还具体涉及一种热交换装置，包括至少一个如上限定的插入件。
在本发明的优选实施例中，插入件包括设置在插入件的同一侧上或两个相对侧上的两个局部加厚部。
优选地，热交换器包括至少一个热交换管，该热交换管设置在至少两个局部加厚部之间。
作为一种变化，热交换管包括至少一个局部变形部，该局部变形部能与插入件的局部加厚部相互配合。
附图说明
通过下面的详细说明和用于辅助理解和有助于限定本发明的附图，本发明的其它特征和优点将变得明显，在附图中：
图1是根据本发明的热交换装置的前视图；
图2是图1的热交换装置的芯部的一部分的透视图；
图3是图2的热交换装置的芯部的该一部分的沿线III-III的截面图；
图4是根据本发明变化实施例的沿图3的线IV-IV的截面图；
图5是根据图4的插入件的实施例的透视图；
图6是本发明替换实施例的沿图2的热交换装置的芯部的该一部分的线III-III的截面图。
具体实施方式
图1在前视图中示出了热交换装置2。热交换装置2包括隔开有间隙12的管8构成的芯部，间隙中布置有波纹状插入件12。
波纹状插入件10采取金属板或条带20的形式，该板或条带被弯折以形成接续的扁平或基本扁平的部分22，每个扁平或基本扁平的部分都布置在两个管8之间且通过弯曲连结部24两两连接，该弯曲连结部具有适用于设置在两个接续的管10之间的间隙12的尺寸。
热交换装置2还包括第一收集环4和第二收集环6，其分别接收流体循环管8的一端和另一端，尤其是制冷剂或冷却剂流体。管8被布置成行，彼此均匀地间隔开，且由此形成管8构成的芯部。
第一收集环4连接到入口集管14，第二收集环6连接到出口集管16，这些集管分别连接到空调回路，尤其是制冷剂或冷却剂流体的流体在该回路中循环。
因此，来自于空调回路上游部分的流体，经由入口集管14进入第一管状收集环4，在管8内循环且到达第二收集环6。从那里，流体在经由出口集管16离开之前行进穿过第二收集环6，该出口集管连接到空调回路下游部分。
根据一替换实施例，热交换装置2包括具有两个内部部分的单个收集环，这两个内部部分通过内隔离部隔开或通过并排布置的两个收集腔形成，以使得入口集管14和出口集管16分别布置在单个收集环中。
管8和插入件10构成的芯部包括两个端板18，该端板有助于热交换装置2的总体强度和整体保持。
本发明还涵盖不包括端板18的热交换装置。
热交换装置2使得可以实现经过热交换装置2的外部流体和在管8内循环的流体之间的热交换，其中，外部流体例如是空气，在管内循环的流体例如是制冷剂或冷却剂流体。
在图1的例子中，管8内循环的流体可以是超临界流体，特别是二氧化碳，也被称为R744；或亚临界流体，特别是氟化物(fluorinated compound)，尤其是标为R134a的制冷剂流体。而且，本发明还被用于其它替换流体。管8内循环的流体还可以是冷却剂流体，特别是用于冷却车辆发动机的流体。
图2是图1的热交换装置的芯部的一部分的透视图。
图2详述了管8的和插入件10的形状和它们相对于彼此的配置。
如图1所示，具有波纹状外观的热交换插入件10被放置在两个管8之间。
每个插入件10被制造为弯折的金属制成的金属板或条带的形式，例如由铝合金制造。每个插入件10设置有通过切入金属条带20而形成的百叶窗状件26。
波纹状插入件10例如通过金属条带(有时称为“扁平带”)的接续弯折形成。插入件10具有接续的扁平部分20，该扁平部分被设置为使得两个相邻扁平部分20通过连结部分24连接在一起。
热交换装置2被气流F横过。其结果是由此气流F越过管8和插入件10构成的芯部。
热交换装置2由此具有上游面和下游面，气流F通过该上游面进入热交换装置2，气流F在该下游面处离开热交换装置2。
根据本发明，插入件10还包括局部加厚部30。该局部加厚部30使得可以增加插入件10的刚性并由此有助于增加热交换装置2的强度。
优选地，两个局部加厚部30沿气流F的流动方向被设置在插入件10的两端处。因此，第一局部加厚部30被布置在热交换装置2的上游面处，且第二局部加厚部30被布置在热交换装置2的下游面处。
根据第一示例性实施例，局部加厚部30通过使形成插入件10的金属条带20局部翻转过、特别是折过第一长度A而制成。因此，如果金属条带具有第一厚度Th1，局部加厚部30具有第二厚度Th2，从而第二厚度Th2等于第一厚度Th1的两倍。
插入件10由此使得其包括具有第一厚度Th1的第一区域和具有第二厚度Th2的至少第二区域。
可以使该实施例具有小于或等于两倍第二厚度Th2的第一厚度Th1。
而且，例如可以使金属条带20局部变薄，例如通过轧制，以限定具有厚度Th1的第一区域和具有厚度Th2的第二区域，使得第一厚度Th1小于第二厚度Th2。
特别地，局部加厚部30被变薄，例如通过轧制，以降低局部加厚部30的尺寸和获得第二厚度Th2。
根据该实施例，期望第二厚度Th2在第一厚度Th1的1.5倍和两倍之间。
而且，本发明使得局部加厚部30可以限定端部邻接部，该端部邻接部具有至少等于第二厚度Th2和第一厚度Th1之间的差的高度h2。
这种端部邻接部还有助于把插入件10在管8之间保持在位。具体地，尤其如图2所示，插入件10被沿横向方向保持，也就是说沿与中间平面垂直的气流F流动方向。
替换地，根据未示出的第二实施例，可以通过使插入件10的第一部分变薄而获得局部加厚部30，特别是通过机加工操作。优选地，插入件10的被变薄的第一部分相对于管8和插入件10构成的芯部的中间平面对称定位。该中间平面是与热交换装置2的上游面和下游面等距且平行于这些面的平面。
这种保持在图3中更详细地示出，其示出了图2的热交换装置2的芯部的该一部分的沿线III-III的截面图。
如图3所示，端部邻接部与管8的周壁40接触。优选地，该接触发生在管8的两个较小侧面处，这两个较小侧面连接管8的与插入件10接触的两个较大侧面。
如此保持，插入件10被布置就位并保持，以使得它们在用于组装热交换装置2的压力下不能在管8之间移动。
根据图3的例子，两个局部加厚部30被布置在插入件10的同一侧上。该实施例使得在同一管8的任一侧上的两个端部邻接部位于与中间平面和热交换装置2的上游面和下游面垂直的平面的同一个截面(section)处。
根据该例子，插入件10在管8上被保持就位。
根据另一变化实施例，可以设想两个局部加厚部30被布置在插入件10的每一侧上。这在图4中更详细示出，该图4为沿图3的线IV-IV的截面图。
如图4所示，插入件10的位于下游面上的端部包括位于插入件10的第一侧上的局部加厚部30。插入件10的位于上游面上的端部包括位于插入件10的与第一侧相反的第二侧上的局部加厚部30。
这种配置使得可以限定交替的端部邻接部。这样制造的插入件10可在两个相邻管8之间保持就位。
图5示出了根据图4的插入件的实施例的透视图。
本发明在被设计用于机动车的供暖、通风和/空调设备的热交换装置中发现特别应用，例如用于蒸发器、冷凝器或气体冷却器或散热器。
而且，上述例子是基于包括弯折型管的热交换装置。但是，本发明还涵盖具有板的管的实施例或挤压管的实施例。
注意，用于流体的循环的管8是“单通道”型的。这里所述的管8仅作为例子描述。其它类型的管可在这里用作供流体循环的管8。本发明还涵盖这种实施例：其中管8设置有内隔离部，该内隔离部限定多个内部通道。这种管通常被称为“多通道管”。因此，管8被称为“多通道扁平管”。
图6示出了本发明的替换实施例。
该变化具有降低管8构成的芯部的厚度的优点。为此，管8包括局部变形部32。该局部变形部32使得可以建立适于接收插入件10的局部加厚部30的空间。
优选地，局部变形部32被设置在管8的端部部分36处。局部变形部32使得其通过匹配形状而与插入件10的局部加厚部30互相配合。
根据图6的例子，管8具有厚度为e1的中心部分和设置在中心部分34的每一侧上的两个端部部分36。每个端部部分36具有厚度e2。厚度e1等于厚度e2加上两倍的插入件10的端部邻接部的高度h2。
图6的实施例还示出了波纹状插入件10的特定实施例。根据该例子，插入件10在插入件10的每侧上具有两个局部加厚部30，总计四个局部加厚部30。
显然，这种插入件10是金属条带在插入件10的端部的第一长度A上的反向的两次弯折部的结果，也就是说沿相反的两个方向。此后，该两次弯折部可通过减薄操作而被降低厚度，优选地通过如上所述的轧制。
这种实施例也具有当处于安装热交换装置2的压力下时把插入件10保持在管8构成的芯部中的相同优点。
本发明不限于蒸发器。其对于所有类型的热交换装置都具有价值，这些热交换装置例如是冷凝器、气体冷却器、散热器等。
显然本发明不限于上述实施例且仅作为例子提供且包括本领域技术人员在权利要求、尤其是上述各种实施例的所有组合范围内可设想的其它变化。

Claims (15)

1.一种由金属条带(20)制造的用于热交换装置(2)的插入件(10)，其特征在于，该插入件(10)包括具有第一厚度(Th1)的至少第一区域和具有第二厚度(Th2)的至少第二区域。
2.根据权利要求1所述的插入件(10)，其特征在于，第二厚度(Th2)小于或等于第一厚度(Th1)的两倍。
3.根据权利要求1或2所述的插入件(10)，其特征在于，第二厚度(Th2)大于或等于第一厚度(Th1)的1.5倍。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的插入件(10)，其特征在于，第二区域限定局部加厚部(30)，该局部加厚部通过使金属条带(20)折过第一长度(A)而获得。
5.根据权利要求4所述的插入件(10)，其特征在于，金属条带(20)的局部加厚部(30)设置在插入件(10)的端部处。
6.根据权利要求4或5所述的插入件(10)，其特征在于，局部加厚部(30)被变薄，特别是通过轧制变薄。
7.根据前述权利要求任一项所述的插入件(10)，其特征在于，第一区域通过使金属条带(20)局部变薄获得。
8.根据权利要求7所述的插入件(10)，其特征在于，局部变薄通过机加工实现。
9.根据前述权利要求任一项所述的插入件(10)，其特征在于，插入件(10)的局部加厚部(30)限定至少一个具有高度(h2)的横向突出部。
10.根据权利要求9所述的插入件(10)，其特征在于，局部加厚部(30)的高度(h2)等于第二厚度(Th2)和第一厚度(Th1)之间的差。
11.一种热交换装置(2)，包括根据前述权利要求任一项所述的至少一个插入件(10)。
12.根据权利要求11所述的热交换装置(2)，其特征在于，插入件(10)包括设置在插入件(10)的同一侧上的两个局部加厚部(30)。
13.根据权利要求11所述的热交换装置(2)，其特征在于，插入件包括设置在插入件(10)的两个相对侧上的两个局部加厚部(30)。
14.根据权利要求12或13所述的热交换装置(2)，其特征在于，热交换器包括至少一个热交换管(8)，该热交换管设置在至少两个局部加厚部(30)之间。
15.根据权利要求14所述的热交换装置(2)，其特征在于，热交换管(8)包括至少一个局部变形部(32)，该局部变形部能与插入件(10)的局部加厚部(30)相互配合。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20100804