CN102338570A - 换热器结构及其装配工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换热器结构，其包括设置有管道槽的翅片和可匹配地插入至所述翅片管道槽并与之定位连接的扁管，所述的扁管与管道槽间形成有便于焊材设置的焊料槽。还公开了其装配方法，包括以下步骤：1)将翅片堆叠固定，使管道槽对应设置；2)将扁管依次穿入堆叠好的翅片管道槽中；3)将焊料条匹配地插入扁管与管道槽之间的间隙中；4)保证焊材条位于管道槽的上部位置，将其放置在钎焊炉里进行焊接。本发明采用纯铝箔外置焊料焊接，简化了焊材设置流程且提高了焊材均匀度，有利于焊材在翅片与扁管接触点周围形成连接区，提高焊接强度。焊料设置量的变化可适当增加管道槽孔径，可使这种翅片翻边的加工容易。

Description

换热器结构及其装配工艺

技术领域

本发明涉及一种冷凝器，特别涉及一种换热器结构及其装配方法。

背景技术

房间空调器在制冷工况运行时，室内空气流经蒸发器使得温度降低。同时由于蒸发器表面的温度一般明显低于空气的露点温度，因此空气流过蒸发器表面时，空气中的部分水分将被析出，从而在蒸发器表面形成凝结水。在蒸发器表面的凝结水应该及时排掉，如果凝结水在蒸发器表面积聚较多，将阻塞空气流道，增大空气的流动阻力，将降低蒸发器的效率：还有可能发生水滴吹入室内的情况，导致空调器的质量不合格。

翅片管式换热器是目前制冷空调装置中用得最多的换热器型式，房间空调器和风冷式冷水机组大都采用这种换热器。这种换热器在加工时，是在翅片上冲孔、翻边，翻边的高度即为翅片间的间距，翻边形成的圆环套在管子上，使得翅片得以通过这个圆环与管子有良好的接触，提高传热效率。

图1为现有技术空调的换热器结构示意图。图2为图1所示换热器结构的截面视图。如图1、图2所示，现有技术的多进多出型管带式换热器结构，其包括翅片3和贯穿翅片3的扁管2，其中所述的扁管为高频铝焊管，为了保证扁管2与翅片3的结合具有良好的散热性，采用的是焊接的方式将两者相结合，扁管2的上端与进口集管1连通地焊接连接，扁管2的下端与出口集管4连通地焊接连接，从而进口集管1中的冷媒分散流入多个扁管2中，经过热交换后汇于出口集管4中，这样就便于换热器与外部管路连接。

但是对于现有的散热器结构，翅片与扁管的固定连接都采用焊接炉中高温焊接方式，整个生产工艺复杂，成本加大；且在设置焊材料层时其不均匀度很大，因此焊层在焊接后稳定性不高，会导致某些原定接合的部分可能不会在扁管的纵向方向上连续接合，这将使钎焊部分变差，例如翅片分离，进而导致产品质量下降。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服已有技术的缺点，提供一种方便焊材的均匀设置，其能保证软钎焊质量的换热器结构及其装配工艺，提高换热器性能。

本发明所采用的技术方案是：

一种换热器结构，其包括设置有管道槽的翅片和可匹配地插入至所述翅片管道槽并与之定位连接的扁管，所述的扁管与管道槽间形成有便于焊材设置的焊料槽。

所述的焊料槽由形成扁管两侧面的凹槽与管道槽限位形成，所述的凹槽靠近扁管侧边处且沿其延伸方向形成。

所述的凹槽对称设置在扁管两表面上。

所述的凹槽临近微通道侧形成有斜坡。

所述的焊料槽由扁管侧边与管道槽边缘限位形成。

所述的管道槽为U形，扁管的宽度小于所述的U形管道槽的长度。

一种如权利要求1所述的换热器装配方法，包括以下步骤：

1)将翅片堆叠固定，使管道槽对应设置；

2)将扁管依次穿入堆叠好的翅片管道槽中；

3)将焊料条匹配地插入焊料槽中；

4)保证焊材条位于管道槽的上部位置，并将其放置在钎焊炉里进行焊接。

所述的步骤3为将焊材条的匹配地插入扁管凹槽与管道槽局限形成有的焊料槽中。

所述的步骤3为将焊材条放置在U形管道槽开口处并且其底部与扁管外侧边接触。

所述的焊料条由低熔点焊料或低熔点焊料和免清洗铝助焊剂组成。

本发明的有益效果是：本发明采用纯铝箔外置焊料焊接，将原来换热器较为复杂的工艺操作变简单，有原来的高温硬钎焊，变为低温的软钎焊；只需低温的软钎焊工艺，由于焊料收到重力的原因，会自动填充到翅片和微通道扁管的间隙中，将扁管和翅片孔焊接，简化了焊材设置流程且提高了焊材均匀度，增大了焊材施加量，有利于焊材在翅片与扁管接触点周围形成连接区，提高焊接强度。焊料设置量的变化可适当增加管道槽孔径，可使这种翅片翻边的加工容易，冲出的翻边高度更高，以保证翅片间的距离(或FPI)。

附图说明

图1为现有技术空调的换热器结构示意图；

图2为图1所示换热器结构的截面视图；

图3为本发明第一实施例的翅片结构示意图；

图4为第一实施例的扁管结构示意图；

图5为第一实施例的焊材条结构示意图；

图6为第一实施例的扁管及翅片装配示意图，

图7为本发明第二实施例的扁管与翅片组装结构示意图；

图8为第二实施例的焊材条结构示意图；

图9为第二实施例的扁管与翅片组装结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

图3-6所示为本发明的第一实施例，如图3所示，翅片13上间隔均匀地开设有多组冲孔31，所述的冲孔31沿矩形翅片13长度方向开设，所述的冲孔有利于气流在其内流通以加强散热器的散热效果。在两组冲孔之间开设有圆角矩形管道槽32。其中，圆角矩形管道槽32的宽度稍大于将在下面描述的扁管的厚度，即扁管可以顺利地进入管道槽中。进一步地，所述的管道槽32周围设置有翻边，以限定两相邻翅片13间的距离。

所述的翅片的管道槽为圆角矩形结构，为减少了翅片管道槽及翻边的形变所述的扁管可以自翅片的管道槽下方插入，这样保证了焊材片在扁管两侧固定的稳定性。

如附图4所示，本实施例的扁管22为空心扁管或者微通道扁管，一般为铝质扁管，所述的微通道扁管为在其管腔内设置有多个分隔板，分隔板沿扁管的管道方向延伸并将管腔均匀地分割为数个互不相通的微通道。在所述的扁管22两侧面上沿微通道延伸方向向内凹陷地形成有凹槽22，所述的凹槽22对称地分布扁管22两侧且临近扁管22的侧边设置，所述的凹槽截面为矩形、梯形或者三角形结构，当然设计为弧面凹槽同样可以实现本发明之目的。当扁管匹配地插入管道槽内时，形成在扁管两侧面的凹槽与管道槽限位形成焊料槽，用以放置焊料对翅片和扁管实施焊接固定。

优选地，所述的凹槽临近微通道侧为具有一定角度的斜坡，为保证在焊接过程中焊料顺利填充焊缝。

图5所示为本实施例的焊料条25，所述的焊料条25为与所述的凹槽相匹配的形状，即其刚好可以匹配地插入扁管凹槽22与管道槽局限形成的空间内，且所述的焊材条的外表面与扁管22的侧面基本平行。其中，所述的焊料条25由低熔点焊料或者低熔点焊料和免清洗铝助焊剂组成，该焊料条25的焊点在200-300℃，所述的低熔点焊材料包括锡锌基低熔点焊料、锡铅钎料、镉银钎料、铅银钎料和锌银钎料等，当然，简单地替换为其他材质的低熔点焊材，同样可以实现本发明之效果。

需要说明的是，将扁管匹配地插入所述的翅片圆角矩形管道槽内后，扁管凹槽仍可以足以满足焊材条插入并固定在管道槽中。

下面将简单描述本实施例的换热器的组装方法以其对本发明的结构和宗旨进行进一步地阐述：

首先，将翅片堆叠固定，使圆角矩形管道槽对应设置；

第二步，将扁管依次穿入叠好的翅片管道槽中，优选地，为保护管道槽及翻边不受影响，扁管自翻边相反的另一侧插入，并且扁管插入时设有凹槽的一侧同在管道槽的一侧；

第三步，将焊料条匹配地插入焊料槽中；

第四步，保证设有凹槽的扁管侧方向朝上即使得焊材条位于管道槽的上部位置，并将其放置在钎焊炉里进行焊接，焊接过程中融化的焊料由于重力作用及毛细作用流入两端的间隙，实现焊接结合。

本实施例中，将原来换热器较为复杂的工艺操作变简单，由原来的高温硬钎焊，变为低温的软钎焊；在扁管上设计了焊料的放置位置而在扁管与翅片固定之后再设置焊材，在扁管插入翅片时不必担心焊料层受到破坏，且在扁管凹槽上设置便于焊料流动的斜坡结构，由于焊料受到重力的原因，融化的焊料会自动填充到翅片孔和微通道扁管的间隙中，将扁管和翅片焊接，简化了焊材设置流程且提高了焊材均匀度，增大了焊材施加量，有利于焊材在翅片与扁管接触点周围形成连接区，提高焊接强度。同时，为保证焊材顺利流下，可适当增加管道槽孔径，这就使得翅片翻边的加工容易，冲出的翻边高度更高，翅片间的距离(或FPI)能够得到足够的保证。

图7-9所示为本发明的第二实施例，如图7所示，翅片53上间隔均匀地开设有多组冲孔81，所述的冲孔81沿矩形翅片53长度方向开设，所述的冲孔有利于气流在其内流通以加强散热器的散热效果。在两组冲孔之间开设有U形管道槽82，所述的U形管道槽的开口均设置在翅片的同一侧。其中，U形管道槽82的宽度稍大于将在下面描述的扁管的厚度，即扁管可以顺利地进入管道槽中。进一步地，所述的管道槽82周围设置有翻边，以限定两相邻翅片53间的距离。

所述的翅片的管道槽为U形结构，即所述的扁管可以自翅片的管道槽开口侧插入，这样保证了焊材片在扁管两侧固定的稳定性，并且从侧方插入，缩短了扁管在翅片中的插入行程，减少了翅片管道槽及翻边的形变。

如附图7和9所示，本实施例的扁管72为空心扁管或者微通道扁管，一般为铝质扁管，所述的微通道扁管为在其管腔内设置有多个分隔板，分隔板沿扁管的管道方向延伸并将管腔均匀地分割为数个互不相通的微通道。需要说明的是，本实施例中，所述的扁管72的宽度小于所述的管道槽的长度，即所述的扁管72可以完全插入至管道槽内部并且其外侧边也被包容在管道槽内，所述的扁管72外侧与管道槽开口之间的空间构成用以放置的焊材条的焊料槽。

图8所示为本实施例的焊料条75，所述的焊料条75刚好匹配地嵌入在所述的管道槽82内。且所述的焊材条75的与扁管相邻侧的表面向内凹陷形成与扁管外侧缘相匹配的弧形凹槽，所述的弧形凹槽与扁管外侧相匹配接触，增强了焊材条与翅片的稳定性。其中，所述的焊料条75由低熔点焊料或低熔点焊料和免清洗铝助焊剂组成，该焊料条75的焊点在200-300℃，所述的低熔点焊材料包括锡锌基低熔点焊料、锡铅钎料、镉银钎料、铅银钎料和锌银钎料等，当然，简单地替换为其他材质的低熔点焊材，同样可以实现本发明之效果。

需要说明的是，将扁管匹配地插入所述的翅片管道槽内后，扁管外边缘与管道槽之间端部的间隙仍可以足以满足焊材条插入并固定在管道槽中。

下面将简单描述本实施例的换热器的组装方法以其对本发明的结构和宗旨进行进一步地阐述：

首先，将翅片堆叠好，管道槽对应设置，并且使管道槽的U形开口方向朝上；

第二步，带扁管穿入叠好的翅片管道槽中，此时扁管的内侧边与管道槽的底部接触，扁管外侧边完全进入管道槽内并且与管道槽开口间留有空间；

第三步，将焊料条自其开口侧插入管道槽中，且其弧形凹槽与扁管侧边接触；

第四步，保证管道槽的U形开口方向朝上将其放置在加热炉里实现焊接，焊接过程中融化的焊料由于重力作用及毛细作用流入两端的间隙，实现焊接结合。

本实施例在不改变扁管形状的基础上，采用上部设置焊材的方式，利用重力及毛细作用实现扁管与翅片的焊接。当然，对于圆角矩形的管道槽，同样可以采取类似的焊材设置方式，即设置使得圆角矩形管道槽的长度大于扁管的宽度，将扁管插入所述的管道槽内并且靠近其同一侧，扁管侧边与管道槽的内壁面即形成焊料槽结构，也就是说在管道槽的一侧流出间隙以便焊材条插入，优选地，所述的焊材条具有与扁管侧边匹配的弧面凹槽结构。

综上所述，本发明采用纯铝箔外置焊料焊接，将原来换热器较为复杂的工艺操作变简单，有原来的高温硬钎焊，变为低温的软钎焊；只需低温的软钎焊工艺，由于焊料收到重力的原因，会自动填充到翅片和微通道扁管的间隙中，将扁管和翅片孔焊接，简化了焊材设置流程且提高了焊材均匀度，增大了焊材施加量，有利于焊材在翅片与扁管接触点周围形成连接区，提高焊接强度。焊料设置量的变化可适当增加管道槽孔径，可使这种翅片翻边的加工容易，冲出的翻边高度更高，以保证翅片间的距离(或FPI)。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种换热器结构，其包括设置有管道槽的翅片和可匹配地插入至所述翅片管道槽并与之定位连接的扁管，其特征在于：所述的扁管与管道槽间形成有便于焊材设置的焊料槽。

2.如权利要求1所述的换热器结构，其特征在于：所述的焊料槽由形成在扁管两侧面的凹槽与管道槽限位形成，所述的凹槽靠近扁管侧边处且沿其延伸方向形成。

3.如权利要求2所述的换热器结构，其特征在于：所述的凹槽对称设置在扁管两表面上。

4.如权利要求2所述的换热器结构，其特征在于：所述的凹槽临近微通道侧形成有斜坡。

5.如权利要求1所述的换热器结构，其特征在于：所述的焊料槽由扁管侧边与管道槽边缘限位形成。

6.如权利要求5所述的换热器结构，其特征在于：所述的管道槽为U形，扁管的宽度小于所述的U形管道槽的长度。

7.一种如权利要求1所述的换热器装配工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1)将翅片堆叠固定，使管道槽对应设置；

2)将扁管依次穿入堆叠好的翅片管道槽中；

3)将焊料条匹配地插入焊料槽中；

4)保证焊材条位于管道槽的上部位置，并将其放置在钎焊炉里进行焊接。

8.如权利要求7所述的换热器装配工艺，其特征在于：所述的步骤3为将焊材条的匹配地插入扁管凹槽与管道槽局限形成有的焊料槽中。

9.如权利要求7所述的换热器装配工艺，其特征在于：所述的步骤3为将焊材条放置在U形管道槽开口处并且其底部与扁管外侧边接触。

10.如权利要求7所述的换热器装配工艺，其特征在于：所述的焊料条由低熔点焊料或低熔点焊料和免清洗铝助焊剂组成。

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