CN103080685B - 热交换器管、包括这样的管的热交换器以及制造这样的管的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及热交换器管（100），特别是机动车辆空调系统的冷凝器。所述管包括：限定出壳体（115）的折叠壁（105）；和插入到所述壳体中的内部分隔件（130），所述内部分隔件限定出多个流体循环沟道（136），所述壁（105）具有通过半圆部连接的大表面。根据本发明，管（100）构造为使得壁（105）和内部分隔件（130）之间的空隙沿至少一个半圆部（110）被填充。

Description

热交换器管、包括这样的管的热交换器以及制造这样的管的方法
技术领域
本发明涉及一种热交换器管，包括这样的管的热交换器以及制造这样的管的方法。
非排他地，相关的热交换器意图用于配备车辆，在优选应用中，对应于设置在车辆的空调环路或回路中的冷凝器。在不背离本发明的范围的情况下，还可设想这些交换器作为发动机冷却环路或回路中的散热器的应用。
背景技术
简要地，车辆的乘客舱的空调环路沿通过其的冷却剂流体（诸如氟利昂、CO2、1234YF流体）的流动方向通常主要包括：压缩机，在该处压缩蒸气形式的流体；冷凝器，接收流体以由于扫过冷凝器的外部空气流而将流体转变为液体形式；膨胀器，降低压力；和蒸发器，膨胀和冷凝的流体在所述蒸发器中与被引导至乘客舱中的外部空气流进行热交换。流体在蒸发器的出口处被转变为气相，以被馈送到压缩机中用于新的循环，而通过蒸发器的外部空气流被冷却以在乘客舱中供应被调节空气。
在结构方面，形成热交换器的冷凝器包括平行管的管束和两个总管（或集管箱），管的对应端部（通过将它们钎焊）以密封的方式固定地连接到所述总管中。因而，环路中的冷却剂流体能够流动通过管，通过扫过管的外部空气流，流体从其气相被转换为其液相。
在这些管与总管组装之前，主要使用两种技术制造这些管。或挤出或弯折，挤出产生高成本（针对每一种类型的管的专用模具）但由于自然地密封而可容易钎焊，弯折提供多种优势，但较难于钎焊。
本发明涉及使用弯折工艺制成的热交换器管。
这样的管通常由金属板的卷制成，所述金属板卷在被解开为带的形式之后，通过专门的弯折工具等被逐渐成形至需要的横截面，且随后被切割至需要的长度，分成对应于最终的管的段。
有这种情况：热交换器管可能经受较大负载，诸如与来自外部环境的物体（例如石头）的高速冲击。管必须能够承受任何这样的冲击，以便阻止流体的任何泄漏。在弯折管的情况下，管不能如挤出管的情况一样通过增加的材料厚度而被加强。但是由于弯折管的壁厚度大致约0.2mm，从承受石头冲击的角度来看其并不足够，有必要局部增加弯折管的壁的厚度。
在第一已知弯折管中，管壁在其自身上在管的一侧或鼻部的位置处多次水平地弯折，增加管鼻部中的材料厚度。缺陷是，管的高度因此是其材料厚度的函数且对应于弯折部的数量。
在另一已知弯折管中，管沿其一侧预先打开，该侧随后通过将平面重叠在平面上成两个壁厚度而封闭。该类型方案的缺陷是在以该方式封闭那侧的位置处的有缺陷密封。
专利DE102006006670描述了包括具有多个垂直弯折部的侧部的方案。该方案的主要缺陷是其导致材料的过度消耗。
专利US6192977描述了一种管，所述管的一端通过管壁的重叠构成。该方案在较低高度（例如1mm量级的高度）的情况下难于控制。
此外，还已知的是，特别是从专利DE102005043093，具有内部分隔件的管。由于管和内部分隔件，不能用传统方法（例如用刀切割）将管和内部分隔件切割至定长，这是因为内部分隔件趋于在该操作期间被挤压。在该情况下，管首先被成型，并随后切割至定长，内部分隔件也成型并随后切割至定长，管和内部分隔件随后被组装。在该构造中，有必要在管和内部分隔件之间保留功能性空隙，以能够插入内部分隔件。该空隙对于部件的彼此正确钎焊是不利的。
在已有方案中，对于增加机械强度需要的在管壁和内部分隔件之间的接触未必被保证。此外，在已有方案中，石头冲击的问题仍存在。
发明内容
本发明的目标是补救这些缺陷，以及本发明涉及一种流体循环管，所述流体循环管的设计使得内部分隔件能够加强管且特别是加强管的至少一侧。
为此，热交换器管包括限定出壳体的弯折壁和插入到该壳体中的内部分隔件，所述分隔件例如是波纹形的。内部分隔件限定出多个流体循环沟道。管的壁具有通过半圆部连接的大表面。内部分隔件沿纵向方向延伸，例如从管的一个孔至另一个孔。特别地，所述大表面是平面并且平行于彼此。
根据本发明，管构造为使得壁和内部分隔件之间的空隙沿至少一个半圆部的长度被填充。换言之，考虑到横截面中的管，即，在正交于管的纵向轴线的截平面中，内部分隔件和管的壁之间的空隙沿半圆部在内部分隔件的全部长度或部分长度上被填充。这样的作用是增加分隔件和管壁之间的总接触面积，且因此增加管的厚度，至少在管的鼻部的位置处的厚度。
根据本发明的一个方面，内部分隔件在一个顶点处包括至少一个平坦部，所述平坦部与壁接触。这具有增加机械强度的优势，包括在其平面的位置处的机械强度。
根据本发明的一个方面，内部分隔件在其每一个顶点处包括平坦部，所述平坦部与壁接触。
根据本发明的一个方面，管构造为使得壁和内部分隔件之间的空隙沿每一个半圆部被填充。这样具有在管的每一侧加强管鼻部的优势，且因此避免标记被加强侧的必要性。
根据本发明的一个方面，管具有B形形状的截面，且所述壁包括腿部，所述腿部在所述B形形状的截面的中央部分的位置处相接。至少一个所述腿部与内部分隔件接触。这具有增强管的机械强度的优势。
注意到的是，根据本发明，这些各个特征在钎焊之后的管中和尚未钎焊的管中均出现。
本发明还涉及包括如上所述的管的热交换器。具有这些流体循环管的热交换器优选地限定出机动车辆空调环路的冷凝器等。如上所述，这样的热交换器在机动车辆的领域中找到特别的应用，例如制造空调冷凝器。
例如，交换器具有参见上述的结构。
本发明还涉及一种制造热交换器管的方法，所述热交换器特别是机动车辆空调系统的冷凝器。管包括限定出壳体的弯折壁和带有空隙地插入到上述壳体中的内部分隔件，上述内部分隔件例如为波纹形。内部分隔件限定出多个流体循环沟道，以及管的壁具有大表面，尤其是平表面，上述大表面具有长度L，并通过具有高度H的半圆部连接。该方法包括将内部分隔件插入到壳体中的步骤和将管沿其高度方向挤压的步骤。根据本发明，挤压特征在于所述挤压将管从高度H1挤压至高度H2和从长度L1挤压至长度L2，其中H2<H1，L1<L2，从而壁和内部分隔件之间的空隙被至少部分地填充。
通过将管从高度H1挤压至H2（H2<H1）和将长度L1挤压至长度L2（L1<L2），该挤压使得管的壁和插件之间的总接触面积增加，特别是在至少一个管鼻部的位置处。这具有使内部分隔件和与内部分隔件接触的管壁之间的钎焊更好的优势。本发明的方法的另一优势是，挤压（即，变形）允许包括内部分隔件的管的线性和均匀的再成型。
根据本发明的一个方面，该方法包括预备步骤，其中，管的壁例如通过弯折板材制造，以及在弯折之后，具有基本上封闭的截面，内部分隔件插入在其中。
根据本发明的一个方面，在该方法的挤压步骤期间，沿基本上正交于管的平面的方向进行挤压。
根据本发明的一个方面，挤压步骤构造为使得，管及其部件，壁和/或插件，具有参考以上的特征。
附图说明
附图解释了本发明如何用于实际。在这些图中，相同的附图标记指向相似的元件。
图1A是根据本发明的一个实施例在挤压之前被弯折成B的形状的管，以及所述管包括插入在管的壁之间的内部分隔件。
图1B示出在挤压之后的图1A的管。
具体实施方式
如图1A和1B所示的且根据本发明，热交换器管100，特别是用于机动车辆的空调冷凝器，包括限定出壳体115的弯折壁105和插入在壳体中的内部分隔件130。内部分隔件130，其特别是波纹形的，限定出多个流体循环沟道136。壁105具有大表面，例如是大的平表面，且所述大表面通过半圆部（radius）110连接。管的壁特别地具有B形状的横截面。
换言之，在所示示例中，一旦管已经被弯折并随后被切割成段，它们的薄壁具有为扁平B的整体形状的横截面，即，具有基部部分，通过两个连接部分、通过两个共面的相面对的顶部部分侧向地延伸，所述顶部部分平行于基部部分，所述顶部部分终结于相邻的端部腿部，所述端部腿部垂直地朝向基部部分并彼此分隔开。从而限定出对应于B的环圈的两个纵向和平行的内部空间或沟道，在其中在它们的整个长度上并以已知方式插入有两列内部分隔件或扰动件的弯折部，所述内部分隔件或扰动件通过平坦连接部分互连，所述平坦连接部分插入到留在管的弯折壁的基部部分和端部腿部之间的空间中。
该内部间隔件或这些内部间隔件中的每一个特别地还具有改进冷凝器的热性能和管的机械强度的功能，其不仅必须抵抗当环路操作时的操作压强（20巴的量级），而且必须抵抗规范规定的压强，特别是对于基于氟利昂的冷却剂流体，其为直至100巴的管爆裂额定值。清楚地，在预组装的冷凝器（管，具有内部分隔件，嵌套在总管中）布置在钎焊炉中之后，特别是使得每一个内部分隔件的纵向和波纹形弯折部的顶点能够紧固至每一个管的弯折成B形形状的壁的内部面，这是由于在它们上（在内部分隔件上和/或在管的壁上）设置的涂覆层以及涂覆层熔点略低于构成管的壁和内部分隔件的材料（例如铝合金）的熔点。
根据本发明，管100构造为使得空隙沿壁105和内部分隔件130之间的至少一个半圆部110被填充。空隙由存在于管100的半圆部110的内部半圆部和内部分隔件130的端部134的弯曲部之间的空间限定。这意味着，接触是连续的，使得壁105和内部分隔件130之间的空隙在半圆部的整个长度上被完全填充（即，沿半圆部的整个弯曲部）。管构造为使得壁105和内部分隔件130之间的空隙例如沿每一个半圆部110被填充。
在所示实施例中，内部分隔件130在顶点132处包括至少一个平坦部，尤其是在每一个顶点132处，所述平坦部与壁接触。
如已所述，管100具有，例如，为B形形状的截面，且壁具有腿部120，所述腿部120连结在所述B形截面的中央部分的位置处，至少一个腿部120与内部分隔件130接触。
本发明还涉及制造热交换器管的方法，特别是用于机动车辆空调系统冷凝器。根据本发明，管100包括限定出壳体115的壁105和插入在壳体115中的内部分隔件130。内部分隔件130限定出多个流体循环沟道136。壁具有大的面，尤其是大的平面，所述面具有长度L，通过具有高度H的半圆部连接。如在图1A和1B中所示，长度L对应于管100沿其纵向截面的方向的尺寸。如在图1A和1B中所示，高度H对应于管100的总厚度，即，沿其横截面方向的厚度。当然，尽管未示出，但管沿其纵向轴线延伸，所述纵向轴线正交于图1A和1B的平面。
本发明的方法包括第一步骤，其中，内部分隔件130带有空隙地插入到管100的壳体115中。
本发明的方法包括第二步骤，其中，管100沿高度H的方向被挤压。该挤压特征在于，其使得管能够从高度H1挤压至高度H2和从长度L1挤压至长度L2，其中H2<H1，L1<L2，管100构造为在挤压之后使得壁100和内部分隔件130之间的空隙被至少部分地填充。
挤压步骤可以被归纳为变形步骤，而不限制本发明的保护范围。
挤压或变形步骤使得壁105和内部分隔件130能够被校正。该步骤允许管100再成型，所述管100的尺寸被改动。在再成型前，沿高度H的方向以及还有沿长度L的方向存在空隙，所述空隙允许内部分隔件130的插入。壁105和内部分隔件130的尺寸可被预先限定，使得该空隙存在而不论这两个部件的制造公差。再成型尺寸随后被限定，以便校正管100和内部分隔件130，并填充为了该插入的目的的至少一个空隙或甚至所有空隙。
挤压步骤使得高度H能够减少以及长度L能够增加。这个的作用是沿壁105和内部分隔件130之间的半圆部填充空隙，并允许部件的钎焊。由于它们的设计，壁105的尺寸L的增加将小于内部分隔件130的尺寸的增加。
换言之，挤压步骤使得内部分隔件130的长度尺寸L可以比壁105的尺寸增加得多。这使得可以填充内部分隔件130和管鼻部110的内部半圆部之间的组装空隙。这还使得两个部件（即，壁105和内部分隔件130）的钎焊可行，且因此增加机械强度，特别是在管鼻部110的位置处的机械强度。
该方法可包括预备步骤，其中，管的壁例如通过弯折板材制造，以及在弯折之后，具有基本上封闭的截面，内部分隔件插入在其中。
在一个实施例中，在该方法的挤压步骤期间，沿基本上正交于管的所述平面的方向进行挤压。
挤压步骤构造为例如使得：管及其部件，壁和/或内部分隔件，具有上述特征。
更精确地，挤压步骤可构造为使得，在挤压之后，内部分隔件130在其顶点136的至少一个处包括平坦部，所述平坦部与壁接触。
挤压步骤因此允许在内部分隔件130的一些或所有顶点136处制造平面区域。换言之，高度减少的结果是压迫内部分隔件130在其顶点处产生平坦部，以及取决于校正的大小，改变内部分隔件130的弯折部的角度。这样的作用是保证壁105的内部壁和内部分隔件插件130之间的钎焊以及增加该组合结构的机械强度。
挤压步骤还可以构造为使得壁105和内部分隔件130之间的空隙沿每一个半圆部110被填充。
挤压步骤可进一步构造为，在挤压之后，所述腿部120中的至少一个与内部分隔件130接触。

Claims (13)

1.一种热交换器管，所述热交换器管(100)包括限定出壳体(115)的弯折壁(105)和插入到所述壳体中的内部分隔件(130)，所述内部分隔件限定出多个流体循环沟道(136)，以及所述弯折壁(105)具有通过半圆部(110)连接的大表面，其特征在于，所述热交换器管(100)构造为使得弯折壁(105)和内部分隔件(130)之间的空隙沿至少一个半圆部(110)的长度被填充。
2.如权利要求1所述的热交换器管，其中，内部分隔件(130)是波纹形的且在一个顶点(132)处包括至少一个平坦部，所述平坦部与弯折壁(105)接触。
3.如前述权利要求中的任一项所述的热交换器管，其中，内部分隔件(130)是波纹形的且在其每一个顶点(132)处具有平坦部，所述平坦部与弯折壁(105)接触。
4.如权利要求1或2所述的热交换器管，其中，所述热交换器管(100)构造为使得弯折壁(105)和内部分隔件(130)之间的空隙沿每个半圆部(110)被填充。
5.如权利要求1或2所述的热交换器管，其中，所述热交换器管(100)具有B形形状的截面，且所述弯折壁(105)具有腿部(120)，所述腿部(120)在所述B形形状的截面的中央部分处相接，至少一个所述腿部(120)与内部分隔件(130)接触。
6.如权利要求1所述的热交换器管，其中，所述热交换器是机动车辆空调系统的冷凝器。
7.一种热交换器，其特征在于，所述热交换器包括至少一个如前述权利要求中的任一项所述的热交换器管(100)。
8.如权利要求7所述的热交换器，其中，所述热交换器是机动车辆空调系统的冷凝器。
9.一种制造热交换器管(100)的方法，所述热交换器管(100)包括限定出壳体(115)的弯折壁(105)和插入到所述壳体(115)中的内部分隔件(130)，所述内部分隔件(130)限定出多个流体循环沟道(136)，以及所述弯折壁具有通过高度为H的半圆部(110)连接的大表面，所述大表面具有长度L，所述方法包括以下步骤：
-将内部分隔件(130)带有空隙地插入到热交换器管(100)的壳体(115)中，
-沿热交换器管(100)的高度方向挤压所述热交换器管(100)，所述挤压将热交换器管(100)从高度H1挤压至高度H2和从长度L1挤压至长度L2，其中H2<H1，L1<L2，热交换器管(100)构造为在挤压之后使得弯折壁(105)和内部分隔件(130)之间的空隙沿至少一个半圆部(110)的长度被填充。
10.如权利要求9所述的方法，包括预备步骤，其中，热交换器管(100)的弯折壁(105)通过弯折板材制造，以及在弯折之后，所述弯折壁(105)具有基本上封闭的截面，内部分隔件(130)插入封闭截面中。
11.如权利要求9或10所述的方法，其中，沿基本上正交于热交换器管(100)的平面的方向进行挤压。
12.如权利要求9或10所述的方法，其中，挤压步骤使得，热交换器管(100)及其部件，弯折壁(105)或内部分隔件(130)，具有如权利要求1至6中任一项所述的特征。
13.如前述权利要求9所述的方法，其中，所述热交换器是机动车辆空调系统的冷凝器。
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