CN103201582A - 用于热交换器的管 - Google Patents

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CN103201582A CN2011800540216A CN201180054021A CN103201582A CN 103201582 A CN103201582 A CN 103201582A CN 2011800540216 A CN2011800540216 A CN 2011800540216A CN 201180054021 A CN201180054021 A CN 201180054021A CN 103201582 A CN103201582 A CN 103201582A
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宫崎典幸
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Abstract

构成用于热交换器的管的筒状构件(20)包括一对平板部(21，22)和一对弯曲部(23，24)，所述一对平板部沿通道横截面的短轴方向平行对准以彼此面对，所述一对弯曲部沿通道横截面的长轴方向彼此面对并使一对平板部(21，22)相互连接。弯曲部(23，24)中的一个构成接合部，在所述接合部处，从一对平板部(21，22)的端部延伸并构成筒状构件(20)的外壁的部分的外壁部(241)和从一对平板部(21，22)的端部延伸并构成筒状构件(20)的内壁的部分的内壁部(242)重叠并通过钎焊接合。内壁部(242)被接合使得面对外壁部(241)的部分与外壁部(241)紧密接触，并且面对外壁部(241)的末端部(244)与平板部(21)分离。

Description

用于热交换器的管
相关申请的交叉引用
本申请基于2010年11月11日提出申请的日本专利申请(2010-252807)，该申请的内容通过引用在此全文合并。
技术领域
本发明涉及一种用于热交换器的管，所述管可以有用地应用到例如汽车等的散热器。
背景技术
通过弯曲板状部件(例如，金属板)形成的扁平管已经被公知为用于热交换器的管。这些扁平管和波纹状散热片彼此交替堆叠以从而形成热交换芯体，并且用于引入热交换介质的总箱和管道联接到热交换芯体，从而构造热交换器。
这种扁平管如下形成：一对平板部，所述一对平板部彼此相对，且在所述一对平板部之间沿短半径方向具有给定间隙；弯曲部，所述弯曲部在长半径方向的一侧弯曲并连接到一对平板部中的每一个以从而使所述一对平板部相互连接；和接合部，在长半径方向的另一个端侧各个平板部在所述接合部中相互接合。
在扁平管的接合部中，从平板部中的一个的端部延伸并构成扁平管的外壁的外壁部在重叠状态下接合并钎焊到从平板部中的另一个的一个端部延伸并构成扁平管的内壁的内壁部。在这种情况下，如果钎焊材料没有被适当地引入到扁平管中的接合部中，则在扁平管中流动的流体可能由于不良钎焊而泄漏到外面。
与此相反，为了提高扁平管中的接合部的钎焊性能，例如，在专利文献1中提出了一种其中位于接合部内侧的内壁部的端部与位于接合部外侧的外壁部的壁面分离的结构。
[现有技术文献]
专利文献
专利文献1：JP-A-2001-137989
如果用于热交换器的管的板状部件的长度、宽度和强度变化，则当扁平管和波纹状散热片交替堆叠以从而形成热交换芯体时，由于沿扁平管的短半径方向施加的压缩力，内壁部的端部的位置可能会改变。
此时，如同在专利文献1的情况中一样，在其中位于接合部内侧的内壁部上的端部与位于接合部外侧的外壁部的壁面分离的结构中，当内壁部的端部位置的位置改变时，接合部中的接合形状改变以减小外壁部与内壁部之间的粘附力。因此，在一些情况下扁平管的钎焊性能可能不稳定。
发明内容
考虑到上述事项，本发明的目的是提高用于热交换器的管的接合部的钎焊性能。
根据本公开的一方面，用于热交换器的管包括筒状构件，热交换介质在所述筒状构件中流动并且所述筒状构件由板状部件制成，所述板状部件具有形成为扁平形状的流动通道截面。流动通道截面正交于热交换介质流动的方向。筒状构件包括一对平板部和一对弯曲部，所述一对平板部沿流动通道截面的短半径方向平行且彼此相对，所述一对弯曲部沿流动通道截面的长半径方向彼此相对并用于使一对平板部相互连接。一对弯曲部中的一个弯曲部构成接合部，在所述接合部中，从一对平板部中的一个平板部的端部延伸并构成筒状构件的外壁的外壁部和从一对平板部中的另一个平板部的端部延伸并构成筒状构件的内壁的内壁部在外壁部和内壁部相互重叠的状态下彼此接合和钎焊。此外，内壁部具有与所述外壁部相对并与外壁部紧密接触的相对部，并且内壁部在与一个平板部相对的末端部与所述一个平板部分离的状态下接合到所述一个平板部。
根据本公开，当组装用于热交换器的管时，即使沿管的短半径方向将压缩力施加到管，在内壁部中与平板部相对的末端位置的位置仅移位，并且可以保持内壁部与外壁部之间的粘附力。因此，可以提高用于热交换器的管中的接合部中的钎焊性能。
例如，一对弯曲部中的每一个都可以弯曲成弧形形状。据此，当沿流动通道截面的短半径方向将压缩力施加到管时，可以防止接合部弯折并变形。因此，可以提高用于热交换器的管中的接合部的钎焊性能。
进一步地，用于热交换器的管可以被构造成使得内壁部中与外壁部相对的部分形成连续弯曲表面并且外壁部沿着内壁部的连续弯曲表面延伸。
仍然进一步地，内壁部可以具有从与外壁部相对的部分延伸到另一个弯曲部侧的延伸部。延伸部可以具有与平板部相对的部分，所述部分形成为波状形状，使得所述部分用作内散热片，并且所述延伸部还可以具有与另一个弯曲部的内壁面相对的部分，所述部分沿着另一个弯曲部的内周面延伸并与所述内周面紧密接触，并且，在另一个弯曲部一侧的与平板部相对的末端部与平板部分离的状态下，所述延伸部结合到平板部。
这样，甚至在其中内壁部中的延伸部被构造成为内散热片的情况下，即使当组装用于热交换器的管时沿短半径方向将压缩力施加到管时，内壁部中与平板部相对的末端部的位置仅位移，并且可以保持内壁部与外壁部之间的粘附力以及内壁部中的延伸部与另一个弯曲部的内周面之间的粘附力。因此，可以提高用于热交换器的管中的接合部的钎焊性能。
附图说明
本发明的上述或其它目的、结构和优点将通过参照以下附图的以下详细说明变得更加清楚。
图1是根据第一实施例的散热器的前视图；
图2(a)是显示根据第一实施例的扁平管的流动通道截面的剖视图；图2(b)是图2(a)中的部分A的放大图；
图3(a)和图3(b)是显示用于制造根据第一实施例的散热器的方法的示意图；
图4是的显示根据第一实施例的筒状构件与现有技术的筒状构件之间的不同的示意图；
图5(a)、5(b)和5(c)是显示根据第一实施例的筒状构件与现有技术中的筒状构件之间的不同的示意图；
图6(a)和6(b)是显示根据第一实施例的筒状构件与现有技术中的筒状构件之间的不同的示意图；
图7(a)和7(b)是显示根据第一实施例的筒状构件的示意图；
图8(a)是显示根据第二实施例的扁平管的流动通道截面的剖视图；
图8(b)是图8(a)中的部分B的放大图；
图9是显示根据另一个实施例的扁平管的流动通道截面的部分剖视图；
图10是显示根据又一个实施例的扁平管的流动通道截面的部分剖视图；以及
图11是显示根据又一个实施例的扁平管的流动通道截面的部分剖视图。
具体实施方式
以下将基于附图描述本发明的实施例。在如下所述的各个实施例中，彼此相同或等同的部件在附图中由相同的附图标记表示。
[第一实施例]
以下将基于图1-7描述本发明的第一实施例。图1是根据本实施例的散热器1的前视图。
在本实施例中，扁平管(用于热交换器的管)2被应用于用于在用于冷却车辆发动机(内燃机)的发动机冷却水(热交换介质)与空气(大气)之间交换热量的散热器1。
图1中的扁平管2是发动机冷却水在里面流动的管。扁平管2形成为扁平形状，使得空气流动的方向(垂直于图1的纸张平面的方向)与长半径方向对准。进一步地，多个扁平管2沿图1中的垂直方向彼此平行布置，使得所述扁平管的纵向方向与图1中的水平方向对准。随后提供扁平管2的详细说明。
形成为波状形状的外散热片(波纹状散热片)3接合到扁平管2的平行于空气流动的方向的平面的两个外侧表面。外散热片3增加与空气的传热面积以从而促进发动机冷却水与空气之间的热交换。在下文中，由扁平管2和外散热片3构造而成的热交换芯体部4被缩写为芯体部4。
总箱5在扁平管2的纵向方向上的端部(在图1的左右方向上的端部)处沿正交于扁平管2的纵向方向的方向(沿图1中的上下方向)上延伸以与多个扁平管2连通。
总箱5包括芯体板5a和箱主体5b，其中所述芯体板5a具有插入到所述芯体板5a中并接合到所述芯体板5a的管2，所述箱主体5b与芯体板5a一起构成箱内部空间。芯体部4具有设置在所述芯体部4的两个端部上的插入件6，且插入件6几乎平行于扁平管2的纵向方向延伸并加强芯体部4。
在本实施例中，扁平管2、外散热片3、芯体板5a和箱主体5b由金属(例如，铝合金)制成。扁平管2的表面以及芯体板5a和箱主体5b中的接合部被涂覆有钎焊材料。
接下来，基于图2(a)和图2(b)描述本实施例的扁平管2的结构。图2(a)和图2(b)是显示本实施例的扁平管2的流动通道截面的剖视图。图2(a)显示了扁平管2的整个流动通道截面，而图2(b)显示了图2(a)中的部分A的局部放大视图。
如图2(a)和图2(b)所示，本实施例的扁平管2由筒状构件20构造而成，在所述筒状构件20中，正交于发动机冷却水流动的方向的流动通道截面形成为扁平形状。筒状构件20通过弯曲金属板(板状部件)而形成。
形成为扁平形状的筒状构件20由一对板部21、22和一对弯曲部23、24构成，其中所述一对板部沿短半径方向(沿纸面的上下方向)平行地彼此相对，所述一对弯曲部中的每一个沿长半径方向(沿纸面的左右方向)向外弯曲成圆弧形状。在本实施例中，图中的上侧的平板部被称为第一平板部21，并且图中的下侧的平板部被称为第二平板部22，而一个弯曲部(图中的左侧)被称为第一弯曲部23，并且另一个弯曲部(图中的右侧)被称为第二弯曲部24。
第一弯曲部23是使各个平板部相互连接的弯曲部，并构成将第一平板部21的一个端侧(图2中的左侧)的端部连接到第二平板部22的一个端侧(图2中的左侧)的端部的壁部。
第二弯曲部24由外壁部241和内壁部242构成，其中所述外壁部241从第一平板部21的另一个端侧(右侧)的端部延伸并构成筒状构件20的外壁，所述内壁部242从第二平板部22的另一个端侧(右侧)的端部延伸并构成筒状构件20的内壁。第二弯曲部24构成接合部(双壁)，在所述接合部中，外壁部241的内壁面通过钎焊在重叠状态下接合到内壁部242的外壁面的一部分。
第二弯曲部24中的内壁部242具有与外壁部241(外壁面)相对的形成为连续弯曲表面的部分。换句话说，本实施例的内壁部242没有用于容纳外壁部241的端部的凹陷部(过渡部)。
另一方面，外壁部241沿着内壁部242的连续弯曲表面(外壁面)延伸并接合到该连续弯曲表面。换句话说，外壁部241在与内壁部242的外壁面紧密接触的状态下接合到内壁部242的连续弯曲表面。
进一步地，内壁部242具有从与外壁部241相对的部分延伸的延伸部243并在延伸部243的末端部244与第一平板部21的壁面分离的状态下接合到外壁部241。延伸部243是内壁部242中与第一平板部21相对的部分并被构造成使得从内壁部242中与外壁部241相对的部分连续弯曲。延伸部243沿筒状构件20的长半径方向从第一平板部21与外壁部241之间的分界部(第一平板部21的端部位置ED)延伸并被布置与筒状构件20的在第一平板部21一侧的部分相对的位置处。在图中，端部位置ED显示第一平板部23的端部位置，即，第一平板21与外壁部241之间的分界部的位置。延伸部243从ED位置延伸到末端部244侧并被布置成与第一平板部21相对。在本实施例中，如图2(b)所示，在延伸部243中与第一平板部21相对的表面由接合到第一平板部21的平面的接合表面部分和在末端部244侧与第一平板部21分离的分离表面部分构成。
接下来，通过利用图3(a)和3(b)简单地描述用于制造散热器1的方法。图3(a)和3(b)是显示用于制造散热器1的过程的示意图。
首先，如图2所示，具有给定尺寸的金属板(板状部件)通过轧制成形等在大致中心部被弯曲，然后弯曲后的金属板的两个端部以紧密接触的方式相互重叠以从而形成扁平管2的筒状构件20。
扁平管2和外散热片3彼此交替堆叠以从而组装芯体部4，并且芯体部4进一步与总箱5组装。然后，根据需要通过夹具防止这些部件移动，并将这些部件保持在临时组装状态下。当组装芯体部4时，为了适当地使扁平管2和外散热片3相互紧密接触，在沿堆叠方向将载荷施加到扁平管2和外散热片3的状态下，扁平管2和外散热片3通过线7(参见图3(a))或夹具8(参见图3(b))被临时固定。
此后，在真空加热炉或处于惰性气体气氛中的加热炉中将保持在临时组装状态下的组件加热到不低于涂布在各个部件上的钎焊材料的熔点的温度，使得钎焊材料被熔化，并且组件的各个将要接合的部件相互被一体钎焊。
这里，扁平管2具有压缩力，所述压缩力沿第一平板部21和第二平板部22彼此靠近的方向(沿筒状构件20的短半径方向)通过当组装芯体部4时由夹具施加到扁平管2的载荷或通过堆叠在上面的外散热片3施加到扁平管2的载荷被施加到扁平管2。在本实施例中，扁平管2由一个金属板(板状部件)构造而成，使得如果板状部件的长度、宽度和强度变化，则当沿筒状构件20的短半径方向将压缩力施加到扁平管2时，筒状构件20的第二弯曲部24中的内壁部242的末端部244的位置改变。
此时，在其中第二弯曲部24中的内壁部242的末端部244没有延伸到与第一平板部21相对的位置而是内壁部242的末端部244邻接在外壁部241上的结构中，当如图5(a)所示将压缩力施加到扁平管2上时，在一些情况下，内壁部242的末端部244可能会沿着向上推第一平板部21的方向或沿推出外壁部241的方向移位，如图5(b)和图5(c)所示。
进一步地，即使与本实施例的筒状构件20的情况一样第二弯曲部24中的内壁部242的末端部244延伸到与第一平板部21相对的位置，在其中内壁部242的末端部244邻接在第一平板部21上的结构中，当如图4所示将压缩力施加到扁平管2时，内壁部242的末端部244在一些情况下可能会沿向上推第一平板部21的方向移位。
更进一步地，在其中第二弯曲部24中的内壁部242的末端部244没有延伸到与第一平板部21相对的位置而是内壁部242的末端部244与外壁部241分离的结构中，如图6(b)和图6(c)所示，当将压缩力施加到扁平管2时，内壁部242的末端部244可能在一些情况下移动到外壁部241与内壁部242之间的间隙中。图4-6是显示本实施例的筒状构件20与现有技术的筒状构件之间的不同的示意图。
在这些结构中，当内壁部242的末端部244的位置移位时，外壁部241与内壁部242之间的紧密接触的形状变化，从而容易在外壁部241与内壁部242之间产生间隙，这因此使得接合部处的钎焊性能不稳定。这产生了导致扁平管2的接合部中的液体泄漏和内部腐蚀的问题。
与此相反，本实施例采用其中第二弯曲部24中的内壁部242的末端部244延伸到与平板部21相对的位置并且内壁部242的末端部244与第一平板部21分离的结构。具体地，如图2(b)所示，延伸部243中的与第一平板部21相对的表面由接合到第一平板部21的平面的接合表面部分和在末端部244侧与第一平板部21分离的分离表面部分构成。
在具有类似于此的结构的扁平管2中，即使如图7(b)所示将压缩力施加到扁平管2，内壁部242的末端部244的位置也能够在保持外壁部241与内壁部242中的与外壁部241相对的一部分之间紧密接触的形状的状态下移位。
因此，这使得难以在外壁部241与内壁部242之间产生间隙，由此可以提高扁平管2中的钎焊性能。因此，可以有效地防止在扁平管2的接合部处产生液体泄漏和内部腐蚀。
(第二实施例)
接下来，基于图8(a)和图8(b)描述本实施例的第二实施例。这里，图8(a)和图8(b)是显示本实施例的扁平管2的流动通道截面的剖视图。图8(a)显示了扁平管2的整个流动通道截面，而图8(b)显示了图8(a)中的部分B的局部放大视图。在本实施例中，与第一实施例中的部件类似或等效的部件的说明将被省略或简化。
本实施例的扁平管2具有延伸部243，在所述延伸部243中，内壁部242从与外壁部241相对的部分延伸到第一弯曲部23。在延伸部243中，沿扁平管2的短半径方向与各个平板部21、22相对的部分(散热片部243a)形成为波状形状，以用作内散热片，用于增加用于发动机冷却水的传热面积。散热片部243a的波状形状的峰部形成为与各个平板部21、22接触。
进一步地，延伸部243具有与第一弯曲部23的内壁面相对的沿着第一弯曲部23的内周面延伸并紧密接触内周面的部分(散热片端部243b)，并且在与第一弯曲部23侧的第二平板部22相对的末端部244与第二平板部22分离的状态下，延伸部243接合到第二平板部22。如图8(b)所示，在末端部244侧的延伸部243被结合到第二扁平板部分22，且末端部244与第二扁平板部分22分离。
根据本实施例的结构，在末端部244与第二平板部22分离的状态下，延伸部243接合到第二平板部22，使得即使沿扁平管2的短半径方向将压缩力施加到扁平管2，第二平板部22的端部的位置仅移位，并且，在内壁部242与外壁部241之间的紧密接触和内壁部242中的延伸部243与第一弯曲部23的内周面之间的紧密接触被保持的状态下，内壁部242可以接合到外壁部241，并且延伸部243可以接合到第二平板部22。因此，可能提高扁平管2中的接合部处的钎焊性能。
(其它实施例)
至此，已经描述了本发明的实施例，但是本发明不局限于这些实施例。除非本发明背离各个权利要求中所述的保护范围，本发明不受到各个权利要求中所述的单词和措辞的限制，而是还可以涵盖本领域的技术人员从所述权利要求容易代替的保护范围，并且可以根据需要对本发明进行修改，所述修改基于本领域技术人员通常所具有的知识。例如，本发明可以如以下方式进行各种修改。
(1)在上述各个实施例中，第二弯曲部24中的内壁部242具有与外壁部241相对的由连续弯曲表面形成的部分(外壁面)，但是本发明不局限于此。例如，如图9所示，本发明可以采用其中内壁部242具有用于容纳外壁部241的端部的凹陷部242a的结构。
(2)在上述第一实施例中，内壁部242中的延伸部243被构造成从内壁部242中的与外壁部241相对的部分连续弯曲，但是本发明不局限于此。例如，如图10所示，本发明可以采用其中内壁部242中的延伸部243从内壁部242中的与外壁部241相对的部分弯曲的结构。
(3)在上述第一实施例中，内壁部242中的延伸部243的末端部244与第一平板部21中的在第二弯曲部24一侧的第一平板部21分离，但是本发明不局限于此。例如，如图11所示，内壁部242中的延伸部243的末端部244可以与第一平板部21中的在第一弯曲部23一侧的第一平板部21分离。进一步地，本发明可以采用其中延伸部243在第一平板部21与第二平板部22之间沿短半径方向弯曲以从而形成弯曲部243c并且弯曲部243c被形成为邻接第一平板部21和第二平板部22以从而用作用于支撑第一平板部21和第二平板部22的支撑部件的结构。
(4)在上述各个实施例中，第一弯曲部23和第二弯曲部24形成为圆弧形状。然而，第一弯曲部23的形状和第二弯曲部24的形状不局限于圆弧形状，而是可以是具有不同曲率半径的圆的组合形状。进一步地，第一弯曲部23的形状和第二弯曲部24的形状可以是弯曲表面和平行于筒状构件20的短半径方向的平面的组合形状。
(5)在上述各个实施例中，已经描述了其中根据本发明的用于热交换器的管被应用于散热器1的示例。然而，本发明不局限于此，而是可以被应用于诸如加热器芯体单元、蒸发器和冷凝器的各种热交换器。

Claims (5)

1.一种用于热交换器的管，包括：
筒状构件(20)，热交换介质在所述筒状构件中流动并且所述筒状构件由板状部件制成，所述板状部件具有形成为扁平形状的流动通道截面，所述流动通道截面正交于所述热交换介质流动的方向，其中：
所述筒状构件(20)包括一对平板部(21，22)和一对弯曲部(23，24)，所述一对平板部沿所述流动通道截面的短半径方向平行且彼此相对，所述一对弯曲部沿所述流动通道截面的长半径方向彼此相对并用于使所述一对平板部(21，22)相互连接；
所述一对弯曲部(23，24)中的一个弯曲部(24)构成接合部，在所述接合部中，从所述一对平板部(21，22)中的一个平板部(21)的端部延伸并构成所述筒状构件(20)的外壁的外壁部(241)和从所述一对平板部(21，22)中的另一个平板部(22)的端部延伸并构成所述筒状构件(20)的内壁的内壁部(242)在所述外壁部(241)和所述内壁部(242)相互重叠的状态下通过钎焊彼此接合；以及
所述内壁部(242)具有与所述外壁部(241)相对并与所述外壁部(241)紧密接触的相对部，并且，在所述内壁部(242)的与所述一个平板部(21)相对的末端部(244)与所述一个平板部(21)分离的状态下，所述内壁部(242)接合到所述一个平板部(242)。
2.根据权利要求1所述的用于热交换器的管，其中，所述一对弯曲部(23，24)中的每一个被弯曲成弧形形状。
3.根据权利要求1或2所述的用于热交换器的管，其中，
所述内壁部(242)具有与所述外壁部(241)相对的连续弯曲表面，并且
所述外壁部(241)沿着所述内壁部(242)的连续弯曲表面延伸并接合到所述连续弯曲表面。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的用于热交换器的管，其中：
所述内壁部(242)具有从与所述外壁部(241)相对的部分延伸到所述另一个弯曲部(23)的一侧的延伸部(243)；
所述延伸部(243)具有波状部，所述波状部与所述一对平板部(21，22)相对，并形成为波状形状以使得所述波状部用作内散热片，所述延伸部(243)还具有与所述另一个弯曲部(23)的内壁面相对并沿着所述另一个弯曲部(23)的内壁面延伸且与所述另一个弯曲部(23)的内壁面紧密接触的部分；以及
在所述另一个弯曲部(23)一侧的与所述平板部(21，22)相对的末端部(244)与所述平板部(21，22)分离的状态下，所述延伸部(243)接合到所述平板部(21，22)。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的用于热交换器的管，其中：
所述内壁部(242)具有从与所述外壁部(241)相对的部分延伸到末端部(244)并与所述平板部(21，22)的一部分相对的延伸部(243)；以及
在所述延伸部(243)中与所述平板部(21，22)相对的表面由接合到所述平板部(21，22)的平面的接合表面部分和在所述末端部(244)处的与所述平板部(21，22)分离的分离表面部分构成。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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