CN103998890B - 形成热交换管的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于满载制冷剂的蒸发器的热交换管（10）包括管（12）主体和位于所述管主体中用于输送冷却介质穿过其中的多个通道（14）。一个或多个外壁纹理元件包括在所述管主体的外壁（26）上以改善冷却介质与一定体积的沸腾冷却剂之间的热能传递。一种形成用于满载制冷剂的蒸发器的热交换管的方法包括将坯料（16）推进挤压区段（22）并使所述坯料形成两个管对半件（24），其包括外壁和具有多个通道对半件（30）的内壁（28）。在所述外壁和所述内壁中的一个或多个上通过一个或多个旋转模具（34）形成纹理元件，并接合所述两个管对半件以形成所述热交换管。

Description

形成热交换管的方法和装置
发明背景
本文公开的主题是关于热交换器。更具体来说，本发明是关于形成用于微通道热交换器的增强管。
本发明的微通道热交换器系统是制冷剂对空气设备。这些系统包括一般由铝形成的多个微通道管。管每个含有使制冷剂流动从其中循环穿过的许多通道或进出口。来自制冷剂流动的热能一般沿着相对于管中流动的交叉流动取向消散到空气流动。这种微通道热交换器一般应用于机动车辆冷却系统。
典型的工业空气调节和制冷系统包括制冷剂蒸发器或激冷器。激冷器将热从进入单元的冷却介质移走，并将更新的冷却介质传送到空气调节或制冷系统以实施结构、器械或指定体积的冷却。制冷剂蒸发器或激冷器使用液体制冷剂或其它工作流体来完成这项任务。制冷剂蒸发器或激冷器将冷却介质（如水或其它流体）的温度降低到低于可从环境条件获得的温度。
一类激冷器是满液式激冷器，其一般包括一般为圆形的热交换管，热交换管浸没在具有特定沸腾温度的一定体积二相沸腾制冷剂中。激冷器处理冷却介质，通常是水。冷却介质进入蒸发器并被传送到热交换管。经过管的冷却介质将其热能释放到沸腾制冷剂。
发明概要
根据本发明的一个方面，用于满载制冷剂的蒸发器的热交换管包括管主体和位于管主体中用于输送冷却介质穿过其中的多个通道。一个或多个外壁纹理元件包括在管主体的外壁上以改善冷却介质与一定体积的沸腾制冷剂之间的热能传递。
根据本发明的另一方面，满载制冷剂的蒸发器包括一定体积的二相制冷剂和浸没在所述体积制冷剂中的多个热交换管。所述多个热交换管中的至少一个热交换管包括管主体和位于所述管主体中使冷却介质流动穿过其中的多个通道。一个或多个外壁纹理元件位于管主体的外壁上以改善冷却介质与所述体积二相制冷剂之间的热能传递。
根据本发明的又一方面，一种形成用于满载制冷剂的蒸发器的热交换管的方法包括将坯料推进挤压区段并使所述坯料形成两个管对半件，其包括外壁和具有多个通道对半件的内壁。在所述外壁和所述内壁的一个或多个上通过一个或多个旋转模具形成纹理元件，并接合两个管对半件以形成热交换管。
这些和其它优点和特征将从结合附图的以下描述而更加明白。
附图简述
在说明书后随附的权利要求书中特定指出并明确要求了本发明有关的主题。本发明的以上和其它特征和优点将从结合附图的以下详细描述明白，其中：
图1是形成热交换管的方法的示意性视图；
图2是热交换管的实施方案的透视图；
图3是热交换管对半件的透视图；
图4是管对半件的内壁的纹理元件的示意图；
图5是管对半件的外壁的纹理元件的示意性视图；和
图6是形成热交换管的方法的另一实施方案的示意性视图。
详细描述通过实例的方式并参考附图解释了本发明的实施方案以及优点和特征。
具体实施方式
图1示出形成用于满载制冷剂的蒸发器的微通道管10的方法的示意图。将所述方法用于形成微通道管10，如图2中所示，其包括可呈非圆形形状（例如，卵形或椭圆形）的管主体12。将多个通道14或进出口构造成供制冷剂流动穿过其中。管主体12可包括任何数目的通道，例如，介于约2与20个之间的通道。在一些实施方案中，管主体12为约1英寸宽且在其中包括约10至16个通道14。在其它实施方案中，管主体可在其中包括约4至6个通道14。将明白这些实施方案只是例示性且本发明范围内涵盖其它构造。
再参考图1，所述方法开始于所选择的原材料的坯料16。在一些实施方案中，所述材料是铜或铜合金，但本发明的范围涵盖其它材料，例如，铝和铝合金。通过活塞20将坯料成对馈入加热区段18中。将坯料16对加热至选择的温度，和随后推进穿过挤压区段22，坯料对16在此成形为也在图3中示出的管对半件24。每个管对半件24包括外壁26和包括多个通道对半件30的内壁28。
再参考图1和图3，随后将受挤压的管对半件24推进穿过纹理区段32。纹理区段32包括附贴于轴承（未示出）且由分离或共享的驱动马达（未示出）驱动的一个或多个旋转模具34。旋转模具34将纹理元件或图案压印到管对半件24的外壁26和/或通道对半件30中。随后使管对半件24行进到单元化区段38，在此处相互固定管对半件，如（例如）通过钎焊或固态扩散粘结。本发明的范围预期还可使用其它合适接合技术。
现参考图4至图5，添加到外壁26和/或通道对半件30的纹理元件可采取许多形式。例如，如图4中所示，可用多个浅凹40或多个凹槽42或鳍片44压印内壁28，所述浅凹或凹槽或鳍片被构造以通过改善通道14中的冷却介质46的混合增大流经通道14的冷却介质46与外壁26之间的热传递。在一些实施方案中，凹槽42或鳍片44可按照螺旋形和/或交叉剖面线图案布置。如图5中所示，外壁26上的纹理元件可以是脊状物48、凹坑50或具有锋利边缘的其它类似形状以改善将管10浸没于其中的一定体积制冷剂52的泡核沸腾。此外，在一些实施方案中，可将脊状物48或其它纹理按照螺旋形或交叉剖面线图案布置在外壁26上。
在另一实施方案中，如图6中所示，在旋转模具34上推进管对半件24，藉此在管对半件24的通道对半件30中形成图案或纹理。随后使管对半件24行进到单元化区段38，在此将它们接合。随后接合的管10前进穿过包括更多旋转模具34的另一纹理区段32，所述旋转模具将纹理元件或图案施加至管10的外壁26。
虽然只结合有限数目的实施方案详细描述本发明，但应容易理解本发明不限制于这些公开的实施方案。相反，本发明可加以修改以并入未描述的任何数目的变化、替换、取代或等效布局，它们与本发明的精神和范围相当。此外，虽然已描述本发明的各个实施方案，但应理解本发明的方面可只包括一些描述的实施方案。因此，本发明不应被视为受以上描述限制，而是只受随附权利要求的范围限制。

Claims (18)

1.一种形成用于满载制冷剂的蒸发器的热交换管的方法，包括：
将一对坯料馈入加热区段中，并且将该对坯料加热至选择的温度；
将该对坯料推进并通过挤压区段，在该处该对坯料形成两个管对半件，每个管对半件包括外壁和具有多个通道对半件的内壁；
在所述外壁和所述内壁的一个或多个上通过一个或多个旋转模具形成纹理元件，其中，所述纹理元件被构造成在每个管对半件的轴向上没有延伸贯穿所述外壁和/或所述通道对半件；和
接合所述两个管对半件以形成所述热交换管。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括通过固态扩散粘结、钎焊或其它合适接合技术接合所述管对半件。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述坯料包括铜、铜合金、铝或铝合金中的一种。
4.根据权利要求1所述的方法，其中在接合所述两个管对半件后在所述热交换管的所述外壁上形成纹理元件。
5.一种根据权利要求4所述的方法制成的用于满载制冷剂的蒸发器的热交换管，包括：
管主体；
多个通道，其布置在所述管主体中用于输送冷却介质穿过其中；和
在所述管主体的外壁上的一个或多个外壁纹理元件，以改善所述冷却介质与一定体积沸腾制冷剂之间的热能传递，其中，所述外壁纹理元件被构造成在所述管主体的轴向上没有延伸贯穿所述管主体的所述外壁。
6.根据权利要求5所述的热交换管，其中所述外壁纹理元件包括一个或多个脊状物。
7.根据权利要求5所述的热交换管，其中所述外壁纹理元件包括一个或多个凹坑。
8.根据权利要求5所述的热交换管，其中所述外壁纹理元件被构造以改善所述制冷剂的泡核沸腾。
9.根据权利要求5所述的热交换管，还包括布置在所述多个通道的至少一个内壁上的一个或多个内壁纹理元件。
10.根据权利要求9所述的热交换管，其中所述一个或多个内壁纹理元件包括浅凹、凹槽或鳍片中的一种或多种。
11.根据权利要求5所述的热交换管，包括布置于所述管主体中的约2至约20个通道。
12.根据权利要求11所述的热交换管，包括布置于所述管主体中的约10至约16个通道。
13.根据权利要求11所述的热交换管，包括布置于所述管主体中的约4至约6个通道。
14.一种满载制冷剂的蒸发器，包括：
一定体积的二相制冷剂；
浸没于所述体积制冷剂中的多个热交换管，所述多个热交换管中的至少一个热交换管是根据权利要求4所述的方法制成的并包括：
管主体；
多个通道，其布置在所述管主体中使冷却介质流动穿过其中；和
在所述管主体的外壁上的一个或多个外壁纹理元件，以改善所述冷却介质与所述体积二相制冷剂之间的热能传递，其中，所述外壁纹理元件被构造成在所述管主体的轴向上没有延伸贯穿所述管主体的所述外壁。
15.根据权利要求14所述的蒸发器，其中所述外壁纹理元件包括一个或多个脊状物。
16.根据权利要求14所述的蒸发器，其中所述外壁纹理元件包括一个或多个凹坑。
17.根据权利要求14所述的蒸发器，其中所述外壁纹理元件被构造以改善所述制冷剂的泡核沸腾。
18.根据权利要求14所述的蒸发器，还包括布置于所述多个通道的至少一个内壁上的一个或多个内壁纹理元件。
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