CN104583703B - 扁管和具有这种扁管的热交换器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种扁管(20)，特别是用于热交换器，由平面材料条构成，该扁管具有两个对置的第一和第二侧壁(21、22)，所述第一和第二侧壁借助于第三和第四侧壁(23、24)相互连接，其中，第三侧壁(23)通过所述材料条的两个部段形成，所述两个部段双层地彼此贴靠，其中内部肋(30)设置在扁管(20)的内部空间中，并且在端侧贴靠在第三侧壁(23)和第四侧壁(24)上，并且在第三侧壁(23)与第四侧壁(24)之间交替地支撑在第一侧壁(21)与第二侧壁(22)之间。

Description

扁管和具有这种扁管的热交换器
技术领域
本发明涉及一种扁管，特别是用于热交换器，由平面材料条构成，该平面材料条具有两个对置的第一和第二侧壁，所述第一和第二侧壁借助于第三和第四侧壁相互连接。而且本发明也涉及具有这种扁管的热交换器。
背景技术
用于热交换器的扁管在多种多样的设置中在现有技术中是已知的。例如，具有多个用于形成冷凝器或蒸发器的各个流体通道的连接片的挤压的扁管是充分已知的。
而且所谓的连接片管是已知的，其中金属条通过折曲例如卷曲为单腔或多腔管，例如B形管。折叠管在此典型地首先通过用于焊接整个热交换器的焊接工艺密封并且具有至少一个或两个流体腔，介质可以流经流体腔。
文献DE 102006054814 A1公开了用于冷凝器或蒸发器的焊接的扁管，其中该管由两个半壳形成，所述半壳在宽度上重叠并且在那儿焊接，其中在内部空间中肋如此设置，使得该肋同样贴靠在重叠的管区域中并且在那儿与管壁焊接。
该设计方案然而显示了关于仍然还复杂的可制造性和关于由此引起的成本的问题，因为具有内部肋的多件式管的制造意味着提高的制造成本，不仅在制造中而且在至少三个部件的装配中，该至少三个部件连接为一个管。
文献DE 102006050319 A1公开了一种扁管，该扁管由板条形成，其中该板条如此弯曲，使得板条的封闭处设置在管的宽度上。在管的内部中同样设置肋，该肋容纳在这些侧棱边之间的板侧棱边的连接的区域中。
该管设计具有关于空间要求的缺点，因为通过管的侧面的封闭对于管的内部空间可用的空间区域是受限的。
文献EP 1243884 A2公开了一种扁管，该扁管由板条形成，其中构成一种中心的连接片，该连接片通过板条的边缘区域的钩状的变形形成，其中在管的内部空间中设置波纹肋。
文献EP 1243884 A2的管设计具有的缺点在于，内压稳定性特别是在连接片的中心区域中没有最优地形成并且特别是在焊接位置的区域中可以导致在更高压力的应用中的不密封性。
发明内容
本发明的任务在于，实现一种扁管和具有扁管的热交换器，其中扁管可简单地制造然而却具有提高的压力稳定性。任务在于实现一种这样的热交换器，该热交换器具有提高的压力稳定性，特别是也在其扁管的范围中。
扁管通过以下特征实现：一种扁管，特别是用于热交换器，由平面材料条构成，该扁管具有两个对置的第一和第二侧壁，所述第一和第二侧壁借助于第三和第四侧壁相互连接，其中第三侧壁通过所述材料条的两个部段形成，所述两个部段双层地彼此贴靠，其中内部肋设置在扁管的内部空间中，并且在端侧贴靠在第三侧壁上和/或在第四侧壁上，并且在第三侧壁上与第四侧壁之间交替地支撑在第一侧壁与第二侧壁之间。
按照本发明的扁管的一个实施例提供一种扁管，特别是用于热交换器，由平面材料条构成，该扁管具有两个对置的第一和第二侧壁，所述第一和第二侧壁借助于第三和第四侧壁相互连接，其中第三侧壁通过所述材料条的两个部段形成，所述两个部段双层地彼此贴靠，其中，内部肋设置在扁管的内部空间中，并且在端侧贴靠在第三侧壁和第四侧壁上，并且在第三侧壁上与第四侧壁之间交替地支撑在第一侧壁与第二侧壁之间。由此可以产生高度稳定的扁管，该扁管满足对稳定性和抗腐蚀性的要求同时具有好的可制造性。
在此特别优选地，第三侧壁具有弯曲成角的或弓形的轮廓。
而且有利的是，第四侧壁具有弯曲成角的或弓形的轮廓。
有利的是，所述内部肋在其一个端部区域上弓形或有角地构成并且贴靠在第三侧壁上和/或在其另一端部区域上弓形或有角地构成并且贴靠在第四侧壁上。
也有利的是，所述内部肋的一个端部区域容纳在材料条的两个部段之间，所述两个部段形成第三侧壁并且双层地彼此贴靠。由此实现了，内部肋在两侧与第三侧壁连接。这是一个特别稳定的实施形式。
此外有利的是，所述第三侧壁以内部材料条和外部材料条形成。
有利的是，在由第一侧壁到第三侧壁的过渡区域中在内部材料条上设有弯部、阶梯或斜坡，其中外部材料条贴靠在内部材料条上并且在内部材料条的弯部、阶梯或斜坡的区域中终止。
也有利的是，外部材料条的端部在弯部、阶梯或斜坡的区域中匹配于内部材料条的轮廓并且基本上形成平齐的封闭。
有利的是，该扁管具有在9毫米与60毫米之间的管宽度，和/或具有在1.5毫米与30毫米之间的管高度，和/或具有在160μm与500μm之间的材料条的壁厚s，并且具有在60与200μm之间的内部肋的壁厚。
也有利的是，内部肋的尺寸在插入到材料条中之前大于材料条的内部尺寸，从而内部肋在预紧力下可插入到材料条中。
此外有利的是，内部肋的尺寸在导入到材料条中之前小于或等于材料条的内部尺寸，从而内部肋在没有预紧力下可插入到材料条中。
热交换器通过以下特征解决：热交换器，包括管-肋-模块，其具有多个扁管，所述扁管设置在集流腔之间设置并且与之流体连通，其中在管-肋-模块的扁管之间设置波纹肋，特征在于上述的扁管。
附图说明
以下基于至少一个实施例利用附图进一步阐明本发明。其中：
图1示出了一个具有按照本发明的扁管的热交换器的视图，例如蒸发器；
图2示出了蒸发器的部分区域的截面图，其中可见到按照本发明的扁管和与之相邻设置的波纹肋；
图3a示出了没有内部肋的按照本发明的扁管的截面；
图3b示出了扁管的内部肋的截面；
图4示出了具有按照图3b的内部肋的按照图3a的扁管的截面；
图5示出了按照图4的细节；
图6示出了按照图4的细节；
图7示出了扁管的一个实施例的截面；
图8示出了按照图7的细节；
图9示出了按照图7的细节；
图10示出了扁管的一个实施例的部分区域的截面；
图11示出了扁管的一个实施例的部分区域的截面；
图12示出了扁管的一个实施例的部分区域的截面；
图13示出了扁管的一个实施例的部分区域的截面；
图14示出了扁管的一个实施例的部分区域的截面；以及
图15示出了扁管的一个实施例的截面。
具体实施方式
图1示出了热交换器1的透视图，如特别是蒸发器。蒸发器1具有管肋模块2，具有扁管3和在扁管之间设置的肋4。扁管3在其两个对置的端部上与集流箱5和6流体连通，其中上集流箱5由两个腔7、8组成，其中腔7是入口侧的腔，该腔与入口连接管9连接，其中腔8是出口腔，该出口腔与出口连接管10连接。下集流箱6有利地具有至少一个腔，该腔引起在底部的转向。入口接口优选在集流箱的宽度侧的侧面上设置并且优选在热交换器的背风侧上。出口接口优选在集流箱的长度侧的正面上设置，并且优选在热交换器的迎风侧上。
图2示出了图1的管肋模块2的截面，其中扁管3和波纹肋4交替并列地设置。在此示出了扁管3的截面，从而流经扁管3的流体几乎垂直于图平面流经管。波纹肋仅仅示意地示出，其中空气几乎平行于图平面流经波纹肋。
图3a示出了扁管20的截面，其中扁管由两个对置的第一和第二侧壁21、22以及两个对置的第三和第四侧壁23、24组成，其中第三和第四侧壁23、24将第一和第二侧壁21、22相互连接。如此，侧壁24作为第四侧壁在图3a实施例中在左侧连接第一和第二侧壁21和22，而第三侧壁23在实施例中在右侧连接第一和第二侧壁21和22。扁管可以视为这样的扁管，这表示，第三和第四侧壁23、24在其延伸方向上显著短于第一和第二侧壁21、22的延伸方向。
如可见的那样，第一、第二和第四侧壁21、22、24分别单层地构成，其中第三侧壁23通过扁管的材料条27的两个部段25、26形成，所述两个部段相互贴靠地以双层的方式形成一种双壁。在此在图3a的实施例中有利的是，第三和第四侧壁23、24弓形地设计。弓形可以优选表示半圆形或其他的弯曲。第三侧壁23在此具有内壁和外壁，其中内壁基于第一侧壁21以阶梯过渡到弓形轮廓中，从而外侧壁的端部区域贴靠在该阶梯的区域中。内轴向长度BV通过箭头示出。
管宽度，也就是沿横向的外延伸部，也就是BV加上相应的第三和第四侧壁23、24的壁厚，优选为在9毫米与60毫米之间，特别有利地在10毫米与30毫米之间。在此管宽度指示为BR。管高度H在此有利地在1.5毫米与30毫米之间。外轮廓的壁厚s在160μm与500μm之间，优选180μm至250μm。
图3b示出了内部肋，其设定用于插入到扁管20中。在此内部肋30的长度为BU，该长度长于扁管的内长度BV。如果现在将内部肋30插入到扁管20中，则该内部肋30将按照箭头31、32首先沿横向压缩，从而内部肋30在预紧力下设置在扁管20中。内部肋30的外形使得在两个端部区域33、34上设有弓形轮廓，所述弓形轮廓以连接片(肋)和弯曲过渡到蜿蜒形的轮廓(曲径轮廓)35。这引起，内部肋30在区域33、34中的弓形轮廓贴靠在扁管的弓形轮廓上，并且蜿蜒形结构35的弯曲36内贴靠在扁管的第一和第二侧壁上。由此产生一种扁管，其在焊接之后具有非常稳定的设置。内部肋的壁厚优选在60至200μm的范围中。肋的数量优选为例如2至20。
在另一实施例中有利的是，内部肋30仅仅贴靠在管半径33上。区域34特别是位于在折叠的重叠区域中并且可被轻微抬起，从而在区域34与33之间产生间隙。
图4示出了在装配状态下具有内部肋30的扁管20。在此内部肋30的弓形区域33和弓形区域34齐平地贴靠在扁管20的第三和第四侧壁23、24的弓形区域的内部。弯曲36内贴靠在扁管20的第一和第二侧面21、22的基本上平的内侧上。
图5在放大的细节图中示出了具有第三侧壁23的端部区域，该第三侧壁双层地构成。在此材料条的内部带棱边或内部部段26通过阶梯或通过弯曲成角度的部段27如此构成，使得该材料条在该阶梯或该角区域从第一侧壁21的平面或直线偏离并且过渡到弓形的端部区域28中。材料条的外部带棱边或外部部段29在其带棱边的区域中如此倒角，使得在第一与第二带棱边之间的接触区域中或在第一部段的端部与第二部段的阶梯的接触区域中实现倒角或倒圆，从而可以发现在该区域中斜面的匹配。
带的端部的匹配借助于滾轧成形实现，从而带的端部可以匹配于带棱边或第一部段的阶梯，以便也可以使得德尔塔直径37最小化。德尔塔直径的区域可以在焊接工艺之后优选至少部分通过焊料填充，从而可以在外部在管上发现一个基本上平滑的过渡区域。
图6再一次在另一视图中示出了图5的实施例，其中可以看到德尔塔直径37。构成为加粗的黑线表示在作为原材料的带上的焊接金属包层38，其优选设定在材料条的两侧上。由此可以发生双层壁区域的优化的焊接，其中也可以实现与内部肋的焊接，该内部肋优选不设有焊接金属包层。
图7在另一实施例中示出了扁管40，该扁管的第三侧壁41形成为有角或弯曲成角度，而该管在第四侧壁42上构成为具有弓形走向。第三侧壁41的区域如此构成，使得该区域有两个基本上相互成锐角的子区域43、44组成，其中区域43——该区域是双壁或双层形成的区域——由材料条的两个部段双层地形成，所述两个部段在材料条的端侧上相互叠置。为此材料条的第一端部区域45和第二端部区域46如此弯曲成角度，使得两个材料条相互平行。为此材料条45由第一侧壁47以135°的角α弯曲成角度，区域48由第二侧壁49以角β弯曲成角度，而区域46由区域48以角γ弯曲成角度，如此使得第三侧壁的两个区域45和46相互平行并且双层地并排。区域45的端面在此或者与区域48处于贴靠或者与之保留一个小的间隔。
内部肋50在其一个端部上具有弓形曲线51，该弓形曲线贴靠在扁管的第四侧壁的弓形曲线上。在对置的端部上内部肋50具有弯曲成角度的曲线52，该弯曲成角度的曲线由两个相互成角度的区域形成，其中区域53贴靠在扁管的区域48上，而区域54贴靠在扁管的区域45上。在两个横向端部区域之间内部肋50如此设置在弯曲55的区域中，使得该弯曲在内部贴靠在第一或第二侧壁上。
图8和图9再一次在放大的视图中示出了扁管的两个端部区域。区域51在此基本上半圆形、弓形地构成并且贴靠在第二侧壁56上。自从半圆形开始，内部肋呈现一个蜿蜒形的曲线，其中由此产生的弯曲55分别对置地贴靠在第一和第二侧壁上。在第三侧壁的区域中——该第三侧壁如上所述有角地构成，其中在角的一个区域中，侧壁单层地构成，而在侧壁的另一区域中，角双层地构成——内部肋有角地贴靠在这两个区域上。
图10示出了扁管的一个端部区域，该端部区域是图7、图8和图9的实施例的端部区域的一个可选实施例。在此第三侧壁70的该区域弯曲成角度地构成，其中双层的设计方案通过成角的侧壁的两个边构成。侧壁70在此具有第一边71和第二边72，它们分别由层73和74或75和76形成。从第一侧壁77出发，边76弯曲角度α，而边74由边76弯曲角度β。从第二侧壁78出发，边73弯曲角度γ，而边75由边73再弯曲角度β。这引起：边73和74平面地相互贴靠，而边75和76同样平面地相互贴靠。内部肋79以其端部区域80平面贴靠在边76的区域中。
图11示出了备选于图10的另一实施形式，其中第三侧壁又至少部分地双层地构成。为此侧壁90的边91双层地构成并且边92至少部分是双层的。边91通过材料条的边93和94形成，其中边92通过材料条的边95和96形成。可见的是，边96具有边95的仅仅大约一半长度，优选部分长度，从而边96仅仅通过边95的部分区域贴靠在其上。此外可见的是，肋97在边95的区域中贴靠在其上，其中肋97的边98在该区域中贴靠在边95上，该长度减小的边96暴露了该区域。边96和98因此并排贴靠在边95上。
图12示出了用于按照本发明的扁管的一个侧壁的设计的另一实施形式，其中侧壁100又双层地通过边101和102构成，其中边101通过边103和104形成，所述边双层地相互平行地设置并相对于第一侧壁105弯曲形成角度。
边102通过边106和边107形成，其相对于第二侧壁108弯曲成角度地设置，其中在该实施例中两个边106和107非平面地相互贴靠，而是具有一个间隔，该间隔形成一个间隙，从而肋111的端部区域110可以啮合到该间隙109中。这引起了，在侧壁的边106与边107之间可以插入并且焊接肋的边110。
图13示出了备选于图12的实施例的另一实施例，其中在该实施例中，第三侧壁120通过侧壁121和侧壁122形成。侧壁121类似于图12中的侧壁101双层地构成。侧壁120的边122通过边123和边124形成，其中边124通过其延伸部的一部分贴靠在边123上并且在其延伸部的另一部分上与该边通过一个间隙相间隔，其中肋127的边126延伸到间隙125中，从而肋的边126设置和焊接在边124与边123之间的该部分区域中。
图14在一个部分视图中示出了按照本发明的扁管140的另一实施例。第三侧壁141通过两个重叠的区域142、143形成，他们分别构成为弓形区域。区域143由第一侧壁144的直线区域以一个s形的曲线145过渡到弓形区域143，该弓形区域描述了一个圆弧。区域142同样圆弧形构成并且在外部贴靠在区域143的圆弧上。在此区域142的圆弧以一个倒角结束，从而在两个区域142、143或145之间的间隙146尽可能小地构成并且优选楔形地构成，该楔形具有30°以下的锐角。而且在这些区域之间的间隔d尽可能小，如特别是小于材料壁厚D。
图15示出了扁管150的一个实施例的截面，其中扁管150由两个对置的第一和第二侧壁151、152以及两个对置的第三和第四侧壁153、154组成，其中第三和第四侧壁153、154将第一和第二侧壁151、152相互连接。如此，侧壁154作为第四侧壁在图15的实施例中在右侧连接第一和第二侧壁151、152，并且第三侧壁153在该实施例中在左侧连接第一和第二侧壁2151、152。扁管150可以视为这样的扁管，这表示：第三和第四侧壁153、154的延伸长度显著短于第一和第二侧壁151、152的延伸长度。
如可见的那样，第一、第二和第四侧壁151、152、154分别单层地构成，其中第三侧壁153通过扁管的材料条157的两个部段155、166形成，这两个部段相互贴靠地以双层方式形成一种双壁。在图15的实施例中有利的是，第三和第四侧壁153、154弓形地设计。弓形可以优选地表示半圆形或其他的弯曲。第三侧壁153在此具有内壁和外壁，其中内壁从第一侧壁151出发以阶梯过渡到弓形的轮廓，从而外侧壁在该阶梯的区域中以其端部区域贴靠。
图15示出了内部肋160，其插入到扁管150中。内部肋160的外形使得在两个端部区域中的一个端部区域164上设有弓形的轮廓，而在另一端部区域163上，内部肋直线地结束。在端部区域163、164之间设有具有连接片(肋)和弯曲的蜿蜒形的轮廓165。这引起，内部肋160以其弓形轮廓在区域164中贴靠在扁管的弓形轮廓之一上，而直线区域163在侧面贴靠在区域155上。

Claims (3)

1.一种扁管(40)，由平面的材料条构成，该扁管(40)具有对置的第一侧壁(47)和第二侧壁(49)，所述第一侧壁(47)和第二侧壁(49)借助于第三侧壁(41)和第四侧壁(42)相互连接，其特征在于，第三侧壁(41)由相互成锐角的第一区域(43)和第二区域(44)组成，其中，该第一区域(43)通过所述材料条的第一部段(45)和第二部段(46)形成，所述第一和第二部段(45，46)相互平行且双层地彼此贴靠，该第二区域(44)通过所述材料条的第三部段(48)形成，其中，第一部段(45)由第一侧壁(47)以135°的角α弯曲，第三部段(48)由第二侧壁(49)以角β弯曲，第二部段(46)由第三部段(48)以角γ弯曲，第一部段(45)的端面与第三部段(48)保持间隔开；第四侧壁(42)具有弓形的轮廓；内部肋(50)设置在扁管(40)的内部空间中，该内部肋(50)的第一端部具有弓形曲线(51)，该弓形曲线(51)贴靠在第四侧壁(42)上，该内部肋(50)的相对的第二端部具有弯曲成角度曲线(52)，该弯曲成角度曲线(52)由两个相互成角度的第三区域(53)和第四区域(54)形成，第三区域(53)贴靠在第三部段(48)上，第四区域(54)贴靠在第一部段(45)上；并且该内部肋(50)在第三侧壁(41)与第四侧壁(42)之间交替地支撑在第一侧壁(47)与第二侧壁(49)之间；内部肋(50)的尺寸在插入到材料条中之前大于材料条的内部尺寸，从而内部肋(50)在预紧力下可插入到材料条中。
2.根据权利要求1所述的扁管，其特征在于，具有在9毫米与60毫米之间的管宽度，和/或具有在1.5毫米与30毫米之间的管高度，和/或具有在160μm与500μm之间的材料条的壁厚，并且具有在60与200μm之间的内部肋的壁厚。
3.热交换器(1)，包括管-肋-模块(2)，其具有多个根据上述权利要求1-2中任一项所述的扁管(3)，所述扁管设置在集流腔(5、6、7、8)之间并且与之流体连通，其中在管-肋-模块的扁管之间设置波纹肋(4)。
CN201380033763.XA 2012-06-29 2013-06-28 扁管和具有这种扁管的热交换器 Active CN104583703B (zh)

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