CN107110619A - 用于热交换器的集管板、集管箱和热交换器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于热交换器的集管板，其包括设有孔口(7)的壁(3)，所述孔口旨在具有从其中通过的管(1)，所述管沿纵向方向(L)布置成一排。本发明的特征在于：‑所述壁(3)具有由中间部分(13)和两个侧向部分(15)构成的轮廓，‑所述侧向部分(15)大体上遵循具有第一曲率半径(R1)的第一曲线，‑所述中间部分(13)大体上遵循具有小于第一曲率半径(R1)的第二曲率半径(R2)的第二曲线。

Description

用于热交换器的集管板、集管箱和热交换器
技术领域
本发明涉及机动车辆热交换器的集管板(header plate)(也称为集管)、集管箱和热交换器，所述热交换器例如用于冷却发动机的散热器、用于空调冷凝器、用于增压空气冷却器。
背景技术
从文献JP2005/308366已经得知了一种用于热交换器的集管板，该集管板包括设置有孔口的壁，且纵向排列成行的管旨在通过所述孔口。该板具有用于接收管的向内或向外弯曲的中间部分。
已知集管板的曲率旨在尽可能地避免由局部温差引起的热交换器的恶化，所述局部温差在管上施加大量应力并对集管板和管之间的接合部施加载荷，特别是在管的外部半径上。该接合部可以通过接头或钎焊实现，或者替代地通过在管和板之间的直接焊接实现。最终，所述接合部可能结果是不再密封的，从而使交换器失去作用。流体在交换器内流通所处的高压当然是加剧这一现象的因素。
迄今为止，已经提出的众多解决方案均不能完全消除集管板与管之间的接合部恶化的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供克服这些缺点的解决方案，特别是通过减小施加至管的应力。
本发明的第一主题是用于热交换器的集管板，所述集管板包括设置有孔口的壁，并且，在纵向上排列成行的管旨在通过所述孔口，其特征在于：
-所述壁在横截面中具有由中间部分和两个侧向部分构成的轮廓，
-侧向部分大体上遵循具有第一曲率半径的第一曲线，
-中间部分大体上遵循具有小于第一曲率半径的第二曲率半径的第二曲线。
优选地，“小于”的含义表示在参考值的80％以下。因此，优选地，第二曲率半径需要在第一曲率半径的80％以下。
根据第一实施例，至少一个孔口在在垂直于纵向方向和横向方向的方向上具有长轴TW的长圆形投影(长轴TW也称为“集管中的通过管的孔口的宽度”)，并且相对于通过壁的纵向边缘的平面，侧向部分的高度为H1且中间部分的高度为H2，并且高度H1、H2与长轴TW之间的比率满足以下不等式：
0.05<H1/TW<0.2
0.05<H2/TW<0.3.
通过满足这些要求，获得尽可能减小施加到管的应力的热交换器。
优选地，管的长轴(TW)(或管通过的宽度)包括为10mm至100mm。
在一个具体实施例中，至少一个孔口包括套环，所述套环旨在覆盖经由孔口穿过壁的管的壁的部分，该套环朝向集管的外部突出。这种套环的目的在于改善管和集管板之间的密封。
在该实施例的一个具体的替代形式中，套环包括用于容纳插置在套环和管之间的垫片的凹槽。
优选地，孔口间隔开5mm至10mm的间隔，所述间隔优选地为6mm至8mm。
在一个具体实施例中，集管板以厚度为0.7mm至2mm、优选为1mm至1.5mm的金属板形成。
本发明的另一主题是包括如上所述的集管板和由塑料或金属制成的盖体的集管箱，所述盖体通过卷接、连结、钎焊或焊接连接到集管板。
本发明的另一主题是包括这种集管箱和管的热交换器。
优选地，管以厚度为0.1mm至0.5mm、优选为0.2mm至0.3mm的金属板形成。
优选地，通过电弧焊、弯曲成多个管道、或剪裁而获得管。
附图说明
通过研究通过举例方式给出且不以任何方式进行限制的附图将更好地理解本发明。
图1是根据本发明的第一实施例的集管板和管的透视图和局部剖视图。
图2是根据本发明的第二实施例的与图1类似的视图。
图3是根据本发明的第三实施例的与图1类似的视图。
图4是根据本发明的第四实施例的与图1类似的视图。
具体实施方式
现在参考图1，其示出了长圆形的管1的上部。管1在此处以垂直取向示出。所述管的上端的参考相对于图中的垂直方向V。
管的长圆形截面具有如下尺寸：
长轴TW＝34mm(10至100mm)
短轴TT＝1.4mm(1至4mm，优选1至2mm)。
所述管由厚度为0.3mm的金属板通过电弧焊、弯曲或剪裁而形成。
在下文中称为板的集管板3具有从其中通过的管1。
由于图中所示的是局部截面，因而只有板3的部分是可见的。相同的截面在板的纵向方向L上重复，重复次数与板所具有管的数量相同，所述管在相同的纵向方向L上彼此平行地布置成一排。两个相邻的管之间的间隔为5至10mm，优选为6至8mm。
垂直于方向L的方向T通常被定义为在板在其中延伸的平面中。方向T是管端长轴长度延伸的方向
板3由厚度为0.7至2mm，优选为1至1.5mm的铝片通过冲压而形成。
板3包括配备有孔口(其中只有一个，7，在图中可见，如前所述)的壁5，所述板由用于将集管板5连接到盖体(未示出)的两个纵向翻边9界定。如所知的，盖体包围位于集管板3上方的容积以形成集管箱。集管板5和盖体之间的连接通过任何合适的方式形成，这具体取决于制造盖体的材料。例如，如果盖体由塑料材料制成，则连接可以通过卷接或连结而形成。同样地，如果盖体由金属制成，则连接可以通过卷接、连结、钎焊或焊接而形成。虽然不是强制性的，但垫片(未示出)可以插置在管的外壁、盖体(未示出)、翻边9和集管板之间。
在纵向翻边9和配备有孔口的壁5之间，集管板被弯曲以形成两个边缘或半径11。
设置有孔口的壁5在横截面中具有由中间部分13和两个侧向部分15构成的轮廓。侧向部分15大体上遵循具有第一曲率半径R1的曲线17。中间部分大体上遵循具有小于第一曲率半径R1的第二曲率半径R2的曲线19。中间部分13和侧向部分15两个部分形成朝向交换器外部的隆起，且因此在图中是向下的。
曲率半径R1和R2可以通过相对于由两个边缘11限定的平面测量曲线的高度来限定：
侧向部分15的高度表示为H1，中间部分13的高度表示为H2。半径R1和R2是H1、H2和板在横向方向上的宽度l这些值的几何结果。
优选地，为了优化由热膨胀引起的在管1和板3之间的接合处的应力减小，高度H1、H2与长轴TW之间的比率满足以下不等式：
0.05<H1/TW<0.2
0.05<H2/TW<0.3。
在此，若给定H1＝2mm，H2＝4mm，TW＝34mm，则满足不等式，因为
H1/TW＝0.058
H2/TW＝0.12.
在图中垂直于板的纵向方向L和横向方向T的垂直方向V上，孔口7具有长轴TW的长圆形投影，长轴TW也将更简单地称为宽度TW。
此外，孔口7具有套环21，所述套环旨在覆盖经由这一孔口7穿过壁5的管1的壁的部分，该套环21朝向集管的外部(并且因此在图中向下)突出。在形成板3期间，通过冲压获得套环21。为此，材料在冲压过程中被冲压机(punch)镦锻，板3的其余部分也一样，使冲压操作更加容易。这种布置的一个缺点在于，在组装集管时，管1不容易插入孔口7中，因为要插入管1的套环21的端部稍窄。但是，在进一步减小施加到管1的应力的方面，这种布置是有利的。因此，它更有利于交换器的耐久性。
板3可以包括凹槽(未示出)，以接收插入在盖体(未示出)和板3之间的垫片(未示出)。
图2的实施例与前一种不同之处在于，套环21'从壁朝向交换器的内部突出，即在图中向上。关于图1提供的其它信息对于该图2是有效的。
图3的实施例与前一种的不同之处在于，轮廓的中间部分13'形成朝向交换器内部的隆起，即在图中向上。关于图1和图2给出的其它信息对于该图3是有效的。
套环21'具有使得交换器更容易组装的优点，因为所述管比在图1的实施例中更容易插入所述孔口中。
考虑到减小施加到管1上的应力，该实施例也是有利的。
图4的实施例与前一种的不同之处在于，集管板3'包括凹槽23，可以在其中插入垫片(未示出)，以便抵靠密封盖体(未示出)。
本发明不限于所呈现的实施例，并且其它实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。

Claims (10)

1.一种用于热交换器的集管板(3)，包括设置有孔口(7)的壁(5)，并且沿纵向方向(L)成排布置的管(1)旨在通过所述孔口，其特征在于：
-所述壁(5)在横截面(T)中具有由中间部分(13、13')和两个侧向部分(15)构成的轮廓，
-所述侧向部分(15)大体上遵循具有第一曲率半径(R1)的第一曲线(17)，
-所述中间部分(13,13')大体上遵循具有小于第一曲率半径(R1)的第二曲率半径(R2)的第二曲线(19)。
2.根据权利要求1所述的集管板，其中，至少一个所述孔口(7)在垂直于纵向方向和横向方向的方向上具有长圆形投影，所述长圆形投影具有长轴TW，并且其中，相对于通过所述壁的纵向边缘(11)的平面，所述侧向部分(15)的高度为H1，且所述中间部分(13)的高度为H2，且其中，高度H1、H2与长轴TW之间的比率满足以下不等式：
0.05<H1/TW<0.2
0.05<H2/TW<0.3.
3.根据前一项权利要求所述的集管板，其中，所述长轴TW为10mm至100mm。
4.根据前述权利要求中任一项所述的集管板，其中，所述孔口(7)中的至少一个包括套环(21)，所述套环旨在覆盖经由这一孔口通过所述壁(5)的管(1)的壁的部分，这一套环(21)朝向所述集管的外部突出。
5.根据前述权利要求中任一项所述的集管板，其中，所述孔口间隔开5mm至10mm的间隔，所述间隔优选地为6mm至8mm。
6.根据前述权利要求中任一项所述的集管板，其以厚度为0.7mm至2mm，优选为1mm至1.5mm的金属板形成。
7.一种集管箱，包括如前述权利要求中任一项所述的集管板(3)和由塑料或金属制成的盖体，所述盖体通过卷接、连结、钎焊或焊接连接到所述集管板。
8.根据前一项权利要求所述的集管箱，包括凹槽，以容纳插置在所述集管板和所述盖体之间的垫片。
9.一种热交换器，包括如权利要求7和8中一项所述的集管箱，以及以厚度为0.1mm至0.5mm、优选为0.2mm至0.3mm的金属板形成的管。
10.一种热交换器，包括如权利要求8所述的集管箱和通过电弧焊、弯曲成多个管道、或剪裁而获得的管。
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