CN107771269A - 用于特别是机动车辆的热交换器的收集板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于热交换器的收集板(10)，其具有内表面(12)和上表面(14)，并且包括至少三个布置成一排的套环(16，16a)以便每个都接收一管(18)。所述一排套环的两个端部套环(16a)从收集板(10)的内表面(12)突出，而其他套环(16)中的至少一个套环从收集板(10)的外表面(14)突出。

Description

用于特别是机动车辆的热交换器的收集板

技术领域

本发明涉及热交换器领域，特别是用于机动车辆的热交换器领域。

更具体地，本发明涉及一种用于发动机冷却剂的热交换器，例如散热器，通常包括插入有波纹翅片和收集板的一排管。通常通过冲压方法由铝制成的收集板具有特定数量的孔，每个孔由套环围绕。术语“套环”在这种情况下是指由于制作孔的过程(通常通过穿孔)而从收集板伸出的材料环，在制作孔的期间所述板被穿刺而没有材料的移除。每个孔能够接收来自所述一排管的管，其一端与套环的内壁接触。

背景技术

收集板通常用盖盖住，以便形成收集箱，该收集箱包括也在该所述一排管中循环的流体穿过的腔室。因此它能够将液体分配到所述管和/或从管收集液体。在收集板和盖之间设置外围垫圈以提供收集箱的密封。外围垫圈的位置根据收集板的结构而变化。收集板有两大类：所谓的“平坦”收集板和所谓的“带槽”收集板。正如它们的名字所表示的，平坦收集板具有大致平坦的结构，其除了套环以外没有任何显著的正或负的凸起部分。例如，这些是申请人名下的专利申请FR-2 977 932中公开的板。相比之下，诸如专利US-6 988 544中所公开的带槽收集板具有延伸到制作套环的主平面之外的外围槽。所谓的带有平坦端部的带槽收集板的变型存在于那类带槽收集板中。这些收集板的外围槽不存在或在收集板的长度方向上的端部处具有较小的深度。在槽具有足够深度的常规带槽收集板中，外围垫圈放置在设计成接收所述垫圈的外围槽中。在具有平坦端部的平坦收集板或带槽收集板的情况下，密封环主要由最靠近该排管外部的管承载。

管一般在与穿刺工具前进方向相同的方向插入。在插入管期间，所述管被引入稍微超出套环进入收集箱的腔室的内部，以便确保在管和套环之间的足够质量的钎焊或焊接。更具体地说，与简单的狭槽相比，套环的存在允许为管的钎焊或焊接提供更大的表面。这也避免了泄漏的风险。然而，一部分管向热交换器的突出可能导致流体循环中的压力损失。而且，由于收集板通常不是平坦的并且通常在中央是凸的以及管通常具有相同的长度，所以通常大约10mm的该突出对于该排管的端管来说更为重要。已经产生的压力降低必须被补偿，因此通过泵的附加的力来确保整个回路内流体的均匀流动。

为了弥补这些缺陷，申请人的专利FR-2 764 054公开了一种热交换器，其包括具有“反向套环”的收集板。更具体地说，将这些管插入套环侧的收集板中，即在通过穿孔而与孔形成方向相反的方向上的收集板中。在这种情况下，存在足够的表面用于钎焊或焊接在套环和管之间，而没有管突出到收集箱的腔室中或管突出到收集箱的腔室中减少。压力的损失因此减少。但是，“反向套环”具有缺陷。首先，由于套环朝向收集箱的外侧取向，所以由于较小的开口以及缺乏使管刺入所述套环中的导引，所以将管插入收集板中更加困难。其次，由于管不能充分突出到收集箱的腔室中，因此收集板的内表面没有能够承受密封环的凸起部分。因此，需要其他器件来承载垫圈。

发明内容

本发明的目的尤其是提供一种热交换器，该热交换器在压力损失方面得到了改善并且弥补了这些缺点中的至少一个。

为此，本发明的主题是具有热交换器的内表面和外表面的收集板，该收集板包括至少三个布置成一排的套环，使得每个套环都接收一管，其特征在于，所述一排套环的两个端部套环从收集板的内表面伸出，而其他套环中的至少一个套环从收集板的外表面伸出。插入到从收集板的外表面伸出的套环中的管没有从内表面突出。这允许减少压力损失。因此，从收集板的外表面伸出的套环的数量越多，压力损失的减少就越大。优选地，除端部套环之外，所有的套环都从收集板的外表面伸出。结果，压力损失被最小化，仅存在于端管附近。

收集板还可以包括单独或组合使用的以下特征中的一个或多个。

-收集板包括外围槽，该外围槽设计成接收密封环以用盖提供密封。槽具有足够的深度，例如大于或等于垫圈的厚度，以提供垫圈的定位。在收集板的沿长度方向的端部处界定所述槽的壁的至少一部分由端部套环组成。因为这些端部套环从收集板的内表面伸出，因此这允许承载收集箱密封所需的外围垫圈。因此不再需要提供另外的用于承载密封环的器件，这将增加压力损失并且使得收集板的制造更加复杂。

-所述板材具有特定的厚度，除了相对于收集板的其余部分具有减小的厚度的套环之外。优选地，减小的厚度对应于收集板的初始厚度的一半。更具体地，小的厚度便于穿孔，并且允许形成具有大的钎焊表面的长套环。

-收集板在收集板的长度方向上具有非零曲率。换句话说，收集板在纵向截面上具有非零曲率。这也意味着收集板具有至少一个脊或中空部。非零曲率的存在允许收集板的机械强度增加。

-由于套环沿所述方向的长度以规则的间隔布置以便限定管间距，所以一个套环与邻近端部套环的另一个套环之间的最大幅度小于所述管间距。

-所述幅度为所述减小的厚度的量级。

-收集板的宽度方向上的非零曲率。换句话说，收集板在横截面上具有非零曲率。类似地，该曲率允许收集板的机械强度增加。

-两个相邻套环之间的间距在5.5mm至10mm的范围内，优选在6mm至8mm的范围内。

本发明的进一步的主题是如上所公开的收集板和管的组件，每个管插入到收集板的套环中，其中所有的管具有相同的长度。

除了大量生产相同的管是更经济的事实之外，管插入收集板中也被简化，因为不需要根据它在收集板上的位置识别和分配管。而且，与其中所有的套环都从收集板的内表面伸出的收集板相比，将相同长度的管插入本发明的收集板中可以使到外管的周围的压力损失减小，特别是对于在纵向截面上具有非零曲率的板。更具体地，由于不在端部处的套环朝向收集箱的外侧取向，因此不需要将相应的管引入到收集箱的腔室内部的程度。因此，这些管具有减小的长度。由于管具有相同的长度，所以端管的突出到腔室内部的部分的长度也因此减小。

该组件还可以包括单独或组合使用的以下特征中的一个或多个。

-插入端部套环中的每个管从收集板的内表面伸出，伸出的长度小于或等于接收所述管的套环的3毫米。当端部套环的开口不能限定在单个平面上时，例如当它是凹形时，管的伸出的部分的长度从开口的最高点计算。

该长度相对于常规收集板的管的长度减少了三分之一以上。观察到压力损失的显著结果。

本发明的进一步的主题是上面公开的收集板和由所述一排套环的端部套环承载的外围密封环的的组件。

最后，本发明的进一步的主题是包括来自上面公开的两个组件的组件的热交换器。

附图说明

通过观察以示例的方式提供并且是非限制性的附图将更清楚地理解本发明，在附图中：

-图1是在插入管之前的根据一实施例的收集板的透视图；

-图2是插入管之后的图1的收集板的透视图；

-图3是在插入管之前的图1的收集板的纵向截面的透视图；

-图4是在插入管之后的图1的收集板的纵向截面的透视图；

-图5是根据一个实施例的具有圆形底座的带槽收集板的截面透视图；

-图6是根据一个实施例的平坦收集板的截面透视图；以及

-图7是根据一个实施例的收集板的截面透视图。

具体实施方式

图1至4示出了热交换器的大致为矩形的具有内表面12和外表面14的收集板10，其包括围绕孔17的多个套环16，16a。套环布置成一排使得每个套环接收一管18。一排套环的两个端部套环16a从收集板10的内表面12伸出，而另外至少一个套环16从收集板10的外表面14伸出。在图中，除了端部套环16a之外，所有的套环16都从外表面伸出。收集板10包括外围槽20，该外围槽设计成接收密封环22以用盖提供密封。槽20足够深以接收垫圈22并提供其稳定性。所述槽由在收集板的长度方向28上伸出的外壁24和凸起部分26限定。但是，在收集板10的端部处，槽20由外壁24和端部套环16a限定。因此，垫圈22最终抵靠凸起部分26和端部套环16a的外壁。

收集板10在纵向方向28上弯曲。在纵向截面上，例如图3的纵向截面，收集板具有在中心处大致为凸的且在端部处为凹的的形状，使得在所述中心处，两个相邻的套环16之间的部分相对于位于套环16和端部套环16a之间的等同部分偏移为这些部分的区域中的材料的厚度(特定厚度)的量级的距离。在未示出的实施例中，该距离或曲率幅度可以是不同的、更小的或更大的，但是小于对应于管间距的距离。

收集板也在横向方向30上弯曲。在横截面上，例如在图5所示的横截面上，收集板在中心处是凹的并且具有凸起边缘，直到形成凸起部分26的壁。在进一步的实施例中，如图6和图7的那些实施例，收集板可以在方向30上是大致平坦的。在一个或多个方向上存在曲率允许收集板的机械强度被加强以及套环的形成是便利的。

在纵向方向28上，所述板具有交替的实心部分和套环部分16，使得在横截面中它具有波纹状部(图3，图4)。这些波纹状部具有一间距，该间距对应于两个相邻的套环16之间的间距或者套环16与端部套环16a之间的间距。该间距是恒定的并且范围在5.5mm至10mm内，优选在6mm至8mm内。

插入到收集板的套环16，16a中的每个管18与其他插入的管基本上具有相同的长度。由于板10沿方向28的曲率，并且由于套环16从外表面14伸出，所以端管从内表面12突出较少。这些端管中的每一个从内表面12伸出，伸出长度小于或等于从接收它的套环16a起3毫米。由于套环16a的孔口40不是平坦的，所以所述突出是从套环的开口的最高点到中心测量的。

收集板包括其中厚度减小的至少一个区域，优选地，厚度减小高达所述板的初始厚度的一半。该区域包括用于穿孔一个或多个套环16，16a的位置，并因此位于这些套环周围。

然后收集板10和所述一排管18的组件被盖覆盖以形成收集箱的封闭腔室，其密封由垫圈22保证。然后将收集箱安装在热交换器提供一种或多种流体。

本发明不限于所示的实施例，并且进一步的实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。特别地，可以组合不同的所公开的实施例，特别是由此制造仅具有单一方向的曲率的收集板，或者甚至具有多排套环的收集板。

Claims (12)

1.一种热交换器的具有内表面(12)和外表面(14)的收集板(10)，包括至少三个套环(16，16a)，该至少三个套环被布置成一排以使得每个套环接收管(18)，其特征在于，一排套环的两个端部套环(16a)从收集板(10)的内表面(12)伸出，而其他套环(16)中的至少一个套环从收集板(10)的外表面(14)伸出。

2.如前述权利要求所述的收集板(10)，包括外围槽(20)，该外围槽被设计成接收密封环(22)以用盖提供密封。

3.如前述权利要求中任一项所述的收集板，其中，所述板具有特定厚度，除了相对于所述收集板的其余部分具有减小的厚度的所述套环(16，16a)之外。

4.如前述权利要求中任一项所述的收集板，在所述收集板(10)的长度的方向(28)上具有非零曲率。

5.如权利要求4所述的收集板，其特征在于，由于所述套环沿着所述方向(28)的长度以规定间隔布置以便限定管间距，因此一个套环(16)与邻近端部套环(16a)的另一套环(16)之间的最大幅度小于所述管间距。

6.如权利要求4所述的收集板，结合权利要求3，其中所述幅度为所述特定厚度的数量级。

7.如前述权利要求中任一项所述的收集板，在收集板的宽度方向上具有非零曲率。

8.如前述权利要求中任一项所述的收集板，其中两个相邻的套环之间的间距是恒定的并且在5.5毫米至10毫米的范围内，优选地在6毫米至8毫米的范围内。

9.一种如前述权利要求中任一项所述的收集板和管的组件，每个管被插入所述收集板的套环中，其中所有的管具有相同的长度。

10.如前述权利要求所述的组件，其中插入所述端部套环中的每个管从所述收集板的内表面伸出，伸出的长度小于或等于接收所述管的套环的3毫米。

11.如权利要求1至8中任一项所述的收集板和由一排套环的端部套环承载的外围密封环的组件。

12.一种热交换器，包括如权利要求8至11中任一项所述的组件。