CN1114815C - 制造热交换器,特别是制造车用空调系统的冷凝器的方法 - Google Patents

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Abstract

一种热交换器(10)包括一对平行的分配器(12，14)和多个用于流体通过的管子(16)，每个分配器包括一个管件(20)和多个将管件(20)的内部分成沿着分配器的轴线彼此对齐的腔室(24a，24b，24；26a，26b，26c)的隔板(22)，隔板从管件的敞开端(28)插入，并且利用沿着管件的纵向轴线(30)的滑动来布置在预定位置，随后，在管件的壁上制出多个孔(42)，用作流体通过的管子的端部的连接件。

Description

制造热交换器，特别是制造车用空调系统的冷凝器的方法
本发明涉及制造热交换器，特别是制造车用空调系统的冷凝器的方法。
更具体来说，本发明涉及制造这样一种热交换器的方法，该热交换器包括一对平行的分配器和多个在分配器之间延伸的用于流体流动的管子，其中，每个分配器容纳着多个将分配器的内部分成沿着分配器的轴线彼此对齐的腔室的隔板。
这种类型的热交换器通常用作车用空调系统的冷凝器，并且在本领域中称为“平行流”的冷凝器。在分配器中设置的隔板可以产生约束路径，使得整个液体流可以接连地通过从热交换器的进口到出口的路径上连续的各排管子。在分配器内隔板的存在意味着，将两个分配器互连的管子被分成了数个彼此串联的组，同时，每组中的管子彼此平行连接。
将隔板放在分配器中的最初的已知系统是从两个半壳开始的，每个半壳实际上是沿着通过其纵向轴线的一个平面所切割的管子的形式。隔板按照预定位置布置在两个半壳中之一上，然后将这两个半壳沿着它们的周边接缝焊接在一起。
该系统的主要缺点是它需要对每个分配器提供两个分离的半壳，而这些半壳通常不能作为标准部件而得到。另外，该系统也难于实现自动化，并且沿着两个半壳之间的接缝的焊接，从热交换器的可靠性的观点来讲，是非常关键的，因为它会增加流体损失的危险，特别是用在高温和高压的条件下，更是如此。
将隔板引入分配器的另外一个已知系统是从圆截面的挤压管子开始的，并且在管子的壁上于要设置隔板的位置处制出切口。然后将隔板通过这些切口放入管子中，随后通过焊接将切口封闭。
该第二系统的问题是，加工完的分配器在靠近通过它隔板得以放入的切口处附近有大量的可能的流体损失部位。
美国专利4762152描述了一种系统，其中，隔板是从分配器的一个敞开端放入的，并且沿着轴向滑动，直至它们达到预定位置为止。流体流动管子固定在从分配器的外表面上突出的整体附件上，而这些整体附件是通过形成切屑的机械加工或者塑性变形而形成的。虽然在美国专利4672152中描述的用于固定隔板的系统有效地减少了流体损失的危险，但是，它必须形成与固定管子的分配器构成整体的附件这样的事实，使得制造成本增加了，这是不能令人接受的。
为了克服这些问题，本发明提供了具有构成主权利要求主题的特征的方法。
根据本发明，分配器是利用挤压的或者拉制的标准管件，并且将隔板从其敞开端插入而构成的。隔板通过沿着管件的纵向轴线滑动而被放置在预定位置。在放置隔板之后，在管件的壁上制出多个孔，用于流体循环的管子的端部插入该孔中。这些孔是通过使材料向分配器的内部翻转而制成的，不形成切削，而形成用来固定管子的端部和在轴向方向上夹持住隔板的套圈。
本发明方法可以大大减少成品热交换器的生产成本，并且可以大大减少流体损失区域，因此，该分配器有较少的由流体损失造成的浪费，并且热交换器更为可靠。
虽然本发明是特别为用作空调系统的冷凝器而研制出来的，但是，应当指出，本发明方法也适用于制造各种类型的热交换器的分配器。
本发明的其它特征和优点结合附图从以下的仅仅作为非限制性实例的详细描述将能一清二楚。
图1是本发明的热交换器的局部分解示意透视图；
图2是带有对齐腔室的分配器的热交换器中的流体流动部分的示意说明图；
图3-图6是本发明方法的几个阶段的示意说明图。
首先，参阅附图1，总地以10表示的热交换器包括，例如一个车用空调系统的冷凝器，并且包括一对彼此平行布置的分配器12和14。多个管16子延伸在两个分配器12和14之间，并且它们的端部与分配器12，14的内部相连通。管子16固定在一组金属散热片18上，，从而在在管内循环的流体和流过散热片18的空气之间形成热交换器的网络系统。最好是，管子16的横截面是椭圆形并且利用机械扩张方法固定在散热片18上：即，管子带有间隙地插入一组散热片18的对齐的孔中，而管子16和散热片18之间的机械连接利用机械扩张工艺通过管子的径向扩张来达到。
从附图2可见，每个分配器12和14包括一个管件20，在管件20内布置有多个隔板22，从而将管件20的内部分成一系列沿着分配器的纵向彼此对齐的腔室。
在附图2中通过举例所示出的示意图中，每个分配器12，14都有两个隔板，这些隔板将管件20的内部分成三个腔室，在分配器12中的腔室分别用24a，24b，24c表示，在分配器14中的腔室分别用26a，26b，26c表示。隔板22将管子16分成标号为16a，16b，16c，16d，16e几组，这些管子组相对于流体循环的方向彼此处于串联状态。另一方面，每组中的管子彼此平行连接。每组中管子的数目沿着流体流动的方向从一组到下一组逐渐减少，因为，在冷凝器的情况下，流体作为蒸汽进入而以液体状态离开，在状态变化的过程中，体积大大减小。
现在参照附图3-6，介绍分配器12，14的组装顺序。首先，参照附图3，分配器的制造从切割出自商用挤压机的管件20的预定长度开始。管件20通常是铝的，可以有例如20毫米的直径和1.5毫米的壁厚。当然，管件的尺寸可以根据其用途而变化。附图3示出，隔板22如何从管件20的敞开端28插入其内，并且按照箭头所指示的方向沿着纵向轴线30滑动，直至它们达到预定的轴向位置为止。
每个隔板22可以有基本为C形的横截面，如图3所示，或者可以由实心圆盘构成。在是C形截面件的情况下，隔板22的圆周壁34构成一个引导件，因为它在纵向轴线30的方向上有足够的长度，从而可以避免在其滑动运动期间被卡住。因此该C形状容许采用薄板(例如1毫米厚)来用作隔板。当隔板是实心圆盘时，其厚度必须较厚(例如3-4毫米)，以便给予足够厚的圆周支承表面。
每个隔板22的圆周壁34对管件20的内表面36的直径制成紧公差，并且利用杆子38沿着轴线30推动，直至它达到其最后位置为止。当然，首先要将距敞开端28最远定位的隔板插入。
在所有的隔板22放在管件20内之后，再在管壁上制出一系列切口，以便为管子16的两端的连接形成许多开孔。附图4示意性地示出了制出切口的步骤。管件20用设有一系列切刀40的合适的工具保持固定，而切刀可以沿着垂直于管件20的纵向轴线30的方向进给。切刀40构成切口并且使材料向管子内部翻转而不产生切削，这是很重要的，因为隔板的存在不容许清除切削。为了避免管子的塌陷，孔42可以分两步或者更多的步骤来制出。例如，所有的偶数孔可以通过与它们相应的切刀40的进给在第一步骤中制出，然后奇数孔通过其余切刀的进给来制出。切刀40使金属薄板边缘向内翻转，从而形成套圈43(附图5)，而套圈的形状和尺寸被构成得可以容纳管子16的端部。
附图5示出了制成切口42的步骤终了时的管件20的情况。从中可见，每个隔板22容纳在两个相邻的孔42之间的空间处，并且通过构成套圈43的翻转材料可以防止其在管件20中的轴向移动。
在随后的步骤中，如图6所示，管子16的端部插入孔42中，并且围绕切口42的周围进行铜焊，从而将管子16牢牢地连接在管件20上。
最后，为了完成分配器，则将流体进口/出口接头安装在管件20的一端，而对置端用已知方式密封起来。或者将流体进口和出口接头形成在分配器的圆周壁上，而在这种情况下，分配器的两端都要密封起来。

Claims (5)

1.一种制造热交换器的方法，其中，热交换器(10)包括一对平行的分配器(12，14)和多个在分配器(12，14)之间延伸的用于流体流动的管子(16)；每个分配器(12，14)包括一个管件(20)和多个将管件(20)的内部分成沿着分配器(12，14)的轴线彼此对齐的腔室(24a，24b，24；26a，26b，26c)的隔板(22)；隔板(22)从管件(20)的敞开端(28)插入，并且利用沿着管件(20)的纵向轴线(30)的滑动来布置在预定位置，其特征在于，在隔板(22)插入后，在管件(20)的壁上制出多个带有形成套圈的向管内翻转边缘的孔(42)，该套圈将隔板沿着纵向夹持在位，然后，将管子(16)的端部插入相应的孔(42)中，并且将端部焊接在分配器上。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，热交换器是车用空调系统的冷凝器。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将隔板(22)制成与管件(20)的内径相配的紧尺寸公差。
4.如权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，孔(42)用带有切刀(40)的工具制成，切刀以沿着垂直于管件(20)的纵向轴线的方向进给，以便制出切口和使材料翻转，而不产生切削。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，孔(42)分成至少两组，这两组的孔在连续的步骤中制成。
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