CN1479070A - 热交换器中制冷剂防泄漏结构及其形成方法 - Google Patents

热交换器中制冷剂防泄漏结构及其形成方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种热交换器中的制冷剂防泄漏结构及其形成方法，制冷剂防泄漏结构包括：翅片－管组，其具有在翅片－管组端部凹陷的制冷剂防泄漏沟槽；以及集水管，其具有制冷剂防泄漏凸起，该凸起是在集水管通过双重注模与翅片－管组两端相耦连时，通过将双重注模溶液引入制冷剂防泄漏沟槽中并在该沟槽中冷却而形成。

Description

热交换器中制冷剂防泄漏结构及其形成方法
技术领域
本发明涉及一种热交换器，并尤其涉及一种冰箱热交换器内的制冷剂防泄漏结构，在该结构中流动着由压缩机压缩到高温高压或低温低压的制冷剂。制冷剂防泄漏结构防止制冷剂的泄漏以及外界空气的进入，二者都是在制冷剂管与集水管之间的焊接部分产生的。然而，本发明的热交换器不只局限于冰箱。
背景技术
冰箱包括压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器，所有这些构成了以所命名的顺序进行的系统工作。在冰箱中，热量在蒸发器内被吸收，而更多热量通过冷凝器排出到冰箱之外。尤其是，冷凝器和蒸发器通过吸收和排出热量而起到热交换器的功能。
传统热交换器进行制冷剂与用来引入或排出制冷剂的一对金属制冷剂管、固定到金属制冷剂管两端的集水管、以及多个形成在金属制冷剂管外周的翅片的热交换。尤其是，翅片和制冷剂管利用制冷剂管的膨胀相耦接，由此一般在金属主体之间具有预定间隙。
然而，由于这种金属结构，传统的金属制成的热交换器具有的问题在于：在冰箱开/关工作时，金属主体之间的接触点处产生噪声，由此对用户造成不便。为了改善这个问题，目前通常使用塑料热交换器。
图1示出了三管热交换器形式的传统塑料热交换器，该热交换器具有翅片、制冷剂管和除霜管的一体结构。
参照图1，传统塑料热交换器112包括制冷剂管、通过将多个翅片与除霜管相结合而形成的翅片及管组或翅片-管组118、设置在翅片-管组118两端的翅片-管组集水管或集水管120、从集水管120伸出的右和左集水箱124和126。尤其是，翅片-管组118表示一列导管，其中至少一个制冷剂管和翅片在每个导管内一体形成。
在美国专利申请09/954056中已经公开了制造上述塑料热交换器的方法，尤其是用于接合翅片-管组118和集水管120的方法，下面将简要描述。
未指定的附图标记130和132分别表示制冷剂的进入管和排出管。
图2示出将翅片-管组118与集水管120相结合的过程。
参照图2，将翅片-管组118与集水管120相结合的过程包括：首先将塑料形成翅片-管组118；在塑料的翅片-管组118两端处双重挤压成形以形成集水管120；并且将热熔夹具136以支撑方式放置到塑料集水管120的空隙内，并利用具有热熔模具134的热熔装置128热压翅片-管组118的上中部，从而更强烈地热熔化翅片-管组118和集水管120。
尤其是，热熔模具134为倒置三角形形状，从而翅片-管组118的端部扩开，而更牢固地粘结到集水管120上。未描述的附图标记140表示电源线。
通过上述熔接过程，集水管120热熔接到翅片-管组118的两端上，由此，可以防止在冰箱开/关工作时发出的不正常噪声，这曾经是金属制成的传统热交换器中的一个问题。
尤其是，由于翅片-管组118通过热熔接粘结到集水管120上，因此具有如下的优点，即，塑料热交换器112容易制造并且其制造成本降低。
在根据上述粘结过程构造的传统热交换器112用作蒸发器的情况下，制冷剂在与大气压力类似的大气压力(例如，0.9到1atm.)下引入，因此不会发生由于压差造成的制冷剂泄漏或引入。
然而，在传统热交换器112用作冷凝器时，由于被压缩机加热并加压，高温高压(例如，9到10atm.)的制冷剂被引入。
在这种情况下，存在如下的问题，即制冷剂的高压在通过热熔接而粘结的翅片-管组118和集水管120之间开路，并从而制冷剂通过如上形成的开口泄漏。
此外，当如上所述制冷剂从热交换器112泄漏时，在设定的制冷循环中不可能保持冷凝器112内的制冷剂压力或不可能保持整个制冷循环的制冷剂压力。随着制冷剂压力如上所述地降低，冰箱不能正常进行制冷循环，同时制冷剂的排出量不能与冰箱的设定温度相对应。
发明内容
为了解决上述问题研发了本发明，因此本发明的目的是提供一种制冷剂防泄漏结构，其能够实现翅片-管组与集水管之间的可靠熔接，以有效地防止制冷剂的泄漏。
为了实现这些目的和其他优点，根据本发明的目的，如在此实施并广义上描述的，提供了一种热交换器中的冰箱防泄漏结构，该热交换器包括塑料的翅片-管组以及通过双重注模而与翅片-管组相结合的塑料集水管。该结构包括：制冷剂防泄漏沟槽，该沟槽至少形成在制冷剂流经的翅片-管组两端的外周上，并且用于在由压缩机加压的制冷剂引入到热交换器中时，防止制冷剂在翅片-管组和集水管之间泄漏；以及制冷剂防泄漏凸起，该凸起是在集水管的双重注模过程中通过将集水管的注模溶液引入到制冷剂防泄漏沟槽内并在该沟槽中冷却而形成的，因而该凸起与制冷剂防泄漏沟槽相啮合。
为了实现上述目的，根据本发明另一方面，提供了一种在热交换器中形成制冷剂防泄漏结构的方法。该方法包括以下步骤：在翅片-管组两端的外周上形成制冷剂防泄漏沟槽；以及在翅片管组两端处双重注模集水管。
根据上述结构和方法，可以有效地抑制在热交换器中可能发生的制冷剂泄漏。
附图说明
本发明的上述和其他目的、特征和其他优点将从下面联系附图给出的详细描述中变得更易于理解，图中：
图1示出传统的塑料热交换器；
图2示出传统塑料热交换器的形成过程；
图3示出根据本发明实施例的热交换器的特征结构及其制造方法；
图4是说明形成根据本发明的热交换器的方法的流程图；
图5示出本发明另一实施例；以及
图6示出本发明的热交换器的工作原理。
具体实施方式
参照附图，将详细描述本发明优选实施例。
图3是本发明的热交换器的分解透视图和局部放大视图。
参照图3，解释本本发明的热交换器212的制冷剂防泄漏结构，制冷剂防泄漏结构包括形成在翅片-管组218两端的制冷剂防泄漏沟槽215以及制冷剂防泄漏凸起221，该凸起是在注模翅片-管集水管220过程中通过将注模溶液流入制冷剂防泄漏沟槽215中而形成的。
例如，每个制冷剂防泄漏沟槽215形成在翅片-管组218中高压的制冷剂管214的外周上。尤其是，每个制冷剂防泄漏沟槽215在翅片-管组218的外周上形成为螺旋构型。
制冷剂防泄漏沟槽215优选地至少形成在翅片-管组218的制冷剂管214上。
通过注模，制冷剂防泄漏凸起221形成为与制冷剂防泄漏沟槽215基本相同的构型。
具有上述构造的热交换器的制冷剂防泄漏结构显现出防止制冷剂泄漏的作用，这将详细描述如下。
当高压制冷剂从压缩机引入到热交换器212时，制冷剂的高压施加到热交换器212中通过高压下的热熔接而粘结的翅片-管组218和集水管220之间的熔接表面上。
为了解决上述缺陷，螺旋构型的制冷剂防泄漏沟槽215形成在高压下引入制冷剂所经过的热交换器212的制冷剂管214两端的外周上，并且翅片-管集水管220通过双重注模形成为封闭具有制冷剂防泄漏沟槽215的翅片-管组218的两端，由此将集水管220固定到翅片-管组218的两端上。
在集水管220双重注模过程中，注模溶液流入制冷剂防泄漏沟槽215内，然后在该沟槽中冷却，从而在翅片-管组218两端的外周上形成制冷剂防泄漏凸起221。
注模使得制冷剂防泄漏沟槽215具有与制冷剂防泄漏凸起221大致相同的构型。即，制冷剂防泄漏凸起221通过双重注模在它们与翅片-管组218相应地啮合的状态下与集水管220一体形成。
由于制冷剂防泄漏沟槽215和制冷剂防泄漏凸起221以如上的对应方式啮合，因此，由于制冷剂防泄漏沟槽215和制冷剂防泄漏凸起221之间齿形啮合而产生的牢固接合力不会使制冷剂流出到外侧，即便高压制冷剂泄漏到翅片-管组218和集水管220之间的接合表面上。
换句话说，翅片-管组218和集水管220之间的相对应啮合可以形成坚固可靠地接合，并使得泄漏路径复杂，从而有效地抑制了制冷剂泄漏。
图4是说明本发明热交换器形成过程的流程图。
参照图4，翅片-管组218和集水管220的形成过程包括以下步骤：在翅片-管组218端部的外周上，尤其是在高压制冷剂流经的制冷剂管214的端部外周上，形成制冷剂防泄漏沟槽215(ST101)；在翅片-管组218的端部处双重注模集水管220(ST102)；以及通过夹具和热源热熔接翅片-管组218和集水管220(ST103)。
热熔接步骤(ST103)可以与传统方法中的基本相同，并因此在下面省略了对其的描述。
根据上述过程，翅片-管组218以形成制冷剂防泄漏沟槽215和制冷剂防泄漏凸起221的方式与集水管220相耦连，从而可以有效防止制冷剂泄漏。
图5示出本发明另一实施例。
参照图5，在翅片-管组218的制冷剂管214的两端外壁上，多个制冷剂防泄漏沟槽216形成为单个环的形状。在采用上述环形制冷剂防泄漏沟槽216的情况下，制冷剂防泄漏凸起221在它们双重注模过程中也形成为环形。
上面制冷剂防泄漏沟槽215和216的构型不局限于诸如螺旋形和圆环形的上述示例。制冷剂防泄漏沟槽215和216可以至少两次重复地形成，以执行相同的功能。此外，理解本发明的本领域技术人员可以轻易构想到执行等同或类似功能的其他形状的制冷剂防泄漏沟槽。
图6示出本发明热交换器的制冷剂防泄漏结构的工作原理。
如图6所示，在压缩机内加压到高温和高压(例如，9到10atm.)之后，制冷剂通过冰箱的制冷循环引入到热交换器212中，在此制冷剂通过与外界空气热交换而冷凝。制冷剂的高压允许在构成热交换器212的翅片-管组218与集水管220之间施加高压。
然而，本发明的制冷剂防泄漏沟槽215与制冷剂防泄漏凸起221一起将翅片-管组218与集水管220牢固耦连，由此防止制冷剂泄漏，其中制冷剂防泄漏沟槽215和制冷剂防泄漏凸起221与翅片-管组220的双重模制同时形成。
即使高压一定会导致制冷剂泄漏，但由于复杂的泄漏路径和在多个方向上施加的附着力，阻止了泄漏的制冷剂进一步流出，从而可以基本上防止制冷剂泄漏。结果，这种构造可以保持制冷剂循环系统内的制冷剂压力处于正常水平，由此确保了冰箱工作可靠。
未描述的附图标记224和226表示右和左集水箱，而标记230表示制冷剂的进入管。
具有如上构造的本发明热交换器的制冷剂防泄漏结构可以应用到冷凝器中，在冷凝器中，在上述压缩机内加压到高温和高压(例如，9到10atm.)的制冷剂通过与外界空气热交换而冷凝。本发明的制冷剂防泄漏结构也可以应用到蒸发器内，以约束制冷剂的泄漏和外界空气的引入。
结果，本发明可以防止在热交换器的翅片-管组和集水管之间细微地流出的制冷剂泄漏。
此外，本发明进一步提高了热交换器的耐压强度，从而它可以适当地应付制冷循环中设定的升高的制冷剂压力。

Claims (15)

1.一种热交换器中的制冷剂防泄漏结构，该热交换器包括塑料翅片-管组和通过双重模制与翅片-管组相结合的塑料集水管，所述结构包括：
制冷剂防泄漏沟槽，该沟槽至少形成在制冷剂流经的翅片-管组两端的外周上，并且用于在由压缩机加压的制冷剂引入到热交换器中时，防止制冷剂在翅片-管组和集水管之间泄漏；以及
制冷剂防泄漏凸起，该凸起是在集水管的双重注模过程中通过将集水管的注模溶液引入到制冷剂防泄漏沟槽内并在该沟槽中冷却而形成的，因而该凸起与制冷剂防泄漏沟槽相啮合。
2.如权利要求1所述的制冷剂防泄漏结构，其特征在于，制冷剂防泄漏沟槽为螺旋形。
3.如权利要求1所述的制冷剂防泄漏结构，其特征在于，制冷剂防泄漏沟槽为圆环形。
4.如权利要求1所述的制冷剂防泄漏结构，其特征在于，热交换器为冰箱的蒸发器。
5.一种热交换器中制冷剂防泄漏方法，该方法包括以下步骤：
在翅片-管组两端的外周上形成制冷剂防泄漏沟槽；以及
在翅片管组两端处双重注模集水管。
6.如权利要求5所述的制冷剂防泄漏方法，还包括以下步骤：在翅片-管组双重注模之后，用夹具和热源热熔接翅片-管组和集水管。
7.如权利要求5所述的制冷剂防泄漏方法，其特征在于，制冷剂防泄漏沟槽形成在制冷剂管的外周上。
8.如权利要求5所述的制冷剂防泄漏方法，其特征在于，双重注模集水管的步骤包括以下步骤：将注模溶液浸入制冷剂防泄漏沟槽中，从而形成制冷剂防泄漏凸起。
9.一种热交换器中的制冷剂防泄漏结构，该结构包括：
翅片-管组，其包括在翅片-管组端部凹陷的制冷剂防泄漏沟槽；以及
集水管，其通过双重注模在翅片-管组两端并与该两端耦连，并包括制冷剂防泄漏凸起，该凸起是通过将注模溶液浸入到制冷剂防泄漏沟槽中而形成的。
10.如权利要求9所述的制冷剂防泄漏结构，其特征在于，热交换器是冰箱的冷凝器。
11.如权利要求9所述的制冷剂防泄漏结构，其特征在于，制冷剂防泄漏沟槽为螺旋形。
12.如权利要求9所述的制冷剂防泄漏结构，其特征在于，制冷剂防泄漏沟槽为圆环形。
13.如权利要求9所述的制冷剂防泄漏结构，其特征在于，制冷剂防泄漏沟槽以相同形状重复形成。
14.如权利要求9所述的制冷剂防泄漏结构，其特征在于，制冷剂防泄漏沟槽形成在翅片-管组中制冷剂管的外周上。
15.如权利要求9所述的制冷剂防泄漏结构，其特征在于，制冷剂防泄漏沟槽形成在制冷剂管上。
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