CN1530626A - 热交换器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种热交换器，包括：以一定间隔排列的多个制冷管；和排列在所述制冷管之间并与制冷管整体成形的多个散热片。可以简化缩短制造过程和降低制造费用，能提高传热性能，并可以延长热交换器的寿命。

Description

热交换器及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种热交换器及其制造方法，尤其是一种能够通过整体成形制冷管(refrigerant pipe)和散热片(cooling fin)来简化缩短制造过程和提高热交换性能的热交换器及其制造方法。
背景技术
通常，热交换器是一种通过使两种不同的液体彼此直接或间接接触而进行热交换的装置，它通常用于加热器、冷却器、蒸发器和冷凝器等。
图1是根据传统技术的主要用于制冷机的蒸发器的翅管式热交换器(finand tube type heat exchanger)的立体图。
传统的热交换器包括：制冷管102，当制冷剂穿过其中时进行热交换操作；多个散热片104，其以一定的间隔设于制冷管102，扩大通过制冷管102之间空气的接触区域，以增强传热性能；以及支撑托架106，设于制冷管102两端并支撑制冷管102。
如图2所示，将铜管反复弯曲形成制冷管102；散热片104由铝材制成，其形成为带有通孔108的扁平型(flat type)，以便使制冷管102的外圆周插入其中。
该传统热交换器的制造方法是：挤压出制冷管102，冲切(blank)出散热片104并将其插到制冷管102中，然后进行扩管过程来使制冷管102的直径增大，从而散热片104被固定于制冷管102的外圆周。
然而，传统的热交换器存在如下问题。
也就是说，因为制冷管102和散热片104是通过各自的工艺单独进行加工，之后再将散热片104与制冷管102合并，所以该制造过程复杂而且增加了制造成本。
此外，因为散热片104插在制冷管102的外圆周，所以在制冷管102和散热片104之间存在间隙(T)，会导致传热性能降低。
特别地，当此热交换器用于冷冻装置时，由于有冷凝水，因此会在制冷管102和散热片104产生冷冻现象，所以需通过使用解冻加热器来进行解冻。此时，由于在制冷管102和散热片104之间的间隙(T)处反复进行冷冻和解冻，因此该间隙(T)会变宽，导致传热性能进一步降低。
此外，由于制冷管102和散热片104分别由铜和铝制造，因此会因为两种材料之间存在的势差而产生势差腐蚀，这会降低热交换器的寿命。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种热交换器及其制造方法，通过整体成形制冷管和散热片，能够简化缩短制造过程并降低制造成本。
本发明的另一目的在于提供一种热交换器及其制造方法，通过用同一种材料整体成形制冷管和散热片，能够增强传热性能并延长热交换器的寿命。
根据本发明的目的，为了获得这些以及其他优势，如这里实施例和概括的说明，本发明提供了一种热交换器，包括：以一定间隔排列的多个制冷管(refrigerator pipes)；排列在制冷管之间并与制冷管整体成形的多个散热片；设置于制冷管两端并支撑制冷管的支撑托架。
该制冷管和该散热片由铝材制成。
至于所述制冷管，两个制冷管是以一定的间隔排列并分别被反复弯曲。
该散热片沿着与位于制冷剂(refrigerants)之间的制冷管纵向成直角的方向形成，并具有一定的倾斜角。
为了达到上述目的，本发明还提供一种制造热交换器的方法，包括：第一步：整体成形多个制冷管和位于多个制冷管之间的扁平型散热片成形部分；第二步：在散热片成形部分形成多个散热片；第三步：以一定间隔多次弯曲该成形有散热片的制冷管；第四步：在制冷管的两端装配支撑托架。
在第一步中，通过使用成型装置(molding unit)整体成形两个制冷管和在两个制冷管之间的扁平型散热片成形部分。
在第二步中，通过使散热片成形部分从翅片成形齿轮(fin forming gear)之间穿过，形成多个具有一定倾斜角度的散热片。
通过下面结合附图对本发明的详细介绍，将能更清楚地了解上述的以及其他的目的、特征、方案和优点。
附图说明
下面的附图显示了本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。这些附图是用于提供对本发明的进一步理解，并且包括在说明书中组成说明书的一部分。
其中：
图1是根据传统技术的热交换器的立体图；
图2是根据传统技术的热交换器的局部剖视图；
图3是根据本发明的热交换器的立体图；
图4是图3中的“A”部分的放大图；
图5是根据本发明的热交换器的局部前视图；
图6是根据本发明的热交换器的局部剖视图；
图7至图10是依序显示根据本发明的热交换器的制造过程的立体图；
图11、图12A和图12B是传统的热交换器和根据本发明的热交换器的性能比较图。
具体实施方式
下面结合附图就优选实施例进行详细的介绍，其中的例子显示于附图中。
根据本发明热交换器和其制造方法可以有多个实施例，现就最佳实施例进行介绍。
图3是热交换器的立体图，图4是图3中的“A”部分的放大视图，图5是热交换器的局部前视图，图6是根据本发明的热交换器的局部剖视图。
本发明的热交换器的特征在于：有制冷剂穿过的多个制冷管10是以一定的间隔排列，多个散热片12整体成形于制冷管10之间，通过扩大穿过制冷管10间空气的接触区域来增强传热性能。此外，为了支撑热交换器，将支撑托架14设置于制冷管10的两端。
制冷管10是以一定的间隔排列，为制冷剂可穿过的管型；采用与制冷管10相同的材料的散热片12是整体成形于制冷管10之间。对于该制冷管，可以排列有多个制冷管，但优选地，由两个制冷管10构成一对，并在其之间形成散热片12。
根据制冷管安装处的空间的大小，将制冷管10以一定的间隔弯曲多次，并且当进行冷却操作的空气在制冷管10和散热片12之间穿过时，即进行了热交换。
散热片12是在制冷管10之间沿着与一轴成直角的方向排列，并为了顺利地排放冷凝水和与空气平稳接触，将散热片12以一定的倾斜角度成形。
支撑托架14包括多个可将制冷管10的一部分插入其中的长孔16。将位于制冷管10两末端的散热片去除以便使制冷管10的末端部能够插入到支撑托架14的长孔中。
下面详细介绍一种制造该热交换器的方法。
首先，如图7所示，为整体成形制冷管10和散热片12而形成散热片成形部分20。也就是说，通过成型装置30形成该扁平型散热片成形部分20，其具有两个制冷管10并且具有一定的厚度。
接下来，如图8所示，散热片12形成于散热片成形部分20。也就是说，当散热片成形部分20穿过啮合的翅片成形齿轮40之间时，翅片成形齿轮40则以一定的间隔冲压散热片成形部分20，从而形成多个散热片12。
此时，散热片12的倾斜角度不同，其取决于翅片成形齿轮40的齿角。因此通过控制翅片成形齿轮40的齿角，可以获得需要的散热片12的倾斜角。
然后，如图9所示，将成形有散热片的制冷管10以一定的间隔弯曲多次。
如图10所示，将支撑托架14装配在弯曲的制冷管10的两端，这样即完成了热交换器的制造。此时，将位于制冷管10的两末端部分50的散热片去除，以便使其两端都能够插入到支撑托架14的长孔16中。
图11是传统的热交换器和根据本发明的热交换器的性能比较图。
从图11中可以看出，根据输入空气的流动速度的传热系数(U)越大，传热性能越好。因此，如图11所示，曲线(C)表示的本发明的传热系数值大于曲线(D)表示的传统技术的传热系数值，这样与传统技术相比，本发明的热交换器具有极好的传热性能。
图12A和图12B比较显示了安装了本发明的热交换器的制冷机和安装了传统的热交换器的制冷机，当制冷机的门打开和关闭两种情况时的制冷机的内部温度。
如图12A所示，在测试开始后的10个小时，安装传统的热交换器的制冷机的内部温度是10.5℃；而安装了本发明的热交换器的制冷机的内部温度是9.8℃，如图12B所示。因此可以注意到，与传统技术的热交换器相比，本发明的热交换器具有较佳的传热性能。
如上所述的本发明的热交换器及其制造方法具有以下的优点：
首先，例如，因为制冷管和散热片成形部分是整体成形的，并在整体成形后形成散热片，所以可以简化热交换器的制造过程并且可以降低制造费用。
第二，因为制冷管和散热片是整体成形，所以能增强穿于制冷管间的制冷剂和穿过散热片的空气之间的传热性能。
第三，由于制冷管和散热片是由相同的材料制成，因此可以避免不同材料之间可能产生的势差腐蚀，可以防止制冷剂的泄漏，能延长热交换器的寿命。

Claims (10)

1.一种热交换器，包括：
以一定间隔排列的多个制冷管；和
排列在所述制冷管之间并与制冷管整体成形的多个散热片。
2.如权利要求1所述的热交换器，其中一支撑制冷管的支撑托架设置于所述制冷管的两端。
3.如权利要求1所述的热交换器，其中所述制冷管和散热片由铝材制成。
4.如权利要求1所述的热交换器，其中关于所述制冷管，两个制冷管是以一定的间隔排列并分别被反复弯曲。
5.如权利要求1所述的热交换器，其中所述散热片是沿与位于制冷剂之间的制冷管的纵向成直角的方向形成，并具有一定的倾斜角度。
6.如权利要求2所述的热交换器，其中在制冷管的插入该支撑托架的一长孔的部分没有散热片。
7.一种制造热交换器的方法，包括：
第一步：整体成形制冷管和位于制冷管之间的扁平型散热片成形部分；
第二步：在散热片成形部分形成多个散热片；
第三步：以一定间隔多次弯曲该成形有散热片的制冷管；和
第四步：在制冷管的两端装配一支撑托架。
8.如权利要求7所述的方法，其中，在第一步中，通过使用成型装置，整体成形两个制冷管和在所述两个制冷管之间的扁平型散热片成形部分。
9.如权利要求7所述的方法，其中，在第二步中，所述散热片是通过使散热片成形部分穿过翅片成形齿轮之间，而形成有一定的倾斜角。
10.如权利要求7所述的方法，还包括：将形成于制冷管两端的散热片去除，以便在制冷管弯曲后该制冷管能够被插入到该支撑托架的一长孔中。
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