CN1575403A - 换热器翅片管、换热器及其制造方法 - Google Patents

换热器翅片管、换热器及其制造方法 Download PDF

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Abstract

一种用于制造一用作其中使用烃类制冷剂的冰箱等的蒸发器的换热器1的换热器翅片管10。在每个板翅片12中形成有彼此以一定距离隔开的两个管插入孔，并且一U形管11的两个直管部分11a插入并通过各板翅片的相应孔以将该板翅片12平行地设置成多个在直管部分11a上沿其纵向以一定距离隔开的翅片组13。该U形管11通过使用一种流体而扩展，以将该各翅片组13的板翅片12饶该U形管11的一个扩管部分14固定地安装并在每个直管部分11a上的每对相邻的翅片组13之间提供一个无翅片部分19。在各直管部分11a的每个无翅片部分19中设置有一个受限制的小直径部分15。使用该翅片管10制造的换热器1具有所希望的制冷性能并且制冷剂的泄露减少。

Description

换热器翅片管、换热器及其制造方法
相关申请的交叉参考
本申请根据35.U.S.C§119(e)(1)要求于2001年11月13日提交的美国临时申请No.60/331210的申请日权益。
技术领域
本发明涉及用于制造用作制冷装置例如冰箱和冷柜的蒸发器的换热器的换热器翅片管、换热器，以及一种用于制造该翅片管的方法和一种用于制造该换热器的方法。
背景技术
换热器作为制冷装置例如冰箱和冷柜的蒸发器使用，它包括换热器翅片管并通过在其多个无翅片部分弯曲该翅片管而形成为整体上曲折的形状。该翅片管包括一个U形管，和多个在该U形管的两个直管部分上沿其纵向以一定间隔布置的翅片组，其中各翅片组均包括多个横向延伸跨过并固定在这两个直管部分上的平行板翅片。
迄今为止，这种换热器是通过下述两种方法制造的。
第一种方法如下。首先准备两个直管、多个各具有两个孔的板翅片，和一个包括一金属丝和一个安装在该金属丝一端上的扩管球的扩管装置。然后将这两个管插入并穿过各板翅片的相应孔中，以便将所述板翅片平行地设置成多个在该管上沿其纵向以一定距离隔开的翅片组。随后将该扩管装置的金属丝从管的一端插入穿过各管并在该管的另一端牵拉该金属丝以强制该球通过该管，以扩展该管并将各翅片组的板翅片绕该管固定地安装。然后分别将这两个管在其一端焊接到一U形弯管的相对端上，以便通过该弯管将这两个管相互连接，从而制成一换热器翅片管。然后将该换热器翅片管在其没有翅片组的部分整体上弯曲成一个曲折的形状。这样，就制造了一换热器。
近来正在研究在冰箱和冷柜等制冷装置中使用不容易破坏臭氧层和影响全球变暖的烃类制冷剂来代替氯氟碳化合物制冷剂。因为该烃类制冷剂易燃，所以需要减少该制冷剂的泄露。
但是通过第一种传统方法制造的换热器具有以下问题。因为该翅片管在U形弯管和焊接于其上的分支管之间具有接缝，所以制冷剂容易从该接缝部分泄露出来。此外，在该翅片管具有例如沿该管的纵向以一定间隔设置在其内表面周向上的内翅片以便增加该管的热传递面积以提高制冷效率的情况中，如果该内翅片具有过大的高度，则该扩管球很可能使该内翅片断裂而导致制冷剂流动的阻力增大，并且导致制冷性能被削弱。因此，不能增加内翅片的高度并因而不能有效地增加热传递面积，因此在制冷效率的提高方面存在局限性。
用作冰箱和冷柜中的蒸发器的换热器通过下面所述的第二种方法制造。首先准备一U形管、多个各具有以一定距离隔开的两个孔的板翅片、以及一个包括一加压杆和一安装在该杆一端的扩展芯棒的扩管装置。然后将该U形管的两个直管部分插入并穿过各板翅片的相应孔中，以便将所述板翅片平行地设置成多个在该管部分上沿其纵向以一定距离隔开的翅片组。随后使该扩管装置的芯棒从该U形管的各开口端强制进入直管部分以扩展该管部分并将各翅片组的板翅片绕该U形管的管部分固定地安装，从而制成一换热器翅片管。然后将该换热器翅片管在其没有翅片组的部分整体上弯曲成一个曲折的形状。这样，就制造了一换热器。
通过第二种方法制造的换热器在该翅片管的U形管中没有接缝，所以与通过第一种方法获得的换热器不同，它不会发生制冷剂的泄露。然而，通过第二种方法制造的换热器具有以下问题。在该翅片管具有例如沿该管的纵向以一定间隔设置在其内表面周向上的内翅片以便增加该管的热传递面积用于提高制冷效率的情况下，如果该内翅片具有过大的高度，则该扩展芯棒很可能使该内翅片断裂而导致制冷剂流动的阻力增大，并且导致制冷性能被削弱。因此，不能增加内翅片的高度并因而不能有效地增加热传递面积，因此在制冷效率的提高方面存在局限性。
因此，为了防止内翅片断裂，认为在第二种方法中通过将一种压力流体引入该管中而在整体上扩展该U形管是有用的。然而，此时，该管的周向壁在其没有翅片组的部分会起皱，使该管沿其纵向变形而改变该翅片管的长度从而不能提供一期望尺寸的换热器。该换热器翅片管在其多个无翅片部分处弯曲，而如果在这些部分处发展成皱纹或折痕，则该管可能会在弯曲时断裂。此外，在该U形管被扩展之前，该管的直管部分在其无翅片部分或者在其具有翅片组的部分根本不受限制，以致于通过采用加压流体来扩展该管会造成在该直管部分的整个长度上出现很大挠曲的问题。此外，该U形管在扩展时很可能在无翅片部分处裂开。
本发明的一个目的在于克服上述问题并提供一种能够具有期望的制冷性能并且制冷剂的泄露减少的换热器。
发明内容
本发明提供一种用于换热器的翅片管，它包括一个具有两个直管部分的U形管，和多个在该直管部分上沿其纵向以一定间隔布置的翅片组，各翅片组均包括多个横向延伸跨过并固定在该两个直管部分上的平行板翅片，各板翅片均具有两个彼此以一定距离隔开的管插入孔，通过将该两个直管部分插入并穿过各板翅片的相应孔并使用一种流体扩展该U形管而将该板翅片绕该U形管的一扩展的管部分(下文中称为“扩管部分”)固定地安装，该直管部分在其上每对相邻的翅片组之间各具有一个无翅片部分，各直管部分的所有无翅片部分中的至少一个具有一个其直径小于该扩管部分的直径并具有一预定长度的受限制的小直径部分。
本发明的换热器翅片管包括一U形管并因此没有接缝，使得使用该翅片管制成的换热器可以减少制冷剂的泄露，从而可以使用一种不容易破坏臭氧层和影响全球变暖的烃类制冷剂。因为通过使用一种流体扩展该管而将该板翅片绕该U形管的直管部分固定地安装，所以伸出较大高度的内翅片就不容易断裂，即使当该内翅片形成在该U形管的内周表面上以增加热传递面积时也是如此，从而使得该换热器具有期望的制冷性能(热交换性能)。该U形管的各直管部分的所有无翅片部分中的至少一个具有一个其直径小于该扩管部分的直径并具有一预定长度的受限制的小直径部分，并且当使用流体扩展该管时，该小直径部分受到限制。因此，在该管将被扩展的状态下，该直管部分的未受限制部分具有较短的长度。这防止该U形管的直管部分由于该管的扩展而造成很大挠曲。
对于本发明的换热器翅片管，所述受限制的小直径部分设置在该U形管的各直管部分的每个无翅片部分中。
因为在该情况下当使用流体扩展该管时，该小直径部分受到限制，所以要限制的并且包含在该直管部分中的该部分变得比其扩展前的状态更长。这可靠地防止该U形管的直管部分由于该管的扩展而发生很大挠曲。
对于本发明的换热器翅片管，所述受限制的小直径部分的各相对端与所述扩管部分通过一个形成于其间并且其直径朝向该扩管部分渐增的喇叭形部分而一体地形成。
由于所述受限制的小直径部分的各端与所述扩管部分通过一个形成于其间并且其直径朝向该扩管部分渐增的喇叭形部分而一体地形成，在该U形管进行扩展时可以可靠地将各翅片组的所有板翅片绕该扩管部分固定地安装。
对于本发明的换热器翅片管，所述受限制的小直径部分可以是一未扩展的管部分(在下文中称为“未扩管部分”)。
在弯曲该翅片管用于制造换热器时，在该情况下要使所述未扩管的部分弯曲。在先前的步骤中该未扩管部分未受到加工，所以避免了加工硬化并因此可以容易地进行弯曲加工。
对于本发明的换热器翅片管，所述U形管可以在其内周表面上一体地设置有沿其纵向延伸并以一定间隔布置在其周向上的内翅片。
此时，使用该翅片管制造的换热器具有提高的热交换性能。
对于内部也具有翅片的本发明的换热器翅片管，所述U形管可具有交替地布置在其周向上并从该管内周表面伸出不同高度的高和低两种内翅片，该高内翅片从该U形管的表面开始测量的高度为0.7至1.7mm，而该低内翅片从该表面开始测量的高度为0.4至1.2mm。
此时，使用该翅片管制造的换热器可有效地提高热交换性能。
对于内部也具有翅片的本发明的换热器翅片管，所有内翅片的高度可以均相等并且从该U形管内周表面开始测量的高度为0.7至1.2mm。
此时，使用该翅片管制造的换热器可有效地提高热交换性能。
对于内部也具有翅片的本发明的换热器翅片管，所述内翅片的节距为0.4至1.6mm。
对于内部也具有翅片的本发明的换热器翅片管，所述U形管的外径为6至10mm，其周向壁的壁厚为0.4至0.8mm。
本发明提供了一种换热器，它包括一根据权利要求1所述的换热器翅片管并且通过对该U形管的直管部分沿相同的方向在相对于该直管部分的纵向位于相同位置的每对无翅片部分处进行弯曲而在整体上形成一曲折的形状，该直管部分的沿纵向彼此相邻的每对无翅片部分沿不同的方向进行弯曲。
本发明的换热器在翅片管方面具有和前述相同的优点。
对于本发明的换热器，所述U形管的各直管部分的各无翅片部分可具有一受限制的小直径部分，并且该换热器翅片管在各无翅片部分的该受限制的小直径部分处进行弯曲。
在该情况下，当使用流体扩展该管时，所述小直径部分受到限制，不进行扩管或只稍微地进行扩管，不被加工或仅稍微被加工，并且加工硬化程度降低。因此该部分可以容易地进行弯曲。
对于本发明的换热器，所述U形管在其内周表面上一体地设置有沿其纵向延伸并以一定间隔布置在其周向上的内翅片。此时，该换热器具有优越的热交换性能。
对于其中该翅片管的U形管内部也具有翅片的换热器，所述U形管可具有交替地布置在其周向上并从该管内周表面伸出不同高度的高和低两种内翅片，该高内翅片从该U形管的该表面开始测量的高度为0.7至1.7mm，而该低内翅片从该表面开始测量的高度为0.4至1.2mm。此时，该换热器具有进一步提高的热交换性能。
对于其中该翅片管的U形管内部也具有翅片的换热器，所有内翅片的高度均相等并且从该U形管内周表面开始测量的高度为0.7至1.2mm。此时，该换热器仍表现出提高的热交换性能。
对于其中该翅片管的U形管内部也具有翅片的所述两换热器，所述内翅片的节距可以为0.4至1.6mm。
对于其中该翅片管的U形管内部也具有翅片的所述两换热器，所述U形管的外径为6至10mm，并且其周向壁的壁厚为0.4至0.8mm。
本发明提供一种设置有一具有一压缩机、一冷凝器和一蒸发器的制冷循环的冰箱，该蒸发器为一种根据权利要求10-18中的任一项所述的换热器，并且其中使用一种烃类制冷剂作为制冷剂，该制冷剂以1至9kg/h的速率循环。
本发明提供一种设置有一具有一压缩机、一冷凝器和一蒸发器的制冷循环的冷柜，该蒸发器为一种根据权利要求10-18中的任一项所述的换热器，并且其中使用一种烃类制冷剂作为制冷剂，该制冷剂以1至9kg/h的速率循环。
本发明提供一种用于制造换热器翅片管的方法，该方法包括准备一具有两个直管部分的U形管，和多个各具有两个彼此以一定距离隔开的管插入孔的板翅片；将该两个直管部分插入并穿过各板翅片的相应孔以将该板翅片平行地设置成多个在该直管部分上沿其纵向以一定距离隔开的翅片组并在每一直管部分上的每对相邻的翅片组之间提供一无翅片部分；通过一个具有其直径小于该板翅片的该管插入孔的内径的圆筒形限制部分的限制模来限制各直管部分的所有无翅片部分中的至少一个；以及将一种流体引入这种状态下的U形管中以扩展该U形管，并将各翅片组的该板翅片绕该U形管的一扩管部分固定地安装。
本发明的方法适于较容易地制造具有上述优点的换热器翅片管。在通过一个具有其直径小于该板翅片的管插入孔的内径的圆筒形限制部分的限制模来限制各直管部分的所有无翅片部分中的至少一个的状态下，该U形管通过引入其中的一种流体而扩展，结果可防止该U形管的直管部分由于扩管操作而发生很大挠曲。
在本发明的用于制造换热器翅片管的方法中，所述U形管的各直管部分的各无翅片部分可由所述限制模限制。这可靠地防止该U形管的直管部分由于该管的扩展而发生很大挠曲。此外，防止该U形管由于在其没有翅片组的部分处的扩展而裂开。
对于本发明的用于制造换热器翅片管的方法，所述限制模可具有一个腔室，该腔室包括一个具有一预定长度的圆筒形限制部分、分别从该限制部分的各相对端延伸出并且其直径沿该限制部分的纵向朝外增加的两个喇叭形部分、和从该喇叭形部分的相应较大端延伸出并且其内径不小于该板翅片的该孔的内径的管可扩展部分。
对于本发明的用于制造换热器翅片管的方法，所述限制部分可具有一个与扩展前的该U形管的外径相等的内径。在该情况下，在该翅片管的无翅片部分中的所述受限制的小直径部分是一未扩管部分。在弯曲该翅片管用于制造一换热器时，要使该未扩管部分弯曲。在先前的步骤中该未扩管部分未受到加工，所以避免了加工硬化并因此可以容易地进行弯曲加工。
在本发明的用于制造换热器翅片管的方法中，所述U形管可具有一体地形成于其内周表面上的多个沿其纵向延伸并以一定间隔布置在其周向上的内翅片。
通过使用引入其中的流体扩展该U形管而将该各翅片组的板翅片绕该U形管的直管部分固定地安装，因此可防止该内翅片由于该管的扩展而断裂。使用该翅片管制造的该换热器因此表现出优越的热交换性能。
在用于制造内部也具有翅片的换热器翅片管的方法中，所述U形管可具有交替地布置在其周向上并从该管内周表面伸出不同高度的高和低两种内翅片，该高内翅片从该U形管的表面开始测量的高度为0.7至1.7mm，而该低内翅片从该表面开始测量的高度为0.4至1.2mm。
在用于制造内部也具有翅片的换热器翅片管的方法中，所有内翅片的高度可以均相等并且从该U形管内周表面开始测量的高度为0.7至1.2mm。
在用于制造内部也具有翅片的换热器翅片管的方法中，所述内翅片的节距为0.4至1.6mm。
在用于制造内部也具有翅片的换热器翅片管的方法中，所述U形管的外径为6至10mm，其周向壁的壁厚为0.4至0.8mm。
本发明提供一种用于制造一包括通过根据权利要求21所述的方法生产的换热器翅片管的换热器的方法，该换热器通过对该U形管的直管部分沿相同的方向在相对于该直管部分的纵向位于相同位置的每对无翅片部分处进行弯曲而在整体上形成一曲折的形状，该直管部分的沿纵向彼此相邻的每对无翅片部分沿不同的方向进行弯曲。
该用于制造换热器的方法在该翅片管方面也具有上述优点。
在通过使用根据权利要求22所述的方法生产的换热器翅片管制造换热器的方法中，该翅片管可在由该限制模的限制部分所限制的该无翅片部分处弯曲。
在该情况下，在要将该翅片管弯曲成曲折形状时对该受限制部分进行弯曲。该受限制部分不进行扩管或只稍微地进行扩管，因此不被加工或仅稍微被加工，并且加工硬化程度降低。因此该部分能够容易地进行弯曲。
在本发明的用于制造换热器的方法中，所述换热器翅片管的U形管具有一体地形成于其内周表面上的多个沿其纵向延伸并以一定间隔布置在其周向上的内翅片。
在用于制造在该U形管内部具有翅片的换热器的方法中，所述U形管可具有交替地布置在其周向上并从该管内周表面伸出不同高度的高和低两种内翅片，该高内翅片从该U形管的表面开始测量的高度为0.7至1.7mm，而该低内翅片从该表面开始测量的高度为0.4至1.2mm。
在用于制造在该U形管内部具有翅片的换热器的方法中，所有内翅片的高度均相等并且从该U形管内周表面开始测量的高度为0.7至1.2mm。
在用于制造在该U形管内部具有翅片的两换热器的方法中，所述内翅片的节距为0.4至1.6mm。
在用于制造在该U形管内部具有翅片的两换热器的方法中，所述U形管的外径为6至10mm，并且其周向壁的壁厚为0.4至0.8mm。
附图说明
图1是示出用于换热器的本发明的翅片管的部分省略的平面图；
图2是沿图1中的线II-II剖开的放大剖视图；
图3是示出用于制造图1的翅片管的方法的剖视图，其中示出的该U形管为扩展前的状态；
图4示出用于制造图1的换热器翅片管的方法，(a)为扩展前的U形管的局部放大剖视图；(b)为扩展后的U形管的局部放大剖视图；
图5是示出使用该翅片管制造一换热器的方法的局部透视图；
图6是示出本发明的换热器的总体结构的透视图；
图7是对应于图2的剖视图，并示出用于换热器的翅片管的另一实施例；
图8是对应于图2的剖视图，并示出用于对比装置1的换热器翅片管；和
图9是示出实验示例1的性能测试结果的曲线图。
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的实施例。在下面的说明中使用的术语“铝”除了包括纯铝以外还包括铝合金。此外，在下面的说明中，图1至4中的左手侧和右手侧分别称为“左”和“右”。
图1和2示出一用于换热器的翅片管，图3和4示出一种用于制造该翅片管的方法，而图5示出一种通过使用该翅片管制造一种换热器的方法。此外，图6示出使用该翅片管制造的换热器的总体结构。
参照图1和2，一种用于换热器的翅片管10包括一铝制U形管11，和多个在U形管11的两个直管部分11a上沿其纵向以一定间隔布置的翅片组13。该直管部分11a在其上每对相邻的翅片组13之间各具有一个无翅片部分19。翅片组13包括多个横向延伸跨过并固定在U形管11的两个直管部分11a上的平行铝制板翅片12。
U形管11一体地设置有从该管内周表面伸出不同高度、沿其纵向延伸并以一定间隔交替地布置在其周向上的高和低两种内翅片30、31。内翅片30、31朝向该U形管11的中心伸出。该高内翅片30从U形管11内周表面开始测量的高度h1为0.7至1.7mm，而该低内翅片31从U形管11的该表面开始测量的高度h2为0.4至1.2mm。内翅片30、31的节距p为0.4至1.6mm。内翅片30、31的该节距p为在U形管11的截面的外周边上、连接U形管11的中心线和一对相邻内翅片30、31的厚度中心的两条直线之间测量的周向距离。U形管11的外径为6至10mm，其周向壁的厚度为0.4至0.8mm。
各板翅片12均具有两个管插入孔12a。通过将两个直管部分11a插入并穿过各板翅片12的两个相应孔12a并在其要设置翅片组13的部分上使用一种流体例如水、油或者空气扩展该U形管，从而将板翅片12绕该U形管11的直管部分11a固定地安装。该扩管部分表示为14。该U形管11具有一整体上扩展的、并具有和用于将与其相邻的翅片组13的板翅片12固定到直管部分11a上的扩管部分14相同直径的弯曲部分11b。各扩管部分14在向左或向右方向具有一比翅片组13的宽度大的长度，并且具有定位于翅片组13的左和右端的各板翅片12的左外侧和右外侧的左和右端。
各无翅片部分19具有一个预定长度的受限制的小直径部分15。该受限制的小直径部分15的各左和右端与扩管部分14通过一个形成于其间并且其直径朝向该扩管部分14渐增的喇叭形部分16而一体地形成。两个直管部分11a的受限制的小直径部分15相对于直管部分11a的纵向位于相同的位置。U形管11还具有形成受限制的小直径部分17并比用于将翅片组13的板翅片12固定在U形管11的开口端(左端)的扩管部分14更靠近其开口的部分。这些小直径部分17各具有一个右端，该右端与扩管部分14通过一个形成于其间并且其直径朝向该扩管部分14渐增的喇叭形部分18而一体地形成。该受限制的小直径部分15、17均呈一种在该直管部分如上所述进行扩展时没有扩展的未扩管部分的形式。除了是未扩管部分，该受限制的小直径部分15、17还可以是一直径小于板翅片12的管插入孔12a的内径即扩管部分14的外径，但却被稍微地扩大的扩管部分。
以图3和4所示的方式制造用于换热器的翅片管10。
准备一具有两个直管部分的铝制U形管11、和多个铝制板翅片12。各板翅片12均具有两个彼此以一定距离隔开的管插入孔12a。将U形管11的这两个直管部分11a插入并穿过各板翅片12的相应孔12a，以便将所述板翅片12平行地设置成多个在该直管部分11a上沿其纵向以一定距离隔开的翅片组13。然后使用一限制模20来限制在该U形管11的这两个直管部分11a上的每对相邻翅片组13之间的无翅片部分19。该限制模20包括两个模件20a、20b，并具有一个腔室24，其中该腔室包括一个具有一预定长度并且其内径与扩展前的U形管11的外径相等的圆筒形限制部分21、从该限制部分21的各相对端延伸出并且其直径沿该限制部分的纵向朝外增加的两个喇叭形部分22、以及从喇叭形部分22的相应较大端延伸出并且其内径不小于该板翅片12的孔12a的内径的短圆筒形管可扩展部分23[见图4(a)]。
此外，U形管11的弯曲部分11b通过一第二限制模25限制。该模25具有一个截面呈环形的U形腔室26。该腔室26的内径大于扩展前的U形管11的外径并等于第一限制模20的管可扩展部分23的内径。U形管11的相对端部分通过一流体引入夹具27限制。该夹具27具有两个其内径等于扩展前的U形管11的外径的圆筒形限制部分28，和两个与各限制部分28连通的流体入口通道29(见图3)。该夹具27具有一个从各限制部分28的右端延伸出并且其直径向右增加的喇叭形部分28a，和一个从该喇叭形部分28a的较大端延伸出并且其内径等于第一模20的管可扩展部分23内径的可扩展部分28b。
随后，将一种压力流体例如水、油或空气从该夹具27的入口通道29引入这种状态下的U形管11，以扩展U形管11的除了受模20的限制部分21以及夹具27的限制部分28所限制的部分以外的部分，并将翅片组13的板翅片12绕形成在U形管11的直管部分11a中的扩管部分14固定地安装。该受限制的小直径部分15、17和喇叭形部分16、18通过该扩展操作而形成[见图4(b)]。这样，就制成换热器翅片管10。
在该方法中上述限制模20的使用防止U形管11的直管部分11a在引入到U形管11中的压力流体的作用下发生较大挠曲，并排除当压力流体引入U形管11时受限制的小直径部分15在周向壁上起皱以及直管部分11a由于起皱而造成的沿其纵向变形。因为该管在压力流体的作用下而扩展，因此防止内翅片30、31断裂。也防止该U形管11的无翅片部分19裂开。
如图5所示，将翅片管10在相邻的翅片组13之间的受限制的小直径部分15处进行弯曲，从而使该管整体上形成为曲折的形状。图6示出如此制成的用作冰箱或冷柜中的一蒸发器的换热器1。具体地说，将U形管11的直管部分11a沿相同的方向在相对于该直管部分11a的纵向位于相同位置中的每对无翅片部分19的受限制的小直径部分15处进行弯曲，使得一通过该部分15的长度中心的直线将是曲率中心，而该直管部分11a的沿纵向彼此相邻的每对无翅片部分19沿不同的方向进行弯曲，从而将U形管11整体上形成为曲折的形状。
因此，翅片管10在受限制的小直径部分15被弯曲，并因而可以容易地进行弯曲。由于该受限制的小直径部分15在预先的步骤中没有被加工，因此这些部分15避免了加工硬化并因此可以容易地进行弯曲。
参照图6，换热器1包括一个包含一弯曲成曲折状的U形管11的曲折热交换管2和绕曲折的热交换管2的各直管部分2a设置并各包含多个平行板翅片12的翅片组13。在该曲折的热交换管2的左侧和右侧的多个弯曲部分2b各包括一受限制的小直径部分15。尽管未示出，在左侧和右侧的管2的弯曲部分2b由相应的侧板支持。
换热器1用作一种设置有一具有压缩机、冷凝器和蒸发器的制冷循环并且其中使用一种烃类制冷剂作为制冷剂的冰箱的蒸发器。在该冰箱中，该制冷剂以1至9kg/h的低速率循环。
换热器1还用作一种设置有一具有压缩机、冷凝器和蒸发器的制冷循环并且其中使用一种烃类制冷剂作为制冷剂的冷柜的蒸发器。在该冷柜中，该制冷剂以1至9kg/h的低速率循环。
图7示出一种改进的换热器翅片管。
参照图7，U形管11一体地设置有多个从该管内周表面伸出相同高度、沿其纵向延伸并以一定间隔布置在其周向上的内翅片32。该内翅片32从U形管11内周表面开始测量的高度h3为0.7至1.2mm。该内翅片32的节距P与上述节距p相同。U形管11的外径为6至10mm，其周向壁的厚度为0.4至0.8mm。
下面给出其中使用本发明的换热器和对比换热器的实验示例。
实验示例1
准备一包括一具有如图2所示截面的U形管11的换热器1(发明装置1)，和包括一具有如图7所示截面的U形管11的换热器1(发明装置2)。作为发明装置1的换热器1的U形管11的外径为8mm、周向壁厚为0.61mm、该高内翅片30的伸出高度h1为1.2mm、该低内翅片31的伸出高度h2为0.65mm、并且两种内翅片30、31的组合数目为30。作为发明装置2的换热器1的U形管11的外径为8mm、周向壁厚为0.61mm、内翅片32的伸出高度h3为1.2mm、并且内翅片32的数目为30。
还准备一具有除了所使用的U形管40具有如图8所示的截面以外与发明装置1结构相同的换热器(对比装置1)。U形管40具有一体地形成于其内周表面上的多个沿该管的纵向延伸并以一定间隔布置在其周向上的内翅片41。该U形管40的外径为8mm、周向壁厚为0.61mm、并且内翅片41的数目为30。该对比装置1通过上述传统的第二种方法制成，并且内翅片41在该管扩展前的伸出高度为0.65mm。然而，这些翅片由于该扩展芯棒而在其内端部有些断裂。
在入口温度为-19至-22℃、制冷剂蒸发温度为-30℃、过热温度为3℃、来自膨胀阀上游的制冷剂压力为1.06Mpa并且制冷剂的循环速率为2至4kg/h的条件下，分别使用包括发明装置1、2和对比装置1的蒸发器来检验性能。所得结果在图9中示出，该结果表明发明装置1和2在性能上约高10％。
实验示例2
将包括发明装置1、2和对比装置1的蒸发器配备到冰箱中，该冰箱安装于温度为25℃和相对湿度为70％的大气中。然后在关闭门的情况下通过开/关控制间歇地操作该压缩机而对该冰箱进行功耗测试。结果发现，配备作为其蒸发器的发明装置1的冰箱比配备作为其蒸发器的对比装置1的冰箱功耗低2％。相似地，配备作为其蒸发器的发明装置2的冰箱比配备作为其蒸发器的对比装置1的冰箱功耗低1.3％。
工业实用性
本发明的换热器翅片管用于制造用作制冷装置例如冰箱和冷柜的蒸发器的换热器，并特别适于制造用作其中使用烃类制冷剂的制冷装置的蒸发器的换热器。

Claims (36)

1.一种换热器翅片管，包括一具有两个直管部分的U形管，和多个在该直管部分上沿其纵向以一定间隔布置的翅片组，各翅片组均包括多个横向延伸跨过并固定在该两个直管部分上的平行板翅片，各板翅片均具有两个彼此以一定距离隔开的管插入孔，通过将该两个直管部分插入并穿过各板翅片的相应孔并使用一种流体扩展该U形管而将该板翅片绕该U形管的一扩管部分固定地安装，该直管部分在其上每对相邻的翅片组之间各具有一个无翅片部分，各直管部分的所有无翅片部分中的至少一个具有一个其直径小于该扩管部分的直径并具有一预定长度的受限制的小直径部分。
2.一种根据权利要求1所述的换热器翅片管，其特征在于，所述受限制的小直径部分设置在该U形管的各直管部分的每个无翅片部分中。
3.一种根据权利要求1所述的换热器翅片管，其特征在于，所述受限制的小直径部分的各相对端与所述扩管部分通过一个形成于其间并且其直径朝向该扩管部分渐增的喇叭形部分而一体地形成。
4.一种根据权利要求1所述的换热器翅片管，其特征在于，所述受限制的小直径部分是一未扩管部分。
5.一种根据权利要求1所述的换热器翅片管，其特征在于，所述U形管在其内周表面上一体地设置有沿其纵向延伸并以一定间隔布置在其周向上的内翅片。
6.一种根据权利要求5的换热器翅片管，其特征在于，所述U形管具有交替地布置在其周向上并从该管内周表面伸出不同高度的高和低两种内翅片，该高内翅片从U形管的表面开始测量的高度为0.7至1.7mm，而该低内翅片从该表面开始测量的高度为0.4至1.2mm。
7.一种根据权利要求5所述的换热器翅片管，其特征在于，所有内翅片的高度均相等并且从该U形管内周表面开始测量的高度为0.7至1.2mm。
8.一种根据权利要求6或7所述的换热器翅片管，其特征在于，所述内翅片的节距为0.4至1.6mm。
9.一种根据权利要求6或7所述的换热器翅片管，其特征在于，所述U形管的外径为6至10mm，其周向壁的壁厚为0.4至0.8mm。
10.一种换热器，它包括根据权利要求1所述的换热器翅片管并且通过对该U形管的该直管部分沿相同的方向在相对于该直管部分的纵向位于相同位置中的每对无翅片部分处进行弯曲而在整体上形成一曲折的形状，该直管部分的沿纵向彼此相邻的每对无翅片部分沿不同的方向进行弯曲。
11.一种根据权利要求10所述的换热器，其特征在于，所述U形管的各直管部分的各无翅片部分具有一受限制的小直径部分，并且该换热器翅片管在各无翅片部分的该受限制的小直径部分处进行弯曲。
12.一种根据权利要求10所述的换热器，其特征在于，所述U形管在其内周表面上一体地设置有沿其纵向延伸并以一定间隔布置在其周向上的内翅片。
13.一种根据权利要求12所述的换热器，其特征在于，所述U形管具有交替地布置在其周向上并从该管内周表面伸出不同高度的高和低两种内翅片，该高内翅片从U形管的该表面开始测量的高度为0.7至1.7mm，而该低内翅片从该表面开始测量的高度为0.4至1.2mm。
14.一种根据权利要求13所述的换热器，其特征在于，所述内翅片的节距为0.4至1.6mm。
15.一种根据权利要求13所述的换热器，其特征在于，所述U形管的外径为6至10mm，其周向壁的厚度为0.4至0.8mm。
16.一种根据权利要求12所述的换热器，其特征在于，所有内翅片的高度均相等并且从该U形管内周表面开始测量的高度为0.7至1.2mm。
17.一种根据权利要求16所述的换热器，其特征在于，所述内翅片的节距为0.4至1.6mm。
18.一种根据权利要求16所述的换热器，其特征在于，所述U形管的外径为6至10mm，其周向壁的壁厚为0.4至0.8mm。
19.一种设置有一具有一压缩机、一冷凝器和一蒸发器的制冷循环的冰箱，该蒸发器为一种根据权利要求10至18中的任一项所述的换热器，其特征在于，其中使用一种烃类制冷剂作为制冷剂，该制冷剂以1至9kg/h的速率循环。
20.一种设置有一具有一压缩机、一冷凝器和一蒸发器的制冷循环的冷柜，该蒸发器为一种根据权利要求10至18中的任一项所述的换热器，其特征在于，其中使用一种烃类制冷剂作为制冷剂，该制冷剂以1至9kg/h的速率循环。
21.一种用于制造换热器翅片管的方法，该方法包括准备一具有两个直管部分的U形管，和多个各具有两个彼此以一定距离隔开的管插入孔的板翅片；将该两个直管部分插入并穿过各板翅片的相应孔以将该板翅片平行地设置成多个在该直管部分上沿其纵向以一定距离隔开的翅片组并在每一直管部分上的每对相邻的翅片组之间提供一无翅片部分；通过一个具有一其直径小于该板翅片的该管插入孔的内径的圆筒形限制部分的限制模来限制各直管部分的所有无翅片部分中的至少一个；以及将一种流体引入这种状态下的该U形管中以扩展该U形管并将各翅片组的该板翅片绕该U形管的一扩管部分固定地安装。
22.一种根据权利要求21所述的用于制造换热器翅片管的方法，其特征在于，所述U形管的各直管部分的各无翅片部分由所述限制模限制。
23.一种根据权利要求21所述的用于制造换热器翅片管的方法，其特征在于，所述限制模具有一个腔室，该腔室包括一个具有一预定长度的圆筒形限制部分、分别从该限制部分的各相对端延伸出并且其直径沿该限制部分的纵向朝外增加的两个喇叭形部分、和从该喇叭形部分的相应较大端延伸出并且其内径不小于该板翅片的该孔的内径的管可扩展部分。
24.一种根据权利要求21所述的用于制造换热器翅片管的方法，其特征在于，所述限制部分具有一个与扩展前的该U形管的外径相等的内径。
25.一种根据权利要求21所述的用于制造换热器翅片管的方法，其特征在于，所述U形管具有一体地形成于其内周表面上的多个沿其纵向延伸并以一定间隔布置在其周向上的内翅片。
26.一种根据权利要求25所述的用于制造换热器翅片管的方法，其特征在于，所述U形管具有交替地布置在其周向上并从该管内周表面伸出不同高度的高和低两种内翅片，该高内翅片从该U形管的表面开始测量的高度为0.7至1.7mm，而该低内翅片从该表面开始测量的高度为0.4至1.2mm。
27.一种根据权利要求25所述的用于制造换热器翅片管的方法，其特征在于，所有内翅片的高度均相等并且从U形管的内周表面开始测量的高度为0.7至1.2mm。
28.一种根据权利要求26或27所述的用于制造换热器翅片管的方法，其特征在于，所述内翅片的节距为0.4至1.6mm。
29.一种根据权利要求26或27所述的用于制造换热器翅片管的方法，其特征在于，所述U形管的外径为6至10mm，其周向壁的壁厚为0.4至0.8mm。
30.一种用于制造包括通过根据权利要求21所述的方法生产的换热器翅片管的换热器的方法，该换热器通过对该U形管的直管部分沿相同的方向在相对于该直管部分的纵向位于相同位置中的每对无翅片部分处进行弯曲而在整体上形成一曲折的形状，该直管部分的沿纵向彼此相邻的每对无翅片部分沿不同的方向进行弯曲。
31.一种根据权利要求30所述的用于通过使用根据权利要求22所述的方法生产的换热器翅片管制造换热器的方法，其特征在于，该翅片管在由该限制模的限制部分所限制的该无翅片部分处弯曲。
32.一种根据权利要求30所述的用于制造换热器的方法，其特征在于，所述换热器翅片管的U形管具有一体地形成于其内周表面上的多个沿其纵向延伸并以一定间隔布置在其周向上的内翅片。
33.一种根据权利要求32所述的用于制造换热器的方法，其特征在于，所述U形管具有交替地布置在其周向上并从该管内周表面伸出不同高度的高和低两种内翅片，该高内翅片从该U形管的表面开始测量的高度为0.7至1.7mm，而该低内翅片从该表面开始测量的高度为0.4至1.2mm。
34.一种根据权利要求32所述的用于制造换热器的方法，其特征在于，所有内翅片的高度均相等并且从该U形管的内周表面开始测量的高度为0.7至1.2mm。
35.一种根据权利要求33或34所述的用于制造换热器的方法，其特征在于，所述内翅片的节距为0.4至1.6mm。
36.一种根据权利要求33或3 4所述的用于制造换热器的方法，其特征在于，所述U形管的外径为6至10mm，其周向壁的厚度为0.4至0.8mm。
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