CN1871490A - 用于换热器的管型面 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于带设计的用于换热器的管，包括将第一横向部分(3)和第二横向部分(4)分开的中央部分，第一横向部分和第二横向部分朝向带的纵轴折叠在中央部分的任何一侧上，从而限定了一个内部体积(6)、内壁(7)和外壁(8)，第一和第二横向部分(3)和(4)分别具有相应的端接边缘(15)和(9)，第一横向部分(3)具有第一折叠部分(14)，第二横向部分(4)具有第二折叠部分(10)，两个折叠部分朝向管的内部体积(6)，第二折叠部分(10)限定一个延伸到端接边缘(9)的支腿，支腿与形成在第一横向部分(3)上的配合装置(13)相互作用以使第一折叠部分(14)的外壁(8)与管中与所述配合装置(13)相对的内表面接触以限定独立的隔板(19)。换热器特别适用于机动车的散热器、冷凝器或者蒸发器。

Description

用于换热器的管型面

本发明的技术领域涉及换热器，特别涉及装备它们的平面管。这些换热器特别用作机动车的空调系统中的蒸发器、冷凝器或者散热器或者这样的机动车的冷却回路中的散热器。

被称为平面管换热器的换热器提供I形流、U形流或者系统流，通常由相互并置并通过能够促进热交换的插件互连的几个平面管的组件构成。这些管的每一个是这样形成的，从金属带开始，通过折叠金属带以限定能够使流体流过的导流管。对于蒸发器、冷凝器，所述流体可是一种液体致冷剂，或者对于散热器，所述流体可是一种冷却液体。管的这种并置在每一端处被集管箱覆盖，集管箱通常通过导管与回路的剩余部分相连。对于带有系统流的平面管，利用隔板纵向分离的管的内体积通常在平面U型管内发生输出/返回流动。

各种平面管型面以及获得平面管的方法形成了许多申请的主题。专利DE 32 16 140描述了一种利用金属带获得的平面管，平面管包括第一部分和第二部分，第一部分和第二部分朝向管内部折叠以形成一个独立的隔板从而限定两个导流管。专利DE 195 48 495也描述了一种具有基本类似设计的管。但是这些管型面存在重大缺陷。

一个主要缺陷是在与其他部件的组装过程中机械稳定性差。特别是，包括管和其他部件的该组件通过夹紧而保持在一起并且在炉中被铜焊以固定该组件，从而形成换热器。但是，在管的纵向上的夹紧作用力使它们扭曲。该扭曲会导致带的接头对准性差并且提高泄漏的危险，所带来的严重后果是必须完全报废换热器。

上述现有技术的另一个缺点是，管型面的几何形状以及该设备性能在很大程度上取决于带的尺寸公差，特别是其宽度。

这种类型的型面的另一个缺点是，带的两个表面中的每一个必须镀敷有一种熔点低于构成带材料的材料。特别是，该镀敷材料下面被称为“包层”，使管可被焊接(通过铜焊)以使其不泄漏。

因此，本发明的目的在于，寻找一种关于上述缺点的解决方案，通过按次序增加支腿或者纵向突出部分，一方面加强管的机械稳定性，另一方面消除带宽的尺寸公差限制，以不再必须在管的内表面镀敷包层，最后能够在完美地与集管箱相互作用的管的两个部分之间形成纵向焊缝。

因此，本发明的主题在于一种基于带而设计的用于换热器的管，所述管包括将第一横向部分和第二横向部分分开的中央部分，第一横向部分和第二横向部分朝向所述带的纵轴折叠在所述中央部分的任何一侧上，从而限定了一个内部体积、内壁和外壁，所述第一和第二横向部分分别具有相应的端接边缘，第一横向部分具有第一折叠部分，第二横向部分具有第二折叠部分，两个折叠部分朝向管的内部体积，所述第二折叠部分限定一个延伸到端接边缘的支腿，其特征在于，支腿与形成在第一横向部分上的配合装置相互作用以使第一折叠部分的外壁与管中与所述配合装置相对的内表面接触以限定独立的隔板。

根据本发明的第一特征，配合装置具有第三折叠部分和朝向管的内部体积的第五折叠部分以及朝向外壁的第四折叠部分，所述第四折叠部分位于第三和第五折叠部分之间。

根据本发明的第二特征，第二横向部分包括二次折叠部分，二次折叠部分与第二折叠部分形成能够与配合装置相互作用的第一突出部分。

根据本发明的另一个特征，第一横向部分包括第六折叠部分，第六折叠部分与第一折叠部分形成第二突出部分。

根据本发明的另一个特征，第二突出部分具有朝向外壁的第七折叠部分以使限定在第一折叠部分和端接边缘之间的焊接区域与带的内壁接触。

根据本发明的另一个特征，第三折叠部分和第七折叠部分被合并，以及第五折叠部分和第一折叠部分被合并。

第三折叠部分和第四折叠部分之间的间距基本上等于支腿或者等于第一突出部分的厚度。

最好，第一、第二、第三、第四、第五、第六和第七折叠部分的至少一个分别和二次折叠部分以钝角定向。

最好，限定在端接边缘和第六折叠部分之间的带的内壁与限定在第一折叠部分和第七折叠部分之间的带的内壁接触。

限定在端接边缘和二次折叠部分之间的带的内壁与由第二横向部分限定的带的内壁接触。

根据本发明的另一个特征，所述管具有在0.6毫米和3毫米之间的内部高度，或者大于或者等于带厚的两倍。

根据本发明的另一个特征，所述带包括以一个位于另一个上的方式设置的至少两个材料层，其中一个是由铝合金构成的基体，而其他的第一层是由熔点低于构成基体的材料的一种材料构成的。

根据本发明的另一个特征，带包括由沉积在基体上的防腐蚀材料构成的第二层。

最好，第一层在外壁上并且第二层在内壁上。

构成基体的材料来自于3XXX系铝的族，第一层材料来自于4XXX系铝的族，第二层材料来自于7XXX系铝的族。

管/插件类型的换热器的特征在于，它包括至少一个根据上述任何一个特征限定的管。

该换热器是用于机动车的散热器或者冷凝器。

该换热器是用于机动车的通风、加热和空调系统的蒸发器。

本发明所涉及的换热器管的一个主要优点在于，增大其机械稳定性，从而直接导致减小了泄漏的危险，间接导致了减少了在焊接后需要报废的换热器的数量。

另一个优点在于，能够生产宽度不会影响制造方法的折叠的突出部分。因此，可使带的厚度公差变得较大。

另一个主要优点在于，这种类型的型面不再具有在管的内表面上的任何包层，从而能够使用于焊接的合金层与用于保护管不受到腐蚀或者侵蚀的合金层分离。

本发明的另一个优点在于，折叠部分设计有锐角以便当与换热器的其他部件接合时为管型面提供一定程度的挠性。

这种结构特征带来的另一个优点。这是由于限定折叠部分的锐角能够使助熔产品完美分布。助熔产品是铜焊前的清洁液体，因此需要使其能够散布在需要进行铜焊的所有接触区域上。

从下面参照附图对本发明的详细描述中可以明显地看出本发明的其他特征、细节和优点，在附图中：

图1是本发明所涉及的管的透视图；

图2是特别表示用于本发明所涉及的管的配合装置的结构的截面图；

图3是本发明所涉及的管的一种变型的截面图；

图4是本发明的一种变型的局部视图；

图5是特别示出本发明的另一种变型的局部截面图；

图6是特别示出本发明的第三变型的局部截面图。

图1示出了一种用于换热器的管1。该管1的用途是可变的。特别是，换热器可是蒸发器、散热器和冷凝器。这种类型的散热器通常由相互并置并利用插件分离的多个管1构成。这种类型的换热器通常被称为管/插件换热器。形成换热器的管1的数量取决于所需的热交换性能。

图1中所示的管1通常是这样形成的，从带2开始并折叠带。该带的宽度是有限的但在长度上是没有限定的，这是由于它连续地来自于带分配辊。管1被切割成由换热器所需的热性能确定的长度。如图中所示，管1具有第一横向部分3和第二横向部分4，第一横向部分和第二横向部分朝向所述带的纵轴5例如以180度折叠在中央部分30的任何一侧上。折叠操作可以在中间以90度折叠的两步进行或者可逐渐进行以如图1中所示为管1的侧面上提供倒圆形状。两个横向部分3和4的折叠能够整体限定管1的内部体积6、内壁7和外壁8，管1的内部体积6用作流体的导流管，在换热器中流动的流体流经内壁7，外壁8与外部环境接触，例如空气。第二横向部分4具有由带2的边缘限定的第一端接边缘9，第一端接边缘9使内壁7和外壁8相连并且等于带2的厚度。

参见图2，其中示出了本发明的主要原理。第二横向部分4具有朝向管1的内部体积6并且形成支腿32的第二折叠部分10。该第二折叠部分10再次例如以基本上等于90度的角度朝向管1的内部折叠以形成二次折叠部分12并且因此限定了第一突出部分11。该二次折叠部分12可被制成第二折叠部分10的连续部分以形成第一突出部分11，其中带的内表面7的一部分与第二横向部分4的内表面7的相对部分接触。这样，第一突出部分11的厚度基本等于带2的厚度的两倍。利用一种滚轧第一突出部分11的方法也可使第一突出部分11的厚度小于带2的厚度的两倍。应该注意的是，第一突出部分11的定位有助于该滚轧操作(未示出)。不折叠二次折叠部分12也可使第一突出部分11的厚度小于带2的厚度的两倍。实际上，对于本发明的主题，仅长度至少等于带厚一倍(该长度被限定在第二部分4的外壁8和端接边缘9之间)的支腿32足矣。相反，使二次折叠部分12与第二折叠部分10保持一定距离以使第一突出部分11的厚度大于带2的厚度的两倍(未示出)。

带2的第二横向部分3具有用于与第一突出部分11相互作用的配合装置13、朝向管1的内部体积6的基本上成直角的第一折叠部分14和端接边缘15。

该配合装置13具有基本上与支腿32或者与第一突出部分11互补的形状以确保在管1的整个长度上接触，从而提供完美的密封。以这样的一种方式实现支腿32或者第一突出部分11与配合装置13的相互作用，即，使第一折叠部分14以基本上与配合装置13成一直线的方式与管1的内壁7接触。这样，由第一折叠部分14与端接边缘15分离的距离限定的平面28在管的长度上限定有助于焊接的支撑表面。当然，该第一折叠部分14具有有点钝角以使助熔产品尽可能好地渗透和注入平面28。

配合装置13可以下列方式被破坏。它具有例如形成直角并朝向管1的内部体积6的第三折叠部分16，接着是朝向带2的外壁的第四折叠部分17。术语“朝向内部体积”指的是相互移向设置在折叠部分的任何一侧上的带的两个内表面7的折叠部分。类似地，术语“朝向带2的外壁”指的是相互移向设置在折叠部分的任何一侧上的带的两个外表面8的任何折叠部分。第四折叠部分17可是成直角的，最好包括圆形的外部曲率半径以协调地与第一突出部分11相互作用。在与支腿32相互作用的情况下，折叠部分17具有实际上与由支腿32和端接边缘9之间的接合部(如图6中所示)形成的直角完美互补的直角。第四折叠部分17接着是基本上成直角的第五折叠部分18以使第一折叠部分14与配合装置13相对和带2的内壁7抵靠。这样，带中使第五折叠部分18与第二折叠部分14分离的部分在管1内限定了一个分离的隔板19。这样，内部体积6被分成两个子体积6a和6b，两个子体积6a和6b可相互独立，或者在本发明的一个变型中，通过至少一个开口相连通。该开口是利用形成在分离隔板19中的孔或者去除部分所述隔板形成的。因此限定的管具有在0.6毫米和3毫米之间的内部高度31。内部高度31最好也可在带2的厚度3倍和带2的厚度的至少5倍之间。

图3示出了本发明的一种变型。保留参照图1和图2描述内容所用的相同的附图标记。管1的该横向表示的不同之处在于，分离隔板19已经与带2的内壁7接合。特别是，第一横向部分3具有以基本上等于90度的角度朝向管1的内部体积6的第六折叠部分20以形成第二突出部分21。如该图中所示，该第六折叠部分20可被制成第一折叠部分14的连续部分以形成第二突出部分21，其中带的内表面7的一部分与第一横向部分3的内表面7的相对部分接触。这样，第二突出部分21的厚度基本上等于带2的厚度的两倍。在未示出的本发明的一个变型中，利用一种滚轧第二突出部分21的方法也可使第一突出部分11的厚度小于带2的厚度的两倍。应该注意的是，在生产该管的方法中能够进行这样的操作，这是由于该突出部分21是可特别接近的。相反，使第六折叠部分20与第一折叠部分14保持一定距离以使第二突出部分21的厚度大于带2的厚度的两倍(未示出)。该图中所示的管型面是特别优选的，这是因为，一方面它具有基本上平行于管的纵轴5的第一突出部分11或者支腿32，从而能够沿着该轴提高管1的机械稳定性，另一方面，它具有第二突出部分21，其部分能够在垂直于轴5的平面中提高机械稳定性。

图4示出了本发明的一种变型。它与前面的图不同之处在于，第二突出部分21的取向。特别是，该突出部分包括朝向带的外壁8的第七折叠部分27。这样，使得限定在第一折叠部分14和端接边缘15之间的焊接接触区域28在大的表面区域上与带中与配合装置13相对的内壁7接触。

图5示出了本发明的一种变型。如上所述，第一突出部分11和第二突出部分21可具有等于带2的厚度两倍的厚度。这样，利用第一突出部分11和第二突出部分21的厚度以及带2的厚度直接调节子体积6a和6b。在该图中所示的情况下，内部高度31等于带2厚度的三倍。

该变型与前面的附图不同之处在于下面所限定的结构。从这里可以看出，第七折叠部分27和第四折叠部分17合并。在该变型中，配合装置13包括与第一突出部分11相互作用的成直角的第三折叠部分16。特别是，该突出部分具有在第三折叠部分16已经以90度折叠后限定的第二接触区域23接触的第一接触区域22。因此，这两个接触区域之间的接触表面有助于管1的铜焊。以同样的方式，包含在二次折叠部分12和端接边缘9之间的带2的外壁8所限定的第三接触区域24与限定在包含在第四折叠部分17和第五折叠部分18之间的外壁8上的第四接触区域25接触。从而可再次大大提高铜焊。另外，上述的这种两次铜焊为抗击包含在管1内的流体的泄漏提供安全冗余。在该图中可以看出，第四折叠部分17在外壁8上的曲率型面基本上与在带的内壁7上的相同。相反，该第四折叠部分17的曲率半径小于二次折叠部分12的曲率半径以使第一突出部分11相对于配合装置13的完美定位。两个接触区域22和23能够分别与第一部分3和第二部分4的外壁8限定两个基本上半径为零的直角，以具有尽可能小的铜焊区域，从而使得管1和集管箱之间的接合达到最佳。

图6是前面的图中所述的本发明的一个变型，其中示出了本发明在所涉及的带2宽度公差方面的优点。可以看出，支腿32完美地与折叠部分17相互作用。但是仍然确保密封，这是由于支腿32的端接边缘9与第四接触区域25接触。在该图中所示的另一个不同点在于，第四折叠部分17的形状。特别是，第四折叠部分的内壁7具有任何所需的形状26，最好是圆形的，而该同一折叠部分的外壁8具有零度以上的半径29。

在这里上述的整个内容中，应该注意的是，仅外壁8必须镀敷包层。实际上，进行焊接的所有接触区域(第一、第二、第三、第四、第五和第六折叠部分、接触区域22、23、24、25等)具有外壁8的至少一个表面。这样，内壁7可镀敷一种保护不受腐蚀并且不受到包层污染的材料。换言之，带2包括以一个位于另一个上的方式设置的至少两个材料层，它们分别是由包括3XXX系铝族的铝构成的基体和由熔点低于构成基体的材料构成的第一包层。第一层材料来自于4XXX系铝的族。在带具有三层的情况下，第二层包含来自于7XXX系铝的族的防腐蚀材料。在带仅具有两层(在外壁上的基体和防腐蚀层)适用于蒸发器或者冷凝器，由于需要铜焊的包层可由换热器的其他部件提供，特别是插件。在上述情况下，机动车空调系统的热力学条件导致制冷，从而在蒸发器上产生腐蚀作用。第二层能够抗击这种外部腐蚀的危险性。根据同样的观点，空调系统的散热器也可由利用仅具有两层的带制成的管构成，这是由于在这种情况下腐蚀的危险很小。这两层是：基体和第一包层。

应该理解的是，从以上描述中可以看出，第一、第二、第三、第四、第五、第六和第七折叠部分14、10、16、17、18、20和27以及二次折叠部分12的至少一个以钝角定向。这样，助熔产品可渗透和清洁接触区域以及将进行焊接的接触部分。另外，这些钝角有助于管的挠性，从而有助于与换热器的其他部件结合。

当然，上述管1可用于具有U形流体流的换热器管，但容易将这种管用于具有I形流或者其他形状的导流管的换热器，例如采用系统模式的导流管。当然，对于U形流，由集管箱提供流体的返回段。对于系统流，利用形成在分离隔板19的一端处的孔或者开口提供流体的返回段。上述管特别适用于为引擎冷却设计的散热器和机动车空调系统的散热器和蒸发器。

应该注意的是，本申请所涉及的管可包括有助于内壁7和换热器中流动的流体之间热交换的扰动器。这些扰动器布置在第一横向部分3中，在第二横向部分4上和在中央部分30上。这些扰动器是由带2位于上述相应部分上的内壁7或者外壁8的变形形成的。

Claims (20)

1.一种基于带而设计的用于换热器的管(1)，所述管包括将第一横向部分(3)和第二横向部分(4)分开的中央部分(30)，第一横向部分和第二横向部分朝向所述带的纵轴(5)折叠在所述中央部分的任何一侧上，从而限定了一个内部体积(6)、内壁(7)和外壁(8)，所述第一和第二横向部分(3)和(4)分别具有相应的端接边缘(15)和(9)，第一横向部分(3)具有第一折叠部分(14)，第二横向部分(4)具有第二折叠部分(10)，两个折叠部分朝向管的内部体积(6)，所述第二折叠部分(10)限定一个延伸到端接边缘(9)的支腿(32)，其特征在于，支腿(32)与形成在第一横向部分(3)上的配合装置(13)相互作用以使第一折叠部分(14)的外壁(8)与管中与所述配合装置(13)相对的内表面(7)接触以限定独立的隔板(19)。

2.如权利要求1所述的用于换热器的管(1)，其特征在于，配合装置(13)具有第三折叠部分(16)和朝向管的内部体积(6)的第五折叠部分(18)以及朝向外壁(8)的第四折叠部分(17)，所述第四折叠部分位于第三和第五折叠部分之间。

3.如权利要求1和2中的任何一项所述的用于换热器的管(1)，其特征在于，第二横向部分(4)包括二次折叠部分(12)，二次折叠部分与第二折叠部分(10)形成能够与配合装置(13)相互作用的第一突出部分(11)。

4.如权利要求1至3中的任何一项所述的用于换热器的管(1)，其特征在于，第一横向部分(3)包括第六折叠部分(20)，第六折叠部分与第一折叠部分(14)形成第二突出部分(21)。

5.如权利要求4所述的用于换热器的管(1)，其特征在于，第二突出部分(21)具有朝向外壁(8)的第七折叠部分(27)以使限定在第一折叠部分(14)和端接边缘(15)之间的焊接区域(28)与带的内壁(7)接触。

6.如权利要求2至5中的任何一项所述的用于换热器的管(1)，其特征在于，第三折叠部分(17)和第七折叠部分(27)被合并，以及第五折叠部分(18)和第一折叠部分(14)被合并。

7.如权利要求1至6中的任何一项所述的用于换热器的管(1)，其特征在于，第三折叠部分(16)和第四折叠部分(17)之间的间距基本上等于支腿(32)或者等于第一突出部分(11)的厚度。

8.如上述任何一项权利要求所述的用于换热器的管(1)，其特征在于，第一、第二、第三、第四、第五、第六和第七折叠部分(14)、(10)、(16)、(17)、(18)、(20)和(27)的至少一个分别和二次折叠部分(12)以钝角定向。

9.如权利要求5至8中的任何一项所述的用于换热器的管(1)，其特征在于，限定在端接边缘(15)和第六折叠部分(20)之间的带(2)的内壁(7)与限定在第一折叠部分(14)和第七折叠部分(27)之间的带(2)的内壁(7)接触。

10.如上述任何一项权利要求所述的用于换热器的管(1)，其特征在于，限定在端接边缘(9)和二次折叠部分(12)之间的带(2)的内壁(7)与由第二横向部分(4)限定的带(2)的内壁(7)接触。

11.如上述任何一项权利要求所述的用于换热器的管(1)，其特征在于，所述管具有在0.6毫米和3毫米之间的内部高度(31)。

12.如权利要求1至10中的任何一项所述的用于换热器的管(1)，其特征在于，它具有大于或者等于带(2)的厚度的两倍的内部高度(31)。

13.如上述任何一项权利要求所述的用于换热器的管(1)，其特征在于，所述带(2)包括以一个位于另一个上的方式设置的至少两个材料层，其中一个是由铝合金构成的基体，而其他的第一层是由熔点低于构成基体的材料的一种材料构成的。

14.如权利要求12或13所述的用于换热器的管(1)，其特征在于，带(2)包括由沉积在基体上的防腐蚀材料构成的第二层。

15.如权利要求13和14中任何一项所述的用于换热器的管(1)，其特征在于，第一层在外壁(8)上。

16.如权利要求1至15中的任何一项所述的用于换热器的管(1)，其特征在于，第二层在内壁(7)上。

17.如权利要求11所述的用于换热器的管(1)，其特征在于，构成基体的材料来自于3XXX系铝的族，第一层材料来自于4XXX系铝的族，第二层材料来自于7XXX系铝的族。

18.一种管/插件类型的换热器，其特征在于，它包括至少一个根据上述任何一项权利要求所限定的管(1)。

19.如权利要求18所述的管/插件类型的换热器，其特征在于，它是用于机动车的散热器或者冷凝器。

20.如权利要求18所述的管/插件类型的换热器，其特征在于，它是用于机动车的通风、加热和空调系统的蒸发器。

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