CN208567620U - 一种扁管及采用该扁管的热交换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热交换器扁管，包括扁管外壳和设置在所述扁管外壳内的内衬翅片，所述外壳由一块金属平板通过折弯而成B型，具有一对相互平行的第一主侧壁和第二主侧壁，第一端部和第二端部向内弯折90度后相互紧密贴合；所述的内衬翅片中部具有一个方波段，所述的方波段分别与第二主侧壁、第一端部和第二端部贴合。本实用新型的一种热交换器扁管，扁管外壳的第端部和第一端部与内衬翅片的方波结构进行配合，使散热带有效焊接面积相对于圆弧副侧壁来说更大，从而提高了焊接强度。并且扁管外壳端部与内衬翅片之间采用平面接触，制造和装配更为方便和简单，可提高生产效率，降低加工难度和制造成本。

Description

一种扁管及采用该扁管的热交换器

技术领域

本实用新型涉及热交换器领域，尤其涉及汽车空调系统换热器，典型的是蒸发器和冷凝器，具体地说是一种热交换器扁管，及采用该扁管的热交换器。所述扁管为内衬翅片型折叠管，所述热交换器为平行流换热器。

背景技术

汽车空调系统热交换器是汽车空调系统的重要组成部分，换热器的性能直接决定了空调系统的制冷或制热性能。目前汽车行业上的热交换器主流的是平行流热交换器，其基本结构包括换热器芯体、集流管、进出口等，换热器芯体由多组扁管和散热带构成，安装在两个集流管中间，制冷剂从一侧集流管经过扁管流通到另一侧集流管中，空气流经散热带，完成热量交换。

汽车空调系统主要构成为：压缩机，将低温低压气态制冷剂压缩成高温高压气态制冷剂，接着进入到冷凝器中；冷凝器，将高温高压气态制冷剂通过放热变成高温高压液态制冷剂，接着进入到膨胀阀中；膨胀阀，将高温高压液态制冷剂通过节流作用变成两相态低温低压制冷剂，接着进入到蒸发器中；蒸发器，将两相态制冷剂变成低温低压气态制冷剂，接着进入到压缩机中，完成制冷剂循环。室内蒸发器除了制冷作用外，还有除湿功能，降低车内湿度，但要注意到其结霜现象的监测，因为结霜会降低其换热能力，并增大风阻，结霜严重时，需要开启除霜模式。室外冷凝器安装在汽车前端，其进风量由车速和风扇转速控制，换热量除了与冷凝器本身换热能力有关外，还受到环境温度、进风量、压缩机转速等影响。

目前在热交换器领域，特别是平行流换热器中，扁管是最重要的零部件之一，其结构和性能对整个热交换器的换热能力、结构强度等都有重大影响。目前，用于热交换器的扁管按照加工方式大致分为两种：挤压管和折叠管。挤压管的优势在于加工容易，挤压模具成本相对较低，扁管强度高，但其缺点也很明显：重量大，量产成本高。除此之外，可供折叠管选用的材料更广泛，而挤压管可选材料的防腐蚀性能相对于折叠管可选材料来说要差很多。汽车整体追求重量轻、成本低、性能好，这就对换热器等的设计提出了高要求，而采用折叠管的换热器具有明显优势。典型的折叠管，通过金属板折弯成为单个或多个腔体，然后通过钎焊工艺密封，介质可以无泄漏的从腔体流过。

本实用新型涉及到使用折弯工艺制作的热交换器扁管。该扁管由扁管外壳和内衬翅片构成，扁管外壳由一块金属平板弯折而成。出于强度考虑，平板折弯成 B型，且内衬翅片也能在一定程度上加强扁管整体强度。重要的是，内衬翅片通过增大换热面积大幅提升了扁管的换热能力。

文献CN 103080685(B)公开了一种扁管和应用该扁管的冷凝器，介绍了其加工制作过程。该扁管同样包括平板弯折而成的外壳和内部分流片，外壳构成一个封闭的流通区域，分流片将流通区域分隔成多个流道。该方案在扁管中间位置处，扁管外壳与内置分流片并未紧贴，只是通过端部接触，焊接强度和内置分流片耐振动性难以保证。

文献JP 3631214(B2)公开了一种用于汽车空调系统蒸发器或者冷凝器的扁管，该扁管由一块金属平板折弯而成，通过中间部位对折段连接起来形成密闭通道，该连接段通过薄板的边缘区域弯折成钩状而形成，并且在扁管内部放置波纹翅片。该设计的缺点在于扁管外壳中间连接区域焊接强度难以保证，增大了对工艺的要求。

专利US 6192977介绍了一种扁管，所述扁管搭接部位在端部。该方案在扁管高度很小(如小于1mm)时难于控制。

专利DE 102006006670介绍了一种扁管，所述方案扁管一侧具有多个弯折部，该方案会导致材料的过度消耗。

发明内容

本实用新型要解决的是现有技术存在的上述技术问题，旨在获得一种成本低、轻量化、性能好、强度高、寿命长的扁管和采用该扁管的热交换器，以及可靠性更高的加工制作工艺。该热交换器用于汽车空调系统冷凝器或者蒸发器。这些热交换器都至少具有第一流体和第二流体进行换热，扁管作为热交换的通道，其性能和结构可靠性决定了整个热交换器的可靠性。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种热交换器扁管，包括扁管外壳和设置在所述扁管外壳内的内衬翅片，所述外壳由一块金属平板通过折弯而成B型，具有一对相互平行的第一主侧壁和第二主侧壁，以及连接所述的第一主侧壁和第二主侧壁的第一副侧壁和第二副侧壁；所述的内衬翅片为波纹型结构，并且在波峰与波谷处分别与所述的第一主侧壁和第二主侧壁紧贴，形成多个独立的介质通道，其特征在于所述的第一主侧壁包括具有第一端部的第一半壁和具有第二端部的第二半壁，所述的第一端部和第二端部分别沿第一半壁和第二半壁向内弯折90度后相互紧密贴合；所述的内衬翅片中部具有一个方波段，所述的方波段分别与第二主侧壁、第一端部和第二端部贴合。

本实用新型的一种热交换器扁管，扁管外壳的第端部和第一端部与内衬翅片的方波结构进行配合，使散热带有效焊接面积相对于圆弧副侧壁来说更大，从而提高了焊接强度。并且扁管外壳端部与内衬翅片之间采用平面接触，制造和装配更为方便和简单，可提高生产效率，降低加工难度和制造成本。

所述的第一副侧壁和第二副侧壁为平板结构，且与所述的第一主侧壁和第二主侧壁之间圆角过渡。

所述的第一副侧壁和第二副侧壁分别与内衬翅片的两个端部紧密贴合。

所述扁管外壳的材料为铝合金，且其材料厚度在0.2-1.5mm之间。

所述的内衬翅片材料为铝合金，且其厚度在0.05-0.5mm之间。

所述的内部翅片在装入扁管外壳前的原始尺寸大于扁管外壳的内部尺寸。内衬翅片在装配完成后产生预紧力，在该预紧力的作用下，其两端与扁管外壳第一副侧壁和第二副侧壁紧密贴合，便于焊接；同时，也使得内衬翅片的波峰波谷与扁管外壳各侧壁紧密贴合。

所述扁管外壳的外层为钎焊层，扁管外壳的内层和/或内衬翅片表面为钎焊层。

本实用新型还要提供一种热交换器，包括换热器芯体、制冷剂进口、制冷剂出口、以及两侧的第一集流管和第二集流管，所述的第一集流管和第二集流管上设有端盖，至少一个集流管上设有隔板，所述的制冷剂进口和制冷剂出口设置在所述的第一集流管上，所述的换热器芯体包括交替设置的扁管和散热带，其特征在于所述的扁管采用上面所述的任何一种扁管结构。

本实用新型还要提供一种热交换器扁管的制造方法，其特征在于包括以下步骤：

1)取一块金属平板；

2)将波纹型内衬翅片置于所述的金属平板上；所述的内衬翅片的中部具有一个方波段；

3)将金属平板弯折成B型结构，整体包裹住内衬翅片，金属平板第一端部和第二端部置于方波段内，并与方波段紧密贴合；

4)将装配好的组件焊接成型。

附图说明

图1是本实用新型热交换器扁管的结构示意图。

图2是本实用新型热实用新型热交换器扁管外壳的结构示意图。

图3是本实用新型内衬翅片的结构示意图。

图4–图7是本实用新型热交换器扁管的制造过程的示意图。

图8是本实用新型热交换器的结构示意图。

图9是本实用新型热交换器芯体的结构示意图。

图中：1-一种热交换器，2-换热器芯体，3-扁管，4-散热带，5-制冷剂进口， 6-制冷剂出口，7-第一集流管，8-第二集流管，9-隔板，10-端盖，11-侧板，12- 扁管外壳第二主侧壁，13-扁管外壳第一主侧壁的第一半壁，14-扁管外壳第一主侧壁的第二半壁，15-扁管外壳第一副侧壁，16-扁管外壳第二副侧壁，17-扁管外壳第一端部，18-扁管外壳第二端部，19-内衬翅片，20-翅片第二端部，21-翅片第一端部，22-内衬翅片中部的方波段，23-扁管外壳，24-金属平板，25-介质通道，26-扁管外壳第一端部的内侧表面，27-扁管外壳第一端部的端面，28-扁管外壳第二端部的内侧表面，29-扁管外壳第二端部的端面，30-内衬翅片方波段的侧部内表面，31-内衬翅片方波段的侧部内表面，32-内衬翅片方波段的底部上表面，33-内衬翅片方波段的底部下表面。

具体实施方式

下面，结构附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

参照图1、图2和图3，本实用新型的一种热交换器扁管，包括扁管外壳23 和设置在所述扁管外壳23内的内衬翅片19，所述外壳23由一块金属平板24通过折弯而成B型，具有一对相互平行的第一主侧壁和第二主侧壁12，以及连接所述的第一主侧壁和第二主侧壁12的第一副侧壁15和第二副侧壁16；所述的内衬翅片19为波纹型结构，并且在波峰与波谷处分别与所述的第一主侧壁10 和第二主侧壁9紧贴，形成多个独立的介质通道25。所述的第一主侧壁10包括具有第一端部17的第一半壁13和具有第二端部18的第二半壁14，所述的第一端部17和第二端部18分别沿第一半壁13和第二半壁14向内弯折90度后相互紧密贴合；所述的内衬翅片19中部具有一个方波段22，所述的方波段22分别与第二主侧壁12、第一端部17和第二端部18贴合。

更具体地说，所述的方波段22具有底部平面和与底部平面垂直的两个相互平行的侧面，在扁管外壳23与内衬翅片19装配成型后，扁管外壳第一端部的内侧表面26与内衬翅片方波段的左侧部内表面30紧密贴合，扁管外壳第二端部的内侧表面28与内衬翅片方波段的右侧部内表面31紧密贴合，扁管外壳第一端部的端面27和扁管外壳第二端部的端面29与内衬翅片方波段的底部上表面32紧密贴合，内衬翅片方波段的底部下表面33与扁管外壳第二主侧壁的内表面紧密贴合。这样，内衬翅片的方波段22将扁管外壳的端部紧紧包裹住，同时扁管外壳3又将内衬翅片19整体紧紧包裹住，从而保证焊接的可靠性。

所述的第一副侧壁15和第二副侧壁16为平板结构，且与所述的第一主侧壁和第二主侧壁12之间圆角过渡。

所述的第一副侧壁15和第二副侧壁16分别与内衬翅片19的第一端部21 和第二端问20紧密贴合。

所述扁管外壳23的材料为铝合金，且其材料厚度在0.2-1.5mm之间。

所述的内衬翅片19材料为铝合金，且其厚度在0.05-0.5mm之间。

所述扁管外壳23的外层为钎焊层，扁管外壳23的内层和/或内衬翅片19表面为钎焊层。

本实用新型还要提供一种热交换器扁管的制造方法，其特征在于包括以下步骤：

1)参照图4，取一块金属平板24；

2)参照图5，将波纹型内衬翅片19置于所述的金属平板24上；所述的内衬翅片19的中部具有一个方波段22；

3)参照图6，将金属平板24从内衬翅片的两端处向上且向内弯折，直至形成B型结构，整体包裹住内衬翅片19，金属平板24第一端部17 和第二端部18置于方波段22内，并与方波段22紧密贴合；

4)参照图7，将装配好的组件焊接成型。

所述的内部翅片19在装入扁管外壳23前的原始尺寸大于扁管外壳23的内部尺寸。内衬翅片19在装配完成后产生预紧力，在该预紧力的作用下，其两端21、20与扁管外壳第一副侧壁15和第二副侧壁16紧密贴合，便于焊接；同时，也使得内衬翅片的波峰波谷与扁管外壳各侧壁紧密贴合。

参照图8和图9，本实用新型的一种热交换器，包括换热器芯体2、制冷剂进口5、制冷剂出口6、以及两侧的第一集流管7和第二集流管8，所述的第一集流管7和第二集流管8上设有端盖10，至少一个集流管7、8上设有隔板9，所述的制冷剂进口5和制冷剂出口6设置在所述的第一集流管7上，所述的换热器芯体2包括交替设置的扁管3和散热带4，所述的扁管3采用前面描述的结构。

应该理解到的是：上述实施例只是对实用新型的说明，而不是对本实用新型的限制，任何不超出本实用新型实质精神范围内的实用新型创造，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种热交换器扁管，包括扁管外壳（23）和设置在所述扁管外壳（23）内的内衬翅片（19），所述外壳（23）由一块金属平板（24）通过折弯而成B型，具有一对相互平行的第一主侧壁和第二主侧壁（12），以及连接所述的第一主侧壁和第二主侧壁（12）的第一副侧壁（15）和第二副侧壁（16）；所述的内衬翅片（19）为波纹型结构，并且在波峰与波谷处分别与所述的第一主侧壁（10）和第二主侧壁（12）紧贴，形成多个独立的介质通道（25），其特征在于所述的第一主侧壁（10）包括具有第一端部（17）的第一半壁（13）和具有第二端部（18）的第二半壁（14），所述的第一端部（17）和第二端部（18）分别沿第一半壁（13）和第二半壁（14）向内弯折90度后相互紧密贴合；所述的内衬翅片（19）中部具有一个方波段（22），所述的方波段（22）分别与第二主侧壁（12）、第一端部（17）和第二端部（18）贴合。

2.根据权利要求1所述的一种热交换器扁管，其特征在于所述的第一副侧壁（15）和第二副侧壁（16）为平板结构，且与所述的第一主侧壁和第二主侧壁（12）之间圆角过渡。

3.根据权利要求2所述的一种热交换器扁管，其特征在于所述的第一副侧壁（15）和第二副侧壁（16）分别与内衬翅片（19）的两个端部紧密贴合。

4.根据权利要求1所述的一种热交换器扁管，其特征在于所述扁管外壳（23）的材料为铝合金，且其材料厚度在0.2-1.5 mm之间。

5.根据权利要求1所述的一种热交换器扁管，其特征在于所述的内衬翅片（19）材料为铝合金，且其厚度在0.05-0.5 mm之间。

6.根据权利要求1所述的一种热交换器扁管，其特征在于所述的内部翅片（19）在装入扁管外壳（23）前的原始尺寸大于扁管外壳（23）的内部尺寸。

7.根据权利要求1-6任何一项所述的一种热交换器扁管，其特征在于所述扁管外壳（23）的外层为钎焊层，扁管外壳（23）的内层和/或内衬翅片（19）表面为钎焊层。

8.一种热交换器，包括换热器芯体（2）、制冷剂进口（5）、制冷剂出口（6）、以及两侧的第一集流管（7）和第二集流管（8），所述的第一集流管（7）和第二集流管（8）上设有端盖（10），至少一个集流管（7、8）上设有隔板（9），所述的制冷剂进口（5）和制冷剂出口（6）设置在所述的第一集流管（7）上，所述的换热器芯体（2）包括交替设置的扁管（3）和散热带（4），其特征在于所述的扁管（3）采用如权利要求1-7任何一项所述的扁管结构。