專利名稱：熱交換器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種熱交換器，尤指一種組裝用于蒸發(fā)器或冷凝器的熱交換器的方法及這種熱交換器的結構。


圖1顯示一個常規(guī)的制冷循環(huán)系統(tǒng)，例如，用于汽車空調系統(tǒng)的制冷循環(huán)系統(tǒng)。循環(huán)系統(tǒng)1包括壓縮機10，冷凝器20，貯液器30，膨脹裝置40和蒸發(fā)器50，這些部件用管件60依次將一個部件的出口與下一個部件的入口相連接。蒸發(fā)器50的出口通過管件60連接在壓縮機的入口上，從而形成環(huán)路。管件60對于循環(huán)系統(tǒng)1的各個部件的連接使得該循環(huán)系統(tǒng)是密封的。
循環(huán)系統(tǒng)1工作時，制冷劑氣體從蒸發(fā)器50的出口排出，流入壓縮機10的入口并被壓縮，然后排至冷凝器20。壓縮的制冷劑氣體在冷凝器20中將熱量散發(fā)到流過冷凝器20的外部流體中去，例如散發(fā)到常壓空氣中，并冷凝成液體狀態(tài)。然后，液態(tài)制冷劑流至貯液器30并貯存在里面。貯液器30中的制冷劑流至膨脹裝置40，例如一個熱力膨脹閥，在膨脹裝置40中液態(tài)制冷劑的壓力降低。降低壓力的液態(tài)制冷劑流過蒸發(fā)器50并由流過蒸發(fā)器的液體，例如，常壓空氣吸熱而汽化。接著，氣態(tài)的制冷劑從蒸發(fā)器50回到壓縮機10的入口，以便進一步壓縮并通過循環(huán)系統(tǒng)1再循環(huán)。
圖2和圖3顯示公開在日本實用新型公開昭63-49193中的一種現(xiàn)有技術大致扁平的管21，這些管件具有橢圓形橫截面和多個允許制冷劑流體流過的開口。多個波紋翹片裝置22設置在相鄰的扁平管21之間。圓形的集流管23和24垂直于扁平管21設置并可以具有，例如一種多層結構。集流管23和24上有多個穿透的槽口25。扁平管21固定地連接在集流管23和24上并位于槽口25中，使扁平管21的多個開口與集流管23和24的空心內部相連通。
集流管23有一個敝開的頂端和一個敝開的底端，它們分別用固定和密封連接在那里的入口管接頭23a和出口管接頭23b密封。入口管接頭連接在壓縮機10的出口上。出口管接頭連接在貯液30的入口上。多塊隔板23c固定地設置在集流管23內將它分成上部腔室231、中間腔室232和下部腔室233。集流管24有一個封閉的頂端和一個封閉的底端。一塊隔板24A固定地設置在集流管24內，約位于其長度的中部位置，從而將集流管24分成上部腔室241和與上部腔室241隔開的下部腔室242。隔板24a的位置低于上部隔板23c的位置，高于下部隔板23c的位置。
工作時，壓縮的制冷劑氣體由壓縮機10通過入口管接頭23a流入集流管23的上部腔室231，并使部分氣體被分布流過設于上隔板23c上面的各個扁平管21。接著，扁平管21內的氣體流入上部腔室241的上部。然后，上部腔室241的上部內的制冷劑向下流入上部腔室241的下部并被分布，使一部分流過設于上隔板23c位置下面和設于隔板24a位置上面的每一個扁平管21。然后，這些氣體由扁平管21流入集流管23的中間腔室232的上部。中間腔室232上部分中的制冷劑向下流入其下部，并被分配，使一部分流過位于隔板24a下部和位于下隔板23c上面的每一根扁平管21。接著，這些氣體流入集流管24的下部腔室242的上部。下部腔室242上部內的制冷劑向下流入其下部并被分配，使一部分流過設于下部隔板23c位置下面的每一根扁平管并流入集流管23的下部腔室233。
當制冷劑氣體順序流過扁平管21時，制冷劑氣體中的熱量與流過波紋翅片裝置22的常壓空氣進行交換。由于制冷劑氣體將熱量散發(fā)到外側的空氣中去，所以當它通過扁平管21時冷凝成液體狀態(tài)。在下部腔室233內的冷凝的液態(tài)制冷劑從那流出經(jīng)過出口管接頭23b進入貯液器30。
如圖3所示，集流管23上有與槽口25相對形成的槽口26。該槽口26位于兩相鄰的槽口25之間。形成位于集流管23內的隔板的極件27包括一體形成的小直徑半圓部271和大直徑半圓部272，這兩個半圓形部分在它們的弦面相連。半圓部271的直徑大致等于集流管23的內徑，而半圓部272的直徑大致等于集流管23的外徑。板件27設置在槽口26中，使半圓部271與集流管23的內表面緊密配合，而半圓部272的設置方式是使其端部272a與槽26的端部262緊密配合。因此，組合之后，板件27不能朝著集流管23的里面移動并與集流管23的外表面大致齊平。
更詳細地說，組裝之后，由各種夾具固定在一起的熱交換器被放入釬接爐中。理論上這些夾具在釬接過程使各部件永久地固定之前會將熱交換器的各個部件保持在它們相應的位置上。雖然板件27由端部272a、262的連接作用被阻止間集流管23的里面移動，但未能阻止板件27放進去之后從槽口26滑出。此外，板件27的頂面和底面與槽口26的周邊261之間存有間隙。因此，板件27可能相對于集流管23的縱向軸線呈各種傾斜的位置。
請參閱圖4和圖5，集流管23的內側由鋁金屬23d制成，其外側由鋁硅合金制成，鍍在鋁金屬23d形成的圓周上。鋁硅合金的熔點低于鋁金屬23d的熔點。所以，鋁硅合金將板件27與集流管23纖接在一起。
由于板件27放在槽口26內后未固定，所以雖然剛插入位置是正確的，但板件27的位置易于由一個小的振動或沖擊，例如，在熱交換器送至釬接爐的過程中變動。當熱交換器放在釬接爐內加熱時，板件27的任何位置上的誤差都將在熱交換器的結構上產生永久性的缺陷。例如，端部272a和262可能不完全齊平。在這種情況下，板件27釬接在集流管23上時，使半圓部271和集流管的內表面之間產生間隙，由此使一些制冷劑繞過多條通道通過該熱交換器。另一方面，板件27可能在槽口26中傾斜一個角度，使槽口26和板件27之間的釬接太弱，影響該熱交換器的套個使用壽命。在這種情況下，接近板件27的集流管處易于裂開一個縫隙，由該縫隙制冷劑會流入大氣。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種熱交換器集流管中的隔板，這種隔板能在釬接爐內釬接之前牢固地固定就位。
為了實現(xiàn)上述和其它一些目的，根據(jù)本發(fā)明這里提供了一種用于組裝熱交換器集流管中隔板的方法。該集流管呈圓柱形狀，其上有許多容納熱交換器管子的連接孔。此外，最好在連接孔的相對一側有至少一個其內插置隔板的槽口。該方法包括下列步驟在集流管的圓周上切制至少一個槽口，該槽口在其兩端部之間的長度小于隔板的直徑;接著，將槽口的兩個端部外翻，使槽口被同時擴大;然后將隔板由擴大的槽口插入集流管內;最后，使槽口各端的外翻突出部壓靠在隔板的外露表面部分上，以防止該隔板朝集流管的外面滑出。
此外，該較佳實施例涉及一種熱交換器結構，該結構包括一個圓柱形的集流管和多個用于容納熱交換管子的連接孔。集流管還包括至少一個用于插入隔板的槽口。隔板插入集流管之后，在槽口兩端形成的一對外翻突出部至少連接在隔板外露圓周的一部分上。因此，該隔板被有效地防止了從集流管中移出。
本發(fā)明的其它目的、性質及方面通過下面結合附圖對本發(fā)明較佳實施例的詳細說明是易于理解的。
圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術的制冷循環(huán)系統(tǒng)的示意性框圖。
圖2是顯示圖1所示制冷循環(huán)系統(tǒng)中的冷凝器的側視圖。
圖3是圖2中所示的冷凝器的一些零件的分解示圖。
圖4是沿圖2中4-4線截取的局部剖視圖，其中扁平管和翅片裝置被省略。
圖5是沿圖2中5-5線截取的局部剖視圖，其中扁管和翅片裝置被省略。
圖6是一較佳實施例中冷凝器的透視圖。
圖7A是顯示根據(jù)該較佳實施例中的方法進行切割步驟的局部剖視圖。圖7B和圖7C是顯示根據(jù)該較佳實施例中的方法進行槽口擴大步驟的局部剖視圖。
圖8是顯示根據(jù)該較佳實施例的方法進行隔板插入步驟的透視圖。
圖9A是顯示根據(jù)該較佳實施例的方法進行插入步驟的局部剖視圖。
圖9B和圖9C是顯示根據(jù)該較佳實施例的方法進行外翻突出部彎折步驟的局部剖視圖。
圖10是根據(jù)該較佳實施例顯示隔板支撐在集集管內的集流管的剖視圖。
參見各附圖，圖6-10顯示組裝較佳實施例中的熱交換器的方法及該熱交換器的結構。在這些圖中，相同的標號用于表示顯示在現(xiàn)有技術附圖中對應的零件。因此，那些零件的完整解釋被省略了。
特別參見圖6，圖中顯示了較佳實施例中的冷凝器。冷凝器200包括許多扁平管21和許多交替安排形成熱交換區(qū)域200a的波紋翅片裝置22。扁平管21最好由鋁制成并具有多通道結構。更詳細地說，扁平管21包括許多縱向設置的隔壁，因此，扁平管21具有許多平行的流動通通。這種結構增加了制冷劑流過扁平管21時的接觸表面積。這些扁平管21設置在集流管130和140中對應的槽口25中。
集流管130和140最好是圓柱形狀，它們的內側最好由鋁金屬制成，而外側最好由鋁硅合金制成，鋁硅合金的熔點低于鋁金屬的熔點。隔板71最好設置在集流管140內的上部位置，而隔板72最好設置在集流管130內的下部位置。一個上管塞15設于集流管130的頂部開口端，一個下管塞16設于集流管130的下部開口。隔板71，上管塞150和下管塞16將集流管130分成上流體腔室130a和下流體腔130b。入口管230伸入集流管130并將上流體腔室130a與制冷循環(huán)系統(tǒng)中的另一部件，如壓縮機相連。兩個腔室130a和130b是相互隔開的。
集流管140包括一塊設于其內的隔板72，它最好位于集流管140內低于集流管130內隔板71所設的位置。集流管140的頂部開口端和底部開口端分別設有上管塞17和下管塞18。隔板72，上管塞7和下管塞8將集流管140分成上流體腔室140a和下流體腔室140b，這兩個腔室是相互隔開的。出口管240伸入集流管140并將下流體腔室140b與制冷循環(huán)的其它部件，如貯液器相連。
工作時，由壓縮機來的壓縮制冷劑氣體流過入口管230進入集流管130的上流體腔室130a并被分配，使一部分氣體流過設置在隔板71位置上面的各個扁平管21。在扁平管21中流動的制冷劑流入上流體腔室140a的上部。然后，在上部流體腔室140a上部的制冷劑流至上流體腔室140a、的下部并被分配，使一部分流過設于隔板71位置下面和設于隔板72位置上面的各個扁平管21。接著，制冷劑流入集流管130的下流體腔室130b的上部。在下流體腔室130b的上部內的制冷劑向下流入其下部并被分配，使一部分流過設于隔板72位置下面的各個扁平管21。最后，制冷劑流入集流管140的下流體腔室140b。當制冷劑氣體依次流過扁平管21時，制冷劑氣體中的熱量被流過波紋翅片裝置22的常壓空氣帶走。由于制冷劑氣體將熱量散給外側空氣，所以當它通過扁平管21時冷凝成液體狀態(tài)。冷凝的液態(tài)制冷劑在下流體腔室140b中流過出口管240并流入貯液器。
圖7A顯示制造熱交換器，例如冷凝器的集流管的方法中的切口步驟。首先，集流管130被放置在一臺壓機的模具8上形成的半圓形槽81中。模具8包括一對刀片部分(未顯示)，它們分別形成在半圓形槽81上部的相對內端部上，相互面對。接著，設置在槽81上面的沖頭91在集流管130的一部分圓周上切出一條槽131。該槽131的端部131a和131b之間的長度小于圖8-10中顯示的隔板70的直徑。
切口步驟之后，該方法繼續(xù)對槽進行擴大步驟，如圖7B和圖7C所示。在這個步驟中，如圖7B所示，一個具有U形形狀的金屬模92放在槽131的上面。金屬模92的寬度W最好大致等于或稍小于集流管130的內徑。而且，金屬模92的弧度大致與槽81的弧度相同。接著，如圖7C所示，當金屬模92伸入槽131時，槽131的一對端部131a，131b被一對刀片部分沿著金屬模92的圓形表面被切割并被剝離。金屬模92最好伸入槽131，直到金屬模92的底部接觸到集流管130的圓形內表面為止。
最好參見圖8和圖9A，槽131的端部131a，131b被擴大形成朝集流管130外側伸出的伸出部131c、131d。而且，在集流管130的內側形成容納隔板的U型部分132。最好在圓管的里面由金屬模92形成一條槽B3，用于容納隔板70的內側緣。開口131c的大小，或更具體地說，突出部131c、131d之間的長度與隔板70的直徑大致相同，或稍大于隔板直徑。
槽口擴大步驟之后，制造過程進行到隔板插入步驟，如圖8和圖9A所示。隔板70，最好具有圓形形狀，由開口131c插入U形部分132內，隔板70的內端與槽133配合。隔板70的直徑最好與U型部分132的寬度相等或小于該寬度。而且，隔板70的直徑最好大于集流管130的內徑，使集流管130的內側被分割成多個腔室。此外，由于隔板70具有圓形形狀，所以其插入時不涉及取向。
隔板插入步驟之后，該方法繼續(xù)進行到彎折步驟，如圖9B和9C所示。首先，如圖9B所示，工具92放置在開口131c的上面。更具體地說，將工具93放置在隔板70的上圓形表面和突出部131c，131d的上面。工具93的寬度大致與開口131c的寬度相同或稍小于該寬度。工具93的下部93a具有圓弧形狀。接著，將工具朝著開口131c下落，并逐漸將突出部131c，131d朝著隔板70彎折。此外，當突出部131c，131d被彎折時，隔板70逐漸地進入槽133中。
因此，如圖9c所示，由工具93彎折的突出部131c、131d配合在隔板70的圓周上。所以，隔板70被突出部131c、131d牢固地固定在集流管130上。
圖10顯示由上述方法安裝在集流管130中的隔板70，由于突出部131c、131d的彎折，防止了隔板70朝著集流管130的外側移動。所以，既使集流管130受到?jīng)_擊或振動，隔板70也被突出部131c、131d牢固地固定在其位置上。而且，集流管130的內側被有效地分成多個腔室。
組裝之后，該熱交換器的各個部件用各種夾具固定在一起，然后送到釬接爐中加熱。一般地來說，當熱交換器被移動至釬接爐時，一些沖擊和振動會使隔板從它們的固定位置移出。但是，由于該較佳實施例中隔板70的上圓周表面被突出部131c、131d壓住并被支撐，所以隔板70不會從它的固定位置移出。因此，當釬接時，隔板70有效地將集流管130內側進行分割，沒有流體能繞過多條流動通道或溢出大氣。
本發(fā)明已結合較佳實施例在這里進行了說明，但是，這個實施例只定作為一個例子并不對本發(fā)明起限制作用。應該理解到，對于那些熟悉本技術領域的人來說，在不脫離由所附權利要求書所限定的本發(fā)明的精神范圍內可做出其它一些變化和變更型。
權利要求
1.一種制造熱交換器的集流管的方法，所述的集流管上具有多個用于容納熱交換器管子的連接孔和至少一個用于在所述的集流管中折轉熱介質的隔板，其特征包括下列步驟在所述的集流管上加工一個槽口；在所述的槽口上加工一個向外伸出的固定件；將所述隔板的至少一部分插入所述的槽口中；以及向內彎折所述固定件以便牢固地連接所述隔板的至少一部分。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述的隔板用一種釬接材料包覆。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述的隔板其形狀大致為圓形。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述的隔板大致垂直于所述集流管的軸線定位。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述的集流管上的所述槽口由一沖頭形成。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述固定件的步驟還包括將所述槽口擴大的步驟。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于所述槽口通過在其內插入一個模子而被擴大。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于當所述模子插入所述槽口中時，所述槽口的兩端向外翻。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于所述彎折步驟包括用一工具將兩端向內彎折使所述端部蓋在所述集流管的至少一部分上的步驟。
10.如權利要求6所述的方法，其特征在于所述槽口被擴大時，形成一對徑向的突出部。
11.如權利要求10所述的方法，其特征在于所述徑向的突出部形成所述的固定件。
12.如權利要求1所述的方法，其特征在于它還包括將一個工具靠近所述集流管定位的步驟，所述的工具具有一個大致對應于所述集流管的外表面的工作表面。
13.如權利要求12所述的方法，其特征在于它還包括工具朝著所述集流管移動的步驟，直到所述固定件蓋在所述隔板的至少一部分上為止。
14.一種制冷循環(huán)系統(tǒng)，其特征包括一臺壓縮機;一個位于所述壓縮機后面的冷凝器;一個位于所述冷凝器后面的貯液器;一個位于所述冷凝器后面的膨脹元件;以及一個位于所述膨脹閥后面的蒸發(fā)器;
所述的冷凝器還包括一個第一集流管;一個與所述第一集流管隔開的第二集流管;一個與所述集流管之間形成的熱交換區(qū)域;一個在所述集流管中至少一個上形成的槽口;一塊插入所述槽12中的隔板;以及從所述槽口伸出用于將所述隔板牢固地固定在所述槽口中的固定件。
15.如權利要求14所述的制冷循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于它還包括在所述集流管上的所述槽口相對側形成的一條槽，所述隔板的至少一部分設置在所述的槽中。
16.如權利要求14所述的制冷循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于所述的槽口還包括一對相對的端部，所述的固定件包括從該對相對端部伸出的相應突出部分。
17.一種用于熱交換器的集流管，其特征包括至少一個在所述集流管的所述表面上形成的槽口;一塊插入所述至少一個槽口中的隔板;以及從所述槽口伸出用于將所述隔板牢固地固定在所述至少一個槽口中的固定裝置。
18.如權利要求17所述的集流管，其特征在于它還包括一條在集流管的所述的至少一個槽口的相對側形成的槽，所述隔板的至少一部分設置在該條槽內。
19.如權利要求17所述的集流管，其特征在于所述至少一個槽口還包括一對相對的端部，所述固定件包括從所述相對端伸出的對應突出部。
20.如權利要求17所述的集流管，其特征在于它還包括多個在所述集流管上形成的槽口，每一個槽口內插入一塊隔板，所述的隔板用從所述槽口伸出的固定件固定在所述槽口內。
全文摘要
一種熱交換器，它包括集流管，在集流管之間延伸的扁平管和在扁平管之間延伸的翅片裝置。集流管包括多個在其一側上用于接收扁平管的孔。在集流管的相對一側上至少有一個槽口，其內插入一塊隔板。當集流管成型時，在各個槽口上形成一對突出部。隔板插入集流管之后，這些突出部被彎折，直到它們觸到隔板為止，由此將隔板牢固地固定在集流管內。
文檔編號F28D1/03GK1095326SQ9310607
公開日1994年11月23日 申請日期1993年5月17日 優(yōu)先權日1993年5月17日
發(fā)明者細谷和樹, 門浩隆 申請人:三電有限公司