專(zhuān)利名稱(chēng)：改進(jìn)的熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱交換器，特別是用于機(jī)動(dòng)車(chē)工業(yè)的熱交換器。
背景技術(shù)：
典型地，用于機(jī)動(dòng)車(chē)的熱交換器包括在兩個(gè)盒體(也稱(chēng)為箱體或收集器)之間的管束，用于使熱交換流體流通。熱交換器設(shè)計(jì)的難題是基于做出正確的折衷來(lái)保證最佳的 生會(huì)巨 / 包裝 / 而寸用 t匕(performance/packaging/enduranceratio)。特別地，在雙熱交換器領(lǐng)域的情況中，散熱器的第一部分使熱交換流體以第一高溫流通，并且散熱器的第二部分使熱交換流體(或另一流體)以第二低溫流通。該類(lèi)型的散熱器具有多種包裝優(yōu)勢(shì)，但其設(shè)計(jì)仍有難題，因?yàn)槠湓诟邷貐^(qū)域和低溫區(qū)域之間的間隔區(qū)域中承受高應(yīng)力。但是，由于熱交換器的設(shè)計(jì)已改進(jìn)，涉及局部應(yīng)力的問(wèn)題已波及到具有單程或多程的常規(guī)熱交換器，因?yàn)槠涑叽缛找鏈p小以具有更小的包裝和更低的重量。為了解決這些問(wèn)題，已嘗試了很多設(shè)計(jì)-利用兩個(gè)箱體中的兩個(gè)相鄰擋板，從而產(chǎn)生死管(deadtube)，并且其中箱體的密封性難以保證，箱體的組裝過(guò)程復(fù)雜，-利用箱體輪廓修改，通過(guò)釬焊形成箱體的集管板和收集器來(lái)提供擋板，這使箱體的組裝復(fù)雜，-利用兩個(gè)箱體中的區(qū)域分隔擋板，與鄰接的管中的塞子一起，以便減少這些區(qū)域中的流動(dòng)，除了其他缺點(diǎn)，這還使散熱器和箱體組裝非常復(fù)雜，-利用兩個(gè)箱體中的區(qū)域分隔擋板，擋板還覆蓋多個(gè)管用于設(shè)置死管，并通過(guò)密封墊圈補(bǔ)充，這是具有復(fù)雜組裝的昂貴方案，-利用插入物，用于創(chuàng)建死管，這使組裝非常復(fù)雜，等等。僅從以上長(zhǎng)度的列表中顯然的是，目前沒(méi)有找到滿意的方案來(lái)提供箱體/管接合部的良好局部增強(qiáng)同時(shí)限制壓降、成本增加和組裝復(fù)雜度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明改善了這種情況。為了達(dá)到這個(gè)目的，本發(fā)明提出了一種用于機(jī)動(dòng)車(chē)的熱交換器，包括箱體和管束， 所述管在它們的端部處被接收在所述箱體的開(kāi)口中，所述管在所述開(kāi)口處通過(guò)管到箱體接合部被連結(jié)到所述箱體，一些所述管到箱體接合部承受熱應(yīng)力，其特征在于，與承受熱應(yīng)力的所述管到箱體接合部有關(guān)的至少一些管具有比其他管更高的機(jī)械抗力。根據(jù)本發(fā)明，熱交換器的機(jī)械抗力因此在承受熱應(yīng)力的區(qū)域中通過(guò)管自身加強(qiáng)。 并且由熱應(yīng)力造成的失效風(fēng)險(xiǎn)被降低，而沒(méi)有附加部件或復(fù)雜設(shè)計(jì)。壓降的增加也由此被限制。
優(yōu)選地，具有更高機(jī)械抗力的所述管是擠壓管，而所述其他管是彎折管。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)勢(shì)將通過(guò)閱讀作為例子且以非限定方式給出的以下附圖的描述得以顯現(xiàn)。


在附圖中-圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的熱交換器的示意圖，-圖2示出了圖1的熱交換器的局部增強(qiáng)區(qū)域的示意橫截面圖，-圖3示出了圖2的區(qū)域的頂視圖，-圖4和5示出了根據(jù)本發(fā)明的熱交換器的另兩個(gè)實(shí)施例，以及-圖6示出了圖4和5的熱交換器的局部增強(qiáng)區(qū)域的示意橫截面圖。
具體實(shí)施例方式附圖和以下描述主要包括具有限定特征的元件。因此，這些附圖和描述可用于加強(qiáng)本發(fā)明的理解，還可在一些情況中幫助限定這些元件。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的熱交換器2的示意圖。熱交換器2是用于空氣冷卻的單程散熱器(single pass radiator)，包括箱體4和5以及具有管8的管束6。如圖2所示，每個(gè)箱體4和5包括接收在收集器12中的蓋10。箱體4包括熱交換流體入口 14，而箱5包括熱交換流體出口 16。管束6由管8形成，這些管通常是長(zhǎng)的并相互平行。每個(gè)管8被接收在箱體4和 5的相應(yīng)開(kāi)口中。在管8之間，設(shè)置了增加熱交換表面的翅片(在此為了簡(jiǎn)化未示出)。通常由鋁制造的管8通過(guò)將片彎折到其自身而被制造，從而形成兩個(gè)通道，如圖3 可見(jiàn)。管束6包括位于箱體端部處的區(qū)域(標(biāo)記為附圖標(biāo)記18)中的特定管。在區(qū)域18中，由機(jī)械約束和溫度沖擊造成的應(yīng)力水平使得常規(guī)的彎折管8可能損壞。為了克服這個(gè)問(wèn)題，申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)圖2和3中更容易地看到的特定管19解決了所有抗力問(wèn)題。管19通過(guò)擠壓技術(shù)制造。這特別地有利，因?yàn)槠湓试S設(shè)計(jì)具有不同的橫截面以及多個(gè)增強(qiáng)肋(例如兩個(gè)或更多個(gè))的管，所述肋限定用于流體流通的通道40。在圖2示出的例中，管19包括3個(gè)肋20，每個(gè)肋具有0. 35毫米的厚度。在各種實(shí)施例中，可包括數(shù)量為2至12個(gè)肋，并優(yōu)選地多于7個(gè)且少于12個(gè)。在各種實(shí)施例中，肋 20的厚度可選擇為0. 15毫米至3毫米，并更優(yōu)選地為0. 2毫米至1. 5毫米。管19具有1. 5毫米的徑向壁厚度T和0. 35毫米的橫向壁厚度t。在各種實(shí)施例中，徑向壁厚度τ可選擇為0. 225毫米至5毫米，并更優(yōu)選地為0. 75毫米至3毫米。在各種實(shí)施例中，橫向壁厚度t可選擇為0. 15毫米至3毫米，并更優(yōu)選地為0. 2毫米至1. 5毫米。通常，徑向壁厚度T被選擇為至少大于橫向壁厚度t的1. 5倍。優(yōu)選地，壁厚度比被選擇為至少大于2，并小于10。管19在抵抗熱沖擊伸長(zhǎng)和收縮方面由其肋的數(shù)量、肋的厚度、徑向壁厚度T和橫向壁厚度t限定。
管參數(shù)的調(diào)整將根據(jù)考慮的應(yīng)用和所尋求的特定散熱而不同。但是，壁厚度比將保持在上述范圍內(nèi)。擠壓管的徑向壁的橫截面可在其外側(cè)方面是圓形的，在其內(nèi)側(cè)方面是圓形的和/ 或橢圓形的。換言之，側(cè)向地延伸的通道40可沿管的側(cè)向側(cè)具有圓形的和/或橢圓形的側(cè)壁。在其他實(shí)施例中，區(qū)域18可通過(guò)設(shè)置多于一個(gè)管19 (例如2至4個(gè)管)被進(jìn)一步增強(qiáng)。由于區(qū)域18位于箱體的端部處，管19的使用不會(huì)使熱交換器的組裝復(fù)雜。圖4和5示出了根據(jù)本發(fā)明的另兩個(gè)實(shí)施例。在這些圖中，箱體4和5與圖1的箱體相似，但具有附加元件。在圖4中，箱體4進(jìn)一步包括擋板22和另外的熱交換流體入口和/或出口 24，熱交換器因此是雙程熱交換器(two-pass heat exchanger)。在圖5中，箱體5還進(jìn)一步包括擋板26和另外的熱交換流體入口和/或出口 28，熱交換器因此形成雙熱交換器(double heat exchanger)0圖4和5的熱交換器的管束示出了其他局部應(yīng)力區(qū)域(附圖標(biāo)記為30)。圖6從箱體內(nèi)部示出了區(qū)域30的頂視圖。在圖6示出的例子中，示出的是圖4和5的區(qū)域30，并從而示出了擋板22。在區(qū)域30中，擋板22被設(shè)置在箱體4的兩個(gè)開(kāi)口之間。由于在熱交換器中流通的熱交換流體將具有顯著的溫差，區(qū)域30中的管(即接收在擋板22附近的開(kāi)口中的管) 承受高水平的應(yīng)力，類(lèi)似于區(qū)域18的管19。為了解決這些應(yīng)力問(wèn)題，區(qū)域30包括接收在圍繞擋板22的開(kāi)口中的管32。雖然擋板的使用使組裝過(guò)程復(fù)雜，但目前沒(méi)有其他滿意方案存在。并且，管32的使用允許更好的應(yīng)力抵抗性，并保證熱交換器的密封性，從而提供組裝和抗力之間的最佳折衷。管32與管19相似，即通過(guò)擠壓技術(shù)構(gòu)建。此外，管32和19在此處示出的例中具有相同的尺寸，并且可以上述范圍內(nèi)的尺寸制造，包括肋的數(shù)量。并且，雖然圖6中示出的區(qū)域30在擋板22的每側(cè)上包括僅一個(gè)管32，但該區(qū)域可在每側(cè)上包括多于一個(gè)管32，例如2至4個(gè)。此外，可以在擋板22的一側(cè)上設(shè)有比另一側(cè)上更多的管32，例如在一側(cè)上設(shè)有1或2個(gè)管32，而在另一側(cè)上設(shè)有3或4個(gè)管32。雖然本發(fā)明已在上文根據(jù)特定實(shí)施例描述，但需要理解的是，這些實(shí)施例可被結(jié)合，并且本說(shuō)明書(shū)披露了這些特定實(shí)施例的所有可能的結(jié)合方式。
權(quán)利要求
1.一種用于機(jī)動(dòng)車(chē)的熱交換器，包括箱體和管束，所述管在它們的端部處被接收在所述箱體的開(kāi)口中，所述管在所述開(kāi)口處通過(guò)管到箱體接合部被連結(jié)到所述箱體，一些所述管到箱體的接合部承受熱應(yīng)力，其特征在于，與承受熱應(yīng)力的所述管到箱的接合部有關(guān)的至少一些管具有比其他管更高的機(jī)械抗力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器，其中，具有更高機(jī)械抗力的所述管是擠壓管，并且所述其他管是彎折管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱交換器，其中，所述擠壓管具有大于或等于1.5的徑向壁厚度與橫向壁厚度之比。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱交換器，其中，所述徑向壁厚度選擇為在0.225毫米至5毫米的范圍內(nèi)，并更優(yōu)選地為0. 75毫米至3毫米。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱交換器，其中，所述徑向壁厚度等于1.5毫米。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5中的任一項(xiàng)所述的熱交換器，所述橫向壁厚度在0.15毫米至3 毫米的范圍內(nèi)，并更優(yōu)選地為0. 2毫米至1. 5毫米。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至5中的任一項(xiàng)所述的熱交換器，其中，所述橫向壁厚度等于0.35 毫米。
8.根據(jù)權(quán)利要求2至7中的任一項(xiàng)所述的熱交換器，其中，所述擠壓管包括被選定數(shù)量的肋，每個(gè)肋具有選擇在0. 15毫米至3毫米的范圍內(nèi)的厚度，并更優(yōu)選地為0. 2毫米至 1. 5毫米，肋的數(shù)量被選擇在2至12個(gè)，并優(yōu)選地為7個(gè)到少于12個(gè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱交換器，其中，肋的數(shù)量是3，并且其中，每個(gè)肋的厚度是 0. 35毫米。
10.根據(jù)權(quán)利要求2至9中的任一項(xiàng)所述的熱交換器，其中，所述擠壓管位于所述管束的兩個(gè)端部處。
11.根據(jù)權(quán)利要求2至10中的任一項(xiàng)所述的熱交換器，進(jìn)一步包括位于箱體的兩個(gè)開(kāi)口之間的至少一個(gè)擋板，其中，接收在所述兩個(gè)開(kāi)口中的管是擠壓管。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的熱交換器，用于機(jī)動(dòng)車(chē)，包括箱體和管束，所述管在它們的端部處被接收在所述箱體的開(kāi)口中，所述管在所述開(kāi)口處通過(guò)管到箱體接合部被連結(jié)到所述箱體，一些所述管到箱體接合部承受熱應(yīng)力。與承受熱應(yīng)力的管到箱體接合部有關(guān)的至少一些管具有比其他管更高的機(jī)械抗力。
文檔編號(hào)F28F1/00GK102207357SQ20111007960
公開(kāi)日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者塞巴斯琴·里維埃爾, 賈納茲·羅德 申請(qǐng)人:法雷奧自動(dòng)系統(tǒng)公司