專利名稱：熱交換器管、包括這樣的管的熱交換器以及制造這樣的管的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱交換器管，包括這樣的管的熱交換器以及制造這樣的管的方法。非排他地，相關(guān)的熱交換器意圖用于配備車輛，在優(yōu)選應(yīng)用中，對(duì)應(yīng)于設(shè)置在車輛的空調(diào)環(huán)路或回路中的冷凝器。在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，還可設(shè)想這些交換器作為發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻環(huán)路或回路中的散熱器的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
簡(jiǎn)要地，車輛的乘客艙的空調(diào)環(huán)路沿通過(guò)其的冷卻劑流體(諸如氟利昂、C02、1234YF流體)的流動(dòng)方向通常主要包括壓縮機(jī)，在該處壓縮蒸氣形式的流體；冷凝器，接收流體以由于掃過(guò)冷凝器的外部空氣流而將流體轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w形式；膨脹器，降低壓力；和蒸發(fā)器，膨脹和冷凝的流體在所述蒸發(fā)器中與被引導(dǎo)至乘客艙中的外部空氣流進(jìn)行熱交換。流體在蒸發(fā)器的出口處被轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀啵员火佀偷綁嚎s機(jī)中用于新的循環(huán)，而通過(guò)蒸發(fā)器的外部空氣流被冷卻以在乘客艙中供應(yīng)被調(diào)節(jié)空氣。在結(jié)構(gòu)方面，形成熱交換器的冷凝器包括平行管的管束和兩個(gè)總管(或集管箱)，管的對(duì)應(yīng)端部(通過(guò)將它們釬焊)以密封的方式固定地連接到所述總管中。因而，環(huán)路中的冷卻劑流體能夠流動(dòng)通過(guò)管，通過(guò)掃過(guò)管的外部空氣流，流體從其氣相被轉(zhuǎn)換為其液相。在這些管與總管組裝之前，主要使用兩種技術(shù)制造這些管?；驍D出或彎折，擠出產(chǎn)生高成本(針對(duì)每一種類型的管的專用模具)但由于自然地密封而可容易釬焊，彎折提供多種優(yōu)勢(shì)，但較難于釬焊。本發(fā)明涉及使用彎折工藝制成的熱交換器管。這樣的管通常由金屬板的卷制成，所述金屬板卷在被解開(kāi)為帶的形式之后，通過(guò)專門的彎折工具等被逐漸成形至需要的橫截面，且隨后被切割至需要的長(zhǎng)度，分成對(duì)應(yīng)于最終的管的段。有這種情況熱交換器管可能經(jīng)受較大負(fù)載，諸如與來(lái)自外部環(huán)境的物體(例如石頭)的高速?zèng)_擊。管必須能夠承受任何這樣的沖擊，以便阻止流體的任何泄漏。在彎折管的情況下，管不能如擠出管的情況一樣通過(guò)增加的材料厚度而被加強(qiáng)。但是由于彎折管的壁厚度大致約O. 2_，從承受石頭沖擊的角度來(lái)看其并不足夠，有必要局部增加彎折管的壁的厚度。在第一已知彎折管中，管壁在其自身上在管的一側(cè)或鼻部的位置處多次水平地彎折，增加管鼻部中的材料厚度。缺陷是，管的高度因此是其材料厚度的函數(shù)且對(duì)應(yīng)于彎折部的數(shù)量。在另一已知彎折管中，管沿其一側(cè)預(yù)先打開(kāi)，該側(cè)隨后通過(guò)將平面重疊在平面上成兩個(gè)壁厚度而封閉。該類型方案的缺陷是在以該方式封閉那側(cè)的位置處的有缺陷密封。專利DE102006006670描述了包括具有多個(gè)垂直彎折部的側(cè)部的方案。該方案的主要缺陷是其導(dǎo)致材料的過(guò)度消耗。專利US6192977描述了一種管，所述管的一端通過(guò)管壁的重疊構(gòu)成。該方案在較低高度(例如Imm量級(jí)的高度)的情況下難于控制。此外，還已知的是，特別是從專利DE102005043093，具有內(nèi)部分隔件的管。由于管和內(nèi)部分隔件，不能用傳統(tǒng)方法(例如用刀切割)將管和內(nèi)部分隔件切割至定長(zhǎng)，這是因?yàn)閮?nèi)部分隔件趨于在該操作期間被擠壓。在該情況下，管首先被成型，并隨后切割至定長(zhǎng)，內(nèi)部分隔件也成型并隨后切割至定長(zhǎng)，管和內(nèi)部分隔件隨后被組裝。在該構(gòu)造中，有必要在管和內(nèi)部分隔件之間保留功能性空隙，以能夠插入內(nèi)部分隔件。該空隙對(duì)于部件的彼此正確釬焊是不利的。在已有方案中，對(duì)于增加機(jī)械強(qiáng)度需要的在管壁和內(nèi)部分隔件之間的接觸未必被保證。此外，在已有方案中，石頭沖擊的問(wèn)題仍存在。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是補(bǔ)救這些缺陷，以及本發(fā)明涉及一種流體循環(huán)管，所述流體循環(huán)管的設(shè)計(jì)使得內(nèi)部分隔件能夠加強(qiáng)管且特別是加強(qiáng)管的至少一側(cè)。為此，熱交換器管包括限定出殼體的彎折壁和插入到該殼體中的內(nèi)部分隔件，所述分隔件例如是波紋形的。內(nèi)部分隔件限定出多個(gè)流體循環(huán)溝道。管的壁具有通過(guò)半圓部連接的大表面。內(nèi)部分隔件沿縱向方向延伸，例如從管的一個(gè)孔至另一個(gè)孔。特別地，所述大表面是平面并且平行于彼此。根據(jù)本發(fā)明，管構(gòu)造為使得壁和內(nèi)部分隔件之間的空隙沿至少一個(gè)半圓部的長(zhǎng)度被填充。換言之，考慮到橫截面中的管，即，在正交于管的縱向軸線的截平面中，內(nèi)部分隔件和管的壁之間的空隙沿半圓部在內(nèi)部分隔件的全部長(zhǎng)度或部分長(zhǎng)度上被填充。這樣的作用是增加分隔件和管壁之間的總接觸面積，且因此增加管的厚度，至少在管的鼻部的位置處的厚度。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，內(nèi)部分隔件在一個(gè)頂點(diǎn)處包括至少一個(gè)平坦部，所述平坦部與壁接觸。這具有增加機(jī)械強(qiáng)度的優(yōu)勢(shì)，包括在其平面的位置處的機(jī)械強(qiáng)度。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，內(nèi)部分隔件在其每一個(gè)頂點(diǎn)處包括平坦部，所述平坦部
與壁接觸。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，管構(gòu)造為使得壁和內(nèi)部分隔件之間的空隙沿每一個(gè)半圓部被填充。這樣具有在管的每一側(cè)加強(qiáng)管鼻部的優(yōu)勢(shì)，且因此避免標(biāo)記被加強(qiáng)側(cè)的必要性。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，管具有B形形狀的截面，且所述壁包括腿部，所述腿部在所述B形形狀的截面的中央部分的位置處相接。至少一個(gè)所述腿部與內(nèi)部分隔件接觸。這具有增強(qiáng)管的機(jī)械強(qiáng)度的優(yōu)勢(shì)。注意到的是，根據(jù)本發(fā)明，這些各個(gè)特征在釬焊之后的管中和尚未釬焊的管中均出現(xiàn)。本發(fā)明還涉及包括如上所述的管的熱交換器。具有這些流體循環(huán)管的熱交換器優(yōu)選地限定出機(jī)動(dòng)車輛空調(diào)環(huán)路的冷凝器等。如上所述，這樣的熱交換器在機(jī)動(dòng)車輛的領(lǐng)域中找到特別的應(yīng)用，例如制造空調(diào)冷凝器。例如，交換器具有參見(jiàn)上述的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明還涉及一種制造熱交換器管的方法，所述熱交換器特別是機(jī)動(dòng)車輛空調(diào)系統(tǒng)的冷凝器。管包括限定出殼體的彎折壁和帶有空隙地插入到上述殼體中的內(nèi)部分隔件，上述內(nèi)部分隔件例如為波紋形。內(nèi)部分隔件限定出多個(gè)流體循環(huán)溝道，以及管的壁具有大表面，尤其是平表面，上述大表面具有長(zhǎng)度L，并通過(guò)具有高度H的半圓部連接。該方法包括將內(nèi)部分隔件插入到殼體中的步驟和將管沿其高度方向擠壓的步驟。根據(jù)本發(fā)明，擠壓特征在于所述擠壓將管從高度Hl擠壓至高度H2和從長(zhǎng)度LI擠壓至長(zhǎng)度L2，其中H2〈H1，L1〈L2，從而壁和內(nèi)部分隔件之間的空隙被至少部分地填充。通過(guò)將管從高度Hl擠壓至H2 (H2〈H1)和將長(zhǎng)度LI擠壓至長(zhǎng)度L2 (L1〈L2)，該擠壓使得管的壁和插件之間的總接觸面積增加，特別是在至少一個(gè)管鼻部的位置處。這具有使內(nèi)部分隔件和與內(nèi)部分隔件接觸的管壁之間的釬焊更好的優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明的方法的另一優(yōu)勢(shì)是，擠壓(即，變形)允許包括內(nèi)部分隔件的管的線性和均勻的再成型。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，該方法包括預(yù)備步驟，其中，管的壁例如通過(guò)彎折板材制造，以及在彎折之后，具有基本上封閉的截面，內(nèi)部分隔件插入在其中。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，在該方法的擠壓步驟期間，沿基本上正交于管的平面的方向進(jìn)行擠壓。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，擠壓步驟構(gòu)造為使得，管及其部件，壁和/或插件，具有參考以上的特征。


附圖解釋了本發(fā)明如何用于實(shí)際。在這些圖中，相同的附圖標(biāo)記指向相似的元件。圖1A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例在擠壓之前被彎折成B的形狀的管，以及所述管包括插入在管的壁之間的內(nèi)部分隔件。圖1B示出在擠壓之后的圖1A的管。
具體實(shí)施例方式如圖1A和IB所示的且根據(jù)本發(fā)明，熱交換器管100，特別是用于機(jī)動(dòng)車輛的空調(diào)冷凝器，包括限定出殼體115的彎折壁105和插入在殼體中的內(nèi)部分隔件130。內(nèi)部分隔件130，其特別是波紋形的，限定出多個(gè)流體循環(huán)溝道136。壁105具有大表面，例如是大的平表面，且所述大表面通過(guò)半圓部(radius) 110連接。管的壁特別地具有B形狀的橫截面。換言之，在所示示例中，一旦管已經(jīng)被彎折并隨后被切割成段，它們的薄壁具有為扁平B的整體形狀的橫截面，S卩，具有基部部分，通過(guò)兩個(gè)連接部分、通過(guò)兩個(gè)共面的相面對(duì)的頂部部分側(cè)向地延伸，所述頂部部分平行于基部部分，所述頂部部分終結(jié)于相鄰的端部腿部，所述端部腿部垂直地朝向基部部分并彼此分隔開(kāi)。從而限定出對(duì)應(yīng)于B的環(huán)圈的兩個(gè)縱向和平行的內(nèi)部空間或溝道，在其中在它們的整個(gè)長(zhǎng)度上并以已知方式插入有兩列內(nèi)部分隔件或擾動(dòng)件的彎折部，所述內(nèi)部分隔件或擾動(dòng)件通過(guò)平坦連接部分互連，所述平坦連接部分插入到留在管的彎折壁的基部部分和端部腿部之間的空間中。該內(nèi)部間隔件或這些內(nèi)部間隔件中的每一個(gè)特別地還具有改進(jìn)冷凝器的熱性能和管的機(jī)械強(qiáng)度的功能，其不僅必須抵抗當(dāng)環(huán)路操作時(shí)的操作壓強(qiáng)(20巴的量級(jí))，而且必須抵抗規(guī)范規(guī)定的壓強(qiáng)，特別是對(duì)于基于氟利昂的冷卻劑流體，其為直至100巴的管爆裂額定值。清楚地，在預(yù)組裝的冷凝器(管，具有內(nèi)部分隔件，嵌套在總管中)布置在釬焊爐中之后，特別是使得每一個(gè)內(nèi)部分隔件的縱向和波紋形彎折部的頂點(diǎn)能夠緊固至每一個(gè)管的彎折成B形形狀的壁的內(nèi)部面，這是由于在它們上(在內(nèi)部分隔件上和/或在管的壁上)設(shè)置的涂覆層以及涂覆層熔點(diǎn)略低于構(gòu)成管的壁和內(nèi)部分隔件的材料(例如鋁合金)的熔點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明，管100構(gòu)造為使得空隙沿壁105和內(nèi)部分隔件130之間的至少一個(gè)半圓部110被填充。空隙由存在于管100的半圓部110的內(nèi)部半圓部和內(nèi)部分隔件130的端部134的彎曲部之間的空間限定。這意味著，接觸是連續(xù)的，使得壁105和內(nèi)部分隔件130之間的空隙在半圓部的整個(gè)長(zhǎng)度上被完全填充(S卩，沿半圓部的整個(gè)彎曲部)。管構(gòu)造為使得壁105和內(nèi)部分隔件130之間的空隙例如沿每一個(gè)半圓部110被填充。在所示實(shí)施例中，內(nèi)部分隔件130在頂點(diǎn)132處包括至少一個(gè)平坦部，尤其是在每一個(gè)頂點(diǎn)132處，所述平坦部與壁接觸。如已所述，管100具有，例如，為B形形狀的截面，且壁具有腿部120，所述腿部120連結(jié)在所述B形截面的中央部分的位置處，至少一個(gè)腿部120與內(nèi)部分隔件130接觸。本發(fā)明還涉及制造熱交換器管的方法，特別是用于機(jī)動(dòng)車輛空調(diào)系統(tǒng)冷凝器。根據(jù)本發(fā)明，管100包括限定出殼體115的壁105和插入在殼體115中的內(nèi)部分隔件130。內(nèi)部分隔件130限定出多個(gè)流體循環(huán)溝道136。壁具有大的面，尤其是大的平面，所述面具有長(zhǎng)度L，通過(guò)具有高度H的半圓部連接。如在圖1A和IB中所示，長(zhǎng)度L對(duì)應(yīng)于管100沿其縱向截面的方向的尺寸。如在圖1A和IB中所示，高度H對(duì)應(yīng)于管100的總厚度，S卩，沿其橫截面方向的厚度。當(dāng)然，盡管未示出，但管沿其縱向軸線延伸，所述縱向軸線正交于圖1A和IB的平面。本發(fā)明的方法包括第一步驟，其中，內(nèi)部分隔件130帶有空隙地插入到管100的殼體115中。本發(fā)明的方法包括第二步驟，其中，管100沿高度H的方向被擠壓。該擠壓特征在于，其使得管能夠從高度Hl擠壓至高度H2和從長(zhǎng)度LI擠壓至長(zhǎng)度L2，其中H2〈H1，L1〈L2，管100構(gòu)造為在擠壓之后使得壁100和內(nèi)部分隔件130之間的空隙被至少部分地填充。擠壓步驟可以被歸納為變形步驟，而不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。擠壓或變形步驟使得壁105和內(nèi)部分隔件130能夠被校正。該步驟允許管100再成型，所述管100的尺寸被改動(dòng)。在再成型前，沿高度H的方向以及還有沿長(zhǎng)度L的方向存在空隙，所述空隙允許內(nèi)部分隔件130的插入。壁105和內(nèi)部分隔件130的尺寸可被預(yù)先限定，使得該空隙存在而不論這兩個(gè)部件的制造公差。再成型尺寸隨后被限定，以便校正管100和內(nèi)部分隔件130，并填充為了該插入的目的的至少一個(gè)空隙或甚至所有空隙。擠壓步驟使得高度H能夠減少以及長(zhǎng)度L能夠增加。這個(gè)的作用是沿壁105和內(nèi)部分隔件130之間的半圓部填充空隙，并允許部件的釬焊。由于它們的設(shè)計(jì)，壁105的尺寸L的增加將小于內(nèi)部分隔件130的尺寸的增加。換言之，擠壓步驟使得內(nèi)部分隔件130的長(zhǎng)度尺寸L可以比壁105的尺寸增加得多。這使得可以填充內(nèi)部分隔件130和管鼻部110的內(nèi)部半圓部之間的組裝空隙。這還使得兩個(gè)部件(即，壁105和內(nèi)部分隔件130)的釬焊可行，且因此增加機(jī)械強(qiáng)度，特別是在管鼻部110的位置處的機(jī)械強(qiáng)度。該方法可包括預(yù)備步驟，其中，管的壁例如通過(guò)彎折板材制造，以及在彎折之后，具有基本上封閉的截面，內(nèi)部分隔件插入在其中。在一個(gè)實(shí)施例中，在該方法的擠壓步驟期間，沿基本上正交于管的所述平面的方向進(jìn)行擠壓。擠壓步驟構(gòu)造為例如使得管及其部件，壁和/或內(nèi)部分隔件，具有上述特征。更精確地，擠壓步驟可構(gòu)造為使得，在擠壓之后，內(nèi)部分隔件130在其頂點(diǎn)136的至少一個(gè)處包括平坦部，所述平坦部與壁接觸。擠壓步驟因此允許在內(nèi)部分隔件130的一些或所有頂點(diǎn)136處制造平面區(qū)域。換言之，高度減少的結(jié)果是壓迫內(nèi)部分隔件130在其頂點(diǎn)處產(chǎn)生平坦部，以及取決于校正的大小，改變內(nèi)部分隔件130的彎折部的角度。這樣的作用是保證壁105的內(nèi)部壁和內(nèi)部分隔件插件130之間的釬焊以及增加該組合結(jié)構(gòu)的機(jī)械強(qiáng)度。擠壓步驟還可以構(gòu)造為使得壁105和內(nèi)部分隔件130之間的空隙沿每一個(gè)半圓部110被填充。擠壓步驟可進(jìn)一步構(gòu)造為，在擠壓之后，所述腿部120中的至少一個(gè)與內(nèi)部分隔件130接觸。
權(quán)利要求
1.一種熱交換器管，特別是機(jī)動(dòng)車輛空調(diào)系統(tǒng)的冷凝器，所述管(100)包括限定出殼體(115)的彎折壁(105)和插入到所述殼體中的內(nèi)部分隔件(130)，所述內(nèi)部分隔件限定出多個(gè)流體循環(huán)溝道(136)，以及所述壁(105)具有通過(guò)半圓部(110)連接的大表面，其特征在于，管(100)構(gòu)造為使得壁(105)和內(nèi)部分隔件(130)之間的空隙沿至少一個(gè)半圓部(110)的長(zhǎng)度被填充。
2.如權(quán)利要求1所述的管，其中，內(nèi)部分隔件(130)是波紋形的且在一個(gè)頂點(diǎn)(132)處包括至少一個(gè)平坦部，所述平坦部與壁(105)接觸。
3.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的管，其中，內(nèi)部分隔件(130)是波紋形的且在其每一個(gè)頂點(diǎn)(132)處具有平坦部，所述平坦部與壁(105)接觸。
4.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的管，其中，所述管(100)構(gòu)造為使得壁(105)和內(nèi)部分隔件(130)之間的空隙沿每個(gè)半圓部(110)被填充。
5.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的管，其中，所述管(100)具有B形形狀的截面，且所述壁(105)具有腿部(120)，所述腿部(120)在所述B形形狀的截面的中央部分處相接，至少一個(gè)所述腿部(120)與內(nèi)部分隔件(130)接觸。
6.一種熱交換器，特別是機(jī)動(dòng)車輛空調(diào)系統(tǒng)的冷凝器，其特征在于，所述熱交換器包括至少一個(gè)如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的管(100)。
7.—種制造熱交換器管(100)的方法，所述熱交換器特別是機(jī)動(dòng)車輛空調(diào)系統(tǒng)的冷凝器，所述管(100)包括限定出殼體(115)的彎折壁(105)和插入到所述殼體(115)中的內(nèi)部分隔件(130)，所述內(nèi)部分隔件(130)限定出多個(gè)流體循環(huán)溝道(136)，以及所述壁具有通過(guò)高度為H的半圓部(110)連接的大表面，所述大表面具有長(zhǎng)度L，所述方法包括以下步驟: -將內(nèi)部分隔件(130)帶有空隙地插入到管(100)的殼體(I 15)中， -沿管(100)的高度方向擠壓所述管(100)，所述擠壓將管(100)從高度Hl擠壓至高度H2和從長(zhǎng)度LI擠壓至長(zhǎng)度L2，其中H2〈H1，L1〈L2，管(100)構(gòu)造為在擠壓之后使得壁(105)和內(nèi)部分隔件(130)之間的空隙被至少部分地填充。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，包括預(yù)備步驟，其中，管(100)的壁(105)通過(guò)彎折板材制造，以及在彎折之后，所述壁(105)具有基本上封閉的截面，內(nèi)部分隔件(130)插入封閉截面中。
9.如前述權(quán)利要求7和8中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，沿基本上正交于管(100)的平面的方向進(jìn)行擠壓。
10.如前述權(quán)利要求7至9中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，擠壓步驟使得，管(100)及其部件，壁(105)或內(nèi)部分隔件(130)，具有如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的特征。
全文摘要
本發(fā)明涉及熱交換器管(100)，特別是機(jī)動(dòng)車輛空調(diào)系統(tǒng)的冷凝器。所述管包括限定出殼體(115)的折疊壁(105)；和插入到所述殼體中的內(nèi)部分隔件(130)，所述內(nèi)部分隔件限定出多個(gè)流體循環(huán)溝道(136)，所述壁(105)具有通過(guò)半圓部連接的大表面。根據(jù)本發(fā)明，管(100)構(gòu)造為使得壁(105)和內(nèi)部分隔件(130)之間的空隙沿至少一個(gè)半圓部(110)被填充。
文檔編號(hào)F28D1/03GK103080685SQ201180041851
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2011年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月30日
發(fā)明者L.莫羅, A.鮑爾黑姆, P.梅塔耶, Y.諾丁, K.加霍恩 申請(qǐng)人:法雷奧熱系統(tǒng)公司