專利名稱：熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱交換器，其包括多個(gè)平直管、一對(duì)連接在平直管各端部的中空集流管、在集流管內(nèi)提供的入口和出口，其中平直管用于在所述管內(nèi)部流動(dòng)的第一流體和在所述管外部流動(dòng)的第二流體之間進(jìn)行熱交換，入口和出口用于引導(dǎo)第一流體進(jìn)入平直管以及將其排出平直管。
這種熱交換器可從EP-A-0359358中已知。
在該已知的熱交換器中，集流管由一些具有圓形橫截面的管構(gòu)成。這些管備有形狀與熱傳遞管的橫截面相應(yīng)的孔，用以接納管端部。這種設(shè)計(jì)被證明對(duì)這種熱交換器內(nèi)使用傳統(tǒng)壓力時(shí)非常有利。通常在低壓側(cè)使用2.5-6巴(bar)的壓力，而在高壓側(cè)使用15到30巴之間的壓力。由于引入較高壓，集流管的壁厚不得不增加。這對(duì)使用高壓CO2的熱交換器尤其如此，其低壓在35-80巴之間，高壓在80-170巴之間。
集流管這種尺寸的增加導(dǎo)致了熱交換器尺寸大而笨重，這在用于機(jī)動(dòng)設(shè)備如客車或類似物中的熱交換器中尤其不利。
因此本發(fā)明的目的在于提供一種沒(méi)有上述缺點(diǎn)的熱交換器。
該目的及其他目的是這樣獲得的，即每個(gè)集流管由至少兩個(gè)平行管組成，其中兩個(gè)相鄰管具有共同壁部分。
通過(guò)這樣設(shè)計(jì)集流管的形狀，可以明顯減小集流管的尺寸和質(zhì)量，尤其與傳統(tǒng)的圓形集流管相比。
通過(guò)使集流管由多個(gè)圓形橫截面的平行管構(gòu)成，可以使用較小壁厚，因?yàn)樾≈睆降倪@種管強(qiáng)度比大直徑的管大得多。而且，集流管的內(nèi)部容積減少了，從而導(dǎo)致在該熱交換器中可使用更少的熱交換流體。
本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和特征可從下面參考附圖所作的描述中變得更清楚。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的熱交換器的示意圖。
圖2是圖1中集流管沿II-II線的橫截面。
圖3是用于圖1熱交換器的集流管的正視圖。
圖4是圖3的集流管的側(cè)視圖。
圖5是圖3所示集流管正視圖的放大圖，其更詳細(xì)地示出了孔。
參見(jiàn)圖1到圖4，圖示的熱交換器包括多個(gè)平行堆疊的平直熱傳遞管1和夾在平直管1之間的波形葉片2。管1的端部1a連接在集流管3和4上。每個(gè)熱傳遞管可以用擠制鋁制成，具有平直形狀。作為另一種選擇，平直管可以是多孔平直管，通常稱為多口管或其他，可以使用電接合管。多口管可通過(guò)擠壓制成，但也可以通過(guò)滾壓金屬包覆層(clad sheet)，疊合及釬焊制成。另外，可以使用插入導(dǎo)流板的焊接管。
在所示實(shí)施例中各波形葉片的寬度于平直管的寬度大致相似，但其他寬度也可以。葉片2和平直管1釬焊在一起。集流管3，4用鋁管制成，帶有形狀與熱傳遞管1的橫截面相同的孔5，用以接納管的端部1a。孔5也可以定做，如成錐形，以使平直管更易于進(jìn)入。插入的管端部1a被釬焊在孔5內(nèi)。如圖1所示，集流管3，4分別接在入口總管6和出口總管7上。入口總管6允許熱交換流體進(jìn)入集流管3，而出口總管7允許熱交換流體排出。集流管3和4分別由帽或塞8和9封閉。參考標(biāo)號(hào)13和14表示附裝在最外層葉片2上的側(cè)板。
集流管3的內(nèi)部空間被導(dǎo)流板10分成兩部分，集流管4被導(dǎo)流板11分成兩部分。由此提供的介質(zhì)路徑在集流管3開(kāi)始，經(jīng)第一組管1，再流經(jīng)部分集流管4，再經(jīng)第二組管1到集流管3，經(jīng)第三組管1到集流管4，最后經(jīng)出口7離開(kāi)熱交換單元。很清楚，也可以用沒(méi)有導(dǎo)流板的集流管，反過(guò)來(lái)，也可以用每個(gè)集流管有多個(gè)導(dǎo)流板的集流管。
熱交換流體以之字形流經(jīng)熱交換單元。
集流管3和4基本一樣，圖2-4更詳細(xì)地示出了集流管的一個(gè)實(shí)施例。集流管3實(shí)際上由多出口擠壓管構(gòu)成，圖示實(shí)施例中有四個(gè)通道16，17，18，19。但很清楚任何數(shù)目的通道都可以。集流管3可看作多個(gè)管，每個(gè)管構(gòu)成通道16，17，18，19中的一個(gè)，并有壁部分20，21，22，其對(duì)每?jī)蓚€(gè)管來(lái)說(shuō)是共同的。因此，壁部分20對(duì)構(gòu)成通道16和17來(lái)說(shuō)是共同的，壁部分21對(duì)構(gòu)成通道17和18來(lái)說(shuō)是共同的，壁部分22對(duì)構(gòu)成通道18和19來(lái)說(shuō)是共同的?；蚨嗷蛏俅怪庇诠餐诓糠?0、21的管的壁部分24和25基本在一個(gè)平面上，因此形成了一個(gè)基本平的表面。
如圖3和4更清楚地所示，集流管3的壁部分24備有多個(gè)孔5。這些孔5有一個(gè)與平直管1橫截面的外部尺寸和形狀相應(yīng)的橫截面。這些孔可借助開(kāi)槽或切口獲得。如圖2所示，這些孔延伸一定深度，到達(dá)共同壁部分20，21和22，在這里終止于共同平直表面31。管1的端部1a可以插入孔5中這個(gè)深度，可通過(guò)普遍公知的方法之一接到集流管3上。通過(guò)這種方法，可在集流管3和單個(gè)管1之間獲得流體連接。最好通過(guò)給集流管增加材料使每個(gè)孔的深度增加。
如果多口壓制管的管端部1a完全插入到集流管2內(nèi)表面31的水平，該多口壓制管的多個(gè)通道被壁部分20，21，22堵住，在熱傳遞過(guò)程中不起作用。可以使用多個(gè)裝于通道16，17，18，19開(kāi)口部分前方的各個(gè)切口中的多口壓制管。通常這樣很笨重，優(yōu)選的是閉塞多口傳遞管1中與壁部分20，21，22相對(duì)的通道。
作為另一種選擇，可以增加孔5的深度直到32所示的水平。如果管1現(xiàn)在插入到表面31的水平并固定在其位，則可在集流管3內(nèi)的不同通道16，17，18，19之間獲得連通。這樣可以使壓力相等并使不同通道之間的流動(dòng)方式平衡。
為了便于組裝，如圖5所示，可以使孔5做成兩段。在第一段孔5在全部寬度即平直管1的厚度上做到表面31的水平。在第二段孔在小一些的寬度上即大約平直管的厚度減去兩倍的壁厚做到表面32的水平。如圖5所示，通過(guò)這種方式可以在集流管孔中做成許多肩部33，使管端部1a能夠被插入到表面31并連接到集流管上，從而在集流管3或4的不同通道之間獲得開(kāi)放的連通，這樣可允許通道之間更好的橫向流動(dòng)方式。
肩部33有一定的長(zhǎng)度，與集流管3或4的不同通道之間的共同壁20，21或22的厚度相應(yīng)，如圖2和5所示。如果將管1與集流管3或4通過(guò)釬焊連接，則部分釬焊材料可能會(huì)在肩部33的表面上流動(dòng)并流入管1的內(nèi)通道。為了避免這種釬焊材料的內(nèi)流，可以減少肩部的長(zhǎng)度致使肩部33只有很小的部分與管端部1a接觸。
很清楚，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，而在落入后附權(quán)利要求范圍內(nèi)的同一創(chuàng)造性概念中可以有多種變化。尤其是可以使用兩種不同的集流管，一個(gè)是管1完全插入，一個(gè)是管1部分插入以獲得內(nèi)部連通。
權(quán)利要求
1.一種熱交換器，包括多個(gè)平直管、一對(duì)連接在平直管端部的中空集流管、在集流管內(nèi)提供的入口和出口，其中平直管用于在所述管內(nèi)部流動(dòng)的第一流體和在所述管外部流動(dòng)的第二流體之間進(jìn)行熱交換，入口和出口用于引導(dǎo)第一流體進(jìn)入平直管以及將其排出平直管，其特征在于，每個(gè)集流管由至少兩個(gè)平行管構(gòu)成，其中兩個(gè)相鄰管具有共同壁部分。
2.如權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征在于，集流管包括多個(gè)圓形橫截面的管并構(gòu)成了基本平直的一排管。
3.如權(quán)利要求1或2所述的熱交換器，其特征在于，在集流管的平表面一側(cè)做出開(kāi)槽狀的孔。
4.如權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所述的熱交換器，其特征在于，管只是部分插入圓形管中，從而在構(gòu)成集流管的平行管之間留出連通通道。
5.如權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的熱交換器，其特征在于，管是多口壓制管。
6.如權(quán)利要求5所述的熱交換器，其特征在于，與集流管中壁部分相對(duì)的、在口熱傳遞管中的通道被堵塞。
7.如權(quán)利要求3和5所述的熱交換器，其特征在于，孔在平直排圓形管中的深度一定，熱傳遞管只插入較少的深度。
8.如權(quán)利要求7所述的熱交換器，其特征在于，孔通過(guò)給集流管增加材料而深度增加。
全文摘要
一種熱交換器,包括多個(gè)平直管(1),用于在所述管(1)內(nèi)部流動(dòng)的第一流體和在所述管(1)外部流動(dòng)的第二流體之間熱交換。一對(duì)中空集流管(3,4)連接在平直管(1)的端部,集流管(3,4)內(nèi)有入口(6)和出口(7),用于將第一流體引入平直管及將第二流體排出。每個(gè)集流管(3,4)由至少兩個(gè)橫截面基本圓形的平行管(16,17,18,19)構(gòu)成,兩個(gè)相鄰的管有整體壁部分(20,21,22),由此提供基本平直的集流管(3,4)。
文檔編號(hào)F28F9/18GK1276058SQ97182187
公開(kāi)日2000年12月6日 申請(qǐng)日期1997年10月23日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月12日
發(fā)明者L·?？诉_(dá)爾, P·格倫德拉克, L·徐, J·佩特森 申請(qǐng)人:挪威海德羅公開(kāi)有限公司