熱交換器及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于交換兩個流體之間的熱量的熱交換器，并且更具體地涉及用于通過使用熱電模塊主動地交換熱量的熱交換器及其制造方法。
【背景技術】
[0002]在根據(jù)相關技術的使用熱電模塊的熱交換器中，由于熱電模塊中的球式壓焊(bonding)通過高溫焊接執(zhí)行，因此如果大約200°C或以上的溫度被施加至熱電模塊，則熱電模塊被損壞。因此，在熱電模塊的周邊處的熱壓焊單元(諸如，引腳和管)應當在200°C或以下的溫度下被焊接。
[0003]然而，通過低溫焊接壓焊的部分充當用于將由熱電模塊產(chǎn)生的熱量傳遞至外部的路徑的熱電阻，該熱電阻是降低熱交換器的性能的主要原因。
[0004]而且，由于熱電模塊應當在200°C或以下的溫度下被焊接，因此用于固定熱電模塊的周邊的夾具和單獨的壓焊工藝是必須的。
[0005]公開于該【背景技術】部分的信息僅僅旨在加深對本發(fā)明的一般【背景技術】的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領域技術人員所公知的現(xiàn)有技術。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，本發(fā)明已致力于解決上述問題和/或其他問題，并且本發(fā)明旨在提供一種熱交換器及其制造方法，可以通過移除熱傳遞路徑上的熱電阻提高或最大化熱交換器的熱傳遞性能，該熱交換器可以通過簡單的制造過程進行制造，并且由于除了熱電模塊所插入的空間之外的形成熱交換器的所有部件都通過基體金屬壓焊，因此可以在制造過程中防止熱電模塊的損壞。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的各個方面，提供一種熱交換器，其包括:多個三段式管、多個熱電模塊、多個冷卻片以及上箱體和下箱體，其中，多個三段式管的每一個都具有三層的截面并且每一個都具有在中間部分處的液體通道和在液體通道的相對側(cè)處的模塊插入空間；多個熱電模塊插入到模塊插入空間中；多個冷卻片聯(lián)接至三段式管的每一個的外表面；上箱體和下箱體聯(lián)接至三段式管的上側(cè)和下側(cè)以與三段式管的液體通道流體地連通，其中三段式管和冷卻片相對于彼此橫向地堆疊，其中三段式管、冷卻片、上箱體和下箱體通過包括金屬的同一填充材料進行釬焊。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的各個方面，提供一種制造熱交換器的方法，該方法包括:管制造步驟、聯(lián)接步驟、開口形成步驟、模塊插入步驟以及前側(cè)密封步驟，其中，管制造步驟生成多個三段式管，多個三段式管每一個都具有三層的截面并且每一個都具有在中間部分處的液體通道以及在液體通道的相對側(cè)處的模塊插入空間，以用于容納一個或多個熱電模塊；聯(lián)接步驟包括:將冷卻片聯(lián)接至三段式管的外表面，使得三段式管和冷卻片相對于彼此橫向地堆疊、在三段式管的上側(cè)和下側(cè)處分別設置上箱體和下箱體、以及使用包括金屬的同一填充材料對三段式管、冷卻片、上箱體和下箱體進行釬焊；開口形成步驟切割在聯(lián)接步驟之后的三段式管中的一個或每一個的前側(cè)和后側(cè)以形成前開口和后開口 ；模塊插入步驟將熱電模塊通過前開口或后開口插入到三段式管中的一個或每一個的模塊插入空間中；前側(cè)密封步驟堵塞前開口。
[0009]本發(fā)明的方法和裝置具有其它特征和優(yōu)點，這些其它特征和優(yōu)點將從結(jié)合于此的附圖和以下【具體實施方式】中顯而易見，或在附圖和【具體實施方式】中詳細陳述，附圖和【具體實施方式】共同用于解釋本發(fā)明的某些原理。
【附圖說明】
[0010]現(xiàn)將參照由所附附圖顯示的本發(fā)明的某些示例性實施方案來詳細描述本發(fā)明的以上和其他特征，這些附圖在下文中僅以顯示的方式給出，因而對本發(fā)明是非限制性的，在這些附圖中:
[0011]圖1為示出了其中根據(jù)本發(fā)明的示例性熱交換器通過釬焊聯(lián)接以被制造的狀態(tài)的視圖；
[0012]圖2為示出了當從沿著圖1的線I1-1I所呈現(xiàn)的截面觀看時，其中一個三段式管和冷卻片彼此連接的狀態(tài)的視圖。
[0013]圖3為參照圖2的用于解釋示例性熱電模塊的插入的視圖。
[0014]圖4為參照圖2的用于解釋示例性熱交換器的密封的視圖；以及
[0015]圖5為示出根據(jù)本發(fā)明的制造熱交換器的示例性方法的流程圖。
[0016]應當理解，所附附圖不一定按比例繪制，從而顯示本文中所公開的本發(fā)明的說明性的各種優(yōu)選特征的略微簡化的畫法，包括例如具體尺寸、方向、位置和外形的各種優(yōu)選特征將部分地由具體所要應用和使用的環(huán)境來確定。
[0017]在這些圖形中，貫穿附圖的多幅圖形，附圖標記引用本發(fā)明的同樣的或等同的部分。
【具體實施方式】
[0018]現(xiàn)在將詳細參考本發(fā)明的各個實施方案，其示例在附圖中示出并在下文中描述。盡管本發(fā)明將與示例性實施方案相結(jié)合進行描述，但是應當意識到，本說明書并非旨在將本發(fā)明限制為那些示例性實施方案。相反，本發(fā)明意圖不僅覆蓋示例性實施方案，而且覆蓋可以包含在如所附權利要求所定義的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的各種替代方案、修改、等效物以及其它實施方案。
[0019]參照圖1至圖4，根據(jù)本發(fā)明的各個實施方案的熱交換器包括:多個三段式管7，其每一個都具有三層的截面，三段式管7的每一個都具有液體通道I和模塊插入空間5，液體通道I在每個三段式管7的中央或中間部分處，熱電模塊3在液體通道I的相對側(cè)處插入模塊插入空間5 ;多個熱電模塊3，多個熱電模塊3被插入到模塊插入空間中；多個冷卻片9，多個冷卻片9聯(lián)接至三段式管7的每一個的外表面；以及上箱體11和下箱體13，上箱體11和下箱體13聯(lián)接至三段式管7的上側(cè)和下側(cè)以便以三段式管7和冷卻片9相對于彼此水平地或橫向地堆疊的狀態(tài)與三段式管的液體通道I連通。通過同一物質(zhì)的填充金屬對三段式管7、冷卻片9、上箱體11和下箱體13進行釬焊。
[0020]也就是說，在根據(jù)本發(fā)明的熱交換器中，在如圖2中形成的三段式管7和冷卻片9被堆疊之后，如圖1所示，上箱體11設置在三段式管7的上側(cè)處，并且下箱體13設置在三段式管7的下側(cè)處。此后，同時在200°C或以上的高溫下通過同一物質(zhì)的填充金屬對上箱體11和下箱體13進行釬焊以待被聯(lián)接，并且在釬焊后，將熱電模塊3插入到三段式管7的模塊插入空間5中。
[0021]因此，在熱交換器中，同時通過相同的填充金屬對三段式管7、冷卻片9、上箱體11和下箱體13進行釬焊以待被聯(lián)接，但不插入熱電模塊3。因此，由于熱量在構(gòu)成元件之間平穩(wěn)地傳遞而不在熱傳遞路徑中產(chǎn)生熱電阻，因此進一步提高了熱交換器的性能。而且，由于在釬焊之后熱電模塊3被插入，從而防止熱電模塊3在制造過程中惡化，并且實現(xiàn)相對簡單的制造過程。
[0022]此處，在一些實施方案中，三段式管7和冷卻片9優(yōu)選由相同的材料(諸如，鋁)形成，并且通過熱熔進行熱集成以最小化熱電阻，這在改進熱交換器的性能中是更優(yōu)選的。
[0023]三段式管7的模塊插入空間的每一個被配置成使得通過切割模塊插入空間的前端和切割模塊插入空間的后端形成前開口 15和后開口 17，模塊插入空間的前端對應于使空氣向冷卻片9導入的方向并且模塊插入空間的后端對應于相反方向,熱電模塊3通過前開口 15或后開口 17插入，并且在熱電模塊3被插入之后，將絕熱材料形成的密封構(gòu)件19安裝至前開口 15。
[0024]為了說明的目的，通過圖3中的虛線表示用于形成前開口 15和后開口 17的切割線，示出了其中熱電模塊3被插入到模塊插入空間5的一個中的狀態(tài)和熱電模塊3沒有被插入到模塊插入空間5的另一個中的狀態(tài)以相互比較。
[0025]密封構(gòu)件19通過連接在三段式管7的液體通道I的相對側(cè)上的兩個前開口 15環(huán)繞液體通道1，使得液體通道I可以與外部和冷卻片9有效絕熱。
[0026]在熱電模塊3被插入到模塊插入空間之后，將后開口 17填實以固定熱電模塊3。
[0027]在三段式管7的模塊插入空間3中圍繞后開口 17整體地或一體地形成用于防止熱電模塊3向后開口 17偏離和指定熱電模塊3的位置的擋塊突出部21。
[0028]因此，當如上所述形成擋塊突出部21時，熱電模塊3通過前開口 15插入，并且甚至可以僅通過用密封構(gòu)件19堵塞前開口 15來完成熱電模塊3的安裝，但可以進一步執(zhí)行填實。