热交换器和制造方法技术

一种散热片和管子型热交换器，以及制造这种设备的方法。单排散热片安装在热交换器的那些区域上，那些区域在管子弯曲以获得弯曲表面时相邻管子排之间将发生相对运动。多排散热片安装在管子的另一些区域上，该区域在管子弯曲时相邻管子排之间不会发生相对运动。固定在一管子排上的锁定件在弯曲时可容纳在邻近的、相对于曲率中心较内侧的管子排上的一管子的端部，以使两组管子排固定在一起。多排散热片和锁定件的使用有利于组装的强度和刚度。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及散热片和管子热交换器，以及制造这种类型的热交换器的方法。特别是，本专利技术涉及一种制造具有多排管子和一个弯曲面的散热片和管子热交换器的方法，以及这样制造出来的热交换器。附图说明图1A，1B和1C提供了图示，以便理解本公开文件中所使用的定义词。附图大略地显示了在散热片和管子式热交换器中可以相交的管子和散热片的排列。图1A表示以单排02方式排列的若干管子01，且它们穿过多层散热片03，各散热片具有容纳单排管子的单排孔。这是在单排管子-单排散热片式的散热片和管子热交换器里的管子和散热片的排列。图1B表示以两排02方式排列的若干管子01。各散热片03具有单排孔，从而需要两组多层散热片来容纳两排管子。这是在多排管子-单排散热片式散热片和管子热交换器里的管子和散热片的排列。图1C表示以两排02方式排列的若干管子01。各多排散热片04具有两排孔以容纳两排管子，这样，只需要一组多层散热片就可以容纳两排管子。这是在多排管子-多排散热片式的散热片和管子热交换器里的管子和散热片的排列。在制造一种典型的散热片和管子热交换器(例如可用于空调或致冷系统，或用于发动机冷却系统)时，可将U形或发针形的管子插入散热片和管板的通孔里，直到U形管子的开口端从管板的一端伸出。然后利用一扩管器使管壁径向扩张，从而使散热片和管子以及管板之间紧密地接触，以保证良好的热传递和结构上的强度和刚度。U形管子脚的开口端也要径向扩张，以获得大于管子其余部分的直径，以形成一喇叭口或止推口。然后，短的U形管或回转弯头，来自头部的管接头，或一回转弯头与头部管接头的组合件被插入喇叭口端，并通过适当的处理，例如焊接，钎焊或低温焊接使它固定，从而形成一通过热交换器的、封闭的流体流路。有些散热片和管子热交换器可以不使用U形管子，而由单根管子组成，每根管子形成通过多层散热片层的单通道。例如，当希望有相当大量的分开的流路或回路通过热交换器时，情况可能就是这样。在制造只有单排管子的热交换器，或制造具有平直表面(即热交换器加工完毕后管子的散热片区域保持平直)的热交换器时，上述的加工可很好地进行。然而，许多热交换器被设计成需要多排管子，以便获得足够的热传递面积，从而在总尺寸受到限制的热交换器里进行足够的热传递。此外，对于其它的设计考虑来说也不是不可想象的，即要求热交换器具有除平直表面以外的结构。这种设计考虑的一个例子就是，热交换器必须有一个确定的表面积，以满足热交换器的需要，还必须能安装在一壳体里，而该壳体不具有足够的空间以容纳所需尺寸的平直表面的热交换器。在这种情况下，通常使热交换器的表面具有一个或几个弯折，以减小其一个或几个最大尺寸，使其能装入给定的壳体内。在具有多排管子的散热片和管子热交换器里，最好尽可能地使单片散热片具有与通过它的管子排一样多。这种结构是所希望的，即不仅组装方便，而且因为使用了多排散热片可防止管子排之间的相对运动，并且助于完工后的热交换器的刚度和强度。为了制造具有弯曲表面的散热片和管子热交换器，管子必须被弯曲成想要的弯曲形状。如果使用U形管子，U形管脚通过在U形弯头所在的平面内弯曲，而不在垂直于该U形弯头的平面内弯曲，这样，该U形弯头不会变形，而U形的端部能保持平直。在具有弯曲表面的多管子排热交换器里，在弯曲处内排上的管子必须具有小于外排上的管子的曲率半径，以便在弯曲后使排与排之间保持平行。结果，在弯曲前与在不同排的相邻管子上的一点直接相对的一根管子上的一点，在弯曲后将不再与该点相对。如果一弯曲表面的多管子排热交换器是通过以下方式制造的即将多排散热片安装在管子上，然后使管子扩张并使散热片固定在管子上，然后将管子弯曲成想要的弧度，那么在不同排上的相邻管子上的点之间的相对运动将会使散热片材料变形，并可能使散热片材料沿着管子的弯曲部分被撕裂。防止散热片变形的一种方法是在将管子扩张前将管子弯曲。在扩张前，管子和散热片之间会产生滑动，从而可避免散热片变形和撕裂。然而，在热交换器里扩张管子的通常方法是通过推动安装在一杆端的一扩张工具(在工业上称为“扩管器”)通过管子而进行的。这种方法不适合用来扩张弯曲管子。也有扩张弯曲管子的方法，例如利用流体压力迫使一圆球通过弯曲管子，但是这种方法在所需的时间、装备的复杂性、以及废品率上存在严重的缺点。因此需要一种制造多管子排、弯曲表面的散热片和管子型热交换器的方法，它可以使用普通的杆和“扩管器”管子扩张机，且也能制造出具有足够刚度和强度的热交换器。本专利技术涉及一种制造弯曲表面的、多管子排的散热器和管子热交换器的方法，及如此制造的热交换器。在实施该方法时，准备适当的散热片，以及或是直的单通道管子或是具有直脚的U形管子。然后将一锁定件安装在一管子上或在完工后朝向热交换器的外表面所在排的管子上。这些管子比内侧相邻的其它管子长，因为它们在下面描述的弯曲步骤中必须以较大的曲率半径进行弯曲。然后组装散热片和管子，单排散热片被安装在管子的一个或几个确定区域上，而多排散热片被安装在管子的另一个或几个区域上。单排散热片所安装的管子处，相邻管子排的管子上的点之间有相对运动。多排散热片所安装的管子处，其相邻管子排的管子上的点之间没有相对运动。然后扩张管子，使其与散热片牢牢固定。然后使带散热片的管子弯曲，形成完工后的热交换器所要的曲率。在管子弯曲时，在内侧管子排上的管子相对于在外侧管子排上的管子移动，且在内侧管子排上的管子的一端或若干端部进入安装在外侧管子排上的锁定件的接纳孔里。然后，锁定件使内侧和外侧管子排上的管子端部互相保持固定位置，以防止两管子排之间的相对运动。多排散热片具与锁定件一样的作用，给完工后的热交换器提供增强的刚度和强度。附图是说明书的一部分。在所有附图中，相同的标号表示相同的部件。图1A，1B和1C大略地描绘了不同的热交换器的管子和散热片的组合，以说明本公开中使用的专门名词的定义。图2是用本专利技术的方法制造的热交换器的立体图。图3是处于中间制造步骤中的一热交换器的一部分的顶视图。图4是处于图3所示相同的中间制造步骤中的一热交换器的U形弯头部分的立体图。图5是用于本专利技术的热交换器的管子锁定件的立体图。图6是完工后的热交换器的U形弯头的一部分的顶视图。图7是完工后的热交换器的U形弯头的一部分的立体图。图8和9是另一种热交换器外形的示意图。图10是还有一种热交换器外形的示意图。图11是本专利技术方法的流程或框图请注意，附图所示和下面的说明是有关一种具有U形管子的热交换器的制造。本专利技术的方法也可用来制造具有单通道管子的热交换器，这对于本
的熟练人员来说是容易理解的。图2表示一按照本专利技术所述方法制造的热交换器的全图。该图显示了几乎还没有完全组装好的弯曲的散热片和管子型热交换器10，组装好热交换器还需要做的事是将U形弯头，头部管接头或一U形弯头和头部管接头的组合件连接在开口的管子端22处，以形成一通过热交换器的完整的封闭的流体流路。热交换器10是多管排列式，它具有外表面11和内表面12。热交换器10的U形管子上有单排和多排散热片这两种。在管板23和热交换器表面弯曲部分开始处之间的热交换器区域13包含多排散热片。热交换器的其余散热部分，即区域14具有单排散热片。锁定件24安装在热交换器的U形弯头21处。图3和4分别表示在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造散热片和管子型热交换器（１０）的方法，所述的热交换器包括：一弯曲的表面（１１），多排管子（２１），所述各排具有一端部，一在所述管子上安装单排散热片（２６）的区域，以及一在所述管子上安装多排散热片（２５）的区域；包 括的步骤是：组装所述管子和散热片，使单排散热片安装在所述管子的一部分上，该部分在随后进行的变曲步骤过程中，所述管子排中的一根管子上的点将相对于相邻管子排中的一根管子上的点运动；使多排散热片安装在所述管子的另一部分上，该部分在随后进行的弯 曲步骤过程中，所述管子排中的一根管子上的点将不会相对于相邻管子排中的一根管子上的点运动；将一锁定件（２４）安装在第一排管子的一管子（２１）上，它离所述端部有一预定距离，所述锁定件有一管子接纳槽（３２）；扩张所述管子；以及将所述管子弯 曲成所述弯曲表面热交换器所需的曲线，且在弯曲所述管子排时，使在第二排管子上的管子与所述的管子接纳槽嵌合。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：加里R卡伯特，
申请(专利权)人：运载器有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]