專利名稱：換熱器翅片管、換熱器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于制造用作制冷裝置例如冰箱和冷柜的蒸發(fā)器的換熱器的換熱器翅片管、換熱器，以及一種用于制造該翅片管的方法和一種用于制造該換熱器的方法。
背景技術(shù)：
換熱器作為制冷裝置例如冰箱和冷柜的蒸發(fā)器使用，它包括換熱器翅片管并通過在其多個(gè)無翅片部分彎曲該翅片管而形成為整體上曲折的形狀。該翅片管包括一個(gè)U形管，和多個(gè)在該U形管的兩個(gè)直管部分上沿其縱向以一定間隔布置的翅片組，其中各翅片組均包括多個(gè)橫向延伸跨過并固定在這兩個(gè)直管部分上的平行板翅片。
迄今為止，這種換熱器是通過下述兩種方法制造的。
第一種方法如下。首先準(zhǔn)備兩個(gè)直管、多個(gè)各具有兩個(gè)孔的板翅片，和一個(gè)包括一金屬絲和一個(gè)安裝在該金屬絲一端上的擴(kuò)管球的擴(kuò)管裝置。然后將這兩個(gè)管插入并穿過各板翅片的相應(yīng)孔中，以便將所述板翅片平行地設(shè)置成多個(gè)在該管上沿其縱向以一定距離隔開的翅片組。隨后將該擴(kuò)管裝置的金屬絲從管的一端插入穿過各管并在該管的另一端牽拉該金屬絲以強(qiáng)制該球通過該管，以擴(kuò)展該管并將各翅片組的板翅片繞該管固定地安裝。然后分別將這兩個(gè)管在其一端焊接到一U形彎管的相對(duì)端上，以便通過該彎管將這兩個(gè)管相互連接，從而制成一換熱器翅片管。然后將該換熱器翅片管在其沒有翅片組的部分整體上彎曲成一個(gè)曲折的形狀。這樣，就制造了一換熱器。
近來正在研究在冰箱和冷柜等制冷裝置中使用不容易破壞臭氧層和影響全球變暖的烴類制冷劑來代替氯氟碳化合物制冷劑。因?yàn)樵摕N類制冷劑易燃，所以需要減少該制冷劑的泄露。
但是通過第一種傳統(tǒng)方法制造的換熱器具有以下問題。因?yàn)樵摮崞茉赨形彎管和焊接于其上的分支管之間具有接縫，所以制冷劑容易從該接縫部分泄露出來。此外，在該翅片管具有例如沿該管的縱向以一定間隔設(shè)置在其內(nèi)表面周向上的內(nèi)翅片以便增加該管的熱傳遞面積以提高制冷效率的情況中，如果該內(nèi)翅片具有過大的高度，則該擴(kuò)管球很可能使該內(nèi)翅片斷裂而導(dǎo)致制冷劑流動(dòng)的阻力增大，并且導(dǎo)致制冷性能被削弱。因此，不能增加內(nèi)翅片的高度并因而不能有效地增加熱傳遞面積，因此在制冷效率的提高方面存在局限性。
用作冰箱和冷柜中的蒸發(fā)器的換熱器通過下面所述的第二種方法制造。首先準(zhǔn)備一U形管、多個(gè)各具有以一定距離隔開的兩個(gè)孔的板翅片、以及一個(gè)包括一加壓桿和一安裝在該桿一端的擴(kuò)展芯棒的擴(kuò)管裝置。然后將該U形管的兩個(gè)直管部分插入并穿過各板翅片的相應(yīng)孔中，以便將所述板翅片平行地設(shè)置成多個(gè)在該管部分上沿其縱向以一定距離隔開的翅片組。隨后使該擴(kuò)管裝置的芯棒從該U形管的各開口端強(qiáng)制進(jìn)入直管部分以擴(kuò)展該管部分并將各翅片組的板翅片繞該U形管的管部分固定地安裝，從而制成一換熱器翅片管。然后將該換熱器翅片管在其沒有翅片組的部分整體上彎曲成一個(gè)曲折的形狀。這樣，就制造了一換熱器。
通過第二種方法制造的換熱器在該翅片管的U形管中沒有接縫，所以與通過第一種方法獲得的換熱器不同，它不會(huì)發(fā)生制冷劑的泄露。然而，通過第二種方法制造的換熱器具有以下問題。在該翅片管具有例如沿該管的縱向以一定間隔設(shè)置在其內(nèi)表面周向上的內(nèi)翅片以便增加該管的熱傳遞面積用于提高制冷效率的情況下，如果該內(nèi)翅片具有過大的高度，則該擴(kuò)展芯棒很可能使該內(nèi)翅片斷裂而導(dǎo)致制冷劑流動(dòng)的阻力增大，并且導(dǎo)致制冷性能被削弱。因此，不能增加內(nèi)翅片的高度并因而不能有效地增加熱傳遞面積，因此在制冷效率的提高方面存在局限性。
因此，為了防止內(nèi)翅片斷裂，認(rèn)為在第二種方法中通過將一種壓力流體引入該管中而在整體上擴(kuò)展該U形管是有用的。然而，此時(shí)，該管的周向壁在其沒有翅片組的部分會(huì)起皺，使該管沿其縱向變形而改變?cè)摮崞艿拈L度從而不能提供一期望尺寸的換熱器。該換熱器翅片管在其多個(gè)無翅片部分處彎曲，而如果在這些部分處發(fā)展成皺紋或折痕，則該管可能會(huì)在彎曲時(shí)斷裂。此外，在該U形管被擴(kuò)展之前，該管的直管部分在其無翅片部分或者在其具有翅片組的部分根本不受限制，以致于通過采用加壓流體來擴(kuò)展該管會(huì)造成在該直管部分的整個(gè)長度上出現(xiàn)很大撓曲的問題。此外，該U形管在擴(kuò)展時(shí)很可能在無翅片部分處裂開。
本發(fā)明的一個(gè)目的在于克服上述問題并提供一種能夠具有期望的制冷性能并且制冷劑的泄露減少的換熱器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于換熱器的翅片管，它包括一個(gè)具有兩個(gè)直管部分的U形管，和多個(gè)在該直管部分上沿其縱向以一定間隔布置的翅片組，各翅片組均包括多個(gè)橫向延伸跨過并固定在該兩個(gè)直管部分上的平行板翅片，各板翅片均具有兩個(gè)彼此以一定距離隔開的管插入孔，通過將該兩個(gè)直管部分插入并穿過各板翅片的相應(yīng)孔并使用一種流體擴(kuò)展該U形管而將該板翅片繞該U形管的一擴(kuò)展的管部分(下文中稱為“擴(kuò)管部分”)固定地安裝，該直管部分在其上每對(duì)相鄰的翅片組之間各具有一個(gè)無翅片部分，各直管部分的所有無翅片部分中的至少一個(gè)具有一個(gè)其直徑小于該擴(kuò)管部分的直徑并具有一預(yù)定長度的受限制的小直徑部分。
本發(fā)明的換熱器翅片管包括一U形管并因此沒有接縫，使得使用該翅片管制成的換熱器可以減少制冷劑的泄露，從而可以使用一種不容易破壞臭氧層和影響全球變暖的烴類制冷劑。因?yàn)橥ㄟ^使用一種流體擴(kuò)展該管而將該板翅片繞該U形管的直管部分固定地安裝，所以伸出較大高度的內(nèi)翅片就不容易斷裂，即使當(dāng)該內(nèi)翅片形成在該U形管的內(nèi)周表面上以增加熱傳遞面積時(shí)也是如此，從而使得該換熱器具有期望的制冷性能(熱交換性能)。該U形管的各直管部分的所有無翅片部分中的至少一個(gè)具有一個(gè)其直徑小于該擴(kuò)管部分的直徑并具有一預(yù)定長度的受限制的小直徑部分，并且當(dāng)使用流體擴(kuò)展該管時(shí)，該小直徑部分受到限制。因此，在該管將被擴(kuò)展的狀態(tài)下，該直管部分的未受限制部分具有較短的長度。這防止該U形管的直管部分由于該管的擴(kuò)展而造成很大撓曲。
對(duì)于本發(fā)明的換熱器翅片管，所述受限制的小直徑部分設(shè)置在該U形管的各直管部分的每個(gè)無翅片部分中。
因?yàn)樵谠撉闆r下當(dāng)使用流體擴(kuò)展該管時(shí)，該小直徑部分受到限制，所以要限制的并且包含在該直管部分中的該部分變得比其擴(kuò)展前的狀態(tài)更長。這可靠地防止該U形管的直管部分由于該管的擴(kuò)展而發(fā)生很大撓曲。
對(duì)于本發(fā)明的換熱器翅片管，所述受限制的小直徑部分的各相對(duì)端與所述擴(kuò)管部分通過一個(gè)形成于其間并且其直徑朝向該擴(kuò)管部分漸增的喇叭形部分而一體地形成。
由于所述受限制的小直徑部分的各端與所述擴(kuò)管部分通過一個(gè)形成于其間并且其直徑朝向該擴(kuò)管部分漸增的喇叭形部分而一體地形成，在該U形管進(jìn)行擴(kuò)展時(shí)可以可靠地將各翅片組的所有板翅片繞該擴(kuò)管部分固定地安裝。
對(duì)于本發(fā)明的換熱器翅片管，所述受限制的小直徑部分可以是一未擴(kuò)展的管部分(在下文中稱為“未擴(kuò)管部分”)。
在彎曲該翅片管用于制造換熱器時(shí)，在該情況下要使所述未擴(kuò)管的部分彎曲。在先前的步驟中該未擴(kuò)管部分未受到加工，所以避免了加工硬化并因此可以容易地進(jìn)行彎曲加工。
對(duì)于本發(fā)明的換熱器翅片管，所述U形管可以在其內(nèi)周表面上一體地設(shè)置有沿其縱向延伸并以一定間隔布置在其周向上的內(nèi)翅片。
此時(shí)，使用該翅片管制造的換熱器具有提高的熱交換性能。
對(duì)于內(nèi)部也具有翅片的本發(fā)明的換熱器翅片管，所述U形管可具有交替地布置在其周向上并從該管內(nèi)周表面伸出不同高度的高和低兩種內(nèi)翅片，該高內(nèi)翅片從該U形管的表面開始測(cè)量的高度為0.7至1.7mm，而該低內(nèi)翅片從該表面開始測(cè)量的高度為0.4至1.2mm。
此時(shí)，使用該翅片管制造的換熱器可有效地提高熱交換性能。
對(duì)于內(nèi)部也具有翅片的本發(fā)明的換熱器翅片管，所有內(nèi)翅片的高度可以均相等并且從該U形管內(nèi)周表面開始測(cè)量的高度為0.7至1.2mm。
此時(shí)，使用該翅片管制造的換熱器可有效地提高熱交換性能。
對(duì)于內(nèi)部也具有翅片的本發(fā)明的換熱器翅片管，所述內(nèi)翅片的節(jié)距為0.4至1.6mm。
對(duì)于內(nèi)部也具有翅片的本發(fā)明的換熱器翅片管，所述U形管的外徑為6至10mm，其周向壁的壁厚為0.4至0.8mm。
本發(fā)明提供了一種換熱器，它包括一根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器翅片管并且通過對(duì)該U形管的直管部分沿相同的方向在相對(duì)于該直管部分的縱向位于相同位置的每對(duì)無翅片部分處進(jìn)行彎曲而在整體上形成一曲折的形狀，該直管部分的沿縱向彼此相鄰的每對(duì)無翅片部分沿不同的方向進(jìn)行彎曲。
本發(fā)明的換熱器在翅片管方面具有和前述相同的優(yōu)點(diǎn)。
對(duì)于本發(fā)明的換熱器，所述U形管的各直管部分的各無翅片部分可具有一受限制的小直徑部分，并且該換熱器翅片管在各無翅片部分的該受限制的小直徑部分處進(jìn)行彎曲。
在該情況下，當(dāng)使用流體擴(kuò)展該管時(shí)，所述小直徑部分受到限制，不進(jìn)行擴(kuò)管或只稍微地進(jìn)行擴(kuò)管，不被加工或僅稍微被加工，并且加工硬化程度降低。因此該部分可以容易地進(jìn)行彎曲。
對(duì)于本發(fā)明的換熱器，所述U形管在其內(nèi)周表面上一體地設(shè)置有沿其縱向延伸并以一定間隔布置在其周向上的內(nèi)翅片。此時(shí)，該換熱器具有優(yōu)越的熱交換性能。
對(duì)于其中該翅片管的U形管內(nèi)部也具有翅片的換熱器，所述U形管可具有交替地布置在其周向上并從該管內(nèi)周表面伸出不同高度的高和低兩種內(nèi)翅片，該高內(nèi)翅片從該U形管的該表面開始測(cè)量的高度為0.7至1.7mm，而該低內(nèi)翅片從該表面開始測(cè)量的高度為0.4至1.2mm。此時(shí)，該換熱器具有進(jìn)一步提高的熱交換性能。
對(duì)于其中該翅片管的U形管內(nèi)部也具有翅片的換熱器，所有內(nèi)翅片的高度均相等并且從該U形管內(nèi)周表面開始測(cè)量的高度為0.7至1.2mm。此時(shí)，該換熱器仍表現(xiàn)出提高的熱交換性能。
對(duì)于其中該翅片管的U形管內(nèi)部也具有翅片的所述兩換熱器，所述內(nèi)翅片的節(jié)距可以為0.4至1.6mm。
對(duì)于其中該翅片管的U形管內(nèi)部也具有翅片的所述兩換熱器，所述U形管的外徑為6至10mm，并且其周向壁的壁厚為0.4至0.8mm。
本發(fā)明提供一種設(shè)置有一具有一壓縮機(jī)、一冷凝器和一蒸發(fā)器的制冷循環(huán)的冰箱，該蒸發(fā)器為一種根據(jù)權(quán)利要求10-18中的任一項(xiàng)所述的換熱器，并且其中使用一種烴類制冷劑作為制冷劑，該制冷劑以1至9kg/h的速率循環(huán)。
本發(fā)明提供一種設(shè)置有一具有一壓縮機(jī)、一冷凝器和一蒸發(fā)器的制冷循環(huán)的冷柜，該蒸發(fā)器為一種根據(jù)權(quán)利要求10-18中的任一項(xiàng)所述的換熱器，并且其中使用一種烴類制冷劑作為制冷劑，該制冷劑以1至9kg/h的速率循環(huán)。
本發(fā)明提供一種用于制造換熱器翅片管的方法，該方法包括準(zhǔn)備一具有兩個(gè)直管部分的U形管，和多個(gè)各具有兩個(gè)彼此以一定距離隔開的管插入孔的板翅片；將該兩個(gè)直管部分插入并穿過各板翅片的相應(yīng)孔以將該板翅片平行地設(shè)置成多個(gè)在該直管部分上沿其縱向以一定距離隔開的翅片組并在每一直管部分上的每對(duì)相鄰的翅片組之間提供一無翅片部分；通過一個(gè)具有其直徑小于該板翅片的該管插入孔的內(nèi)徑的圓筒形限制部分的限制模來限制各直管部分的所有無翅片部分中的至少一個(gè)；以及將一種流體引入這種狀態(tài)下的U形管中以擴(kuò)展該U形管，并將各翅片組的該板翅片繞該U形管的一擴(kuò)管部分固定地安裝。
本發(fā)明的方法適于較容易地制造具有上述優(yōu)點(diǎn)的換熱器翅片管。在通過一個(gè)具有其直徑小于該板翅片的管插入孔的內(nèi)徑的圓筒形限制部分的限制模來限制各直管部分的所有無翅片部分中的至少一個(gè)的狀態(tài)下，該U形管通過引入其中的一種流體而擴(kuò)展，結(jié)果可防止該U形管的直管部分由于擴(kuò)管操作而發(fā)生很大撓曲。
在本發(fā)明的用于制造換熱器翅片管的方法中，所述U形管的各直管部分的各無翅片部分可由所述限制模限制。這可靠地防止該U形管的直管部分由于該管的擴(kuò)展而發(fā)生很大撓曲。此外，防止該U形管由于在其沒有翅片組的部分處的擴(kuò)展而裂開。
對(duì)于本發(fā)明的用于制造換熱器翅片管的方法，所述限制?？删哂幸粋€(gè)腔室，該腔室包括一個(gè)具有一預(yù)定長度的圓筒形限制部分、分別從該限制部分的各相對(duì)端延伸出并且其直徑沿該限制部分的縱向朝外增加的兩個(gè)喇叭形部分、和從該喇叭形部分的相應(yīng)較大端延伸出并且其內(nèi)徑不小于該板翅片的該孔的內(nèi)徑的管可擴(kuò)展部分。
對(duì)于本發(fā)明的用于制造換熱器翅片管的方法，所述限制部分可具有一個(gè)與擴(kuò)展前的該U形管的外徑相等的內(nèi)徑。在該情況下，在該翅片管的無翅片部分中的所述受限制的小直徑部分是一未擴(kuò)管部分。在彎曲該翅片管用于制造一換熱器時(shí)，要使該未擴(kuò)管部分彎曲。在先前的步驟中該未擴(kuò)管部分未受到加工，所以避免了加工硬化并因此可以容易地進(jìn)行彎曲加工。
在本發(fā)明的用于制造換熱器翅片管的方法中，所述U形管可具有一體地形成于其內(nèi)周表面上的多個(gè)沿其縱向延伸并以一定間隔布置在其周向上的內(nèi)翅片。
通過使用引入其中的流體擴(kuò)展該U形管而將該各翅片組的板翅片繞該U形管的直管部分固定地安裝，因此可防止該內(nèi)翅片由于該管的擴(kuò)展而斷裂。使用該翅片管制造的該換熱器因此表現(xiàn)出優(yōu)越的熱交換性能。
在用于制造內(nèi)部也具有翅片的換熱器翅片管的方法中，所述U形管可具有交替地布置在其周向上并從該管內(nèi)周表面伸出不同高度的高和低兩種內(nèi)翅片，該高內(nèi)翅片從該U形管的表面開始測(cè)量的高度為0.7至1.7mm，而該低內(nèi)翅片從該表面開始測(cè)量的高度為0.4至1.2mm。
在用于制造內(nèi)部也具有翅片的換熱器翅片管的方法中，所有內(nèi)翅片的高度可以均相等并且從該U形管內(nèi)周表面開始測(cè)量的高度為0.7至1.2mm。
在用于制造內(nèi)部也具有翅片的換熱器翅片管的方法中，所述內(nèi)翅片的節(jié)距為0.4至1.6mm。
在用于制造內(nèi)部也具有翅片的換熱器翅片管的方法中，所述U形管的外徑為6至10mm，其周向壁的壁厚為0.4至0.8mm。
本發(fā)明提供一種用于制造一包括通過根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法生產(chǎn)的換熱器翅片管的換熱器的方法，該換熱器通過對(duì)該U形管的直管部分沿相同的方向在相對(duì)于該直管部分的縱向位于相同位置的每對(duì)無翅片部分處進(jìn)行彎曲而在整體上形成一曲折的形狀，該直管部分的沿縱向彼此相鄰的每對(duì)無翅片部分沿不同的方向進(jìn)行彎曲。
該用于制造換熱器的方法在該翅片管方面也具有上述優(yōu)點(diǎn)。
在通過使用根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法生產(chǎn)的換熱器翅片管制造換熱器的方法中，該翅片管可在由該限制模的限制部分所限制的該無翅片部分處彎曲。
在該情況下，在要將該翅片管彎曲成曲折形狀時(shí)對(duì)該受限制部分進(jìn)行彎曲。該受限制部分不進(jìn)行擴(kuò)管或只稍微地進(jìn)行擴(kuò)管，因此不被加工或僅稍微被加工，并且加工硬化程度降低。因此該部分能夠容易地進(jìn)行彎曲。
在本發(fā)明的用于制造換熱器的方法中，所述換熱器翅片管的U形管具有一體地形成于其內(nèi)周表面上的多個(gè)沿其縱向延伸并以一定間隔布置在其周向上的內(nèi)翅片。
在用于制造在該U形管內(nèi)部具有翅片的換熱器的方法中，所述U形管可具有交替地布置在其周向上并從該管內(nèi)周表面伸出不同高度的高和低兩種內(nèi)翅片，該高內(nèi)翅片從該U形管的表面開始測(cè)量的高度為0.7至1.7mm，而該低內(nèi)翅片從該表面開始測(cè)量的高度為0.4至1.2mm。
在用于制造在該U形管內(nèi)部具有翅片的換熱器的方法中，所有內(nèi)翅片的高度均相等并且從該U形管內(nèi)周表面開始測(cè)量的高度為0.7至1.2mm。
在用于制造在該U形管內(nèi)部具有翅片的兩換熱器的方法中，所述內(nèi)翅片的節(jié)距為0.4至1.6mm。
在用于制造在該U形管內(nèi)部具有翅片的兩換熱器的方法中，所述U形管的外徑為6至10mm，并且其周向壁的壁厚為0.4至0.8mm。


圖1是示出用于換熱器的本發(fā)明的翅片管的部分省略的平面圖；圖2是沿圖1中的線II-II剖開的放大剖視圖；圖3是示出用于制造圖1的翅片管的方法的剖視圖，其中示出的該U形管為擴(kuò)展前的狀態(tài)；圖4示出用于制造圖1的換熱器翅片管的方法，(a)為擴(kuò)展前的U形管的局部放大剖視圖；(b)為擴(kuò)展后的U形管的局部放大剖視圖；圖5是示出使用該翅片管制造一換熱器的方法的局部透視圖；圖6是示出本發(fā)明的換熱器的總體結(jié)構(gòu)的透視圖；圖7是對(duì)應(yīng)于圖2的剖視圖，并示出用于換熱器的翅片管的另一實(shí)施例；圖8是對(duì)應(yīng)于圖2的剖視圖，并示出用于對(duì)比裝置1的換熱器翅片管；和圖9是示出實(shí)驗(yàn)示例1的性能測(cè)試結(jié)果的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合

本發(fā)明的實(shí)施例。在下面的說明中使用的術(shù)語“鋁”除了包括純鋁以外還包括鋁合金。此外，在下面的說明中，圖1至4中的左手側(cè)和右手側(cè)分別稱為“左”和“右”。
圖1和2示出一用于換熱器的翅片管，圖3和4示出一種用于制造該翅片管的方法，而圖5示出一種通過使用該翅片管制造一種換熱器的方法。此外，圖6示出使用該翅片管制造的換熱器的總體結(jié)構(gòu)。
參照?qǐng)D1和2，一種用于換熱器的翅片管10包括一鋁制U形管11，和多個(gè)在U形管11的兩個(gè)直管部分11a上沿其縱向以一定間隔布置的翅片組13。該直管部分11a在其上每對(duì)相鄰的翅片組13之間各具有一個(gè)無翅片部分19。翅片組13包括多個(gè)橫向延伸跨過并固定在U形管11的兩個(gè)直管部分11a上的平行鋁制板翅片12。
U形管11一體地設(shè)置有從該管內(nèi)周表面伸出不同高度、沿其縱向延伸并以一定間隔交替地布置在其周向上的高和低兩種內(nèi)翅片30、31。內(nèi)翅片30、31朝向該U形管11的中心伸出。該高內(nèi)翅片30從U形管11內(nèi)周表面開始測(cè)量的高度h1為0.7至1.7mm，而該低內(nèi)翅片31從U形管11的該表面開始測(cè)量的高度h2為0.4至1.2mm。內(nèi)翅片30、31的節(jié)距p為0.4至1.6mm。內(nèi)翅片30、31的該節(jié)距p為在U形管11的截面的外周邊上、連接U形管11的中心線和一對(duì)相鄰內(nèi)翅片30、31的厚度中心的兩條直線之間測(cè)量的周向距離。U形管11的外徑為6至10mm，其周向壁的厚度為0.4至0.8mm。
各板翅片12均具有兩個(gè)管插入孔12a。通過將兩個(gè)直管部分11a插入并穿過各板翅片12的兩個(gè)相應(yīng)孔12a并在其要設(shè)置翅片組13的部分上使用一種流體例如水、油或者空氣擴(kuò)展該U形管，從而將板翅片12繞該U形管11的直管部分11a固定地安裝。該擴(kuò)管部分表示為14。該U形管11具有一整體上擴(kuò)展的、并具有和用于將與其相鄰的翅片組13的板翅片12固定到直管部分11a上的擴(kuò)管部分14相同直徑的彎曲部分11b。各擴(kuò)管部分14在向左或向右方向具有一比翅片組13的寬度大的長度，并且具有定位于翅片組13的左和右端的各板翅片12的左外側(cè)和右外側(cè)的左和右端。
各無翅片部分19具有一個(gè)預(yù)定長度的受限制的小直徑部分15。該受限制的小直徑部分15的各左和右端與擴(kuò)管部分14通過一個(gè)形成于其間并且其直徑朝向該擴(kuò)管部分14漸增的喇叭形部分16而一體地形成。兩個(gè)直管部分11a的受限制的小直徑部分15相對(duì)于直管部分11a的縱向位于相同的位置。U形管11還具有形成受限制的小直徑部分17并比用于將翅片組13的板翅片12固定在U形管11的開口端(左端)的擴(kuò)管部分14更靠近其開口的部分。這些小直徑部分17各具有一個(gè)右端，該右端與擴(kuò)管部分14通過一個(gè)形成于其間并且其直徑朝向該擴(kuò)管部分14漸增的喇叭形部分18而一體地形成。該受限制的小直徑部分15、17均呈一種在該直管部分如上所述進(jìn)行擴(kuò)展時(shí)沒有擴(kuò)展的未擴(kuò)管部分的形式。除了是未擴(kuò)管部分，該受限制的小直徑部分15、17還可以是一直徑小于板翅片12的管插入孔12a的內(nèi)徑即擴(kuò)管部分14的外徑，但卻被稍微地?cái)U(kuò)大的擴(kuò)管部分。
以圖3和4所示的方式制造用于換熱器的翅片管10。
準(zhǔn)備一具有兩個(gè)直管部分的鋁制U形管11、和多個(gè)鋁制板翅片12。各板翅片12均具有兩個(gè)彼此以一定距離隔開的管插入孔12a。將U形管11的這兩個(gè)直管部分11a插入并穿過各板翅片12的相應(yīng)孔12a，以便將所述板翅片12平行地設(shè)置成多個(gè)在該直管部分11a上沿其縱向以一定距離隔開的翅片組13。然后使用一限制模20來限制在該U形管11的這兩個(gè)直管部分11a上的每對(duì)相鄰翅片組13之間的無翅片部分19。該限制模20包括兩個(gè)模件20a、20b，并具有一個(gè)腔室24，其中該腔室包括一個(gè)具有一預(yù)定長度并且其內(nèi)徑與擴(kuò)展前的U形管11的外徑相等的圓筒形限制部分21、從該限制部分21的各相對(duì)端延伸出并且其直徑沿該限制部分的縱向朝外增加的兩個(gè)喇叭形部分22、以及從喇叭形部分22的相應(yīng)較大端延伸出并且其內(nèi)徑不小于該板翅片12的孔12a的內(nèi)徑的短圓筒形管可擴(kuò)展部分23[見圖4(a)]。
此外，U形管11的彎曲部分11b通過一第二限制模25限制。該模25具有一個(gè)截面呈環(huán)形的U形腔室26。該腔室26的內(nèi)徑大于擴(kuò)展前的U形管11的外徑并等于第一限制模20的管可擴(kuò)展部分23的內(nèi)徑。U形管11的相對(duì)端部分通過一流體引入夾具27限制。該夾具27具有兩個(gè)其內(nèi)徑等于擴(kuò)展前的U形管11的外徑的圓筒形限制部分28，和兩個(gè)與各限制部分28連通的流體入口通道29(見圖3)。該夾具27具有一個(gè)從各限制部分28的右端延伸出并且其直徑向右增加的喇叭形部分28a，和一個(gè)從該喇叭形部分28a的較大端延伸出并且其內(nèi)徑等于第一模20的管可擴(kuò)展部分23內(nèi)徑的可擴(kuò)展部分28b。
隨后，將一種壓力流體例如水、油或空氣從該夾具27的入口通道29引入這種狀態(tài)下的U形管11，以擴(kuò)展U形管11的除了受模20的限制部分21以及夾具27的限制部分28所限制的部分以外的部分，并將翅片組13的板翅片12繞形成在U形管11的直管部分11a中的擴(kuò)管部分14固定地安裝。該受限制的小直徑部分15、17和喇叭形部分16、18通過該擴(kuò)展操作而形成[見圖4(b)]。這樣，就制成換熱器翅片管10。
在該方法中上述限制模20的使用防止U形管11的直管部分11a在引入到U形管11中的壓力流體的作用下發(fā)生較大撓曲，并排除當(dāng)壓力流體引入U(xiǎn)形管11時(shí)受限制的小直徑部分15在周向壁上起皺以及直管部分11a由于起皺而造成的沿其縱向變形。因?yàn)樵摴茉趬毫α黧w的作用下而擴(kuò)展，因此防止內(nèi)翅片30、31斷裂。也防止該U形管11的無翅片部分19裂開。
如圖5所示，將翅片管10在相鄰的翅片組13之間的受限制的小直徑部分15處進(jìn)行彎曲，從而使該管整體上形成為曲折的形狀。圖6示出如此制成的用作冰箱或冷柜中的一蒸發(fā)器的換熱器1。具體地說，將U形管11的直管部分11a沿相同的方向在相對(duì)于該直管部分11a的縱向位于相同位置中的每對(duì)無翅片部分19的受限制的小直徑部分15處進(jìn)行彎曲，使得一通過該部分15的長度中心的直線將是曲率中心，而該直管部分11a的沿縱向彼此相鄰的每對(duì)無翅片部分19沿不同的方向進(jìn)行彎曲，從而將U形管11整體上形成為曲折的形狀。
因此，翅片管10在受限制的小直徑部分15被彎曲，并因而可以容易地進(jìn)行彎曲。由于該受限制的小直徑部分15在預(yù)先的步驟中沒有被加工，因此這些部分15避免了加工硬化并因此可以容易地進(jìn)行彎曲。
參照?qǐng)D6，換熱器1包括一個(gè)包含一彎曲成曲折狀的U形管11的曲折熱交換管2和繞曲折的熱交換管2的各直管部分2a設(shè)置并各包含多個(gè)平行板翅片12的翅片組13。在該曲折的熱交換管2的左側(cè)和右側(cè)的多個(gè)彎曲部分2b各包括一受限制的小直徑部分15。盡管未示出，在左側(cè)和右側(cè)的管2的彎曲部分2b由相應(yīng)的側(cè)板支持。
換熱器1用作一種設(shè)置有一具有壓縮機(jī)、冷凝器和蒸發(fā)器的制冷循環(huán)并且其中使用一種烴類制冷劑作為制冷劑的冰箱的蒸發(fā)器。在該冰箱中，該制冷劑以1至9kg/h的低速率循環(huán)。
換熱器1還用作一種設(shè)置有一具有壓縮機(jī)、冷凝器和蒸發(fā)器的制冷循環(huán)并且其中使用一種烴類制冷劑作為制冷劑的冷柜的蒸發(fā)器。在該冷柜中，該制冷劑以1至9kg/h的低速率循環(huán)。
圖7示出一種改進(jìn)的換熱器翅片管。
參照?qǐng)D7，U形管11一體地設(shè)置有多個(gè)從該管內(nèi)周表面伸出相同高度、沿其縱向延伸并以一定間隔布置在其周向上的內(nèi)翅片32。該內(nèi)翅片32從U形管11內(nèi)周表面開始測(cè)量的高度h3為0.7至1.2mm。該內(nèi)翅片32的節(jié)距P與上述節(jié)距p相同。U形管11的外徑為6至10mm，其周向壁的厚度為0.4至0.8mm。
下面給出其中使用本發(fā)明的換熱器和對(duì)比換熱器的實(shí)驗(yàn)示例。
實(shí)驗(yàn)示例1準(zhǔn)備一包括一具有如圖2所示截面的U形管11的換熱器1(發(fā)明裝置1)，和包括一具有如圖7所示截面的U形管11的換熱器1(發(fā)明裝置2)。作為發(fā)明裝置1的換熱器1的U形管11的外徑為8mm、周向壁厚為0.61mm、該高內(nèi)翅片30的伸出高度h1為1.2mm、該低內(nèi)翅片31的伸出高度h2為0.65mm、并且兩種內(nèi)翅片30、31的組合數(shù)目為30。作為發(fā)明裝置2的換熱器1的U形管11的外徑為8mm、周向壁厚為0.61mm、內(nèi)翅片32的伸出高度h3為1.2mm、并且內(nèi)翅片32的數(shù)目為30。
還準(zhǔn)備一具有除了所使用的U形管40具有如圖8所示的截面以外與發(fā)明裝置1結(jié)構(gòu)相同的換熱器(對(duì)比裝置1)。U形管40具有一體地形成于其內(nèi)周表面上的多個(gè)沿該管的縱向延伸并以一定間隔布置在其周向上的內(nèi)翅片41。該U形管40的外徑為8mm、周向壁厚為0.61mm、并且內(nèi)翅片41的數(shù)目為30。該對(duì)比裝置1通過上述傳統(tǒng)的第二種方法制成，并且內(nèi)翅片41在該管擴(kuò)展前的伸出高度為0.65mm。然而，這些翅片由于該擴(kuò)展芯棒而在其內(nèi)端部有些斷裂。
在入口溫度為-19至-22℃、制冷劑蒸發(fā)溫度為-30℃、過熱溫度為3℃、來自膨脹閥上游的制冷劑壓力為1.06Mpa并且制冷劑的循環(huán)速率為2至4kg/h的條件下，分別使用包括發(fā)明裝置1、2和對(duì)比裝置1的蒸發(fā)器來檢驗(yàn)性能。所得結(jié)果在圖9中示出，該結(jié)果表明發(fā)明裝置1和2在性能上約高10％。
實(shí)驗(yàn)示例2將包括發(fā)明裝置1、2和對(duì)比裝置1的蒸發(fā)器配備到冰箱中，該冰箱安裝于溫度為25℃和相對(duì)濕度為70％的大氣中。然后在關(guān)閉門的情況下通過開/關(guān)控制間歇地操作該壓縮機(jī)而對(duì)該冰箱進(jìn)行功耗測(cè)試。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，配備作為其蒸發(fā)器的發(fā)明裝置1的冰箱比配備作為其蒸發(fā)器的對(duì)比裝置1的冰箱功耗低2％。相似地，配備作為其蒸發(fā)器的發(fā)明裝置2的冰箱比配備作為其蒸發(fā)器的對(duì)比裝置1的冰箱功耗低1.3％。
工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明的換熱器翅片管用于制造用作制冷裝置例如冰箱和冷柜的蒸發(fā)器的換熱器，并特別適于制造用作其中使用烴類制冷劑的制冷裝置的蒸發(fā)器的換熱器。
權(quán)利要求
1.一種換熱器翅片管，包括一具有兩個(gè)直管部分的U形管，和多個(gè)在該直管部分上沿其縱向以一定間隔布置的翅片組，各翅片組均包括多個(gè)橫向延伸跨過并固定在該兩個(gè)直管部分上的平行板翅片，各板翅片均具有兩個(gè)彼此以一定距離隔開的管插入孔，通過將該兩個(gè)直管部分插入并穿過各板翅片的相應(yīng)孔并使用一種流體擴(kuò)展該U形管而將該板翅片繞該U形管的一擴(kuò)管部分固定地安裝，該直管部分在其上每對(duì)相鄰的翅片組之間各具有一個(gè)無翅片部分，各直管部分的所有無翅片部分中的至少一個(gè)具有一個(gè)其直徑小于該擴(kuò)管部分的直徑并具有一預(yù)定長度的受限制的小直徑部分。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器翅片管，其特征在于，所述受限制的小直徑部分設(shè)置在該U形管的各直管部分的每個(gè)無翅片部分中。
3.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器翅片管，其特征在于，所述受限制的小直徑部分的各相對(duì)端與所述擴(kuò)管部分通過一個(gè)形成于其間并且其直徑朝向該擴(kuò)管部分漸增的喇叭形部分而一體地形成。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器翅片管，其特征在于，所述受限制的小直徑部分是一未擴(kuò)管部分。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器翅片管，其特征在于，所述U形管在其內(nèi)周表面上一體地設(shè)置有沿其縱向延伸并以一定間隔布置在其周向上的內(nèi)翅片。
6.一種根據(jù)權(quán)利要求5的換熱器翅片管，其特征在于，所述U形管具有交替地布置在其周向上并從該管內(nèi)周表面伸出不同高度的高和低兩種內(nèi)翅片，該高內(nèi)翅片從U形管的表面開始測(cè)量的高度為0.7至1.7mm，而該低內(nèi)翅片從該表面開始測(cè)量的高度為0.4至1.2mm。
7.一種根據(jù)權(quán)利要求5所述的換熱器翅片管，其特征在于，所有內(nèi)翅片的高度均相等并且從該U形管內(nèi)周表面開始測(cè)量的高度為0.7至1.2mm。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的換熱器翅片管，其特征在于，所述內(nèi)翅片的節(jié)距為0.4至1.6mm。
9.一種根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的換熱器翅片管，其特征在于，所述U形管的外徑為6至10mm，其周向壁的壁厚為0.4至0.8mm。
10.一種換熱器，它包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器翅片管并且通過對(duì)該U形管的該直管部分沿相同的方向在相對(duì)于該直管部分的縱向位于相同位置中的每對(duì)無翅片部分處進(jìn)行彎曲而在整體上形成一曲折的形狀，該直管部分的沿縱向彼此相鄰的每對(duì)無翅片部分沿不同的方向進(jìn)行彎曲。
11.一種根據(jù)權(quán)利要求10所述的換熱器，其特征在于，所述U形管的各直管部分的各無翅片部分具有一受限制的小直徑部分，并且該換熱器翅片管在各無翅片部分的該受限制的小直徑部分處進(jìn)行彎曲。
12.一種根據(jù)權(quán)利要求10所述的換熱器，其特征在于，所述U形管在其內(nèi)周表面上一體地設(shè)置有沿其縱向延伸并以一定間隔布置在其周向上的內(nèi)翅片。
13.一種根據(jù)權(quán)利要求12所述的換熱器，其特征在于，所述U形管具有交替地布置在其周向上并從該管內(nèi)周表面伸出不同高度的高和低兩種內(nèi)翅片，該高內(nèi)翅片從U形管的該表面開始測(cè)量的高度為0.7至1.7mm，而該低內(nèi)翅片從該表面開始測(cè)量的高度為0.4至1.2mm。
14.一種根據(jù)權(quán)利要求13所述的換熱器，其特征在于，所述內(nèi)翅片的節(jié)距為0.4至1.6mm。
15.一種根據(jù)權(quán)利要求13所述的換熱器，其特征在于，所述U形管的外徑為6至10mm，其周向壁的厚度為0.4至0.8mm。
16.一種根據(jù)權(quán)利要求12所述的換熱器，其特征在于，所有內(nèi)翅片的高度均相等并且從該U形管內(nèi)周表面開始測(cè)量的高度為0.7至1.2mm。
17.一種根據(jù)權(quán)利要求16所述的換熱器，其特征在于，所述內(nèi)翅片的節(jié)距為0.4至1.6mm。
18.一種根據(jù)權(quán)利要求16所述的換熱器，其特征在于，所述U形管的外徑為6至10mm，其周向壁的壁厚為0.4至0.8mm。
19.一種設(shè)置有一具有一壓縮機(jī)、一冷凝器和一蒸發(fā)器的制冷循環(huán)的冰箱，該蒸發(fā)器為一種根據(jù)權(quán)利要求10至18中的任一項(xiàng)所述的換熱器，其特征在于，其中使用一種烴類制冷劑作為制冷劑，該制冷劑以1至9kg/h的速率循環(huán)。
20.一種設(shè)置有一具有一壓縮機(jī)、一冷凝器和一蒸發(fā)器的制冷循環(huán)的冷柜，該蒸發(fā)器為一種根據(jù)權(quán)利要求10至18中的任一項(xiàng)所述的換熱器，其特征在于，其中使用一種烴類制冷劑作為制冷劑，該制冷劑以1至9kg/h的速率循環(huán)。
21.一種用于制造換熱器翅片管的方法，該方法包括準(zhǔn)備一具有兩個(gè)直管部分的U形管，和多個(gè)各具有兩個(gè)彼此以一定距離隔開的管插入孔的板翅片；將該兩個(gè)直管部分插入并穿過各板翅片的相應(yīng)孔以將該板翅片平行地設(shè)置成多個(gè)在該直管部分上沿其縱向以一定距離隔開的翅片組并在每一直管部分上的每對(duì)相鄰的翅片組之間提供一無翅片部分；通過一個(gè)具有一其直徑小于該板翅片的該管插入孔的內(nèi)徑的圓筒形限制部分的限制模來限制各直管部分的所有無翅片部分中的至少一個(gè)；以及將一種流體引入這種狀態(tài)下的該U形管中以擴(kuò)展該U形管并將各翅片組的該板翅片繞該U形管的一擴(kuò)管部分固定地安裝。
22.一種根據(jù)權(quán)利要求21所述的用于制造換熱器翅片管的方法，其特征在于，所述U形管的各直管部分的各無翅片部分由所述限制模限制。
23.一種根據(jù)權(quán)利要求21所述的用于制造換熱器翅片管的方法，其特征在于，所述限制模具有一個(gè)腔室，該腔室包括一個(gè)具有一預(yù)定長度的圓筒形限制部分、分別從該限制部分的各相對(duì)端延伸出并且其直徑沿該限制部分的縱向朝外增加的兩個(gè)喇叭形部分、和從該喇叭形部分的相應(yīng)較大端延伸出并且其內(nèi)徑不小于該板翅片的該孔的內(nèi)徑的管可擴(kuò)展部分。
24.一種根據(jù)權(quán)利要求21所述的用于制造換熱器翅片管的方法，其特征在于，所述限制部分具有一個(gè)與擴(kuò)展前的該U形管的外徑相等的內(nèi)徑。
25.一種根據(jù)權(quán)利要求21所述的用于制造換熱器翅片管的方法，其特征在于，所述U形管具有一體地形成于其內(nèi)周表面上的多個(gè)沿其縱向延伸并以一定間隔布置在其周向上的內(nèi)翅片。
26.一種根據(jù)權(quán)利要求25所述的用于制造換熱器翅片管的方法，其特征在于，所述U形管具有交替地布置在其周向上并從該管內(nèi)周表面伸出不同高度的高和低兩種內(nèi)翅片，該高內(nèi)翅片從該U形管的表面開始測(cè)量的高度為0.7至1.7mm，而該低內(nèi)翅片從該表面開始測(cè)量的高度為0.4至1.2mm。
27.一種根據(jù)權(quán)利要求25所述的用于制造換熱器翅片管的方法，其特征在于，所有內(nèi)翅片的高度均相等并且從U形管的內(nèi)周表面開始測(cè)量的高度為0.7至1.2mm。
28.一種根據(jù)權(quán)利要求26或27所述的用于制造換熱器翅片管的方法，其特征在于，所述內(nèi)翅片的節(jié)距為0.4至1.6mm。
29.一種根據(jù)權(quán)利要求26或27所述的用于制造換熱器翅片管的方法，其特征在于，所述U形管的外徑為6至10mm，其周向壁的壁厚為0.4至0.8mm。
30.一種用于制造包括通過根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法生產(chǎn)的換熱器翅片管的換熱器的方法，該換熱器通過對(duì)該U形管的直管部分沿相同的方向在相對(duì)于該直管部分的縱向位于相同位置中的每對(duì)無翅片部分處進(jìn)行彎曲而在整體上形成一曲折的形狀，該直管部分的沿縱向彼此相鄰的每對(duì)無翅片部分沿不同的方向進(jìn)行彎曲。
31.一種根據(jù)權(quán)利要求30所述的用于通過使用根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法生產(chǎn)的換熱器翅片管制造換熱器的方法，其特征在于，該翅片管在由該限制模的限制部分所限制的該無翅片部分處彎曲。
32.一種根據(jù)權(quán)利要求30所述的用于制造換熱器的方法，其特征在于，所述換熱器翅片管的U形管具有一體地形成于其內(nèi)周表面上的多個(gè)沿其縱向延伸并以一定間隔布置在其周向上的內(nèi)翅片。
33.一種根據(jù)權(quán)利要求32所述的用于制造換熱器的方法，其特征在于，所述U形管具有交替地布置在其周向上并從該管內(nèi)周表面伸出不同高度的高和低兩種內(nèi)翅片，該高內(nèi)翅片從該U形管的表面開始測(cè)量的高度為0.7至1.7mm，而該低內(nèi)翅片從該表面開始測(cè)量的高度為0.4至1.2mm。
34.一種根據(jù)權(quán)利要求32所述的用于制造換熱器的方法，其特征在于，所有內(nèi)翅片的高度均相等并且從該U形管的內(nèi)周表面開始測(cè)量的高度為0.7至1.2mm。
35.一種根據(jù)權(quán)利要求33或34所述的用于制造換熱器的方法，其特征在于，所述內(nèi)翅片的節(jié)距為0.4至1.6mm。
36.一種根據(jù)權(quán)利要求33或3 4所述的用于制造換熱器的方法，其特征在于，所述U形管的外徑為6至10mm，其周向壁的厚度為0.4至0.8mm。
全文摘要
一種用于制造一用作其中使用烴類制冷劑的冰箱等的蒸發(fā)器的換熱器1的換熱器翅片管10。在每個(gè)板翅片12中形成有彼此以一定距離隔開的兩個(gè)管插入孔，并且一U形管11的兩個(gè)直管部分11a插入并通過各板翅片的相應(yīng)孔以將該板翅片12平行地設(shè)置成多個(gè)在直管部分11a上沿其縱向以一定距離隔開的翅片組13。該U形管11通過使用一種流體而擴(kuò)展，以將該各翅片組13的板翅片12饒?jiān)揢形管11的一個(gè)擴(kuò)管部分14固定地安裝并在每個(gè)直管部分11a上的每對(duì)相鄰的翅片組13之間提供一個(gè)無翅片部分19。在各直管部分11a的每個(gè)無翅片部分19中設(shè)置有一個(gè)受限制的小直徑部分15。使用該翅片管10制造的換熱器1具有所希望的制冷性能并且制冷劑的泄露減少。
文檔編號(hào)F28F1/32GK1575403SQ0282097
公開日2005年2月2日 申請(qǐng)日期2002年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月22日
發(fā)明者渡邊熏, 丸笠茂男 申請(qǐng)人:昭和電工株式會(huì)社