專利名稱：用于冷凝器和/或蒸發(fā)器的焊接平管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于空調(diào)系統(tǒng)中的冷凝器和/或蒸發(fā)器的焊接平管，尤其涉 及用于機(jī)動車輛中的冷凝器和/或蒸發(fā)器的管子。這些管子可以通過使一個 或多個含鋁的板狀金屬條形變來生產(chǎn)，所述板狀金屬條具有兩個窄邊和兩 個寬邊。這些管子可以包括內(nèi)部通道，并可以具有小于0.25mm的管壁厚 度，所述內(nèi)部通道具有大于或等于0.254mm的水力直徑(hydraulic diameter)。
背景技術(shù)：
由EP 273 164Al可以了解用于冷凝器的焊接平管。目前，內(nèi)部通道的 水力直徑在從0.381— 1.778mm范圍內(nèi)的平管是用于所謂層流(parallel-flow) 冷凝器的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。上述文獻(xiàn)的圖1示出了這種類型的層流冷凝 器，并提供了用于生產(chǎn)這種冷凝器的工藝。為了生產(chǎn)這種平管，板狀金屬 條被成形為平管，并用縱向焊縫焊接。第二板狀金屬條被形成有沿橫向延 伸的波紋，并被插入到該平管中。波紋的峰和谷被焊接到該平管的寬邊， 從而形成沿縱向延伸的內(nèi)部通道，這些內(nèi)部通道具有上述范圍內(nèi)的水力直 徑(參見上述文獻(xiàn)的圖2)。
在許多其他情況下，用于冷凝器和/或蒸發(fā)器的平管是通過擠壓來生產(chǎn) 的，在這些情況下，對于實(shí)現(xiàn)特別小的水力直徑與小得多的管壁厚度和通 道壁厚度相結(jié)合存在著制造工程限制。從成本的角度來看，擠壓工藝與其 他工藝相比也不是總能承受的。這至少對于平管具有冷凝器/蒸發(fā)器所需的直徑(D; d)而言是對的。
此外，在用于冷凝器和/或蒸發(fā)器的平管的情況下，必須考慮到與機(jī)動 車輛中的其他熱交換器相比而言高得多的內(nèi)部壓力，這意味著迄今為止這
類平管的管壁厚度最好大致在0.25mm與0.30mm之間。目前用于冷凝器 和/或蒸發(fā)器的市售平管的水力直徑在從大約1.10 —1.60mm的范圍內(nèi)或略 大。
還有一些以本申請人的名義申請的在先申請，但是它們目前尚未被公 開。這些申請之一具有申請?zhí)朌E 10 2006 006 670.7，并提供了用于冷卻液 冷卻器和用于中冷器的、具有極小壁厚度的平管。
EP 1 681 528A1公開了另一種傳統(tǒng)的熱交換器。具體而言，該文獻(xiàn)提 出了用于冷凝器的平管。它代表著更前沿的發(fā)展階段，因?yàn)樗瑯由婕胺?常薄壁的平管。形成通道的板狀金屬條要具有小于O.lmm的厚度。申請人 認(rèn)為，該文獻(xiàn)中公開的平管盡管具有其全部優(yōu)點(diǎn)，但是也具有一個顯著的 缺點(diǎn)，即，平管的穩(wěn)定性不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個獨(dú)立目的是提供一種重量輕、而且高性能、低成本的冷 凝器和/或蒸發(fā)器或者用于它們的平管，并且要具有改善的穩(wěn)定性。本發(fā)明 的其他實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了這種目的以及其他所需的目的。
根據(jù)本發(fā)明，平管的兩個窄邊都被強(qiáng)化為使之具有大于管壁厚度(例 如至少是管壁厚度的兩倍)的厚度。這種方案簡化了熱交換器網(wǎng)絡(luò)的生 產(chǎn)，所述熱交換器網(wǎng)絡(luò)包括這種平管以及波紋狀的翅片，這是因?yàn)樵摼W(wǎng)絡(luò) 更容易組裝。在現(xiàn)有技術(shù)的平管的情況下之具有一個強(qiáng)化的窄邊，必須確 保所有的平管被定位成使受到強(qiáng)化的窄邊面向一個方向，通常是朝向冷卻 空氣系統(tǒng)的前方。由于本發(fā)明的方案使兩個窄邊都受到強(qiáng)化，所以不需要 這種考慮。
此外，根據(jù)當(dāng)前優(yōu)選的一種實(shí)施例，平管包括三個板狀金屬條，兩個 板狀金屬條形成管壁而第三個板狀金屬條表現(xiàn)為內(nèi)部插入件。
在這種想法的一種細(xì)化方案中，形成管壁的兩個板狀金屬條在形狀上
5相同，其中，這些板狀金屬條的一個縱向邊緣具有較大的弧形，而這些板 狀金屬條的另一個縱向邊緣構(gòu)造成較小的弧形，這些板狀金屬條布置成彼 此面對面，使得一個板狀金屬條的一個縱向邊緣的較大弧形在另一個板狀 金屬條的縱向邊緣的較小弧形周圍接合，反之亦然。
通過使內(nèi)部插入件具有兩個變形的縱向邊緣，這些邊緣靠著窄邊的內(nèi) 側(cè)，可以實(shí)現(xiàn)兩個窄邊進(jìn)一步的強(qiáng)化。
可替換地，可以由單一的板狀金屬條或兩個板狀金屬條來生產(chǎn)平管。 在由兩個板狀金屬條生產(chǎn)平管的情況下， 一個窄邊包括位于板狀金屬 條的折痕中的彎折，而另一個窄邊由構(gòu)造有較大弧形的板狀金屬條的一個 縱向邊緣形成，所述較大弧形被布置在板狀金屬條的另一縱向邊緣處的較 小弧形周圍，第二個板狀金屬條構(gòu)造成作為波紋狀的內(nèi)部插入件，其縱向 邊緣靠著或者不靠著這些窄邊的內(nèi)側(cè)。
通道壁厚度大致在0.03 — 0.10mm之間或略大。在由單一的板狀金屬 條形成平管的情況下，管壁厚度和通道壁厚度具有相同的尺寸。
管壁厚度在從大約0.08mm—0.20mm的范圍中，通道壁厚度在0.03 — O.lOmm之間。這也適用于兩部件和三部件的平管。
在平管尺寸方面，平管的小維度(d)大約為0.8 — 1.3mm，而大維度 (D)大約在8到20mm之間，優(yōu)選為大約12—16mm。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，特別合適的通道的水力直徑在0.30到0.70mm之間，0.40 與0.60mm之間的范圍對于性能尤其有利。
下文中詳細(xì)說明了冷凝器或蒸發(fā)器，其作為機(jī)動車輛的空調(diào)系統(tǒng)的部 件，這種冷凝器或蒸發(fā)器具有焊接的熱交換器網(wǎng)絡(luò)，該熱交換器網(wǎng)絡(luò)由平 管以及布置在平管之間的翅片構(gòu)成，冷卻空氣經(jīng)過翅片而流動。
考慮下文的具體實(shí)施方式
以及附圖可以了解本發(fā)明的其他方面。


附圖主要示出了各種平管截面的多個放大圖，這些平管界面可以有利 地用于空調(diào)系統(tǒng)的冷凝器。在附圖中
圖1示出了由三個板狀金屬條生產(chǎn)的平管；圖2示出了根據(jù)一種替換實(shí)施例的平管，它可以由三個板狀金屬條生
產(chǎn)；
圖3、圖4、圖5以及圖7a—圖7d示出了包括三個板狀金屬條的進(jìn)一 步修改的平管；
圖6、圖8和圖9示出了不同的平管，其包括單一的變形板狀金屬
條；
圖IO示出了可以由兩個板狀金屬條生產(chǎn)的平管。
具體實(shí)施例方式
在對本發(fā)明的任何實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明之前，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限 于應(yīng)用到其在下面的說明書中所闡述并在附圖中所圖示的構(gòu)造以及元件布 置的細(xì)節(jié)。本發(fā)明能夠有其他實(shí)施方式，并能夠以各種方式來實(shí)施或執(zhí) 行。另外，應(yīng)當(dāng)明白，本申請中所用的用語和詞匯是為了描述目的，而不 應(yīng)認(rèn)為是限制。本申請中使用"包括"、"包含"或"具有"及其變更形 式意味著涵蓋了隨后列舉的條目及其等同物，以及可增加的條目。除了另 有說明或限制之處外，所用的詞匯"安裝"、"連接"、"支撐"和"耦 合"及其變更形式是廣義地使用的，并且涵蓋了直接和間接的安裝、連 接、支撐和耦合。此外，"連接"和"耦合"不限于實(shí)體上的或機(jī)械式的 連接或耦合。
所有的平管具有一些公共的特征，其中，通道的水力直徑K大于 0.254mm，管壁厚度Wd小于0.25mm，兩條窄邊1被強(qiáng)化為具有比其余管 壁厚度Wd更大的壁厚度Sd。通道壁厚度Kd可以在0.03與1.15mm之間。
圖1一圖3、圖5和圖7中圖示的平管包括三個板狀金屬條a、 b、 c， 并構(gòu)成了目前優(yōu)選的實(shí)施例，其中，圖7的平管構(gòu)成了目前最優(yōu)選的一種 形式。上述附圖中的平管都具有這樣的特征形成壁部件的兩個板狀金屬 條a、 b形狀相同，并且布置成面對面。板狀金屬條a和b的一個縱向邊緣 被形成有較大的弧形，而另一縱向邊緣設(shè)有較小的弧形。由于這種相向布 置， 一個板狀金屬條a的較大弧形接合在另一板狀金屬條b的較小弧形周 圍，以形成平管的一個窄邊1，而所述另一板狀金屬條b的較大弧形接合在第一個板狀金屬條a的較小弧形周圍，以形成平管的另一個窄邊1。此 外，上述附圖的平管還具有這樣的公共特征第三板狀金屬條C用作內(nèi)部 插入件，其兩個縱向邊緣與窄邊1的內(nèi)側(cè)相靠并對后者提供附加的強(qiáng)化。 這些文字提到了板狀金屬條a、 b、 C，因?yàn)槠焦苁怯蔁o邊沿的板狀金屬條 在軋鋼生產(chǎn)線上生產(chǎn)的，然后被切割成所需的長度，這沒有被示出。
圖l與圖2在內(nèi)管c的形狀方面不同。圖2表明波紋幾何形狀或室K
的構(gòu)造可能不同，以考慮具體的熱動力狀況或者實(shí)現(xiàn)這方面的優(yōu)點(diǎn)。此
外，圖2的平管的左側(cè)窄邊1表明，內(nèi)部插入件c可以被靠著縱向邊緣折 疊，從而對窄邊1進(jìn)行附加的強(qiáng)化。盡管只對一個縱向邊緣示出了這種可 能性，但是很顯然，內(nèi)部插入件c的兩個縱向邊緣都可以以這種方式形 成。
圖3和圖4所示的示例性實(shí)施例尤其適于由非常薄的板狀金屬條生產(chǎn) 的內(nèi)部插入件c。這可以表示板狀金屬的厚度為0.03mm或略大。壁部件a 和b的板狀金屬厚度也很小，例如約為O.lOmm。為了使窄邊1在這種情 況下也有足夠的強(qiáng)化，內(nèi)部插入件c的縱向邊緣已被水平地折疊了多次， 并被布置成靠著窄邊1的內(nèi)側(cè)。內(nèi)部插入件c的縱向邊緣的水平折疊意味 著窄邊1的厚度Sd甚至是其余管壁的厚度Wd的幾倍，高達(dá)5 — 8倍或者甚
至更多倍可能很容易地更有利。
圖5所示兩個平管在其室K的幾何形狀方面不同，通過將內(nèi)部插入件 c的兩個縱向邊緣折疊的上述措施已經(jīng)在兩個圖中的下面那個圖中實(shí)施，
而沒有在上面那個圖中實(shí)施。
與圖7a—圖7d對應(yīng)的四個圖首先在板狀金屬條a、 b和c的厚度選擇 方面不同，在室K的水力直徑hD方面也不同。上方的圖中的水力直徑較 小，約為0.5mm。此外，內(nèi)管c的邊緣構(gòu)造也略有改變。與圖7d對應(yīng)的 示例性實(shí)施例中可以看到最小的值，其中水力直徑ho例如為大約 0.455mm，管壁厚度Wa約為0.115mm，通道壁厚度Kd大約0.05mm。眾 所周知，水力直徑hD由hD二4XA/U給出，其中A代表通道K的截面積， 而U代表通道K的濕周長(wettedperimeter)。
圖6示出了包括單一板狀金屬條的焊接平管的適當(dāng)實(shí)施例。因此，該平管不具有單獨(dú)的內(nèi)部插入件。相反，在每種情況下，室K是由寬邊2中 形成的折痕10生產(chǎn)的，所述折痕被支撐為靠著另一寬邊2。在每種情況 下，窄邊1是由多個水平布置的折痕F生產(chǎn)的，如圖所示，這些折痕提供 的窄邊1的厚度相當(dāng)于板狀金屬條厚度的幾倍。
圖8示出了由單一的板狀金屬條制造的另一平管在即將完工前的中間 階段。該平管要包括一個厚度為Wd的板狀金屬條，該厚度Wd接近上限， 即，例如可能為0.20mm。其原因可能是窄邊1的厚度Sd只是板狀金屬條 厚度或管壁厚度Wd的兩倍。
相比而言，圖9示出了即使在平管只包括一個板狀金屬條的情況下， 也可以形成非常穩(wěn)定的窄邊1。因此，然后可以選擇厚度大約在O.IO — 0.15mm之間的板狀金屬條。為了生產(chǎn)該平管，在板狀金屬條中形成兩個 間隔開的折痕F。然后，在每個折痕F中生產(chǎn)彎折B，從而形成平管的窄 邊1。但是，此前還需要將板狀金屬條的一部分弄成波紋狀，從而如圖所 示在封閉的平管中形成通道K。
最后，圖IO示出了具有通道K的平管，所述通道K由兩個板狀金屬 條a、 c生產(chǎn)。板狀金屬條a形成管壁，而板狀金屬條c形成內(nèi)部插入件。 在此情況下，板狀金屬條a可以具有大約0.20mm的厚度。內(nèi)部插入件c 的厚度僅有約0.15mm或更小，例如0.10mm。首先，在板狀金屬條a中形 成折痕F。在這種示例性實(shí)施例中，在板狀金屬條a的一個縱向邊緣處形 成小弧形。板狀金屬條a的另一個縱向邊緣可以已經(jīng)同樣地處理，使之隨 后可以被布置在小弧形的周圍。板狀金屬條c (即平管的內(nèi)部插入件)設(shè) 有波紋形狀以及兩個變形的縱向邊緣。然后，內(nèi)部插入件c被引入到平管 中，平管可以被逐漸地關(guān)閉。隨著平管被關(guān)閉，在上述折痕F中生產(chǎn)彎折 B，從而形成位于該圖中頂部的窄邊1。在被關(guān)閉的平管中，內(nèi)部插入件c 的兩個縱向邊緣靠著平管的窄邊1的內(nèi)側(cè)。圖10中已經(jīng)圖示了上述生產(chǎn) 工藝的多個步驟。
所附權(quán)利要求表明本發(fā)明的各個特征和優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1. 一種焊接平管，用于機(jī)動車輛空調(diào)系統(tǒng)中的冷凝器和蒸發(fā)器之一，所述管包括一個或多個無邊際的、含鋁的、板狀金屬條，所述板狀金屬條被成形為具有兩個窄邊、兩個寬邊、以及具有水力直徑的內(nèi)部通道，所述水力直徑大于或等于0.254毫米；和小于0. 25毫米的管壁厚度；其中，兩個所述窄邊都被強(qiáng)化為具有其余管壁厚度至少兩倍的厚度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的平管，其中，所述平管包括三個板狀金屬 條，所述三個板狀金屬條中的兩個形成所述管壁，第三個所述板狀金屬條 形成內(nèi)部插入件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的平管，其中，形成所述管壁的所述兩個板狀 金屬條在形狀上大體相同，這些板狀金屬條的一個縱向邊緣具有較大的弧 形，而這些板狀金屬條的另一個縱向邊緣被構(gòu)造成較小的弧形，所述板狀 金屬條彼此以下述方式布置所述兩個板狀金屬條中一者的一個縱向邊緣 的所述較大弧形與所述兩個板狀金屬條中另一者的縱向邊緣的所述較小弧 形周圍接合，反之亦然。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的平管，其中，所述內(nèi)部插入件具有兩個變形 的縱向邊緣，這些變形的縱向邊緣靠著所述窄邊的內(nèi)側(cè)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的平管，其中，所述平管能夠由單一的板狀金 屬條或由兩個板狀金屬條生產(chǎn)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的平管其中，所述平管由兩個板狀金屬條形 成，所述窄邊之一包括位于所述板狀金屬條中一者的折痕中的彎折，由所 述板狀金屬條中一者的縱向邊緣形成的另一窄邊構(gòu)造有較大的弧形，所述 較大的弧形被布置在所述板狀金屬條中所述一者的另一縱向邊緣處的較小 弧形周圍，所述板狀金屬條中的另一者被構(gòu)造成波紋狀內(nèi)部插入件，其縱 向邊緣靠著或不靠著所述窄邊的內(nèi)側(cè)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的平管，其中，所述通道壁厚度在約0.03毫米與約0.15毫米之間。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的平管，其中，所述管壁厚度在約0.08毫米與 約0.20毫米之間。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的平管，其中，所述平管的小維度在約0.8毫 米與約1.3毫米之間，而大維度在約8毫米與約20毫米之間。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的平管，其中，所述大維度在約12毫米與約 16毫米之間。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的平管，其中，所述水力直徑在約0.30毫米 與約0.70毫米之間。
12. —種冷凝器或蒸發(fā)器，用作機(jī)動車輛的空調(diào)系統(tǒng)部件，所述冷凝器或蒸發(fā)器包括:焊接的熱交換器網(wǎng)絡(luò)，由平管和布置在所述平管之間的翅片構(gòu)成，冷 卻空氣經(jīng)過所述翅片流動，所述平管中的至少一者包括一個或多個無邊際的、含鋁的、板狀金屬條，所述板狀金屬條被 成形為具有兩個窄邊、兩個寬邊、以及具有水力直徑的內(nèi)部通道，所述水 力直徑大于或等于0.254毫米；和小于0.25毫米的管壁厚度；其中，兩個所述窄邊都被強(qiáng)化為具有其余管壁厚度至少兩倍的厚度。
全文摘要
本發(fā)明涉及空調(diào)系統(tǒng)中(尤其是機(jī)動車輛中)用于冷凝器和/或蒸發(fā)器的焊接平管，其可以通過使無邊際的鋁板狀金屬條形變來生產(chǎn)，具有兩個窄邊和兩個寬邊，還具有內(nèi)部通道，內(nèi)部通道具有大于或等于0.254毫米的水力直徑，平管的管壁厚度小于0.25毫米，其中，兩個窄邊都被強(qiáng)化為具有其余管壁厚度至少兩倍的厚度。
文檔編號F28F1/40GK101548149SQ200780043144
公開日2009年9月30日 申請日期2007年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月22日
發(fā)明者丹尼爾·波斯特, 弗蘭克·維特, 沃納·祖博爾 申請人:摩丁制造公司