專利名稱：熱交換器滴管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱交換器滴管。
背景技術(shù)：
在微通道熱交換器技術(shù)中的進(jìn)步展示其優(yōu)于先前更常規(guī)圓管板翅型熱交換器的 優(yōu)點(diǎn)。由微通道熱交換器提供的某些益處包括操作所需制冷劑量減少，更高效傳熱以及 減小的占據(jù)面積。微通道熱交換器，曾經(jīng)主要用于汽車應(yīng)用中，現(xiàn)也用于住宅和商業(yè)空 調(diào)和制冷應(yīng)用中。微通道熱交換器大體上使用全鋁盤管。但是在許多應(yīng)用中，制冷劑經(jīng) 由銅管進(jìn)出盤管。帶有鋁和銅表面的熱交換系統(tǒng)可能會(huì)遇到電偶腐蝕的問題。當(dāng)兩種相異金屬在電解質(zhì)存在下彼此接觸從而形成電偶時(shí)發(fā)生電偶腐蝕。較貴 金屬(電偶序更高)提供還原反應(yīng)的表面積且次貴金屬(電偶序較低)在氧化過程中腐 蝕。在兩種金屬的界面處發(fā)生最大量的氧化，但也可在遠(yuǎn)離實(shí)際界面一定距離處發(fā)生氧 化。在沿海區(qū)域，最常用的電解質(zhì)是空氣中的鹽水。鹽水薄霧可從海岸吹到內(nèi)陸離海岸 遠(yuǎn)達(dá)五十英里。來自工業(yè)污染的二氧化硫在其與空氣中的濕氣組合時(shí)，也形成電解質(zhì)。如果在熱交換器中兩種相異金屬彼此物理地分開，并不存在發(fā)生腐蝕的界面。 但是，包含銅粒子的水可與熱交換器的鋁表面接觸且形成電偶。在某些住宅和商業(yè)制冷 系統(tǒng)中，例如，在蒸汽壓縮制冷中所用的熱交換器的冷凝器部段位于室外(例如，在住 宅外，在商業(yè)建筑的屋頂上)。這些冷凝器可暴露在雨、雪、冰雨和鹽下。在室外環(huán)境 中存在的水或濕氣可能會(huì)攜帶銅粒子與諸如盤管或歧管的冷凝器鋁表面接觸。在銅與鋁 接觸的區(qū)域中可能會(huì)發(fā)生電偶腐蝕。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的示范性實(shí)施例包括具有熱交換器歧管和與歧管流體連通的滴管的系 統(tǒng)。滴管包括大體上水平部段，大體上豎直部段和連接水平部段和豎直部段的滴環(huán)。水 平部段、豎直部段和滴環(huán)各具有外表面。滴環(huán)外表面的一部分被定位成使得其在水平部 段與豎直部段會(huì)合滴環(huán)處低于水平部段和豎直部段的外表面。本發(fā)明的另一實(shí)施例包括保護(hù)熱交換器的鋁表面的方法。該方法包括使滴管成 形為具有大體上水平部段，大體上豎直部段和連接水平部段和豎直部段的滴環(huán)。滴管被 成形為使得滴環(huán)外表面被定位成在水平部段與豎直部段會(huì)合滴環(huán)處低于水平部段與豎直 部段的外表面。該方法還包括將滴管的水平部段連接到熱交換器歧管和將滴管的豎直部 段連接到制冷劑管線。附圖 說明

圖1是結(jié)合了帶滴管的熱交換器的制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)的示意圖。圖2是熱交換器的部分的透視圖，示出連接到入口管與滴管的歧管。圖3是連接到滴管的熱交換器歧管的側(cè)視圖。圖4是熱交換器歧管經(jīng)由帶阻擋層的鐘形部段連接到滴管的截面圖。
具體實(shí)施例方式在圖1中示出制冷劑蒸汽壓縮系統(tǒng)100的實(shí)例。該系統(tǒng)包括蒸發(fā)器102，壓縮機(jī) 104、冷凝器106和膨脹閥108。制冷劑管線連接上文所述的系統(tǒng)構(gòu)件。風(fēng)扇110和112 分別作為傳熱系統(tǒng)的部分引導(dǎo)空氣穿過蒸發(fā)器102和冷凝器106。冷凝器106包括歧管 12，歧管12連接到入口管16和滴管18。雖然圖1示出滴管18連接到冷凝器106，滴管 18也可連接到蒸發(fā)器，諸如蒸發(fā)器102。在圖2中示出具有歧管12和多個(gè)微通道流動(dòng)路徑14的熱交換器部段10的部分。 熱交換器部段10可取決于所需傳熱應(yīng)用充當(dāng)蒸發(fā)器或冷凝器。一般而言，熱交換器部段 10位于室外(例如，住宅外，在商業(yè)建筑物的屋頂上)，但熱交換器部段10也可位于室 內(nèi)。微通道流動(dòng)路徑從歧管12延伸到另一歧管(未圖示)。歧管12可為入口歧管或出 口歧管。歧管12和微通道流動(dòng)路徑大體上為鋁。入口管和出口管附裝到歧管12上。在圖2所示的實(shí)施例中，入口管16在歧管 頂部附近連接到歧管12。入口管16也與閉合熱交換器回路中的制冷劑管線(未圖示)連 接。滴管18在歧管底部附近連接到歧管12。在圖2所示的實(shí)施例中，滴管18也充當(dāng)出 口管。雖然圖2示出入口管16在歧管頂部且出口滴管18在底部，其它實(shí)施例也是可能 的。舉例而言，管16可充當(dāng)出口且滴管18可充當(dāng)入口。在任一情況下，充當(dāng)?shù)喂艿墓?在歧管上大體上定位將比另一管低，無論其為入口還是出口。也可能連接到歧管的兩個(gè) 管(入口和出口)都是滴管。滴管18包括水平部段20、滴環(huán)22和豎直部段24。如圖2所示，水平部段20 的至少一部分大體上為水平的且大體上垂直于熱交換器歧管12和豎直部段24。水平部 段20與歧管12直接連接或者插入到鐘形部段26內(nèi)，鐘形部段26連接到歧管12，如圖2 至圖4所示。豎直部段24的至少一部分大體上為豎直的且垂直于水平部段20的至少一 部分。豎直部段24與閉合熱交換器回路中的制冷劑管線(未圖示)連接。滴環(huán)22連接 水平部段20與豎直部段24。滴管18大體上為銅，但也可使用其它金屬，諸如鋁。滴 管18充當(dāng)歧管12的入口或出口。制冷劑通過滴管18的內(nèi)部通路行進(jìn)到歧管12或從歧 管12通過滴管18的內(nèi)部通路行進(jìn)。如圖3所示，滴環(huán)22是位于水平部段20與豎直部段24之間的大體上U行環(huán)。 在圖3所示的實(shí)施例中，滴環(huán)22在略微向下方向中從水平部段20傾斜以形成U形的一 半。滴環(huán)22然后向上朝向豎直部段24彎曲以形成U形的另一半。滴環(huán)22包括底部外 表面28。底部外表面28的至少一部分被定位成在水平部段20與豎直部段24接合滴環(huán) 22處低于水平部段20與豎直部段24的外表面。在某些實(shí)施例中，水平部段20和豎直 部段24可能具有低于底部外表面28的外表面，但這些表面不能位于水平部段20和豎直 部段24與滴環(huán)22接合處。底部外表面28的最低部提供水可聚集，形成液滴和滴落的位置。 在滴管18的一個(gè)示范性實(shí)施例中，滴管18具有大約9.5mm的外徑。滴管18的 壁厚為大約0.7mm。滴管18的豎直部段24長度為大約42mm。滴管22的直傾斜部(在 水平部段20與滴環(huán)22中的銳彎之間的部分)的長度為大約19mm。滴環(huán)22以大約19° 角度從水平部段20向下傾斜且滴環(huán)22的U形彎經(jīng)過大約109°的弧形。在歧管12的中 點(diǎn)與豎直部段24的中點(diǎn)之間的距離為大約76mm。水平部段20在熱交換器底表面30上 方大約40mm處與歧管12連接。滴管18的其它實(shí)施例的尺寸可不同。舉例而言，滴管 18外徑可在大約2.0mm與大約25.4mm之間。壁厚可在大約0.1mm至大約4mm之間。 滴管18不同部分的角度和長度可適應(yīng)熱交換器歧管和制冷劑管線的特定需要。但是，所 有實(shí)施例將被配置成使得滴環(huán)的外表面在水平部段和豎直部段連接到滴環(huán)處低于水平部 段和豎直部段的外表面。在熱交換器部段10中收集的水和濕氣(來自雨、雪或冷凝)可在與滴管18流體 連通的制冷劑管線的外表面上積聚。水可沿著制冷劑管線外表面向下朝向熱交換器歧管 12行進(jìn)。由于制冷劑管線常常由銅制成，這些水在其沿著制冷劑管線外表面行進(jìn)時(shí)可收 集銅粒子。在無滴管的熱交換器中，含銅的水可行進(jìn)到制冷劑管線(入口/出口)與鋁 熱交換器歧管12連接的區(qū)域。銅和鋁可形成電偶且可在存在銅與鋁的區(qū)域或附近發(fā)生電 偶腐蝕。滴管18防止含銅的水到達(dá)歧管12。水沿著制冷劑管線和滴管18的豎直部段24 的外表面向下行進(jìn)。水然后到達(dá)滴環(huán)22且繼續(xù)到底部外表面28的最低部。水將從底部 外表面28的最低部滴落而非繼續(xù)沿著滴環(huán)22到水平表面20且最終到達(dá)歧管12。水將需 要“上坡”從滴環(huán)22到達(dá)水平表面20。在水可到達(dá)水平表面20之前，重力將使水形成 液滴且從底部外表面28的最低部滴落。雖然圖3示出U形滴環(huán)22，在水平部段20和豎直部段24與滴環(huán)22接合處提供 比水平部段20和豎直部段24外表面更低的底部外表面28的其它配置也是可能的。舉例 而言，滴環(huán)22還可具有V形部段，只要V形最低點(diǎn)在水平部段20和豎直部段24與滴環(huán) 22接合處低于水平部段20和豎直部段24的外表面。水從滴環(huán)22的底部外表面28滴落到熱交換器底表面30上。在示范性熱交換器 實(shí)施例中，底表面30引導(dǎo)所收集的水遠(yuǎn)離歧管12。底表面30可傾斜以便于在遠(yuǎn)離歧管 12的熱交換器部段10的區(qū)域中收集水，在該區(qū)域中允許水蒸發(fā)或從熱交換器部段10排
出ο在圖4中示出在滴管18與歧管12之間的連接的一個(gè)實(shí)施例。鐘形部段26用于 方便歧管12與滴管18的連接。在某些實(shí)施例中，鐘形部段26可省略且滴管18直接連 接到歧管12。鐘形部段26大體上為鋁，但也可使用其它金屬，諸如銅。鐘形部段26的 一端定位于歧管12壁32中的開口內(nèi)。滴管18的水平部段20定位于鐘形部段26的另一 端中。一旦連接，歧管12和滴管18的內(nèi)部通路流體連通。在此構(gòu)造中，歧管12和鐘形部段通常為類似金屬。鐘形部段26與滴管18的水 平部段20通常為相異金屬。為了防止鐘形部段26與滴管18之間的電偶腐蝕，可采用一 個(gè)或多個(gè)阻擋層34。阻擋層34位于鐘形部段26與滴管18的接合區(qū)域周圍以保護(hù)相異金 屬彼此接觸的區(qū)域免碰水和氧氣，從而防止或減少電偶腐蝕的機(jī)會(huì)。阻擋層34在鐘形部段26或滴管18與歧管12連接之后大體上置于鐘形部段26或滴管18周圍。阻擋層34 可為收縮包裹，當(dāng)向收縮包裹施加熱時(shí)其在鐘形部段26周圍密封。阻擋層34可為適于 保護(hù)金屬 免碰水和氧氣的任何材料，諸如橡膠、氯下橡膠、尼龍或乳膠。
雖然參考示范性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)了解在不偏離本 發(fā)明的范圍的情況下可做出各種變化且等效物可用于替換本發(fā)明的元件。此外，在不偏 離本發(fā)明的本質(zhì)范圍的情況下，可做出許多修改以使特定情形或材料適應(yīng)本發(fā)明的教導(dǎo) 內(nèi)容。因此，本發(fā)明應(yīng)該不限于所公開的特定實(shí)施例，而是將包括落入所附權(quán)利要求書 的范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，其包括 熱交換器歧管；以及滴管，其與熱交換器歧管成流體連通，所述滴管包括 大體上水平部段，其具有外表面； 大體上豎直部段，其具有外表面；以及滴環(huán)，其具有外表面且連接水平部段和豎直部段，其中所述滴環(huán)外表面的最低部在 所述水平部段與滴環(huán)會(huì)合處被定位成低于所述水平部段外表面且在所述豎直部段與滴環(huán) 會(huì)合處被定位成低于所述豎直部段外表面。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述熱交換器歧管和所述滴管是類似金屬。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述熱交換器歧管和所述滴管是相異金屬。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述熱交換器歧管是鋁，所述滴管是銅。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述滴管是所述熱交換器歧管的入口或出口。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述水平部段大體上垂直于所述熱交換器歧管。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述水平部段連接到所述熱交換器歧管。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其還包括鐘形部段，其中鐘形部段連接所述熱交換器歧 管與所述滴管。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其還包括阻擋層，其中所述阻擋層包圍所述熱交換器歧 管的一部分與所述滴管的一部分。
10.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其還包括阻擋層，其中所述阻擋層包圍鐘形部段的一 部分與所述滴管的一部分。
11.一種熱交換器部段，其包括 第一歧管與第二歧管；在所述第一歧管與所述第二歧管之間延伸的多個(gè)流動(dòng)路徑；以及 與至少一個(gè)歧管流體連通的至少一個(gè)滴管，所述滴管包括 大體上水平部段，其具有外表面； 大體上豎直部段，其具有外表面；以及，滴環(huán)，其具有外表面且連接水平部段與豎直部段，其中所述滴環(huán)外表面的最低部在 所述水平部段與滴環(huán)會(huì)合處被定位成低于所述水平部段外表面且在所述豎直部段與滴環(huán) 會(huì)合處被定位成低于所述豎直部段外表面。
12.如權(quán)利要求11所述的熱交換器部段，其中所述至少一個(gè)滴管和與所述至少一個(gè)滴 管流體連通的所述至少一個(gè)歧管是相異金屬。
13.如權(quán)利要求12所述的熱交換器部段，其中所述至少一個(gè)滴管是銅且與所述至少一 個(gè)滴管流體連通的所述至少一個(gè)歧管是鋁。
14.如權(quán)利要求11所述的熱交換器部段，其中所述至少一個(gè)滴管是與所述至少一個(gè)滴 管流體連通的所述至少一個(gè)歧管的入口或出口。
15.如權(quán)利要求11所述的熱交換器部段，其中所述水平部段連接到與所述至少一個(gè)滴 管流體連通的所述至少一個(gè)歧管。
16.如權(quán)利要求11所述的熱交換器部段，其還包括鐘形部段，其中所述鐘形部段連接 所述至少一個(gè)滴管和與所述至少一個(gè)滴管流體連通的所述至少一個(gè)歧管。
17.如權(quán)利要求11所述的熱交換器部段，其還包括阻擋層，其中所述阻擋層包圍所述 至少一個(gè)滴管的一部分和與所述至少一個(gè)滴管流體連通的所述至少一個(gè)歧管的一部分。
18.如權(quán)利要求11所述的熱交換器部段，其還包括阻擋層，其中所述阻擋層包圍所述 鐘形部段的一部分和所述至少一個(gè)滴管的一部分。
19.一種保護(hù)熱交換器的鋁表面的方法，所述方法包括使滴管成形為包括大體上水平部段，大體上豎直部段，以及連接所述水平部段與豎 直部段的滴環(huán)，其中所述滴管被成形為使得所述滴環(huán)的外表面在所述水平部段與滴環(huán)會(huì) 合處低于所述水平部段的外表面且在所述豎直部段與滴環(huán)會(huì)合處低于所述豎直部段的外 表面；將所述滴管的水平部段連接到熱交換器歧管；以及將所述滴管的豎直部段連接到制冷劑管線。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其還包括對所述滴管的一部分和所述熱交換器歧管的 一部分提供阻擋層。
21.如權(quán)利要求19所述的方法，其中將所述滴管的水平部段連接到所述熱交換器歧管 的步驟還包括將鐘形部段的第一端連接到所述熱交換器歧管；以及將所述滴管的水平部段連接到所述鐘形部段的第二端。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其還包括對所述滴管的一部分和所述鐘形部段的一部 分提供阻擋層。
全文摘要
滴管(18)具有大體上水平部段(20)，大體上豎直部段(24)和連接這些部段的滴環(huán)(22)。滴環(huán)(22)被定位成使得滴環(huán)外表面(28)在大體上水平部段(20)與大體上豎直部段(24)會(huì)合滴環(huán)(22)的點(diǎn)處低于大體上水平部段(20)和大體上豎直部段(24)的外表面以提供水可滴落的位置。
文檔編號(hào)F28F25/02GK102027309SQ200980117082
公開日2011年4月20日 申請日期2009年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月14日
發(fā)明者A·E·卡爾, R·A·威爾遜 申請人:開利公司