專利名稱：熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適合用在車輛空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)的熱交換器，更具體地說，涉及一種改進的用在熱交換器內(nèi)的換熱管端頭部分。
圖5-7表示一種用于車輛空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)的傳統(tǒng)熱交換器。在圖5和圖6中，熱交換器21具有一對液槽22和23。入口管24和出口管25連接在液槽22上。在液槽22和23之間允許流體流通地連接有多根換熱管26，例如制冷劑管。每根管26都具有一個中央部分26a和直徑小于中央部分26a的端頭部分26b。端頭部分26b分別插在設在液槽22和23上的孔22a和23a內(nèi)，并利用釬接的方法將它們固定在液槽22和23上。在液槽內(nèi)的中央部位位置一個隔板27。換熱介質(zhì)(例如制冷劑)從入口管24經(jīng)液槽22內(nèi)部，向下流過換熱管26，再通過液槽23內(nèi)部向上流經(jīng)換熱管26，然后又通過液槽22的內(nèi)部流到出口管25，如圖6的箭頭所示。
圖7表示各換熱管的端頭部分26b與液槽22或23之間的連接結(jié)構(gòu)。端頭部分26b筆直地穿入液槽22中，它的直徑大體均勻一致并小于中央部分26a的直徑。端頭部分26b插入孔22a(23a)中，并在端頭部分26b的外周邊與孔22a(23a)的內(nèi)邊緣之間用釬接、焊接、膠接或其它類似的方法將該端頭部分固定在液槽22(23)上。端頭部分26b的外周邊與孔22a(23a)的內(nèi)邊緣之間的間隙A寬度一般較小，如不大于約0.2mm(0.008英寸)，這樣便可堆焊上足夠厚的釬料層，以便均勻地覆蓋端頭部分26b。其它的連接方法，如膠接或焊接也可以采用。在這種情況下，間隙A的寬度也比較小，如不大于約0.2mm(0.008英寸)。特別是如果間隙A的寬度大于約0.2mm(0.008英寸)，則很難在間隙內(nèi)提供足夠數(shù)量的釬料來完成正確的釬接。
但是，在熱交換器的制造過程中，假如端頭部分為直段部分，則在制造上較為困難。由于端頭部分26b是直的并且其直徑只比孔的直徑略小一點，所以不容易將它插入孔22a和23a中。因此，這種類型的換熱管使熱交換器不易裝配。
為了解決這個問題，設計出來了如圖8中示出的換熱管端頭部分的另一種結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中，換熱管31具有一個中央部分31a和端頭部分31b。每個端頭部分31b都從中央部分31a開始逐漸收縮，這樣，端頭部分31b的直徑從底部32處的最大直徑逐漸減小到頂部33處的最小直徑。底部32與液槽22(23)的孔22a(23a)的內(nèi)邊緣之間的間隙A的寬度不大于約0.2mm(0.008英寸)。在這種結(jié)構(gòu)中，由于端頭部分31b是錐形的，所以能更容易地將它們插入孔22a(23a)中。因此，這種換熱管可使熱交換器更容易裝配。
然而，在制造這種熱交換器時，有時中央部分31a不夠長，以至不能將端頭部分31b定位在正確的釬接位置，如圖9所示。由于管31的彎曲或31在沿圖6和9所示的y軸方向上長度的不均勻性，就使這個問題經(jīng)常發(fā)生。如圖9所示，當使用管31時，沿管端頭部分31b的y方向上不正確的定位產(chǎn)生的偏差會加大間隙A的寬度。這種間隙A寬度的加大使有效釬接更為困難。如果間隙A的寬度增加到大于約0.2mm，則很難沿端頭部分31a的周圍堆焊上足夠多的釬料。如果間隙A的寬度大于0.2mm(0.008英寸)，那么就不可能進行有效的釬接。換句話說，由于管的長度關(guān)系，當錐形的端頭部分在液槽的孔內(nèi)的定位時只允許有很小的變化。
但是，如果采用直的端頭部分26b，則允許管26的長度有較寬的變化范圍。由于直的端頭部分26b的直徑基本上是均勻的，所以只要端頭部分26b放置在孔22a(23a)內(nèi)，間隙A的寬度就會大體保持一致。
本發(fā)明的一個目的是提供一種具有換熱管的熱交換器，其中換熱管的結(jié)構(gòu)使裝配容易進行，并使管的長度有較寬的變化范圍，從而使端頭部分沿y軸方向位置更利于管有效釬接到液槽上。
本發(fā)明的熱交換器包括一對相互隔開的液槽和多根流體流通地連接在這對液槽之間的、基本平行的換熱管。該多根換熱管的每一根都有一個具有中央直徑的中央部分和插入該對液槽上的對應孔內(nèi)的端頭部分。各端頭部分的底部直徑小于各換熱管中央部分的直徑。每根換熱管的至少一個端頭部分具有一個直段部分和一個錐段部分。直段部分從中央部分直線地延伸，并且其底部直徑為端頭部分的最大直徑。整個中央部分的直徑可以是均勻一致的。錐段部分從直徑部分延伸，其漸縮的直徑從底部直徑逐漸減小到端頭部分頂端處的頂部直徑。
在本發(fā)明的熱交換器中，各換熱管端頭部分的頂部都插在一個液槽的一個孔中。由于錐段部分的頂部直徑小于液槽的孔的直徑，所以很容易插入。管被插入后，端頭部分的直段部分定位于孔中。由于該直段部分的直徑為端頭部分的最大直徑，又由于該最大直徑是預先確定的，所以直段部分的外周邊與孔的內(nèi)邊緣之間的間隙寬度為它們之間釬接的合適距離，例如，小于或等于約0.2mm(0.008英寸)，即使端頭部分沿長度方向，即沿y軸方向的位置稍有變化，該間隙仍可保持在適合于釬接或其它方式的連接的寬度。因此，換熱管的端頭部分很容易插入孔中，并且允許管在長度上有較寬的變化范圍，同時在管與液槽孔之間仍可提供合適的釬接寬度。
從參照有關(guān)附圖對發(fā)明的優(yōu)選實施例進行的詳細描述中將可理解本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點。
現(xiàn)在將參照有關(guān)附圖描述本發(fā)明的一些優(yōu)選實施例，這些實施例只是作為實例給出的，它們不作為對本發(fā)明的限制。


圖1是本發(fā)明第一實施例的熱交換器的垂直剖面圖;
圖2是圖1中所示熱交換器的局部放大垂直剖面圖;
圖3是圖1中所示熱交換器的透視圖;
圖4是本發(fā)明的第二實施例的熱交換器的垂直剖面圖;
圖5是已知熱交換器的透視圖;
圖6是圖5所示熱交換器的垂直剖面圖;
圖7是圖5所示熱交換器的局部放大剖面圖;
圖8是另一種傳統(tǒng)熱交換器的局部垂直剖面圖;
圖9是圖8所示部分的垂直剖面圖，圖中示出了管的定位。
參見圖1-3，熱交換器1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例提供的。熱交換器1具有一對液槽2和3。入口管4和出口管5連接在液槽2上。多根基本平行的換熱管6(如制冷劑管)可使流體流通地連接在液槽2和3之間。如圖3所示，換熱管6呈縱向排列地設置在熱交換器1的液槽2和3之間。每根管6都有一個中央部分6a和兩個其最大直徑小于中央部分6a的直徑的端頭部分6b。中央部分6a的直徑可以是基本均勻的。階形部分6e設在中央部分6a和各端頭部分6b之間。階形部分6e基本上與通過中央部分6和直段部分6c的直徑的軸垂直。每根管6的中央部分6a和端頭部分6b在沿管6的整個長度上的橫斷面都圓環(huán)形的。端頭部分6b插在液槽2和3上形成的孔2a和3a中，并利用釬接將它們固定在液槽上。在液槽2的中部設有隔板7?？?a和3a的直徑大體相等。換熱介質(zhì)，如制冷劑從入口管4經(jīng)液槽2的內(nèi)部，向下流過換熱管6，再通過液槽3內(nèi)部向上流經(jīng)換熱管6，然后又通過液槽2的內(nèi)部流到出口管5，如圖1的箭頭所示。當換熱介質(zhì)流經(jīng)管6時，熱量在換熱介質(zhì)與大氣或經(jīng)管6的壁流過管6之間的氣流之間進行交換。
圖2表示換熱管6的端頭部分6b與液槽2或3之間的連接結(jié)構(gòu)。端頭部分6b的底部直徑是它的最大直徑D，該直徑小于各管6的中央部分6a的中央直徑D1。在圖2的實施例中，各換熱管6的兩個端部分6b都包括一個直段部分6c和一個錐段部分6d。直段部分6c從中央部分6a的端部，即從階形部分6e向外筆直地延伸，并且其直徑等于最大直徑D。錐段部分6d從直段部分6c的端部，即底部41延伸到管6的頂部40，并且其直徑從底部41的最大直徑D逐漸減小到頂部40的頂部直徑D2。
在圖2中，端頭部分6b被插在液槽2(3)上形成的孔2a(3a)中，并且直段部分6c定位于孔2a(3a)內(nèi)。最大直徑D是預先確定的，所以直段部分6c的外周邊與孔2a(3a)之間的間隙A的寬度WG，即WG＝(D2-D)×1÷2，其中D2是孔2a(3a)的孔徑，為適合于在它們之間進行釬接或其它方式的連接的值，比如該值小于或等于約0.2mm(0.008英寸)。利用主要釬接在兩個直段部分6c位置的方法將各管6固定到液槽2和3上。
在第一實施例中，各換熱管6的端頭部分6b是通過錐段部分6d的頂部40而插入液槽2(3)的孔2a(3a)中的。由于在錐段部分26d的頂部40處的最小直徑D3小于孔2a(3a)的孔徑D2，所以很容易將管插入孔中。在管被插入之后，直段部分6c便定位在孔2a(3a)中。因為直段部分6c的直徑等于最直徑D，所以即使由于管6在長度上的微小變化使階形部分6e不能緊靠著液槽2(3)，間隙A仍可保持在適合于釬接或其它連接的寬度。由于間隙A的寬度預先在釬接的適當值上，如小于0.2mm(0.008英寸)，所以可有效地進行釬接。尤其是可以間隙A內(nèi)的直段部分6c的外周邊和孔2a(3a)的內(nèi)邊緣的整個范圍內(nèi)提供足夠的釬接材料。這樣便使有釬接可以保持下去。因此，在這種熱交換器中，端頭部分6b很容易插入孔中，并且在熱交換器的制造過程中，可以在管6和液槽2和3的孔2a和3a之間實現(xiàn)有效的釬接。此外，即使沿端頭部分6b沿y軸位置出現(xiàn)微小變化也能實現(xiàn)有效釬接。這就進一步提高了熱交換器的質(zhì)量及質(zhì)量的均勻性。
圖4表示本發(fā)明第二實施例的熱交換器。在該實施例中，直段部分16c和錐段部分16d只形成于各換熱管16的一個端頭部分。各管16另一個端頭部分16f中是一個直管。在熱交換器11的制造過程中，端頭部分16f被插入液槽3的孔3a中。接著，將端頭部分16b插入液槽2的孔2a中。當端頭部分16f被插入孔中時，即使端頭部分是直的，也很容易將端頭部分插入。然而，如果端頭部分16b也是直的，那么同上述對相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)的解釋一樣，將它插入孔2a是困難的。在該實施例中，由于各端頭部分16b都有直段部分16c和錐段部分16d，所以利用錐段部分16d將各管16插入，并且，利用直段部分16c可以確保管16和液槽2之間達到高質(zhì)量的釬接。因此，即使直段部分16c和錐段部分16d只形成于每根換熱管16的一個端頭部分16b，那么釬接依然是有效的，制造也依然是容易的。
雖然這里詳細地描述本發(fā)明的幾個優(yōu)選實施例，但本發(fā)明不受它們的限制。本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員可以理解，在實質(zhì)上不脫離本發(fā)明的新的和先進的技術(shù)的情況下可以作各種改進。因此，本文中所描述的實施例只是作為舉例說明?？梢岳斫?，本發(fā)明的范圍不局限于此，而該范圍是由權(quán)利要求書來確定的。
權(quán)利要求
1.一種熱交換器，包括一對相互隔開的液槽；多根可使流體流通地與所述一對液槽相連的熱換管，每根換熱管包括一個中央部分，它具有中央直徑；一個第一端頭部分，包括一個第一直段部分和第一錐段部分，所述第一直部分的第一底部直徑小于該中央直徑，所述第一錐段部分包括一個第一底部和一個第一頂部，并具有第一漸縮直徑，該直徑從所述第一底部處的第一底部處的第一底部直徑減小到所述第一頂部處的第一頂部直徑。
2.按照權(quán)利要求1的熱交換器，其中所述多根換熱管呈縱向排列地設置在所述熱交換器的所述液槽之間。
3.按照權(quán)利要求1的熱交換器，其中每根所述管還包括一個位于所述直段部分和所述中央部分之間的一個階形部分，所述階形部分基本上垂直于所述直段部分和所述中央部分。
4.按照權(quán)利要求1的熱交換器，其中所述熱交換器還包括一個第二端頭部分和第二錐段部分，所述第二端頭部分包括具有小于中央直徑的第二底部直徑的第二直部分;所述第二錐段部分包括一個第二底部和第二頂部，并具有第二漸縮直徑，該直徑從所述第二底部處的第二底部直徑減小到所述第二頂部處的第二頂部直徑。
5.按照權(quán)利要求1的熱交換器，其中每個所述換熱管的所述端頭部分都具有環(huán)形橫截面。
6.按照權(quán)利要求4的熱交換器，其中各所述第一端頭部分連接在所述一對液槽的第一液槽上，所述第二端頭部分連接在所述一對液槽的第二液槽上。
7.按照權(quán)利要求1的熱交換器，其中所述各換熱管的端頭部分靠釬接固定到所述液槽上。
8.按照權(quán)利要求1的熱交換器，其中每個所述的換熱管都具有環(huán)形橫截面。
9.按照權(quán)利要求1的熱交換器，其中所述直段部分和所述孔的內(nèi)邊緣限定了一個寬度小于或等于約0.2mm(0.008英寸)的間隙。
10.按照權(quán)利要求1的熱交換器，其中所述換熱管基本上是平行。
11.按照權(quán)利要求1的熱交換器，其中所述液槽上開用許多孔，并且所述換熱管的每個所述端頭部分都設置在其中的一個所述孔內(nèi)。
12.按照權(quán)利要求11的熱交換器，其中所述交換器還包括一個具有第二直段部分的第二端頭部分，第二直段部分的第二底部分直徑小于中央直徑，并且每個所述直部分都定位于一個所述孔中并釬接到所述液槽上。
13.一種熱交換器，包括一對相互隔開并且其上開有許多具有一個孔徑的小孔的液槽;多根可使流體流通地與所述一對液槽相連的、基本上平行的換熱管，每根換熱管包括一個中央部分，它具有大體上均勻的中面直徑;兩個端頭部分，每個端頭部分都有一個直段部分和一個錐段部分，所述直部分的底部直徑小于基本均勻的中央直徑并略小于孔徑，所述錐段部分包括一個底部和一個頂部并具有漸縮的直徑，該直徑從所述底部處的底部直徑減小到所述頂部處的頂部直徑，其中每個端頭部分都插在一個所述孔內(nèi)并釬接到一個所述液槽上。
14.一種裝配熱交換器的方法，該換熱器包括一對相互隔開并且其上開有許多孔的液槽，所述方法包括如下步驟提供多根換熱管，每根換熱管都包括一個具有中央直徑的中央部分和包括第一直段部分和第一錐段部分的每一端部分，所述第一直段部分的第一底部直徑小于該中央直徑，所述第一錐段部分包括一個第一底部和一個第一頂部，并具有第一漸縮直徑，該直徑從所述第一底部處的第一底部直徑減小到所述第一頂部處的第一頂部直徑，以及一個包括第二直段部分的第二端頭部分;將所述換熱管的所述第二端頭部分插入所述一對液槽的第一液槽上開的孔內(nèi);將所述第二端頭部分的所述直段部分定位于所述第一液槽的所述孔內(nèi);將所述換熱管的所述第一端頭部分插入所述一對液槽的第二液槽上的孔內(nèi);將所述第一端頭部分的所述直段部分定位于所述第二液槽的所述孔內(nèi)。
15.按照權(quán)利要求14的方法，其中所述多根換熱管的所述第二端頭部分還包括一個第二錐段部分，所述第二錐段部分包括一個第二底部和一個第二頂部并具有第二漸縮直徑，該直徑從所述第二底部處的第二底部直徑減小到所述第二頂部的第二頂部直徑。
16.按照權(quán)利要求14的方法，其中第一和第二底部直徑與各孔內(nèi)邊緣的孔徑之間的差足夠小，以便進行有效釬接。
17.按照權(quán)利要求16的方法，其中所述差小于0.2mm(0.008英寸)。
18.按照權(quán)利要求14的方法，它還包括如下步驟將釬料插入所述換熱管的所述直段部分與所述液槽的所述孔的內(nèi)邊緣之間形成的間隙內(nèi);使用所述間隙內(nèi)的所述釬料將所述換熱管釬接到所述液槽上。
19.按照權(quán)利要求14的方法，其中各所述換熱8管都具有環(huán)形橫截面。
全文摘要
一種熱交換器，包括一對相互隔開的液槽和許多使流體流通地連接在該對液槽之間的平行的換熱管，各管都具有插在液槽孔內(nèi)的端頭部分。端頭部分的最大直徑小于中央部分的中央直徑。至少一個端頭部分包括一個具有最大直徑的直段部分和一個從直段部分延伸的并且其直徑從最大直徑逐漸減小到錐形直徑的錐段部分。這種熱交換器易于制造，并且即使管的長度略有變化也能實現(xiàn)管和液槽之間的有效釬接。
文檔編號F28F9/18GK1100197SQ9410694
公開日1995年3月15日 申請日期1994年4月26日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月26日
發(fā)明者千葉朋廣 申請人:三電有限公司