專利名稱：用于熱交換器的管道的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于熱交換器的管道。
本發(fā)明在扁平管(flat tube)熱交換器領(lǐng)域中具有特別有優(yōu)勢(shì)的應(yīng)用。 這些交換器特別地用作機(jī)動(dòng)車輛空調(diào)系統(tǒng)中的蒸發(fā)器、冷凝器或強(qiáng)制空氣加 熱器(force air heater),或用作這樣的車輛的冷卻回路中的散熱器。
背景技術(shù)：
用于機(jī)動(dòng)車輛的扁平管熱交換器通常由一批扁平管在一排或多排中彼 此平行地放置而構(gòu)成，這些管道在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻回路的散熱器的情況下，用于 熱傳遞流體通過交換器的流通，所述流體諸如添加了乙二醇(glycol)的水。 在冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)的裝置時(shí)，水變熱且因此必須冷卻。散熱器的作用就是提供這 種功能。為此，添加了乙二醇的水在散熱器的管道中流通并通過與來自推進(jìn) 裝置或風(fēng)扇的冷卻空氣進(jìn)行熱交換而被冷卻，熱交換由布置在管道中的熱交 換元件的存在而實(shí)現(xiàn)。在強(qiáng)制空氣加熱器的情況下，消散在空氣中的熱能被 回收以便經(jīng)由已知的通風(fēng)、供暖和/或空調(diào)系統(tǒng)為機(jī)動(dòng)車輛的客艙供暖。
根據(jù)已知為"通過釬焊(by brazing)"的熱交換器裝配技術(shù)，管道被4千 焊到由位于管道之間的間隔件(spacer)或散熱片構(gòu)成的熱交換元件上。通 常，這些間隔件被制造為具有波浪形表面的形式，管道在波浪峰頂處釬焊至 間隔件上。由此通過釬焊裝配的管道和間隔件的組件在各端處被集管箱 (collectorbox)蓋住，該集管箱通過管子連接至回路的其余部分。
可通過各種技術(shù)得到扁平管，比如擠壓，機(jī)械焊接或彎折。本發(fā)明應(yīng)用 彎折技術(shù)，其中，每個(gè)扁平管通過彎折被稱為條帶的金屬片而被制造，以便 限定用于熱傳遞流體的流通通道，本例中的流體是水。條帶由也稱為芯部的 基體材料構(gòu)成，通常是鋁合金。
國際申請(qǐng)WO 03/046456特別地提出了 一種具有分隔部分的扁平管，由 條帶制造，條帶的一端成形為使得彎折條帶后獲得的分隔部分具有曲線輪 廓，大致為半圓形。
3但是，盡管其獲得的所有優(yōu)點(diǎn)，從國際申請(qǐng)WO 03/046456所知的扁平 管所具有的缺點(diǎn)在于，其對(duì)熱傳遞流體所施加的壓力導(dǎo)致的管道膨脹僅提供 很小的機(jī)械抵抗。實(shí)際上，其曲線圓弧形狀為分隔部分提供了一定的柔性， 有助于其展開(openingup)的，并因此有助于在液壓作用下管道的膨脹。
分隔部分展開的結(jié)果是造成在位于分隔部分各側(cè)上的兩個(gè)流通通道之 間的不對(duì)稱，然而，通道的液壓橫截面必須相等并無論熱交換器的操作狀態(tài) 如何都必須保持相等。
此外，壓力作用下的管道的膨脹會(huì)在許多地方產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力，特別是沿
最后，反復(fù)的膨脹/休止循環(huán)加速了構(gòu)成管道的材料的疲勞。 扁平管膨脹而導(dǎo)致的所有這些現(xiàn)象減弱了熱交換器的機(jī)械強(qiáng)度并導(dǎo)致 泄露的出現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提出一種用于熱交換器的管道，使得可以避 免關(guān)于以上國際申請(qǐng)所述的管道在壓力作用下膨脹的缺點(diǎn)，同時(shí)保留了該管 道的優(yōu)點(diǎn)，例如免受條帶寬度中的尺寸公差限制和/或僅在芯部?jī)杀砻嬷械囊?個(gè)上包覆釬焊材料。
根據(jù)本發(fā)明，該目的通過由彎折條帶制造的用于熱交換器的管道而實(shí) 現(xiàn)，所述條帶的一端被成形為使得在彎折后構(gòu)成具有曲線輪廓的分隔部分， 值得注意的是，所述曲線輪廓是環(huán)狀輪廓，所述分隔部分閉合于其本身。該 特征可解釋為，用于分隔部分的條帶邊緣被夾在U形彎折部中，這使得可以 將覆層與沒有覆層的管道內(nèi)表面接觸，并由此加寬了釬焊部分以實(shí)現(xiàn)對(duì)膨脹 的高水平抵抗。
因此，如以下將詳細(xì)示出的，由于本發(fā)明提出的在分隔部分上的環(huán)狀曲 線輪廓，可以實(shí)施管道內(nèi)表面上的分隔部分的第一釬焊部分與分隔部分自由 端的第二釬焊部分在分隔部分自身上結(jié)合。由于本發(fā)明以此防止了分隔部分 展開的任何可能性，分隔部分對(duì)管道膨脹的機(jī)械抵抗由此增強(qiáng)很多。
需要注意的是，獲得該結(jié)果的同時(shí)保留了不必在條帶的兩面均包覆有釬 焊材料的優(yōu)點(diǎn)。 一個(gè)包覆面滿足本發(fā)明的實(shí)施，另一面可以接收限制管道內(nèi) 表面上的腐蝕的材料。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述環(huán)狀曲線輪廓包括環(huán)的第一部分和終止 于環(huán)的第一部分內(nèi)的環(huán)的第二部分。
在該具體實(shí)施例中，本發(fā)明將所述環(huán)的第一部分和環(huán)的第二部分設(shè)置為 具有大致的圓弧形狀，其中，條帶厚度恒定。
如果管道的內(nèi)部厚度(internal thickness )是固定的以便在流通通道上實(shí) 現(xiàn)給定的液壓橫截面，分隔部分的尺寸特性必須作相應(yīng)調(diào)整。
因此本發(fā)明提出，所述分隔部分沿所述環(huán)具有小于管道厚度的厚度，或 所述分隔部分在環(huán)的第一部分上具有小于管道厚度的第一厚度，并在環(huán)的第 二部分上具有小于第一厚度的第二厚度。


通過以下參考附圖并作為非限定性例子給出的說明，將更好地理解本發(fā) 明的組成以及其如何實(shí)施，有必要的話，在后面限定。
圖1為根據(jù)本發(fā)明的用于熱交換器的管道的局部橫截面視圖。 圖2a為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的條帶的局部橫截面視圖。 圖2b為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的條帶的局部橫截面視圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1中以橫截面部分地示出了用于熱交換器的扁平管IO,熱交換器可 以是機(jī)動(dòng)車輛的蒸發(fā)器、冷凝器、強(qiáng)制空氣加熱器或散熱器。
管道10通過使由基體材料或芯部材料制成的條帶11成形并彎折而得 到，所述材料通常是選自標(biāo)準(zhǔn)的lxxx、 3xxx、 6xxx和7xxx系列的鋁合金， 其熔化溫度在630至660。C之間。
在成形和彎折之前，條帶11在第一面111上接收具有添加材料或包覆 材料的通常被稱為"覆層"的層21，該第一面在彎折后構(gòu)成管道10的外表 面，所述覆層由4xxx系列的鋁合金構(gòu)成，其熔化溫度高于577。C并低于芯部 金屬的熔化溫度。該層21實(shí)際上就是釬焊層，通過在熔爐內(nèi)熔化添加材料 而提供與熱交換器的機(jī)械連接(mechanical holding),熱交換器的部件，尤 其是扁平管和間隔件，是預(yù)先裝配的。該釬焊層21如圖中粗線所示。
在條帶11的第二面112上，也就是彎折后的管道10的內(nèi)表面，限定了 管道的內(nèi)部體積，第二面沉積有材料層22,使得可以降低腐蝕通過條帶11
5的芯部金屬蔓延的速度。這種材料特別地基于鋁和硅，具有高于釬焊材料或
"覆層"的熔化溫度。該保護(hù)層22如圖中點(diǎn)劃線所示。
如圖1所示，條帶11的一端或邊緣13成形為使得在彎折后制成分隔部 分12,將管道10分隔成用于熱傳遞流體循環(huán)的兩個(gè)通道31、 32。
分隔部分12以環(huán)狀曲線輪廓閉合于其自身，包括大致具有圓弧形狀的 環(huán)的第一部分12a和終止于環(huán)的第一部分12a內(nèi)的也大致具有圓弧形狀的環(huán) 的第二部分12b。這些圓弧具有大約180。的曲率。
因此，可以在兩個(gè)區(qū)域中釬焊分隔部分12，即第一區(qū)域和第二區(qū)域，其 中，第一區(qū)域以點(diǎn)A為中心，在此分隔部分釬焊在管道10的內(nèi)表面112上， 第二區(qū)域以點(diǎn)B為中心，在此分隔部分在環(huán)的第二部分12b的端部處4f焊到 環(huán)的第一部分12a的內(nèi)表面上。
從管道的外表面開始，分隔部分包括以45。朝向管道內(nèi)側(cè)(順時(shí)針方向) 的第一彎折部41,其跟隨有第一平段42，然后包括轉(zhuǎn)向而以45。朝向管道外 側(cè)(逆時(shí)針方向)的第二彎折部43，在此后是第二平段44，其接收分隔部 分不使用的條帶邊緣。該第二平段44是環(huán)的第一部分12a的轉(zhuǎn)過180°而朝 向管道內(nèi)側(cè)的元件，其跟隨有第三平段45，第三平段的外表面與管道的內(nèi)表 面接觸。該第三平段45為環(huán)的第一部分12a和環(huán)的第二部分12b所共有。 分隔部分的輪廓通過環(huán)的第二部分12b的轉(zhuǎn)過180。而朝向管道內(nèi)側(cè)(順時(shí)針 方向)的彎曲得以延續(xù)，并在夾在第二平段44和第三平段45之間的條帶邊 緣46處終止。
以這種方式可以得到非常堅(jiān)固的分隔部分12，能夠抵抗由熱傳遞流體施 加的壓力，因此能對(duì)抗管道10的任意膨脹，特別是通過分隔部分的輪廓展 開的膨脹，如現(xiàn)有技術(shù)中已知管道中出現(xiàn)的那樣。通道31、 32的液壓橫截 面得以保持，并且不發(fā)生應(yīng)力傳遞到管道其它元件的情況。
如果通道31、 32的液壓橫截面是固定的，可通過調(diào)整分隔部分12在環(huán) 的第一部分12a和環(huán)的第二部分12b上的厚度來獲得通道31、 32。
根據(jù)第一實(shí)施例，分隔部分12可以沿環(huán)(或條帶邊緣)具有恒定的厚 度e 該厚度小于管道10的厚度e!。這樣，如圖2a所示，條帶11在端部 或邊緣13處具有在值e,和e2之間的厚度階梯變化或肩部。
才艮據(jù)第二實(shí)施例，如圖2b所示，分隔部分12在環(huán)的第一部分12a上具 有小于管道10的厚度e！的第一厚度e2，以及在環(huán)的第二部分12b上具有小于第一厚度e2的第二厚度e3。這樣，圖2b顯示出在條帶11上的兩個(gè)厚度階 梯，它們中的一個(gè)在值e!和e2之間，另一個(gè)在值e2和e3之間。
厚度值為
0. lmm^e^0.4mm
0.05mm^e2:^0.4mm
0.05mm^e3^0.4mm
如果通道31、 32的液壓橫截面不是固定的，則e尸e^e3。 如果通道31、 32的液壓橫截面是固定或強(qiáng)制的，則厚度可以如下調(diào)整 第一實(shí)施例e3-e2〈ej 第二實(shí)施例e3〈efe,。
權(quán)利要求
1、一種用于熱交換器的管道(10)，通過彎折條帶(11)制造，所述條帶的一端(13)被成形為使得在彎折后構(gòu)成具有曲線輪廓的分隔部分(12)，其中，所述曲線輪廓是環(huán)狀輪廓，所述分隔部分(12)閉合于其本身。
2、 如權(quán)利要求1所述的管道，其中，所述環(huán)狀曲線輪廓包括環(huán)的第一 部分(12a)和終止于環(huán)的第一部分(12a)內(nèi)的環(huán)的第二部分(12b)。
3、 如權(quán)利要求2所述的管道，其中，所述環(huán)的第一部分(12a)和環(huán)的 第二部分(12b)具有大致的圓弧形狀。
4、 如權(quán)利要求3所述的管道，其中，所述環(huán)的第二部分(12b)抵靠管 道的內(nèi)表面釬焊。
5、 如權(quán)利要求4所述的管道，其中，所述環(huán)的第二部分(12b)釬焊在 限定環(huán)的第一部分(12a)的開始端的第二平,殳(44)上。
6、 如權(quán)利要求2至5中的任一項(xiàng)所述的管道，其中，所述環(huán)的第一部 分(12a)被構(gòu)造為，第二平段(44)跟隨有180。的彎曲部，再跟隨有與所 述環(huán)的第二部分(12b)共用的第三平段(45),該第三平段(45)跟隨有180° 的彎曲部，該彎曲部終止于夾在第二平段(44)和第三平段(45)之間的第 四平^殳(46)。
7、 如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的管道，其中，所述分隔部分(12) 沿所述環(huán)具有恒定的厚度(e2)，該厚度小于管道(10)的厚度(ej。
8、 如權(quán)利要求2至6中的任一項(xiàng)所述的管道，其中，所述分隔部分(12) 在環(huán)的第一部分(12a)上具有小于管道(10 )的厚度(ei)的第一厚度(e2 )， 以及在環(huán)的第二部分(12b)上具有小于第一厚度(e2)的第三厚度(e3)。
9、 如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的管道，其中，管道的第一面(lll) 上覆蓋有釬焊層(21 )，同時(shí)管道的第二面(112 )上覆蓋有防腐保護(hù)層(22 ), 所述第二面(112)限定所述管道的內(nèi)部體積。
10、 一種熱交換器，可以在第一介質(zhì)和在如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所 述的管道內(nèi)流通的流體之間交換熱能。
全文摘要
一種用于熱交換器的管道(10)，通過彎折條帶(11)制造，所述條帶的一端(13)被成形為使得在彎折后構(gòu)成具有曲線輪廓的分隔部分(12)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述曲線輪廓是環(huán)形輪廓，包括環(huán)的第一部分(12a)和終止于環(huán)的第一部分(12a)內(nèi)的環(huán)的第二部分(12b)。扁平管熱交換器應(yīng)用在機(jī)動(dòng)車輛上。
文檔編號(hào)F28F1/00GK101487673SQ20081018958
公開日2009年7月22日 申請(qǐng)日期2008年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月31日
發(fā)明者克里斯托弗·德諾瓦爾 申請(qǐng)人:法雷奧熱系統(tǒng)公司