專利名稱：高壓力匯集管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱交換器，它包括多個(gè)平直管，該多個(gè)平直管用于在所述管內(nèi)部流動的第一流體與在所述管外部流動的第二流體之間進(jìn)行熱交換；一對匯集管，它們連接于該多個(gè)平直管端部并設(shè)置有把該第一流體引導(dǎo)入該多個(gè)平直管內(nèi)的入口和從該多個(gè)平直管排出的出口，每個(gè)匯集管設(shè)置至少兩個(gè)平行的通道，該通道的至少間隔壁具有弧形的表面。
背景技術(shù)：
從WO-A-9851983已得知這樣一種熱交換器。
在這種已知的熱交換器中，匯集管由具有圓形截面的一些平行管子構(gòu)成，每對相鄰的管子具有公共壁部分，這樣每個(gè)匯集管的這些管就構(gòu)成平直的管子陣列。選擇這些管為圓形截面，因?yàn)檫@些管內(nèi)部的高壓力例如常見于在汽車中使用并基于CO2的現(xiàn)代熱交換器中。通常則使用遠(yuǎn)高于100bar的壓力，而圓形截面通道的應(yīng)用避免在匯集管的壁上積累應(yīng)力。應(yīng)用圓形截面可使內(nèi)壁更薄，由此減輕重量和增大熱傳導(dǎo)。
另外，平直管必須被插入在匯集管的一個(gè)平側(cè)面上的通孔中，以便在這些管與這些匯集管之間連通。為了具有最少的可能的流動限制，最好是把該平直管的端部插入到該匯集管通道的直徑的一半，當(dāng)這樣做時(shí)，該平直管的端面被該匯集管的間隔壁堵塞的部分為最小。然而，這樣該匯集管中的每個(gè)通道的一半被堵塞，引致該熱交換器的該部分的流動限制。作為一種折衷，這些平直管的該端部沒有被插至該通道直徑的一半，而是插至該直徑的約1/3。這樣該匯集管通道中的堵塞大大地降低，從而這些平直管的端面的堵塞僅略微增加并保持在可接受的限度內(nèi)。
然而，在該熱交換器內(nèi)部和特別是該匯集管通道內(nèi)部的流體流的擾動仍然受到這些平直管的插入端部的強(qiáng)烈干擾，特別是高壓力系統(tǒng)中這可能導(dǎo)致實(shí)際的壓力降低。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種熱交換器，在該熱交換器中這個(gè)問題被降低了。
這個(gè)目的是通過在任意兩個(gè)相鄰的通道之間的間隔壁上設(shè)置朝向這些通道的兩個(gè)平行的基本平直表面來達(dá)到的。
這樣就有可能使這些通道具有細(xì)長的截面，它僅被插入的平直管較小程度地堵塞。在該間隔壁上的平直表面的應(yīng)用是可能的，而不會在該壁上引起過大的應(yīng)力，因?yàn)樵摫诘膬蓚€(gè)表面受到相同的應(yīng)力，由此即使該應(yīng)力是高壓力，也將平衡這些力。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的熱交換器的簡略視圖，圖2是沿圖1所示的匯集管的II-II線的截面，圖3是沿圖1所示的匯集管的III-III線的截面，圖4是應(yīng)用于圖1的熱交換器中的匯集管的前視圖，和圖5是圖3的匯集管的一部分的透視圖。
具體實(shí)施例方式
參考圖1，該圖示的熱交換器包含多個(gè)平行碼放的平直的熱傳導(dǎo)管1及夾在各平直管1之間的波狀的翼片2。管1的端部1a連接于匯集管3及4。每個(gè)熱傳導(dǎo)管由具有平直構(gòu)造的擠壓鋁材制成?；蛘?，這些平直管可能是多孔的平直管，通常稱為多通管或別的，可以使用電氣接縫管。多通管可通過擠壓來制成，但另外可能由復(fù)合鋼板滾壓折疊、釬焊而制成這種管。此外，有可能使用具有插入的隔板的焊接管。
在所示的實(shí)例中，每個(gè)波狀的翼片2具有的寬度近似于平直管1的寬度，但也可應(yīng)用其它的寬度。翼片2及平直管1彼此被釬焊起來。匯集管3、4由鋁管制成，該鋁管具有與熱傳導(dǎo)管1截面相同形狀的多個(gè)孔5，以接納管端1a?？?也可定制成例如錐形的，以使該平直管較易插入。
插入的管端1a被釬焊在孔5中。如圖1所示，匯集管3及4被分別地連接于入口匯集管6及出口匯集管7上。入口匯集管6允許熱交換流體進(jìn)入?yún)R集管3，而出口匯集管7允許該熱交換流體排出。匯集管3及4分別地用蓋子或塞子8及9封閉。標(biāo)號13及14代表連接于最外側(cè)的波狀的翼片2的側(cè)板。
匯集管3使其內(nèi)部空間被隔板10分成兩部分，而匯集管4被隔板11分成兩部分。這樣就提供了一種介質(zhì)路徑，該路徑從匯集管3開始，穿過第一組管1，通過匯集管4的部分，穿過第二組管1至匯集管3，并穿過第三組管1至匯集管4，并經(jīng)過出口7離開該熱交換器裝置。很清楚這些匯集管也可能沒有隔板，也可能應(yīng)用每個(gè)匯集管設(shè)有一個(gè)以上隔板的其它的匯集管。
該熱交換流體以Z字形圖案方式流遍該熱交換器裝置。
匯集管3與4基本是相同的，并且在圖2-4中更詳細(xì)地顯示了匯集管3的例子。匯集管3事實(shí)上由多通的擠壓管組成，并且在所示的該例子中有3個(gè)通道16、17及18。然而很清楚的是可以有任何數(shù)量的通道。如在圖2中清楚顯示的中央通道17具有橢圓的截面，即它具有兩個(gè)平行的側(cè)壁20、21和兩個(gè)半圓形端壁22、23。在匯集管具有多于3個(gè)通道的情況下，每個(gè)中間通道將具有該形式的形狀。另外兩個(gè)外通道16及18具有相同的截面，并分別由基本是半圓形的側(cè)壁24、25和分別地朝向通道17的各平直側(cè)壁的平直側(cè)壁26及27組成。
該匯集管的外表面由多個(gè)壁構(gòu)成，這些壁基本平行于通道16、17及18的朝向該外壁的內(nèi)壁，側(cè)壁30除外，側(cè)壁30垂直于側(cè)壁26、20、21及27，并被制成平直的。通過以這種方式形成該匯集管就能使它經(jīng)受住高的內(nèi)壓力，而不會在匯集管3的壁上產(chǎn)生過大的應(yīng)力。事實(shí)上在通道17中平直側(cè)壁20及21上的該壓力被作用在該平直側(cè)壁26及27上的壓力所抵消。此外，剩余的側(cè)壁全都是弧形的，由此避免生成過大的應(yīng)力并使該匯集管適用于高壓力用途。
此外匯集管3的截面可通過簡單地調(diào)節(jié)平直側(cè)壁26、20、21及27的長度從而相應(yīng)地調(diào)節(jié)該通道的體積而容易地適應(yīng)不同的用途，同時(shí)不必增大該匯集管的寬度。
如圖3中所示，平直的外壁30設(shè)置有垂直于該匯集管縱方向延伸的一些縱孔35。如圖3清楚地顯示的每個(gè)孔以下面的方法制成在高達(dá)線36-37處制成具有矩形截面及一寬度的槽，該寬度等于要被插入該孔中的平直管的寬度，即平直管1的最小尺寸。這個(gè)槽可通過鋸割或類似方法來制成。之后該孔通過應(yīng)用具有正確形狀的模具進(jìn)行沖孔來進(jìn)一步成形，由此使該槽連接于通道16、17及18。該沖孔模具以這樣一種方法來制成孔35的兩個(gè)縱側(cè)面設(shè)置有邊緣38，邊緣38用作該平直管插入該孔的止動件。此外，通道16、17和17、18之間的壁部分26-20及21-27分別被稍微推回至低于邊緣38，如圖3中所示，由此形成兩個(gè)基本為半圓形的頂壁41及42，所以在平直管插至高達(dá)邊緣38之后，在通道16、17及18之間出現(xiàn)開放連接，能使該介質(zhì)在該匯集管內(nèi)橫向流動。這樣就獲得了一種匯集管，它使得該平直管可容易安裝。由于這些通道的形狀，該平直管的端部將僅是稍微穿入這些通道的流動截面內(nèi)，并由此僅是較小程度上影響該介質(zhì)流過通道16、17及18。因?yàn)橥ǖ?6、17及18之間的分隔壁處于該平直管的下部位置，所以從匯集管至這些管或反過來的介質(zhì)流動將不會被分隔壁阻礙，因?yàn)樵诒?1、42與插入的平直管的端面之間有足夠的空間，該插入的平直管將高達(dá)線38。
如圖4中所示，附加孔40出現(xiàn)在兩孔35之間，該孔用于上面解釋的隔板10或11的插入。平直管的孔的僅有的差別是沒有邊緣38并且圖3所示壁部41、42被移動到通道16、17的一半高度。
匯集管3的平直壁30設(shè)置有兩個(gè)縱向的槽46及47。這些槽可被用于夾緊匯集管3頂部的釬焊片。在表面30上放置釬焊片，并把該片的邊緣折疊入槽46及47中之后，這些槽可以這樣一種方式變形該釬焊片的縱向邊緣被夾緊在該匯集管上。在將這些平直管插入該匯集管及插入隔板11之后，通過例如釬焊爐使整個(gè)匯集管被加熱，而在此過程中，該釬焊片保證了在這些平直管與該匯集管之間獲得可靠的連接。
很清楚，本發(fā)明不局限于上面描述的該實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明的范圍下可實(shí)施改進(jìn)。尤其是可應(yīng)用用于把這些管連接至該匯集管的其它系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種熱交換器包括多個(gè)平直管，該多個(gè)平直管用于在所述管內(nèi)部流動的第一流體與在所述管外部流動的第二流體之間進(jìn)行熱交換；一對匯集管，該對匯集管連接于這些平直管的端部并設(shè)置有入口及出口，該入口用于把該第一流體引導(dǎo)入這些平直管內(nèi)，而該出口用于把該第一流體從這些平直管排出，每個(gè)匯集管設(shè)置有至少兩個(gè)平行的通道，該通道壁的至少部分具有弧形的表面，其特征在于，任意兩個(gè)相鄰?fù)ǖ乐g的該間隔壁設(shè)置有兩個(gè)朝向該通道的平行的基本平直表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的熱交換器，其特征在于，該通道在平行于其平直壁的方向上的尺寸比垂直于該平直壁的方向上的尺寸大。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的熱交換器，其特征在于，每個(gè)匯集管設(shè)置有平直外表面，該平直外表面設(shè)置有把這些平直管連接于該匯集管的多個(gè)孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的熱交換器，其特征在于，兩個(gè)相鄰?fù)ǖ乐g的該間隔壁被部分地除去作為這些孔的延伸部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的熱交換器，其中這些孔具有與該平直管的周邊對應(yīng)的周邊，其特征在于，每個(gè)平行于該平直外表面的孔設(shè)置有至少一個(gè)作為該平直管端的止動件的臺肩。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5的熱交換器，其特征在于，與這些孔相對的每個(gè)間隔壁的端面是弧形的。
7.根據(jù)權(quán)利要求3-6中任意一項(xiàng)的熱交換器，其特征在于，至少一個(gè)匯集管的該平直外表面設(shè)置有一個(gè)附加孔，該附加孔用于容納分隔該匯集管內(nèi)部的流體的一隔板。
全文摘要
一種熱交換器包括多個(gè)平直管，該多個(gè)平直管用于在所述管內(nèi)部流動的一第流體與在所述管外部流動的第二流體之間進(jìn)行熱交換；一對匯集管，該對匯集管連接于這些平直管的該端部并設(shè)置有入口及出口，該入口用于把該第一流體引導(dǎo)入這些平直管內(nèi)，而該出口用于把該第一流體從這些平直管排出；每個(gè)匯集管設(shè)置有至少兩個(gè)平行的通道，該通道的至少間隔壁具有弧形的表面。任意兩個(gè)相鄰的通道之間的該間隔壁設(shè)置有兩個(gè)朝向該通道的平行的基本平直表面，由此可使該熱交換流體自由流過該匯集管及這些管。
文檔編號F28F9/02GK1543560SQ01823521
公開日2004年11月3日 申請日期2001年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月6日
發(fā)明者L·彼得森, L 彼得森 申請人:挪威海德羅公開有限公司