专利名称：用于冷却循环的热交换器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种用于冷却循环的热交换器及其制造方法，更具体地说，是涉及这样一种用于冷却循环的热交换器及其制造方法，其中几个散热片组分层设置。
热交换器通常使用在空调器中，在流经散热片的外部空气和流过制冷剂的管子的外表面之间进行热交换。并且，有一种拼合散热片式热交换器，其中多个散热片成组设置，散热片组分层堆叠，以及一种集成散热片式热交换器，其中多个散热片彼此平行设置在一层中。
如图1中所示，一种常规的拼合散热片式热交换器1包括多个彼此平行设置的片状散热片3和通过多次弯曲成U形穿过散热片3的制冷剂管2。
如图2中所示，散热片3沿空气流动方向(图中箭头F所示)分层设置，在各个散热片3上冲出一对通孔3a，管子2通过该通孔插入。每个管子2为空心的和圆柱形，通过弯曲成U形从最上面的散热片组到最下面的散热片组穿过散热片3。在散热片3的侧向方向上有彼此分开的两个管行列。每个管行列沿空气流动方向成直线设置。标号4是化霜加热器。
为了装配这种常规的拼合散热片式热交换器1，其上冲有一对通孔3a的多个散热片3彼此平行设置，然后，一对管子2通过各个通孔3a插入散热片3。此时，散热片3被设置成几组，散热片组以预定的间隔彼此分开。然后，位于散热片组之间的管子部分被弯曲成U形，使得散热片组在热交换器1的纵向方向上分层堆叠。其后，焊接两个管子2的开口以便连接管子2。
但是，在上述现有技术的热交换器1中，如图2中所示，由于管行列沿空气流动方向设置成直线，在管子2之间和外面流动的外部空气流经热交换器1的上方，不与管子2接触。另外，向热交换器1的底部传送的外部空气与最下面的管子接触后，空气极度分散并旁通过与最下面的管子相邻的上面的管子。结果是，热交换效率大大下降。
此外，由于管子2形成圆柱形，用于空气通道的空间的数量受到限制，这样，由风扇(未示出)在图2中的箭头所示的方向送入热交换器1的空气由于压力损失而丧失了大部分的力，增加了风扇的耗电量和工作噪音。而且，在化霜过程中生成的冷凝水趋向于收集在工作2的上表面上，可能在冷却循环再次操作后立即结霜。
本发明已经努力解决了上述问题。
本发明的一个目的是提供一种用于冷却循环的热交换器及其制造方法，其中改进了管子的设置，以便通过增加管子的接触面积来提高热交换效率。
本发明的另一个目的是提供一种用于冷却循环的热交换器及其制造方法，其中改进了管子的形状，以便减少流进热交换器中的压力损失，并使冷凝水易于排出。
为了实现上述目的，本发明提供了一种用于冷却循环的热交换器，其包括多个彼此平行设置的散热片和穿过散热片的管子。散热片成组设置，散热片组沿空气流动方向分层堆叠，管子通过多次弯曲穿过散热片组并沿空气流动方向至少设置两个行列。每个管行列成之字形设置。
管子的横截面为具有一个短轴和一个长轴的椭圆形，管子以这样的方式穿过散热片组，即管子的长轴平行于空气流动方向。
最好，管子的长轴的长度与短轴的长度之比在1.3-1.7的范围内。
并且，具有安装孔的辅助板安装在热交换器的前面/后面，通过该安装孔插入管子的弯曲部分以便固定。
根据本发明的另一个方面，一种制造用于冷却循环的热交换器的方法包括如下步骤准备管子和具有通孔的散热片，通过该通孔可插入管子；把散热片分开设置成几组，并通过散热片组的通孔插入管子；弯曲管子使得彼此分开的散热片组沿空气流动方向分层堆叠，管子沿空气流动方向至少设置两个行列；以及扭转管子的弯曲部分以便成之字形形成各个管子。
准备步骤还包括形成具有一个短轴和一个长轴的椭圆形的管子的步骤，散热片设置步骤还包括把管子以这样的方式插入散热片组的步骤，即管子的长轴平行于空气流动方向。
另外，准备步骤还包括在横向方向上偏离散热片的纵向中心的部分上形成通孔的步骤，散热片设置步骤还包括交替设置由具有在偏左部分上形成的通孔的散热片组成的散热片组和由具有在偏右部分上形成的通孔的散热片组成的散热片组的步骤。
制造热交换器的方法还包括如下步骤在准备步骤和散热片设置步骤之间，在每个通孔的周围部分上形成毛边，以便成为与管子的外周表面接触的表面；在散热片设置步骤和管子弯曲步骤之间，扩张管子，使得管子的外周表面紧紧地粘附在通孔的内周表面上；以及管子扭转步骤后，把具有安装孔的辅助板安装在热交换器的前面/后面，管子的弯曲部分通过该安装孔插入以便固定。
包含在此并构成说明书的一部分的
了本发明的实施例，并且与叙述一起解释了本发明的原理图1是常规的用于冷却循环的热交换器的透视图；图2是常规的热交换器的剖面图，说明了外部空气的流动；图3是根据本发明一个最佳实施例的用于冷却循环的热交换器的透视图；图4是根据本发明一个最佳实施例的热交换器的剖面图，说明了外部空气的流动；图5是说明制造根据本发明一个最佳实施例的热交换器的方法的方框图；图6示出了热交换器的制造方法中的准备步骤；图7示出了热交换器的制造方法中的散热片设置步骤；图8示出了热交换器的制造方法中的管子扩张步骤；图9示出了热交换器的制造方法中的管子弯曲步骤；图10示出了热交换器的制造方法中的管子扭转步骤；图11示出了热交换器的制造方法中的管子连接步骤；图12示出了热交换器的制造方法中的辅助板安装步骤；
图13示出了热交换器的制造方法中的化霜加热器安装步骤；以及图14是具有根据本发明的一个最佳实施例的热交换器的电冰箱的剖面图。
下面将参照附图详细描述本发明的一个最佳实施例。
图3和图4分别是根据本发明一个最佳实施例的用于冷却循环的热交换器的透视图和剖面图。
如图3中所示，根据本发明的拼合散热片式热交换器30包括多个分层堆叠的散热片组31a、31b、31c、31d、31e、31f。各个散热片组31a、31b、31c、31d、31e、31f包括多个彼此平行设置的散热片31。至少两个制冷剂管32穿过最上面的散热片组31a，管子32被弯曲成U形并穿过与最上面的散热片组31a相邻的下面的散热片组31b。通过这种方式，管子32穿过所有的散热片组31a、31b、31c、31d、31e、31f。
当湿空气如图中的箭头F所示送入热交换器30中时，因为冷凝物主要产生在最下面的散热片组31f(即空气进口侧)，所以在最下面的散热片组31f之间的间隔D2比最上面的散热片组31a中的间隔D1大。
化霜加热器33安装在凹口35上，凹口35形成在各个散热片31的侧部上。
参照图4，在各个散热片31上至少冲出两个通孔34，管子32通过该通孔34插入。通孔34形成于在横向方向上偏离各个散热片31的纵向中心的部分上。此外，交替设置具有在偏左部分上形成的通孔34的散热片和具有在偏右部分上形成的通孔34的散热片。结果是，通过通孔34插入所有散热片组31a、31b、31c、31d、31e、31f的各个管行列在热交换器30的纵向方向上设置成之字形。因此，流经热交换器30上方的外部空气与大多数管子32接触，没有旁通，由此提高了热交换效率，这将在以后详细描述。
为了使每个管行列设置成之字形，位于各个散热片组31a、31b、31c、31d、31e、31f之间的管子32的U形弯曲部分应当以预定的倾斜度保持在扭转状态，如图3中所示。为此，具有安装孔51的辅助板50安装在热交换器30的前面/后面，管子32的弯曲部分通过该安装孔51插入。并且，多个用于固定化霜加热器33的安装凹口52设置在辅助板50的侧部，每个安装凹口52由一对凸起53形成。各个安装凹口52之间是空间54。详细来说，通过安装孔51插入管子32的弯曲部分且把化霜加热器33插入安装凹口52之后，形成安装凹口52的一对凸起53紧固住化霜加热器33。结果是，辅助板50安装在热交换器30的前面/后面，由此管子32的弯曲部分靠辅助板50的安装孔51以预定的倾斜度保持在扭转状态。
另外，每个通孔34以这样的方式形成椭圆形，即平行于空气流动方向(如图中的到热交换器30的底部的箭头F所示)的通孔34的长轴比横向轴长。因此，每个管子32是空心的，其横截面成椭圆形，具有一个短轴X和一个长轴Y。当管子32通过通孔34插入时，管子32的长轴Y平行于空气流动方向设置。结果是，化霜过程中在管子32的表面上生成的冷凝水可以更好地从管子32中排出，由于两个管子32之间的空气通道与常规的热交换器1(见图1)相比更宽，空气的压力损失减少。在此，长轴Y的长度与短轴X的长度之比最好在1.3-1.7的范围内。本实施例中上述比率为1.5。
下面将参照图5至13描述根据本发明的热交换器30的制造方法。
如图5中所示，发明的热交换器30的制造方法包括如下步骤步骤S1，准备多个散热片31和至少两个管子32，步骤S2，把散热片31分开设置成几组31a、31b、31c、31d、31e、31f，并通过散热片组31a、31b、31c、31d、31e、31f插入管子32，步骤S3，扩张通过散热片31插入的管子32，步骤S4，弯曲管子32使得彼此分开的散热片组31a、31b、31c、31d、31e、31f分层堆叠，步骤S5，扭转管子32的弯曲部分以便成之字形形成各个管行列。步骤S6，把管子32彼此连接起来，步骤S7，把辅助板50安装在散热片组31a、31b、31c、31d、31e、31f的前面/后面，以便固定管子32的弯曲部分，以及步骤S8，安装化霜加热器33。
如图6中所示，在准备步骤S1中，准备一对具有预定长度的管子32和多个片状散热片31。
每个管子32是空心的，横截面成椭圆形，具有一个短轴X和一个长轴Y，这样的管子32由拉拔机(未示出)形成。并且，在各个散热片31上冲出一对通孔34。每个通孔34形成椭圆形，比管子32的尺寸略大。使得管子32的长轴Y平行于空气流动方向设置(见图4)，管子32可轻易地通过通孔34插入。在横向方向上偏离各个散热片31的纵向中心的部分上形成一对通孔34。在每个通孔34的周围部分上是通过毛边工艺形成的毛边34a。结果是，在随后将要说明的管子扩张步骤S3中，管子32的外周表面与通孔34的内周表面面接触，由此提高了热交换效率。
如图7中所示，散热片设置步骤S2是由夹具(未示出)把散热片31彼此平行设置，并把椭圆形管子32通过通孔34安装在散热片31中。此时，散热片31被设置成几组31a、31b、31c、31d、31e、31f，这些散热片组31a、31b、31c、31d、31e、31f彼此以预定的间隔分开并交替设置。详细来说，比如，交替设置散热片组31a、31c、31e和散热片组31b、31d、31f，散热片组31a、31c、31e包括具有一对通孔34的散热片，这一对通孔34在偏离各个散热片纵向中心左部分上形成，散热片组31b、31d、31f包括具有通孔34的散热片，该通孔34在其右部分上形成。
管子扩张步骤S3是在散热片设置步骤S2之后扩张管子32，以便使每个管子32的外周表面与形成在通孔34上的毛边34a保持面接触。为此，如图8中所示，一端连接有椭圆形刚性体41的钢丝42被插入管子32的一端中，然后用力拉，使得刚性体31通过管子32的内部。结果是，管子32被扩张，并紧紧地粘附在通孔34上形成的毛边34a上。在此，椭圆形刚性体41的尺寸略大于管子32的内部尺寸。
管子弯曲步骤S4是在管子扩张步骤S3之后弯曲位于各个散热片组31a、31b、31c、31d、31e、31f之间的管子部分。即，如图9中所示，通过依次把位于各个散热片组31a、31b、31c、31d、31e、31f之间的管子部分弯曲成U形，在纵向方向上分层堆叠散热片组31a、31b、31c、31d、31e、31f。此时，如在散热片设置步骤S2中所描述的，散热片组31a、31c、31e和散热片组31b、31d、31f分层交替堆叠，通孔34的位置形成在各个散热片31的偏离部分上。
接着，如图10中所示，管子扭转步骤S5是用夹具(未示出)把每个管子32的弯曲部分32a强力扭转，使得在管子弯曲步骤S4中分层交替堆叠的散热片组31a、31b、31c、31d、31e、31f的两侧部彼此对准。另一方面，通过多次弯曲成U形插入所有散热片组31a、31b、31 c、31d、31e、31f的各个管行列在热交换器30的纵向方向上形成之字形。此外，管子32的长轴Y仍应平行于空气流动方向(见图4)设置。
管子连接步骤S6是通过焊接把两个管子32的开口连接在一起，以便形成冷却循环的闭合回路。如图11中所示，U形连接管32b焊接在暴露于最下面的散热片组31f的外部的管子32的各个开口上，使得两个管子32彼此连通。
辅助板安装步骤S7是把辅助板50安装在散热片组31a、31b、31c、31d、31e、31f的前面/后面，以便以在管子扭转步骤S5中扭转的预定倾斜度固定管子32的U形弯曲部分32a。为此，如图12中所示，在辅助板50上冲出安装孔51，管子32的弯曲部分32a通过该安装孔51插入。而且，在辅助板50的侧部处设置多个用于固定化霜加热器33的安装凹口52，每个安装凹口52由一对凸起53形成。设置在各个安装凹口52之间的是空间54。
最后，如图13中所示，化霜加热器安装步骤S8是把化霜加热器33安装在散热片31的凹口35和辅助板50的安装凹口52之中。如上所述安装化霜加热器33后，形成安装凹口52的一对凸起53紧固住化霜加热器33。结果是，辅助板50安装在热交换器30的前面/后面。
发明的热交换器30由这样一系列步骤生产。
下面将参照图14和图4描述用作电冰箱中的蒸发器的本发明的热交换器30的操作和效果。
如图14中所示，当风扇20和压缩机(未示出)由提供到电冰箱10的电能操纵时，储藏室11中的空气通过回流道12前送到热交换器30的底部，并且流经散热片31和管子32的上方，制冷剂在管子32中流动。此时，由于管子32的外周表面与形成在散热片31的通孔34上的毛边34a(见图6)面接触，提高了热交换效率。
接着，流经热交换器30上方的冷却空气通过导向道13由风扇20送入储藏室11，以便冷藏保存在室11中的食物，然后通过回流道12再次重复送向热交换器30，由此保持食物新鲜。
如图4中所示，由风扇20送向本发明的热交换器30的空气被分散，同时与设置在最下面的散热片上的管子接触，并且与成之字形设置在最下面的管子上的管子再次接触。结果是，由于流经热交换器30的空气大部分与所有的管子32接触，增加了传热面积，大大提高了热交换效率。
此外，由于各个管子32的横截面成椭圆形，并以这样的方式安装在散热片31上，即管子32的长轴Y平行于空气流动方向，与常规的热交换器1(见图2)相比较，空气通道变宽，由此减少了空气的压力损失和风扇20的耗电量和工作噪音。
通过管子32的这种设置，冷凝水易于从管子32中排出。详细来说，因为储藏室11中的湿空气送向热交换器30，冷凝和结霜大部分发生在管子32的表面上。在这种情况下，化霜过程由化霜加热器33进行，在化霜过程中产生的冷凝水可以更好地从管子32中排出，这是因为管子32和冷凝水之间的接触面积很小。
尽管结合拼合散热片式热交换器描述了本发明，其中多个散热片被设置成组，散热片组沿空气流动方向分层堆叠，可以理解，本发明不限于公开的实施例，相反，本发明覆盖了集成散热片式热交换器，其中多个散热片在一层中彼此平行设置。
如上详细描述，根据本发明的用于冷却循环的热交换器及其制造方法具有如下优点因为管行列沿空气流动方向设置成之字形，管子为椭圆形，减少了空气的压力损失，在化霜过程中产生的冷凝水易于排出，由此提高了热交换效率。
权利要求
1.一种用于冷却循环的热交换器，其包括多个彼此平行设置的散热片和穿过散热片的管子，其特征在于散热片成组设置，散热片组沿空气流动方向分层堆叠；并且管子通过多次弯曲穿过散热片组并沿空气流动方向至少设置两个行列，每个管行列成之字形设置。
2.按照权利要求1所述的用于冷却循环的热交换器，其特征在于管子的横截面为具有一个短轴和一个长轴的椭圆形，管子以这样的方式穿过散热片组，即管子的长轴平行于空气流动方向。
3.按照权利要求2所述的用于冷却循环的热交换器，其特征在于管子的长轴的长度与短轴的长度之比在1.3-1.7的范围内。
4.按照权利要求1所述的用于冷却循环的热交换器，其特征在于具有安装孔的辅助板安装在热交换器的前面/后面，通过该安装孔插入管子的弯曲部分以便固定。
5.一种制造用于冷却循环的热交换器的方法，该热交换器包括包括多个彼此平行设置的散热片和穿过散热片的管子，该方法包括如下步骤准备管子和具有通孔的散热片，通过该通孔可插入管子；把散热片分开设置成几组，并通过散热片组的通孔插入管子；弯曲管子使得彼此分开的散热片组沿空气流动方向分层堆叠，管子沿空气流动方向至少设置两个行列；以及扭转管子的弯曲部分以便成之字形形成各个管子。
6.按照权利要求5所述的制造用于冷却循环的热交换器的方法，其特征在于准备步骤还包括形成具有一个短轴和一个长轴的椭圆形的管子的步骤；以及散热片设置步骤还包括把管子以这样的方式插入散热片组的步骤，即管子的长轴平行于空气流动方向。
7.按照权利要求5或6所述的制造用于冷却循环的热交换器的方法，其特征在于准备步骤还包括在横向方向上偏离散热片的纵向中心的部分上形成通孔的步骤；以及散热片设置步骤还包括交替设置由具有在偏左部分上形成的通孔的散热片组成的散热片组和由具有在偏右部分上形成的通孔的散热片组成的散热片组的步骤。
8.按照权利要求5所述的制造用于冷却循环的热交换器的方法，其特征在于该方法还包括如下步骤，在准备步骤和散热片设置步骤之间，在每个通孔的周围部分上形成毛边，以便成为与管子的外周表面接触的表面。
9.按照权利要求5所述的制造用于冷却循环的热交换器的方法，其特征在于该方法还包括如下步骤，在散热片设置步骤和管子弯曲步骤之间，扩张管子，使得管子的外周表面紧紧地粘附在通孔的内周表面上。
10.按照权利要求5所述的制造用于冷却循环的热交换器的方法，其特征在于在管子扭转步骤后，把具有安装孔的辅助板安装在热交换器的前面/后面，管子的弯曲部分通过该安装孔插入以便固定。
全文摘要
一种用于冷却循环的热交换器包括多个彼此平行设置的散热片和穿过散热片的管子。散热片成组设置,散热片组沿空气流动方向分层堆叠,管子通过多次弯曲穿过散热片组并沿空气流动方向至少设置两个行列。每个管行列成之字形设置。管子的横截面为具有一个短轴和一个长轴的椭圆形,管子以这样的方式穿过散热片组,即管子的长轴平行于空气流动方向。及制造用于冷却循环的热交换器的方法。
文档编号F24F1/00GK1299954SQ0010087
公开日2001年6月20日 申请日期2000年2月17日 优先权日1999年12月10日
发明者金洸逸, 金宜俊 申请人:三星电子株式会社