热交换器和制造该热交换器的方法
【技术领域】
[0001]本文公开了一种热交换器和制造该热交换器的方法。
【背景技术】
[0002]已知一些热交换器和制造热交换器的方法。然而，它们具有多种缺点。
[0003]在很多领域中，使用由实体壁隔开的具有不同温度的两个流体之间的热交换过程。如上描述的用于能够转移具有不同温度的两个或多个流体之间的热量的装置被定义为热交换器。
[0004]热交换器的具体产品可能通常指冷凝器和蒸发器，S卩，例如安装在空调、冰箱和陈列柜中的冷却循环的元件。取决于安装位置，热交换器被用于通过响应于制冷剂(即，传热介质)的变化来排放或吸收热量以执行加热或冷却。
[0005]在用于加热和冷却的大部分热交换器中，主要使用翅片管方法，其中多个散热片被插在制冷剂管道(也称为管)上。当制冷剂在制冷剂管道内循环时，通过制冷剂管道在制冷剂与外部空气之间交换热量，并且同时，通过与制冷剂管道的外周面紧密结合的多个散热片来大大扩展热交换面积，因此热量得以迅速交换。
[0006]图1是使用通常的翅片管方法的热交换器的示意图。图1的热交换器100包括被配置为具有在其中穿过的制冷剂且呈多段弯曲的制冷剂管道(或管)10、与制冷剂管10的外部结合且被配置为通过扩展热交换面积来提高热交换效率的多个散热片20、以及被配置为支撑制冷剂管10的两端的支撑件30。
[0007]为了借助于制冷剂管10的外周面与多个散热片20之间的大接触面积中的紧密耦接来减小它们之间的接触热阻，制冷剂管10被插入多个散热片20且使用管膨胀球14来机械地扩展所插入的制冷剂管10，使得制冷剂管10被紧密地贴附于多个散热片20，如图2所示。为了将制冷剂管10插入多个散热片20，制冷剂管10的外径需要小于形成在多个散热片20中的翅片翻边(fin collar)的内径。在图2的多个散热片20中，平行于制冷剂管10的外周面延伸的部分对应于翅片翻边。
[0008]图3A-图3E示出形成热交换器的翅片的翅片翻边的一般过程。通过以下过程来形成翅片翻边21:扩展在翅片20中将形成通孔和翅片翻边21部分的第一和第二形成过程，刺穿被扩展部分的过程，使翅片翻边21的高度站立且执行光滑加工(ironing)的过程，以及在翅片翻边21的顶部形成凸缘或末端卷曲部22的再张开或卷曲过程。
[0009]为了提高热交换器的传热性能，在制冷剂管10( S卩，圆形管道)的内周面中可以加工具有或生成突起形状的凹槽。机械管膨胀过程可以使凹槽变形，并且这种变形可以减小凹槽的表面积，从而使传热性能降低。另外，如果使用机械管膨胀方法来制作翅片管热交换器，那么在管与翅片之间可能产生间隙，且管与翅片之间的接触热阻增大，导致较低的传热性能。
[0010]与使用施加机械管膨胀的翅片管方法的热交换器相比，通过硬钎焊结合管与翅片的热交换器不具有使传热性能降低的凹槽变形或接触热阻增大的问题。已经尝试将这种硬钎焊工艺应用到使用翅片管方法的热交换器，但是因为在管与翅片之间浸润或推动用于结合管与翅片的填充金属的毛细力作用不规则，所以具有难以实现管与翅片之间的紧密结合的问题。
【发明内容】
[0011]【技术问题】
[0012]本发明的一个目的是提高热交换器的传热性能。
[0013]另外，本发明的具体目的是提供一种热交换器，其中在冷却管与翅片之间均匀地浸润填充金属，使得很好地执行硬钎焊。
[0014]本发明的另一个目的是提供一种形成能够很好地执行硬钎焊的散热片的方法。
[0015]【技术方案】
[0016]本文公开的实施例提供一种制造热交换器的方法，所述方法可以包括:将管插入形成在涂覆有填充金属的翅片中的通孔中；以及由硬钎焊工艺通过所述填充金属来结合所述管与所述翅片的翅片翻边。凸缘可以不形成在所述翅片翻边的顶部上或所述翅片翻边的顶部处，所述翅片翻边从形成翅片的通孔中的平面竖直地突出。
[0017]本文公开的实施例还提供一种热交换器，所述热交换器可以包括:管，被配置为包括形成在所述管内的多个凹槽；以及多个翅片，每个翅片被配置为具有形成在所述翅片内的至少一个通孔，使得所述管被插入所述通孔，以及被配置为具有在所述通孔附近竖直弯曲的翅片翻边，并且在所述翅片翻边的顶部不形成凸缘。
[0018]所述多个翅片可以以对应于所述翅片翻边高度的间隔平行布置，并且可以通过填充金属将翅片翻边的内周面与所述管的外周面结合。
[0019]所述管可以由铝(Al)制成。
[0020]所述管的外周面与所述翅片翻边的内周面之间的间隔可以为大约0.1mm或更小。
[0021]所述填充金属可以仅仅被覆盖在所述翅片的一个表面上或者可以仅仅被覆盖在形成所述通孔的部分上。
[0022]【有益效果】
[0023]在根据实施例的热交换器中，通过硬钎焊可以减小翅片与管之间的接触热阻，且由于没有执行膨胀所以管内的凹槽没有被压扁，且因此加宽了热传递横截面积。因此，可以提尚传热性能。
【附图说明】
[0024]参照下面的附图来详细描述实施例，附图中相同的附图标记指代相同的元件，附图中:
[0025]图1是使用通常的翅片管方法的热交换器的示意图；
[0026]图2是图1的热交换器的一部分的横截面图，示出被插入多个散热片的管被管膨胀球机械地扩展的状态；
[0027]图3A-图3E示出形成热交换器的翅片的翅片翻边的一般过程；
[0028]图4示出作用为浸润或推动填充金属进入形成在翅片翻边的顶部上或翅片翻边的顶部处的末端卷曲部(或凸缘)的小的毛细力；
[0029]图5示出均匀地作用在根据实施例形成的翅片翻边与管之间的毛细力；
[0030]图6A-图6D示出根据实施例形成翅片的翅片翻边的过程；以及
[0031]图7A-图7B示出在根据实施例制作的热交换器中翅片与管之间的间隙。
【具体实施方式】
[0032]下文中，参照附图详细描述根据实施例的热交换器和制造该热交换器的方法。在可能的情况下，相同的附图标记被用于表示相同的元件，并且省略了重复公开。
[0033]铜(Cu)通常被用在使用翅片管方法的热交换器的管中。这是因为铜(Cu)有以下优点:它具有形成凹槽以通过增大表面积来提高传热效率所必需的较高的可机械加工性、用以减小在膨胀过程中发生的凹槽的压扁或变形所必需的强度以及相对高的导热系数。
[0034]因为铜(Cu)重而昂贵，所以需要取代铜(Cu)的金属。铝(Al)被用在使用多流(MF)通道方法的热交换器中，即，例如在车辆中的其重量成为重要因素的一种热交换器。铝(Al)具有比铜(Cu)较低的导热系数、较差的可机械加工性和较低的强度，但具有比铜(Cu)更轻和更便宜的优点。
[0035]因为铝(Al)具有比铜(Cu)较差的可机械加工性和和更低的强度，所以在使用通过膨胀来结合管和翅片的翅片管方法的热交换器的管中，铝的直接应用(Al)受到限制。这是因为难以形成管内的精细凹槽。另外，因为由于在膨胀过程中凹槽容易压扁或变形而使管内的表面积减小，所以传热效率明显地减小。在使用MF通道方法的热交换器中，通过硬钎焊方法来结合铝(Al)管和铝(Al)翅片。
[0036]下文简要描述硬钎焊。
[0037]硬钎焊是一种在450°C或更大值时通过施加热量至填充金属来结合两个基底金属，而在基底金属熔点或低于该熔点处不损坏两个基底金属的技术。尤其，通过使用具有450°C或更高的液线温度的填充金属，在基底金属的固相线温度或低于该温度处施加热量来结合两个基底金属的方法可以称为硬钎焊。
[0038]作为参考，使用填充金属的结合方法可以被主要分类为熔接(welding)、硬钎焊(brazing)和软钎焊(soldering)。下面描述这三种方法之间的差异。软钎焊指使用具有450°C或更小熔点的填充金属来结合金属的方法。在熔接和硬钎焊中，在450°C或更高的温度来结合两个基底金属。在熔接中，在基底金属的熔点或大于该熔点处来结合两个基底金属。然而在硬钎焊中，通过在基底金属熔点或小于该熔点处仅仅熔化填充金属而不损坏基底金属来结合两个基底金属。