具有凹形端的换热器管以及制造具有凹形端的换热器管的方法
【专利说明】具有凹形端的换热器管以及制造具有凹形端的换热器管的方法
相关申请
[0001 ] 本申请要求2014年4月16日提交的申请号为61/980252的美国申请和2014年7月16日提交的申请号为61 /980288的美国申请的优先权。
技术领域
[0002]本发明涉及换热器，更具体地涉及使用具有凹形端的换热器管的液体-空气换热器。
【背景技术】
[0003]换热器，特别是那些用在机动车辆中的换热器，可以是液体-空气换热器(例如用于发动机冷却液的散热器、空调冷凝器和蒸发器以及油冷却器)，或者可以是气体-气体换热器(例如中冷器)。液体-空气和空气-空气换热器通常包括入口箱或歧管、出口箱或歧管以及在载有待冷却流体的歧管或箱之间延伸的多个管。集管通常设置在用于管的机械附接和连接的箱上。
[0004]典型的换热器芯包含多个竖直、平行、间隔开的管，其中，延伸的表面翅片附接在它们之间，用于将热量传递给通过的气流。将管插入并密封在集管的孔中，集管连接至入口和出口箱或歧管，或是其的一部分。所使用的管可以是圆形的或椭圆形的，或者可以是具有圆形端部的椭圆形;然而，管的端部通常是平的或弄成方形，即与管的纵向轴线成直角地切断。
[0005]制造挤压的铝制多通道扁平管道的方法是众所周知的，这种管用于换热器中，例如车辆用空调冷凝器。这些方法基本上包括:加热铝至它的塑性状态;推动其通过挤压模，挤压模限定管道的横截面。多个引导件和滚轮一起用来沿其供给、弄平和拉动所产生的管道。当管道是柔软的时，可移动的“横切”(flying cut-off)刀通过管的宽度的主要部分以直角切开以限定其长度。在此阶段，管道仍然由“横切”刀留下的两个小尖头(tit)连接到管道的主体，并且当管道被充分地冷却时，管磨机的供给部分暂时停止或减慢，而拉动部分继续，从而破坏尖头和分离管道，形成具有平坦或方形端部的管。
[0006]将管插入集管或歧管中的孔内，并且将接头锡焊或铜焊，以防止管与集管或歧管周围的泄漏。由于方形的端部，管必然突伸超过在集管或歧管中的孔一定程度，并进入箱中。
[0007]在一些发动机冷却散热器的情况下，箱的容积使得管突伸到箱中对限制箱内的流体流影响不大。然而，在具有小直径圆筒体或圆管作为歧管的换热器中，例如在车辆空调冷凝器和油冷却器中，管突伸到歧管中对歧管内的流体流造成严重的限制，降低了换热器的性能或导致设计者需要比在其他方式下可能所需的更大直径的歧管。突伸到歧管中的管的端部的侵蚀也是经常发生的，这种侵蚀是由集管内的高速流体流带来的。
[0008]利用换热器管(其中管的端部是凹形的，而不是平坦的或方形的，并切成与所匹配歧管的横截面基本上一致)可减少管的突伸。在降低了歧管内流体流动限制的情况下，可以使用较小直径的歧管，从而导致重量减轻和更小的空间需求，同时还提高了换热器的性能。
【发明内容】
[0009]考虑到现有技术的问题和不足之处，因此本发明的目的是提供一种改进的换热器管，其消除了集管或歧管内流体流动的限制，并进一步消除了管端突伸到集管中部分的侵蚀，同时提高了换热器性能并保留了完整的管-集管接头。
[0010]本发明的另一个目的是提供一种制造具有凹形端的换热器管的方法，以消除集管或歧管内流体流动的限制，并消除管端突伸到集管中部分的侵蚀，同时提高了换热器性能并保留了完整的管-集管接头。
[0011]本发明的进一步的目的是提供一种改进的换热器，其采用具有凹形端的换热器管，以消除集管或歧管内流体流动的限制，并消除管端突伸到集管中部分的侵蚀，同时提高了换热器性能并保留了完整的管-集管接头。
[0012]本发明的又一个目的是提供一种改进的换热器组装方法，该换热器采用具有凹形端的换热器管，以消除集管或歧管内流体流动的限制，并消除管端突伸到集管中部分的侵蚀，同时提高了换热器性能并保留了完整的管-集管接头。
[0013]本发明的其它目的和优点部分地是显而易见的，并且部分地由于说明书而变得清
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[0014]上述和其它目的对本领域技术人员来说很明显，并在本发明中得以实现，本发明涉及一种换热器组件，其包括:细长的集管，该集管具有用于流体进入到集管中的通道的至少一个入口，并进一步具有壁和长度，流体流动方向沿集管的长度;在集管壁上的多个开口，用于接收管;和多个管，每个所述管具有固定在集管壁开口中的管端，以形成管-集管接头。每个管端具有两个延伸部分和两个较短部分，每个延伸部分绕所述管端的外周基本上与另一个相对，每个较短部分位于所述两个延伸部分之间并且绕所述管端的外周基本上彼此相对。两个延伸部分基本上垂直于集管内流体流动方向定向，两个较短部分基本上沿所述流体流动方向定向，以减少与集管内流体流动的干扰。
[0015]在一个实施例中，通过将管端的外周锡焊或铜焊至集管壁开口而密封换热器组件的每个管-集管接头。将每个管固定和密封在集管壁开口中，使得管端的两个较短部分基本上没有突伸超过集管壁开口到集管中。
[0016]在另一个实施例中，通过如下步骤来密封换热器组件的每个管-集管接头，S卩:将弹性套环(grommet)(该弹性套环具有本体部分，用于延伸到集管壁开口内)插入至集管壁开口中，然后将管端通过套环的本体部分插入至集管壁开口中。将每个管固定和密封在集管壁中的开口中，使得管端的两个较短部分基本上没有突伸超过集管壁开口到集管中。
[0017]在另一个方面，本发明涉及一种用于插入细长集管的壁开口中的换热器管，集管具有一长度，流体流动方向沿其长度的方向。每个管都具有管端，所述管端具有两个延伸部分和两个较短部分，每个延伸部分绕管端的外周基本上与另一个相对，每个较短部分位于两个延伸部分之间，并且绕管端的外周基本上彼此相对。
[0018]在又一个方面，本发明涉及一种制造用于换热器的具有凹形端的换热器管的方法，包括以下步骤:提供管；除去管的相对部分以形成管端，所述管端具有两个延伸部分和两个较短部分，每个延伸部分绕管端的外周基本上与另一个相对，每个较短部分位于两个延伸部分之间并且绕管端的外周基本上彼此相对；以及将管端插入并固定在换热器的集管壁开口中以形成管-集管接头，从而两个延伸部分基本上垂直于集管内流体流动的方向定向，两个较短部分基本上沿流体流动方向定向，以减少与集管内流体流动的干扰。
[0019]在本发明的一个实施例中，除去管的相对部分以形成管端的步骤包括:沿着管宽度的主要部分切割具有大致平滑弯曲外周的盘形部分，以形成管端，其具有两个延伸部分和两个较短部分，每个延伸部分绕管端的外周基本上与另一个相对，两个较短部分位于两个延伸部分之间，并且绕管端的外周基本上彼此相对。当供给、弄平和拉动管通过具有供给部分和拉动部分的管磨机时，移除管的相对部分，并且该方法进一步包括如下步骤:在沿着管的主要宽度切割盘形部分的过程中或之后，暂时停止或减缓管磨机的供给部分，同时继续管磨机的拉动部分，以便破坏保留的两个小尖角并且将管与管道的主体分离。
[0020]在又一个方面，本发明涉及一种制造换热器组件的方法，包括如下步骤:提供具有壁和一长度的细长的集管，流体流动方向沿其长度方向，细长的集管具有用于流体进入集管中的流体通道的至少一个入口，并具有在集管壁中的多个开口以接收管;提供用于插入集管壁开口内的管，其中，该管具有管端，所述管端具有两个延伸部分和两个较短部分，每个延伸部分绕管端的外周基本上与另一个相对，每个较短部分都位于两个延伸部分之间并且绕管端的外周基本上彼此相对；以及将管端插入并固定在集管壁开口中以形成管-集管接头，从而两个延伸部分基本上垂直于集管内流体流动的方向定向，两个较短部分基本上沿流体流动方向定向，以减少与集管内的流体流动的干扰。
[0021]该方法可以进一步包括如下步骤:通过将管端的外周锡焊或铜焊至集管壁开口来密封管-集管接头。在一个实施例中，该方法可进一步包括以下步骤:将每个管端插入和固定在集管壁开口中，使得管端的两个较短部分基本上没有超过集管壁开口突伸到所述集管中。然后可通过将每个管端的外周锡焊或铜焊至每个集管壁开口来密封每个管-集管接头。
[0022]在另一个方面，本发明涉及一种制造换热器组件的方法，包括如下步骤:提供具有壁和一长度的细长集管，流体流动方向沿其长度方向，细长集管具有用于流体进入集管中的流体通道的至少一个入口，并具有在集管壁上的多个开口以接收管;提供用于插入集管壁开口内的管，其中，该管具有管端，所述管端具有两个延伸部分和两个较短部分，每个延伸部分绕管端的外周基本上与