专利名称:包括通过焊接搭接头连接的金属管的冷却设备的制作方法
本发明涉及冷却设备和它们的制造方法。尤其是，本发明具体涉及选自冰箱和冷冻柜的冷却设备，该冷却设备包括管蒸发系统，在工作条件下所述管蒸发系统在冷冻温度以下循环致冷剂。
家用冰箱和冷冻柜通常具有类似的设计，每个包括可由门进入的绝热冷冻格子或冷冻盒，和用于冷却盒子内部的装置。传统上，用于冷却盒子内部的装置是包括管蒸发系统的热交换器，其中所述系统的第一部分位于盒子内部，其第二部分位于盒子外部。
在正常的工作条件下，致冷剂在小于0℃，典型地在-5至-50℃的温度下循环通过系统的第一部分。如果系统用在冰箱中，在系统的第一部分中的致冷剂的循环温度通常为-5至-15℃，然而如果系统用在冷冻柜中，在系统的第一部分中的致冷剂的循环温度通常为-15至-50℃。
至少管蒸发系统的第一部分，即在使用中暴露于零下温度的系统的部分，在历史上由通过搭接头连接的钢或铜管制造，利用高温钎焊熔剂和焊料密封所述接头。目前用于高温钎焊的标准连接过程典型地记载在1986年英国标准1723第2章，或它的外国等效标准中。
典型地记载在1986年英国标准1723第2章中的连接过程试图通过将熔化填充材料(其随后被凝固)引入到连接区域中在两个类似金属管(钢对钢或铜对铜)或不同金属管(钢对铜)之间产生气密金属密封。总的来说，所述管中的一个的末端进入另一个中的距离为5-20mm，并且一端膨胀以形成搭接头(例如图1)。管界面之间的间隙适于在随后的钎焊或焊接操作期间允许填充材料的最大穿透。根据所述标准，填充材料是高温钎焊金属或焊料，其要求温度超过350℃，典型地大于450℃以实现密封。尽管需要实现密封的高温通常由火焰钎焊法提供，由此火焰从例如带有氧气和乙炔源的钎焊喷灯被供应(例如图2)，也可以使用其他方法，例如感应钎焊电阻加热钎焊。例如使用焊杆将填充材料手动地施加到两个加热管的连接处并且以一种方式在适当的温度下熔化，从而允许填充材料围绕管的圆周自由移动，允许毛细管作用将填充材料牵引到管之间的接头界面中(图3)。当冷却允许熔化填充物在管接头周围形成不漏密封时，这完成了该过程(例如图4)。
使用高温钎焊金属或焊料来连接管意味着在该过程中消耗了大量能量。此外，由于该过程的人工劳力密集性质以及需要长加热时间来使管到达高处理温度的事实，该过程也是耗时的。
诸如锡合金这样的低温焊料是公知的并且已经多年用于在例如管蒸发系统(例如用于空气调节系统)的管之间形成搭接头，其中冷却剂在0℃以上的温度下在系统中循环。这样的低温焊料典型地或多或少地包括锡。管蒸发系统制造商对在用于冰箱和冷冻柜的系统中使用锡合金抱有偏见，在那里密封的工作温度可以低于0℃，原因在于人们发觉这样的“软”焊料太软弱以至于不能提供在这样的低温应用下所需的接头的抗拉强度。下面的事实或许证实了该偏见的存在，即这样的系统目前典型地按照1986年英国标准1723第2章，或它的外国等效标准被制造。
本发明的目标是提供一种冷却设备，其可以以更节能和省时的方式被制造。
根据本发明，提供了一种冷却设备，其包括可由门进入的绝热冷冻格子或冷冻盒，和用于冷却盒子内部的装置，所述装置包括热交换器，该热交换器包括管蒸发系统，其中所述系统的第一部分位于盒子内部，其第二部分位于盒子外部，其中所述系统包括多个管，所述管被连接以提供用于致冷剂的路径，在使用中所述致冷剂在所述系统的所述第一部分和所述第二部分之间循环；其特征在于在使用中接触温度为-5至-50℃的致冷剂的所述系统的金属管由搭接头连接，所述搭接头由焊料以气密方式密封，所述焊料具有180-300℃，优选200-260℃，更优选220-250℃的熔化温度。
据信具有处于相关范围内的熔化温度并且与金属管相容的任何焊料将适合用于本发明。本领域的技术人员将容易知道哪种类型的焊料适合用于给定的一种或多种金属的管。当所述管为铜或钢时，焊料优选为锡合金焊料，优选为包括至少80％重量的Sn、更优选地至少95％重量的Sn的锡合金焊料。在一个实施方式中，焊料可以包括至少99wt％的Sn，例如焊料可以包括99％的Sn和1％的Cu。
在另一方面，提供了一种制造冷却设备的方法，该冷却设备包括可由门进入的绝热冷冻格子或冷冻盒，和用于冷却盒子内部的装置，所述装置包括热交换器，该热交换器包括管蒸发系统，其中所述系统的第一部分位于盒子内部，其第二部分位于盒子外部，其中所述系统包括多个管，所述管被连接以提供用于致冷剂的路径，在使用中所述致冷剂在所述系统的所述第一部分和所述第二部分之间循环；所述方法的特征在于在使用中接触温度为-5至-50℃的致冷剂的所述系统的金属管由一个过程连接，该过程包括在两个所述管之间制备搭接头和以气密方式用焊料密封所述管，所述焊料具有180-300℃，优选200-260℃，更优选220-250℃的熔化温度。优选地，所述焊料为锡合金焊料，优选为包括至少80％重量的Sn、更优选地至少95％重量的Sn的锡合金焊料。在一个实施方式中，焊料可以包括至少99wt％的Sn，例如焊料可以包括99％的Sn和1％的Cu。
用于形成搭接头的金属管中的一个优选地包括钢或铜，另一金属管也优选地包括钢或铜。更优选地，所述两个管都包括相同的金属。
由于低温焊料用于本发明，制造商可以显著节省劳力和能量。
本发明的冷却设备是冰箱或在使用中将绝热盒内的温度保持在大约0℃或零上几度的其他装置，例如饮料冷却器，或者它可以是冷冻柜或在使用中将绝热盒内的温度保持在0℃以下的其他装置。
在本发明的方法的一个特定实施方式中，形成搭接头的管的阴管具有用于接收焊料的张开部分(例如图5)。
优选地，焊料以焊环的形式出现，其被手动地放置在围绕形成搭接头的管的阳管周围的连接位置，然后被加热和熔化，由此焊料填充管之间的空隙(例如图6)。优选地，焊料由来自热气枪的热量加热和熔化，该热气枪能够围绕所述连接提供热空气循环(例如图7)。当被冷却时，焊料凝固并且在管之间形成气密封，从而形成完成的接头(例如图8)。这些实施方式能够在系统的制造中明显节省时间。
在本发明的一个实施方式中，用于制造管蒸发系统的管的所有接头都使用低温焊料进行制备。
权利要求
1.一种冷却设备，其包括可由门进入的绝热冷冻格子或冷冻盒，和用于冷却盒子内部的装置，所述装置包括热交换器，该热交换器包括管蒸发系统，其中所述系统的第一部分位于盒子内部，其第二部分位于盒子外部，其中所述系统包括多个管，所述管被连接以提供用于致冷剂的路径，在使用中所述致冷剂在所述系统的所述第一部分和所述第二部分之间循环；其特征在于在使用中接触温度为-5至-50℃的致冷剂的所述系统的金属管由搭接头连接，所述搭接头由焊料以气密方式密封，所述焊料具有180-300℃的熔化温度。
2.一种制造冷却设备的方法，该冷却设备包括可由门进入的绝热冷冻格子或冷冻盒，和用于冷却盒子内部的装置，所述装置包括热交换器，该热交换器包括管蒸发系统，其中所述系统的第一部分位于盒子内部，其第二部分位于盒子外部，其中所述系统包括多个管，所述管被连接以提供用于致冷剂的路径，在使用中所述致冷剂在所述系统的所述第一部分和所述第二部分之间循环；所述方法的特征在于在使用中接触温度为-5至-50℃的致冷剂的所述系统的金属管由一个过程连接，该过程包括在两个所述管之间制备搭接头和以气密方式用焊料密封所述管，所述焊料具有180-300℃的熔化温度。
3.如权利要求
1的冷却设备或如权利要求
2的方法，其中所述焊料包括至少80％重量的锡。
4.如权利要求
1的冷却设备或如权利要求
2的方法，其中所述焊料包括至少95％重量的锡
5.如权利要求
1的冷却设备或如权利要求
2的方法，其中所述焊料在200-250℃的范围内熔化。
6.如权利要求
1的冷却设备或如权利要求
2的方法，其中所述焊料在220-240℃的范围内熔化。
7.如权利要求
1的冷却设备或如权利要求
2的方法，其中所述焊料包括至少80％重量的锡并且在200-250℃的范围内熔化。
专利摘要
一种冷却设备，例如冰箱或冷冻柜，其包括可由门进入的绝热冷冻格子或冷冻盒，和用于冷却盒子内部的装置，所述装置包括热交换器，该热交换器包括管蒸发系统，其中所述系统的第一部分位于盒子内部，其第二部分位于盒子外部，其中所述系统包括多个管，所述管被连接以提供用于致冷剂的路径，在使用中所述致冷剂在所述系统的所述第一部分和所述第二部分之间循环。在使用中接触温度为0℃或以下的致冷剂的所述系统的金属管由搭接头连接，所述搭接头由焊料以气密方式密封，所述焊料a)具有180－300℃的熔化温度和/或b)为锡焊料。
文档编号F25D23/00GK1997484SQ20058001230
公开日2007年7月11日 申请日期2005年2月25日
发明者C·根纳 申请人:派克汉尼芬有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan