专利名称：热交换器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适合用在车辆空调系统内的热交换器，更具体地说，涉及一种改进的用在热交换器内的换热管端头部分。
图5-7表示一种用于车辆空调系统内的传统热交换器。在图5和图6中，热交换器21具有一对液槽22和23。入口管24和出口管25连接在液槽22上。在液槽22和23之间允许流体流通地连接有多根换热管26，例如制冷剂管。每根管26都具有一个中央部分26a和直径小于中央部分26a的端头部分26b。端头部分26b分别插在设在液槽22和23上的孔22a和23a内，并利用钎接的方法将它们固定在液槽22和23上。在液槽内的中央部位位置一个隔板27。换热介质(例如制冷剂)从入口管24经液槽22内部，向下流过换热管26，再通过液槽23内部向上流经换热管26，然后又通过液槽22的内部流到出口管25，如图6的箭头所示。
图7表示各换热管的端头部分26b与液槽22或23之间的连接结构。端头部分26b笔直地穿入液槽22中，它的直径大体均匀一致并小于中央部分26a的直径。端头部分26b插入孔22a(23a)中，并在端头部分26b的外周边与孔22a(23a)的内边缘之间用钎接、焊接、胶接或其它类似的方法将该端头部分固定在液槽22(23)上。端头部分26b的外周边与孔22a(23a)的内边缘之间的间隙A宽度一般较小，如不大于约0.2mm(0.008英寸)，这样便可堆焊上足够厚的钎料层，以便均匀地覆盖端头部分26b。其它的连接方法，如胶接或焊接也可以采用。在这种情况下，间隙A的宽度也比较小，如不大于约0.2mm(0.008英寸)。特别是如果间隙A的宽度大于约0.2mm(0.008英寸)，则很难在间隙内提供足够数量的钎料来完成正确的钎接。
但是，在热交换器的制造过程中，假如端头部分为直段部分，则在制造上较为困难。由于端头部分26b是直的并且其直径只比孔的直径略小一点，所以不容易将它插入孔22a和23a中。因此，这种类型的换热管使热交换器不易装配。
为了解决这个问题，设计出来了如图8中示出的换热管端头部分的另一种结构。在这种结构中，换热管31具有一个中央部分31a和端头部分31b。每个端头部分31b都从中央部分31a开始逐渐收缩，这样，端头部分31b的直径从底部32处的最大直径逐渐减小到顶部33处的最小直径。底部32与液槽22(23)的孔22a(23a)的内边缘之间的间隙A的宽度不大于约0.2mm(0.008英寸)。在这种结构中，由于端头部分31b是锥形的，所以能更容易地将它们插入孔22a(23a)中。因此，这种换热管可使热交换器更容易装配。
然而，在制造这种热交换器时，有时中央部分31a不够长，以至不能将端头部分31b定位在正确的钎接位置，如图9所示。由于管31的弯曲或31在沿图6和9所示的y轴方向上长度的不均匀性，就使这个问题经常发生。如图9所示，当使用管31时，沿管端头部分31b的y方向上不正确的定位产生的偏差会加大间隙A的宽度。这种间隙A宽度的加大使有效钎接更为困难。如果间隙A的宽度增加到大于约0.2mm，则很难沿端头部分31a的周围堆焊上足够多的钎料。如果间隙A的宽度大于0.2mm(0.008英寸)，那么就不可能进行有效的钎接。换句话说，由于管的长度关系，当锥形的端头部分在液槽的孔内的定位时只允许有很小的变化。
但是，如果采用直的端头部分26b，则允许管26的长度有较宽的变化范围。由于直的端头部分26b的直径基本上是均匀的，所以只要端头部分26b放置在孔22a(23a)内，间隙A的宽度就会大体保持一致。
本发明的一个目的是提供一种具有换热管的热交换器，其中换热管的结构使装配容易进行，并使管的长度有较宽的变化范围，从而使端头部分沿y轴方向位置更利于管有效钎接到液槽上。
本发明的热交换器包括一对相互隔开的液槽和多根流体流通地连接在这对液槽之间的、基本平行的换热管。该多根换热管的每一根都有一个具有中央直径的中央部分和插入该对液槽上的对应孔内的端头部分。各端头部分的底部直径小于各换热管中央部分的直径。每根换热管的至少一个端头部分具有一个直段部分和一个锥段部分。直段部分从中央部分直线地延伸，并且其底部直径为端头部分的最大直径。整个中央部分的直径可以是均匀一致的。锥段部分从直径部分延伸，其渐缩的直径从底部直径逐渐减小到端头部分顶端处的顶部直径。
在本发明的热交换器中，各换热管端头部分的顶部都插在一个液槽的一个孔中。由于锥段部分的顶部直径小于液槽的孔的直径，所以很容易插入。管被插入后，端头部分的直段部分定位于孔中。由于该直段部分的直径为端头部分的最大直径，又由于该最大直径是预先确定的，所以直段部分的外周边与孔的内边缘之间的间隙宽度为它们之间钎接的合适距离，例如，小于或等于约0.2mm(0.008英寸)，即使端头部分沿长度方向，即沿y轴方向的位置稍有变化，该间隙仍可保持在适合于钎接或其它方式的连接的宽度。因此，换热管的端头部分很容易插入孔中，并且允许管在长度上有较宽的变化范围，同时在管与液槽孔之间仍可提供合适的钎接宽度。
从参照有关附图对发明的优选实施例进行的详细描述中将可理解本发明的其它目的、特征和优点。
现在将参照有关附图描述本发明的一些优选实施例，这些实施例只是作为实例给出的，它们不作为对本发明的限制。
图1是本发明第一实施例的热交换器的垂直剖面图;
图2是图1中所示热交换器的局部放大垂直剖面图;
图3是图1中所示热交换器的透视图;
图4是本发明的第二实施例的热交换器的垂直剖面图;
图5是已知热交换器的透视图;
图6是图5所示热交换器的垂直剖面图;
图7是图5所示热交换器的局部放大剖面图;
图8是另一种传统热交换器的局部垂直剖面图;
图9是图8所示部分的垂直剖面图，图中示出了管的定位。
参见图1-3，热交换器1是根据本发明的第一实施例提供的。热交换器1具有一对液槽2和3。入口管4和出口管5连接在液槽2上。多根基本平行的换热管6(如制冷剂管)可使流体流通地连接在液槽2和3之间。如图3所示，换热管6呈纵向排列地设置在热交换器1的液槽2和3之间。每根管6都有一个中央部分6a和两个其最大直径小于中央部分6a的直径的端头部分6b。中央部分6a的直径可以是基本均匀的。阶形部分6e设在中央部分6a和各端头部分6b之间。阶形部分6e基本上与通过中央部分6和直段部分6c的直径的轴垂直。每根管6的中央部分6a和端头部分6b在沿管6的整个长度上的横断面都圆环形的。端头部分6b插在液槽2和3上形成的孔2a和3a中，并利用钎接将它们固定在液槽上。在液槽2的中部设有隔板7。孔2a和3a的直径大体相等。换热介质，如制冷剂从入口管4经液槽2的内部，向下流过换热管6，再通过液槽3内部向上流经换热管6，然后又通过液槽2的内部流到出口管5，如图1的箭头所示。当换热介质流经管6时，热量在换热介质与大气或经管6的壁流过管6之间的气流之间进行交换。
图2表示换热管6的端头部分6b与液槽2或3之间的连接结构。端头部分6b的底部直径是它的最大直径D，该直径小于各管6的中央部分6a的中央直径D1。在图2的实施例中，各换热管6的两个端部分6b都包括一个直段部分6c和一个锥段部分6d。直段部分6c从中央部分6a的端部，即从阶形部分6e向外笔直地延伸，并且其直径等于最大直径D。锥段部分6d从直段部分6c的端部，即底部41延伸到管6的顶部40，并且其直径从底部41的最大直径D逐渐减小到顶部40的顶部直径D2。
在图2中，端头部分6b被插在液槽2(3)上形成的孔2a(3a)中，并且直段部分6c定位于孔2a(3a)内。最大直径D是预先确定的，所以直段部分6c的外周边与孔2a(3a)之间的间隙A的宽度WG，即WG＝(D2-D)×1÷2，其中D2是孔2a(3a)的孔径，为适合于在它们之间进行钎接或其它方式的连接的值，比如该值小于或等于约0.2mm(0.008英寸)。利用主要钎接在两个直段部分6c位置的方法将各管6固定到液槽2和3上。
在第一实施例中，各换热管6的端头部分6b是通过锥段部分6d的顶部40而插入液槽2(3)的孔2a(3a)中的。由于在锥段部分26d的顶部40处的最小直径D3小于孔2a(3a)的孔径D2，所以很容易将管插入孔中。在管被插入之后，直段部分6c便定位在孔2a(3a)中。因为直段部分6c的直径等于最直径D，所以即使由于管6在长度上的微小变化使阶形部分6e不能紧靠着液槽2(3)，间隙A仍可保持在适合于钎接或其它连接的宽度。由于间隙A的宽度预先在钎接的适当值上，如小于0.2mm(0.008英寸)，所以可有效地进行钎接。尤其是可以间隙A内的直段部分6c的外周边和孔2a(3a)的内边缘的整个范围内提供足够的钎接材料。这样便使有钎接可以保持下去。因此，在这种热交换器中，端头部分6b很容易插入孔中，并且在热交换器的制造过程中，可以在管6和液槽2和3的孔2a和3a之间实现有效的钎接。此外，即使沿端头部分6b沿y轴位置出现微小变化也能实现有效钎接。这就进一步提高了热交换器的质量及质量的均匀性。
图4表示本发明第二实施例的热交换器。在该实施例中，直段部分16c和锥段部分16d只形成于各换热管16的一个端头部分。各管16另一个端头部分16f中是一个直管。在热交换器11的制造过程中，端头部分16f被插入液槽3的孔3a中。接着，将端头部分16b插入液槽2的孔2a中。当端头部分16f被插入孔中时，即使端头部分是直的，也很容易将端头部分插入。然而，如果端头部分16b也是直的，那么同上述对相关的现有技术的解释一样，将它插入孔2a是困难的。在该实施例中，由于各端头部分16b都有直段部分16c和锥段部分16d，所以利用锥段部分16d将各管16插入，并且，利用直段部分16c可以确保管16和液槽2之间达到高质量的钎接。因此，即使直段部分16c和锥段部分16d只形成于每根换热管16的一个端头部分16b，那么钎接依然是有效的，制造也依然是容易的。
虽然这里详细地描述本发明的几个优选实施例，但本发明不受它们的限制。本领域的专业技术人员可以理解，在实质上不脱离本发明的新的和先进的技术的情况下可以作各种改进。因此，本文中所描述的实施例只是作为举例说明。可以理解，本发明的范围不局限于此，而该范围是由权利要求书来确定的。
权利要求
1.一种热交换器，包括一对相互隔开的液槽；多根可使流体流通地与所述一对液槽相连的热换管，每根换热管包括一个中央部分，它具有中央直径；一个第一端头部分，包括一个第一直段部分和第一锥段部分，所述第一直部分的第一底部直径小于该中央直径，所述第一锥段部分包括一个第一底部和一个第一顶部，并具有第一渐缩直径，该直径从所述第一底部处的第一底部处的第一底部直径减小到所述第一顶部处的第一顶部直径。
2.按照权利要求1的热交换器，其中所述多根换热管呈纵向排列地设置在所述热交换器的所述液槽之间。
3.按照权利要求1的热交换器，其中每根所述管还包括一个位于所述直段部分和所述中央部分之间的一个阶形部分，所述阶形部分基本上垂直于所述直段部分和所述中央部分。
4.按照权利要求1的热交换器，其中所述热交换器还包括一个第二端头部分和第二锥段部分，所述第二端头部分包括具有小于中央直径的第二底部直径的第二直部分;所述第二锥段部分包括一个第二底部和第二顶部，并具有第二渐缩直径，该直径从所述第二底部处的第二底部直径减小到所述第二顶部处的第二顶部直径。
5.按照权利要求1的热交换器，其中每个所述换热管的所述端头部分都具有环形横截面。
6.按照权利要求4的热交换器，其中各所述第一端头部分连接在所述一对液槽的第一液槽上，所述第二端头部分连接在所述一对液槽的第二液槽上。
7.按照权利要求1的热交换器，其中所述各换热管的端头部分靠钎接固定到所述液槽上。
8.按照权利要求1的热交换器，其中每个所述的换热管都具有环形横截面。
9.按照权利要求1的热交换器，其中所述直段部分和所述孔的内边缘限定了一个宽度小于或等于约0.2mm(0.008英寸)的间隙。
10.按照权利要求1的热交换器，其中所述换热管基本上是平行。
11.按照权利要求1的热交换器，其中所述液槽上开用许多孔，并且所述换热管的每个所述端头部分都设置在其中的一个所述孔内。
12.按照权利要求11的热交换器，其中所述交换器还包括一个具有第二直段部分的第二端头部分，第二直段部分的第二底部分直径小于中央直径，并且每个所述直部分都定位于一个所述孔中并钎接到所述液槽上。
13.一种热交换器，包括一对相互隔开并且其上开有许多具有一个孔径的小孔的液槽;多根可使流体流通地与所述一对液槽相连的、基本上平行的换热管，每根换热管包括一个中央部分，它具有大体上均匀的中面直径;两个端头部分，每个端头部分都有一个直段部分和一个锥段部分，所述直部分的底部直径小于基本均匀的中央直径并略小于孔径，所述锥段部分包括一个底部和一个顶部并具有渐缩的直径，该直径从所述底部处的底部直径减小到所述顶部处的顶部直径，其中每个端头部分都插在一个所述孔内并钎接到一个所述液槽上。
14.一种装配热交换器的方法，该换热器包括一对相互隔开并且其上开有许多孔的液槽，所述方法包括如下步骤提供多根换热管，每根换热管都包括一个具有中央直径的中央部分和包括第一直段部分和第一锥段部分的每一端部分，所述第一直段部分的第一底部直径小于该中央直径，所述第一锥段部分包括一个第一底部和一个第一顶部，并具有第一渐缩直径，该直径从所述第一底部处的第一底部直径减小到所述第一顶部处的第一顶部直径，以及一个包括第二直段部分的第二端头部分;将所述换热管的所述第二端头部分插入所述一对液槽的第一液槽上开的孔内;将所述第二端头部分的所述直段部分定位于所述第一液槽的所述孔内;将所述换热管的所述第一端头部分插入所述一对液槽的第二液槽上的孔内;将所述第一端头部分的所述直段部分定位于所述第二液槽的所述孔内。
15.按照权利要求14的方法，其中所述多根换热管的所述第二端头部分还包括一个第二锥段部分，所述第二锥段部分包括一个第二底部和一个第二顶部并具有第二渐缩直径，该直径从所述第二底部处的第二底部直径减小到所述第二顶部的第二顶部直径。
16.按照权利要求14的方法，其中第一和第二底部直径与各孔内边缘的孔径之间的差足够小，以便进行有效钎接。
17.按照权利要求16的方法，其中所述差小于0.2mm(0.008英寸)。
18.按照权利要求14的方法，它还包括如下步骤将钎料插入所述换热管的所述直段部分与所述液槽的所述孔的内边缘之间形成的间隙内;使用所述间隙内的所述钎料将所述换热管钎接到所述液槽上。
19.按照权利要求14的方法，其中各所述换热8管都具有环形横截面。
全文摘要
一种热交换器，包括一对相互隔开的液槽和许多使流体流通地连接在该对液槽之间的平行的换热管，各管都具有插在液槽孔内的端头部分。端头部分的最大直径小于中央部分的中央直径。至少一个端头部分包括一个具有最大直径的直段部分和一个从直段部分延伸的并且其直径从最大直径逐渐减小到锥形直径的锥段部分。这种热交换器易于制造，并且即使管的长度略有变化也能实现管和液槽之间的有效钎接。
文档编号F28F9/18GK1100197SQ9410694
公开日1995年3月15日 申请日期1994年4月26日 优先权日1993年4月26日
发明者千叶朋广 申请人:三电有限公司