用于换热器的换热管、换热器及其装配方法与流程

本发明涉及暖通空调、汽车、制冷及运输领域，尤其涉及用于蒸发器、冷凝器、热泵换热器和水箱等换热器及其装配方法以及该换热器所使用的换热管。

背景技术：

目前，制造换热器的技术一般有两种，一种是机械胀管技术，另一种是钎焊技术。

如图1-3所示，示出了一种常见的管翅式换热器10。该管翅式换热器10包括多个翅片1，所述多个翅片1中的每个翅片设置有翅片孔2；多个换热管3，所述多个换热管3中的每个换热管穿过对应的翅片孔使得多个翅片彼此层叠在一起；至少一个弯头4，所述至少一个弯头4中的每个弯头配置成连通多个换热管3中的相应的两个换热管；和至少一个集流管5，配置成将流体导入到对应的换热管3中，并且将所述流体最终导出到所述管翅式换热器10的外面。具体地，换热管中通过制冷剂而翅片之间通过诸如空气的介质。

如图所示，通常，换热管3成圆形，并且翅片孔2也成圆形。翅片孔2的直径稍大于换热管3的直径，翅片1穿入换热管3，并且等全部翅片安装完成后，然后用胀管机的胀头6伸入换热管3内进行胀管。胀管机的胀头6直径略大于翅片孔2的直径。胀管后，可以保证换热管3和翅片1紧密贴合。

如图4所示，示出了一种微通道/平行流换热器20。该换热器20包括两根集流管21、在两根集流管21之间延伸的多个换热扁管22、相邻的换热管22之间设置有多个翅片23。另外，还图示出安装在集流管21一端的端盖24、设置在集流管21的腔内的挡板25、安装在换热器20一侧上的侧板26以及设置在集流管21上的入口/出口配件27。

该换热器20的所有部件都由铝制成。换热扁管22与翅片23如图所示捆扎紧后送入钎焊炉进行焊接，出炉后翅片23和换热扁管22焊接在一起，钎焊过程包括钎剂喷涂、干燥、加热、焊接、冷却等。

然而，众所周知，相同的换热器尺寸，换热管的水力直径越小，换热性能会越高，材料的成本越低。但是机械胀管技术受换热管直径的影响较大，目前只能应用于直径大于5mm的换热管。

此外，对于常规的换热管，考虑到成本以及换热效率等因素，一般壁厚都设计成非常薄，而采用机械胀管技术时，很容易将管壁胀破，导致产品报废。

对于另一种钎焊技术来说，可以用于小水力直径换热管的换热器。微通道换热器通常采用这一技术，并且具有较好的换热性能。但是，一方面，钎焊工艺复杂，设备投资高，产品质量不稳定等问题大大地限制了微通道换热器的市场竞争力；另一方面，由于产品需要经过高温焊接，所以翅片材料上无法做防腐层和亲水层，防腐蚀性能和排水能力比管翅式换热器要差。

技术实现要素：

本发明的目的是解决或至少缓解上述的两种焊接技术的不足或缺点。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于换热器的换热管，其中所述换热管的外表面上具有至少一个缺口，所述至少一个缺口用于容纳插件以将所述换热管胀接在所述换热器中对应的翅片孔中。

在一个示例中，所述换热管的外表面为大体圆形或长圆形，所述翅片孔具有与所述换热管相同的形状。

在一个示例中，所述缺口为沿着换热管的延伸方向朝向换热管内的通道向内凹的凹部。

在一个示例中，所述缺口是圆形的、方形的、矩形的、椭圆形的或燕尾形的。

在一个示例中，所述换热管是单孔的、多孔的或毛细孔的。

在一个示例中，所述插件具有与所述缺口相对应的形状。

在一个示例中，所述插件为内胀管。

在一个示例中，所述内胀管是空心的、实心的、多孔的、圆形的、非圆形的或燕尾形的。

在一个示例中，所述换热管的外径略小于与之对应的翅片孔的内径。

根据本发明的另一方面，提供了一种换热器，所述换热器包括：

多个翅片，所述多个翅片中的每个翅片设置有翅片孔；

多个换热管，所述多个换热管中的每个换热管穿过对应的翅片孔使得多个翅片彼此层叠在一起；

其中所述换热管中的至少一个是根据上述的换热管。

根据本发明的还一方面，提供了一种根据上述的换热器的装配方法，包括：

将多个换热管中的每个换热管穿入多个翅片中对应的翅片孔，从而使得多个翅片彼此层叠在一起；

将插件插入到每个换热管的缺口中，使得每个换热管和所述翅片孔的内壁胀接在一起。

在本发明的实施例中，本发明的技术方案具备以下有益技术效果：

1、本发明的实施例解决了对于微细或小内径换热管无法胀管的技术问题；

2、本发明的实施例也无需采用钎焊工艺，可大大降低制造成本；

3、本发明的实施例降低了常规换热管内胀带来的换热管破裂风险。

附图说明

本发明的这些和/或其他方面和优点从下面结合附图对优选实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是在现有技术中的管翅式换热器的结构视图；

图2a和2b是分别是图1中翅片的侧视图和主视图；

图3是图1中的翅片使用胀管机胀管的视图；

图4是在现有技术中的微通道/平行流换热器的结构视图；

图5a和5b分别是根据本发明的一个实施例的装配在一起的翅片和 换热管的结构视图和主视图；

图5c是图5b中的圆圈A的细节视图；

图5d是翅片的结构视图；

图6a-6b分别是示出图5a中的换热管的一个示例的主视图和结构视图；

图6c-6d分别是示出图5a中的换热管的另一个示例的主视图和结构视图；

图6e-6f分别是示出图5a中的换热管的另一个示例的主视图和结构视图；

图6g-6h分别是示出图5a中的换热管的另一个示例的主视图和结构视图；

图6i-6j分别是示出图5a中的换热管的另一个示例的主视图和结构视图；

图7a和7b分别是根据本发明的另一个实施例的装配在一起的翅片和换热管的结构视图和主视图；

图7c是图7b中的圆圈B的细节视图；

图7d-7h是插件的各个示例的视图；

图8a是根据本发明的又一个实施例的装配在一起的翅片和换热管的主视图；

图8b是图8a中的圆圈C的细节视图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图1-8b，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。

如图5a和5b所示，示出了根据本发明的一个实施例的装配在一起的换热管51和翅片52的结构50的视图。如在背景技术部分所论述的，本领域技术人员可以明白，本发明的实施例所述的换热管51和翅片52的组合结构可以用在管翅式换热器中，也可以用在微通道/平行流换热器 中。鉴于在背景技术中已经对管翅式换热器和微通道/平行流换热器的结构进行详细说，故，在此不再详细说明管翅式换热器和微通道/平行流换热器的具体结构，本领域技术人员可以直接用本发明实施例所提供的装配在一起的翅片和换热管的结构部分替代上述的对应换热器中的相应部分。或者说，本发明所述的换热管可以根据需要用于各种换热器，而不限于上述的换热器的具体类型。

在实际的装配过程中，首先将翅片52一层一层叠加在一起，然后通过换热管串联起来，从而形成了如图5a所示的结构。

在一个示例中，换热管51的外表面为大体圆形，对应地，翅片孔53(参见图5d)也具有大体圆形的形状。也就是，翅片孔53和换热管51形状需要保持相同或相匹配。为了使得换热管51能够穿过翅片52上的翅片孔53，通常将换热管51的外径设置成略小于翅片孔53的内径。当然，本领域技术人员可以根据需要具体设置它们之间的尺寸关系。

参见图5c和5d，可以看到换热管51和翅片孔53之间具有一些空间或间隙54。这个间隙54是翅片孔53相对换热管51的余量，以使得换热管51便于穿过翅片的堆叠层或翅片包。

如图5a-5c所示，换热管51的外表面上具有至少一个缺口55，所述缺口55用于容纳插件(将在下文详细说明)以将换热管51胀接在对应的翅片孔53中。所述缺口55为沿着换热管的延伸方向朝向换热管51内的通道56向内凹的凹部。可以理解，虽然图5a-5c中仅示出了每个换热管51具有一个缺口55，但是本领域技术人员可以根据需要设置多个缺口，而不限于图示的情形。

参见图6a和6b，示出了换热管51具有大体圆形的横截面，且设置有一个大体半圆形的缺口55。此外，换热管51具有一个换热通道56。

参见图6c和6d，示出了换热管51具有大体圆形的横截面，且设置有一个大体半圆形的缺口55。但是，换热管51具有四个换热通道56。

参见图6e和6f，示出了换热管51具有大体圆形的横截面，且设置有一个大体燕尾形的缺口55。此外，换热管51具有四个换热通道56。

参见图6g和6h，示出了换热管51具有大体椭圆形的横截面，且设置有一个大体半圆形的缺口55。此外，换热管51具有四个换热通道 56。

参见图6i和6j，示出了换热管51具有大体圆形的横截面，且设置有一个大体三角形的缺口55。此外，换热管51具有四个换热通道56。

通过上述的图示可知，本发明实施例所述的换热管51可以是单孔的、多孔的、毛细孔的等等，即换热管51内的换热通道56的数量可以根据需要进行选择。换热管51的边上设置的缺口55可以圆形的、方形的、燕尾形的或其它非圆形的形状等等。需要说明的是，此处所述的换热管51的换热通道的数量、截面形状和缺口的数量和形状可以任意进行组合，而不限于图示的情形。在换热管51具有多个换热通道时，可以在不同的换热通道中流过不同的流体。

参见图7a和7b，示出了图5a和5b所示的结构中插入插件之后的结构视图和主视图。换热管51穿过翅片孔53之后，在换热管51的一侧内插入插件57。换热管51被推开之后，与翅片孔53的内壁完全接触，换热管51和翅片孔53的内壁之间的间隙54消除(参见图7c)，以达到与机械胀接相同的目的。插件57完成插入之后就留在换热管51与翅片52之间不再取出，使之完全形成对换热管51的牢固支承。

从图7c可见，插件57紧紧地支撑着换热管51，以使得换热管51向一侧移动并与翅片孔53的内壁紧密接触，从而消除了换热管51与翅片孔53之间的间隙54以达到胀接的目的。

参见图7d-7h，示出了插件57的各个实施例的结构视图。如图所示，所述插件57在一个示例中是内胀管，可以是空心的、实心的、多孔的、圆形的、非圆形的、方形的、燕尾形的，等等。插件57的具体形状需要与相应的换热管51上的缺口55的形状相对应。需要说明的是，插件可以作为储液器或者过热过冷管。

参见图8a和8b，示出了另一种形式的翅片和换热管。具体地，翅片孔53被设计成长圆孔以提高换热管51和翅片52之间的接触面积，相应地，换热管51也可以做成与之相配合的形状。

在这样的配合方式中，换热管51可以是单孔空心的，也可以是多孔空心的，或为多通道毛细管的形式。相应地，插件57也可以是实心的、空心的、多孔的，并且外形可以是非圆形的。可以理解，它们的具体设 置形式可以根据需要进行选择。

如上所述，在一个示例中，在需要用于换热管的直径小于5mm，优选地小于4mm或3mm，或更优选地小于2mm或1mm时，可以使用本发明所述的插件57实现将换热管51与翅片52牢固连接，这与机械胀管技术或钎焊技术的技术效果相同或大致相同。在一个示例中，本发明的换热管还可以应用于插件直径小于5mm的情形，优选地小于4mm或3mm，或更优选地小于2mm或1mm。

在本发明的另一实施例中，提供了一种换热器，其特征在于，所述换热器包括：

多个翅片，所述多个翅片中的每个翅片设置有翅片孔；

多个换热管，所述多个换热管中的每个换热管穿过对应的翅片孔使得多个翅片彼此层叠在一起；

其中所述换热管中的至少一个是上述的换热管。

鉴于所述换热器中使用的换热管与上述的换热管相同，故具体细节不再累述。

在本发明的还一实施例中，提供了一种上述的换热器的装配方法，包括：

将多个换热管中的每个换热管穿入多个翅片中对应的翅片孔，从而使得多个翅片彼此层叠在一起；

将插件插入到每个换热管的缺口中，使得每个换热管和所述翅片孔的内壁胀接在一起。

鉴于所述换热器的装配方法中使用的换热管与上述的换热管相同，故具体细节不再累述。

在本发明的各示例中，所提供的换热管、换热器以及相应的装配方法可以具有以下优点：

1)本发明的实施例使得换热管可以做成毛细管，利于管热和强度改善；

2)本发明的中间插件可以作为储液器或者过热过冷管，改善换热管换热；

3)本发明的实施例解决了常规机械胀接无法胀接小规格换热管的问 题；

4)本发明的实施例解决了液压胀接带来的局部破裂问题和胀接过程中的密封问题；

5)本发明的实施例可以将换热管做成多样化，根据实际需要进行必要的调整。

6)相对于常规微通道多孔换热扁管，该种翅片装配方式不需要焊接工艺，有助于降低成本。

7)与常规微通道扁管相比，该换热管与翅片的装配有助于除霜和凝结水的排放，对于推广微通道换热管在制冷空调热泵工况下的应用意义重大。

以上仅为本发明的一些实施例，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。