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空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壁管翅式换热器要差。

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、换热器以及装配方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于换热器的换热管，所述换热管为中心处具有一空间的组合式换热管，所述空间用于容纳插件以将所述组合式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，所述组合式换热管的外表面为大体圆形，所述翅片孔具有与所述组合式换热管相同的形状。

在一个示例中，所述组合式换热管包括彼此分离的至少两个换热子管。

在一个示例中，所述至少两个换热子管的外表面通过连接片彼此相连接。

在一个示例中，在用所述插件将所述至少两个换热子管胀接在所述翅片孔中时，所述连接片被拉伸或断裂开。

在一个示例中，所述至少两个换热子管为N个换热子管，N为大于等于2的自然数，所述N个换热子管中的每一个为具有N分之一圆弧的换热子管，所述N个换热管中的每一个在各自的圆弧所对应的圆心处具有凹部，所述凹部沿着所述换热子管的延伸方向朝向换热子管内的通道向内凹。

在一个示例中，在所述N个换热子管组合在一起时，所述N个凹部形成为一个大体圆形的空间。

在一个示例中，每个所述换热子管中的通道的数量为至少一个。

在一个示例中，所述插件为内胀管，且具有与所述空间相对应的形状。

在一个示例中，所述内胀管是空心的、实心的或多孔的。

在一个示例中，所述内胀管的外表面上设置有向外突出的突出部，所述突出部在将所述换热子管胀接在所述翅片孔中时插入到相邻的两个换热子管之间的空隙中。

在一个示例中，所述内胀管具有与所述每个翅片孔中的换热子管的数量相同数量的突出部。

在一个示例中，所述突出部沿所述内胀管的延伸方向延伸。

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所述翅片孔使得多个翅片彼此层叠在一起；

所述多个换热管中的至少一个换热管为根据上述的换热管。

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中心处的空间中，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与翅片的胀接或装配问题；

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；和

4、本发明的实施例将换热管分成至少两个子管，以实现同一处换热管通过不同的流体。

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是翅片的主视图；

图6a-6b分别是示出图5a中的换热子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中的换热子管的另一个示例的主视图和结构视图；

图6e-6f分别是示出包括图6a和6b中的换热子管的组合式换热管的主视图和结构视图；

图6g-6h分别是示出包括图6c和6d中的换热子管的组合式换热管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-7f是插件的各个示例的视图；

图8a和8b是图5a和5b所示的翅片和换热管的结构在插入插件之后的结构视图和主视图；

图8c是图8b中的圆圈C的细节视图；

图8d示出了采用另一种形式的组合式换热管时的图8b中的圆圈C的细节视图；

图9a和9b是根据本发明的另一实施例的翅片和换热管的结构在插入插件之后的结构视图和主视图；

图9c是图9b中的圆圈D的细节视图；

图10是示出了根据本发明的另一实施例的组合式换热管的视图；

图11a和11b是使用图10所示的组合式换热管的换热器在插入插件之后的结构视图和主视图；

图11c是图11b中的圆圈E的细节视图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图1-11c，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51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为在中心处具有一空间55的组合式换热管。所述空间55用于容纳插件57(将在下文详细说明)以将所述组合式换热管胀接在换热器中对应的翅片孔53中。

具体地，组合式换热管51包括彼此分离的至少两个换热子管58。在图5c中示出，组合式换热管51包括两个换热子管58。所述至少两个换热子管58的部分外表面围成在所述换热管51的中心处的所述空间55。

在一个示例中，所述至少两个换热子管58为N个换热子管，N为大于等于2的自然数，所述N个换热子管58中的每一个为具有N分之一圆弧的换热子管，所述N个换热管58中的每一个在各自的圆弧所对应的圆心处具有凹部59，所述凹部59沿着所述换热子管58的延伸方向朝向换热子管58内的通道56向内凹。在所述N个换热子管58组合在一起时，所述N个凹部59形成为一个大体圆形的空间55。

参见图5c，示出了组合式换热管58包括两个大体半圆形的换热子管58。每个换热子管58在各自的圆弧所对应的圆心处具有大体半圆形的凹部59，该凹部59沿着换热子管58的延伸方向朝向换热子管内的通道56向内凹。每个换热子管58具有一个通道56。当然，本领域技术人员可以根据插件57的形状具体地设计所述凹部59的形状，而不限于图示的情形。

可以理解，在图5c中，换热子管58是半圆形或近似半圆形，但是因为换热子管58本身不参与胀接，所以换热子管58的横截面可以是任 意形状，而且还可以是多孔的或毛细孔的。

参见图6a和6b，示出了图5c中显示的半圆形的换热子管58，并且具有半圆形的凹部59。

参见图6c和6d，示出了与图6a和6b大体相同的换热子管58，其不同之处在于每个换热子管58不是具有一个通道56，而是具有毛细管形式，具体地如图所示，示出了具有三个通道56。如图所示，三个通道56在每个换热管58中是均等的。当然，还可以将三个通道56设置成不均等的或任何其他合适的形式。

参见图6e和6f，示出了将图6a和6b中显示的两个换热子管58装配在一起时组成所述组合式换热管51的情形。此时，该组合式换热管51的外径略小于翅片孔53的内径，从而可以保证两个换热子管58可以并列地一起插入到由多个翅片52构成的翅片包中。

参见图6g和6h，示出了将图6c和6d中的多通道的两个换热子管58组装在一起形成所述的组合式换热管51的示例。

在上述图示中，示出了将两个完全相同的换热子管58组合成一个组合式换热管51，当然，本领域技术人员可以根据需要设置组合在一起的换热子管58的形式，而不必是完全相同的。例如将图6a中所示的单通道的换热子管58与图6c中所示的多通道的换热子管58组合在一起。

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内的通道56的数量可以根据需要进行选择。所述空间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的通道的数量、截面形状和所述空间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-7c，示出了根据本发明的另一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，其与图5a和5b所示的示例大体相同，其不同之处仅在于每个换热子管58具有三个换热通道56。因此，不再累述与图5a和5b所示的相同的内容。

参见图8a和8b，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。在将两根换热子管58同时穿过同一翅片孔53之后，在两根换热子管58之间所形成的空间55中插入插件57。两根换热子管58被推开之后，与翅片孔53的内壁完全接触(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两根换热子管58之间不再取出，使之完全形成对换热子管58的牢固支承。

从图8c可见，插件57紧紧地支撑着两根换热子管58，以使得两根换热子管58之间分离，从而消除了换热子管58的外表面与翅片孔53之间的间隙以达到胀接的目的。

参见图7d-7f，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中心处的空间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。

具体地，所述内胀管57的外表面上设置有向外突出的突出部571，所述突出部571在将所述换热子管58胀接在所述翅片孔53中时插入到相邻的两个换热子管58之间的空隙591中。所述突出部571沿所述内胀管的延伸方向延伸。

优选地，在一个示例中，所述内胀管57具有与所述每个翅片孔53中的换热子管58的数量相同数量的突出部571。也就是说，如图8c所示，当组合式换热管51包括两个换热子管58时，必然会在两个换热子管58之间形成两个间隙591，这样期望设置两个突出部571，以能够均衡地将两个换热子管58胀接在翅片孔53内。当然，本领域技术人员可以根据需要具体选择突出部的数量。

参见图8d，示出了将具有三个通道56的两个换热子管58胀接在翅片孔53中的情形，鉴于其与图8c所示的大体相同，故在此不再详述。

参见图9a-9c，示出了将另一种形式的组合式换热管51胀接在翅片孔53中的情形。具体地，其大体与图8a-8c所示的情形相同，不同之处在于所述组合式换热管51包括三根或更多根换热子管，而不是两根换热子管。具体地，需要说明的是，组合式换热管51内的换热子管58可以不具有相同的尺寸。在图中为了图示方便的目的，示出了组合式换热管 51包括四个相同尺寸的换热子管58，每个换热子管58具有一个换热通道56。当然，每个换热子管58可以是多孔的或毛细管式的。如上所述的，由于组合式换热管51包括四个换热子管58，相应地，插件57具有四个突出部571，以更好地将组合式换热管51胀接在翅片孔53中。如图9c所示，在胀接之后，组合式换热管51和翅片孔53的内壁之间没有任何间隙。

参见图10，当组合式换热管51包括多个诸如如图所示的四个换热子管58时，为了便于一起装配在翅片孔53中的目的，可以根据实际需要通过连接片60将相邻的两个换热子管58的外表面彼此连接在一起。在实际中，可以将连接片60设置成很薄，在内胀管57插入到所述空间59中之后，各个换热子管58之间的连接片60可以断裂开或可以被拉伸。总之，只要塞入内胀管57之后，换热子管58跟翅片孔53的内壁贴合即可，具体形式不限。

参见图11a-11c，示出了将图10所示的组合式换热管51装配在换热器中的情形。如图所见，具体参见图11c，示出了组合式换热管51的换热子管58之间插入了插件57之后，连接片60被拉伸，并且换热子管58和翅片孔53的内壁贴合。具体地，由于组合式换热管51包括四个换热子管58，故内胀管57设置有四个突出部571。

如上所述，在一个示例中，在需要用于换热管51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中心处的空间中，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)本发明的实施例主要解决了小管径换热管与翅片间胀管的困难。

7)在本发明中，相对于常规圆形单孔换热管，采用分片式多孔管，可以有效降低工质充注量，增大换热管表面积，从而提高换热效率。

8)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。

9)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。