具有轧入铝管支撑件的铝管的换热器的制造方法_2

文档序号:8804708阅读:来源:国知局
洗以去除油,例如通过使用热脱脂润滑剂和脱脂炉。在 将管子膨胀入翅片组(多个翅片组),例如铝翅片的情形中,油或润滑剂被用来将管子膨胀 入翅片,这些油或润滑剂可能难以除去。
[0035] 在构造大的风冷式冷凝器盘管时,例如可在诸如HVAC系统和/或单元的水冷却器 的产品中使用的风冷式冷凝器盘管,可以考虑如上所述这些因素。一种解决方案是本文中 所描述的换热器,该换热器无需锡焊或钎焊盘管组件或者显著减少了在组件的可能不需要 和/或不合适的部分处钎焊的需要。此外,本文的换热器可消除热脱脂要求。
[0036] 总体上,描述了换热器和组织方法,该换热器包括轧入管支撑件,例如管板的铝 管,管板然后将被组装到一流体歧管。一些情形中,流体歧管是铸造的部件,其焊接至管 板。该结构和装配可以显著降低盘管的零件数量,因为铸造的歧管合并了回弯管、集管 (header)和集管短管(header stub)。相比于传统的圆铜管板翅片式盘管,可以消除回弯 管的手动放置和手工火焰钎焊。
[0037] 图1-3示出换热器14的一个实施例的视图,其可以呈组装有翅片组件的一个或多 个冷却器盘管的形式。冷凝器盘管和风扇组件10可在一个HVAC系统或单元中使用。在一 些实施例中,如本文中所描述的那样,换热器14是一种管翅式换热器,例如用于HVAC系统 和/或单元。
[0038] 然而,应当理解的是,在一些实施例中,管翅式换热器是冷凝器盘管、蒸发器盘管 和/或热泵中任一种,以及如何使用换热器可取决于换热器的运行模式。一些实施例中, HVAC系统或单元包括流体冷却器,诸如水冷却器,其中包含本文所描述的换热器。一些实施 例中,换热器在空冷冷却器管翅式盘管中使用并可用于例如HVAC系统的水冷却器中。
[0039] 图1至3所示的实施例中,两个换热器14(或冷凝器盘管)可以布置成V形,其中 风扇组件12组装在换热器14的顶部上。应当理解的是,盘管和风扇组件10的具体结构10 不是限制性的,并且除了 V形之外可具有其它配置,例如W形,或可以使用多个换热器的其 它适当的布置/配置。还应当理解的是,每个冷凝器盘管和风扇组件可采用单个换热器。
[0040] 如图所示,换热器14包括管和翅片组件18 (18表示其中翅片、翅片组组装有管子 60的区域),该组件18由框架16支撑(例如参见图2中的管子,为便于说明,未示出翅片)。 在圆形管翅式换热器中,诸如图1至3所示的冷凝器盘管,使用已知的工艺将管子膨胀入翅 片。应当理解的是,翅片是已知的且不需要进一步描述。流体歧管20布置在换热器14的端 部处,且在一些实施例中,如图1至3所示,流体歧管20包括入口 22和出口 24。入口 22(如 图所示,其可连接至流体管线)例如配置成允许热交换流体,例如制冷剂液体,进入换热器 14。出口 24 (如图所示,其可连接至流体管线)例如配置成允许热交换流体,例如制冷剂气 体,离开换热器14。应当理解的是,入口 22和出口 24的具体位置不是限制性的。例如,入 口 22和出口 24可以在换热器14的如图所示的同一端上或在同一端上不同位置处。还应 当理解的是,入口 22和出口 24可以在不同端上,例如取决于穿过换热器(例如换热器14) 时必须将热交换流体引导穿过换热器的次数(例如奇数或偶数)。
[0041] 图4至6和图8示出流体歧管20的细节。在一些实施例中,流体歧管20是铸造 部件,其在单个流体歧管部件中包括气体集管、中间集管、液体集管、以及流体流动弯管。如 图1至3所示的流体歧管20例如可在换热器14的端部处连接热交换管的端部。下面将进 一步描述的图7示出具有翅片和管子以及管支撑件的流体歧管20。
[0042] 图4示出流体歧管20的外部26。流体歧管20具有入口 22和出口 24连接部。一 些实施例中,外部26可具有例如向上朝向入口 22所在区域倾斜的表面26a、26b和26c。如 图所不,表面26a、26b和26c朝向类似顶点的入口会聚。同样,表面26a、26b和26c远离入 口诸如沿三个方向向下倾斜,这三个方向包括朝向顶部和底部以及朝向与入口所在的侧相 反的侧。表面26a、26b和26c可以被配置为允许传热流体优化流进流体歧管20并流至换 热器,例如换热器14的其它部分。
[0043] 图5和6示出流体歧管20的内部视图。一个实施例中,流体歧管20在单个歧管 部件中包括气体集管、中间集管、液体集管以及流体流动弯管。流体歧管20可例如通过去 过热和冷凝段30来实现此,该去过热和冷凝段30具有室和通道网络来允许热交换流体作 为蒸汽和/或气体进入例如气体集管22、流过流体回弯管34至中间集管36、流至和/或收 集在液体集管42、流过流体回弯管44、流至和/或收集在出口集管46,并然后在出口 24处 离开。一些实施例中,流体歧管20具有液体集管42、回弯管44以及出口集管46,流体歧管 20可以采用为过冷段40,过冷段40例如通过连接管38流体连接至冷凝段30。一些实施例 中,过冷段40具有室和通道网络来允许热交换流体从中间集管36流入室或液体集管42、流 过流体回弯管44,并收集在出口室或出口集管46中,出口室或出口集管46与出口 24流体 连通。
[0044] 所示的实施例中,冷凝段30和过冷段40的构造特定于某种换热器大小和穿过 (即循环)例如换热器的次数。例如,气体集管32可以是多个扇形室,诸如5个室32,如图 所示。中间集管36可以是呈类似扇形布置(例如相对更大和更小流动面积)的单个收集 室,且在冷凝段30的高度上延伸。气体集管室32的相对更大和更小流动面积可以与中间 集管36的类似面积异相地布置。流体回弯管34可以朝向气体集管32和中间集管36的相 对更小面积向下倾斜。同样,流体回弯管34具有从顶部朝向流体歧管20的底部的交替布 置。所示的实施例中,冷凝段能够适应热交换管的21次循环,每次循环在进入过冷段40之 前六次穿过气体集管32、流体回弯管34和中间集管36的对应部分。应当理解的是,包含例 如多个回路的换热器特定构造以及其对应的穿过次数可取决于所需的换热器大小、配置和 结构。
[0045] 图5和图6还示出了接合部位28,其可以是肩部、凸缘、斜面或其它合适的结构,其 可为焊接至管支撑件的焊接接头提供配合表面,并且下面将参考图7进一步描述。
[0046] 图8示出流体歧管20的另一剖视图,其中示出相同的附图标记。图8示出带轮廓 的外部26、其中倾斜表面,例如26b、26c,可提供内部室22a的最优大小,其样式做成将热交 换流体,例如制冷剂蒸汽从入口 20引导流入流体歧管20。内部室22a与气体集管32流体 连通。
[0047] 应当理解的是,流体歧管20的室和通道的具体构造不是限制性的,且图4至6示 出铸造流体歧管的一个示例,该铸造流体歧管具有可用于换热器,例如换热器14的一些结 构。例如,冷凝段30的具体布置和结构,包括气体集管32、中间集管和流体回弯管34、液体 集管、过冷段40,以及其进入室或液体集管42、流体回弯管44并离开室或出口集管46,可以 修改、改变、重新配置,或以其它不同方式构造,从而根据所采用的换热器,实现所需要的和 /或合适的流体流过歧管。
[0048] 图7局部示出换热器组件,该组件可以例如是换热器14,包括具有管支撑件50的 管子60和翅片(例如图1至3中的18)以及流体歧管,例如流体歧管20。图7可从图6的 线7-7截取。图7还示出组装至管支撑件50时的铸造的歧管,例如图4至6和8的20,其 中管子60机械地轧入并密封至管支撑件50。然而,为便于说明,未示出翅片,应当理解的 是,可以使用已知的常规工艺将管子60膨胀入翅片,例如如图1至3所示的管支撑件16内 的铝翅片18。图4至6和8示出歧管20的相关元件,包括例如入口 22、内部室22a、气体集 管32之一、流体回弯管34之一以及中间集管36。另外,总管70可以连接至入口 22。
[0049] 一个实施例中,换热器14包括管子60,管子60具有插入管支撑件50的开口的端 部。一个优选实施例中,管子60是铝的且管支撑件50是铝的,其中,管子50的端部机械地 轧入管支撑件50的开口内并在管支撑件50的开口内膨胀。应当理解的是,可通过已知方 法,诸如通过使用可插入管子60的旋转销或芯棒,来将管子60机械地轧入和膨胀入板50。 当销或芯棒旋转时,在旋转销或芯棒上的诸如滚子的膨胀件向外膨胀,从而将管子60轧入 并在管板50的开口内膨胀。
[0050] -个实施例中,管支撑件50是管板,该管板朝向换热器的端部布置,并
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