專利名稱：非圓柱形致冷劑導管及其制造方法
技術領域：
本發明大致涉及一種熱交換器和制造該熱交換器的方法，并且更具體地說，涉及一類包括多個致冷劑管道的熱交換器，這些管道在入口集管和出口之間延伸，以用于將致冷劑從入口集管傳遞至出口集管，這類熱交換器還包括設置在這些集管的其中至少一個集管中的致冷劑導管，以用于均勻地分布致冷劑。
背景技術：
由于其高性能，目前正在研究汽車型釬焊式熱交換器，以用于住宅空氣調節和熱泵應用。汽車型熱交換器通常利用一對集管，其中致冷劑管道限定了流體通道，以便將集管互連起來。住宅型熱交換器通常比汽車型熱交換器更大，并且通常需要長度為典型的汽車型熱交換器長度的兩至五倍的集管。在這種熱交換器中，均勻的致冷劑分布對于最佳性能是必須的。為了改善致冷劑的分布，可在集管中設置致冷劑導管。在授予S.C. Bloom的美國專利No. 1,684,083中公開了這種熱交換器的一個示例。
Bloom專利公開了第一集管，該第一集管在截面方面至少部分地是大致圓柱形的，以限定平行于第一集管軸線而在一對第一集管端部部分之間延伸的第一腔體。第二集管限定了第二腔體，該第二腔體沿著第二集管軸線而在一對第二集管端部部分之間延伸。多個致冷劑管
12道各限定了流體通道，該多個致冷劑管道橫過集管軸線而在集管之間延伸。致冷劑管道的流體通道與腔體處于流體連通，以用于將致冷劑從集管中的一個集管傳遞至另一集管。具有圓形的導管截面的致冷劑導管設置在沿軸向沿著集管軸線平行于集管而延伸的腔體的各個腔體中。致冷劑導管包括與相關的腔體處于流體連通的多個孔口，以用于在致冷劑導管和相關的腔體之間傳遞致冷劑。集管其中之一是用于接收液體致冷劑的入口集管，集管中的另 一集管是用于輸出致冷劑蒸氣的出口集管。設置在入口集管中的致冷劑導管確保了致冷劑在整個入口集管上的統一且均勻的分布，而設置在出口集管中的致冷劑導管確保了只有干燥氣體通過泵經由致冷劑導管而從出口集管中抽出。
Bloom專利所公開的熱交換器通常通過下列方式制成對限定第一腔體的大致圓柱形的第 一 集管和限定第二腔體的大致圓柱形的第二集管沿軸向沿著各集管以預定的隔離間隔進行沖孔，以限定沿軸向沿著各集管而間隔開的多個集管槽；在大致圓柱形的致冷劑導管中形
成多個孔口，并且將致冷劑導管插入到第一集管的第一腔體中；然后將第一集管和第二集管放置疊式集管安裝夾具中，并且將集管壓到各自限定了流體通道的多個致冷劑管道上，以使集管的腔體形成流體連通。致冷劑管道通常延伸穿過集管槽并且進入集管的腔體中。
住宅熱交換器的日益增加的長度已經產生了伴隨現有技術所公開的這種熱交換器的制造和性能問題。這種日益增加的長度使得更加難以在不損壞致冷劑管道或致冷劑導管的條件下將致冷劑導管插入到集管中。另外，該增加的長度產生了越來越嚴重的致冷劑分布不均的問題。熱交換器中的致冷劑分布不均可能是由入口分布不均以及致冷劑導管的沿著長度壓力下降而造成的。因此，仍存在對改進的、更容易制造且提供了更為均勻的致冷劑分布熱交換器的需求。
發明內容
本發明提供一種熱交換器組件，該熱交換器組件包括致冷劑導
13獲得進一步的改進；該致冷劑導管具有用
以限定弧面和弦面的大致半圓形的導管截面，該致冷劑導管限定了導 管主體部分和至少一個具有圓形截面的導管端部部分，其中該導管主 體部分偏離該導管端部部分，且導管過渡部分使該導管主體部分和該 導管端部部分互連。
本發明還提供了 一種改進的制造熱交換器組件的方法，這種熱交 換器組件包括致冷劑導管，該致冷劑導管具有導管截面，并通過使大 致圓柱形的致冷劑導管的 一部分變平，以通過在將致冷劑導管插入到 第一腔體中之前使該致冷劑導管的導管端部部分偏離該致冷劑導管 的導管主體部分，以-(更將導管截面限定為具有弧面和弦面的大致半圓 形，從而限定了導管主體部分和偏離的導管端部部分。
因此，本發明通過增大致冷劑導管的截面積以降低致冷劑導管中 致冷劑的流體流速，來減小沿著致冷劑導管的壓力降，從而改善了熱 交換器中的致冷劑分布。
本發明還通過使導管主體部分與致冷劑管道間隔開而改善了具 有致冷劑導管的熱交換器的可制造性。
本發明還通過容許致冷劑導管的導管主體部分在被支撐于集管 上的同時插入到集管中，而不必支撐沿著集管同軸地延伸的致冷劑導 管，從而改善了熱交換器的可制造性。
本發明還通過提供一種具有導管端部部分的致冷劑導管而改善 了熱交換器的可制造性，該導管端部部分形成了用于致冷劑蒸氣的中 心開口，以便與傳統的對稱的端蓋相容。
本發明的其它優勢將很容易理解，通過結合附圖參考以下所做的
詳細說明將更好地理解本發明，在附圖中
圖1是熱交換器組件的一個實施例的截面圖，其顯示導管主體部 分偏離了導管端部部分；
14圖2是圖1中所示的熱交換器組件沿著3-3的局部透視截面圖，
其顯示了具有大致半圓形的導管截面的致冷劑導管；
圖3是熱交換器組件的一個實施例的截面圖，其顯示了弓形的致
冷劑導管的弦面；
圖4是熱交換器組件的第二實施例的截面圖5是熱交換器組件的第三實施例的截面圖6是由過渡部分連接起來的導管與導管端部部分的透視圖7是由過渡部分連接起來的導管與導管端部部分的透視圖8是由過渡部分連接起來的、包括端部喇。八口和漸縮端蓋的導
管與導管端部部分的透視圖。
圖9是熱交換器組件的第四實施例的截面圖；且 圖IO是熱交換器組件的第五實施例的截面圖。
部件列表:
元件標號元件名稱
20熱交換器組件
22第一集管
24內表面
26第一腔體
28第一集管端部部分
30第二集管
32第二腔體
34第二集管端部部分
36切入面
38截頂突起部
40集管槽
42致冷劑管道
44致冷劑管道端部
46流體通道48分隔器
50芯加強件
52散熱片
54致冷劑導管
56導管截面
58弧面
60弦面
62導管主體部分
64導管端部部分
66導管過渡部分
68孑L口
70支撐突起部
72第一端蓋
74第一孔
76第二端蓋
78第二孑Lj
A!第一集管軸線
A2第二集管軸線
具體實施例方式
參看附圖，其大體上顯示了用于消散熱量的熱交換器組件20，其 中相似的標號指示全部若千視圖中的相應部件。
熱交換器組件20包括大體進行標識的第一集管22，其具有內表 面24,并且其截面大致是圓柱形的，以限定沿著第一集管軸線A!在 一對第一集管端部部分28之間延伸的第一腔體26。第二集管30大體 被標識，并且限定了沿著第二集管軸線A2在一對第二集管端部部分 34之間延伸的第二腔體32。如圖1中所示，第二集管軸線A2大體上 平行于第一集管軸線在后文中描述了組件20的一個示例性實施
16例，其中第一集管22被進一步限定為出口集管22,而第二集管30被 進一步限定為入口集管30。然而，應該懂得，在熱交換器組件20的 其它實施例中，第一集管22可以是是入口集管30,而第二集管30可 以是出口集管22。在示例性實施例中，出口集管22進一步將第一腔 體26限定為沿著出口集管軸線Ai在一對出口集管端部部分28之間延 伸的出口腔體26，入口集管30進一步將第二腔體32限定為沿著入口 集管軸線A2在一對入口集管端部部分34之間延伸的入口腔體32。在 示例性實施例中，入口集管30用于接收用于液體-蒸氣轉換的致冷劑， 出口集管22用于收集致冷劑蒸氣。
各集管包括切入(lanced)面36，該切入面是平的并且平行于相應 的集管軸線A^A2在相應的集管端部部分28,34之間延伸。如圖1中 所示，各個切入面36包括多個截頂突起部38,其延伸到相應的腔體 中，并且在相應的集管端部部分28, 34之間彼此間隔開，/人而在相鄰 的截頂突起部38之間限定了凹谷，并限定了相對集管軸線A!，八2沿 橫向延伸的多個集管槽40。
多個致冷劑管道42各以間隔開且平行的關系而延伸，并且相對 集管軸線A!， A2橫向地在集管22, 30之間延伸。各個致冷劑管道42 具有大致矩形的截面，并在一對致冷劑管道端部44之間延伸，且限 定了在致冷劑管道端部44之間延伸的流體通道46。本領域中的技術 人員應該懂得在組件20的其它實施例中，致冷劑管道42可以具有橢 圓形的截面或圓形的截面。各流體通道46與腔體26， 32處于流體連 通，以用于將致冷劑蒸氣從入口腔體32傳遞至出口腔體26。如圖2 中所示，各個致冷劑管道42大體包括至少一個分隔器48,其限定了 在致冷劑管道端部44之間延伸，并與腔體26， 32處于流體連通的多 個流體通道46。致冷劑分隔器增加了用于在極限壓力期間支撐致冷劑 管道42的結構支撐。如圖3中所示，各個致冷劑管道42的致冷劑管 道端部44大體延伸穿過各集管22， 30的集管槽40的其中一個集管槽， 并且進入到相應的腔體26, 32中。在如圖1所示的組件20的一個實施例中， 一對芯加強件50設置 在致冷劑管道42的外部，并在集管22， 30之間相對于致冷劑管道42 成平行且間隔開的關系而延伸。芯加強件50增加了對熱交換器組件 20的結構支撐，并且保護多個散熱片52。
如圖l中所示，該多個散熱片52設置在相鄰的致冷劑管道42之 間，并且設置在各個芯加強件50與最鄰近的致冷劑管道42之間，以 用于傳遞來自致冷劑管道42的熱量。該散熱片52可以是蛇形片或本 領域中已知的任何其它散熱片。
致冷劑導管54大體進行了標示，并且具有大致均勻的截面。在 示例性實施例中，致冷劑導管54設置在出口腔體26中，并沿著出口 集管軸線A,而延伸。在這種示例性實施例中，致冷劑導管54被限定 為收集導管54。然而，應該懂得，在備選實施例中，致冷劑導管54 設置在入口集管30中，其將致冷劑導管54限定為分布導管。在其它 實施例中，致冷劑導管54設置在各個集管中。
導管截面56是大致半圓形的，其限定了由回轉端互連的弧面58 和弦面60。收集導管54的該半圓形截面增加了出口集管22中的收集 導管54的截面積，以降低收集導管54中的致冷劑蒸氣的流體流速， 從而減小沿著收集導管54的壓力降，以便沿著收集導管54的長度提 供更均勻的致冷劑分布。在如圖2中所示的熱交換器組件20的一個 實施例中，弦面60平行于延伸穿過出口集管22的集管槽40的致冷 劑管道端部44。在如圖3中所示的熱交換器組件20的另一實施例中， 弦面60是弓形的，并且遠離穿過集管槽40且進入到出口腔體26中 的致冷劑管道端部44而朝向弧面58延伸。
收集導管54限定了導管主體部分62和至少一個導管端部部分 64。導管過渡部分66使該導管主體部分62和導管端部部分64互連 起來。過渡部分66自導管主體部分62到導管端部部分64的增大截 面積。
導管主體部分62大體沿著出口集管軸線A,而在出口集管端部部分28之間延伸，且導管端部部分64大體沿著出口集管軸線A,而在出 口集管端部部分28的其中一個出口集管端部部分中延伸。如圖2中 所示，導管主體部分62的弧面58優選接合到圓柱形的出口集管22 的內表面24上，并且導管主體部分62的弦面60優選與延伸穿過集 管槽40并進入到出口腔體26中的致冷劑管道端部44間隔開。如圖1 中所示，導管端部部分64優選同軸地沿著出口集管軸線A,而在出口 集管端部部分28的其中一個出口集管端部部分中延伸。
收集導管54包括與出口腔體26處于流體連通的多個孔口 68，以 用于將致冷劑蒸氣從出口腔體26傳遞至收集導管54,以便使致冷劑 蒸氣沿著收集導管54而流動。在組件20的備選實施例中，分布導管 包括與入口腔體32處于流體連通的多個孔口 68,以用于將致冷劑從 分布導管傳遞至入口腔體32中。
如圖2中所示，出口集管22包括多個支撐突起部70，其在收集 導管54下方延伸到出口腔體26中，以用于定位收集導管54。在組件 20的一個實施例中，如圖2中所示，支撐突起部70彼此間隔開，并 且成兩排對齊，該兩排均平行于出口集管軸線A1(J在組件20的另一 實施例中，支撐突起部70沿軸向沿著出口集管22、平行于出口集管 軸線A!而延伸。在組件20的其它實施例中，在出口腔體26中設置有 內部夾，以替代或作為用于支撐收集導管54的支撐突起部70的補充。
一對第一端蓋72的其中各端蓋各自接合到并且密封到出口集管 端部部分28的其中一個出口集管端部部分上，并且接合并密封到收 集導管54上。在示例性實施例中，第一端蓋72是出口端蓋72。出口 端蓋72的其中至少一個端蓋限定了第一孔74，其在示例性實施例中 為出口孔74,該孔與收集導管54的導管端部部分64處于流體連通， 以用于排放致冷劑。出口端蓋72可處于出口集管22的內部，或者處 于出口集管22的外部，如圖1所示。在圖8所示的實施例中，第一 端蓋72其中之一可以是漸縮的，以貼靠第一孔74,以用于減小所述 導管端部部分64和所述第一孔74上的壓力降。導管端部部分64具有比孔74更大的直徑。此外，在導管集管28和第一端蓋72的第一孔74的周圍設置有端部喇叭口 82,且該端部喇叭口連接到該導管集管28和第一端蓋72的第一孔74上。
一對第二端蓋76其中各端蓋各接合到并密封到入口集管端部部分34的其中之一上。在示例性實施例中，第二端蓋76是入口端蓋76。入口端蓋76的其中至少一個端蓋限定了第二孔78,其在示例性實施例中為入口孔78 ，該孔與入口腔體32處于流體連通，以用于接收致冷劑。入口端蓋76可處于出口集管22的內部，或者處于出口集管22的外部，如圖1中所示。密封僅在出口集管端部部分處是必須的。
本發明提供了一種用于制造熱交換器組件20的方法，該熱交換器組件20具有非圓柱形的致冷劑導管54，限定了出口腔體26的大致圓柱形出口集管22的一對出口集管端部部分28，以及限定了入口腔體32的大致圓柱形入口集管30的一對入口集管端部部分34。在優選的實施例中，集管22,30由鋁制成。
一對出口端蓋72的其中一個端蓋在出口集管22的出口集管端部部分28的其中一個出口集管端部部分周圍進行密封，以便在出口集管端部部分28的其中一個出口集管端部部分周圍密封出口腔體26。出口端蓋72可相對出口集管端部部分28進行外部密封或內部密封。在熱交換器組件20的一個實施例中，出口端蓋72是鋁的，以便于釬焊。在熱交換器組件20的另一實施例中，出口端蓋72是銅的，以容許使用更薄的尺度，以便于形成更為復雜的形狀。對于釬焊接頭，優選使鋁覆于銅上，從而當接頭自連接工藝冷卻時，鋁將由于其更高的熱膨脹系數而朝向銅收縮。
出口集管22和入口集管30沿軸向沿著各個集管22, 30以預定的隔離間隔被沖孔，以限定沿軸向沿著各集管22， 30而間隔開的多個集管槽40。在優選的實施例中，利用切縫對集管22,30進行沖孔，以限定集管槽40,從而防止嵌片(slug)的產生，以便提供更容易的結合，并增加強度。在其它實施例中，可以對集管22,30鉆或沖，以限定集管槽40。
該方法包括切割大致圓柱形的管道以限定收集導管54的步驟， 該收集導管54具有導管截面56和導管主體部分62及導管端部部分 64。收集導管54通常是由焊接的、折疊的或擠壓的管道切割而成。 擠壓相對較為昂貴，但提供了改變壁厚及并入其它方法所不容易制成
的其它特征的靈活性。
在收集導管54中形成了多個孔口 68。孔口 68通常是沖出的、鉆 出的或切出的。孑L口 68的尺寸和間距可沿著致冷劑導管54的長度而 變化，以在整個熱交換器組件20上獲得均勻的致冷劑分布。
使大致圓柱形的收集導管54的一部分變平，以將導管截面56限 定為大致半圓形，該半圓形限定了弧面58和弦面60。在如圖3所示 的本發明的實施例中，該方法還包括在致冷劑導管54的變平部分中 形成凹槽的步驟，以將弦面60限定為弓形。導管截面積可通過沿著 導管54的長度改變凹槽的深度而變化。
收集導管54的導管端部部分64偏離致冷劑導管54的導管主體 部分62。
該方法包括將收集導管54插入到出口集管22的出口腔體26中 的步驟。收集導管54大致定位成使收集導管54的一端貼靠于出口集 管22周圍進行密封的出口端蓋72上。該方法大體上還包括如下步驟 使收集導管54的導管主體部分62的弧面58與出口集管22接合，以 及使收集導管54的導管端部部分64中心地定位在出口集管端部部分 28的其中另一個出口集管端部部分中。使導管端部部分64中心地定 位在出口集管端部部分28的其中另一個出口集管端部部分中適于使 用傳統的對稱的端蓋。
在組件20的一個實施例中，該方法包括形成一對支撐突起部70 的步驟，其各沿著出口集管22延伸且進入出口腔體26中，以用于接 觸并支撐收集導管54。在本發明的另一實施例中，該方法備選地可包 括形成多個支撐突起部70的步驟，其彼此間隔開，并且在出口集管22上成兩排對齊，各排沿軸向沿著出口集管22延伸并且進入出口腔 體26中，以用于接觸并支撐收集導管54。
該方法包括使收集導管54的導管端部部分64與由所述一對出口 端蓋72的其中另一個出口端蓋限定的出口孔74形成流體連通的步 驟。這對出口端蓋72的其中另一個出口端蓋在出口集管端部部分28 的其中另一個出口集管端部部分周圍進行密封，并且在收集導管54
的導管端部部分64周圍進行密封，以便在出口集管端部部分28的其 中另一個出口集管端部部分周圍密封出口腔體26。該另一出口端蓋 72可針對另一出口集管端部部分28進^"外部密封或內部密封。如圖 1中所示，在端蓋72上可設置額外的支撐突起部，以支撐收集導管 54。在熱交換器組件20的一個實施例中，該另一出口端蓋72是鋁的， 以1更于《f焊。在熱交換器組件20的另一實施例中，該另一出口端蓋 72是銅的，以容許使用更薄的尺度，以便于形成更為復雜的形狀。對 于釬焊接頭，優選使鋁覆于銅上，從而當接頭自連接工藝冷卻時，鋁 將由于其更高的熱膨脹系數而朝向銅收縮。
一對入口端蓋76各自在入口集管30的入口集管端部部分34的 其中 一個入口集管端部部分周圍進行密封，以便在入口集管端部部分 34周圍密封入口腔體32。入口端蓋76的其中至少一個入口端蓋限定 了用于接收致冷劑的第二孔78。入口端蓋76可以相對入口集管端部 部分34進行外部密封或內部密封。在熱交換器組件20的一個實施例 中，入口端蓋76是鋁的，以便于釬焊。在熱交換器組件20的另一實 施例中，入口端蓋76是銅的，以容許使用更薄的尺度，以便于形成 更為復雜的形狀。對于釬焊接頭，優選使鋁覆于銅上，從而當接頭自 連接工藝冷卻時，鋁將由于其更高的熱膨脹系數而朝向銅收縮。
如圖4中所示，過渡部分66可包括彎管，以便與導管主體部分 62相接合。導管主體部分62在第一腔體26中偏離導管端部部分64。 如圖5中所示，導管端部部分64還可與第一腔體26的內表面24對 齊，并貼靠該內表面24。在這種情況下，過渡部分66向上成角度，以便在弦面60處將端部部分64連接到導管主體部分62上。在這兩 種情況下，過渡部分66從導管主體部分62至導管端部部分64增大 了截面積。圖6和圖7還顯示了將圓形的導管端部部分64連接至半 圓形或腎形的導管主體部分62的過渡部分。這種逐漸過渡減小了致 冷劑的壓力降，并提高了熱交換器的性能。通過對端蓋72， 76進行倒 角或圓頂化處理可額外地減少壓力降。該過渡段還提供了從端蓋至分 布管道的有效的裝管入口。如圖9和圖10中所示，過渡部分66可在 第 一腔體26之外偏離導管端部部分64。
該方法包括將出口集管22和入口集管30放置在疊式集管安裝夾 具中的步驟。
該方法包括在多個致冷劑管道42之間交錯設置散熱片52的步 驟，以限定散熱片矩陣，所述多個致冷劑管道42各限定了流體通道 46。散熱片52可以是蛇形片或本領域中已知的任何其它散熱片。該 方法還包括將一對芯加強件50設置于散熱片矩陣的外部的步驟，以 限定芯組件。芯加強件50保護散熱片52,并且提供結構支撐。
芯組件被傳遞至疊式集管安裝夾具上，集管22, 30被壓到散熱片 矩陣上，以用于使致冷劑管道42延伸穿過集管槽40并且進入腔體26, 32中，以便使流體通道46與腔體26， 32形成流體連通。致冷劑管道 42自收集導管54的導管主體部分62的弦面60間隔開。
該方法還包括對集管22， 30和芯組件進行爐釬焊的步驟。致冷劑 管道42被釬焊到集管22， 30上，并且散熱片52被釬焊到芯加強件50 和致冷劑管道42上。在熱交換器組件20的各種實施例中，熱交換器 組件20的元件可根據熱交換器組件20的要求而包含不同的材料。對 于釬焊接頭，優選使鋁覆于銅上，從而當接頭自連接工藝冷卻時，鋁 將由于其更高的熱膨脹系數而朝向銅收縮。然而，通常必須保護鋁至 銅的接頭，以便在與現場安裝相關的可變環境相反的受控的熱交換器 制造工藝中為鋁至銅的接頭提供腐蝕防護。在釬焊之后，測試熱交換 器組件20是否泄漏。雖然已經參照示例性實施例描述了本發明，但是本領域中的技術 人員應該懂得，在不脫離本發明的范圍的前提下，可做出各種變化， 并且可以用等效物替代其元件。另外，在不脫離本發明的本質范圍的 前提下還可進行許多修改，以使特定的情形或材料適應本發明的教 導。因此，本發明并不意圖局限于作為預期的、用于實現本發明的最 佳模式而公開的特定實施例，而是本發明將包括落在所附的權利要求 的范圍內的所有實施例。
權利要求
1.一種用于傳遞熱量的熱交換器組件(20)，包括第一集管(22)，其截面是大致圓柱形的，以限定第一腔體(26)，所述第一腔體(26)沿著第一集管軸線(A1)在一對第一集管端部部分(28)之間延伸；第二集管(30)，其限定了第二腔體(32)，所述第二腔體(32)沿著第二集管軸線(A2)在一對第二集管端部部分(34)之間延伸；所述集管(22，30)各限定了多個集管槽(40)；多個致冷劑管道(42)，其各自在所述集管槽(40)之間延伸，并且限定了在一對致冷劑管道端部(44)之間延伸的流體通道(46)；各個流體通道(46)與所述腔體(26，32)處于流體連通，以用于將致冷劑從所述腔體(26，32)的其中一個腔體傳遞至所述腔體(26，32)的其中另一個腔體；致冷劑導管(54)，其具有導管截面(56)，并設置在所述第一腔體(26)中，且沿著所述第一集管軸線(A1)而延伸；所述導管截面(56)是限定了弧面(58)和弦面(60)的大致半圓形；所述致冷劑導管(54)包括多個孔口(68)，所述孔口與所述第一腔體(26)處于流體連通，以用于在所述致冷劑導管(54)和所述第一腔體(26)之間傳遞致冷劑；且所述致冷劑導管(54)限定了導管主體部分(62)和至少一個具有圓形截面的導管端部部分(64)；所述導管主體部分(62)偏離所述導管端部部分；和導管過渡部分(66)，其使所述導管主體部分(62)和所述導管端部部分(64)互連。
2. 根據權利要求1所述的組件，其特征在于，所述第一集管(22) 具有內表面(24)，并且，所述導管主體部分(62)的所述弧面(58)與所述 內表面(24)相接合。
3. 根據權利要求2所述的組件，其特征在于，所述導管主體部分(62)在所述第一腔體(26)中偏離所述導管端部部分(64)。
4. 根據權利要求2所述的組件，其特征在于，所述過渡部分(66) 自所述導管主體部分(62)至導管端部部分(64)截面積增加。
5. 根據權利要求2所述的組件，其特征在于，各個致冷劑管道(42) 的所述致冷劑管道端部(44)的其中 一個致冷劑管道端部延伸穿過所述 第一集管(22)的所述集管槽(40)的其中一個集管槽并進入到所述第一 腔體(26)中，并且，其中，所述導管主體部分(62)的所述弦面(60)與延 伸穿過所述集管槽(40)并且進入所述第一腔體(26)中的所述致冷劑管 道端部(44)間隔開。
6. 根據權利要求5所述的組件，其特征在于，所述弦面(60)平行 于延伸穿過所述集管槽(40)并且進入所述第一腔體(26)中的所述致冷 劑管道端部(44)。
7. 根據權利要求5所述的組件，其特征在于，所述弦面(60)是弓 形的，并且遠離延伸穿過所述集管槽(40)并且進入所述第 一腔體(26) 中的所述致冷劑管道端部(44)且朝向所述弧面(58)延伸。
8. 根據權利要求5所述的組件，其特征在于，所述弧面(58)和所 述弦面(60)通過回轉端而互連。
9. 根據權利要求2所述的組件，其特征在于，所述導管端部部 分(64)在所述第一集管端部部分(28)的其中一個第一集管端部部分中 與所述第一集管軸線(A!)同軸地延伸，以提供用于致冷劑的中心開口 。
10. 根據權利要求9所述的組件，其特征在于，所述導管主體部 分(62)和所述導管過渡部分(66)平行于所述第一集管軸線(A0而在所 述第一集管端部部分(28)之間延伸，并且，其中，所述導管端部部分 (64)沿著所述第一集管軸線(A0而在所述第一集管端部部分(28)的其中一個第一集管端部部分中延伸。
11. 根據權利要求9所述的組件，其特征在于，所述第一集管(22) 包括多個支撐突起部(70)，所述支撐突起部在所述導管主體部分(62)下方延伸到所述第一腔體(26)中，以用于定位所述致冷劑導管(54)。
12. 根據權利要求11所述的組件，其特征在于，所述支撐突起 部(70)彼此間隔開，并且成兩排對齊，所述兩排均平行于所述第一集 管軸線(A!)。
13. 根據權利要求9所述的組件，其特征在于，所述第一集管(22) 包括切入面(36)，所述切入面(36)是平的并且平行于所述第一集管軸線 (A,)而在所述第一集管端部部分(28)之間延伸，并且，其中，所述切入 面(36)包括多個截頂突起部(38)，所述截頂突起部延伸到所述第一腔體 (26)中，并在所述第一集管端部部分(28)之間沿軸向彼此間隔開，以在 相鄰的截頂突起部(38)之間限定凹谷，以用于限定所述集管槽(40)。
14. 根據權利要求9所述的組件，其特征在于，各個致冷劑管道 (42)具有大致矩形的截面，并且包括至少一個分隔器(48),所述分隔器 用于支撐所述致冷劑管道(42),并且用于限定多個在所述致冷劑管道 端部(44)之間延伸的所述流體通道(46)。
15. 根據權利要求9所述的組件，其特征在于，所述組件包括一 對芯加強件(50)，所述芯加強件設置在所述致冷劑管道(42)外部，并且 在所述集管(22，30)之間、相對于所述致冷劑管道(42)成平行且間隔開 的關系而延伸。
16. 根據權利要求15所述的組件，其特征在于，所述組件包括 多個散熱片(52),所述散熱片設置在相鄰的致冷劑管道(42)之間，以及 位于所述芯加強件(50)和所述致冷劑管道(42)中最鄰近的管道之間且 連接到所述芯加強件(50)和所述致冷劑管道(42)中最鄰近的管道上，以 用于與所述致冷劑管道(42)來回地傳遞熱量。
17. 根據權利要求9所述的組件，其特征在于，所述組件包括 一對第一端蓋(72),其各自接合到并密封到所述第一集管端部部分(28)的其中一個第一集管端部部分上，并且接合到并密封到所述致 冷劑導管(54)上；所述第 一端蓋(72)中的至少一個第 一端蓋限定了第 一孔(74)，所述第一孔與所述導管端部部分(64)處于流體連通；和一對第二端蓋(76)，其各接合到并密封到所述第二集管端部部分 (34)的其中一個第二集管端部部分上，所述第二端蓋(76)中的至少一個 第二端蓋限定了第二孔(78)，所述第二孔與所述第二腔體(32)處于流體 連通。
18. 根據權利要求17所述的組件，其特征在于，所述第一端蓋(72) 的其中一個第一端蓋漸縮并且貼靠所述第一孔(74),以用于減少所述 導管端部部分(64)和所述第一孔(74)上的壓力降，并且，其中，所述導 管端部部分(64)具有比所述孔(74)更大的直徑。
19. 根據權利要求18所述的組件，其特征在于，所述組件包括 端部喇叭口(82),所述端部喇，7八口(82)圍繞所述導管端部部分(64)和所 述第一端蓋(72)的所述第一孔(74)而設置，并且連接所述導管端部部分 (64)和所述第 一端蓋(72)的所述第 一孔(74)。
20. —種用于傳遞熱量的熱交換器組件(20)，其包括 第一集管(22),其具有內表面(24),并且截面是大致圓柱形的以限定用于收集致冷劑蒸氣第一腔體(26),并且沿著第一集管軸線(A,)而在 一對第 一 集管端部部分(28)之間延伸；第二集管(30),其限定了用于接收用于液體-蒸氣轉化的致冷劑的 第二腔體(32)，并且沿著第二集管軸線(A2)在一對第二集管端部部分 (34)之間延伸；所述第二集管軸線(A2)平行于所述第一集管軸線(A,);各個集管包括切入面(36)，所述切入面是平的并且平行于所述相 應的集管軸線(A!， A2)而在所述相應的集管端部部分(28， 34)之間延伸；各個切入面(36)包括多個截頂突起部(38)，所述截頂突起部(38)延 伸到所述相應的腔體中，并在所述相應的集管端部部分(28, 34)之間沿 軸向彼此間隔開，以在相鄰的截頂突起部(38)之間限定凹谷，并且限 定相對于所述集管軸線(A,，A2)橫向地延伸的多個集管槽(40);多個致冷劑管道(42)，其各在一對致冷劑管道端部(44)之間延伸，并且以間隔開且平行的關系、相對于所述集管軸線(A,，A2)橫向地在所 述集管(22,30)之間延伸；所述致冷劑管道(42)中的各致冷劑管道具有大致矩形的截面并且 包括至少一個分隔器(48),所述分隔器用于支撐所述致冷劑管道(42) 并且限定在所述致冷劑管道端部(44)之間延伸的多個流體通道(46);各個流體通道(46)與所述腔體(26， 32)處于流體連通，以用于將致 冷劑從所述第二腔體(32)傳遞至所述第一腔體(26);各個致冷劑管道(42)的所述致冷劑管道端部(44)延伸穿過各個集 管的所述集管槽(40)的其中一個集管槽，并且進入所述相應的腔體中；一對芯加強件(50),其設置在所述致冷劑管道(42)外部，并在所述 集管(22, 30)之間、相對于所述致冷劑管道(42)成平行且間隔開的關系 而延伸；多個散熱片(52)，其設置在相鄰的致冷劑管道(42)之間，并且設置 在各個芯加強件(50)與所述致冷劑管道(42)中最鄰近的管道之間，以用 于傳遞來自所述致冷劑管道(42)的熱量；致冷劑導管(54),其具有導管截面(56),并設置在所述第一腔體(26) 中，且沿著所述第一集管軸線(AO而延伸；所述導管截面(56)是限定了由回轉端互連的弧面(58)和弦面(60) 的大致半圓形；所述致冷劑導管(54)包括多個孔口 (68)，所述孔口 (68)與所述第一 腔體(26)處于流體連通，以用于將致冷劑蒸氣從所述第一腔體(26)傳遞 至所述致冷劑導管(54)中，以使所述致冷劑蒸氣沿著所述致冷劑導管 (54)而流動；所述第一集管(22)包括多個支撐突起部(70),所述支撐突起部(70) 在所述致冷劑導管(54)下方延伸到所述第一腔體(26)中，以用于定位所 述致冷劑導管(54);所述支撐突起部(70)彼此間隔開，并且成兩排對齊，各排均平行 于所述第一集管軸線(Ai);一對第一端蓋(72)，其各接合到并密封到所述第一集管端部部分 (28)的其中一個第一集管端部部分上，并且接合到并密封到所述致冷 劑導管(54)上；所述第一端蓋(72)的其中至少一個第一端蓋限定了第一孔(74)，所 述第一孔(74)與所述致冷劑導管(54)處于流體連通，以用于排放致冷 劑；一對第二端蓋(76),其各接合到并密封到所述第二集管端部部分 (34)的其中一個第二集管端部部分上，并且所述第二端蓋(76)的其中至 少一個第二端蓋限定了第二孔(78)，所述第二孔(78)與所述第二腔體 (32)處于流體連通，以用于接收致冷劑；所述導管主體部分(62)的所述弧面(5 8)接合到所述圓柱形的第一 集管(22)的所述內表面(24)上，并且所述導管主體部分(62)的所述弦面 (60)與延伸穿過所述集管槽(40)并且進入所述第 一腔體(26)中的所述 致冷劑管道端部(44)間隔開；所述導管端部部分(64)在所述第一集管端部部分(28)的其中一個 第一集管端部部分中與所述第一集管軸線(AO同軸地延伸，以提供用 于致冷劑蒸氣的中心出口；且所述導管主體部分(62)和所述導管過渡部分(66)沿著所述第一集 管軸線(A0而在所述第一集管端部部分(28)之間延伸，并且所述導管端 部部分(64)沿著所述第一集管軸線(A0而在所述第一集管端部部分(28) 的其中一個第一集管端部部分中延伸；所述致冷劑導管(54)限定了導管主體部分(62)以及至少一個具有 圓形截面的導管端部部分(64);所述導管主體部分(62)在所述第一腔體(26)中偏離所述導管端部 部分(64);且導管過渡部分(66)，其使所述導管主體部分(62)與所述導管端部部 分(64)互連。
21.根據權利要求20所述的組件，其特征在于，所述弦面(60)平行于延伸穿過所述集管槽(40)并且進入所述第 一腔體(26)中的所述 致冷劑管道端部(44)。
22. 根據權利要求20所述的組件，其特征在于，所述弦面(60) 是弓形的，其遠離延伸穿過所述集管槽(40)并且進入所述第一腔體(26) 中的所述致冷劑管道端部(44)且朝向所述弧面(58)而延伸。
23. —種用于制造熱交換器組件(20)的方法，其包括如下步驟 以預定的隔離間隔對限定了第一腔體(26)的大致圓柱形的第一集管(22)和限定了第二腔體(32)的大致圓柱形的第二集管(30)進行沖孔， 以限定沿著各集管而間隔開的多個集管槽(40);在大致圓柱形的致冷劑導管(54)中形成多個孔口(68),所述致冷劑 導管(54)具有導管截面(56)和導管主體部分(62)及導管端部部分(64);使所述大致圓柱形的致冷劑導管(54)的一部分變平，以將所述導 管截面(56)限定為限定了弧面(58)和弦面(60)的大致半圓形；將所述致冷劑導管(54)插入到所述第 一集管(22)的第 一腔體(26)中；使所述致冷劑導管(54)的導管主體部分(62)的弧面(58)與所述第 一集管(22)相接合；使所述致冷劑導管(54)的導管端部部分(64)中心地定位在所述第 一集管(22)中；將所述第一集管(22)和所述第二集管(30)放置在疊式集管安裝夾具中；將所述集管(22, 30)壓到各自限定了流體通道(46)的多個致冷劑管 道(42)上，以用于使所述致冷劑管道(42)延伸穿過所述集管槽(40)并且 進入所述腔體(26, 32)中，以便使所述流體通道(46)與所述腔體(26, 32) 形成流體連通；使所述致冷劑管道(42)與所述致冷劑導管(54)的導管主體部分(62) 的弦面(60)間隔開；且在所述的將所述致冷劑導管(54)插入到所述第一腔體(26)中的步驟之前，使所述致冷劑導管(54)的導管端部部分(64)偏離所述致冷劑導 管(54)的導管主體部分(62)。
24. 根據權利要求23所述的方法，其特征在于，所述方法包括 如下步驟在所述偏離所述導管端部部分(64)的步驟之前，在所述致 冷劑導管(54)的變平的部分中形成凹槽，以將所述弦面(60)限定為弓 形。
25. 根據權利要求23所述的方法，其特征在于，所述方法包括 如下步驟在所述將所述致冷劑導管(54)插入到所述第一集管(22)中的 步驟之后，形成多個支撐突起部(70)，所述多個支撐突起部(70)彼此間 隔開，并在所述第一集管(22)上成兩排對齊，且延伸到所述笫一腔體 (26)中，以用于接觸和支撐所述致冷劑導管(54)的導管主體部分(62)。
26. 根據權利要求23所述的方法，其特征在于，所述方法包括 如下步驟將所述致冷劑導管(54)的導管主體部分(62)定位在所述第一 集管(22)的一對第一集管端部部分(28)之間，并且使所述導管端部部分 (64)中心地定位在所述第一集管(22)的第一集管端部部分(28)的其中 一個第一集管端部部分中。
27. 根據權利要求26所述的方法，其特征在于，所述方法包括 如下步驟在所述第一集管(22)的第一集管端部部分(28)的其中一個第一集 管端部部分周圍密封一對第一端蓋(72)的其中一個第一端蓋，以便在 所述第一集管端部部分(28)的其中一個第一集管端部部分周圍密封所 述第一腔體(26);使所述致冷劑導管(54)的導管端部部分(64)與由所述一對第一端 蓋(72)的其中另一個第一端蓋所限定的第一孔(74)形成流體連通；且在所述第一集管端部部分(28)的其中另一個第一集管端部部分周 圍、并且在所述致冷劑導管(54)的導管端部部分(64)周圍來密封所述一 對第一端蓋(72)的其中另 一個第 一端蓋，以便在所述第一集管端部部 分(28)的其中另一個第一集管端部部分周圍密封所述第一腔體(26)。
28. —種用于制造熱交換器組件(20)的方法，其包括如下步驟 為限定了第 一腔體(26)的大致圓柱形的第 一集管(22)的 一對第一集管端部部分(28)以及限定了第二腔體(32)的大致圓柱形的第二集管(30)的一對第二集管端部部分(34)上油；在所述第一集管(22)的第一集管端部部分(28)的其中一個第一集管端部部分周圍密封一對第一端蓋(72)的其中 一個第 一端蓋，以便在所述第一集管端部部分(28)的其中一個第一集管端部部分周圍密封所述第一腔體(26);以預定的隔離間隔沿軸向沿著各個集管對所述第 一集管(22)和所 述第二集管(30)沖孔，以限定沿軸向沿著各個集管而間隔開的多個集 管槽(40);切割大致圓柱形的管道，以限定致冷劑導管(54),所述致冷劑導在所述致冷劑導管(54)的導管主體部分(62)中形成多個孔口 (68); 使大致圓柱形的所述致冷劑導管(54)的 一部分變平，以將所述導 管截面(56)限定為限定了弧面(58)和弦面(60)的大致半圓形；將所述致冷劑導管(54)插入到所述第 一 集管(22)的第 一腔體(26)中；使所述致冷劑導管(54)的導管主體部分(62)的弧面(58)與所述第 一集管(22)相接合；使所述致冷劑導管(54)的導管端部部分(64)中心地定位在所述第 一集管端部部分(28)的其中另 一個第一集管端部部分中；形成多個支撐突起部(70)，所述多個支撐突起部(70)彼此間隔開， 并且在所述第一集管(22)上成兩排對齊，且延伸到所述第一腔體(26) 中，以用于接觸和支撐所述致冷劑導管(54)的導管主體部分(62);使所述致冷劑導管(54)的導管端部部分(64)與由所述一對第一端 蓋(72)的其中另一個第一端蓋所限定的第一孔(74)形成流體連通；在所述第一集管端部部分(28)的其中另一個第一集管端部部分周圍、并且在所述致冷劑導管(54)的導管端部部分(64)周圍密封所述一對 第一端蓋(72)的其中另一個第一端蓋，以在所述第一集管端部部分(28) 的其中另一個第一集管端部部分周圍密封所述第一腔體(26);在所述第二集管(30)的第二集管端部部分(34)周圍密封一對第二 端蓋(76)，以便在所述第二集管端部部分(34)周圍密封所述第二腔體 (32)，其中，所述端蓋(72，76)的其中至少一個端蓋限定了第二孔(78);將所述第一集管(22)和所述第二集管(30)放置在疊式集管安裝夾具中；在各限定了流體通道(46)的多個致冷劑管道(42)之間交錯設置散 熱片(52)，以限定散熱片矩陣；在所述散熱片矩陣外部設置一對芯加強件(50)，以限定芯組件；將所述芯組件傳送至疊式集管安裝夾具上；將所述集管(22, 30)壓到所述散熱片矩陣上，以用于使所述致冷劑 管道(42)延伸穿過所述集管槽(40)并且進入所述腔體(26， 32)中，以使 所述流體通道(46)與所述腔體(26, 32)形成流體連通；使所述致冷劑管道(42)與所述致冷劑導管(54)的導管主體部分(62) 的弦面(60)間隔開；對所述集管(22, 30)與所述芯組件進行爐^"焊；對所述熱交換器組件(20)進行泄漏測試；且在所述的將所述致冷劑導管(54)插入到所述第一腔體(26)中的步 驟之前，使所述致冷劑導管(54)的導管端部部分(64)偏離所述致冷劑導 管(54)的導管主體部分(62)。
29.根據權利要求28所述的方法，其特征在于，所述方法包括 如下步驟在所述致冷劑導管(54)的變平的部分中形成凹槽，以將所 述弦面(60)限定為弓形。
全文摘要
本發明涉及非圓柱形致冷劑導管及其制造方法。一種熱交換器組件包括沿著出口軸線而延伸以限定出口腔體的出口集管，以及限定了入口腔體的入口集管。多個致冷劑管道自該入口集管延伸穿過該出口集管并且進入出口腔體中。收集導管具有限定了由回轉端互連在一起的弧面和弦面的、大致半圓形的導管截面，該收集導管設置在出口集管中，并包括導管主體部分和至少一個導管端部部分，該導管端部部分通過導管過渡部分而與偏離該導管端部部分的導管主體部分互連在一起。導管主體部分接合在出口集管的內表面上，以使導管主體部分與致冷劑管道間隔開，且導管端部部分與出口集管軸線是同軸的，以提供用于致冷劑蒸氣的中心出口。
文檔編號F25B39/00GK101629769SQ20091000168
公開日2010年1月20日 申請日期2009年1月8日 優先權日2008年1月9日
發明者B·W·迪特利, D·C·溫特斯蒂, D·E·塞繆爾森, H·E·布雷默, M·D·福特, T·麥格里維 申請人:德爾菲技術公司