[發明專利]熱交換器

有效

• 申請號: 201510526383.0
• 申請日: 2015-08-25
• 公開（公告）號: CN105387735A
• 公開（公告）日: 2016-03-09
• 發明（設計）人: 理查德·阿姆斯登;格雷格·惠特洛
• 申請（專利權）人: 漢拿偉世通空調有限公司
• 主分類號: F28D1/04
• 分類號: F28D1/04;F28F1/32;F28F9/08
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李洋;舒艷君

技術領域

本發明涉及熱交換器以及熱交換器的制造及組裝方法，尤其涉及用于電機汽車的具有機械性地組裝的封頭(header)的空氣流動熱交換器。

背景技術

典型地，汽車通常設有引擎冷卻系統，上述引擎冷卻系統包括被稱作散熱器的熱交換器。當引擎工作時，熱從引擎向通過引擎流動的制冷劑傳遞。接著制冷劑通過一系列管道從引擎向熱交換器流動。在熱交換器中，熱從制冷劑向經由熱交換器的外側部流動的溫度更低的空氣傳遞。這種過程自身連續循環反復，來對引擎進行冷卻。

而且，熱交換器還使用在用于渦輪增壓器及超級增壓器(supercharger)內的中間冷卻器(intercoolers)和用于對電動車輛內的電力供給部進行輔助冷卻的空氣調節系統中。

典型的熱交換器包括配置于通常被稱作基體(matrix)的熱交換部分的一端部的由通常被稱作封頭的兩個腔室支撐的一系列管?；w包括從輸入口及排出口向封頭的一方向來在多個封頭之間移送液體冷卻劑的一系列平行的管。管之間的空氣流動有助于冷卻介質內的熱的消散(dissipate)。為了提高基體的表面積，并提高基體的散熱能力，通常在上述管跨設(spanned)一系列翹片(fins)，上述翹片在上述管之間以橫貫管的長度的方向平行或鋸齒形排列的方式延伸。

雖然封頭可以部分或全部由聚合物材料形成，但由金屬材料制造熱交換器的基體，例如由鋁合金制造熱交換器的基體。并且，封頭通常還具備由金屬材料構成的底板，上述底板與上述管的端部連接。封頭的側壁可由金屬材料制造，但由于費用問題，目前往往由塑料材料制造，上述側壁通過如在金屬材料內的起皺(crimps)來固定于上述金屬底板，此時，上述金屬底板與上述封頭的側壁之間的密封，由向上述底板與上述側壁之間的接合部的周圍延伸的柔軟(compliant)并可壓縮的密封墊或O型環來實現。

用于制造如上所述的熱交換器的公知的方法有兩種。其中之一為為了將基體和接合(joined)于上述基體的各個封頭的金屬部分一同焊接而使用可控氣氛釬焊(controlledatmospherebrazing，CAB)。在這種說明中，將上述可控氣氛釬焊工序或焊接工序稱作“加熱及熔合工序”。

用于制造如上所述的熱交換器的公知的另一方法為通過采用基體與多個封頭的機械性組裝(MA)來避免相鄰的多個金屬構件之間的焊接或釬焊。在這種說明中，“機械性的接合部”和“機械性地相接合”等用語是為了指明借助不另行地一同連接的分離的接觸(in-contact)構件來機械性地使相鄰的多個構件一同被維持的任意的不被焊接或不被釬焊的多個接合部而使用。

在可控氣氛釬焊工序中，相緊固的多個金屬管在多個金屬管之間留有空間，此時設置于多個管之間的間隙的通常以鋸齒形配置的多個金屬翹片位于上述空間內。在很多可控氣氛釬焊熱交換器中，多個管分別包括單一的封閉型通道，或代替性地，為了形成雙重封閉型通道而借助沿著長度方向延伸的劃分壁來分離的并行(side-by-side)的單一的通道對。管通常具有細長型(elongate)的橫截面形狀，實際具有矩形橫截面形狀，而且包括實際扁平的兩個相向的相對長的多個側部(sides)或多個面，以及兩個相向的曲線形的短側部或端部。接著，翹片焊接在長側部，并且實際上，翹片并不以超出短側部的界限的方式延伸。各個管的端部向金屬封頭底板內的開口的內部延伸。相鄰的金屬構件之間的間隙維持在小于約0.15mm，從而為了在構件之間形成釬焊接合部，當組裝體通過釬焊爐(furnace)通過時，其間隙借助釬料相連并被密封。為了提供高導熱度，優選地，上述多個金屬構件均為鋁合金。