CN1188889A - 热交换器用管 - Google Patents

Abstract

提供一个在管上下面由凸缘和沟部形成凹部的管,用这个管可实现其耐磨蚀性好和寿命长的热交换器用管。本热交换器用管的结构是将一张平板进行弯曲或将两张平板相重叠形成热交换器用管,扁平管2是由断面凹部状的多个凸缘11A,11B而形成,上述各凸缘的顶部与对面的平板相连接,在管内部形成多个分隔流路,上述凸缘11A,11B之中,至少使位于最大空气流上流侧的凸缘,需从管下面侧向上方突起。

Description

热交换器用管

本发明用于有关在管内部设有形成多个流路的凸缘，而在管外面设有凹部的热交换器用扁平管，尤其可用于随着空气的流通，可减少在管上侧凹部的残留尘粒；从而提高其抗腐蚀性的结构。

我们知道，一般的多层热交换器，它的结构是采用多个扁平管相平行叠层，将各个扁平管的两端部与两根散热管相连接，并在散热管规定位置上，分别设有排出和注入的出进口连接头。这种热交换器，它是以注入热交换器内的热交换媒体，与通过每个扁平管外部的流通空气进行热交换，在散热管之间进行多次环行回流而排出。

这种多层热交换器所用的扁平管，例如图8示出了其横断面形状，它是使规定的长板状构成具有单个加强肋的扁平管，将平板横向的最端部，彼此相互钎焊而构成扁平管20。图中20a，20b是表示在平板横向端部所设平面的接合部，通过这个接合部20a，20b扩展了接合面积，因此确保了足够的钎焊接合强度。

近年来这种扁平管20的材料用量稍有减少，主要是为了降低成本提高热交换效率以及轻量化，因此也促进了管壁厚向薄的方向发展。但是这些薄壁化扁平管20，由于通过多个凸缘21(21A，21B)溶为一体，实际也确保了管结构的强度。

即在扁平管20横向的规定位置，沿其纵向在管上下面的端部与对面的管内面相接，使其相接高度突起为多个凸缘21A，21B，而且使其形成一个整体，通过这些凸缘21A，21B，在管内形成多个媒体流路22，这样既增大了与媒体的接触面积提高了热交换效率，又通过凸缘21加强了部件的机能，从而提高了管自身的耐压性能。

当然我们知道这种扁平管不是由单张平板加工成形的，而是由两张平板相接合而成的扁平管。而且它是采用铝或铝合金材料通过挤压而加工成形的。这种管内部设有内部流路，即沿其管的横向设有分隔的隔壁，使其分隔成多个流路。但这种挤压成形的扁平管，为达到增大表面积、降低成本、轻量化和排出结露等目的，也有在管外面形成断面凹状沟部的结构。

上述已有的热交换器用扁平管中，如附图8所示，由于在通风上侧管上面的凸缘21A所形成的凹部容易残留空气流中所含尘埃x等杂物，这些残留的灰尘杂物易形成腐蚀之源，因此可直接降低其腐蚀性能，而且缩短其使用寿命。

而且不仅是由这样凸缘所形成的凹部，即或是挤压成形的管，在其为考虑增大表面积和轻量化以及节约材料等所放沟部而形成的凹部，实际也存在因残留灰尘而造成腐蚀的问题。

即一般说象这种热交换器，其空气流是沿管横向流通，在管的上下由于设有散热的散热片，从面对空气流管前面而形成上流侧的管表面，在空气流中易附着所含灰尘，而在下流侧管的表面不易被污染。然而在管表面的通风上侧，只要存在上述凹部的位置，即易促成这种倾向，即在凹部处集中残留这种空气流中的灰尘。而在管下面的凹部尽管充满灰尘，其所充塞的灰尘也可得到排出，但管上面的凹部处则不然，其中一旦充塞残留灰尘则很难清除，很易形成腐蚀之源，而且灰尘被堆积。

热交换器可直接受雨水浸入，空气流中也含有水份，热交换条件所限在管附近也会产生结露水，同样这些水流都可流入管上面凹部处，而且通过这个水流的流动，在其它处所附着的灰尘也可能被充进凹部。

另外，由于管壁厚薄化，为考虑降低成本和轻量化，考虑提高外部媒体的热交换效率，因此稍产生腐蚀就会降低这部分的耐压性能，也可能产生媒体泄漏，总之可能会引起各种麻烦。

尤其搭装在车辆上的热交换器，因吸取来自外部的冷却用空气，空气中含有许多灰尘，这样就更促成这种倾向发生，从而缩短管的使用寿命。

也有这样的结构方案，即将在管外面所形成凸缘的凹部，预先通过压平而结合成一个整体的办法(例如日本专利公开第86489/1992号)。

但是采用这种方案，会给制造工程带来复杂化，且会增加成本。

本发明目的是提供一个在管上下面设有凸缘和沟部的管，而在管上面由凸缘而形成的凹部，由于不易残留其灰尘，因此可实现提高耐腐蚀长寿命的热交换器管。

本发明是将一张平板对其进行弯曲，或将两张平板相重叠进行弯曲而形成热交换器用管，该管是由断面凹状的多个凸缘而形成，而上述凸缘的顶部与对面的平板相连接，并在管内部形成多个分隔流路，在上述凸缘中，即至少要处于最大空气流上流侧的凸缘，需从管的下面侧朝上方进行突起。

这样空气流对面的最上流侧的管，由于在管下面设有凸缘形成的凹部，因此可防止灰尘等在凸缘形成的凹部残留。而在空气流的下流侧，在管上面侧也设有凸缘形成的凹部，但通过多层管之间所封装的散热片却可清除空气流中的灰尘，由于空气流被净化，所以残留在凸缘形成凹部的灰尘可减少很多。其结果是提高了管的耐腐蚀性，并延长了热交换器的寿命。当然在面对空气流最上流侧的部位，其空气流中所含的灰尘也容易被附着在管上，不过由于该凹部是朝向下方的，虽然在凸缘凹部灰尘堆积，但其堆积的灰尘也易于从凹部落下而被清除，因此可防止管表面灰尘等被残留下来。

上述凸缘的顶部与对面平板的平坦部相连接，或与对面平板所形成的凸缘顶部相连接，当处于最大空气流上流侧的凸缘在管下面形成的同时，位于空气流下流侧的凸缘也依次形成，即管的上面和管的下面，彼此相互交错突起而形成一体，从而构成热交换器管。

在管上这样形成的凸缘，沿着流通空气的流向，当在管上下面交错形成时，其成形后的管横断面，上面几乎是对称的形状，因此容易成形，而且上下面在对称的形状上形成凸缘，因此管材料所产生的残留应力使上下面也是相等的，由于管上下材料的强度相等，因此可提高其自身的耐压性，确保其热交换器的耐久性，从而实现延长热交换器的寿命。

本管是采用铝或铝合金通过挤压而成形的热交换器管，上述管是在管外侧，形成断面为凹状的多个沟部，并在其横向设有对内部流路进行相互分隔的隔壁，在上述沟部中，至少要处于最大空气流上流侧的沟部，需在管的下面形成。

这样，在通过挤压成形而形成的管上做成沟部，因增大了表面积，因此可提高其热交换效率。又由于使用了铝材或铝合金材料，也可降低其成本，同时使管轻量化。此外由于在管的下面，形成了面对空气流最上流侧其沟部的凹部，因此空气中的灰尘不容易进入其凹部缝隙，即使有的凹部堆积灰尘，由于堆积的灰尘可通过坠落而清除，所以可防止在管表面残留灰尘或水份等。结果可提高管的耐腐蚀性，延长其寿命。

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1表示本发明第1具体例多层热交换器的主视图；

图2表示扁平管的横断面图，图1中的A-A方向的断面图；

图3表示本发明第1具体例扁平管的横断面图；

图4表示本发明第1具体例扁平管的横断面图；

图5表示本发明第2具体例扁平管的横断面图；

图6表示本发明第3具体例扁平管的横断面图；

图7表示本发明第4具体例扁平管的横断面图；

图8表示已有例热交换器扁平管的扁平管横断面图。

下面根据图1和图2对本发明第1具体例进行说明。而在后面将述的具体例中，因与本例扁平管所采用的多层热交换器结构基本相同，所以采取相同的符号省略其说明。

在图1中所示多层热交换器1，是装在两根散热管3，4之间，将相同长度的多个扁平管2，2相互平行叠层，在扁平管2中封装薄板状波形散热片5，并将这些扁平管2，2的两端部，与各散热管3，4相连接而构成。如图2所示，波状散热片5，其顶部是与扁平管2的平面相连接。

各散热管3，4的上下开口部，由端盖6来封闭，在其规定位置使从外部注入热交换媒体的进口连接头3a，与将热交换处理完的媒体向外部排出的出口连接头4a相互连通连接，并在各散热管3，4的内部，通过隔板7进行分隔。而图1中的8是表示多层扁平管2上下所配置的侧板，利用这个侧板8来保护波状散热片5，同时也加固了热交换器1的结构强度。

从这个进口连接头3a注入的热交换媒体，流过左右的散热管3，4之间，经过多次环行流过每个管而进行热交换，然后从出口连接头4a排出。即在热交换器1所流动的媒体，通过规定根数的扁平管2群体，以向下方环行的形式而流过热交换器1内。

图3和图4所示是表示扁平管2，通过一张平板被进行弯曲成形，将其上下端部2b，2a相连接，并使由管上下面2A，2B形成相互不同突起的多个凸缘11A，11B形成一体。上述凸缘11A，11B是在扁平管2横向规定位置，从扁平管2的上下面侧相交错着向管内方向进行突起，共有4排，而在扁平管2内形成了其断面积几乎相互相等的5个流路12，12。流过这些流路12的媒体增大了其接触面积，提高了热交换效率，同时对凸缘11A，11B也加固了部件的强度，从而提高了扁平管2的耐压性能。

对这些凸缘11A，11B由于做了适当的配置，在管外面由11A，11B所形成的凹部11a，11b，使流达扁平管2，2的空气所带走的灰尘堆积，可有一定的减少。

由于在扁平管上形成平板状加强肋，成形后的管横断面，其上下几乎是对称的形状，因此制造很容易。即在平板材形成凸缘11A，11B的位置，稍有残余应力存在，因板材强度与其它部分不同，直接会使成形性能下降而产生变形，当然形成凸缘11A，11B时也不希望有这种现象，希望所制造的上下面都能相互对称的形状。在本例中，其扁平管2的上下面虽然不是完全对称形状，但由于其上下面设有相同数量的凸缘11A，11B，因此利用这种条件，完全可以满足实用上的要求。

即沿着管的横向或沿着通过空气流的方向所形成的4排凸缘，在管的上下面相互交错形成，第1凸缘11B(1)是从管的下面侧向上方突起，而第2凸缘11A(2)是从管上面侧朝下方突起，第3凸缘11B(3)是从管下侧向上方突起，第4凸缘11A(4)是从管上侧朝下方突起。

因此如图4所示，在面对通过热交换器1的空气流部位附近，由凸缘11B形成的凹部11b位于扁平管2的下面，因此灰尘x不易残留在凹部11b之处。当然，在空气流的流向的最上流侧，由于产生灰尘堆积，在由凸缘11B形成的凹部11b处也难免有灰尘x堆积，不过在这种情况下，其灰尘易于从凹部11b脱落被清除，因此最终还是可防止凹部11b中残存灰尘。另外又由于在空气流的下流侧，由扁平管2上面侧和下面侧的凸缘11A，11B所形成的凹部11a，11b，其位置是彼此相互交错的，而在扁平管2的上下所设有的散热片5中所流过空气流中的灰尘，已考虑是被过滤的比较干净的空气流，所以由凸缘形成的凹部11a，11b处不易残留灰尘。

我们设想从空气流中被排除的灰尘和从扁平管2的凸缘11B所排除的灰尘，通过波状散热片5过滤后，对散热片5也是一个腐蚀之源，但与其热交换媒体流过扁平管2的被腐蚀相比，空气流通过波状散热片5对热交换器所带来的腐蚀损害要小，可将由腐蚀带来的损害缩小到最小限度。

在图3和图4中的右向箭头表示为空气流的流动方向，图4中的向下箭头表示灰尘落下的方向。

这样，在面对空气流的最上流侧，其由凸缘形成的凹部位于管下面侧，因此可防止灰尘残留下来。而在空气流下流侧的管上面侧，也被形成凸缘的凹部，因此流过比较净化的空气，不易在凸缘的凹部处残留灰尘。在面对空气流的上流侧也易于附着空气流中所含的灰尘，不过如在凸缘凹部的灰尘已被过滤，而且凹部又是处于管下面侧，因此其灰尘极容易下落而清除，同时也可防止来自管的残留灰尘和水份，从而可提高管的耐腐蚀性和延长其寿命。

下面根据图5所示的第2具体例，对本发明的热交换器用扁平管进行说明。图5中的箭头表示空气流的流动方向。

本例热交换器扁平管2与上述具体例相同，也是设有4凸缘，只是排列不同，其位置是与在通过管上下面的空气流的上流侧相离的位置，因而可更进一步减少在凸缘凹部所残留的灰尘。

即沿管的横向或沿通过空气流的方向形成4排凸缘，第1和第2凸缘从管下面侧向上突起，第3和第4凸缘是从管上面侧朝下突起。沿管横向的空气流，通过散热片逐步被净化，因此距面对空气流远的部位，如将从其下面侧向上突起的凸缘使其位于集中处，实际只此也可防止凸缘凹部所残留灰尘。另外，从管下面侧向上突起的第1和第2凸缘11B(1)，11B(2)，以及从管上面侧向下突起的第3和第4凸缘11A(3)，11A(4)，它们在管横向形成左右对称，因此不会产生成形性低和变形等问题。

下面根据图6所示第3具体例，对本发明的热交换器用扁平管进行说明。图6中的箭头表示空气流流动方向。

本例的热交换器扁平管2，除了流过空气的最上流侧的第1凸缘外，第2，第3和第4凸缘，从扁平管2的上下面2A，2B向管内方突起而形成13A，13B，而各凸缘13A，13B的突起量，设定约为扁平管2内高度的一半。而管上下对面的各凸缘13A，13B的顶部，彼此相互接合，从而在扁平管2内形成多个分隔流路12，12。这些凸缘13A，13B，增大了通过这些流路12的媒体的接触面积，因此提高了热交换效率，加固了部件强度的功能，从而使扁平管2的耐压性能得到提高。

位于管横向或设位于空气流最上流侧的第1凸缘11B(1)，它是从管下侧向上突起。这个凸缘11B(1)的突起量，设定为与扁平管2的管内高度几乎相等，凸缘11B(1)对面的扁平管2的部位，被形成未加工的平面，凸缘11B(1)的顶部和对面扁平管2的管内面相连接。

这样，在面对空气流的最上流侧，由于凸缘形成的凹部是处于管的下面侧，因此可防止凸缘凹部处残留灰尘。

下面根据图7所示第4具体例，对本发热交换器用扁平管进行说明。本例的热交换器用扁平管2与上述具体例不同，它是由铝材进行挤压成形。在扁平管2的内部以横向分隔成具有15个隔壁的内部流路，并设有多个分隔流路12，12。这种通过挤压成形的扁平管2，在管外面设有凹部，目的是为增大表面积使其轻量化，从制造上可节省必须的材料和降低成本。

即其挤压成形的扁平管2，在管的上下面2A，2B形成横断面凹状沟部14A，14B。这个沟部14A，14B与上述具体例相同，在管的上下面2A，2B形成相互交错，使在上面形成凹部的配置，可减少灰尘残留。

在本例中，是沿着管横向或沿着流通空气流的方向，在管上下面2A和2B上设有4排相互交错的沟部14A，14B，第1沟部14B(1)是在管下面2B形成，第2沟部14A(2)是在管上面2A形成，第3沟部14B(3)是在管下面2B形成，第4沟部14A(4)是在管上面2A形成。

这样在面对空气流部位的附近，由于在管下面2B形成第1沟14B(1)，因此可防止由沟部14B(1)所形成的凹部处残留灰尘。所以由于设有低成本和轻量化的沟部，即是挤压成形的扁平管，也可提高其耐腐蚀性和延长热交换器1的寿命。

本例适用于在扁平管上形成4根凸缘或沟部，并在管内形成5个媒体流路的结构，但也不限于此，它也可用于具有任意根数的凸缘和任意数的沟部。

同样，本例适用于在管的横向，将这些各排凸缘或沟部的相互间隔，使其形成几乎等间隔，但也可用于部分不同的任意间隔。而且如果管的强度没有问题，也可使全部凸缘从管下面侧向上突起。

上述具体例适用于凸缘在管纵向形成连接，但也可用于各种间歇的如点焊的凸缘，凸缘规定位置具有间隙，以及管内的相邻流路连通的结构。

本例是采取一张平板进行弯曲而形成扁平管，但不限于此，对用两张平板相重叠而形成的扁平管，也可适用在规定位置设有上述凸缘。

正如上述，本发明是将一张平板对其进行弯曲或将两张平板相重叠弯曲而形成热交换器用管。上述热交换器管是由断面凹状的多个凸缘而形成，而上述凸缘的顶部与对面的平板相连接，并在管内部形成多个分隔流路，在上述凸缘中，即至少要处于最大空气流上流侧的凸缘，需从管的下面侧向上进行突起。

在面对空气流最上流侧的管中，由于管下面侧设有凸缘形成的凹部，因此可防止在凸缘凹部处所残留的灰尘。又在空气流的下流侧，在管的上面侧设有凸缘凹部，并在多层管之间封装有散热片等，空气流中的灰尘被清除，所流通的空气流已比较净化，因此在凸缘凹部很难残留灰尘。从而可提高管的耐腐蚀性和延长热交换器的寿命。而面对空气流的最上流侧部位，可能空气流中所含的灰尘也会附着在管上，不过即使在凸缘凹部堆积灰尘，因该凹部是朝下方的，凹部的灰尘很容易下落被清除，从而防止在管表面上残留灰尘。

上述凸缘的顶部与对面平板的平坦部相连接或与对面平板所形成的凸缘顶部相连接，当处于最大空气流上流侧的凸缘在管下面形成的同时，位于空气流下流侧的凸缘也依次形成，即管的上面和管的下面，彼此相互交错突起而形成一整体。

这样，使管形成的凸缘，沿着流通空气流的方向，在管的上下面形成相互交错，由于成形后的管横断面，上下几乎为对称形状，因此成形容易，又由于上下面是在对称形状下形成的凸缘，因此在管材上所产生的残余应力，对上下面也是均等的，管上下的管材强度都是均等的，当然可直接提高管的耐压性，确保热交换器的耐久性，从而实现延长其热交换器的寿命。

本发明是采用铝或铝合金进行挤压成形的热交换器用管，上述管是在管外侧形成断面“多凹状”的多个沟部，并在其横向设有对内部流路进行相互分隔的隔壁，在上述沟部中，至少要处于最大空气流上流侧的沟部，需在管的下面形成。

当在挤压成形的管上形成沟部，即可使表面积增大而提高热交换效率，尤其尚可节约铝材或铝合金材料使成本降低，且使管轻量化。在面对空气流的最上流侧的沟部所形成的凹部由于是形成于管的下面，因此空气中的灰尘不易侵入凹部的缝隙中，设想凹部堆积灰尘，所堆积的灰尘也可落下被清除，因此可防止在管表面残留灰尘和水份，从而可提高管耐腐蚀和延长其寿命。

如采用本发明，在管上下面设有凸缘和沟部的管，而由在管上面凸缘等而形成的凹部，可见难以残留灰尘，因此可获得耐腐蚀好、寿命长的热交换器用管。

Claims (3)

1.一种热交换器用管，系将一张平板对其进行弯曲，或将两张平板相重叠进行弯曲而形成，其特征在于，

上述管是由断面凹状的多个凸缘而形成，而上述凸缘的顶部与对面的平板相连接，并在热交换管内部形成多个分隔流路，

在上述凸缘中，即至少要处于最大空气流上流侧的凸缘，需从管的下面侧朝上方突起。

2.根据权利要求1所述热交换器用管，其特征在于，所述凸缘的顶部与对面平板的平坦部相连接，或与对面平板所形成的凸缘顶部相连接，当处于最大空气流上流侧的凸缘在管下面形成的同时，位于空气流下流侧的凸缘也依次形成，即管的上面和管的下面，相互交错突起而形成一体。

3.一种热交换器用管，系采用铝或铝合金挤压成形，其特征在于，

上述管是在管外侧，形成断面为凹状的多个沟部，并在其横向设有对内部流路进行相互分隔的隔壁，

在上述沟部中，至少要处于最大空气流上流侧的沟部，需在管的下面形成。

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