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CN204514116U - 具有轧入铝管支撑件的铝管的换热器 - Google Patents

具有轧入铝管支撑件的铝管的换热器 Download PDF

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CN204514116U
CN204514116U CN201420663557.9U CN201420663557U CN204514116U CN 204514116 U CN204514116 U CN 204514116U CN 201420663557 U CN201420663557 U CN 201420663557U CN 204514116 U CN204514116 U CN 204514116U
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aluminum
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aluminum tube
tube support
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J·L·格雷格
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J·C·吉尔
R·J·拉里纳加
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Abstract

本实用新型公开了具有轧入铝管支撑件的铝管的换热器。该换热器例如为圆形管式换热器，其可以是管翅式换热器且可例如用于加热、通风和空调系统(HVAC)系统和/或其单元。换热器包括铝管，铝管机械地轧入铝管支撑件并与该管支撑件流体密封。其中，包含轧入其中的铝管的铝管支撑件被组装至流体歧管，该流体歧管构造成允许流体流过换热器以及进入和/或离开该换热器。

Description

具有轧入铝管支撑件的铝管的换热器
技术领域
本实用新型涉及换热器，诸如管翅式换热器，其例如用于加热、通风和空调系统(HVAC)系统和/或其单元。该换热器包括诸如在换热器歧管所在位置处和管支撑件可组装至其的位置处，机械地轧入铝管支撑件的铝管。
背景技术
可例如用于HVAC系统的换热器可包括各种圆形管设计，诸如壳管式换热器和管翅式换热器(或翅片管式换热器)。圆形管可通过诸如钎焊工艺组装有各种回弯管和集管、翅片和管支撑件。一些换热器中，管子可以是铜的，而其它部件，诸如翅片，可以是铝的。
实用新型内容
描述了一种换热器，一种换热器，其特征在于，所述换热器包括：铝管；铝管支撑件，所述铝管机械地轧入所述铝管支撑件并在所述铝管支撑件内膨胀，其中，所述铝管通过机械地轧入所述铝管支撑件并在所述铝管支撑件内膨胀而机械地连接至所述铝管支撑件；以及歧管，其中，具有机械地轧入所述铝管支撑件的铝管的所述铝管支撑件组装至所述歧管。应当理解的是，该换热器可包括下面特征的任一个或多个。一些实施例中，该管支撑件构造成为管板。
一些实施例中，换热器是管翅式换热器，其可例如用于HVAC系统和/或其一个或多个单元中。一些实施例中，该管翅式换热器是冷凝器盘管、蒸发器盘管和/或热泵中的任一种，且该换热器是配置成用于加热和/或冷却可取决于该换热器的运行模式。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，该换热器是风冷式冷凝器管翅式盘管，诸如可用于HVAC系统的水冷却器。
一个实施例中，该换热器包括多根管子，所述管子具有插入管支撑件的开口的端部。所述管子是铝的且管支撑件是铝的，其中，管子的端部机械地轧入并在管支撑件的开口内膨胀。所述多根管子通过机械地轧入和在管支撑件内膨胀的工艺而机械地连接。管支撑件通过构造成允许流体循环穿过换热器以及进入和/或离开换热器的部件而组装至歧管。
一个实施例中，铝管的机械地轧入并在管支撑件的开口内膨胀的端部干涉(过盈)配合在该管支撑件的开口内，从而在其之间形成机械连接。该机械连接，例如干涉配合，适于满足该换热器可能使用的设计压力。
一个实施例中，铝管与管支撑件之间的泄漏，因为在管子的端部与管支撑件的开口之间施加密封剂而得到防止或至少最小化。
一个实施例中，诸如通过焊接接头和密封部分(多个密封部分)将铝管支撑件组装至歧管。该焊接接头设置在铝管支撑件和歧管的外连接区域上。该密封部分布置在铝管支撑件与歧管的流体配合的各面之间。
一个实施例中，密封剂和密封部分之中任一个或多个可包括可无氧固化的芯吸级粘合剂。一个实施例中，该密封部分可以是柔顺性材料，其可形成由于例如焊接接头处的收缩而导致的受挤压的密封圈。
一个实施例中，该焊接接头包括应力释放部分。一个实施例中，该应力释放部分布置在铝管支撑件上。一个实施例中，该应力释放部分包括可变形凸缘，该可变形凸缘可例如布置在铝管支撑件的外部分上。
一个实施例中，所述歧管是铸造部件，其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。
一个实施例中，所述歧管是钎焊组件，其具有合适的回弯管、集管、集管短管，该组装的各部件配置成用于流体循环，包括穿过换热器以及进入和/或离开换热器。钎焊可限于歧管组件而避免在管子的端部和管支撑件处钎焊。
一个实施例中，管子的另一端部插入另一管支撑件的开口。管子的端部是铝的且管支撑件是铝的，其中，管子的端部机械轧入并在管支撑件的开口内膨胀。管支撑件通过构造成允许流体循环穿过换热器以及进入和/或离开换热器的部件而组装至歧管。该构造中，所述换热器具有在纵向两端都轧入管支撑件的铝管。
一个实施例中，换热器可以构造成允许多个换热器的梯级循环，其中铝管机械地轧入并在一个或多个管支撑件的开口内膨胀。阶梯循环换热器的歧管包括适当地配置成允许流体循环穿过(例如适当的穿过次数)换热器并进入和/或离开换热器的多个部件，例如弯管、集管和集管短管。对于例如需要和/或旨在将流速保持在一定范围内的设计，梯级循环构造的使用可能是有用的。换热器可以构造成使得盘管的气体部分具有相对更多的循环而随着冷凝器中的制冷剂冷却(更低体积)，循环的次数降低，或者随着蒸发器中制冷剂的蒸发(更高体积)，循环的次数增加。在这种梯级循环构造中使用液体过冷器的情形中，过冷器可具有更少或最少的回路。
一个实施例中，组装换热器的方法包括将铝管机械地轧入并在管支撑件的开口膨胀，从而在铝管与管支撑件之间形成干涉配合。铝管和管支撑件密封在一起，以限制其之间的泄漏。管板组装至歧管并与其密封。
本文描述的换热器配置可提供机械轧入管板并膨胀的铝管，其可消除或至少实质上降低与铝钎焊。与钎焊相比，本文的换热器可以具有油耐受性，诸如当在存在油或润滑剂下将管子膨胀入翅片时，润滑剂可能不需要被移除以将管子机械地轧入并在管板内膨胀。机械轧入并膨胀的管子可提供更可靠的组件，其具有比例如铜管/铝翅片设计相对更不易被腐蚀的一致接头。
通过下面详细的描述和附图，各实施例的其它特征和方面将变得明显。
附图说明
现参照附图，附图中相同的附图标记表示相对应的部件。
图1是换热器的一个实施例的立体图，该换热器可包含在HVAC系统或单元的冷凝器盘管和风扇组件中。
图2是图1所示的冷凝器盘管和风扇组件中的换热器的侧视图。
图3是图1所示的冷凝器盘管和风扇组件中的换热器的端视图。
图4是可用于本文所示的换热器中，诸如图1所示的换热器中的铸造歧管的一个实施例的立体图。
图5是可用于本文所示的换热器中，诸如图1所示的换热器中的铸造歧管的另一个立体图。
图6是可用于本文所示的换热器中，诸如图1所示的换热器中的铸造歧管的内部视图。
图7是从图6的线7-7截取的剖视图，示出当组装至管支撑件时的铸造歧管，该管支撑件具有机械地轧入并密封入该管支撑件的管。
图8是可用于本文所示的换热器中，诸如图1所示的换热器中的铸造歧管的另一个剖视图。
图9是具有钎焊歧管的换热器的另一实施例的示意性侧视图。
图10是图9的换热器的示意性俯视图。
图11是图9的换热器的局部示意性侧视图，示出钎焊点细节。
图12是铸造歧管的一实施例的示意性俯视剖视图。
图13是机械地轧入并在管支撑件内膨胀并组装有一个实施例的歧管的管子的实施例的俯视剖视图。
图14是包括流体流动中梯级循环的换热器的局部架构图，其中可以包含本文的组件实施例。
具体实施方式
所描述的换热器包括铝管，这些铝管机械地轧入并在铝管支撑件，诸如管板内膨胀，并与管支撑件流体密封。管支撑件被组装至流体歧管，这允许诸如传热流体的流体流动，传热流体包括但不限于制冷剂、水，且这种传热流体可以呈液态和/或气态相，或液态气态混合物。
在换热器盘管区域，例如冷凝器和蒸发器盘管中，则在将回弯管(returnbend)和集管连接至铝盘管时会存在问题。可使用钎焊或锡焊，但由于钎焊材料与铝的熔点之间温差窄，钎焊需要更精确的温度控制。因为这种窄的温差，可使用可控气氛钎焊(CAB)工艺来完成钎焊。CAB可能不适合于传统的圆形管板翅片式盘管(管子在该圆形管板翅片式盘管处膨胀入翅片)，因为翅片之间的退火可导致翅片强度比所需要的低且有时候是不可接受的翅片强度。也可使用火焰钎焊，这包括使用自动或手动的焊炬。然而，锡焊涉及腐蚀性助焊剂或超声波振动，以除去铝表面的氧化物。腐蚀性的助焊剂可能难以清除。超声波锡焊可通过一罐熔融焊料来完成。回弯管和集管连接至盘管且所得到的组件浸入该熔融的焊料中。对于在任何尺寸上都大于几英尺的盘管，CAB和超声波锡焊工艺可能是困难的且昂贵的。在钎焊之前，钎焊表面通常被清洗以去除油，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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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。
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。如图所示，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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
一个实施例中，管支撑件50是管板，该管板朝向换热器的端部布置，并在流体歧管(诸如流体歧管20)的整个高度上(或纵向距离上)延伸，和/或在换热器(诸如图1至3所示的换热器)的整个高度上(或纵向距离上)延伸。管支撑件50组装至流体歧管(诸如流体歧管20)，其中各部件配置成允许流体循环穿过换热器以及进入和/或离开换热器。
一个实施例中，铝管60的端部(其机械地轧入并在管支撑件50的开口内膨胀)与管支撑件的开口干涉配合(在62处)，从而形成其之间的机械连接，并从而适于满足换热器可能使用的设计压力。例如，换热器及其组件能够承受1750psig，或约或至少1750psig的压力，并能够承受1950psig，或约或至少1950psig的压力。例如，换热器可使用高压运行制冷剂，诸如R134a、R410a。
一个实施例中，通过例如在管子60的端部与支撑件50的开口之间(在62处)施加密封剂，铝管60与支撑件50之间的泄漏被防止或至少最小化。
一个实施例中，例如通过焊接接头56和密封部分54，将铝管支撑件50组装至歧管，例如流体歧管20。该焊接接头56设置在铝管支撑件50和歧管20的外连接区域上。密封部分54布置在铝管支撑件50与歧管20的流体配合的各面之间。
一个实施例中，62处的密封剂和密封部分54之中任一个或多个可包括可无氧固化的芯吸级粘合剂。应当理解的是，粘合剂可以适当地选择有适当的固化时间，以适应机械地轧入和膨胀以及焊接工艺的发生。其它实施例中，在管板50中可形成有槽来为62处和/或密封部分54(其可能或可能没有采用粘合剂)提供部分密封。
一个实施例中，密封部分54形成源于焊接接头56的受挤压密封圈。在一个实施例中，密封部分54包括柔顺性材料，例如相对较软的橡胶，其中该密封部分54由于焊接接头56处的收缩而经受挤压。
一个实施例中，焊接接头56包括应力释放部分(多个应力释放部分)52。一个实施例中，应力释放部分52布置在铝管支撑件50上。然而，应当理解的是，应力释放部分可以类似地布置在歧管20上。一个实施例中，应力释放部分(诸如如图所示)包括可变形凸缘，该可变形凸缘例如布置在铝管支撑件50的外部分上。接合部位28为管支撑件50与流体歧管20之间的焊接接头56提供配合表面。如图所示，焊接接头56由应力释放部分52和接合部位28组成，其中在释放部分52与接合部位28之间具有焊接材料(在56处)。
其它实施例中，应当理解的是，根据换热器中的穿过次数以及换热器的大小，另一端也可具有类似的机械地轧入并在管板内膨胀的铝管结构和布置。例如，管子60的另一端部插入另一管支撑件的开口，例如类似于支撑件50。管子60的端部是铝的且管支撑件也是铝的，其中，管子的端部机械地轧入并在管支撑件的开口内膨胀。管支撑件通过构造成允许流体循环穿过换热器以及进入和/或离开换热器的部件而组装至另一流体歧管。应当理解的是，该流体歧管可以类似于流体歧管20，但适当地改变以实现所需的和/或适当的流过换热器。例如，在另一端的该第二歧管可具有出口，例如出口24，因为该第二歧管可用作回流集管，而第一歧管，例如图1-3所示的第一歧管20可以不具有出口24。这种构造的换热器则可具有在纵向两端都轧入管支撑件的铝管。
其它实施例中，应当理解的是，根据在换热器中的穿过次数以及换热器的大小，该换热器可以构造成允许多个换热器的梯级循环，其中铝管机械地轧入并在一个或多个管支撑件的开口内膨胀。梯级循环换热器的歧管包括适当地配置成允许流体循环穿过(例如适当的穿过次数)换热器并进入和/或离开换热器的多个部件，例如弯管、集管和集管短管。应当理解的是，梯级循环设计成调节循环至制冷状态的次数。例如，换热器的气体部分可以具有更多次循环，而换热器的中间部分允许两相(液相/气相流动)具有相对更少的循环，而液体部分具有最少的循环次数(例如过冷段)。图14示出下面将进一步描述的示意性架构梯级循环图。
按照上述，例如，在一个实施例中，组装换热器的方法包括将铝管机械地轧入并在管支撑件的开口内膨胀，从而在铝管与管支撑件之间形成干涉配合。铝管和管支撑件密封在一起，以限制其之间的泄漏。管板组装至歧管并与其密封。
图9至11示出具有钎焊歧管的换热器的另一实施例的示意性侧视图。类似于以上，铝管可以机械地轧入和在铝管板内膨胀。一个实施例中，流体歧管是钎焊组件，其具有合适的回弯管、集管、集管短管，该组装的各部件配置成用于流体循环，包括穿过换热器以及进入和/或离开换热器。在这样的结构中，钎焊可以被限制在歧管组件，而避免在管子的端部和管支撑件处钎焊。
图9至11中，描述了一种换热器以及组装方法，该组装方法包括将铝管轧入管板2。然后，制造完的歧管5焊接至该管板2，参见图9的箭头。该观念还降低了盘管的零件数量，因为它将回弯管3、集管和集管短管4合并成一个组件。相比于传统的圆形铜管板翅片式盘管，可以被消除回弯管的手动放置和手工火焰钎焊。
图9和10所示的歧管5的一个实施例中，各种回弯管3和集管3可以连接至平坦盘(在5处)。该组件可以通过CAB或超声锡焊来组装。应当理解的是，图中所示的相对厚板的管板2和歧管底座5可以由具有穿孔和拉孔的更薄材料制成。
或者，诸如如同上面的流体歧管20，该歧管可以由铝或工程玻璃纤维填充的聚合物铸造。图9和10示出铝管1机械地轧入和膨胀入管板2并组装有钎焊的歧管5。
图11中，歧管5可以焊接至管板2或者可以使用螺栓和密封圈接头夹紧至管板2。一些实施例中，供应和返回连接3、4可以由铜制成，其允许容易地钎焊至系统。
对于上面图1-10任一个中的机械地轧入和膨胀，将铝管机械地轧入铝板的工艺可包括一些工艺开发和接头设计。例如，当将铝管轧入管板时，可考虑铝管的壁厚。可在管子的外径上和/或管板的内径上采用一个或多个槽，以增强或以其它方式有助于密封。应当理解的是，用于管子和/或管板和/或某些歧管部件的铝可以是长寿命的铝合金，其例如在铝工业中是已知的且可获得的。
图11示出管子1、管板2以及歧管5的接头细节。管子至管板接头可以永粘合剂或密封剂来密封，诸如芯吸级无氧固化密封剂，例如合适的产品。应理解的是，除了产品之外，其它的粘合剂和密封剂也可以是合适的和/或所需要的。如上所述，可以采用管子1的轧入端6的内径与管板2之间的干涉配合来确保结构的整体性和机械连接。这可通过允许回弯管3和/或集管短管4或其一部分从歧管5的配合表面突出7一定量来实现。例如，如果使用干涉配合，可在6与7之间的接合处采用密封圈和/或密封剂。应当理解的是，如果使用铸造件或模制件，该方法也可用于歧管。
图12是铸造歧管120的一实施例的示意性俯视剖视图。如上所述，应当理解的是，流体歧管的室和通道的具体构造不是限制性的。例如，冷凝段以及其气体集管、中间集管和流体回弯管和液体集管的具体布置和结构，以及过冷段的具体布置和结构，可以修改、改变、重新配置，或者以其它方式不同地构造，从而实现流体流过歧管，根据所采用的换热器，这可能是理想的和/或合适的。
图12示出流体歧管120的实施例的在流体歧管120的内部的总体俯视剖视图。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。流体歧管120可例如通过去过热和冷凝段130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144至中间集管136、流至和/或收集在液体集管142、流过流体回弯管134、流至和/或收集在出口集管146，并然后在出口124处离开。一些实施例中，流体歧管120具有被采用作为过冷段40的液体集管142、回弯管144以及出口集管146，过冷段40例如通过连接管流体连接至冷凝段130，该连接管可以例如接入在回弯管134所在位置附近或在冷凝段130和过冷段140会合附近。一些实施例中，过冷段140具有室和通道网络来允许热交换流体从中间集管136流入室或液体集管142、流过流体回弯管134，并收集在出口室或出口集管146中，出口室或出口总管146与出口124流体连通。
流体歧管120例如可以在换热器，例如换热器14的端部处通过管支撑件连接换热器的端部。流体歧管120具有入口122和出口124连接部。入口122可以适当地放置成与气体集管132流体连通，而出口124可以适当地放置成与出口集管146流体连通。
流体歧管120还可具有接合部位128，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，例如上面参考图7所描述的。
图13是机械地轧入并在管支撑件150内膨胀并组装有一个实施例的歧管(例如歧管120)的管子160的实施例的俯视剖视图。图13局部地示出包含管子160和翅片(例如图1至3中的18)以及管支撑件150和例如流体歧管120(示出入口122)的流体歧管的换热器组件。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160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。示出了相关的元件，例如歧管120的元件，例如包括入口122。另外，集管170可以连接至入口122。
一个实施例中，换热器包括管子160，管子60具有插入管支撑件150的开口的端部。一个优选实施例中，管子160是铝的且管支撑件150是铝的，其中，管子150的端部机械地轧入并在管支撑件150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160的旋转销或芯棒，来将管子160机械地轧入和膨胀入板150。当旋转销或芯棒旋转时，旋转销或芯棒上的膨胀件，诸如滚子，向外延伸，从而在管板150的开口内滚动和膨胀管子160。
一个实施例中，管支撑件150是管板，该管板朝向换热器的端部布置，并在流体歧管(诸如流体歧管120)的整个高度上(或纵向距离上)延伸，和/或在换热器(诸如图1至3所示的换热器14)的整个高度上(或纵向距离上)延伸。管支撑件150组装至流体歧管(诸如流体歧管120)，其中各部件配置成允许流体循环穿过换热器以及进入和/或离开换热器。
一个实施例中，铝管160的端部(其机械地轧入和在管支撑件150的开口内膨胀)干涉配合在管支撑件的开口内(在162处)，从而形成其之间的机械连接，并从而适于满足换热器可能使用的设计压力。例如，换热器及其组件能够承受1750psig，或约或至少1750psig的压力，并能够承受1950psig，或约或至少1950psig的压力。例如，换热器可使用高压运行制冷剂，诸如R134a、R410a。
一个实施例中，通过例如在管子160的端部与支撑件150的开口之间(在162处)施加密封剂，铝管160与支撑件150之间的泄漏被防止或至少最小化。
一个实施例中，例如通过焊接接头156和密封部分154，将铝管支撑件150组装至歧管，例如流体歧管120。该焊接接头156设置在铝管支撑件150和歧管120的外连接区域上。
密封部分154布置在铝管支撑件150与歧管120的流体配合的各面之间。
一个实施例中，162处的密封剂和密封部分154之中任一个或多个可包括可无氧固化的芯吸级粘合剂。应当理解的是，粘合剂可以适当地选择有适当的固化时间，以适应机械地轧入和膨胀以及焊接工艺的发生。其它实施例中，在管板150中可形成有槽来为162处和/或密封部分154(其可能或可能没有采用粘合剂)提供部分密封。
一个实施例中，密封部分154形成源于焊接接头156的受挤压密封圈。在一个实施例中，密封部分154包括柔顺性材料，例如相对较软的橡胶，其中该密封部分154由于焊接接头156处的收缩而经受挤压。
一个实施例中，焊接接头156包括应力释放部分(多个应力释放部分)152。一个实施例中，应力释放部分152布置在铝管支撑件150上。然而，应当理解的是，应力释放部分可以类似地布置在歧管120上。一个实施例中，应力释放部分152(诸如如图所示)包括可变形凸缘，该可变形凸缘例如布置在铝管支撑件150的外部分上。接合部位128为管支撑件150与流体歧管120之间的焊接接头156提供配合表面。如图所示，焊接接头156由应力释放部分152和接合部位128组成，其中在释放部分52与接合部位28之间具有焊接材料(在156处)。
图14是包括流体流动中梯级循环的换热器的局部架构图，其中可以包含本文的组件实施例。一些实施例中，应当理解的是，根据在换热器中的穿过次数以及换热器的大小，该换热器可以构造成允许多个换热器的梯级循环，其中铝管机械地轧入和在一个或多个管支撑件的开口内膨胀。阶梯循环换热器的歧管包括适当地配置成允许流体循环穿过(例如适当的穿过次数)换热器并进入和/或离开换热器的多个部件，例如弯管、集管和集管短管。应当理解的是，梯级循环设计成调节循环至制冷状态的次数。例如，换热器的气体部分可以具有更多次循环，而换热器的中间部分允许两相(液相/气相流动)具有相对更少的循环，而液体部分具有最少的循环次数(例如过冷段)。图14中，梯级循环的示意性架构示出来自“气体集管”的气体部分202和在“液体集管”处的液体段204。气体部分202可具有相对于液体部分204更多的管回路，且中间段可具有在202与204(没有示出所有的回路)之间的回路数量。例如，来自气体段回路的任何数量的管可以通入液体段处更少的管或一个管，且同样从中间段更多的管通向液体段的更少的管，而从气体段更多的管通向中间段更少的管。
还应理解的是，气体段202也可具有更多的管子、回弯管以及相对于液体段304的穿过，且相对于气体和液体段202、204，中间段(例如202与204之间)可具有适当数量的这种部件。歧管可以被适当地构造、布置并构造成适应循环次数，以及换热器组件所需和/或合适的流动组分。
本文描述的换热器配置可提供机械地轧入管板并膨胀的铝管，其可消除与铝钎焊。与钎焊相比，本文的换热器可以具有油耐受性，诸如当在存在油或润滑剂下将管子膨胀入翅片时，润滑剂可能不需要被移除。机械地轧入并膨胀的管子可提供更可靠的组件，其具有比例如铜管/铝翅片设计相对更不易被腐蚀的一致接头。
各方面
应当理解的是，下面的任何方面可与下面的其它方面中的任一方面或多方面的组合。
方面1：一种换热器，该换热器包括机械地轧入铝管支撑件的铝管，该铝管支撑件组装至歧管。
方面2：根据方面1，该铝管支撑件构造成为管板。
方面3：根据方面1或2，换热器是管翅式换热器，其可例如用于HVAC系统和/或其一个或多个单元中。
方面4：根据方面3，该管翅式换热器是冷凝器盘管、蒸发器盘管和/或热泵中的任一种，且该换热器可根据该换热器的运行模式配置成加热和/或冷却。
方面5：根据方面3或4，该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。
方面6：根据方面1至5的任一方面，该换热器是风冷式冷凝器管翅式盘管，诸如可用于HVAC系统的水冷却器。
方面7：根据方面1至6的任一方面，该换热器包括多根管子，所述管子具有插入管支撑件的开口的端部。
方面8：根据方面1至7的任一方面，所述管子是铝的且管支撑件是铝的，其中，管子的端部机械地轧入并在管支撑件的开口内膨胀。
方面9：根据方面1至8的任一方面，所述多根管子通过机械地轧入并在管支撑件内膨胀的工艺而机械地连接。
方面10：根据方面1至9的任一方面，管支撑件通过构造成允许流体循环穿过换热器以及进入和/或离开换热器的部件而组装至歧管。
方面11：根据方面8至10的任一方面，铝管的机械地轧入并在管支撑件的开口内膨胀的端部干涉配合在该管支撑件的开口内，从而在其之间形成机械连接。
方面12：根据方面9至11的任一方面，该机械连接，例如干涉配合，适于满足该换热器可能使用的设计压力。
方面13：根据方面8至12的任一方面，通过在管子的端部与管支撑件的开口之间施加密封剂以防止或至少最小化铝管与管支撑件之间的泄漏。
方面14：根据方面1至13的任一方面，诸如通过焊接接头和密封部分(多个密封部分)将铝管支撑件组装至歧管。
方面15：根据方面14，该焊接接头设置在铝管支撑件和歧管的外连接区域上。
方面16：根据方面14或15，密封部分布置在铝管支撑件与歧管的流体配合的各面之间。
方面17：根据方面14至16的任一方面，密封剂和密封部分之中任一个或多个可包括可无氧固化的芯吸级粘合剂。
方面18：根据方面14至17的任一方面，该密封部分可以是柔顺性材料，其可形成由于例如焊接接头处的收缩而导致受挤压的密封圈。
方面19：根据方面14至18的任一方面，该焊接接头包括应力释放部分。
方面20：根据方面19，该应力释放部分布置在铝管支撑件上。
方面21：根据方面19或20，该应力释放部分包括可变形凸缘。
方面22：根据方面19至21的任一方面，该应力释放部分可例如布置在铝管支撑件的外部分上。
方面23：根据方面1至22的任一方面，所述歧管是铸造部件，其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。
方面24：根据方面1至23的任一方面，所述歧管是钎焊组件，其具有合适的回弯管、集管、集管短管，该组装的各部件配置成用于流体循环，包括穿过换热器以及进入和/或离开换热器。
方面25：根据方面24，钎焊可限于歧管组件而避免在管子的端部和管支撑件处钎焊。
方面26：根据方面8至25的任一方面，管子的另一端部插入另一管支撑件的开口。
方面27：根据方面8至26的任一方面，管子的另一端部是铝的且管支撑件是铝的。
方面28：根据方面8至27的任一方面，管子的另一端部机械地轧入并在管支撑件的开口内膨胀。
方面29：根据方面8至28的任一方面，管支撑件通过构造成允许流体循环穿过换热器以及进入和/或离开换热器的部件而组装至歧管。
方面30：根据方面8至29的任一方面，所述换热器具有在纵向两端都轧入管支撑件的铝管。
方面31：根据方面1至30的任一方面，换热器可以构造成允许多个换热器的梯级循环，其中铝管机械地轧入并在一个或多个管支撑件的开口内膨胀。阶梯循环换热器的歧管包括适当地配置成允许流体循环穿过(例如适当的穿过次数)换热器并进入和/或离开换热器的多个部件，例如弯管、集管和集管短管。对于例如需要和/或旨在将流速保持在一定范围内的设计，梯级循环构造的使用可能是有用的。换热器可以构造成使得盘管的气体部分具有相对更多的循环而随着冷凝器中的制冷剂冷却(更低体积)，循环的次数降低，或者随着蒸发器中制冷剂的蒸发(更高体积)，循环的次数增加。在这种梯级循环构造中使用液体过冷器的情形中，过冷器可具有更少或最少的回路。
方面32：根据方面1至31的任一方面，组装换热器的方法包括将铝管机械地轧入并在管支撑件的开口膨胀，从而在铝管与管支撑件之间形成干涉配合。
方面33：根据方面1至32的任一方面，铝管和管支撑件密封在一起，以限制其之间的泄漏。
方面34：根据方面1至33的任一方面，管板组装至歧管并与其密封。
通过前面的说明，将理解在细节上可进行变化而不脱离本实用新型的范围。说明书和所示的实施例应认为仅仅是示例性的，本实用新型的真实范围和精神由权利要求书的宽泛的意思指出。

Claims (22)

1.一种换热器，其特征在于，所述换热器包括：
铝管；
铝管支撑件，所述铝管机械地轧入所述铝管支撑件并在所述铝管支撑件内膨胀，其中，所述铝管通过机械地轧入所述铝管支撑件并在所述铝管支撑件内膨胀而机械地连接至所述铝管支撑件；以及
歧管，其中，具有机械地轧入所述铝管支撑件的铝管的所述铝管支撑件组装至所述歧管。
2.如权利要求1所述的换热器，其特征在于：所述铝管支撑件构造成为管板。
3.如权利要求1所述的换热器，其特征在于：所述换热器是被配置来用于HVAC单元中的管翅式换热器。
4.如权利要求3所述的换热器，其特征在于：所述管翅式换热器构造成为冷凝器盘管、蒸发器盘管以及热泵中的任一种。
5.如权利要求3所述的换热器，其特征在于：所述HVAC单元包括流体冷却器。
6.如权利要求1所述的换热器，其特征在于：所述换热器是风冷式冷凝器管翅式盘管，所述风冷式冷凝器管翅式盘管配置成用于HVAC单元的流体冷却器。
7.如权利要求1所述的换热器，其特征在于：所述铝管包括插入所述铝管支撑件的开口的端部，且该端部机械地轧入所述铝管支撑件的开口内并在所述铝管支撑件的开口内膨胀。
8.如权利要求7所述的换热器，其特征在于：所述铝管的机械地轧入所述铝管支撑件的开口并在所述铝管支撑件的开口内膨胀的端部干涉配合在所述铝管支撑件的开口内，从而在所述端部与所述开口之间形成机械连接。
9.如权利要求8所述的换热器，其特征在于：所述干涉配合适于满足所述换热器所使用的设计压力。
10.如权利要求7所述的换热器，其特征在于：所述换热器进一步包括密封剂，所述密封剂施加在所述铝管的端部与所述铝管支撑件的开口之间。
11.如权利要求10所述的换热器，其特征在于：所述铝管支撑件通过焊接接头和一个或多个密封部分而组装至所述歧管。
12.如权利要求11所述的换热器，其特征在于：所述焊接接头设置在所述铝管支撑件和所述歧管的外连接区域上。
13.如权利要求11所述的换热器，其特征在于：所述密封剂和所述一个或多个密封部分之中任一个包括无氧固化的芯吸级粘合剂。
14.如权利要求11所述的换热器，其特征在于：所述一个或多个密封部分是柔顺性材料，所述柔顺性材料形成由于焊接接头处的收缩而导致的受挤压的密封圈。
15.如权利要求11所述的换热器，其特征在于：所述焊接接头包括应力释放部分。
16.如权利要求15所述的换热器，其特征在于：所述应力释放部分布置在所述铝管支撑件上。
17.如权利要求15所述的换热器，其特征在于：所述应力释放部分包括可变形凸缘。
18.如权利要求15所述的换热器，其特征在于：所述应力释放部分布置在所述铝管支撑件的外部分上。
19.如权利要求1所述的换热器，其特征在于：所述歧管包括构造成允许流体循环穿过所述换热器以及进入和/或离开所述换热器的部件。
20.如权利要求1所述的换热器，其特征在于：所述歧管是铸造部件，其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。
21.如权利要求1所述的换热器，其特征在于：所述歧管是钎焊组件，所述钎焊组件具有回弯管、集管、集管短管并配置成用于流体循环，该流体循环包括穿过换热器以及进入和/或离开换热器。
22.如权利要求20所述的换热器，其特征在于：所述歧管配置成用于梯级循环，其中所述气体集管包括气体部分，所述气体部分具有比所述中间集管相对更多的回路，且其中所述中间集管具有比所述液体集管相对更多的回路。
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