[发明专利]热交换器

说明书

技术领域

本发明涉及热交换器以及热交换器的制造及组装方法，尤其涉及用于电机汽车的具有机械性地组装的封头(header)的空气流动热交换器。

背景技术

典型地，汽车通常设有引擎冷却系统，上述引擎冷却系统包括被称作散热器的热交换器。当引擎工作时，热从引擎向通过引擎流动的制冷剂传递。接着制冷剂通过一系列管道从引擎向热交换器流动。在热交换器中，热从制冷剂向经由热交换器的外侧部流动的温度更低的空气传递。这种过程自身连续循环反复，来对引擎进行冷却。

而且，热交换器还使用在用于涡轮增压器及超级增压器(supercharger)内的中间冷却器(intercoolers)和用于对电动车辆内的电力供给部进行辅助冷却的空气调节系统中。

典型的热交换器包括配置于通常被称作基体(matrix)的热交换部分的一端部的由通常被称作封头的两个腔室支撑的一系列管。基体包括从输入口及排出口向封头的一方向来在多个封头之间移送液体冷却剂的一系列平行的管。管之间的空气流动有助于冷却介质内的热的消散(dissipate)。为了提高基体的表面积，并提高基体的散热能力，通常在上述管跨设(spanned)一系列翘片(fins)，上述翘片在上述管之间以横贯管的长度的方向平行或锯齿形排列的方式延伸。

虽然封头可以部分或全部由聚合物材料形成，但由金属材料制造热交换器的基体，例如由铝合金制造热交换器的基体。并且，封头通常还具备由金属材料构成的底板，上述底板与上述管的端部连接。封头的侧壁可由金属材料制造，但由于费用问题，目前往往由塑料材料制造，上述侧壁通过如在金属材料内的起皱(crimps)来固定于上述金属底板，此时，上述金属底板与上述封头的侧壁之间的密封，由向上述底板与上述侧壁之间的接合部的周围延伸的柔软(compliant)并可压缩的密封垫或O型环来实现。

用于制造如上所述的热交换器的公知的方法有两种。其中之一为为了将基体和接合(joined)于上述基体的各个封头的金属部分一同焊接而使用可控气氛钎焊(controlledatmospherebrazing，CAB)。在这种说明中，将上述可控气氛钎焊工序或焊接工序称作“加热及熔合工序”。

用于制造如上所述的热交换器的公知的另一方法为通过采用基体与多个封头的机械性组装(MA)来避免相邻的多个金属构件之间的焊接或钎焊。在这种说明中，“机械性的接合部”和“机械性地相接合”等用语是为了指明借助不另行地一同连接的分离的接触(in-contact)构件来机械性地使相邻的多个构件一同被维持的任意的不被焊接或不被钎焊的多个接合部而使用。

在可控气氛钎焊工序中，相紧固的多个金属管在多个金属管之间留有空间，此时设置于多个管之间的间隙的通常以锯齿形配置的多个金属翘片位于上述空间内。在很多可控气氛钎焊热交换器中，多个管分别包括单一的封闭型通道，或代替性地，为了形成双重封闭型通道而借助沿着长度方向延伸的划分壁来分离的并行(side-by-side)的单一的通道对。管通常具有细长型(elongate)的横截面形状，实际具有矩形横截面形状，而且包括实际扁平的两个相向的相对长的多个侧部(sides)或多个面，以及两个相向的曲线形的短侧部或端部。接着，翘片焊接在长侧部，并且实际上，翘片并不以超出短侧部的界限的方式延伸。各个管的端部向金属封头底板内的开口的内部延伸。相邻的金属构件之间的间隙维持在小于约0.15mm，从而为了在构件之间形成钎焊接合部，当组装体通过钎焊炉(furnace)通过时，其间隙借助钎料相连并被密封。为了提供高导热度，优选地，上述多个金属构件均为铝合金。