热交换器的制作方法

1.本技术涉及热交换技术领域，尤其涉及一种热交换器。


背景技术：

2.相关技术中，热交换器包括集流管和换热管，换热管为折叠扁管，折叠扁管由板材折叠后焊接形成，折叠扁管两端分别与集流管连接。在一些设计中，折叠扁管的外壁会有一条板材接合的焊缝，填充有焊料。在换热器的使用过程中，由于内外温度的差异造成局部热应力集中，可能影响焊缝处的强度。进一步的，处于换热器外侧的换热管容易积水积灰，焊缝处的防腐蚀性也有待加强。


技术实现要素：

3.本技术提供了一种热交换器，有利于减少热交换器的应力集中，有利于提高热交换器的可靠性和耐腐蚀性。
4.根据本技术的实施例提出了一种热交换器，其包括第一管、第二管和换热管，换热管连通所述第一管和所述第二管；所述换热管包括折叠管段，所述折叠管段由合金板折叠后焊接形成，所述折叠管段包括沿其长度延伸的一个或多个通道，所述折叠管段为多个，多个折叠管段沿所述第一管长度方向间隔设置；所述折叠管段包括管壁，所述管壁包括第一缝，所述第一缝沿所述折叠管段长度方向延伸；所述管壁包括沿所述折叠管段厚度方向设置的第一壁和第二壁，所述第二壁包括所述第一缝，所述第一管的长度方向上的一端包括第一端面，所述第一管的长度方向上的另一端包括第二端面；所述换热器包括n1个折叠管段，所述n1个折叠管段中的任一个所述折叠管段的所述第一壁与所述第一端面之间的最小距离小于等于该所述折叠管段的第二壁与所述第一端面之间的最小距离，并且该所述折叠管段的第一壁与所述第一端面之间的最小距离小于其与所述第二端面之间的距离，n1≥1；所述换热器还包括n2个所述折叠管段，所述n2个折叠管段中的任一个折叠管段的所述第一壁与所述第二端面之间的最小距离小于等于该所述折叠管段的第二壁与所述第一端面之间的最小距离，并且该所述折叠管段的第一壁与所述第二端面之间的最小距离小于其与所述第一端面之间的距离，n2≥1。
5.根据本技术提供的热交换器，n1个折叠管段的第一壁相较于该折叠管段的第二壁更靠近第一端面，并且该n1个折叠管段相较于第二端面更靠近第一端面，n1≥1，也就是说，在靠近第一端面的折叠管段中，至少有一个折叠管段的第二壁背离第一端面；n2个折叠管段的第一壁相较于该折叠管段的第二壁更靠近第二端面，并且该n2个折叠管段相较于第一端面更靠近第二端面，n2≥1，也就是说，在靠近第二端面的折叠管段中，至少有一个折叠管段的第二壁背离第二端面。由于换热管的第二壁具有第一缝，这种结构使得热交换器具有焊缝不同朝向的两种折叠管段，热交换器在工作时内外温度差异较大，使得折叠管段具有第一缝的第二壁相对于第一壁更容易热应力集中，通过改变第一缝的朝向，有利于减少热交换器局部应力集中，从而提高热交换器的可靠性和耐腐蚀性。
6.在一些实施例中，所述换热管的截面为扁平管，所述第一管包括第三壁和由所述第三壁包围形成的第一通道，所述热交换器满足如下关系：和/或其中，d为所述第一管的水力直径，d为所述第三壁的厚度，h为在所述第一管的长度方向上相邻两个折叠管段之间的距离，h为所述合金板的厚度,||表示取整。
7.在一些实施例中，所述热交换器还包括翅片，至少部分所述翅片位于在所述第一管的长度方向上相邻的所述折叠管段之间，所述至少部分翅片的高度为h1,所述热交换器满足如下关系:满足如下关系:和/或其中，d为所述第一管的水力直径，d为所述第三壁的厚度，h1为所述翅片的高度尺寸，h为所述合金板的厚度,||表示取整。
8.在一些实施例中，所述第一管包括第三壁和由所述第三壁包围形成的第一通道，所述热交换器满足如下关系：和/或其中，d为所述第一管的水力直径，d为所述第三壁的厚度，h为沿所述第一管的长度方向相邻两个折叠管段之间的距离，h为所述合金板的厚度,||表示取整。
9.在一些实施例中，所述管壁的厚度小于等于0.5mm，所述管壁的厚度尺寸小于等于所述合金板的厚度尺寸，所述第一管包括第三壁和由所述第三壁包围形成的第一通道，所述热交换器满足如下关系：和/或其中，d为所述第一管的水力直径，d为所述第三壁的厚度，h为在所述第一管的长度方向上相邻两个换热管之间的距离，h为所述合金板的厚度。
10.在一些实施例中，所述折叠管段包括沿其宽度方向间隔设置的多个通道，所述折叠管段包含的所述通道数量大于8，所述第一管包括第三壁和由所述第三壁包围形成的第一通道，所述热交换器满足如下关系：和/或其中，d为所述第一管的水力直径，d为所述第三壁的厚度，h为在所述第一管的长度方向上相邻两个折叠管段之间的距离，h为所述合金板的厚度。
11.在一些实施例中，3≤n1≤5，和/或3≤n2≤5。
12.在一些实施例中，在所述第一管长度方向上设置的所述换热管为n个，所述热交换器满足如下关系：n1＝n2＝n/2。
13.在一些实施例中，所述折叠管段包括主体部和折弯部，至少部分所述折弯部的长度方向与所述主体部的长度方向不平行。
14.在一些实施例中，在所述主体部的长度方向上，所述第一管、所述折弯部和所述主体部依次设置；至少部分所述折弯部的第一壁相较于所述主体部的第一壁更靠近所述第一端面，该部分折弯部的第二壁相较于所述主体部的第二壁更远离所述第二端面。
15.在一些实施例中，所述换热管包括多个直部和弯曲部，所述直部包括折叠管段，所述弯曲部的一端与一个直部连通，该所述弯曲部的另一端与另一个直部连通，一个所述直部的长度方向与另一个所述直部的长度方向平行或者成角度，所述弯曲部为1个或者多个。
16.在一些实施例中，所述第一缝内填充有焊料。
17.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本
申请。
附图说明
18.图1是根据本技术一个实施例的热交换器的结构示意图；
19.图2是根据图1所示热交换器的部分结构示意图；
20.图3是根据本技术一个实施例的折叠管段的结构示意图；
21.图4是根据图3的所示折叠管段的剖面结构示意图；
22.图5是根据本技术另一个实施例的折叠管段的结构示意图；
23.图6是根据图5所示折叠管段的剖面结构示意图；
24.图7是根据本技术另一个实施例的热交换器的结构示意图，其中翅片未示出；
25.图8是根据图7所示热交换器中折叠管段的结构示意图；
26.图9是根据本技术再一个实施例的热交换器的结构示意图，其中翅片未示出；
27.图10是根据图9所示热交换器中折叠管段的结构示意图；
28.图11是根据本技术又一个实施例的热交换器的结构示意图；
29.图12是根据本技术再一个实施例的热交换器的结构示意图；
30.图13为本技术实施例提供的热交换器合金板厚度与可靠性的关系；
31.图14是根据本技术实施例的热交换器n1、n2与可靠性的关系。
32.附图标记：
33.100-热交换器；1-第一管；10-第一端面；12-第二端面；14-第三壁；16-第一通道；2-第二管；3-换热管；30-直部；32-弯曲部；34-套管；4
‑‑
折叠管段；40-第一壁；42-第二壁；44-第一缝；46-主体部；48-折弯部；5-翅片。
34.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
具体实施方式
35.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
36.在本技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
37.本说明书的描述中，需要理解的是，本技术实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本技术实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。
38.如图1-图10所示，本技术实施例提供了一种热交换器100，其包括第一管1、第二管2和换热管3，换热管3连通第一管1和第二管2。
39.其中，换热管3仅包括折叠管段4，折叠管段4由合金板材折叠后焊接形成，折叠管段4包括沿其长度方向延伸的一个或多个通道；折叠管段4为多个，多个折叠管段4沿第一管1的长度方向间隔设置；折叠管段4包括管壁，管壁包括第一缝44，第一缝44沿折叠管段4的长度方向延伸；管壁包括沿折叠管段4的厚度方向设置的第一壁40和第二壁42，第二壁42包括第一缝44；第一管1的长度方向上的一端包括第一端面10，第一管1的长度方向的另一端包括第二端面12；n1个折叠管段4的第一壁40相较于该折叠管段4的第二壁42更靠近第一端面10，并且该n1个折叠管段4相较于第二端面12更靠近第一端面10，n1≥1，也就是说，在靠近第一端面10的折叠管段4中，至少有一个折叠管段4的第二壁42背离第一端面10；n2个折叠管段4的第一壁40相较于该折叠管段4的第二壁42更靠近第二端面12，并且该n2个折叠管段4相较于第一端面10更靠近第二端面12，n2≥1，也就是说，在靠近第二端面12的折叠管段4中，至少有一个折叠管段4的第二壁42背离第二端面12。这种结构使得热交换器100包括的所有折叠管段4的第一缝44具有两种不同的朝向，由于换热管的第二壁具有第一缝，热交换器100在工作时内外温度差异较大，使得折叠管段4的第二壁42相对于第一壁40更容易产生局部应力集中，通过改变第一缝44的朝向，有利于减少热交换器100局部应力集中，从而提高热交换器100的可靠性和耐腐蚀性。
40.具体来说，当热交换器100在工作时，热交换器100的工作温度和环境温度存在温差，热交换器100产生局部热应力集中而使换热管发生形变，导致热交换器100破损泄露，影响热交换器100的可靠性，耐腐蚀性和使用寿命。尤其是折叠管段的表面存在的接合焊缝，具有焊缝的第二壁42相比不具有焊缝的第一壁40，更容易产生局部应力集中本技术实施例提供的热交换器100的外侧两端的折叠管段4的第一缝44具有两种不同的朝向，由于换热管的第二壁42具有第一缝44，热交换器100在工作过程中内外温度差异，折叠管段4的第二壁42相对于第一壁40更容易产生应力集中，通过改变第一缝44的朝向，有利于减少换热器局部应力集中，从而提高热交换器100的可靠性和使用寿命。
41.在一些实施例中，n1个折叠管段4的第一壁40相较于该折叠管段4的第二壁42更靠近第一端面10，并且在所有折叠管段4中，该n1个折叠管段4由最靠近第一端面10的位置向靠近第二端面12的位置依次排列；n2个折叠管段4的第一壁40相较于该折叠管段4的第二壁42更靠近第二端面12，并且在所有折叠管段4中，该n2个折叠管段4由最靠近第二端面12的位置向靠近第一端面10的位置依次排列。
42.其中，如图3和图4所示，第一缝44可以位于第二壁42的中央；如图5和图6所示，第一缝44可以位于第二壁42的边缘。
43.在一些实施例中，第一缝44内填充有焊料，当热交换器100在焊接加工过程时，折叠管段4表面的焊料受热融化后，部分焊料堆积会在第一缝44内，有利于提高折叠管段的可靠性。
44.在一些实施例中，热交换器100还包括翅片5，翅片5可以提供换热器的耐腐蚀性和可靠性，同时也影响热应力在换热器上的分布情况。翅片5可以是波纹翅片，翅片5在第一管的长度方向上位于相邻折叠管段4之间，相邻换热管之间可以布置一个或者多个波纹翅片，当相邻换热管之间只有一个波纹翅片时，翅片5的高度为h1是指翅片的最大高度尺寸；翅片
5还可以是横插翅片，横插翅片沿折叠管段的长度方向间隔布置，部分横插翅片在第一管1的长度方向位于相邻两个折叠管段4之间，当翅片5为横插翅片时，翅片5的高度h1是指在第一管的长度方向上位于相邻换热管之间的部分翅片的最大高度尺寸。
45.在一些实施例中，换热管3的截面为扁平管，第一管1包括第三壁14和由第三壁14包围形成的第一通道16，热交换器100满足如下关系：
46.和/或当n1或n2的数量满足该关系时，有利于减少换热器局部应力集中，从而提高热交换器100的可靠性和使用寿命。
47.其中，d为第一管1的水力直径，d为第三壁14的厚度，h为沿第一管1的长度方向相邻两个折叠管段4之间的距离，h为合金板的厚度，||表示取整。
48.在一些实施例中，折叠管段4在不同焊接终端里面加工，焊接加工的时间不同，跟折叠管段上的第一缝的设置也存在一定的关联关系，而热交换器100在焊接加工过程中，存在一个最佳的区间范围，在该范围内有利于降低热交换器100的局部应力集中，从而提高热交换器100的可靠性，n1个折叠管段和n2个折叠管段与焊接温差tw及焊接时长t也存在一定关系如下关系，tw单位为摄氏度，t单位为s秒，n1和n2应大于该整数值。焊接温差是指最高焊接温度与复合层开始融化的温度之间的差值，t是焊接过程中，焊接温度高于复合层融化的温度之上的时间。tw,t和折叠管段4的材料，折叠管段4的结构，焊接工艺过程等诸多参数相关。对于铝合金的热交换器100，整体炉焊的加工方式来说，考虑原材料性能，加工温度范围和最终换热器的可靠性等等因素，大于等于2的设置相对比较合适。
49.由此可知，第一管1包括第三壁14和由第三壁14包围形成的第一通道16，热交换器100满足如下关系：
50.和/或
51.其中，d为第一管1的水力直径，d为第三壁14的厚度，h为在第一管1的长度方向上相邻两个折叠管段4之间的距离，h为合金板的厚度，||表示取整。
52.具体地，参考图13，管壁的厚度小于等于0.5mm，管壁的厚度尺寸小于等于合金板的厚度尺寸，第一管1包括第三壁14和由第三壁14包围形成的第一通道16，热交换器100满足如下关系：
53.和/或
54.其中，d为第一管1的水力直径，d为第一管1的管壁厚度，h为在第一管1的长度方向上相邻两个换热管3之间的距离，h为合金板的厚度，||表示取整。
55.具体地，参考图14，折叠管段4的强度和可靠性与折叠管段4中通道的数量相关，通道数量越多，越有利于折叠管段4的强度和可靠性；另一方面通道的数量影响折叠管段的宽度和第一缝44的焊接质量，通道数量越多，折叠管段的焊点越多，不利于接合缝的焊接，影响焊接质量。因此，随着通道数量的增多，需要改变折叠管段4的第二壁42的第一缝44朝向，有利于提高热交换器100的可靠性。
56.具体地，折叠管段4包括沿其宽度方向间隔设置的多个通道，折叠管段4包含的通
道数量大于8，第一管1包括第三壁14和由第三壁14包围形成的第一通道16，热交换器100满足如下关系：
57.和/或
58.其中，d为第一管1的水力直径，d为第三壁14的厚度，h为沿第一管1的长度方向相邻两个折叠管段4之间的距离，h为合金板的厚度，||表示取整。
59.在一些实施例中，3≤n1≤5，和/或3≤n2≤5，例如，n1为3、4或5，n2为3、4或5。考虑到换热器工作过程中不同的内外温差以及换热器的尺寸差异，焊缝朝内的换热管数量为3-5根，分布于换热器扁管组的一侧或者两侧的最外侧，对于换热器热应力分布情况的改善较好，有利于提高耐腐蚀性。
60.在一些实施例中，沿第一管1长度方向设置的换热管3为n个，热交换器100满足如下关系：n1＝n2＝n/2。也就是说，所有靠近第一端面10的折叠管段4，第一壁40相较于该折叠管段4的第二壁42更靠近第一端面10；所有靠近第二端面12的折叠管段4，第一壁40相较于该折叠管段4的第二壁42更靠近第二端面12。
61.在一些实施例中，折叠管段4包括主体部46和折弯部48，至少部分折弯部48的长度方向与主体部46的长度方向不平行，通过设置折弯部48，有利于进一步减小折叠管段4在工作过程中产生的应力，提高热交换器100可靠性，此外，通过设置折弯部48还能够起到识别作用，防止折叠管段4在安装时第一壁40和第二壁42的位置装错。
62.在一些实施例中，在主体部46的长度方向上，第一管1、折弯部48和主体部46依次设置，至少部分折弯部48的第一壁40相较于主体部46的第一壁40更靠近第一端面10，该部分折弯部48的第二壁42相较于主体部46的第二壁42更远离第二端面12，也就是说，折弯部48设置于折叠管段4的两端，使折弯部48能够靠近第一管1，在换热器整体焊接的过程中，通过折弯部48起到阻流的作用，防止热交换器100在加工过程中第一管1管壁上的或者换热管3表面上的融化焊料流入第一缝44，当越来越多的焊料积聚在第一焊缝内时，可能影响换热管的可靠性或换热性能，通过在折叠管段4端部设置折弯部48，可以减少焊料积聚在第一缝44内，有利于提升换热管的可靠性，提高换热性能。
63.具体地，如图11所示，本技术实施提供了另一种热交换器100，其包括第一管1、第二管2和换热管3，换热管3连通第一管1和第二管2。该热交换器100所包含的换热管3包括套管34和至少两个折叠管段4，至少两个折叠管段4沿着换热管3的长度方向依次排列，并且同一个换热管3所包含的相邻两个折叠管段4之间通过套管34相连接。
64.具体地，如图12所示，本技术实施提供了另一种热交换器100，其包括第一管1、第二管2和换热管3，换热管3连通第一管1和第二管2。该热交换器100与实施例一的区别仅在于，换热管3包括多个直部30和弯曲部32，其余均与实施例一相同。其中，直部30包括折叠管段4，弯曲部32的一端与一个直部30连通，该弯曲部32的另一端与另一个直部30连通，一个直部30的长度方向与另一个直部30的长度方向平行或者成角度，弯曲部32为1个或者多个。
65.以上仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。