熱交換器冷媒主管的製作方法
2023-05-08 12:35:21 2
專利名稱：熱交換器冷媒主管的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種熱交換器冷媒主管，特別是涉及一種藉由該冷媒主管的基板兩側端緣的開叉夾腳本體構造，除可將罩板直接夾持穩固以利冷媒主管的焊接外，更可兼用以定位阻隔片及擋止冷媒支管的熱交換器冷媒主管。
以往常見的以冷媒運作的熱交換器，如
圖1所示，是在其兩側各設有一冷媒主管(Head Pipe)10，於該冷媒主管10的管內，按預定間隔對應岔開的方式，各設置有多數片的阻隔片17，而且介於兩主管10的中間區域則並列有多數條平行焊設的冷媒支管20，在各支管20外表上設有散熱片21使其具有散熱作用。當冷媒由主管10一端的進口11流入後，因受到各阻隔片17的阻流，將會轉折進入各支管20中，而按預定的方向迂迴流動，經過各散熱片21散熱後，再由出口12流出，以逐次循環進行熱交換運作。
上述熱交換器的整體管路，一定要確實封閉，才能避免冷媒的外洩，所以在專業製造上，對其焊合品質的要求非常嚴格。該冷媒主管10有一種以往的製法，如圖2、3所示，其是以一平片板材，在中央先並列開設多數可容插支管20的貫穿槽孔14，再軋制呈彎弧面13，使貫穿槽孔14位於該彎弧面13上，而於該板材兩側則各形成有多數對相對應的缺槽15，並在該板材的兩側端緣上各形成對應的斜面16，使其在彎曲成圓管而接合時可較容易吻合焊接，然後，如圖4、5所示，當將上述板材加工形成圓管狀後，在各槽孔14中可插設支管20，而原先兩側的對應缺槽15則形成一個可供阻隔片17塞入的容置槽孔。在焊合時，是將已形成圓管狀的主管10的上、下端各以一帽蓋18覆罩著，並且將各支管20及阻隔片17分別插置於各槽孔14、15中，然後將整體放置在焊爐中高溫加熱。因為該主管10本身是一種覆面板材(Clad)，其是由內層基材被覆外層材質複合而成，而外層材質具有比內層材質較低的熔點，所以當焊爐加溫至某一程度時，會先熔解外層的材質，而使該主管1本身接合端的二對應斜面16可以焊合，並可以與各支管20、阻隔片17及帽蓋18等焊合密接。
上述的以往冷媒主管10因為是由一整片板材製成，而且是先衝制完成各槽孔14後，再卷軋成管狀體，因其材料為鋁金屬，會產生微小的延展或變形。當在加工成圓管狀時，各槽孔14的尺寸可能會稍微扭曲而失去精準，導致在插置各支管20時，往往會有公差配合失準的問題，如果其槽孔14稍大，則在焊合後也可能封閉不良而滲洩冷媒。而且，該主管10本體雖然可利用其接合處兩端緣上所設的斜面16，來達到容易吻合交疊及增大接觸面的目的，以使焊合的效果提高，然而，由於在焊接的過程中，需將整個熱交換器置入於焊爐中加熱，如此在高溫的情況下，受到材料物性加熱變化的影響，往往會使該主管10本體稍微產生扭曲變形，導致其端緣斜面16的接合處會產生歪曲偏差，而失去對應匹配的絕對精準，所以可能使焊合後密合度不佳，則很容易產生隙縫或瑕疵，而造成以後冷媒洩漏的不良狀況，因此，在專業生產中，該冷媒主管的製造不良率較高。
如圖6、7所示，是美國專利第5107926號案，該冷媒主管50包括一個由覆面板材(clad)所製成的弧形罩板60，其以衝模方式於拱凸面開設成多數沿軸向等距排列設置的貫穿槽孔61，且該罩板60兩側端緣的外側具有一個凸塊62。一個以U形鋁擠型的基板70，該U形基板70兩臂各具有一個凹槽71，以容置罩板60的凸塊62，凹槽71的外側延伸一個凸出部72，而凹槽71的內側則橫向相對延伸一個擋止部73，且於適當位置設有對應的固定孔74。一個覆面板材(clad)所製成的阻隔片80，可藉橫向插嵌於固定孔74處而定位，其周緣並與罩板60和基板70結合後的內部截面對應而具隔阻效果。
兩件式的組件免除一體彎成圓管的加工程序，雖然可避免以往的缺點，但是依此構造，在焊合之前，該基板70及罩板60兩者必須先組合固結，才能送入焊爐中，且兩者組合前，該組隔片80必須先能定位於基板70內側，才能一起焊合，欲將罩板60、基板70及阻隔片80組合，是將阻隔片80卡制在基板70上，再將罩板60的凸塊62先對準置入於基板70的凹槽71，其後更需將基板70的凸出部72以治具將凸出部72彎曲卡緊罩板60，如圖8所示，使其能緊密結合。而且冷媒支管90是套設在罩板60的槽孔61，且使冷媒支管90抵於擋止部73。當組合後而形成如
圖1所示的整體熱交換器，最後可將其整體送入預定溫度的焊爐中，就能使罩板60及阻隔片80的表層熔融而與基板及各支管焊接結合成一體。
本實用新型的目的在於提供一種熱交換器冷媒主管，除了改善槽孔及主管本體的扭曲變形和增大接觸面積外，更兼具直接穩固夾持罩板、定位阻隔片及擋止限位冷媒支管的目的，以方便生產作業。
根據本實用新型，提供一種熱交換器冷媒主管，該熱交換器由兩個冷媒主管與多數個冷媒支管組成，該冷媒主管包括一個罩板、一個基板、多數個阻隔片及兩個蓋體，該罩板是一個由表層熔點較裡層熔點低且有特定厚度的鋁合金覆面板材所製成而具U型截面的長條狀板體，在該U型封閉側的拱凸面上設有多數以相等距離排列的槽孔，該基板是一個以鋁擠型製成呈弧曲截面的長條狀體，於其截面的兩側端緣上各形成一個開叉夾腳，該阻隔片是由鋁合金覆面板材所製成，而卡制於該罩板及基板組合後的內部，該兩蓋體由鋁合金覆面板材所製成，而套合於該罩板及基板組合後的冷媒主管兩端，其特徵在於該基板的開叉夾腳分別具有一個外側腳及一個內側腳，且內外側腳間形成一個錐狀夾口，該錐形夾口底層封閉端的寬度小於該罩板端緣的寬度，該罩板端緣的寬度小於該錐狀夾口的寬度，該罩板的U型截面兩側壁嵌插於該開叉夾腳間。
根據本實用新型，還提供一種熱交換器冷媒主管，該熱交換器由兩個冷媒主管與多數個冷媒支管組合而成，該冷媒主管包括一個罩板、一個基板、多數個阻隔片及兩個蓋體，該罩板是一個由表層熔點較層熔點低且有特定厚度的鋁合金覆面板材所製成而具U型截面的長條狀板體，在該U型封閉側的拱凸面上設有多數相等距離排列的槽孔，該基板是以鋁擠型製成呈弧曲截面的長條狀體，於截面的兩側端緣上各形成一個開叉夾腳，該阻隔片由鋁合金覆面板材所製成，而卡制於該罩板及基板組合後的內部，該兩蓋體是由鋁合金覆面板材所製成，而套合於該罩板及基板組合後的冷媒主管兩端，其特徵在於該基板的開叉夾腳分別具有一個外側腳及一個內側腳，該夾腳內部側壁形成有凸卡條，該罩板的U型截兩側壁嵌插於該開叉夾腳間，且受到該凸卡條的嵌卡。
本實用新型主要是利用一個以鋁擠型製成呈弧曲截面而且與罩板具相同長度的長條狀體為基板，於其截面的兩側端緣上，各形成一個具有直接夾卡效果的U形開叉夾腳，該開叉夾腳具有一個外側腳及一個內側腳，使具鋁合金覆面板材(clad)的罩板的U型截面兩側壁嵌插於開叉夾腳的內、外側夾腳間。阻隔片具有與罩板與基板組合後的內部截面相同形廓，以便可卡制於開叉夾腳的內側腳，另外，冷媒支管套設於罩板的槽孔且擋止於開叉夾腳的內側腳。
下面通過最佳實施例及附圖對本實用新型的熱交換器冷媒主管進行詳細說明，附圖中
圖1是第一種以往例熱交換器的整體外觀圖。
圖2是第一種以往例熱交換器中冷媒主管制造流程的衝孔步驟示意圖。
圖3是上述以往例熱交換器中冷媒主管制造流程的卷軋示意圖。
圖4是上述以往例熱交換器中冷媒主管焊合後的剖面示意圖。
圖5是上述以往例熱交換器中冷媒主管及帽蓋的立體圖。
圖6是第二種以往例熱交換器中冷媒主管的立體圖。
圖7是上述以往例熱交換器中冷媒主管的分解剖面示意圖。
圖8是上述以往例熱交換器中冷媒主管的組合剖視圖。
圖9是本實用新型實施例熱交換器中冷媒主管的立體分解圖。
圖10是本實用新型實施例熱交換器中冷媒主管的基板的開叉夾腳與罩板的側壁的剖面示意圖。
圖11是本實用新型實施例熱交換器中冷媒主管的基板與阻隔片的立體分解圖。
圖12是本實用新型實施例熱交換器中冷媒主管的剖面示意圖。
圖13是第二實施例熱交換器中冷媒主管的分解剖面示意圖。
圖14是第三實施例熱交換器中冷媒主管的基板剖面示意圖。
圖15是第四實施例熱交換器中冷媒主管的立體分解圖。
圖16是第五實施例熱交換器的立體圖。
如圖9所示，是本實用新型實施例冷媒主管的立體分解圖，其主要是將一鋁合金的覆面板材(clad)，利用衝壓或輾軋技術將其沿軸向兩側彎曲製成弧狀，使其形成一個略呈U型截面的罩板3，再於該罩板3的U型封閉側的拱凸面上以衝模開設成多數沿軸向等距排列設置的貫穿槽孔31，且該貫穿槽孔31的周緣可製成稍微向內微曲的狀態，該罩板3的U型開口側的兩側邊緣32具有預定厚度平行延伸。
另有一個呈長條狀的基板4，其是以一般的鋁材藉由鋁擠型的加工方式而製成，該基板4也具有適當弧曲的截面，且在其截面的兩側端緣上，形成一對開口較大的錐形開叉夾腳41，各夾腳41包含一個外側腳411及一個內側腳412，該夾腳41中的錐形開口寬度對應於前述罩板3的兩側邊緣32的厚度，而可容其配合插入，該錐形開叉夾腳41的封閉底部42稍微收束，使其U型開口內部壁面稍微形成傾斜錐狀，就形成一個錐狀夾口，配合
圖10所示，該錐形夾口底層封閉端的寬度為491，開口端寬度為493，而罩板端緣32的寬度為492，其中491＜492＜493，因該基板4是使用鋁材擠型製成，基於一般鋁材本身的材質物性，其表面自然具有相當的澀性，所以於插嵌後可使兩弧形片穩固嵌合，因此當前述的罩板3兩側邊緣32插嵌於基板4的開叉夾腳41中時，會因被緊密夾合而可更加牢固的定位結合。另外在該基板4靠近兩端處各開設有一個圓孔43，以形成冷媒的進、出口。該基板4中按預定間距處分別嵌置多數片的阻隔片45，各阻隔片45的形狀，是可配合於該基板4與罩板3所結合後的管狀體內部截面，也就是如
圖11所示，該對夾腳41本體是從該基板4弧曲的背部兩側向前方垂伸且往內側突出，而與基板4背部間形成有一個嵌置槽40，且各阻隔片45包含一個第一嵌合部451、一個第二嵌合部452及一對缺口453，配合圖9，該第一嵌合部451恰嵌入基板4內側，而兩側恰可對應嵌入於基板4上的嵌置槽40，第二嵌合部452則嵌入於罩板3內，而該對缺口453則是套嵌在基板4上的夾腳41本體內側，藉此，可在未組合罩板3之前，由基板4正前方將該阻隔片45伸入基板4內側再旋平定位成如圖9所示狀態，而可嵌塞其中不會脫落，在焊合後用可以達到阻流的效果。
當將罩板3嵌套於基板4而彼此結合，兩者將形成一個中空的管狀體，再於該管狀體兩端各以一個形狀對應的帽蓋5套合而將該管狀體封閉，就構成一截面如
圖12所示的主管7，可於罩板3的各貫穿槽孔31中裝冷媒支管6，該支管6與以往的相同，具有散熱的效果，因各貫穿槽孔31的周緣已於先前衝製成稍微向內彎曲，將有利於各支管6的插裝配設。當將每一支管6的兩端都裝配於一主管7上時，就形成如
圖1所示的整體熱交換器，最後可將其整體送入預定溫度的焊爐中，就能使罩板3的表層熔融而與基板4及各支管6焊接結合成一體。
其中，基板4兩側開叉夾腳41的兩內側腳412的間距小於支管6的外徑，可使支管6擋止於內側腳412上。而藉由支管6緊抵於內側腳412上，可於整體送入焊爐時，以防止因管內、管外的溫差所產生的倒吸焊錫流入支管管口的現象，並且可防止組合時將該支管6入主管7太深。
該開叉夾腳41是呈錐狀，在與罩板3的兩側邊緣32卡制後，其錐形縫隙可用來導流累積罩板3表層融熔的焊錫，而使焊接更為完整緊密，因此，本實用新型的夾腳本體具有多重的功用。
如
圖13所示，本實用新型第二實施例是在該基板4於呈單純直壁的U形開叉夾腳41的內部壁面一體成形一凸卡條44，使罩板3的兩側邊緣32與基板4的凸卡條44卡制而不易脫落。
再如
圖14所示，該凸卡條44′也可為具止逆效果的頂緣為尖錐狀的構造，使其具有更佳的卡制效果。
如
圖15所示，上述該兩蓋體也可以兩個阻隔片45代替就可以，而將兩阻隔片45置入基板4兩端內端，同樣可當成蓋體。
由以上說明可知，本實用新型的熱交換器冷媒主管，相對於以往的熱交換器冷媒主管，有以下優點1．可節省製程利用基板4的具直接夾緊效果的開叉夾腳41，以及一般鋁材本身表面具有相當的澀韌性，使罩板3與基板4尚未置入焊爐加溫前，罩板3的邊緣32被固於夾腳41中，由於有外側腳411及內側腳412的共同夾持，本身結構就可達到較佳程度的夾合定位效果，不必再利用任何其他夾具或夾扣程序，所以可節省製程。
2．擋止限位支管利用基板4的開叉夾腳41的內側腳412限制冷媒支管固定位置，可避免支管於組裝時插入過深，且因基板4非clad材，於高溫時表面不會產生熔融焊料，所以支管6插入主管內的管口61隻與該基板4牴觸而具有阻擋效果，使罩板3於高溫時所產生的表面焊料不會被捲入該支管6管口61，因此可避免產生流路阻塞。
3．作業便利因阻隔片45與罩板3和基板4組合後的內部截面具相同形廓，且具有與開叉夾腳41的內側腳412卡合的缺口453，因此可直接定位，不需如上述第二種習知例必須再於擋止部73設置固定孔74的結合構造，可省下設置固定孔74所需的時間，增加作業的便利性，而且不需再將凸出部72彎曲緊抵罩板60，也可節省作業程序。
4．一物多用基板4兩側開叉夾腳41的兩內側腳412的間距小於支管6的外徑，可使支管6擋止於內側腳412上。藉由支管6緊抵於內側腳412上，可於整體送入焊爐時，防止因管內、管外的溫差所產生的倒吸焊錫現象。另外該開叉夾腳41是呈錐狀，在與罩板3的兩側邊緣32卡制後，其剩餘的縫隙可用來導流累積罩板3表層融熔的焊錫，而使焊接更為完整緊密，再加上定位阻隔片及夾固罩板，因此，本實用新型的夾腳本體具有多種功用。與以往必須分別設置擋止及固定構造，具有便利的優點。
本實用新型依上揭構造可應用於冷凝器、蒸發器及散熱器等產品，如
圖16所示，是一種同樣包含主管7及支管6的散熱器的實施例。
綜上所述，本實用新型的一種熱交換器冷媒主管，藉開叉夾腳的構造，具有節省製程、擋止限位支管、作業便利及一物多用等效果。
權利要求1．一種熱交換器冷媒主管，該熱交換器由兩個冷媒主管與多數個冷媒支管組成，該冷媒主管包括一個罩板、一個基板、多數個阻隔片及兩個蓋體，該罩板是一個由表層熔點較裡層熔點低且有特定厚度的鋁合金覆面板材所製成而具U型截面的長條狀板體，在該U型封閉側的拱凸面上設有多數以相等距離排列的槽孔，該基板是一個以鋁擠型製成呈弧曲截面的長條狀體，於其截面的兩側端緣上各形成一個開叉夾腳，該阻隔片是由鋁合金覆面板材所製成，而卡制於該罩板及基板組合後的內部，該兩蓋體由鋁合金覆面板材所製成，而套合於該罩板及基板組合後的冷媒主管兩端，其特徵在於該基板的開叉夾腳分別具有一個外側腳及一個內側腳，且內外側腳間形成一個錐狀夾口，該錐形夾口底層封閉端的寬度小於該罩板端緣的寬度，該罩板端緣的寬度小於該錐狀夾口的寬度，該罩板的U型截面兩側壁嵌插於該開叉夾腳間。
2．如權利要求1所述的熱交換器冷媒主管，其特徵在於該基板兩側端緣的開叉夾腳的內側腳間距小於該冷媒支管的外徑，該冷媒支管抵止於該兩內側腳。
3．如權利要求1所述的熱交換器冷媒主管，其特徵在於該阻隔片具有與該罩板及基板組合後的內部截面相同的形廓，每一該阻隔片包含一個第一嵌合部、一個第二嵌合部及一對缺口，該第一嵌合部對應嵌入於該基板內，該第二嵌合部嵌入於該罩板內，該對缺口套嵌於該基板上開叉夾腳的內側腳。
4．如權利要求1所述的熱交換器冷媒主管，其特徵在於該蓋體與該阻隔片構造相同。
5．一種熱交換器冷媒主管，該熱交換器由兩個冷媒主管與多數個冷媒支管組合而成，該冷媒主管包括一個罩板、一個基板、多數個阻隔片及兩個蓋體，該罩板是一個由表層熔點較裡層熔點低且有特定厚度的鋁合金覆面板材所製成而具U型截面的長條狀板體，在該U型封閉側的拱凸面上設有多數相等距離排列的槽孔，該基板是以鋁擠型製成呈弧曲截面的長條狀體，於截面的兩側端緣上各形成一個開叉夾腳，該阻隔片由鋁合金覆面板材所製成，而卡制於該罩板及基板組合後的內部，該兩蓋體是由鋁合金覆面板材所製成，而套合於該罩板及基板組合後的冷媒主管兩端，其特徵在於該基板的開叉夾腳分別具有一個外側腳及一個內側腳，該夾腳內部側壁形成有凸卡條，該罩板的U型截兩側壁嵌插於該開叉夾腳間，且受到該凸卡條的嵌卡。
6．如權利要求5所述的熱交換器冷媒主管，其特徵在於該凸卡條具有尖錐狀的頂緣。
7．如權利要求5所述的熱交換器冷媒主管，其特徵在於該基板兩側端緣的開叉夾腳的內側腳間距小於該冷媒支管的外徑，該冷媒支管抵止於該兩內側腳。
8．如權利要求5所述的熱交換器冷媒主管，其特徵在於該阻隔片具有與該罩板及基板組合後的內部截面相同的形廓，每一該阻隔片包含一個第一嵌合部、一個第二嵌合部及一對缺口，該第一嵌合部對應嵌入於該基板內，該第二嵌合部嵌入於該罩板內，該對缺口套嵌於該基板上開叉夾腳的內側腳。
9．如權利要求5所述的熱交換器冷媒主管，其特徵在於該蓋體與該阻隔片構造相同。
專利摘要一種熱交換器冷媒主管,具有以鋁擠型製成呈弧曲截面而且與罩板具相同長度的長條狀體為基板,其截面兩側端緣上各形成一U型開叉夾腳,該開叉夾腳具有外側腳及內側腳,使具鋁合金覆面板材的罩板的U型截面兩側壁嵌插於內、外側夾腳間,數阻隔片具有罩板與基板組合後的內部截面相同形廓,可卡制於開叉夾腳的內側腳,冷媒支管套設於罩板的槽孔且擋止於開叉夾腳的內側腳,使開叉夾腳兼具直接夾持、定位阻隔片及擋規的功能。
文檔編號F28F1/10GK2312440SQ9720972
公開日1999年3月31日 申請日期1997年1月30日 優先權日1997年1月30日
發明者萬正在 申請人:萬在工業股份有限公司