家用製冷裝置的蒸發器的製作方法

2023-11-02 02:27:17

專利名稱：家用製冷裝置的蒸發器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種換熱器，尤其是一種用於家用製冷裝置，如冰箱、冷卻和冷凍組合裝置等的蒸發器，它具有一種管狀的、至少近似於導熱設計的製冷介質管路，這種管路至少近似地作成曲折形狀並且固定在一個至少近似於導熱設計的基板上，至少極大程度上為導熱接觸。
對於在家用冰箱裡所用的蒸發器來說已知的方法是將其用於引導製冷介質的製冷介質通道按照無切屑成型的方法應用了滾焊法或者區段焊接法(Z-Bond-Verfahren)置入在鋁基板裡。此外冰箱也使用這樣的蒸發器，它由鋁基板和分離開的預製成曲折形狀的鋁管組成，鋁管固定在基板上與之成導熱接觸。為了把製冷介質導管固定在基板上，已知的方法例如是把預製管用釺焊連接固定在基板上。為此例如其中一個焊接件就覆塗一層用作釺焊料的薄層，當焊接件加熱時該薄層就與另一個預定用於釺焊的焊接件連接起來，這樣基板就和預先成型的管子連接起來形成導熱接觸。將製冷劑管路固定在基板上的這種方式不僅製造加工費事，因而也費用高，而且還有以下的危險蒸發器的兩大部分的導熱連接也受到製造部門員工的工作細心謹慎程度的影響。在實際中另一種推行的將鋁製製冷介質管路與鋁基板導熱連接的方法是通過應用一種包覆鋁的粘結帶來作好準備，藉助這種粘結帶為了實現導熱接觸就將用一定壓緊力壓在鋁基板上的管路沿著其曲折線布置搭接，並用粘結帶的搭接端部固定在基板上。這種緊固方式的先決條件還在於要對兩個連接件至少在一定程度的無塵和無油脂情況下進行加工技術方面比較費事的預處理，以便能夠達到保證在兩個部件之間實現導熱接觸的保持力，這個力是由包覆鋁的粘結帶產生的。另外粘結帶的適合於大批量的位置準確的塗貼只有在加工技術方面費很大勁才有可能。
本發明的任務是對於權利要求1的前序部分所述的換熱器用簡單的結構措施來避免目前所存在的缺點。
按照本發明，解決此項任務的方法是使製冷介質管路形狀連接地/或者力連接地通過一種至少本質上是粘著作用的在液態初始狀態下經加工的保持介質保持固定住，這種保持介質在硬化狀態下至少基本上就使製冷介質管路固定在基板上，其中保持介質與接觸部位，即製冷介質管路和基板的接觸部位至少本質上是分隔開的。
由於使用了一種在其加工時為液態的保持介質以便用於例如將一種由鋁製的管路固定在一種同樣由鋁製成的基板上，因而確保了流體的保持介質能夠跟隨曲折彎曲的製冷介質管路的輪廓外形，這樣由於保持介質的粘著作用使製冷介質管路在其全長上功能特別可靠地保持與基板形成導熱接觸，其中基板上的整個保持面可以塗覆液體的保持介質用於固定住管路，這種管路在塗覆保持介質之前就以導熱接觸地在一定的保持力作用下壓在保持面上了。同時把預製的製冷介質管路壓緊在基板的保持表面上就保證了使液體的保持介質與位於製冷介質管路和基板之間起熱交換作用的接觸部分分隔開。由於用液態的保持介質在基板的保持面上形成了這種塗覆層，因而在液態的保持介質硬化之後就使致冷介質管路至少儘可能地埋入在這保持介質裡了，因此致冷介質管路一方面以特別強烈的導熱接觸而且另一方面又位置特別準確地牢固地固定在基板的保持面上。由於使用了一種粘著作用的液態保持介質，在這兩個要連接的元部件之間並不損失保持力還避免了這兩個元部件的清理過程，這是很費事的，而例如對於釺焊連接來說就必須要清理。在已有的製造蒸發器的方法中，例如滾焊法和區段焊接法(Z-Bond-Verfahran)，或者致冷介質管路釺焊在基板上，這些方法都會產生一些問題，也就是受製造加工的制約會引起蒸發器發生翹曲，而對於按本發明的蒸發器來說至少就徹底儘可能地這些問題。因此作為冷壁蒸發器所使用的蒸發器板就在一個冷卻物容器的隔熱面上就有特別可靠的平面的和導熱的接觸。
在沒有附加的輔助手段的情況下，具有下面一種致冷介質管路的蒸發器的預製製冷介質管路在基板的保持面上就保持得尤其牢靠，這種致冷介質管路的橫斷面為經過變形的圓形，並至少有一段近似平坦的接觸面，如果按照本發明主題的一種優選的實施形式使保持介質的表面在硬化狀態下就位於變形的圓形斷面的面積重心之上，那麼致冷介質管路的近似平坦的接觸面至少就很大程度上導熱地貼靠在基板上。由於用例如一種D形橫斷面或者一種橢圓形橫斷面設計致冷介質管路，而且其尺寸為硬化的保持介質的層高，因而在沒有附加措施的情況下致冷介質管路就形狀連接地保持在基板的保持面上。此外由於硬化狀態下保持介質的體積收縮就使得這管路在預張緊作用下壓到基板的保持面上，以實現在此基板和致冷介質管路之間特別強烈的熱量轉移。此外由於在致冷介質管路上形成了一個平坦的接觸表面就保證了致冷介質管路在基板的保持面上特別有效和肯定的接觸從而引起特別強烈的熱交換。
所謂橢圓這裡應該是一個沿著一個對稱軸線而延伸的在兩端具有折彎的極限線的面積。這些面例如可以是一個橢圓或者兩個相對的平圓或者半橢圓，在中間有一個矩形。
若按照本發明的下一個有利的技術方案，使致冷介質管路的變形的圓形橫斷面設計成至少近似為半圓形，那麼製冷介質管路的平坦接觸面就可以尤其方便地製成。
按照本發明主題的另外一種優選的實施形式，規定這些介質設計成在液態初始狀態下加工的阻熱材料。
由於製冷介質管路在基板的保持面上採用了這樣一種固定方法，因而可以有目的地影響基板的冷量釋放。以這種方式所製成的蒸發器尤其適合用作為所謂冷壁蒸發器，這是由於阻熱材料至多只是無足輕重地降低了裝有冷壁蒸發器的壁板的隔熱效果。
按照本發明主題下一種優選的實施形式，規定阻熱材料由發泡起來的隔熱材料形成。
由於使用了發泡的隔熱材料用於使製冷介質管路固定在基板的保持面上，因而可用簡單的方式製成蒸發器，這種蒸發器特別適合用作為一種家用冰箱的所謂冷壁蒸發器。另外，裝有冷壁蒸發器的冰箱壁至多會使隔熱能力有些降低，但這是可忽略的很小的降低。另外由於在隔熱材料發泡起來時在把製冷介質管路壓到基板上的壓緊工具之內就形成了壓力，這也確保了，隔熱材料至少在極大程度上浸潤了位於基板和製冷介質管路之間的接觸部位之外的自由面，並且因而實現了製冷介質管路在基板上有特別有效的固定。
按照本發明主題的另外一種優選實施型式，規定隔熱材料由聚胺酯泡沫材料形成。
一方面由於液態狀態下聚胺酯泡沫材料的粘著作用，另一方面由於泡沫材料的機械強度比較高，因此蒸發器基板上的製冷介質管路與基板保持導熱接觸，尤其在大批量生產時也保證過程可靠而且從力學上看位置是穩固的。
若按照本發明主題的另外一種有利的技術方案，規定保持介質至少局部地沿著製冷介質管路的曲折變化曲線蓋住這製冷介質管路，那麼使管路保持在基板上的位置就特別穩固可靠。
按照本發明主題的下一種優選的實施型式，規定了製冷介質管路的局部覆蓋通過一種至少近似於網狀的表面式樣製成。
由於將製冷介質管路網狀地覆蓋在管路的背離基板的外側面上，同時就保證了製冷介質管路足夠牢地固定在基板上，而且由於使用的材料最少就明顯地減少了用作為保持劑的發泡的隔熱材料的硬化時間並從而優化了蒸發器的加工製造時間。
按照本發明主題的最後一種優選的實施形式，規定了製冷介質管路和保持介質在其背離基板的面上被一種至少近似地具有基板外形尺寸的薄膜狀材料覆蓋住，這種薄膜狀材料由硬化的保持介質保持固定住。
由於在整個面上覆蓋了用於將製冷介質管路固定在基板上的保持介質，例如為發泡的隔熱材料，因而其本身在硬化狀態下多孔疏鬆的隔熱材料就防止了機械磨損，例如由於操作冰箱中的蒸發器直至蒸發器的裝配引起的磨損。另外這種被覆蓋的蒸發器也適合用作為在冰箱的冷卻空腔內的所謂的後壁蒸發器。用作為水蒸氣閉鎖裝置的封閉薄膜尤其適合於用來覆蓋住發泡的隔熱材料。
以下的說明就根據附圖中簡化表示的一個實施例對發明進行敘述。圖示為

圖1從前面看的立體視圖表示的按本發明的板狀蒸發器；圖2按圖1中剖面線II-II表示的蒸發器的局部剖視圖。
圖1表示了一種板狀的例如用作為所謂冷壁蒸發器的蒸發器10，它有一個用導熱材料例如鋁或者也抗腐蝕的鋼板等製成的基板11。基板11在其大面積的一個側面上有一個保持面12，在此保持面上就放置了一種曲折形狀的用作為製冷介質管路13的管路並成導熱接觸，這種管路用的材料為導熱材料，例如鋁或者抗腐蝕鋼或者類似材料。為了從製冷介質管路13到基板11上形成最佳的熱傳導，使原來具有圓形橫斷面的製冷介質管路13的橫斷面改變形狀，從而使這致冷介質管路在改變形狀之後基本上具有一種D形的橫斷面，其支承面14基本為平的，製冷介質管路13的支承面14就與基板11成導熱接觸(見圖2)。為使製冷介質管路13導熱接觸地固定在基板11上，在此處將管路埋入在用作保持介質15的具有粘著作用的隔熱材料裡，從而形成一種夾層狀的蒸發器結構。這種隔熱材料在初始的液態狀態下至少塗在保持面12的部位上，該部位已由曲折形狀的、在液態保持介質塗覆之前就以一定的預緊力壓在基板11上的製冷介質管路13所佔有。由於在致冷介質管路13上作用有預緊力從而確保了管路13在基板11上的平面導熱的接觸，而且也阻止了液態的初始形狀的保持介質15可能進入支承面14和相應部分的保持面12之間。但是由於加工開始時為液體狀態的保持介質15就確保了由於其流動性使得由曲折外形的致冷管路13所形成的中間空腔至少被完全沒有縮孔地充填滿。經過填充就使埋入保持介質的致冷介質管路13其橫斷面的形狀而在粘著作用的保持介質15硬化之後形狀連接地不僅沿著保持面12，而且垂直於此地固定在保持介質15之內。將致冷介質管路13壓持在保持介質15之內還另外通過至少完全蓋住致冷介質管路13的網狀平面圖樣16來保證，該表面圖樣蓋在管路的與保持面12對峙的面上。由於保持介質15的這種網狀表面結構同時就確保了致冷介質管路13在其與支承面14對峙的面上只是部分地用保持介質15覆蓋住，並因而使在致冷介質管路14裡循環流動的致冷介質既可能向基板11也適用於一種例如自由懸掛地布置在冰箱的一個冷卻腔內的所謂後壁蒸發器。
除了在實施例中敘述作為保持介質15的隔熱材料，如發泡聚胺酯泡沫材料或類似材料之外，能夠注塑的熱固性塑料以成型料和注塑料也適合於用來將致冷介質管路13固定在基板11上，其中熱固性塑料的注塑料和成型料鑑於其粘著作用以及其一方面能夠保證基板11的熱膨脹，另一方面保證製冷介質管路13的熱膨脹，同時又使致冷介質管路13在基板11上所需要的保持力不變這樣的性能都必須進行選擇。
實施例中所示的製冷介質管路13的另一種方案也可以用具有圓形橫斷面的製冷介質管路。除了設計作為蒸發器之外按本發明的構造也適合於冷凝器的設計製造。
也可以使製冷介質管路和/或基板具有突起，硬化的保持介質與這些突起形狀連接地共同作用。
製冷介質管路和基板也可以只是通過保持介質的粘著作用而相互固定住並連接在一起。
權利要求
1.用於家用製冷裝置，如冰箱、製冷和冷凍組合裝置或其它類似裝置的蒸發器，它具有一種管狀的、至少近似於導熱設計的製冷介質管路，這種管路至少近似地作成曲折形狀並且固定在一個至少近似於導熱設計的基板上，至少極大程度上為導熱接觸，其特徵在於，製冷介質管路(13)形狀連接地和/或力連接地通過一種至少近似地有粘著作用的、在液態初始狀態下經過加工的保持介質(15)而保持固定住，這種介質在硬化之後至少基本上就使製冷介質管路(13)固定在基板(11)上，其中保持介質與位於管路(13)和基板(11)之間的接觸部位至少本質上是分離開的。
2.按權利要求1所述的蒸發器，具有一個製冷介質管路，它具有一種經變形的圓形橫斷面，並至少有一個近似平坦的支承面，製冷介質管路就以此支承面至少極大程度上導熱地貼靠在基板上，其特徵在於，保持介質(15)的硬化表面位於製冷介質管路(13)的經過變形的圓形橫斷面的面積重心之上。
3.按權利要求2所述的蒸發器，其特徵在於，製冷介質管路(13)的經過變形的圓形橫斷面至少設計成近似半圓形。
4.按權利要求1-3中任意一項所述的蒸發器，其特徵在於，保持介質(15)設計為在液態初始狀態下經過加工的阻熱材料。
5.按權利要求4所述的蒸發器，其特徵在於，阻熱材料由發泡的隔熱材料構成。
6.按權利要求5所述的蒸發器，其特徵在於，隔熱材料由可發泡的聚胺酯泡沫材料形成。
7.按權利要求1-6中任意一項所述的蒸發器，其特徵在於，保持介質(15)至少局部地沿著製冷介質管路的曲折形狀的曲線將製冷介質管路(13)覆蓋住了。
8.按權利要求7所述的蒸發器，其特徵在於，製冷介質管路(13)的局部覆蓋是通過一種至少近似網狀的平面圖樣(16)來產生的。
9.按權利要求1-8中任意一項所述的蒸發器，其特徵在於，製冷介質管路(13)和保持介質(15)在它們的背離基板(11)的面上由一種至少近似具有基板(11)外形尺寸的薄膜狀材料蓋住，這種材料被硬化的保持介質(15)保持固定住。
全文摘要
本發明涉及一種家用製冷裝置,如冰箱、冷卻和冷凍組合裝置等的蒸發器,它具有一種管狀的、至少近似於導熱設計的製冷介質管路(13),這種管路至少近似地作成曲折形狀並且固定在一個至少近似於導熱設計的基板(11)上,至少極大程度上為導熱接觸;它具有一種鋁基板,這種基板例如通過釺焊或者藉助於一種鋁包覆的粘結帶通過粘結來固定住呈折曲形狀的鋁管並成導熱接觸。這樣來設置管路的缺點是一方面工作量較大,另一方面是管路與基板的導熱接觸並不可靠。為此本發明建議,藉助於聚胺酯泡沫材料通過發泡而將管路固定在基板上。
文檔編號F25B39/02GK1370263SQ00811684
公開日2002年9月18日 申請日期2000年8月11日 優先權日1999年8月16日
發明者D·切斯利克, A·馬德 申請人:Bsh博施及西門子家用器具有限公司