[发明专利]热交换器管

说明书

一种用于热交换器的扁平管由单个金属材料片材制造。该金属材料片材具有第一边缘和第二边缘，该第一边缘和第二边缘布置成在管的一对宽壁之间彼此相邻。扁平区段从所述边缘延伸并且设置成彼此抵靠。布置在管的端部处的一对圆角壁将扁平区段连接到宽壁，并且所述一对圆角壁在由圆角壁的外表面界定的空间内通过焊缝连结。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年8月7日提交的美国临时专利申请第62/541,950号的优先权，其全部内容通过引用并入本文中。

背景技术

通常使用薄金属结构来构造热交换器，通过该薄金属结构输送流体。在使成本和重量最小化的不断尝试中，用于构造这些结构的材料的厚度正不断减小。然而，这种材料厚度方面的减小也可能具有使热交换器的耐久性下降的不期望效果。

前述问题特别地可见于用在车辆热交换器(诸如散热器、冷凝器等)中的管中。这种热交换器管通常是由薄铝合金材料构成的扁平管。当这种热交换器布置在车辆的前部处时，管的面向外的端部可能暴露于石块和其它碎片。这样的物体对管的暴露端的冲击可能导致管壁被打破，导致热交换器故障，从而必需对其进行更换。

这种类型的管通常由被形成为管形状的单个材料片材构成。在管的形成中，通常将片材的端部置于一起并将其彼此对接焊接，以形成封闭的管壁边界。在这种构造中，管具有均匀的壁厚度，该壁厚度必须被选择得足够大，以当暴露于石块等时提供必要的耐用性。

在美国公开专利申请第2009/0218085号中公开了常规的焊接管构造的若干种替代方案。在这些替代构造中，钎焊的热交换器管由一个或多个材料片材构成，其中在管端处设置重叠的材料层，以增加在这些端部处的有效管壁厚度并且加强该管。然而，由于需要许多成形操作，或者需要组装多个材料片材，或者需要以上两者，因此这些构造都需要非常复杂的轧管机。此外，这些构造都仅依赖于钎焊连接来封闭管，并且因此缺乏焊接连结部的强度。

发明内容

根据本发明的一些实施例，用于热交换器的管由单个金属材料片材制造。该管具有一对相反的间隔开的宽壁，所述一对宽壁限定管的小尺寸，其中管的内部容积设置在所述一对宽壁之间。该管的圆角壁在管的第一端部处界定内部容积，并且在该端部处连接所述相反的宽壁。该金属材料片材具有第一边缘和第二边缘，该第一边缘和第二边缘被布置成在所述一对宽壁之间彼此相邻。第一扁平区段从第一边缘延伸，并且第二扁平区段从第二边缘延伸。第一扁平区段和第二扁平区段设置成彼此抵靠。第二圆角壁和第三圆角壁被布置在管的与第一端部相反的第二端部处。第二圆角壁将第一扁平区段连接到宽壁中的一个宽壁，而第三圆角壁将第二扁平区段连接到宽壁中的另一个宽壁。第二圆角壁区段和第三圆角壁区段通过布置在由第二圆角壁和第三圆角壁的外表面界定的空间内的焊缝连结。

在至少一些这样的实施例中，在管的第一端部处的圆角壁的外表面具有等于管的小尺寸的半径，并且第二圆角壁和第三圆角壁中的每一个的外表面具有等于管的小尺寸的一半的半径。

在至少一些实施例中，第一扁平区段和第二扁平区段通过钎焊连结部彼此连接。在一些这样的实施例中，第一扁平区段也通过钎焊连结部连接到宽壁中的一个宽壁，并且第二扁平区段也通过钎焊连结部连接到宽壁中的另一个宽壁。

在一些实施例中，管内部容积在第二端部处由金属片材的第一边缘和第二边缘界定。在其它实施例中，管内部容积在第二端部处由第二圆角壁和第三圆角壁界定。在一些实施例中，管的小尺寸等于金属材料片材的厚度的四倍。

在一些实施例中，焊缝被完全设置到与第二圆角壁的外表面和第三圆角壁的外表面相切的平面的一侧。在其它实施例中，焊缝在这种平面的两侧上延伸。

根据本发明的另一个实施例，一种制作热交换器管的方法包括以下步骤：将连续的扁平金属材料片材进给到轧管机中；对扁平金属材料片材的相反的边缘卷边，以形成一对圆角端部；将金属材料片材形成为圆筒形形状，从而使圆角端部彼此接触；在圆角端部之间产生焊缝；使圆筒形形状扁平化；以及将热交换器管与连续的扁平金属材料片材分离。