[发明专利]使用明火钎焊制造铝制管翅式换热器的方法和系统以及由此生产的产品

说明书

背景技术

1.技术领域

本发明总体涉及管翅式换热器，具体涉及诸如HVAC系统之类的用铝管 制成的管翅式换热器的制造方法和生产设备。

2.现有技术的描述

如图1所示，通常的管翅式换热器(10)包括一叠大致平坦的金属翅片 (12)，这些翅片(12)夹在顶部端板(14)和底部端板(16)之间。用来标 示换热器端板的术语“顶部”和“底部”是基于在垂直发夹式膨胀压机中的膨 胀期间的换热器定向而得出的，如下文所述。术语“顶部”和“底部”不一定 表示在任何特定设置中的换热器定向。

翅片(12)具有穿过其形成的多个套环孔(18)，顶部端板和底部端板 (14，16)具有穿过其形成的对应孔(20)。当翅片(12)和端板(14，16)堆 叠时，各孔(18，20)轴向对准，以接纳多个穿过该堆叠件的U形发夹管(22)。 发夹管(22)通过将各一定长度的小管绕小直径心轴弯曲180度而形成。发夹 管(22)从底部端板(16)馈送或穿过松散堆叠的翅片组件，以使发夹管(22) 的开口端部(26)延伸超过顶部端板(14)。顶部端板(14)滑过发夹管(22) 的开口端部(26)，且发夹管(22)钎焊到翅片，或者使用发夹管膨胀器从翅 片(12)内机械地膨胀以与翅片(12)产生机械过盈配合。授予Haranaki等人 的美国专利第4,645,119号描述了一种将发夹管(22)钎焊到翅片(12)的工 艺。以Dees等人的名字于2008年6月13日提交的共同待审美国专利申请第 12/139,379号描述了一种用铝翅片和铜发夹管制造换热器的典型制造工艺，其 中使发夹管膨胀以与翅片过盈配合。发夹管端(26)延伸超过顶部端板(14) 的距离称为发夹管“突出”距离。突出距离通常约为1/2英寸。最后，回弯配 件(24)钎焊至发夹管(22)的开口端部(26)，从而形成穿过成叠翅片(12) 的蜿蜒流体回路。

换热器可由各种金属制成。最常用的材料是对翅片(12)用铝，对发夹管 (22)用铜。但是，由于腐蚀关系且还部分由于铜的价格上涨，HVAC制造商 需要转变专用于用铝翅片和铝管制造管翅式换热器的大量生产线。

图2是描述使用发夹管膨胀工艺用来批量生产铝制管翅式换热器的现有 技术的典型制造工艺的流程图。参见图1和2，如步骤(50)所示，翅片(12) 在翅片压机中通过冲压工艺形成，该压机诸如是美国密歇根州斯达哲斯市的布 尔橡树工具公司(Burr Oak Tool，Inc.)所生产的。铝翅片原料以金属片卷的形 式传送到压机。翅片原料从开卷机放出，被润滑，然后馈送通过翅片压机，在 该压机处，模具曳拉、细绘、冲切套环孔，并将翅片切割至所要求的长度和宽 度。由于生产翅片的工艺对于本领域的技术人员来说是众所周知的，因此在此 不再进一步讨论。将翅片(12)堆叠并分层以用于穿入过程，如图2的元素(58) 所示。

如图2的步骤(52)所示，用独立于翅片冲压过程(50)的冲压过程来制 造换热器的顶部端板和底部端板(14，16)。端板通常用相当硬的金属板制成。 端板(14，16)还可各包括弯曲部，这些弯曲部形成通道或类似型面以提供强度 和刚度。与翅片(12)的套环孔(18)对准的孔(20)通过压机和模具穿过端 板冲切而成。

在工艺步骤(54)中制造发夹管(22)。发夹管通常在发夹管弯曲机中形 成，诸如由美国密歇根州斯达哲斯市的布尔橡树工具公司(Burr Oak Tool，Inc.) 所生产的垂直弯曲发夹管弯曲机。根据原料管的外径，典型地在单个发夹管弯 曲机中同时加工通常多达六条线的管子。由于弯曲发夹管的工艺对于本领域的 技术人员来说是众所周知的，因此在此不再进一步讨论。

在步骤(56)，回弯配件(24)通过诸如由美国密歇根州斯达哲斯市的布 尔橡树工具公司(Burr Oak Tool，Inc.)所生产的回弯机或回弯头弯机形成。回 弯机自动弯曲和切割原料管以形成回弯配件(24)。如图3和4所示，现有技 术回弯配件(24)的端部(25)是切割成方形的。跨接配件也如本领域已知那 样制造。这些工艺步骤的细节是本领域的技术人员众所周知的，且因此在此不 再进一步讨论。