微通道热交换器管支撑支架

技术领域

示例性实施例涉及热交换器领域。更特别地，本公开涉及折叠或带状弯曲微通道热交换器的支撑件。

背景技术

微通道热交换器通常由连接到热交换器的制冷剂通道的含制冷剂歧管支撑。用于支撑微通道热交换器的另一个支撑系统是包绕热交换器的框架。最近，对折叠或带状弯曲热交换器的兴趣增加。在此类热交换器中，歧管仅设置在热交换器的第一端部处，使得热交换器的第二端部不具有可用于支撑热交换器的歧管。目前，在此类情况下使用框架来封装热交换器并提供必要的支撑。框架经常不是成本有效或者对于所有热交换器而言都可行的。

发明内容

在一个实施例中，热交换器包括在其中限定多个流体通路的多个热交换管区段和设置在多个热交换管区段中的相邻热交换管区段之间的多个翅片。弯曲部形成在多个热交换管区段中，限定位于弯曲部的第一侧处的热交换器的第一部分和位于与第一侧相对的弯曲部的第二侧处的热交换器的第二部分。支撑件定位在弯曲部处或附近，支撑件包括支撑件基部和至少一个支撑件指状物，该至少一个支撑件指状物从支撑件基部延伸并且延伸到多个热交换管区段中的相邻热交换管区段之间的间隙中。

附加地或备选地，在该实施例或其它实施例中，弯曲部是带状弯曲部。

附加地或备选地，在该实施例或其它实施例中，支撑件固定到多个热交换管区段中的至少一个热交换管区段。

附加地或备选地，在该实施例或其它实施例中，至少一个支撑件指状物从支撑件基部正交地延伸。

附加地或备选地，在该实施例或其它实施例中，至少一个支撑件指状物从支撑件基部以指状物角度延伸，该指状物角度等于在弯曲部处的热交换管区段的带角度。

附加地或备选地，在该实施例或其它实施例中，弯曲部是锐角或钝角中的一个。

附加地或备选地，在该实施例或其它实施例中，弯曲部成180度的弯曲角度。

附加地或备选地，在该实施例或其它实施例中，第一集管在多个热交换管区段的第一端部处流体联接到多个热交换管区段，并且第二集管在与第一端部相对的多个热交换管区段的第二端部处流体联接到多个热交换管区段。

附加地或备选地，在该实施例或其它实施例中，弯曲部基本上位于第一端部和第二端部之间的多个热交换管区段的中点处。

附加地或备选地，在该实施例或其它实施例中，热交换器的第一部分基本上平行于热交换器的第二部分。

附加地或备选地，在该实施例或其它实施例中，弯曲部没有多个翅片。

附加地或备选地，在该实施例或其它实施例中，热交换器是基本上C形的。

附加地或备选地，在该实施例或其它实施例中，热交换器构造为蒸气压缩循环的冷凝器或蒸发器中的一个。

在另一个实施例中，一种形成热交换器的方法包括：布置多个热交换管区段，以在多个热交换管区段中的相邻热交换管区段之间限定至少一个间隙；和将支撑件固定到多个热交换管区段，支撑件包括支撑件基部和从支撑件基部延伸到至少一个间隙中的至少一个支撑件指状物。至少一个弯曲部形成在多个热交换管区段中。支撑件位于至少一个弯曲部处。

附加地或备选地，在该实施例或其它实施例中，将支撑件固定到多个热交换管区段包括将支撑件硬钎焊到多个热交换管区段中的至少一个热交换管区段。

附加地或备选地，在该实施例或其它实施例中，在形成至少一个弯曲部之前，支撑件固定到多个热交换管区段。

附加地或备选地，在该实施例或其它实施例中，多个翅片布置在多个热交换管区段中的相邻热交换管区段之间。

附加地或备选地，在该实施例或其它实施例中，至少一个弯曲部没有多个翅片。

附加地或备选地，在该实施例或其它实施例中，第一集管固定在多个热交换管区段的第一端部处，并且第二集管固定在与第一端部相对的多个热交换管区段的第二端部处。

附加地或备选地，在该实施例或其它实施例中，在形成至少一个弯曲部之后，支撑件安装和固定到多个热交换管区段。

附图说明

以下描述不应被视为以任何方式限制。参照附图，相似的元件被类似地标记：

图1是蒸气压缩循环的实施例的示意图；

图2是在弯曲操作之前的热交换器的实施例的平面图；

图3是热交换器的实施例的局部横截面图；

图4是形成在热交换器中的弯曲部的示意图；

图5是热交换器的弯曲部的实施例的局部透视图；

图6是热交换器的另一个实施例的透视图；

图7是包括支撑件的热交换器的实施例的局部透视图；

图8是包括支撑件的热交换器的另一个实施例的局部截面图；

图9是形成热交换器的方法的示意图；以及

图10是形成热交换器的另一种方法的示意图。

具体实施方式

参照附图，公开的设备和方法的一个或多个实施例的详细描述在本文中经由例示而非限制提出。

现在参照图1，示意性地示出加热、通风、空调和制冷(HVAC&R)系统的蒸气压缩制冷剂循环20。示例性HVAC&R系统包括但不限于例如分体式、组装式、冷却器式、屋顶式、超市式和移动式HVAC&R系统。制冷剂R构造成循环通过蒸气压缩循环20，使得制冷剂R在低温度和压力处蒸发时吸收热，并且在较高温度和压力处冷凝时释放热。

在该蒸气压缩制冷剂循环20内，制冷剂在如由箭头指示的逆时针方向上流动。压缩机22接收来自蒸发器24的制冷剂蒸气，并且将其压缩至较高温度和压力，其中相对热的蒸气接着经过至冷凝器26，在冷凝器26中，通过与诸如空气的冷却介质(未示出)的热交换关系，该相对热的蒸气被冷却并冷凝至液体状态。液体制冷剂R接着从冷凝器26经过至膨胀装置28，在膨胀装置28中，制冷剂R在其经过至蒸发器24时膨胀到低温两相液体/蒸气状态。低压蒸气接着返回到压缩机22，在压缩机22中循环重复。

现在参照图2，更详细地示出构造用于在蒸气压缩循环20中使用的热交换器30的实例。热交换器30可用作蒸气压缩循环20中的冷凝器26或蒸发器24。热交换器30至少包括第一歧管或集管32、与第一歧管32间隔开的第二歧管或集管34、以及以间隔开的平行关系在第一歧管32和第二歧管34之间延伸并连接第一歧管32和第二歧管34的多个热交换管区段36。在示出的非限制性实施例中，第一集管32和第二集管34大体上水平地定向，并且热交换管区段36在两个集管32、34之间大体上竖直地延伸。然而，在其它构型中，第一集管32和第二集管34基本上竖直地布置，并且热交换管区段36在第一集管32和第二集管34之间水平地延伸。

现在参照图3，示出热交换管区段36的实施例的截面图。热交换管区段36包括变平的微通道热交换管，该变平的微通道热交换管具有前缘40、后缘42、第一表面44和第二表面46。热交换管区段36的前缘40相对于穿过热交换器30并横跨热交换管区段36流动的气流A在其相应的后缘42上游。热交换管区段36的内部流动通路可由内壁分成多个离散的流动通道48，多个离散的流动通道48在热交换管区段36的长度上从入口端部延伸到出口端部，并且在第一歧管32和第二歧管34之间建立流体连通。流动通道48可具有圆形横截面或者例如矩形横截面、梯形横截面、三角形横截面或另一种非圆形横截面。包括离散流动通道48的热交换管区段36可使用已知技术和材料(包括但不限于挤出或折叠)形成。

本文中公开的热交换管区段36包括多个翅片50。在一些实施例中，翅片50由以带状蛇形方式折叠的翅片材料的连续条形成，由此提供多个紧密间隔的翅片50，多个紧密间隔的翅片50大体上正交于热交换管区段36延伸。热交换管区段36内的一种或多种流体与空气流A之间的热能交换通过共同形成主热交换表面的热交换管区段36的外表面44、46发生，并且还通过与限定第二热交换表面的翅片50的热能交换发生。

如图4和图5所示，弯曲部60形成在热交换器30的每个热交换管区段36中。弯曲部60围绕弯曲轴线52形成，弯曲轴线52基本上垂直于热交换管区段36的纵向轴线54延伸。在示出的实施例中，并且在图5中最佳地示出，弯曲部60是通过弯曲和扭曲热交换管区段36形成的带状弯曲部。在一些实施例中，带状弯曲部60围绕心轴(未示出)形成。本领域技术人员将认识到，可在带状弯曲部60的形成中使用其它手段或工具。在带状弯曲部60中，热交换管区段36在弯曲部60的每一端部处于第一方位，例如水平。沿着弯曲部60，热交换管区段36扭曲成使得在弯曲部60的中点处，热交换管区段36处于第二方位，例如竖直或接近竖直。然而，在本公开的范围内设想其它类型的弯曲部。在一些实施例中，带状弯曲部60用于形成相对于空气流A的多管程热交换器30构型。然而，本领域技术人员将容易认识到，带状弯曲部60可用于形成其它热交换器形状，诸如例如V形热交换器30。

弯曲部60限定热交换管区段36的第一部段62和第二部段64，其中第一部段62和第二部段64设置在弯曲部60的相对侧处。在弯曲构型中，第一部段62限定热交换器30的第一管程或第一板，并且第二部段64限定热交换器30的第二管程或第二板，由此限定多管程热交换器30构型。在示出的实施例中，弯曲部60在第一歧管32和第二歧管34之间形成在热交换管区段36的大约中点处，使得第一部段62和第二部段64具有大约相等的长度。在其它实施例中，可利用其它构型，其中第一部段62和第二部段64的长度可不相等。

如图所示，热交换器30可形成为使得第一部段62和第二部段64以相对于彼此的钝角或锐角中的一个布置。此外，如图5所示，弯曲部60可构造成使得第一部段62和第二部段64基本上平行。由于弯曲部60，故热交换器30可构造为如图5所示的平坦的平面热交换器30，或者构造为A形盘管或V形盘管热交换器30。此外，现在参照图6，热交换器30构型可采取其它形状，诸如C形热交换器30，其中弯曲部60是180度的弯曲部，并且热交换器30包括在弯曲部60和歧管32、34之间的附加弯曲部66、68。附加弯曲部66、68小于180度，导致图6所示的C形热交换器30。在一些实施例中，弯曲部66、68是带状弯曲部，而在其它实施例中，可使用其它类型的弯曲部。

再次参照图2，多个第一翅片50a布置在第一部段62处，并且多个第二翅片50b布置在第二部段64处，而每个热交换管区段36的弯曲部60部分没有任何翅片50。第一翅片50a和第二翅片50b可基本上相同，或者备选地可在尺寸、形状、密度或材料中的一个或多个上变化。

现在参照图7，热交换器30包括位于弯曲部60处的支撑件70。支撑件70是在弯曲部60处固定到热交换管区段36的梳状结构，其中不存在翅片50。支撑件70包括基部部分72和从基部部分72延伸的多个指状物74。指状物74构造成在弯曲部60处各自插入到相邻热交换管区段36之间的带间隙76中。在一些实施例中，支撑件70跨越整个热交换器宽度78，诸如图8中所示，而在其它实施例中，支撑件70仅跨越热交换器宽度78的部分，或者在弯曲部60处使用多个支撑件70，每个支撑件部分地沿着热交换器宽度78延伸。支撑件70通过例如硬钎焊固定到热交换管区段36。此外，在一些实施例中，支撑件70由与热交换管区段36相同的材料形成，而在其它实施例中，支撑件70材料可不同于热交换管区段36的材料，只要支撑件70可在弯曲部60处固定到热交换管区段36，以在弯曲部60处向热交换器30提供支撑。支撑件70用于将热交换器30固定到一个或多个支架84或其它安装结构，以将热交换器30定位在HVAC&R系统中。

在其它实施例中，指状物74插入到每个带间隙76中，而在其它实施例中，指状物74可从带间隙76中的至少一些省略，并且支撑件70仍然可在弯曲部60处向热交换器30提供足够的支撑。在图7的实施例中，多个指状物74从基部部分72正交地延伸。在图8的实施例中示出的另一个实施例中，多个指状物74以指状物角度80从基部部分72非正交地延伸，指状物角度80与弯曲部60的带角度82互补，并且在一些实施例中基本上等于带角度82，带角度82表示由于弯曲过程而产生的热交换管区段36的扭曲程度。在图8的实施例中，支撑件70通过例如胶水或其它粘合剂固定到热交换管区段36。

参照图9，示出形成热交换器30的方法的示意图。首先，组装热交换器30的芯。在图9的实施例中，在步骤100中，形成热交换管区段36，并且在步骤102处形成翅片50。在步骤104中，热交换管区段36和翅片堆叠成交替的层。在步骤106处，第一集管32和第二集管34安装到热交换管区段36。备选地，在另一个实施例中，第一集管32和第二集管34安装到热交换管区段36，之后翅片50插入在热交换管区段36之间。在框108中，一个或多个支撑件70插入到热交换器30中，形成芯组件。在框110处，芯组件硬钎焊在一起，从而将热交换管区段36、翅片50、集管32、34和支撑件70固定就位。在组件的硬钎焊之后，在框110处，一个或多个弯曲部60形成在热交换器30中。本领域技术人员将认识到，虽然在图9中示出的实施例中支撑件70在第一集管32和第二集管34的安装之后被安装，但是在其它实施例中，支撑件70在组件的硬钎焊之前的任何点处被安装。

虽然在图9的示例性方法中一个或多个弯曲部60在将支撑件70硬钎焊在热交换器中之后形成，但是将认识到，在其它实施例中，支撑件70可通过例如在形成一个或多个弯曲部60之后将支撑件70胶合就位来安装，如图10的流程图所示。

与需要由歧管32、34支撑或经由包绕热交换器30的框架支撑的当前热交换器相反，利用本公开的支撑件70允许从沿着热交换管区段36的各种位置支撑热交换器30。此外，支撑件70提供比先前的框架更加成本有效的解决方案。在热交换器30的一个或多个弯曲部60处或附近提供支撑件70具有防止热交换管区段36在弯曲过程期间正常发生的相对移动的附加益处，这提高系统鲁棒性。

术语“大约”旨在包括与基于提交申请时可用的装备的特定数量的测量相关联的误差程度。

本文中使用的术语出于仅描述特定实施例的目的，并且不旨在限制本公开。如本文中使用的，单数形式"一"、"一个"和"该"旨在也包括复数形式，除非上下文另外清楚地指出。还将理解的是，用语"包括(comprises)"和/或"包含(comprising)"在用于本说明书中时表示叙述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或构件的存在，但并未排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件构件和/或它们的组。

尽管参照一个或多个示例性实施例描述本公开，但本领域技术人员将理解，可作出各种改变，并且等同方案可替换其元件，而不脱离本公开的范围。此外，可作出许多改型以使特定情形或材料适合于本公开的教导，而不脱离其基本范围。因此，意图是，本公开不限于公开为构想用于执行本公开的最佳模式的特定实施例，而是本公开将包括落入权利要求的范围内的所有实施例。