CN105180677B - 热交换器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种热交换器及其制造方法，该热交换器能够通过较少的工序来制造。热交换器(30)由以下部分构成：筒状的中心壳体(31)；一对端板(32、33)，它们封闭中心壳体(31)的两端；以及多个热交换管(50)，其两端被这些端板(32、33)支承，并在内部流动有第1热介质。热交换管(50)是将比管的周长长的板材弯曲而形成的，板材的端部彼此至少在1处重叠，贯通了该重叠的内侧的板(51b)和外侧的板(52b)中的一方的第1焊道(56)与另一方熔合从而接合。
Description
技术领域
本发明涉及改良过的热交换器。
背景技术
为了对车辆行驶时产生的废气的热进行回收，使用内置有热交换管的热交换器。更具体而言，通过使废气在热交换管的内周流动并且使介质在热交换管的外周流动来进行废气的热的回收。即，废气的热经由热交换管传递给介质，能够回收废气的热。在图17A中示出了日本特开2003-28586号公报中公开的热交换器用的热交换管。
参照图17A。热交换器中使用的热交换管110由以下部分构成：从正面观察呈大致U字状的第1壳体半体111；与该第1壳体半体111重叠的从正面观察呈大致U字状的第2壳体半体112；以及被收纳于由这些第1以及第2壳体半体111、112形成的方筒内的翅片115。第1壳体半体111的前端部111a以沿着第2壳体半体112的内周的方式稍微朝向内侧折弯。
参照图17B。如作为图17A的17B部分的放大图的图17B所示，一般情况下，热交换管110为了防止流体的泄露而将第1以及第2壳体半体111、112彼此焊接。进行焊接时形成焊道116，第1以及第2壳体半体111、112经由该焊道116接合。
但是，当焊道116比第1壳体半体111的外表面隆起的情况下，热交换管110的安装性变差。另一方面，也考虑过通过其他工序将隆起的部位116a切削掉，但是这种情况下，制作热交换管110所需要的工序増加。由此，热交换器的制造工序也増加。
发明内容
本发明的目的在于提供一种热交换器，该热交换器能够通过较少的工序来制造。
根据本发明的一方面，提供一种热交换器，该热交换器由以下部分构成：筒状的中心壳体；一对端板，它们封闭该中心壳体的两端；以及多个热交换管，其两端被这些端板支承，并在内部流动有第1热介质，通过所述第1热介质和流过所述热交换管的外周的第2热介质来进行热交换，其特征在于，所述热交换管是将比管的周长长的板材弯曲而形成的，所述板材的端部彼此至少在1处重叠，贯通了该重叠的内侧的板和外侧的板中的一方的第1焊道与另一方熔合从而接合。
这样，在本发明中，贯通了重叠的内侧的板和外侧的板中的一方的第1焊道与另一方熔合从而热交换管接合。即，第1焊道形成于内侧的板和外侧的板重叠的部位。由此，能够防止焊道比外侧的板的上表面隆起。因此，不再需要将焊道与外侧的板的上表面对齐而进行切削，能够通过较少的工序制造热交换管。由此，能够削减热交换器整体的制造工序，是有益的。
优选通过第2焊道来临时固定所述热交换管与所述端板的接点。
因此，能够可靠地将热交换管固定于端板上。
优选通过所述第2焊道来填补由所述内侧的板的外表面、所述外侧的板的端面以及所述端板形成的大致三角形的间隙。
因此，通过第2焊道来填补不可避免地形成的板厚的量的间隙。在进行用于将热交换管固定于端板的焊接时，能够同时填补间隙。不需要另行填补间隙，能够通过较少的工序制造热交换器，是有益的。
优选所述热交换管以所述第1热介质的流动方向为基准从上游侧至下游侧呈长圆形状连续的形状。
因此，热交换管从正面观察呈长圆形状。例如，当从正面观察是长方形的情况下，第1热介质容易向没有配置翅片的两端部流动。另一方面，通过使热交换管呈长圆形状，第1热介质难以向两端部流动，能够提高热交换效率。进而，通过形成为长圆形状，能够容易地进行焊接，并且，能够防止应力集中。进而，能够提高向端板的安装性。
优选在所述热交换管的内部收纳有翅片，
该翅片通过片状的钎料被钎焊于所述热交换管。
因此，与涂布糊状钎料的情况相比，能够缩短配置钎料所需要的作业时间。由此，能够缩短热交换管的制造所需要的时间，也能够缩短热交换器的制造所需要的时间。
进而，能够在将热交换管接合后，进行用于确认是否没有来自接合部的废气的泄露的泄漏确认。
优选所述第2焊道形成为点状，
在所述内侧的板的端部、所述外侧的板的端部以及这些板重叠的部位，所述内侧的板、所述外侧的板以及所述端板通过所述第2焊道被相互焊接，在所述热交换管的周缘连续形成有连续焊道，所述第2焊道被所述连续焊道覆盖。
因此，在将热交换管的周缘焊接于端板之前，将热交换管临时固定于端板。此时，特别是关于容易产生剥离的2张板重叠的部位，在2张板的端部以及2张板重叠的区域的至少1处被临时固定。由此，能够防止当将热交换管的周缘连续焊接于端板时，热交换管由于热的影响而从端板剥离。即，能够更可靠地将热交换管的周缘没有间隙地焊接于端板。
优选所述第2焊道是通过比所述连续焊道低能量的焊接而形成的。
假设在形成第2焊道的工序中采用高能量的焊接，则存在在热交换管上产生略微变形的情况，由此，之后的工序变得困难。另一方面，形成连续焊道的工序是在形成第2焊道的工序之后进行的。因此，为了可靠地防止端板与热交换管之间的间隙，通过比第2焊道高能量的焊接来形成所述连续焊道。根据以上，能够确保良好的组装性并能够可靠地防止间隙的产生。
优选在所述一对端板上都形成有供所述热交换管插入的支承孔，所述支承孔在周围具有突起部，该突起部形成为板厚朝向前端而变薄。
因此，支承孔的前端的厚度较薄，由此能够使支承孔的前端与热交换管的接合部的整体的厚度变薄。由此，能够抑制将热交换管焊接于端板上所需要的能量。此外，由于整体的厚度较薄，因此容易稳定地焊接。
根据本发明的其他方面，提供一种热交换器的制造方法，其特征在于，该热交换器的制造方法具有：准备工序，准备构成热交换管的从正面观察大致U字状的第1壳体半体和与该第1壳体半体一起构成热交换管的从正面观察大致U字状的第2壳体半体；重叠工序，使所述第1壳体半体以及所述第2壳体半体重叠，得到扁平状的管临时组装体；以及管焊接工序，通过第1焊道贯通所述第1壳体半体以及所述第2壳体半体重叠的部位的内侧的板和外侧的板中的一方并与另一方熔合，从而进行接合，由此得到热交换管。
这样，在其他方面的热交换器的制造方法中，通过第1焊道贯通第1壳体半体以及第2壳体半体重叠的部位的内侧的板和外侧的板中的一方，使熔合部位焊接于另一方。由此，第1焊道形成于内侧的板与外侧的板重叠的部位。能够防止焊道比外侧的板的上表面隆起。因此，不再需要将焊道与外侧的板的上表面对齐而进行切削，能够通过较少的工序制造热交换管。由此，能够削减热交换器整体的制造工序，是有益的。
所述热交换器的制造方法优选具有：插入工序，将所述热交换管插入一对端板中，得到管插入体；以及临时固定工序，通过第2焊道将所述热交换管临时固定于所述端板，并且，通过所述第2焊道来填补由所述内侧的板的外表面、所述外侧的板的端面以及所述端板形成的大致三角形的间隙，由此得到端板/管临时组装体。
因此，通过第2焊道来填补不可避免地形成的板厚的量的间隙。在进行将热交换管固定于端板的焊接时，能够同时填补间隙。不需要另行填补间隙，能够通过较少的工序制造热交换器，是有益的。
所述热交换器的制造方法优选在所述重叠工序之前具有钎料贴合工序，将片状的钎料贴合于所述第1壳体半体以及所述第2壳体半体，在所述重叠工序中，当得到所述管临时组装体时，同时通过所述2张钎料紧贴翅片并将该翅片夹入，该热交换器的制造方法具有：钎焊工序，将所述翅片钎焊于热交换管；以及主焊接工序，将所述热交换管的周缘连续地焊接于所述端板。
因此，考虑到在主焊接时，存在热交换管由于热的影响而稍微变形的情况。如果在钎焊之前进行主焊接，则存在由于主焊接时产生的变形，翅片的接合强度产生偏差的可能。关于这一点，通过在主焊接之前进行钎焊，对于翅片的整体而言，翅片的接合强度稳定。
进而，由于将热交换管焊接于端板，因此与将热交换管钎焊于端板的情况相比，能够使热交换管更坚固地接合。
所述热交换器的制造方法优选具有：插入工序，将所述热交换管插入一对端板，得到管插入体；以及临时固定工序，通过第2焊道将所述热交换管临时固定于所述端板，并且，通过所述第2焊道将所述内侧的板和所述外侧的板重叠的部位焊接于所述端板，由此得到端板/管临时组装体。
因此，通过第2焊道来填补不可避免地形成的板厚的量的间隙。能够在进行将热交换管固定于端板的焊接时，同时填补间隙。不需要另行填补间隙，能够通过较少的工序制造热交换器，是有益的。
优选所述临时固定工序是通过比所述主焊接工序低能量的焊接来进行的。
因此，假设在临时固定工序中采用高能量的焊接，则存在在热交换管上产生略微变形的情况，由此，之后的工序变得困难。另一方面，主焊接工序是在临时固定工序之后进行的。因此，为了可靠地将端板与热交换管接合，通过比第1以及第2焊道高能量的焊接来形成连续焊道。根据以上，能够确保良好的组装性并能够可靠地防止间隙的产生。
附图说明
以下，根据附图对本发明的优选的几个实施例进行详细说明，在图中，
图1是搭载有本发明的第1实施例的热交换器的废热回收装置的立体图。
图2是图1的热交换器的立体图。
图3是图1的热交换器的俯视剖视图。
图4是图2的热交换管的立体图。
图5是说明图1所示的排气部件外壳的制造方法中的从准备工序到钎料贴合工序的图。
图6是说明图1所示的排气部件外壳的制造方法中的从翅片临时固定工序到重叠工序的图。
图7是对图1所示的排气部件外壳的制造方法中的管焊接工序进行说明的图。
图8A以及图8B是对图1所示的排气部件外壳的制造方法中的插入工序进行说明的图。
图9A以及图9B是对图1所示的排气部件外壳的制造方法中的临时固定工序进行说明的图。
图10是对图1所示的排气部件外壳的制造方法中的钎焊工序进行说明的图。
图11是对图1所示的排气部件外壳的制造方法中的主焊接工序进行说明的图。
图12A～图12F是将比较例的热交换器的热交换管与第1实施例的热交换器的热交换管进行比较的图。
图13A以及图13B是将比较例的热交换器与第1实施例的热交换器进行比较的图。
图14是说明第2实施例的热交换器的制造方法的图。
图15是第3实施例的热交换器的主要部分的剖视图。
图16是第4实施例的热交换器的主要部分的剖视图。
图17A以及图17B是说明现有的热交换器的结构的图。
具体实施方式
图1～图4示出第1实施例的热交换器。
参照图1。废热回收装置10由以下部分构成：导入管11，其被导入内燃机中产生的废气(第1热介质)；分支部12，其与该导入管11连接；第1流路13，其与该分支部12连接并向导入管11的下游延伸；第2流路14，其沿着该第1流路13从分支部12延伸；热交换器30，其形成该第2流路14的一部分并将废气的热传递给介质(第2热介质)；热致动器16，其与该热交换器30连接；阀室17，第1以及第2流路13、14的下游端连接于该阀室17；排出管18，其与该阀室17连接并排出废气；以及阀，其收纳于阀室17并能够使第1流路13开闭。阀室17兼用作使通过了第1或第2流路13、14内的废气汇流的汇流部。
热交换器30连接有用于导入介质的介质导入管21(第2热介质导入管21)。并且，热交换器30连接有支承热致动器16的致动器支承部件22。致动器支承部件22连接有用于排出介质的介质排出管23(第2热介质排出管23)。
即，介质从介质导入管21被导入到热交换器30。被导入的介质在热交换器30内接受废气的热，并从介质排出管23被排出。即，热交换器30将废气的热能回收。关于热交换器30的详细情况，在图2以及图3中进行详细的说明。
参照图2。热交换器30由以下部分构成：大致方筒形状的中心壳体31，介质在其内部流动；上游侧端板32和下游侧端板33，它们以封闭该中心壳体31的两端的开口的方式安装；热交换管50，其安装于所述上游侧端板32和下游侧端板33之间，废气在其内部通过；以及翅片54，其收纳于该热交换管50中。
在从正面观察呈大致矩形状的上游侧端板32中插入有5根热交换管50。对于从正面观察呈大致矩形状的下游侧端板33而言也同样。
中心壳体31由下部壳体半体41和上部壳体半体42构成，其中下部壳体半体41从正面观察呈大致U字状，其形成中心壳体31的下半部分，上部壳体半体42与该下部壳体半体41接合并形成中心壳体31的上半部分。上部壳体半体42在正面观察时也呈大致U字状。
下部壳体半体41与上游侧端板32、下游侧端板33以及上部壳体半体42接合。
上部壳体半体42与上游侧端板32、下游侧端板33以及下部壳体半体41接合。
在上部壳体半体42的上表面部42c形成有供介质导入的介质导入口42b(第2热介质导入口42b)。在介质导入口42b中连接介质导入管21(参照图1)。
进而，在上部壳体半体42的上表面部42c形成有用于排出介质的介质排出口42d(第2热介质排出口42d)。在介质排出口42d中连接致动器支承部件22(参照图1)。
上部壳体半体42俯视呈大致矩形状。在这样的上部壳体半体42的上表面部42c形成有介质导入口42b以及介质排出口42d。以第1热介质的流动方向为基准，介质导入口42b形成于上部壳体半体42中的下游侧端部，介质排出口42d形成于上部壳体半体42中的上游侧端部。而且，以沿着上部壳体半体42的上表面部42c与第1热介质的流动方向正交的方向为基准，介质导入口42b形成于上部壳体半体42的一端部，介质排出口42d形成于上部壳体半体42的另一端部。高效地进行第1热介质与第2热介质的热交换。
参照图3。上游侧端板32由以下部分构成：上游侧底面部32a，其支承热交换管50的上游侧端部50a；以及上游侧壁部32b，其从该上游侧底面部32a的周缘一体地立起。上游侧壁部32b从上游侧底面部32a朝向下游侧延伸。上游侧壁部32b的前端部32c位于最下游侧。
在上游侧底面部32a形成有5个(多个)支承孔32d，该支承孔32d用于使热交换管34贯通并对其进行支承。上游侧壁部32b中，只有上游侧壁部32b的前端部32c与中心壳体31接合。
下游侧端板33也同样。即，下游侧端板33由以下部分构成：下游侧底面部33a，其支承热交换管50的下游侧端部50b；以及下游侧壁部33b，其从该下游侧底面部33a的周缘一体地立起。下游侧壁部33b从下游侧底面部33a朝向上游侧延伸。下游侧壁部33b的前端部33c位于最上游侧。
在下游侧底面部33a形成有5个(多个)支承孔33d，该支承孔33d用于使热交换管50贯通并对其进行支承。下游侧壁部33b中，只有下游侧壁部33b的前端部33c与中心壳体31接合。
上游侧壁部32b中，只有上游侧壁部32b的前端部32c与中心壳体31接合。由此，上游侧壁部32b的周缘不与中心壳体31接合。因此，能够将用于导入废气的部件相对于上游侧壁部32b的周缘直接接合。由于能够将流路与热交换器30直接接合，所以不需要另外增加用于连接流路和热交换器30的部件。由此，能够实现部件数量的削减。对于下游侧端板33也同样。关于热交换管50，在图4中进行详细的说明。
参照图4。热交换管50由形成为从正面观察呈大致U字状的第1壳体半体51和与该第1壳体半体51重叠接合的第2壳体半体52而形成为从正面观察呈大致长圆形状。
即，热交换管50形成为以第1热介质的流动方向(从前方到后方)为基准从上游侧至下游侧以长圆形状连续的形状。
第1壳体半体51由以下部分构成：第1底部51a，其在上下方向上延伸；以及第1壁部51b、51b，其从该第1底部51a的两端分别立起而形成。
在第1壳体半体51的第1底部51a配置有第1钎料53。经由该第1钎料53，翅片54被钎焊于第1壳体半体51。
第2壳体半体52也同样。即，正面观察呈大致U字状的第2壳体半体52由以下部分构成：第2底部52a，其在上下方向上延伸；以及第2壁部52b、52b，其从该第2底部52a的两端分别立起而形成。
在第2壳体半体52的第2底部52a配置有第2钎料55。经由该第2钎料55，翅片54被钎焊于第2壳体半体52。即，皱褶(corrugate)型的翅片54的上下的端部都通过钎料钎焊于壳体半体51、52从而被固定。第1以及第2钎料53、55都使用非晶态片材(Amorphous sheet)。
第2壁部52b的一部分与第1壁部51b的一部分重叠。即，第1壳体半体51的长度以及第2壳体半体的长度之和比热交换管50的管的周长长。第2壁部52b相对于第1壁部51b位于外侧。通过激光焊接将第2壳体半体52焊接于第1壳体半体51。
更详细地说，贯通了第2壁部52b的第1焊道56与第1壁部51b熔合，从而第2壳体半体52接合于第1壳体半体51。第1焊道56分别形成于长圆状的热交换管50的半圆部的顶点。进而，第1焊道56遍及热交换管50的前后方向连续形成。
这样的热交换管50是将比管的周长长的板材弯曲而形成的，板材的端部彼此至少在1处重叠，贯通该重叠的内侧的板和外侧的板中的一方的第1焊道56与该重叠的内侧的板和外侧的板中的另一方熔合，从而能够实现接合。
热交换管50从正面观察呈长圆形状。这里，热交换管50的形状也能够采用从正面观察是长方形状。除此以外，热交换管50的形状也能够采用任意的形状。而当采用了长圆形状的情况下，能够得到以下效果。例如，当热交换管50从正面观察呈长方形的情况下，第1热介质容易向没有配置翅片54的两端部流动。另一方面，通过使热交换管50形成为长圆形状，使第1热介质难以向两端部流动，能够提高热交换效率。进而，通过形成为长圆形状，能够容易地进行焊接，并且，能够防止应力集中。进而，能够提高向端板32、33(参照图2)的安装性。
另外，热交换管也能够由一张板材构成。在该情况下，1张板材的两端重叠。此外，热交换管也能够由三张以上的板材构成。
此外，用于钎焊翅片54的钎料也能够采用非晶态片材以外的片状的钎料。进而，还能够采用片状以外的钎料。
但是，作为钎料希望采用片状的钎料。与对糊状的钎料进行涂布的情况相比，能够缩短配置钎料所需要的作业时间。由此，能够缩短热交换管50的制造所需要的时间，也能够缩短热交换器30(参照图2)的制造所需要的时间。
进而，通过采用片状的钎料，钎料的厚度变得均匀。由此，能够抑制可能会产生于钎料与翅片54之间的间隙的偏差。进而，热交换管的第1壳体半体51以及第2壳体半体52的配合部是啮合配合。由此，能够通过负荷管理来夹紧热交换管50彼此，对热交换管50进行焊接时，能够在使翅片54与热交换管50紧贴的状态下进行焊接。
此外，配置钎料后不容易产生钎料的剥落，能够稳定地将翅片54接合于热交换管50。
进而，将热交换管50接合后，能够进行泄漏确认，该泄露确认用于确认是否没有来自接合部的废气的泄露。
关于这样的热交换器的制造方法，在图5～图11中进行详细的说明。
参照图5。首先，准备通过冲压成型而成型为规定的形状的第1壳体半体51及第2壳体半体52、以及第1钎料53、第2钎料55。
接下来，将矩形片状的第1钎料53配置于第1壳体半体51的第1底部51a，并且将矩形片状的第2钎料55配置于第2壳体半体52的第2底部52a。
接下来，在第1钎料53中的宽度方向中央以第1热介质的流动方向为基准，将上下游的端部的2处焊接于第1壳体半体51，得到第1带钎料壳体半体51A。在第2钎料55中的宽度方向中央以第1热介质的流动方向为基准，将上下游的端部的2处焊接于第2壳体半体52，得到第2带钎料壳体半体52A。由此，在各个壳体半体51、52上贴合有钎料53、55。另外，能够选择任意的位置、数量、方法将钎料53、55贴合于壳体半体51、52。
另外，在钎料贴合工序中，从钎料53、55朝向壳体半体51、52，能够通过点焊将钎料53、55焊接于壳体半体51、52。除此之外，可以为钎料贴合工序选择任意的方法。
参照图6。将翅片54载置于第1带钎料壳体半体51A的第1钎料53上(参照图5)。将被载置的翅片54的长度方向中央且为宽度方向两端的2处点焊于第1带钎料壳体半体51A。在翅片临时固定工序中，得到第1带钎料/翅片壳体半体51B。另外，能够选择任意的位置、数量、方法将翅片54临时固定于钎料。
接下来，通过使第2带钎料壳体半体52A与第1带钎料/翅片壳体半体51B重叠，得到管临时组装体50C。通过重叠，第2钎料55(参照图5)与翅片54接触。即，在重叠工序中，翅片54被夹入第1以及第2钎料中。
另外，在翅片临时固定工序中，可以将翅片54临时固定于第2带钎料壳体半体52A，得到第2带钎料以及翅片的壳体半体。
参照图7。从管临时组装体50C的重叠部位的外侧通过激光焊接装置61进行激光焊接。通过进行激光焊接而形成第1焊道56。第1焊道56贯通第2壁部52b，到达第1壁部51b。经过管焊接工序得到热交换管50。
即，通过第1焊道56贯通第1壳体半体51以及第2壳体半体52重叠部位的内侧的板(第1壁部51b)和外侧的板(第2壁部52b)中的一方(第2壁部52b)，使熔合部位焊接于另一方(第1壁部51b)，由此得到热交换管50。
参照图8A。将热交换管50的一端插入上游侧端板32的支承孔32d中，并且将热交换管50的另一端插入下游侧端板33的支承孔33d中。经由插入工序得到管插入体70A。
参照图8B。图8B是图8A的8B部分的放大图。通过第1壳体半体51的外表面51c、第2壳体半体52的端面52c以及上游侧端板32的支承孔32d形成有大致三角形的间隙S。该间隙S是根据配置于外侧的第2壳体半体52的板厚而不可避免地形成的。即，即使是在已将配置于内侧的第1壳体半体51朝向第2壳体半体52折弯的情况下，仍略微形成有间隙S。对于下游侧端板33(参照图3)而言也同样。
可以说该间隙S由内侧的板的外表面(外表面51c)、外侧的板的端面(端面52c)以及端板32形成。
下面，以上游侧端板32以及下游侧端板33中的上游侧端板32为例进行说明。另一方面，关于下游侧端板33，其与上游侧端板32经由同样的工序，省略其说明。此外，将上游侧端板32适当称为“端板32”。
参照图9A以及图9B。图9B是图9A的9B部分的放大图。将热交换管50激光焊接于端板32，通过多个点状的第2焊道71来临时固定。至少对长圆形状的热交换管50的曲线部分进行激光焊接。通过在临时固定工序中形成的第2焊道71来填补间隙S(参照图8B)。能够可靠地将热交换管50固定于端板32。
通过第2焊道71来填补不可避免地形成的板厚的量的间隙。在进行用于将热交换管50固定于端板32的焊接时，能够同时填补间隙。不需要另行填补间隙，能够通过较少的工序制造热交换器，是有益的。
参照图10。通过临时固定工序得到的端板/管临时组装体70D被放入真空炉62中。在真空炉62中，将翅片54钎焊于热交换管50。通过钎焊工序能够得到钎焊完成的端板/管临时组装体70E。
由于对进行了临时固定的热交换管50进行钎焊，因此不再需要准备用于在钎焊时固定热交换管50的夹具等。即，端板32发挥夹具的作用，能够减少生产所需的部件，降低热交换器的制造成本。
参照图11。在钎焊工序之后，将热交换管50的周缘连续地激光焊接于端板32。通过主焊接工序在热交换管50的周缘连续形成连续焊道72。通过主焊接工序能够得到端板/管组装体70F。主焊接工序与管焊接工序以及临时固定工序相比，输出被设定为高能量，进行高能量的焊接。
由于将热交换管50焊接于端板32，因此与将热交换管50钎焊于端板32的情况相比，能够得到稳定的气密性以及高强度。
也一并参照图8B以及图9B。第2焊道71被连续焊道72覆盖。即，在将热交换管50的周缘焊接于端板32之前，将热交换管50临时固定于端板32。此时，关于特别容易产生剥离的2片壁部51b、52b重叠的部位，在2片壁部51b、52b的端部以及2片壁部51b、52b重叠的区域的至少1处被临时固定。由此，能够防止当将热交换管50的周缘连续焊接于端板32时，热交换管50由于热的影响而从端板剥离。即，能够更可靠地将热交换管50的周缘没有间隙地焊接于端板32。
此外，连续焊道72是通过比第1以及第2焊道56、71高能量的焊接而形成的。假设在形成第1以及第2焊道56、71的工序(管焊接工序、临时固定工序)中采用高能量的焊接，则存在在热交换管50上产生略微变形的情况，由此，之后的工序变得困难。特别地，当将翅片54(参照图4)通过钎料53、55(参照图4)钎焊于热交换管50内的情况下，存在由于变形而钎焊性降低的可能。另一方面，形成连续焊道72的工序(主焊接工序)是在形成第1以及第2焊道56、71的工序之后进行的。因此，为了可靠地将端板32与热交换管50接合，通过比第1以及第2焊道56、71高能量的焊接来形成连续焊道72。根据上述，能够确保良好的组装性并能够可靠地防止间隙的产生。
参照图12A。在图12A中示出了使用于比较例1的热交换器的热交换管150。该热交换管150是使壳体半体151、152的前端彼此对位的结构。
这种情况下，作为使壳体半体151、152彼此接合的方法，考虑对对位部位进行焊接。但是，这种情况下形成的焊道会成为必然比壳体半体151、152的外表面隆起等不稳定的焊道形状。
另一方面，为了防止或者抑制焊道的隆起，考虑对对位的部位进行激光焊接。这种情况下，需要对对位部进行严密的管理以保证不产生间隙。如图所示，如果存在间隙，则激光从间隙向壳体半体151、152的内部泄露。存在泄露的激光照射于配置在内部的翅片等从而翅片等发生损伤的可能。
参照图12B～图12D。在图12B～图12D中示出了使用于比较例2的热交换器的热交换管250。该热交换管250的壳体半体251、252的端部彼此重叠。进而，将配置于外侧的壳体半体252的端面与配置于内侧的壳体半体251的外表面焊接。
这种情况下，作为使壳体半体251、252彼此接合的方法，考虑采用焊接。但是，如图12D所示，这种情况下形成的焊道253会成为比壳体半体252的外表面252a隆起等不稳定的焊道形状。如果焊道253比壳体半体252的外表面252a隆起，则向端板32、33(参照图3)的插入变得困难。此外，如果为了容易地进行插入而切削焊道253的隆起的部位，则会因这一作业导致作业时间变长。
另一方面，为了防止或者抑制焊道的隆起，考虑采用激光焊接。这种情况下，当与外侧的壳体半体252的端面对齐地照射激光的情况下，由于壳体半体252的端面的熔融方式，焊道253的形状不稳定。因此，存在因热交换管250的不同，接合强度产生偏差的可能。
参照图12E、图12F。图12E、图12F中示出了使用于实施例的热交换器的热交换管50。
热交换管50中，贯通了重叠的第1壁部51b与第2壁部52b中的第2壁部52b的第1焊道56与第1壁部51b熔合从而实现接合。即，第1焊道56形成于第1壁部51b与第2壁部52b重叠的部位。由此，能够防止第1焊道56比第2壁部52b的外表面隆起。因此，不再需要将第1焊道56与第2壁部52b的外表面对齐而进行切削，能够通过较少的工序制造热交换管50。由此，还能够削减热交换器30整体的制造工序，是有益的。进而，由于第1焊道56的形状稳定，因此不易产生每个热交换管50的接合强度的偏差。即，接合强度稳定。
参照图13A。在图13A中示出了比较例3的制造方法。在比较例3的制造方法中，在进行临时固定工序并进行了主焊接工序之后，进行钎焊工序。
但是，考虑到在进行主焊接时，由于热的影响，热交换管50会稍微变形。如果在钎焊之前进行主焊接，则存在由于主焊接时可能产生的变形导致翅片54(参照图4)的接合强度产生偏差的可能。
参照图13B。在图13B中示出了实施例的制造方法。在实施例的制造方法中，在进行临时固定工序并进行了钎焊工序之后，进行主焊接工序。
通过在主焊接之前进行钎焊，对于翅片整体而言，翅片的接合强度稳定。
参照图14。图14示出了第2实施例的热交换器的制造方法。
只对与第1实施例的制造方法不同的部分进行说明，省略对与第1实施例的制造方法相同的部分的说明。关于与第1实施例相同的构成要素，沿用标号，省略详细的说明。
根据第2实施例的制造方法，在管焊接工序之后，使用连续炉63进行钎焊。经过了连续炉钎焊工序的热交换管80被插入上游侧以及下游侧端板32、33。此后，将热交换管80的周缘连续焊接于端板32、33。
在这种情况下也能够获得本发明规定的效果。进而，由于使用连续炉63进行钎焊，与使用真空炉62(参照图10)等间歇式炉进行钎焊的情况相比，能够迅速地进行钎焊。
参照图15A以及图15B。在图15A以及图15B中示出了第3实施例的热交换器的剖视图。只对与第1实施例的热交换器不同的部分进行说明，省略对于与第1实施例的热交换器相同部分的说明。关于与第1实施例相同的构成要素，沿用标号，省略详细的说明。
端板92上形成有支承孔92d。支承孔92d预成型为从截面观察呈大致波形，然后通过进行孔加工而形成。由此，在支承孔92的周围形成有突起部。这些突起部以板厚朝向前端而变薄的方式形成。进而，支承孔92d的中心壳体31(参照图3)侧的端部的周缘部92e从截面观察呈圆弧形状。
当使用了这样的端板92的情况下，也能够获得本发明规定的效果。进而，由于支承孔92d的前端的厚度较薄，因此能够使其与热交换管50的接合部的整体厚度变薄。由此，能够抑制将热交换管50焊接于端板92所需要的能量。此外，由于整体的厚度较薄，能够以高效率进行稳定的焊接。进而，支承孔92d的中心壳体侧的端部的周缘部92e从截面观察呈圆弧形状。由此，周缘部92e发挥将热交换管50插入端板92时对热交换管50进行引导的作用。进而，热交换管能够压入端板92。由此，组装性提高。
另外，端板92能够采用于上游侧以及下游侧的任一侧。进而，端板92的支承孔92d的形成方法能够采用任意的方法。
参照图16A以及图16B。在图16A以及图16B中示出了第4实施例的热交换器的剖视图。只对与第1实施例的热交换器不同的部分进行说明，省略对与第1实施例的热交换器相同的部分的说明。关于与第1实施例相同的构成要素，沿用标号，省略详细的说明。
在端板102上形成有支承孔102d。支承孔102d预成型为从截面观察呈大致波形，然后通过进行孔加工而形成。由此，在支承孔102d的周围形成有突起部。这些突起部以板厚朝向前端而变薄的方式形成。进而，支承孔102d的中心壳体31(参照图3)侧的端部的周缘部102e，从截面观察呈朝向支承孔102d的锥形状。
当使用了这样的端板102的情况下，也能够获得本发明规定的效果。进而，由于支承孔102d的前端的厚度较薄，因此能够使其与热交换管50的接合部的整体的厚度变薄。由此，能够抑制将热交换管50焊接于端板102所需要的能量。此外，由于整体的厚度较薄，因此能够以高效率进行稳定的焊接。进而，支承孔102d的中心壳体侧的端部的周缘部102e从截面观察呈朝向支承孔102d的锥形状。由此，周缘部102e发挥将热交换管50插入端板102时对热交换管50进行引导的作用。进而，热交换管能够压入端板102。由此，组装性提高。
另外，端板102能够采用于上游侧以及下游侧的任一侧。进而，端板102的支承孔102d的形成方法能够采用任意的方法。进而，热交换管也可以压入端板。在这种情况下，能够在激光的临时焊接工序之前进行钎焊工序，能够连续进行临时焊接工序与主焊接工序。在这种情况下，由于在钎焊工序之前进行临时焊接工序，因此能够减少夹紧或释放临时组装体的工序。
另外，本发明的热交换器在实施方式中适用于废热回收装置，但是也能够适用于EGR(Exhaust Gas Recirculation：废弃再循环)冷却器或热电联产系统、热电发电装置。进而，也能够适用于除了如上述那样在废气的热与介质之间进行热交换的装置以外的装置。
进而，在本发明的热交换器中，也能够将各实施例组合。例如，可以对第1实施例的热交换器的任意一个端板采用实施例3的热交换器的端板。即，本发明只要能发挥作用/效果，就不限于实施例。本发明的热交换器适用于废热回收装置。
Claims (5)
1.一种热交换器(30)，其由以下部分构成：筒状的中心壳体(31)；一对端板(32、33)，它们封闭该中心壳体(31)的两端；以及多个热交换管(50；80)，其两端被这些端板(32、33)支承，并在内部流动有第1热介质，通过所述第1热介质和流过所述热交换管(50；80)的外周的第2热介质进行热交换，其特征在于，
所述热交换管(50；80)是将比管的周长长的板材弯曲而形成的，所述板材的端部彼此至少在1处重叠，贯通了该重叠的内侧的板(51b)和外侧的板(52b)中的一方的第1焊道(56)与另一方熔合从而接合，
通过第2焊道(71)来临时固定所述热交换管(50；80)与所述端板(32、33)的接点，
通过所述第2焊道(71)来填补由所述内侧的板(51b)的外表面(51c)、所述外侧的板(52b)的端面(52c)以及所述端板(32、33)形成的大致三角形的间隙(S)。
2.根据权利要求1所述的热交换器(30)，其中，
在所述热交换管(50；80)的内部收纳有翅片(54)，
该翅片(54)通过片状的钎料(53、55)被钎焊于所述热交换管(50；80)。
3.根据权利要求1所述的热交换器(30)，其中，
在所述一对端板(32、33)上都形成有供所述热交换管(50；80)插入的支承孔(92d；102d)，
所述支承孔(92d；102d)在周围具有突起部，该突起部形成为板厚朝向前端而变薄。
4.一种热交换器(30)的制造方法，其特征在于，该热交换器(30)的制造方法具有：
准备工序，准备构成热交换管(50；80)的从正面观察大致U字状的第1壳体半体(51)和与该第1壳体半体(51)一起构成热交换管(50；80)的从正面观察大致U字状的第2壳体半体(52)；
重叠工序，使所述第1壳体半体(51)以及所述第2壳体半体(52)重叠，得到扁平状的管临时组装体(50C)；
管焊接工序，通过第1焊道(56)贯通所述第1壳体半体(51)以及所述第2壳体半体(52)重叠的部位的内侧的板(51b)和外侧的板(52b)中的一方并与另一方熔合，从而进行接合，由此得到热交换管(50；80)；
插入工序，将所述热交换管(50；80)插入一对端板(32、33)，得到管插入体(70A)；以及
临时固定工序，通过第2焊道(71)将所述热交换管(50；80)临时固定于所述端板(32、33)，并且，通过所述第2焊道(71)来填补由所述内侧的板(51b)的外表面(51c)、所述外侧的板(52b)的端面(52c)以及所述端板(32、33)形成的大致三角形的间隙(S)，由此得到端板/管临时组装体(70D)。
5.根据权利要求4所述的热交换器(30)的制造方法，其中，
所述临时固定工序是通过比主焊接工序低能量的焊接来进行的。
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