專利名稱：翅片、制造方法、換熱器管、換熱器和氣體冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在換熱器內(nèi)攪動(dòng)流體的翅片結(jié)構(gòu)，尤其是涉及一種設(shè)置在熱交換類型冷卻裝置的換熱器管內(nèi)側(cè)或者外側(cè)的攪動(dòng)流體的板翅，通過(guò)由被冷卻介質(zhì)或者致冷介質(zhì)組成的，在換熱器管內(nèi)側(cè)或者外側(cè)流動(dòng)的、包括被冷卻介質(zhì)或致冷介質(zhì)的流體內(nèi)產(chǎn)生具有攪動(dòng)作用的紊流或者渦流而增加換熱器管的壁面與流體之間的接觸來(lái)獲得顯著的熱交換作用，本發(fā)明涉及一種制造板翅的方法和內(nèi)置有板翅的換熱器管，以及換熱器或者至少有一個(gè)換熱器管的熱交換類型的氣體冷卻裝置。
背景技術(shù)：
近些年來(lái)，從再循環(huán)汽車廢氣的EGR冷卻器開始，常利用不同模式的流體換熱器，如液-液、液-氣、氣-氣和類似的換熱器來(lái)回收廢氣的廢熱，為了有效地散熱或者吸收流體的熱量，對(duì)燃料冷卻器、油冷卻器、中間冷卻器和類似的冷卻器以及其中流體流動(dòng)的換熱器管的內(nèi)部進(jìn)行不同的設(shè)計(jì)。例如，從柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)的廢氣中取出一部分，再返回到發(fā)動(dòng)機(jī)的吸氣系統(tǒng)被加入到混合氣體中的方法被認(rèn)為是EGR(廢氣再循環(huán))，這有效地限制了NOx(氮氧化物)的產(chǎn)生、減少了泵損失或者相應(yīng)燃燒氣體的溫度降導(dǎo)致的傳遞給冷卻溶液的熱量損失、提高了隨工作氣體的組分和量的變化而變化的特定的熱比率、提高了與之對(duì)應(yīng)的循環(huán)效率，作為一個(gè)用來(lái)凈化柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣并提高其熱效率的有效方法，該方法得到廣泛應(yīng)用。
但是，當(dāng)EGR氣體的溫度升高，并且EGR氣體數(shù)量增加時(shí)，其熱過(guò)程使EGR閥的耐用性惡化，這使得人們?cè)谠缙诰完P(guān)注EGR閥的破壞，并因此發(fā)現(xiàn)一個(gè)現(xiàn)象，就是由于吸氣溫度的升高而導(dǎo)致的充電效率的減少，使產(chǎn)生的燃料費(fèi)增加，這樣就有必要通過(guò)提供一個(gè)冷卻系統(tǒng)構(gòu)造一個(gè)水冷結(jié)構(gòu)來(lái)阻止這種現(xiàn)象的發(fā)生。為了避免這種情況，可采用一種利用發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻溶液、冷媒或者用于汽車空調(diào)器的冷風(fēng)冷卻EGR氣體的裝置，最重要的是，已經(jīng)提議利用發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水，使多個(gè)氣-液熱交換類型的EGR氣體冷卻裝置冷卻由一種氣體組成的EGR氣體，并且作為促進(jìn)熱交換作用的措施，可將不同模式的翅片設(shè)置在EGR氣體流動(dòng)的管的內(nèi)部。例如，在通過(guò)設(shè)置一個(gè)外管使得液體在供氣體流動(dòng)的內(nèi)管的外側(cè)流動(dòng)，而使氣體和液體之間進(jìn)行換熱的換熱器內(nèi)，有一雙管式換熱器(參見JP11-23181A第1頁(yè)至第6頁(yè)，附圖1和2)，就是將一塊金屬波紋板作為翅片嵌入內(nèi)管，還有一種雙管式換熱器(參見JP2000-111277A第1至12頁(yè)，附圖1至12)，它由一個(gè)供被冷卻介質(zhì)流動(dòng)在其內(nèi)側(cè)的內(nèi)管和一個(gè)圍繞在內(nèi)管外圓周并與內(nèi)管分離的外管，以及布置在內(nèi)管內(nèi)部并具有減輕熱應(yīng)力作用的散熱翅片組成，還有一種雙管式換熱器(參見JP2003-21478A第1至8頁(yè)，附圖1至7)它由一個(gè)供已冷卻介質(zhì)流動(dòng)在其內(nèi)側(cè)的內(nèi)管和一個(gè)圍繞在內(nèi)管外圓周并與內(nèi)管分離的外管，以及布置在內(nèi)管內(nèi)部的交叉翅片組成，等等。

發(fā)明內(nèi)容
在上述各個(gè)背景技術(shù)中，如日本專利申請(qǐng)JP11-23181A(第1至6頁(yè)，附圖1和2)、JP2000-111277A(第1至12頁(yè)，附圖1至12)、JP2003-21478A(第1至8頁(yè)，附圖1至7)所公開的雙管式EGR氣體冷卻器，雖然期望通過(guò)內(nèi)置波紋翅片或者交叉翅片將氣體的流動(dòng)分成細(xì)長(zhǎng)液柱來(lái)增加與翅片的接觸面積，但是構(gòu)成EGR氣體流動(dòng)路徑的管的內(nèi)表面的內(nèi)部圓周表面在長(zhǎng)度方向上遍及其總長(zhǎng)上卻常常是光滑的，所以在管中心附近的傳熱變得不充分，此外，氣體沿著EGR氣體管直線流動(dòng)，因此出現(xiàn)一個(gè)問題就是氣體紊流的形成變得不充分，熱傳導(dǎo)面的邊界層不足夠薄，所以熱傳導(dǎo)作用或多或少變得不完善。
此外，近些年來(lái)，在那些不但可以設(shè)置在EGR氣體冷卻裝置而且也可以設(shè)置在包括EGR氣體冷卻裝置在內(nèi)的其他熱交換類型的冷卻裝置內(nèi)的不同模式的換熱管內(nèi)，已經(jīng)提議將多個(gè)能進(jìn)一步提高換熱效率的翅片結(jié)構(gòu)如圖16A至161所示地設(shè)置在換熱器管的內(nèi)部，使主要包括已冷卻介質(zhì)的流體產(chǎn)生攪動(dòng)作用以達(dá)到各自最初期望的結(jié)果。例如，在圖16A中，通過(guò)在扁平換熱器管50的內(nèi)表面設(shè)置多個(gè)凸塊30，使得流入管內(nèi)的已冷卻介質(zhì)g由于攪動(dòng)作用而產(chǎn)生紊流來(lái)加強(qiáng)處于換熱器管50外圓周表面的冷卻介質(zhì)的熱交換作用。此外，在圖16B中，該結(jié)構(gòu)是將波形板翅片30a內(nèi)置于扁平換熱器管50a，流入管內(nèi)的被冷卻介質(zhì)g曲折流動(dòng)，在圖16C中，翅片30b以螺旋形內(nèi)置于圓柱形換熱器管50b，被冷卻介質(zhì)g漩流而產(chǎn)生渦流，在圖16D中，將擋板30c放入扁平換熱器管50c內(nèi)，迫使換熱器管50c內(nèi)流動(dòng)的被冷卻介質(zhì)g交替地曲折流動(dòng)以延長(zhǎng)其滯留在管內(nèi)的時(shí)間，由此提高換熱效率。盡管背景技術(shù)通過(guò)直接在換熱器管的內(nèi)表面形成凹口或者凸塊或者褶皺，或者另外在管內(nèi)部設(shè)置不同類型的板翅或者擋板使流入換熱器管內(nèi)的被冷卻介質(zhì)中強(qiáng)制產(chǎn)生紊流或者渦流以提高換熱效率，但是，在其加工或者固定方法中有許多困難，不能獲得充分的運(yùn)行所引起的嚴(yán)重問題有待于進(jìn)一步改進(jìn)。本發(fā)明的預(yù)定目的是提供一種解決這個(gè)問題的攪動(dòng)流體的翅片，盡管該翅片加工簡(jiǎn)單并且具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，但仍具有良好的冷卻效率并能容易地與不同形式的換熱器管結(jié)合成一體，本發(fā)明也提供一種制造翅片的方法和內(nèi)部裝有翅片的換熱器管，以及換熱器或者至少有一個(gè)換熱器管的熱交換類型的氣體冷卻裝置。
本發(fā)明用來(lái)解決上述問題的第一方面的攪動(dòng)流體的板翅設(shè)置在換熱器管的內(nèi)側(cè)或者外側(cè)，使由被冷卻介質(zhì)或者致冷介質(zhì)組成的流體在換熱器管的內(nèi)側(cè)或者外側(cè)流動(dòng)而產(chǎn)生具有攪動(dòng)作用的紊流或者渦流，其中板翅的葉片緣對(duì)接，使彼此上下相對(duì)，并且各個(gè)對(duì)接的葉片緣彼此交叉設(shè)置在換熱器管的內(nèi)側(cè)或者外側(cè)。
此外，本發(fā)明的特征在于，內(nèi)置于換熱器管內(nèi)，使葉片緣上下彼此交叉相對(duì)的攪動(dòng)流體的板翅是上下各自單獨(dú)加工。
此外，本發(fā)明的特征在于，內(nèi)置于換熱器管、使葉片緣上下彼此相對(duì)交叉的攪動(dòng)流體的板翅是上下各自同時(shí)在板材上加工，并且另外通過(guò)折疊板材的中間部分達(dá)到內(nèi)置攪動(dòng)流體翅片。
此外，本發(fā)明的特征在于，通過(guò)使葉片緣上下彼此交叉相對(duì)而內(nèi)置于換熱器管的攪動(dòng)流體的板翅通過(guò)重疊葉片緣，使葉片緣之間存在一個(gè)表面壓力而獲得內(nèi)置，或者是在攪動(dòng)流體的板翅的各個(gè)葉片緣之間留有間隔的內(nèi)置。
此外，在本發(fā)明的板翅中，優(yōu)選的是當(dāng)使葉片緣上下彼此相對(duì)交叉的部分板翅預(yù)知時(shí)，使葉片緣彼此交叉的預(yù)知的這部分翅片被預(yù)先形成有切口、凹口和凸塊或者類似物的結(jié)合部，上下板翅經(jīng)由結(jié)合部整體結(jié)合。
本發(fā)明第二方面提供的一種制造攪動(dòng)流體的板翅的方法，其特征在于攪動(dòng)流體的板翅設(shè)置在換熱器管的內(nèi)側(cè)或者外側(cè)，使被已冷卻介質(zhì)或者致冷介質(zhì)組成的流體在換熱器管的內(nèi)側(cè)或者外側(cè)流動(dòng)而產(chǎn)生具有攪動(dòng)作用的紊流或者渦流，其中，通過(guò)在由薄板組成的板材上形成多個(gè)預(yù)定切口部，并豎起殘留的切口部的凹口部分使其垂直于板材的表面，多個(gè)板翅在板材的表面上形成。
另外，本發(fā)明的特征在于，在板材上形成切口部的方法是壓制或者類似方法的機(jī)械加工方法，或者是通過(guò)蝕刻或者類似方法的化學(xué)加工方法，或者是采用激光束的光學(xué)方法，或者是類似于制造攪動(dòng)流體的板翅方法中的任何一種。
本發(fā)明第三方面提供的換熱器，其特征在于，換熱器內(nèi)至少有一個(gè)裝有流體攪動(dòng)翅片的換熱器管，該翅片設(shè)置在換熱器管的內(nèi)側(cè)或者外側(cè)以使由已冷卻介質(zhì)或者冷卻介質(zhì)組成的流體在換熱管內(nèi)流動(dòng)而產(chǎn)生具有攪動(dòng)作用的紊流或者渦流，其中，板翅的葉片緣對(duì)接，使彼此上下相對(duì)，并且各個(gè)對(duì)接的葉片緣彼此交叉。
本發(fā)明第四方面提供的熱交換類型的氣體冷卻裝置至少設(shè)置一個(gè)或者多個(gè)與在氣體管內(nèi)流動(dòng)的氣體流動(dòng)方向交叉的換熱器管，致冷介質(zhì)在換熱器管內(nèi)流動(dòng)，該管設(shè)置有與換熱器管的外圓周相鄰的攪動(dòng)流體的板翅，板翅如此設(shè)置是為了使板翅的葉片緣對(duì)接，使彼此上下相對(duì)，并且各個(gè)對(duì)接的葉片緣彼此交叉。
本發(fā)明第五方面提供的換熱器管內(nèi)部設(shè)置有使由被冷卻介質(zhì)或者致冷介質(zhì)組成的流體在管內(nèi)流動(dòng)的攪動(dòng)流體的板翅，該翅片產(chǎn)生具有攪動(dòng)作用的紊流或者渦流，攪動(dòng)流體的板翅如此設(shè)置是為了使板翅的葉片緣對(duì)接，使彼此上下相對(duì)，并且各個(gè)對(duì)接的葉片緣彼此交叉。
當(dāng)本發(fā)明的攪動(dòng)流體的板翅設(shè)置在供被冷卻介質(zhì)或者致冷介質(zhì)流動(dòng)的換熱器管的內(nèi)側(cè)或者外側(cè)時(shí)，板翅的葉片緣對(duì)接，使彼此上下相對(duì)，結(jié)合各個(gè)對(duì)接的葉片緣使其彼此之間交叉，因此通過(guò)復(fù)雜的攪動(dòng)流動(dòng)路徑，由氣體或者液體組成的流體在換熱器管的內(nèi)側(cè)或者外側(cè)流動(dòng)而產(chǎn)生紊流或者渦流，層流被分層，并重復(fù)有效地?cái)噭?dòng)。因此，在換熱器管內(nèi)側(cè)或者外側(cè)流動(dòng)的流體多次與換熱器管的壁面接觸，這有效地促進(jìn)了在換熱器管的外圓周表面與致冷介質(zhì)或者被冷卻介質(zhì)進(jìn)行的熱交換，并確保了良好的冷卻效率。另外，依照本發(fā)明中至少設(shè)有一個(gè)內(nèi)置有板翅的換熱器管的換熱器，在換熱器管內(nèi)流動(dòng)的流體多次與換熱器管的壁面接觸，這有效地促進(jìn)了在換熱器管外圓周表面發(fā)生的冷卻介質(zhì)的熱交換，并確保了良好的冷卻效率。另外，本發(fā)明制造攪動(dòng)流體的板翅的方法是通過(guò)非常簡(jiǎn)單的加工方法在板材的表面形成多個(gè)板翅，該方法通過(guò)在由薄板組成的板材上形成多個(gè)預(yù)知的切口部，并將殘留的切口部的凹口豎起，使其垂直于板材表面形成板翅，此外，還將板翅與換熱器管結(jié)合，板翅不僅可以很容易地設(shè)置在扁平換熱器管的內(nèi)部，也可以很容易地設(shè)置在圓形管或者變形管的內(nèi)部，因此，優(yōu)選地，板翅可以同時(shí)作為攪動(dòng)流體的板翅設(shè)置在不僅僅是熱交換類型的冷卻裝置中也可以是用于燃料冷卻器、油冷卻器、中間冷卻器或者類似冷卻器的換熱器的換熱器管的內(nèi)部或者外部，由于良好的熱交換作用，并且通過(guò)板翅本身形成中心，這有益于設(shè)備組成小型化和輕量化的固體結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)緊湊的設(shè)備結(jié)構(gòu)并很容易地使設(shè)備安裝在一個(gè)有限的空間里。


圖1A是局部放大的示意性透視圖，用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的攪動(dòng)流體的板翅，示出了通過(guò)壓制或者類似方式在薄板組成的板材上設(shè)置切口部的情形。
圖1B是局部放大的示意性透視圖，用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的攪動(dòng)流體的板翅，示出了通過(guò)將切口部豎起并垂直于板材表面來(lái)形成多個(gè)板翅的情形。
圖2是展示將實(shí)施例中的板翅通過(guò)彼此相對(duì)的方式插入扁平換熱器管內(nèi)的前視圖。
圖3是沿圖2的A-A線得到的局部放大的平面圖。
圖4是局部放大的前視圖，示出了依據(jù)實(shí)施例所應(yīng)用的實(shí)例將板翅插入扁平換熱器管內(nèi)的情形。
圖5A是局部放大的示意性透視圖，示出了本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中加工攪動(dòng)流體的板翅的情形，圖中是其被時(shí)接重疊前的狀態(tài)。
圖5B是局部放大的示意性透視圖，是重疊板翅的透視圖，示出了本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中加工攪動(dòng)流體的板翅的情形。
圖6A是局部放大的前視圖，局部地例示了依據(jù)實(shí)施例所應(yīng)用的實(shí)例將攪動(dòng)流體的板翅的葉片緣對(duì)接的情形，示出了葉片緣之間有間隙的情形。
圖6B是局部放大的前視圖，局部地例示了依據(jù)實(shí)施例所應(yīng)用的實(shí)例將攪動(dòng)流體的板翅的葉片緣對(duì)接的情形，示出了葉片緣之間無(wú)間隙的情形。
圖6C是局部放大的前視圖，局部地例示了依據(jù)實(shí)施例所應(yīng)用的實(shí)例將攪動(dòng)流體的板翅的葉片緣對(duì)接的情形，示出了通過(guò)在葉片緣上設(shè)置凸塊進(jìn)行上下整體安裝的情形。
圖6D是局部放大的前視圖，局部地例示了依據(jù)實(shí)施例所應(yīng)用的實(shí)例將攪動(dòng)流體的板翅的葉片緣對(duì)接并安裝的情形。
圖7是局部放大的示意性透視圖，示出的還是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。
圖8是局部放大的前視圖，示出了一個(gè)將本發(fā)明的板翅固定到換熱器管的實(shí)例。
圖9依然是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中攪動(dòng)流體的板翅的局部放大的透視圖。
圖10A是局部放大的示意性透視圖，示出的還是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的攪動(dòng)流體的板翅，所形成的板翅方向相同。
圖10B是局部放大的示意性透視圖，示出的還是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的攪動(dòng)流體的板翅，所示結(jié)構(gòu)通過(guò)使板翅交替地交叉形成。
圖11是示出將本發(fā)明攪動(dòng)流體的板翅內(nèi)置于扁平的換熱器管內(nèi)，并將多個(gè)換熱器管結(jié)合到EGR冷卻器(殼管式換熱器)的透視圖。
圖12A是示出將本發(fā)明攪動(dòng)流體的板翅內(nèi)置于扁平的換熱器管內(nèi)，并使用一個(gè)單獨(dú)換熱器管的油冷卻器的透視圖，示意性地示出了該單個(gè)換熱器管在被結(jié)合到冷卻器底套之前的情形。
圖12B是示出將本發(fā)明攪動(dòng)流體的板翅內(nèi)置于扁平的換熱器管內(nèi)，并使用一個(gè)單獨(dú)換熱器管的油冷卻器的側(cè)視圖，示意性地示出了通過(guò)將單個(gè)換熱器管結(jié)合到冷卻器底套以形成油冷卻器的情形。
圖13依然是示出本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中將攪動(dòng)流體的板翅設(shè)置到EGR氣體冷卻裝置的一個(gè)扁平換熱器管的外圓周表面的垂直側(cè)的剖面圖。
圖14是實(shí)施例中EGR氣體冷卻裝置的水平前視圖。
圖15是局部剖視透視圖，示出了一個(gè)將本發(fā)明的板翅并入到板式換熱器的圖16A是用來(lái)說(shuō)明內(nèi)置有現(xiàn)有技術(shù)的攪動(dòng)翅片結(jié)構(gòu)的換熱器管的示意性透視圖，示出了一個(gè)壁面上有凸塊的扁平換熱器管。
圖16B是用來(lái)說(shuō)明內(nèi)置有現(xiàn)有技術(shù)的攪動(dòng)翅片結(jié)構(gòu)的換熱器管的示意性透視圖，示出了一個(gè)內(nèi)置有波形板翅片的扁平換熱器管。
圖16C是用來(lái)說(shuō)明內(nèi)置有現(xiàn)有技術(shù)的攪動(dòng)翅片結(jié)構(gòu)的換熱器管的示意性透視圖，示出了一種在圓形換熱器管的內(nèi)圓周表面設(shè)置成螺旋形帶狀的翅片的結(jié)構(gòu)。
圖16D是用來(lái)說(shuō)明內(nèi)置有現(xiàn)有技術(shù)的攪動(dòng)翅片結(jié)構(gòu)的換熱器管的示意性透視圖，示出了一種在扁平換熱器管的內(nèi)圓周表面形成擋板的結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
盡管下邊將會(huì)參照附圖進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例，但是本發(fā)明并不局限于此。此外，在本發(fā)明要點(diǎn)范圍內(nèi)可以隨意地改變?cè)撛O(shè)計(jì)。
實(shí)施例1如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的攪動(dòng)流體的板翅3，由奧氏體不銹鋼SUS304、SUS316或者類似物組成的、厚度大約為0.1至0.5mm的薄板被制成預(yù)定尺寸的矩形形狀以提供掘材，壓制兩片板材形成多個(gè)類似于槽并具有預(yù)定尺寸的切口部2，該切口部的方向可以如圖1A所示交替不同。接下來(lái)，切割殘留的切口部2的凹口部分，將其豎起、垂直于板件的表面，這樣就形成了一塊具有攪動(dòng)流體的板翅3的板1，該板翅的方向在其各自的行上交替不同，該板翅的葉片緣4由與縱向傾斜的線性線組成。此后，通過(guò)準(zhǔn)備兩片所提供的板1，并且將在各自板1上形成的板翅3的葉片緣4對(duì)接，以使其各自上下彼此相對(duì)并插入到扁平換熱器管5內(nèi)，這樣就完成一個(gè)具有內(nèi)置的并如圖2所示上下重疊的攪動(dòng)流體的板翅3的扁平換熱器管5。按照?qǐng)D3所示，通過(guò)將位于換熱器管內(nèi)側(cè)的板翅3的葉片緣4各自上下交叉結(jié)合并且根據(jù)需要通過(guò)擠壓或者壓制使葉片緣彼此之間緊密接觸來(lái)形成多個(gè)扁平換熱器管。將多個(gè)扁平換熱器管并入一個(gè)由圖11所示的EGR氣體冷卻裝置(殼管式換熱器)10里的氣體流動(dòng)路徑組成的冷卻套C內(nèi)，以進(jìn)行冷卻運(yùn)行的測(cè)試，結(jié)果，可以確定經(jīng)由機(jī)罩D-1流進(jìn)換熱器管5d的高溫EGR氣體通過(guò)內(nèi)置的攪動(dòng)流體的板翅的作用得到復(fù)雜地?cái)噭?dòng)，在氣體g的流動(dòng)路徑中產(chǎn)生了紊流或者渦流，所有的層流得到分層，這有效地促進(jìn)了在換熱器管外圓周發(fā)生的對(duì)冷卻套C的熱交換，并且在出口側(cè)到達(dá)機(jī)罩D-2的EGR氣體g被有效地冷卻到初始設(shè)定的溫度。
盡管依據(jù)本實(shí)施例的攪動(dòng)流體的板翅3，上下對(duì)接至彼此相對(duì)的翅片的高度是各自一樣高的，但是本發(fā)明并不因此受到限制，這并不妨礙上下翅片的高度h-1、h-2可以如圖4所示的彼此之間高度不同?？墒?，即使這樣，翅片的高度之和(h-1+h-2)要絕對(duì)落在不超過(guò)扁平換熱器管的小頭直徑的內(nèi)徑h-3的范圍內(nèi)。另外，雖然依照本實(shí)施例，作為形成翅片的板材，所采用的是由奧氏體不銹鋼制成的薄板，但是這不妨礙從其他金屬材料中選擇適當(dāng)?shù)牟牧?，只要這種材料具有穩(wěn)定的機(jī)械強(qiáng)度、良好的耐熱性、耐腐蝕性和熱傳導(dǎo)性以及良好的可加工性。另外，雖然依照本實(shí)施例的用于形成切口部2的方法是通過(guò)壓制有效地形成切口部，但是作為形成切口部的加工方法，該切口部也可以機(jī)械地加工，此外，切口部可以通過(guò)化學(xué)方法中的蝕刻法，在用于板材的溶液腐蝕劑中通過(guò)提供預(yù)定的掩蔽而形成，或者可以通過(guò)光學(xué)的激光射線或者類似方法形成。
實(shí)施例2附圖5B所示的攪動(dòng)流體的板翅3類似于實(shí)施例1的板翅，除了板材是通過(guò)在縱向上連接實(shí)施例1中的兩片板材構(gòu)成，在中間折疊部1a-3邊界的左邊和右邊板材上設(shè)有預(yù)定的切口部，圖5A所示的攪動(dòng)流體的板翅3a是經(jīng)過(guò)將外邊切口部殘留的凹口部分豎起后形成的，此后，將板材在中間折疊部1a-3處折疊，并將在板1(1a-1)和板2(1a-2)上形成的攪動(dòng)流體的板翅3a的各自葉片緣4a對(duì)接，使彼此之間相對(duì)，類似于實(shí)施例1，這樣就完成了一個(gè)內(nèi)置有板翅3a的換熱器管，類似于實(shí)施例1，該換熱器管接受通過(guò)EGR氣體冷卻裝置(殼管式換熱器)進(jìn)行的冷卻測(cè)試，結(jié)果，該實(shí)施例可獲得與實(shí)施例1相同的冷卻效率。
實(shí)施例3提供一種類似于實(shí)施例1的攪動(dòng)流體的板翅3b，除了在板材上形成的攪動(dòng)流體的板翅的形狀是通過(guò)在縱向上彎曲葉片緣4a以替代實(shí)施例1或者實(shí)施例2的攪動(dòng)流體的板翅3和3a獲得，當(dāng)通過(guò)使用翅片3b組成內(nèi)置有攪動(dòng)流體的板翅3b的換熱器管，并將換熱器管設(shè)置到EGR氣體冷卻裝置以接受類似于實(shí)施例1的冷卻測(cè)試時(shí)，通過(guò)與實(shí)施例1進(jìn)行比較，可以確定其冷卻效率得到進(jìn)一步的提高。
實(shí)施例4除了替代沿著實(shí)施例2的側(cè)寬方向，在中心折疊部1a-3處折疊并重疊矩形板材的結(jié)構(gòu)外，所形成的攪動(dòng)流體的板翅類似于實(shí)施例2的，如圖10A所示，折疊部1e-3沿其縱向方向上將板材1e垂直分開，左邊和右邊的葉片緣4e指向方向相同，在與實(shí)施例2相同的條件下進(jìn)行冷卻測(cè)試，結(jié)果可以確定，該實(shí)施例可獲得與實(shí)施例2相同的運(yùn)行。另外，如圖10B所示的攪動(dòng)流體的板翅是本實(shí)施例的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例，除了左邊和右邊的翅片3f是交替交叉形成，攪動(dòng)流體的板翅的形成類似于實(shí)施例4，經(jīng)過(guò)相同條件下的冷卻測(cè)試，結(jié)果可確定其冷卻運(yùn)行優(yōu)于本實(shí)施例。
其他應(yīng)用實(shí)例圖6示出了依照本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的、攪動(dòng)流體的板翅的葉片緣的例示結(jié)構(gòu)，圖6A示出了一種在葉片緣4上具有固定間隙的結(jié)構(gòu)，圖6B示出了一種以恒定的平面壓力將葉片緣4彼此之間對(duì)接，并彼此之間無(wú)間隙的緊密接觸的結(jié)構(gòu)。當(dāng)圖6C和6D所圖示的葉片緣上的同一個(gè)交叉部分可預(yù)先預(yù)知時(shí)，通過(guò)預(yù)先提供的葉片緣上的預(yù)定連接部分，如圖6C所示的凸起部4x和凹口部4y以及圖6D所示的凸起部4x-1和凹口部4y-1，當(dāng)葉片緣內(nèi)置于換熱器管或者類似物內(nèi)時(shí)，葉片緣經(jīng)由連接部上下完整地結(jié)合。因此，通過(guò)在由薄板形成的板翅間以及在板翅和形成外部結(jié)構(gòu)的換熱器管之間形成一個(gè)支撐物(核心)來(lái)增加剛度(堅(jiān)實(shí)性)，加固件不再需要，這有助于設(shè)備整體上的小型化和輕量化。
圖7示出了在由圓管組成的換熱器管內(nèi)部設(shè)置本發(fā)明的攪動(dòng)流體的板翅3b的情形，依照本例，板翅3b通過(guò)倒圓例如實(shí)施例1中的板1插換熱器管內(nèi)而裝入，通過(guò)插入至少兩片板1并通過(guò)對(duì)接板翅3b的葉片緣4b以使其彼此之間相對(duì)并交叉來(lái)完成內(nèi)置，即使在圓形換熱器管內(nèi)，也可以達(dá)到與實(shí)施例1的扁平換熱器管等效的熱交換作用。
雖然，本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所提供的攪動(dòng)流體的板翅的固定方法是任意且不受特殊限制的，但是例如圖8所示的將板翅固定到扁平換熱器管5c的方法可適當(dāng)?shù)耐ㄟ^(guò)對(duì)連接部6和6-1進(jìn)行釬焊、焊接和通過(guò)粘接劑粘接以及類似方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。另外，雖然在上述發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中，只例舉將組成已冷卻介質(zhì)的EGR氣體作為流入換熱器管的流體，但是在其他實(shí)施方式中，如圖13和14所示的例子中，構(gòu)成冷卻介質(zhì)的冷卻水也可以流入換熱器管5f，并且換熱器管5f的外側(cè)也可以構(gòu)成組成已冷卻介質(zhì)的氣體的流動(dòng)路徑g，在這種情況下，通過(guò)在換熱器管5f的外部圓周表面流動(dòng)的EGR氣體中產(chǎn)生的紊流或者渦流，使與換熱器管5f的外部圓周表面進(jìn)行接觸而產(chǎn)成的EGR氣體的熱量進(jìn)行有效的交換。
如圖12A所示，例如，通過(guò)設(shè)置一個(gè)油入口5e-5和一個(gè)油出口5e-6、內(nèi)置有本發(fā)明上述各個(gè)實(shí)施例的攪動(dòng)流體的板翅的扁平換熱器管的單件5e、兩邊開口部上的固定邊蓋5e-1和5e-2組成了一個(gè)油冷卻器20，通過(guò)填縫隙或者焊接或者類似方式封閉開口部，并且如圖12B所示把上述整體置于及固定在散熱器底套6內(nèi)?？梢源_定從扁平換熱器管單件5e所提供的油入口5e-5流入的組成被冷卻介質(zhì)的高溫油被內(nèi)置于單個(gè)扁平換熱器管5e的攪動(dòng)流體的板翅3g攪動(dòng)，并通過(guò)所產(chǎn)生的紊流或者渦流多次與換熱器管5e的壁面接觸，在換熱器管的外部圓周表面，熱量被有效地傳遞給組成冷卻介質(zhì)的冷卻水C，當(dāng)油從油出口5e-6流出時(shí)，油被充分地冷卻到初始設(shè)定的溫度。
此外，雖然在圖5所示的實(shí)施例2以及圖10所示的實(shí)施例5中，在中間折疊部1a-3和1e-3的左側(cè)和右側(cè)的切口部的方向是對(duì)稱的，但是該方向也可以相同，并且切割并豎起的翅片的方向也可以是任意的。
圖15示出的仍是本發(fā)明的另一個(gè)應(yīng)用，即將攪動(dòng)流體的板翅3h內(nèi)置到一個(gè)板式換熱器40的情形，依據(jù)該例，本發(fā)明攪動(dòng)流體的翅片3h內(nèi)置于扁平板40-3之間，并且通過(guò)多個(gè)板翅來(lái)隔離頂板40-4和底板40-5，因此可以確定，在扁平板40-3之間流動(dòng)的構(gòu)成被冷卻介質(zhì)的氣體g以及構(gòu)成致冷介質(zhì)的冷卻水C中都產(chǎn)生了渦流或者紊流，這有效的促進(jìn)了經(jīng)由扁平板40-3的熱交換，并實(shí)現(xiàn)了良好的冷卻效率，另外，可以驗(yàn)證，在頂板40-4或者底板40-5和扁平板40-3之間或者在扁平板40-3之間，攪動(dòng)流體的翅片3h形成了一個(gè)核心，這有益于設(shè)備的固體結(jié)構(gòu)，并能實(shí)現(xiàn)換熱器主體40小型化和輕量化的結(jié)構(gòu)。
從上述各個(gè)實(shí)施例以及這里所舉的例子中可以清楚的得出，本發(fā)明攪動(dòng)流體的板翅本身是很容易加工的，并且該板翅不僅僅能很容易地內(nèi)置于扁平的換熱器管，也可以很容易地內(nèi)置于由圓形管或者其他變形管組成的換熱器管，另外，通過(guò)設(shè)置內(nèi)置有本發(fā)明流體攪動(dòng)的板翅的換熱器管，盡管這只是一個(gè)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，但是從EGR氣體冷卻裝置開始的熱交換類型的冷卻裝置獲得了一個(gè)良好的冷卻效率。因此，由于可以通過(guò)輕量化和小型化的結(jié)構(gòu)組建設(shè)備，該設(shè)備不僅可以靈活地涉及用于汽車的EGR氣體冷卻裝置，還可以處理被冷卻介質(zhì)和致冷介質(zhì)的目標(biāo)條件在粘度或者溫度上變化的情況，如氣-氣、氣-液、液-液的轉(zhuǎn)變，如此廣泛的應(yīng)用，以至于該設(shè)備也可以完全轉(zhuǎn)做其他的氣體冷卻裝置，或者液態(tài)的油、燃料或者類似物的冷卻裝置。
權(quán)利要求
1.一種攪動(dòng)流體的板翅，其設(shè)置在換熱器管的內(nèi)側(cè)或者外側(cè)，使由被冷卻介質(zhì)或者致冷介質(zhì)組成的流體在換熱器管的內(nèi)側(cè)或者外側(cè)流動(dòng)而產(chǎn)生具有攪動(dòng)作用的紊流或者渦流，其中，板翅的葉片緣對(duì)接，使彼此上下相對(duì)，并且各個(gè)對(duì)接的葉片緣設(shè)置在換熱器管的內(nèi)側(cè)或者外側(cè)且彼此交叉。
2.如權(quán)利要求1所述的攪動(dòng)流體的板翅，其特征在于，構(gòu)成板材的薄板由金屬制成。
3.如權(quán)利要求1所述的攪動(dòng)流體的板翅，其特征在于，內(nèi)置于換熱器管，使葉片緣上下彼此交叉相對(duì)的攪動(dòng)流體的板翅是上下各自單獨(dú)加工。
4.如權(quán)利要求1所述的攪動(dòng)流體的板翅，其特征在于，內(nèi)置于換熱器管，使葉片緣上下彼此交叉相對(duì)的攪動(dòng)流體的板翅是上下各自同時(shí)在板材上加工，并且通過(guò)折疊板材的中間部分實(shí)現(xiàn)內(nèi)置。
5.如權(quán)利要求1所述的攪動(dòng)流體的板翅，其特征在于，通過(guò)使葉片緣上下彼此交叉相對(duì)而內(nèi)置于換熱器管的攪動(dòng)流體的板翅是通過(guò)重疊葉片緣，使葉片緣之間存在一個(gè)平面壓力而內(nèi)置，或者是在各個(gè)葉片緣之間留有間隔的內(nèi)置。
6.如權(quán)利要求1所述的攪動(dòng)流體的板翅，其特征在于，當(dāng)使葉片緣上下彼此交叉相對(duì)的部分板翅預(yù)知時(shí)，使葉片緣彼此交叉的這部分板翅預(yù)先形成切口、凹口和凸塊或者類似物的連接部，上下板翅經(jīng)由連接部整體結(jié)合。
7.如權(quán)利要求1所述的攪動(dòng)流體的板翅，其特征在于，板翅的葉片緣的形狀是在其長(zhǎng)度方向上的線性或者曲線形，并且板翅的交叉方向相同或者交替變化。
8.如權(quán)利要求1所述的攪動(dòng)流體的板翅，其特征在于，內(nèi)置有板翅的換熱器管是扁平管、圓形管或者其他變形管。
9.如權(quán)利要求1所述的攪動(dòng)流體的板翅，其特征在于，將板翅安置到換熱器管內(nèi)的方法適當(dāng)?shù)剡x擇釬焊、焊接、利用粘接劑粘接或者其他連接方法。
10.一種制造攪動(dòng)流體的板翅的方法，其中，攪動(dòng)流體的板翅設(shè)置在換熱器管的內(nèi)側(cè)或者外側(cè)，使由被冷卻介質(zhì)或者致冷介質(zhì)組成的流體在換熱器管的內(nèi)側(cè)或者外側(cè)流動(dòng)而產(chǎn)生具有攪動(dòng)作用的紊流或者渦流，其中，通過(guò)在由薄板組成的板材上形成多個(gè)預(yù)定切口部，并豎起殘留的切口部的凹口部分使其垂直于板材的表面，多個(gè)板翅在板材的表面上形成。
11.如權(quán)利要求10所述的制造攪動(dòng)流體的板翅的方法，其特征在于，在板材上形成切口部的方法是壓制或者類似方法的機(jī)械加工方法，或者是蝕刻或者類似方法的化學(xué)加工方法，或者是激光束或者類似方法的光學(xué)方法中的任何一種。
12.一種至少有一個(gè)換熱器管的換熱器，該換熱器管裝有設(shè)置在其內(nèi)側(cè)或者外側(cè)的攪動(dòng)流體的板翅，該板翅使由冷卻介質(zhì)或者致冷介質(zhì)組成的流體在換熱器管內(nèi)流動(dòng)而產(chǎn)生具有攪動(dòng)作用的紊流或者渦流，其中，板翅的葉片緣上下對(duì)接至彼此相對(duì)，并且各個(gè)對(duì)接的葉片緣彼此交叉。
13.一種熱交換類型的氣體冷卻裝置，該裝置至少設(shè)置一個(gè)或者多個(gè)與在氣體管內(nèi)流動(dòng)的氣體流動(dòng)方向交叉的換熱器管，致冷介質(zhì)在換熱器管內(nèi)流動(dòng)，該管設(shè)置有與換熱器管的外圓周相鄰的攪動(dòng)流體的板翅，其中，板翅如此設(shè)置以至于板翅的葉片緣對(duì)接，使彼此上下相對(duì)，并且各個(gè)對(duì)接的葉片緣彼此交叉。
14.一種換熱器管，該換熱器管內(nèi)部設(shè)置有攪動(dòng)流體的板翅，該板翅使由被冷卻介質(zhì)或者致冷介質(zhì)組成的流體在管內(nèi)流動(dòng)而產(chǎn)生具有攪動(dòng)作用的紊流或者渦流，其中，攪動(dòng)流體的板翅如此內(nèi)置以至于板翅的葉片緣對(duì)接，使彼此上下相對(duì)，并且各個(gè)對(duì)接的葉片緣彼此交叉。
全文摘要
一種作為冷卻裝置使用的殼管式換熱器，其布置有設(shè)置在換熱器管的內(nèi)側(cè)或者外側(cè)的板翅和至少一個(gè)內(nèi)置有板翅的換熱器管，該換熱器盡管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工容易，仍能靈活處理不同狀態(tài)的流體，促進(jìn)流體的有效熱交換作用，獲得良好的冷卻效率，并且能處理多種流體。本發(fā)明涉及的板翅是一種攪動(dòng)流體的板翅，其設(shè)置在換熱器管的內(nèi)側(cè)或者外側(cè)，使由被冷卻介質(zhì)或者致冷介質(zhì)組成的流體在換熱器管的內(nèi)側(cè)或者外側(cè)流動(dòng)而產(chǎn)生具有攪動(dòng)作用的紊流或者渦流，該板翅設(shè)置在換熱器管的內(nèi)側(cè)或者外側(cè)以至于板翅的葉片緣上下對(duì)接至彼此相對(duì)，并且各個(gè)對(duì)接的葉片緣彼此交叉，本發(fā)明還涉及制造上述板翅的方法和內(nèi)置有板翅的換熱器管，以及換熱器或者至少置有一個(gè)換熱器管的EGR氣體冷卻裝置。
文檔編號(hào)F28F1/10GK1755316SQ200510092280
公開日2006年4月5日 申請(qǐng)日期2005年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月23日
發(fā)明者橋本康明, 后藤忠弘 申請(qǐng)人:臼井國(guó)際產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社