具有分開的小型百葉板式式翅片的熱交換器組件的制作方法
【專利摘要】提供了一種熱交換器組件（20），該熱交換器組件（20）具有至少一個集管（22、24）、與集管（22、24）液壓連通的多個間隔開流體管（28）以及布置在各管（28）之間的多個波紋狀翅片（32）。所述波紋狀翅片（32）包括平坦部分（154），該平坦部分（154）具有限定在一對主狹縫（164）之間的百葉板段（162），其中，該百葉板段（162）包括中間狹縫（165），該中間狹縫（165）將百葉板段（162）分開成一對小型百葉板（176、178）。該小型百葉板（176、178）被反向偏置，從而所述小型百葉板（176、178）之一在該平坦部分（154）的一側(cè)上，所述小型百葉板（176、178）的另一個在該平坦部分（154）的另一側(cè)上。所述小型百葉板（176、178）可以圍繞其對應(yīng)的接合部（172）樞轉(zhuǎn)，從而每個小型百葉板（176、178）相對于該平坦部分（154）成傾斜角度。
【專利說明】具有分開的小型百葉板式式翅片的熱交換器組件
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請是2008 年 8 月 6 日提交的題為 “LOUVERED AIR CENTER FORCOMPACT HEATEXCHANGER”的美國專利申請N0.12/221，705的部分繼續(xù)申請，其公開內(nèi)容整體以引用的方式納入本文。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明還涉及熱交換器組件，具體涉及具有翅片的熱交換器，且更具體地涉及具有百葉板式式翅片的風(fēng)冷熱交換器。
[0004]發(fā)明背景
[0005]汽車的風(fēng)冷熱交換器組件用于傳遞來自各種工作流體的熱量，諸如發(fā)動機冷卻液、發(fā)動機潤滑油、空調(diào)制冷劑以及變速箱油。典型的空冷熱交換器組件包括入口集管、與入口集管間隔開的出口集管、液壓連接入口集管和出口集管的多根流體管，以及在相鄰流體管之間的多個波紋狀翅片。熱交換器組件的芯部由多根流體管和布置在相鄰管之間的波紋翅片來限定。氣流通常通過冷卻風(fēng)扇或汽車運動被引過熱交換器組件的芯部。當氣流流過翅片時，流過流體管的流體中的熱量通過管壁被導(dǎo)入翅片，又被傳遞到空氣流動流。
[0006]為了提高熱交換器組件的傳熱效率，現(xiàn)有技術(shù)中已知各種類型的翅片和百葉板設(shè)計。這些設(shè)計的示例包括增加在翅片的平坦部分上的百葉板數(shù)量、以相對于翅片的平坦部分成預(yù)定角度形成百葉板、在翅片的平坦部分上方和下方形成百葉板，以及在翅片的平坦部分上以預(yù)定位置布置百葉板以改變穿過該芯部的氣流模式，以提高對沖碰到流體管和翅片的空氣的傳熱系數(shù)。
[0007]需要繼續(xù)改進熱交換器的翅片和百葉板設(shè)計，來通過最大化對沖碰到流體管和翅片的空氣的傳熱系數(shù)來提高傳熱效率，同時最小化該芯部的壓降。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]根據(jù)本公開，提供了一種熱交換器，該熱交換器具有至少一個集管、與該集管液壓連通的多個間隔開流體管以及布置在各流體管之間的多個波紋狀翅片。波紋狀翅片包括平坦部分，該平坦部分具有限定在一對主狹縫之間的百葉板段，其中，該百葉板段包括中間狹縫，該中間狹縫將百葉板段分開成一對小型百葉板。該小型百葉板被反向偏置，從而所述小型百葉板之一在該平坦部分的一側(cè)上，小型百葉板的另一個在該平坦部分的另一側(cè)上。所述小型百葉板可以圍繞其對應(yīng)的接合部樞轉(zhuǎn)，從而每個小型百葉板相對于該平坦部分成傾斜角度。
[0009]所述小型百葉板在平坦部分的兩側(cè)上的反向偏置允許所述小型百葉板以比單個更大百葉板所允許的距離更大的距離從平坦部分延伸入氣流通道。百葉板進入氣流通道的更大的穿入量或程度增加了氣流必須行進的距離，并增加了氣流必須遭遇的邊界層障礙物的數(shù)量，由此提高熱傳遞效率。每對小型百葉板中，將第一小型百葉板從第二小型百葉板分離的中間狹縫形成了氣流通路，該氣流通路允許更大的氣流效率，以及流過熱交換器組件的芯部的氣流的較小壓降。
[0010]在閱讀本發(fā)明的實施例的下面詳細描述時，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將變得更清楚，該詳細描述以非限制性示例方式并參考附圖給出。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]本發(fā)明將參考附圖來進一步描述，附圖中:
[0012]圖1是熱交換器組件的示例性實施例的立體正視圖，其具有設(shè)有百葉板的波紋狀翅片。
[0013]圖2示出現(xiàn)有技術(shù)中已知的單百葉板式翅片的立體圖。
[0014]圖3是圖2的現(xiàn)有技術(shù)單百葉板式翅片的細節(jié)的立體圖。
[0015]圖4示出本發(fā)明的分開小型百葉板式翅片的示例性實施例的立體圖。
[0016]圖5是圖4的分開小型百葉板式翅片的細節(jié)的立體圖。
[0017]圖6是圖3的沿線6-6剖切的單百葉板式翅片的示意性剖視圖。
[0018]圖7是沿圖5的線7-7剖切的分開的小型百葉板式翅片的示意性剖視圖。
[0019]圖8是分開的小型小型百葉板式翅片的替代實施例的示意性剖視圖。
[0020]圖9是圖5的沿線9-9剖切的分開的小型百葉板式翅片的替代實施例的示意性剖視圖。

【具體實施方式】
[0021]下面詳細的說明和附圖描述和說明本發(fā)明的各實施例。該描述和附圖用于使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)和使用本發(fā)明，且不旨在以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
[0022]參考圖1、4、5和7-9，其中，所有視圖中，相同的附圖標記指示相對應(yīng)的部件。圖1、4、5和7-9是具有本發(fā)明的分開的小型百葉板式翅片150的熱交換器組件20的示例性實施例。通過允許更大的進入到氣流通道36中的百葉板穿入量以此增加氣流行進穿過熱交換器芯部34的必須的距離并以此增加氣流必須遭遇的邊界層中斷的數(shù)量，分開的小型百葉板翅片150實現(xiàn)了更大的熱傳遞效率，同時使壓降最小化。
[0023]圖1示出本發(fā)明的熱交換器組件20的示例性實施例的立體正視圖，其包括沿歧管A軸延伸的第一歧管22和以與第一歧管22成間隔且大致平行關(guān)系延伸的第二歧管24。第一和第二歧管22、24具有沿對應(yīng)歧管22、24軸向間隔開的多個相對應(yīng)的管槽26。多根流體管28以間隔且平行的布置插入歧管22的相對應(yīng)管槽26中，用于歧管22、24之間的液壓流體連通。多個波紋狀翅片32布置在相鄰的流體管28之間并與相鄰的流體管28熱接觸，用于提聞管28中的流體與周圍空氣之間的熱傳遞效率。所述多根管28以及在相鄰管28之間的波紋狀翅片32形成了熱交換器芯部34。波紋狀翅片32和多根管28之間的空間限定穿過該芯部34的多個氣流通道36。
[0024]正常運行狀態(tài)下，周圍氣流被引過熱交換器組件20的芯部34，以將熱量從流過流體管28的流體傳遞至周圍空氣。熱量被引導(dǎo)穿過管28的壁、進入翅片、并被傳遞到空氣流動流。應(yīng)理解，如果空氣流的溫度高于流過管28的流體的溫度，熱量可被傳遞到流過管28的流體。
[0025]圖2示出現(xiàn)有技術(shù)的波紋狀百葉板式翅片50，其具有沿翅片50的平坦部分54的單百葉板52。波紋狀百葉板式翅片50由進入角部56和平坦部分54的導(dǎo)熱材料薄條制成，角部56和平坦部分54交替地連續(xù)布置以形成波紋狀(瓦楞狀)。每個平坦部分54包括前導(dǎo)緣58、與該前導(dǎo)緣58間隔開的相反的尾緣60、以及在前導(dǎo)緣58和尾緣60之間的多個百葉板52，前緣58定向到迎面而來的氣流。每個百葉板52由在一對狹縫64之間的平坦部分54的百葉板段62限定。在圖2和6中最佳示出，在百葉板段62的相反端上的是接合部66，該接合部使得百葉板段62過渡到平坦部分54。單百葉板52通過圍繞接合部66樞轉(zhuǎn)百葉板段62，使得百葉板段62傾斜于平坦部分54來形成。在圖3最佳示出，百葉板段62圍繞接合部66的樞轉(zhuǎn)限定一扭轉(zhuǎn)過渡部，其將單個百葉板52連接至平坦部分54。百葉板52包括前緣59和相反的后緣60，其中前緣59朝向氣流方向定向。百葉板52的前緣59基本上彼此平行并可與平坦部分54的前導(dǎo)緣58平行。
[0026]圖4、5和7示出的是本發(fā)明的波紋狀(瓦楞狀)分開的小型百葉板式翅片150的實施例的視圖。在圖7中最佳示出，每對分開的小型百葉板152通過以下方式形成:圍繞主接合部166將百葉板段162樞轉(zhuǎn)到相對于平坦部分154的預(yù)定的第一角度，將百葉板段162分開成第一小型百葉板176和第二小型百葉板178，將小型百葉板176、178反向偏置到平坦部分154的兩側(cè)上，并圍繞小型百葉板176、178的對應(yīng)副接合部172將該小型百葉板176、178樞轉(zhuǎn)到相對于平坦部分154的預(yù)定第二角度。圖8和9示出，小型百葉板176、178也可沿相對于氣流方向的軸向方向偏置，從而一個小型百葉板的一部分與另一小型百葉板的一部分重疊。
[0027]圖4和7示出，分開的小型百葉板式翅片150包括平坦部分154，該平坦部分154具有前導(dǎo)緣158和相反的尾緣160。平坦部分154包括限定在一對主狹縫164之間的百葉板段162，該主狹縫164具有第一長度LI。在百葉板段162的相反端上的是主接合部166，該主接合部166將該百葉板段162過渡到平坦部分154。百葉板段162通過中間狹縫165被分成第一段168和第二段170，該中間狹縫165在主狹縫164對之間并具有長度L2。中間狹縫的長度L2短于主狹縫LI的長度，由此限定在第一和第二段168、170每個的相反側(cè)上的副接合部172。副接合部172使得對應(yīng)的段168、170過渡到主接合部166，主接合部166又過渡入平坦部分154。該對主狹縫164和中間狹縫165可以彼此平行并與平坦部分154的前導(dǎo)緣158平行。
[0028]圖7示出圖5的沿線7-7剖切的分開的小型百葉板式翅片150的剖視圖。百葉板段162圍繞主接合部166沿第一方向樞轉(zhuǎn)到傾斜于平坦部分154的第一角度。第一小型百葉板176和第二小型百葉板178然后由通過將第一和第二段168、170反向偏置到平坦部分154的相反側(cè)上來限定。雖然每個百葉板段162示出為僅有兩個小型百葉板176、178，應(yīng)理解，通過在該對主狹縫164之間設(shè)置其它中間狹縫165，可在同一個的百葉板段162上形成其它小型百葉板176。
[0029]第一和第二段168、170的為了限定第一和第二小型百葉板的反向偏置可以如下方式完成:通過機械移位形成副接合部172的材料，使得第一和第二小型百葉板176、178之一在平坦部分154的一側(cè)上,而第一和第二小型百葉板176、178的另一個在平坦部分154的相反側(cè)上。一旦偏置，第一和第二小型百葉板176、178可以分別圍繞翅片對應(yīng)的副接合部172樞轉(zhuǎn)到相對于平坦部分154的預(yù)定角度。第一和第二小型百葉板176、178的該預(yù)定角度可以相同或者彼此偏離。
[0030]作為機械地移位形成副接合部172的材料使得第一和第二小型百葉板176、178之一在平坦部分154的相反側(cè)上的替代，第一和第二段168、170反向偏置以限定第一和第二小型百葉板176、178可以通過如下方式完成:通過沿與百葉板162的第一樞轉(zhuǎn)方向相反的第二方向樞轉(zhuǎn)第一和第二段168、170，使得第一和第二小型百葉板176、178之一在平坦部分的一側(cè)上，而第一和第二小型百葉板176、178的另一個在平坦部分的另一側(cè)上。第一和第二段168、170沿與第一樞轉(zhuǎn)方向相反的第二方向的樞轉(zhuǎn)可以根據(jù)小型百葉板176、178相對于平坦部分154的所需角度來改變。
[0031]圖8是沿圖5的線7-7剖切的分開的小型百葉板式翅片150的替代實施例的示意性剖視圖。第一小型百葉板176包括沿氣流方向定向的前緣159a和下游后緣161a。類似地，相關(guān)聯(lián)的第二小型百葉板178包括沿氣流方向定向的前緣159b和下游尾緣161b。偏置的第一和第二小型百葉板176、178相對于氣流方向從前導(dǎo)緣158向尾緣160軸向位移，使得第一和第二小型百葉板176、178以第一小型百葉板176的后緣161a向后延伸穿過第二小型百葉板178的前緣159b的方式彼此重疊。
[0032]圖9是圖5的沿線9-9剖切的分開的小型百葉板式翅片150的替代實施例的示意性剖視圖。第一和第二小型百葉板176、178在平坦部分154的兩側(cè)上的反向偏置允許該小型百葉板176、178以比單個更大百葉板所允許的距離更大的距離，從平坦部分154延伸入流動通道36。百葉板進入到氣流通道36內(nèi)的更大的穿入量增加了氣流行進的距離，并增加了氣流必須遭遇的邊界層干擾數(shù)量，由此提高熱傳遞效率。此外，在每對小型百葉板176、178中，將第一小型百葉板176從第二小型百葉板178分離的中間狹縫165限定氣流通路190，該氣流通路190由此允許更大的氣流效率，使與由翅片和百葉板引起的氣流方向變化關(guān)聯(lián)的空氣壓降較小。
[0033]盡管已參照其示例實施例描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，可在不偏離本發(fā)明范圍的條件下進行各種改變并且用等同構(gòu)件來替換本發(fā)明的各構(gòu)件。此外，可作出許多修改以使特定情形或材料適應(yīng)本發(fā)明的說明，而不脫離本發(fā)明的實質(zhì)范圍。因此，本發(fā)明并不局限于為實施本發(fā)明而被考慮作為最佳模式所披露的具體實施例，而本發(fā)明會包括所有落入所附權(quán)利要求范圍的所有實施例。
【權(quán)利要求】
1.一種熱交換器組件(20)，包括: 至少一個集管(22)； 與所述集管(22)液壓連通的多個流體管(28)，其中所述管(28)間隔開；以及布置在所述管(28)之間并與所述管(28)熱接觸的多個波紋狀翅片(32)，至少一個所述波紋狀翅片(32)包括: 平坦部分(154)，所述平坦部分具有限定在一對主狹縫(164)之間的百葉板段(162)， 其中，所述百葉板段(162)包括在所述主狹縫(164)對之間的至少一個中間狹縫(165)，由此將所述百葉板段(162)分開成至少兩個小型百葉板(176)。
2.如權(quán)利要求1所述的熱交換器組件(20)，其特征在于: 所述主狹縫(164)和所述至少一個中間狹縫(165)平行， 每個所述主狹縫包括長度LI， 所述至少一個中間狹縫(165)包括長度L2，以及 其中，所述長度L2小于所述長度LI，由此限定主接合部(166)和副接合部(172)，所述主接合部(166)將所述百葉板段(162)過渡至所述平坦部分(154)，所述副接合部(172)將所述小型百葉板(176、178)過渡至所述主接合部(166)。
3.如權(quán)利要求1所述的熱交換器組件(20)，其特征在于:所述百葉板段(162)包括主接合部(166 )，所述主接合部(166 )將所述百葉板段(162 )過渡至所述平坦部分(154 )，且所述百葉板段(162 )圍繞該主接合部(166 )樞轉(zhuǎn)，從而所述百葉板段(162 )相對于所述平坦部分(154)傾斜。
4.如權(quán)利要求3所述的熱交換器組件(20)，其特征在于:每個所述小型百葉板(176)包括將所述小型百葉板(176、178)過渡至所述主接合部(166)的副接合部(172)。
5.如權(quán)利要求4所述的熱交換器組件(20)，其特征在于:所述小型百葉板(176、178)被反向偏置，從而所述小型百葉板(176、178)之一在所述平坦部分(154)的一側(cè)上，所述小型百葉板(176、178)的另一個在所述平坦部分(154)的另一側(cè)上。
6.如權(quán)利要求5所述的熱交換器組件(20)，其特征在于:每個所述小型百葉板(176、178)圍繞對應(yīng)的所述副接合部(172)樞轉(zhuǎn)，從而每個所述小型百葉板(162、178)相對于所述平坦部分(154)傾斜。
7.如權(quán)利要求6所述的熱交換器組件(20)，其特征在于:每個所述小型百葉板(176)包括前緣(189)和相反的尾緣(161)，其中，所述小型百葉板(176、178)部分地彼此重疊，從而一個小型百葉板(176)的后緣(161)延伸過另一所述小型百葉板(178)的前緣(159)。
8.如權(quán)利要求7所述的熱交換器組件(20)，其特征在于:所述平坦部分(154)包括前導(dǎo)緣(158)，且其中所述小型百葉板(176、178)的所述前緣(159)與所述平坦部分(154)的所述前緣(158)平行。
9.如權(quán)利要求5所述的熱交換器組件(20)，其特征在于:所述中間狹縫(165)形成空氣通路，所述空氣通道在所述平坦部分(154)的任一側(cè)上的所述小型百葉板(176、178)之間。
10.一種用于熱交換器組件(20)的分開的小型百葉板(150)，包括: 平坦部分(154)，所述平坦部分具有限定在一對主狹縫(164)之間的百葉板段(162)， 其中，所述百葉板段(162)包括在成對的所述主狹縫(164)之間的至少一個中間狹縫(165)，由此將所述百葉板段(162)分開成至少兩個小型百葉板(176、178)。
11.如權(quán)利要求10所述的用于熱交換器組件(20)的分開的小型百葉板(150)，其特征在于:所述小型百葉板(176、178)被反向偏置，從而所述小型百葉板(176、178)之一在所述平坦部分(154)的一側(cè)上，所述小型百葉板(176、178)的另一個在所述平坦部分(154)的另一側(cè)上。
12.如權(quán)利要求11所述的用于熱交換器組件(20)的分開的小型百葉板(150)，其特征在于:所述中間狹縫(165)形成在所述小型百葉板(176)之間的空氣通路。
13.如權(quán)利要求12所述的用于熱交換器組件(20)的分開的小型百葉板(150)，其特征在于:每個所述小型百葉板(176、178)包括前緣(159)和相反的尾緣(161)，其中，所述小型百葉板(176、178)部分地彼此重疊，從而一個小型百葉板(176、178)的后緣(161)延伸過另一所述小型百葉板(176、178)的前緣(159)。
14.如權(quán)利要求13所述的用于熱交換器組件(20)的分開的小型百葉板(150)，其特征在于:每個所述小型百葉板(176、178)過渡到副接合部(172)。
15.如權(quán)利要求13所述的用于熱交換器組件(20)的分開的小型百葉板(150)，其特征在于:每個所述副 接合部(172)過渡到主接合部(166)，所述主接合部(166)過渡到所述平坦部分(154)。
【文檔編號】F28D1/053GK104048522SQ201410095606
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月15日
【發(fā)明者】P·S·凱德爾, L·P·謝勒, S·B·里帕, L-J·黃 申請人:德爾福技術(shù)有限公司