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，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，這樣就有必要通過提供一個(gè)冷卻系統(tǒng)構(gòu)造一個(gè)水冷結(jié)構(gòu)來阻止這種現(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頁至第6頁，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，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，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，附圖1和2)、JP2000-111277A(第1至12頁，附圖1至12)、JP2003-21478A(第1至8頁，附圖1至7)所公開的雙管式EGR氣體冷卻器，雖然期望通過內(nèi)置波紋翅片或者交叉翅片將氣體的流動(dòng)分成細(xì)長液柱來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)部圓周表面在長度方向上遍及其總長上卻常常是光滑的，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，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，盡管該翅片加工簡單并且具有簡單的結(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非常簡單的加工方法在板材的表面形成多個(gè)板翅，該方法通過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，用來說明本發(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，用來說明本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的攪動(dòng)流體的板翅，示出了通過將切口部豎起并垂直于板材表面來形成多個(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是用來說明內(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是用來說明內(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是用來說明內(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是用來說明內(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，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)需要通過擠壓或者壓制使葉片緣彼此之間緊密接觸來形成多個(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。可是，即使這樣，翅片的高度之和(h-1+h-2)要絕對(duì)落在不超過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，切口部可以通過化學(xué)方法中的蝕刻法，在用于板材的溶液腐蝕劑中通過提供預(yù)定的掩蔽而形成，或者可以通過光學(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EGR氣體冷卻裝置(殼管式換熱器)進(jìn)行的冷卻測試，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的冷卻測試時(shí)，通過與實(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)過相同條件下的冷卻測試，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，通過插入至少兩片板1并通過對(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^對(duì)連接部6和6-1進(jìn)行釬焊、焊接和通過粘接劑粘接以及類似方法來實(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，并且通過多個(gè)板翅來隔離頂板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:臼井國際產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社