具有一體化的同軸入口/出口管的熱交換器的制造方法
【專利說(shuō)明】具有一體化的同軸入口 /出口管的熱交換器
[0001 ] 相關(guān)申請(qǐng)的交互參照
[0002]本申請(qǐng)要求對(duì)2013年9月20日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)N0.61/884,520的優(yōu)先權(quán)益，本文以參見方式引入其內(nèi)容。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及熱交換器，具體來(lái)說(shuō)，涉及一體地安裝在熱交換器內(nèi)的具有同軸入口/出口管的雙通路熱交換器。
【背景技術(shù)】
[0004]雙通路或多通路熱交換器是大家熟知的，其中，各種組合的不同熱交換器板堆疊在一起，以形成理想的通過(guò)熱交換器的流動(dòng)型式。在雙通路熱交換器中，通過(guò)熱交換器的流動(dòng)型式中的至少一種流路被分為第一通路和第二通路，第一通路具有用來(lái)將流體引入到熱交換器內(nèi)的入口集管以及將流體從第一通路傳輸?shù)降诙返闹虚g出口集管，第二通路與另一集管流體地連通，在完成第二通路之后該另一集管引導(dǎo)流體流出熱交換器外。因此，為了形成雙通流動(dòng)路徑，需要三種不同的集管結(jié)構(gòu)，其中一個(gè)集管，即，用于熱交換器內(nèi)的一種流體的入口集管，只延伸通過(guò)熱交換器內(nèi)芯的一部分。因此，為了形成具有理想的雙通流動(dòng)型式的熱交換器，需要不同的熱交換器板以形成熱交換器內(nèi)芯。具有形成熱交換器所需的多個(gè)不同的板，這增加了與熱交換器相關(guān)的成本，并還添加與熱交換器制造相關(guān)的復(fù)雜性。因此，希望將傳統(tǒng)的單通路熱交換器修改為雙通路(或多通路熱交換器)，而無(wú)需使用各種不同的熱交換器板，也不需要附加的集管結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)本發(fā)明示例的實(shí)施例，提供一種熱交換器，其包括多個(gè)堆疊的熱交換器板，這些板在其間形成多個(gè)交替的第一和第二流體流道而形成熱交換器內(nèi)芯；一對(duì)第一流體集管，它們由多個(gè)第一流體流道互連，以使第一熱交換流體進(jìn)入到熱交換器內(nèi)和從熱交換器內(nèi)排出；一對(duì)第二流體集管，它們由多個(gè)第二流體流道互連，以使第二熱交換流體進(jìn)入到熱交換器內(nèi)和從熱交換器內(nèi)排出；其中，所述成對(duì)的第一或第二流體集管中的所述集管之一是環(huán)形的集管結(jié)構(gòu)，其具有:延伸通過(guò)所述集管之一的一部分的環(huán)形第一集管流體通道，其與第一組的所述第一或所述第二流體通道流體地連通；以及第二集管流體通道，其居中地延伸通過(guò)所述環(huán)形第一集管流體通道并與其流體地隔絕，第二集管流體通道與第二組的所述第一或第二流體通道流體地連通；因此，環(huán)形的集管結(jié)構(gòu)以同軸的方式讓同樣的熱交換流體進(jìn)入到熱交換器內(nèi)芯和從內(nèi)芯中排出。
[0006]根據(jù)本發(fā)明另一示例的實(shí)施例，提供一種形成雙通路熱交換器的方法，該方法包括提供熱交換器內(nèi)芯，熱交換器內(nèi)芯包括:多個(gè)間距開的熱交換器板，它們?cè)谄溟g限定多個(gè)交替的第一和第二流體流道;一對(duì)第一流體集管，它們與所述多個(gè)第一流體流道連通，用來(lái)引導(dǎo)第一流體流過(guò)所述熱交換器；以及一對(duì)第二流體集管，它們與所述第二流體流道連通，用來(lái)引導(dǎo)第二流體流過(guò)所述熱交換器;提供集管插入件，該集管插入件具有在相對(duì)的第一和第二端部之間延伸的細(xì)長(zhǎng)的大致圓柱形的本體，集管插入件具有比所述成對(duì)集管之一的至少一個(gè)所述集管的直徑小的直徑;將所述集管插入件布置在至少一個(gè)所述集管內(nèi)，所述集管插入件的第一端嵌入在所述熱交換器內(nèi)，并嚙合所述熱交換器板中的一個(gè)板，由此，將熱交換器內(nèi)芯分為第一部分和第二部分，集管插入件的第二端從熱交換器內(nèi)芯向外延伸；其中，集管插入件限定所述集管中的至少一個(gè)和所述集管插入件的外表面之間的環(huán)形第一集管流體通道，以及由圓柱形本體形成的敞開內(nèi)部通道內(nèi)的第二集管流體通道，環(huán)形的第一集管流體通道與所述第一部分內(nèi)的所述多個(gè)第一或第二流體流道中的一個(gè)流道流體地連通，其中，第二集管流體通道與所述第二部分內(nèi)的所述多個(gè)第一或第二流體流道中的一個(gè)流道流體地連通。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例實(shí)施例，提供用于熱交換器的集管插入件，其具有形成在其中的對(duì)應(yīng)成對(duì)的內(nèi)部集管，對(duì)應(yīng)成對(duì)的集管通過(guò)第一和第二流體流道聯(lián)接在一起，該集管插入件包括:形成敞開內(nèi)部通道的細(xì)長(zhǎng)的大致圓柱形的本體;第一端，其用來(lái)密封地嚙合所述集管之一的一部分的內(nèi)部，并限定介于所述圓柱形本體的外表面和所述集管的內(nèi)表面之間的環(huán)形第一集管流動(dòng)通道;第一集管流動(dòng)通道流體地聯(lián)接到所述第一或第二流體流道的一部分;第二端，其從所述集管延伸出來(lái)，用以接納流體配件；以及由所述敞開的內(nèi)部通道限定的第二集管流動(dòng)通道，該第二集管通道流體地聯(lián)接到所述第一或第二流體流道的其余部分;其中，所述集管插入件將所述熱交換器分為第一部分和第二部分，第一和第二部分形成雙通路的流動(dòng)路徑。
【附圖說(shuō)明】
[0008]現(xiàn)將參照附圖，借助于實(shí)例來(lái)描述本發(fā)明的示范實(shí)施例，附圖中:
[0009]圖1是根據(jù)本發(fā)明示范實(shí)施例的熱交換器的俯視立體圖；
[0010]圖2是沿著剖面線2-2截取的圖1中所示熱交換器的剖視圖；
[0011]圖3是圖2中所示熱交換器的示意的剖視圖，示出流過(guò)熱交換器的流體之一的流動(dòng)路徑；
[0012]圖4是形成圖1熱交換器的熱交換器板之一的俯視立體圖；
[0013]圖5是用于圖1所示熱交換器的連接插入件/管子的立體圖；
[0014]圖6是圖5的連接插入件/管子的俯視端視圖；
[0015]圖7是沿著剖面線7-7截取的圖5中的連接插入件/管子的剖視圖；
[0016]圖8是圖2和3中所示剖視圖的一部分的詳圖，示出熱交換器內(nèi)連接插入件/管子的布置結(jié)構(gòu)；
[0017]圖9是如圖8中所示的詳圖，示出連接插入件/管子的替代的實(shí)施例；
[0018]圖10是如圖8中所示的詳圖，示出連接插入件/管子的另一替代的實(shí)施例；
[0019]圖11是如圖8中所示的詳圖，示出連接插入件/管子的還有另一替代的實(shí)施例；
[0020]圖12是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中所知原理的雙通路熱交換器的示意的剖視圖，示出流過(guò)熱交換器的流體之一的流動(dòng)路徑；
[0021]圖13是沿著剖面線13-13截取的圖1中所示熱交換器的示意的剖視圖，示出用于單通路熱交換器設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)的流動(dòng)路徑；
[0022]圖14是圖1中所示熱交換器的底板的俯視立體圖；
[0023]圖15是圖14的底板的仰視立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]現(xiàn)將詳細(xì)參照示范的技術(shù)實(shí)施。提供示例的實(shí)施例僅是為了解釋技術(shù)，而不是限制技術(shù)。本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員將會(huì)明白到，本發(fā)明的技術(shù)可作出各種修改和改變。因此，本發(fā)明技術(shù)意欲涵蓋落入本發(fā)明技術(shù)范圍之內(nèi)的如此的修改和改變。
[0025]現(xiàn)參照?qǐng)D1，圖中示出根據(jù)本發(fā)明的熱交換器10的示范實(shí)施例。熱交換器10通常呈嵌套的、盤形板的熱交換器形式。在所示的特殊實(shí)施例中，熱交換器10由多個(gè)沖壓成形的熱交換器板12、14組成，它們彼此以交替堆疊的、釬焊的關(guān)系設(shè)置，從而在板之間形成交替的第一和第二流道或流動(dòng)通道13、15。熱交換器板12、14通常彼此相同，每個(gè)板12、14包括大致為平面的底部16，如圖4所示，底部16在所有側(cè)面上被斜的周界壁18包圍。流體開口 17、19設(shè)置在各個(gè)熱交換器板12、14內(nèi)，以允許相應(yīng)的第一和第二熱交換流體的入口和出口通向熱交換器10的對(duì)應(yīng)的第一和第二流體流道13、15。一般地，每個(gè)熱交換器板12、14設(shè)置有四個(gè)流體開口，它們策略地定位在板12、14底部16的邊界之內(nèi)，通常各個(gè)開口分別位于板12、14的四個(gè)角內(nèi)。四個(gè)流體開口 17中的兩個(gè)形成在凸臺(tái)內(nèi)，通常被稱作凸臺(tái)或凸臺(tái)部分20，它們從板12、14的大致平面的居中底部16的平面中突起(或下陷)，而板12、14內(nèi)的另兩個(gè)流體開口 19形成在板12、14的大致平面的居中底部16內(nèi)并與底部16共面。
[0026]為了形成熱交換器內(nèi)芯，熱交換器板12、14互相堆疊，一個(gè)堆疊在另一個(gè)的頂上，在嵌套的結(jié)構(gòu)布置中一個(gè)板相對(duì)于另一個(gè)板轉(zhuǎn)過(guò)180度，這樣，其中一個(gè)板12、14的周界壁18接觸和密封住鄰近板12、14的周界壁18，從而形成在一個(gè)板12、14中的凸臺(tái)20內(nèi)的流體開口 17與鄰近板12、14的平的或共面的開口 19對(duì)齊，并密封住鄰近板12、14的平的或共面的開口 19，由此，使鄰近板12、14的居中底部16間距開，并在板之間形成交替的第一和第二流體通道13、15。當(dāng)板12、14堆疊成使周界壁18相對(duì)于居中底部16向下懸垂時(shí)，與其中兩個(gè)流體開口 17相關(guān)的凸臺(tái)部分20顯得相對(duì)于大致平面的居中底部16凹陷或下陷，如圖4所示。
[0027]紊流增強(qiáng)器或任何