管狀增壓空氣冷卻器制造技術

一種用于增壓空氣冷卻器的芯體，其包括同心內外管，所述內外管提供了用于流體流動的軸向延伸的環形通道，其中所述流體優選為液體冷卻劑。第一進口和第一出口位于軸向環形通道的端部處。用于流體流動的至少一個周向流體流道被設于外管的外表面上，其中所述流體優選為空氣。每一周向流道設有波紋狀條形翅片，該翅片包括若干列波紋狀皺折。芯體與外殼體一起形成了熱交換器。該殼體具有用于流體流經周向流道的進口和出口。還披露了其它實施例，在這些實施例中，熱交換器適用于使用三種流體，并且通過在殼體中設置冷卻劑通道可提供附加的冷卻能力。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及用于將熱從一種流體傳遞到另一種流體的管狀熱交換器，并且特別是涉及具有管狀芯體的增壓空氣冷卻器。
技術介紹
管狀熱交換器已知的是用于各種場合中。現有技術中包括幾種管狀熱交換器的例子，其中，管具有可為帶肋或者波紋狀的以增強熱傳遞的內外熱交換表面。這種帶肋或者波紋狀管可通過擠壓而形成相對較復雜的形狀。例如，美國專利No.3887004(Beck)描述了一種同心管式熱交換器，它具有外管狀殼體和優選是通過擠壓而制成的內花鍵管。如Beck的圖8所示，優選地是將翅片狀的結構設于所述花鍵管內。同樣已經提出了構造一種管狀增壓空氣冷卻器，它包括具有兩個同心層的擠壓鋁件，其中所述兩個同心層由徑向花鍵所間隔，以為第一流體提供流道。第二流體流經形成于管的外表面上的機加工凹槽。現在需要一種簡化、重量輕的管狀熱交換器結構，該熱交換器結構避免使用復雜的擠壓和機加工部件。
技術實現思路
本專利技術提供了一種熱交換器，它包括具有外表面的外管和容納于外管內并且與外管同心的內管。在內管和外管之間形成有軸向流體流道。熱交換器還包括與軸向流道流體連通的第一進口和第一出口，第一進口和第一出口在軸向上彼此間隔。至少一個周向流體流道形成于殼體和外管之間的環形空間內。波紋狀的條形翅片布置于每一所述至少一個周向流體流道內，并且所述條形翅片包括若干列波紋狀皺折，波紋狀皺折包括頂部、底部和連接頂部和底部的側壁，至少一些波紋狀皺折的底部與外管接觸。在另一方面，本專利技術提供了一種熱交換器的芯體，它包括具有外表面的外管和容納于外管內并且與外管同心的內管。在內管和外管之間形成有軸向流體流道。熱交換器還包括與軸向流道流體連通的第一進口和第一出口，第一進口和第一出口在軸向上彼此間隔。至少一個周向流體流道形成于殼體和外管之間的環形空間內。波紋狀的條形翅片布置于每一所述至少一個周向流體流道內，并且所述條形翅片包括若干列波紋狀皺折，波紋狀皺折包括頂部、底部和連接頂部和底部的側壁，至少一些波紋狀皺折的底部與外管接觸。附圖說明現在結合附圖僅通過例子對本專利技術進行說明，其中附圖圖1為本專利技術的優選增壓空氣冷卻器的透視圖，其中一個端部接頭與殼體分離，以將芯體暴露；圖2為將端部接頭去除后的圖1中的增壓空氣冷卻器的端部視圖；圖3為沿圖1的線3-3’的軸向剖視圖；圖4為沿圖1的線4-4’的軸向剖視圖；圖5為圖1中熱交換器芯體的單獨局部剖視圖；圖6為本專利技術第二優選實施例的熱交換器的局部剖視的側視圖；圖7為圖6中所示的熱交換器的優選形式的外管和若干隔板的透視圖；圖8為本專利技術第三優選的熱交換器的一端的側剖視圖；圖9為本專利技術第四優選的熱交換器的一端的側剖視圖。具體實施例方式現在參看附圖，其中類似的附圖標記表示類似的部件，圖1至5示出了第一優選熱交換器10。該熱交換器10包括殼體12和芯體14。在附圖中，各附圖中類似的附圖標記表示類似的部件。熱交換器10優選地被用作增壓空氣冷卻器，其中空氣被優選是液體冷卻劑的流體冷卻。本專利技術的增壓空氣冷卻器優選地可被用于汽車或運載工具中，其中渦輪增壓或者機械增壓(super charging)與內燃機結合使用。本專利技術的增壓空氣冷卻器的其它應用包括燃料電池發動機的供氣系統。然而，將要理解的是，相反地，該熱交換器可用于加熱空氣，或者用于加熱或冷卻除了空氣以外的流體，并且可用于固定發動機以及運載工具的發動機中。殼體12包括具有基本上為圓筒形內表面18的側壁16(圖2)。該殼體12還包括進口20和出口22，其中空氣或其它流體在箭頭A的方向上通過所述進口進入到熱交換器10內，并且此流體在箭頭B的方向上通過所述出口離開熱交換器10。進口20和出口22從殼體12上突出并且在周向上彼此間隔。在附圖所示的特殊實施例中，進口20和出口22在周向上以大約180度間隔。將要理解的是，進口和出口的間隔可根據熱交換器10的構造而發生改變。進口20通過進口集流腔24與殼體12的內部連通，其中進口集流腔24以軸向延伸的凹槽的形式形成于側壁16內。進口集流腔24如圖所示包括具有矩形剖面的凹槽。出口22通過類似形狀的出口集流腔26與殼體12的內部連通。雖然集流腔24、26所示為矩形形狀，但是將要理解的是，集流腔24、26可為任何適當的剖面形狀，例如半圓形。優選地，集流腔24、26沿著殼體12的整個長度方向軸向延伸，并且與殼體12一體成型。然而，應該理解的是，集流腔24、26可僅沿著殼體12的一部分長度延伸。殼體12還包括一對端部接頭28、30。端部接頭28包括進口開口32和帶孔連接法蘭34，其中所述進口開口32用于第二流體在箭頭C方向上的軸向流動，而端部接頭28通過所述法蘭34固定到側壁16的端面36上。類似地，端部接頭30包括出口開口38和帶孔連接法蘭40，其中所述出口開口38用于第二流體在箭頭D方向上的軸向流動，而端部接頭30通過所述法蘭40固定到側壁16的相對端面42(未示出)上。如圖1所示，進口端部接頭28的4個孔44與端面36的4個孔46對齊，然后通過螺紋緊固件(未示出)或者類似物將端部接頭28固定到端面36上。芯體14緊密地容納在殼體12內，并且雖然芯體14與殼體12之間的接觸并不是必要的，但是優選地還是芯體14與殼體12的內表面18接觸。芯體14包括具有外表面52和內表面54的外管50和容納在外管50內并與之同心的內管56，內管56具有外表面58和內表面60。如圖所示，環形空間62位于內、外管50和56之間。環形空間62優選地在管50和56的整個長度上軸向延伸并且限定了流體軸向流過熱交換器10的流道64。芯體14還包括容納于軸向流道64內的波紋狀條形翅片66，其作為渦流增強裝置以增強熱交換，并且同時還用作內外管50和56之間的隔片。條形翅片66基本上占據了整個流道64。將要理解的是，設置條形翅片66是優選的，但是并不是本專利技術的必要特征。作為替代，還可采用陷穴或者葉片將管50和56間隔開，正如以下在三流體熱交換器中所討論的那樣。通過軋制和/或壓制金屬薄板或者帶而制成條形翅片66。在將其切割至適當長度(軸向)和/或寬度(周向)后，將其成卷并插入到管之間的環形空間內。根據形成條形翅片66的板或者帶的尺寸，必要的是將一段或多段條形翅片66插入到環形空間62內，以基本上占據整個流道64。條形翅片66優選地可具有如美國專利No.Re.35890(So)中所披露的形式，此專利的全部內容被并入以供參考。在優選的熱交換器10中，條形翅片66以“低壓降”的構造布置于流體流道64內，也就是說，具有以周向延伸的列70布置的波紋狀皺折68，和由軸向上的波紋狀皺折開口限定的孔78。雖然并不是那么優選的，但是應該理解的是，條形翅片可布置成“高壓降定向”(未示出)，即具有軸向延伸的波紋狀皺折68的列70和在周向上開口的孔。每一波紋狀皺折68包括頂部72、底部74和連接頂部和底部72、74的側壁76。在附圖所示的優選實施例中，波紋狀皺折68具有大致呈矩形或者梯形的形狀，并且頂部72、底部74和側壁76基本上是平的。然而，將要理解的是，波紋狀皺折68替代地可以是圓的或者具有任何其它適當的形狀。如圖所示，皺折66的相鄰列70相對于彼此大約偏移50％，從而在使壓降最小的情況下，使熱傳遞最大化。在優選的熱交換器10本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種熱交換器，它包括：（ａ）具有外表面的外管；（ｂ）容納于外管內部并與外管同心的內管，其中，軸向流體流道形成于內管和外管之間；（ｃ）與軸向流道流體連通的第一進口和第一出口，所述第一進口和第一出口在軸向上彼此間隔； （ｄ）沿著外管的外表面形成的至少一個周向流體流道；（ｅ）布置于所述至少一個周向流體流道的每一個內的波紋狀條形翅片，每一所述條形翅片包括若干列波紋狀皺折，每一波紋狀皺折包括頂部、底部和連接頂部和底部的側壁，至少一些波紋狀皺折的底部 與外管接觸。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：AK吳，BE奇德爾，E盧維索托，
申請(專利權)人：達納加拿大公司，
類型：發明
國別省市：CA[加拿大]