[發明專利]換熱器管、換熱器管組件和制造它們的方法

有效

• 申請號: 201210484126.1
• 申請日: 2012-11-23
• 公開（公告）號: CN103567585B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: E·林德爾;G·曼特里;G·休斯;P·托皮奇斯
• 申請（專利權）人: 摩丁制造公司
• 主分類號: B23K1/008
• 分類號: B23K1/008;F28F1/20;F28F21/08;F01P11/00
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司11012
• 代理人: 高艷麗

技術領域

總的來說，本發明涉及用于換熱器的管，以及翅片和管組件，以及制造它們的方法。

背景技術

眾所周知，大型換熱器包括有獨立的、各自可被替換的管組件，其中所述管組件具有用于輸送第一流體的管，和用于第二流體向所述第一流體傳熱或用于第二流體傳遞來自所述第一流體的熱量的次級傳熱面區域。例如，Murray在美國專利號3,391,732以及Neudeck在美國專利號4,236,577中已經描述了用于將發動機冷卻液的廢熱傳遞至空氣的充當重型設備散熱器的這種類型的換熱器。在這些換熱器中使用的管組件具有用于換熱的中央翅片段和用于插入密封索環的無翅片的圓柱末端段。

上述類型的換熱器管組件通常由銅構成，焊接至所述管上的翅片區域中具有延伸的空氣側表面。銅具有導熱率高、制造容易、以及強度和耐久性好的優點。然而，銅的價格的持續升高導致了需要可替代的、成本更低的材料。

在其他換熱器（例如汽車和商業散熱器）中，鋁已經替代銅成為了優選的構建材料，但是鋁尚未成功地替代在這類重型換熱器中的銅。鋁的強度比銅低得多，導致了對其耐久性的擔心。在本領域中當需要將個別的管組件移除和插入的情況下尤其成問題，因為在這樣的操作過程中可能會發生損壞。此外，鋁部件的結合比銅的焊接需要高得多的溫度，這導致了制造上的困難。因此，仍然存在改進的空間。

發明內容

根據本發明的一種實施方式，用于換熱器的管組件包括具有扁平段的管，所述扁平段具有由相對的窄管側面連接的被隔開的寬管側面。所述管組件還包括兩個翅片結構體和兩個基本平坦的側板，每個所述翅片結構體具有由側沿（flanks）連接的波峰和波谷。一個翅片結構體的波谷與所述寬管側面之一連接，且該翅片結構體的波峰與所述側板之一的側面連接。另一個翅片結構體的波谷與另一個寬管側面連接，且該翅片結構體的波峰與另一個側板的側面連接。

在某些實施方式中，所述管包括位于所述管的縱長末端處的圓柱段，所述扁平段設置于所述圓柱段之間。在某些實施方式中，所述管、所述翅片結構體和所述側板通過硬釬焊接而結合在一起，以及在某些實施方式中，所述管、翅片結構體和側板由一種或多種鋁合金制成。根據一些實施方式，所述寬管側面的厚度是所述側板厚度的至少兩倍。

根據本發明的另一種實施方式，用于換熱器的管組件包括沿縱長方向在所述管組件的至少一部分上延伸的流體流動管道。所述流體流動管道具有大尺寸和小尺寸，二者均垂直于所述縱長方向，所述小尺寸顯著小于所述大尺寸。所述流動通道被連續的管壁環繞著。在所述小尺寸方向上，兩個基本平坦的側板自所述連續管壁等距地隔開，且所述基本平坦的側板通過薄腹板（web）與所述管壁連接。

在某些這樣的實施方式中，所述連續管壁限定了相對于在所述大尺寸方向上的軸線的管壁重心慣性矩。在某些實施方式中，所述管組件相對于該軸線的重心慣性矩是所述管壁重心慣性矩的至少五倍，并且在某些實施方式中是至少十倍。

在某些實施方式中，第一圓柱管段與所述連續管壁在所述流動管道的第一末端處連接，且第二圓柱管段與所述連續管壁在所述流動管道的第二末端處連接。在某些實施方式中，由所述連續管壁限定的外周長大于所述圓柱管段中的至少一個圓柱管段的外周長。

根據本發明的另一種實施方式，制造換熱器管組件的方法包括提供管、第一波狀翅片結構體和第二波狀翅片結構體以及第一基本平坦的側板和第二基本平坦的側板。所述第一波狀翅片結構體設置于所述第一側板和所述管的第一寬平側面之間，所述第二波狀翅片結構體設置于所述第二側板和所述管的第二寬平側面之間。向所述側板的相對的側面施加壓力，以使所述翅片結構體的波峰和波谷與所述側板和所述寬平側面接觸，并在所述第一翅片結構體和所述第一側板之間、所述第一翅片結構體和所述第一寬平側面之間、所述第二翅片結構體和所述第二側板之間以及所述第二翅片結構體和所述第二寬平側面之間形成硬釬焊接。

在某些這樣的實施方式中，在真空環境中升高所述管、翅片結構體和側板的溫度，以形成硬釬焊接。在其他環境中，在受控的惰性氣體環境中升高所述管、翅片結構體和側板的溫度。在某些實施方式中，提供所述管、翅片結構體和側板包括提供具有涂覆有釬料金屬的材料。

在某些實施方式中，所述壓力是通過與所述第一側板相鄰的第一隔板和通過與所述第二側板相鄰的第二隔板傳遞的。在某些這樣的實施方式中，所述隔板的熱膨脹系數基本與所述管、側板和翅片結構體的熱膨脹系數相匹配。在某些實施方式中，所述第一隔板是與所述第一側板相鄰的若干個隔板之一。