[發明專利]用于熱交換器的翅片及其制造方法

有效

• 申請號: 201711250001.1
• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN108131980B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: T·赫夫納;N·紐鮑爾;R·切埃馬;J·朔爾岑
• 申請（專利權）人: 摩丁制造公司
• 主分類號: F28F3/02
• 分類號: F28F3/02;B21D53/02
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 梁曉廣;李金剛

一種用于熱交換器的空氣翅片，具有由波紋限定的空氣通道，波紋具有通過交替的波峰和波谷連接的總體平面的側翼。穿孔延伸穿過至少一些側翼的一部分，并且在兩個間隔的平面內對齊。矩形孔延伸穿過波紋中的至少兩個連續的波紋，并通過兩個平面界定。一種制造空氣翅片的方法，包含以規則的間隔在金屬板的連續帶上形成穿孔，使帶起皺褶以在穿孔之間形成波峰和波谷，并且以規則的間隔沖壓帶的一部分。沖壓包含剪切穿孔之間的網，并且導致形成矩形孔。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2016年12月1日提交的美國臨時申請NO.62/428,767的優先權，其全部內容通過引用并入本文。

背景技術

用于在氣體和/或液體等流體之間傳遞熱能的熱交換器通常使用由薄金屬片材料構成的金屬翅片結構，以便更有效地將熱量傳遞到流體中或從流體傳遞熱量。這樣的翅片結構通過增加流體可用于對流傳熱發生的表面面積的數量來提供優勢，同時最大限度地減少自由流動區的限制，這必然導致不希望的流阻。

在某些情況下，延伸穿過有可能獲得的流體的翅片流動區域的換熱器的其他結構可能是必要的或可取的。作為現有技術中的已知例，Meshenky等人的美國專利號9,038,610示出熱交換器用于冷卻壓縮空氣流，其中用于冷卻劑流的端口和結構保持部件沿空氣流動路徑位于中心并延伸穿過熱交換器的高度。在在此公開的熱交換器中，通過在每個翅片通道水平提供兩個空氣翅片來容納端口和緊固件，其中兩個空氣翅片之間的中間空間保留給冷卻劑端口和緊固件。這樣的設置導致零件的增加，是不希望的。

針對液體流，上述問題通常可以通過在翅片本身形成孔而解決，如在Sagasser等人的美國專利號7,255,159中示出和描述的那樣。用于液體流和其他類似的高密度流的翅片結構典型地是在上述專利中描述的沖壓式湍流器種類，并且因此相對可以如在其中示出的那樣適用于具有沖壓到翅片結構中的孔。

然而，將這樣的特征形成在用于低密度氣體流例如空氣的翅片特征上，已經證明為困難得多。用于這樣的流體的翅片結構通常是由較薄的材料形成的，并且通?；旧显诟叨壬细卟⒕哂谢旧细o密的翅片間距。試圖在這樣的空氣翅片上使用用于液體湍流器的常規沖壓工藝是不成功的，導致翅片旋圈的嚴重變形并造成性能受損和組裝困難。因此，仍有改進的余地。

發明內容

根據本發明的實施例，用于熱交換器的空氣翅片具有由波紋限定的空氣通道，空氣通道在空氣翅片的寬度方向上延伸。波紋通過由交替的波峰和波谷連接的總體平面的側翼限定。穿孔延伸穿過至少一些側翼的一部分并且沿垂直于寬度方向的兩個間隔開的平面對齊。矩形孔延伸穿過波紋中的至少兩個連續的波紋，并且由兩個平面界定，使得孔的兩個相對緣每個與一個平面對齊。

矩形孔可以進一步由在空氣翅片的寬度方向上延伸的兩個額外的緣限定。每個這些兩個額外的緣可以沿波紋的一個波谷延伸。在一些實施例中，幾個連續設置的波紋隔開這兩個緣。

空氣翅片的流動通道可以在寬度方向上位于空氣翅片的一端的空氣入口面與位于相對端的空氣出口面之間延伸。通過使得空氣入口面與包含穿孔的一個平面之間的間隔等于空氣出口面與包含穿孔的另一平面之間的間隔，矩形孔可以在空氣入口面與空氣出口面之間位于中央。在一些實施例中優選為將矩形孔設置在非中心位置，在這種情況下，矩形孔可以設置在靠近或是空氣入口面或是空氣出口面的位置。

可以在波紋的側翼設置例如百葉窗的表面增強特征。表面增強特征如果存在，則可分為在空氣入口面與最接近于空氣入口面的包含穿孔的平面之間的的這些部分上的第一組特征，在包含穿孔的兩個平面之間的第二組特征，以及在空氣出口面與最接近空氣出口面的平面之間的第三組特征。在一些實施例中表面增強特征可以在一個或多個部分中消除。如果表面增強特征存在，則其優選在穿孔區域中斷。