專利名稱：具有波浪形插入件的換熱器及其裝配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及換熱器，更具體地，涉及一種廢氣再循環(huán)冷卻器及其裝配方法。

發(fā)明內(nèi)容
在一些實施例中，本發(fā)明提供一種用于在第一工作流體和第二工作流體之間傳遞熱量的換熱器。換熱器可以包括一對空間上分離的頂蓋；一定數(shù)量的管，其在一對頂蓋之間延伸，提供了的第一工作流體的流路，并且沿第二工作流體的流路布置；以及插入件，其可支撐在一個管中，并且具有在大體上平行于一對頂蓋之間的多個管中的一個的長度的方向延伸的皺折。插入件可以包括延伸進(jìn)皺折并沿皺折分布的多個凹入。本發(fā)明還提供了一種用于在第一工作流體和第二工作流體之間傳遞熱量的換熱器。換熱器包括一對空間上分離的頂蓋；一定數(shù)量的管，其在一對頂蓋之間延伸，提供了的第一工作流體的流路，并且沿第二工作流體的流路布置；以及插入件，其可支撐在一個管中，并且具有在大體上平行于通過多個管的第一工作流體的流路的方向延伸的皺折。皺折限定插入件的第一和第二支柱。凹入形成在第一支柱上，并且突出相對于第一支柱上的凹入形成在第二支柱上。在一些實施例中，本發(fā)明提供一種用于在第一工作流體和第二工作流體之間傳遞熱量的換熱器。換熱器包括一對空間上分離的頂蓋；一定數(shù)量的管，其在一對頂蓋之間延伸，提供了的第一工作流體的流路，并且沿第二工作流體的流路布置；以及插入件，其可支撐在一個管中，并且具有在大體上平行于一對頂蓋之間的管的長度的方向上延伸的螺旋形皺折。通過具體說明和對應(yīng)的附圖，本發(fā)明的其他方面將變的清楚明了。


圖I是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的換熱器的仰視立體圖；圖2是圖I所示的換熱器被部分切去后的一部分的視圖；圖3是圖I所示的換熱器的一部分管和插入件的立體分解圖；圖4是圖3所示的一部分插入件的立體圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的選擇性實施例的一部分管和插入件的立體分解圖；圖6是圖5所示的一部分插入件的立體圖；圖7是可以根據(jù)圖9所示的方法加工的部分形成的插入件的俯視圖；圖8是可以根據(jù)圖10所示的方法加工的部分形成的插入件的立體圖；圖9示出了用于形成圖5所示的插入件的方法；
圖10示出了用于形成圖5所示的插入件的另一種方法；圖11是圖10所示的插入件形成裝置的一部分的立體圖。
具體實施例方式在詳細(xì)描述本發(fā)明的任何實施例之前，應(yīng)理解，本發(fā)明的應(yīng)用不限于以下說明中指出的或以下附圖中示出的構(gòu)件的結(jié)構(gòu)和布置的細(xì)節(jié)。本發(fā)明適于其他實施例，適于用不同的方式來實行或?qū)嵤?。還應(yīng)該理解，其中使用的措辭和術(shù)語目的在于描述，并且不能認(rèn)為是限定。其中的“包括”、“包含”或“具有”以及其變形旨在包括其后列出、與之相當(dāng)?shù)捻椖浚?還包括附加的項目。除非另有規(guī)定或限制，“安裝”、“連接”、“支撐”、“耦合”以及其變形被廣義地使用， 并且包括直接和間接地安裝、連接、支撐、耦合。此外，“連接”和“耦合”不限于物理或機械的連接和耦合。同樣，應(yīng)理解，其中參照裝置或元件的方向(如“中心”、“上方”、“下方”、“前方”、 “后方”)所使用的措辭和術(shù)語只用來簡化對本發(fā)明的描述，并不單獨表示或暗示所述的裝置或元件必須具有特定的方向。此外，其中使用的如“第一”、“第二”的詞語用于說明，并不旨在表示或暗示相對重要性或顯著性。圖I至4示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的換熱器10。在一些實施例中(包括圖I至4所示的實施例)，換熱器10可以用作為廢氣再循環(huán)冷卻器(EGRC)，并且可以與車輛的廢氣系統(tǒng)一起運作。在其他實施例中，換熱器10可被用在其他(例如非車輛的)應(yīng)用中，例如在電子冷卻、工業(yè)設(shè)備、建筑物供暖和空調(diào)等等中。此外，應(yīng)了解，本發(fā)明中的換熱器10可以采用多種形式、使用廣泛的材料，并且可以合并到各種其他的系統(tǒng)中。在如下更具體地描述的運行中，換熱器10將熱量從較高溫度的第一工作流體 (例如廢氣、水、發(fā)動機冷卻液、二氧化碳、有機制冷劑、二氟二氯甲烷(R12)、五氟丙烷 (R245fa)、空氣等)傳遞到較低溫度的第二工作流體(例如水、發(fā)動機冷卻液、二氧化碳、有機制冷劑、二氟二氯甲烷、五氟丙烷、空氣等)。此外，雖然這里參照的是在兩種工作流體之間傳遞熱量，然而在本發(fā)明的一些實施例中，換熱器10可以運行為在三種或更多種流體之間傳遞熱量。抑或/此外，換熱器10可以用作為同流換熱器，并且可以將熱量從加熱回路的高溫部位傳遞到同一加熱回路的低溫部位。在一些這樣的實施例中，換熱器10可以將熱量從流過傳熱回路的第一部分的工作流體傳遞到流過傳熱回路的第二部分的相同的工作流體。如圖I和圖2所示，換熱器10可以包括第一頂蓋18和第二頂蓋20，其位于一組具有外表面28的換熱管26 (如圖1、3和5所示)的相應(yīng)的第一和第二端部22、24處。在圖 I至4所示的實施例中，第一端部22被固定到第一收集罐30并且第二端部24被固定到第一收集罐32。在其他實施例中，換熱器10可以包括位于第一和第二端部22、24之一或換熱器10上的另一個位置的單個頂蓋18與/或單個集罐30。如圖I和2所示，管26每個可以被固定到第一和第二頂蓋18、20，從而流過換熱器 10的第一工作流體被保持與流過換熱器10的第二工作流體分離。更具體地，換熱器10為第一工作流體限定第一流路(由圖I中的箭頭34代表)且為第二工作流體限定第二流路 (由圖I中的箭頭36代表)，并且第一流路和第二流路34、36是分離的，從而避免第一工作流體進(jìn)入第二流路36、第二工作流體進(jìn)入第一流路34。在一些實施例中，如所示的實施例，管26被固定到第一和第二頂蓋18、20以及第一和第二收集罐31、32，從而第一工作流體通過第一收集罐30中的第一入口開口 40進(jìn)入換熱器10，沿第一流路34穿過換熱器10的管26，并避免了進(jìn)入第二流路36。在這些實施例中，管26可以被固定到第一和第二頂蓋18、20以及第一和第二收集罐32、32，從而第二工作流體通過第二收集罐32中的第二入口開口 42進(jìn)入換熱器10，沿管26之間的第二流路36 穿過換熱器10，并避免了進(jìn)入第一流路34。在其他實施例中，管26可以具有其他方向和結(jié)構(gòu)，并且第一和第二流路34、36可以由分流管、插入件、隔板等來保持分離。在另外的其他實施例中，第一流路34可以延伸通過管26中的幾個，而第二流路36可以延伸通過其余的管26。如圖2所示，頂蓋18、20的開口的尺寸可以為安裝一個或多個管26。如圖I和2 所示，沿第一流路34流動的第一工作流體可以通過形成在第一頂蓋18中的開口進(jìn)入管26。 在這些實施例中，第一頂蓋18也可以引導(dǎo)來自第二入口開口 42的相鄰管26之間的第二工作流體，并且避免第二工作流體流入管26。第一頂蓋18也可以避免第一工作流體流到管 26之間。在所示的實施例中，換熱器10被構(gòu)造為叉流式(cross-flow)換熱器，從而第一流路34或第一流路34的一部分與第二流路36或第二流路36的一部分相對。在其他實施例中，換熱器10可以具有其他構(gòu)造和布置，例如，并流或?qū)α鞯慕Y(jié)構(gòu)。在所示的實施例中，換熱器10被構(gòu)造為單通換熱器，其中第一工作流體沿第一流路34通過至少一個管26，并且第二工作流體通過管26之間的第二流路36。在其他實施例中，換熱器10可以被構(gòu)造為多通換熱器，其中第一工作流體在第一通路中通過一個或多個管26，并且之后在第二通路中以與第一通路中的第一工作流體流動方向相反的方向通過一個或多個不同的管26。在這些實施例中，第二工作流體可以沿相鄰的管26之間的第二流路 36流動。在另外的其他實施例中，換熱器10可以被構(gòu)造為多通換熱器，其中第二工作流體通過第一對相鄰的管26之間的第一通路，并且之后以與第一通路中的第二工作流體流動方向相反的方通過另一對相鄰的管26之間的第二通路。在這些實施例中，第一工作流體可以沿第一流路34通過至少一個管26。在所示的實施例中，換熱器10包括七個管26，其中每個具有大體為矩形的橫截面形狀。在其他實施例中，換熱器10可以包括一個、兩個、三個、四個、五個、六個、八個或更多的管26，其中每個可以具有三角形、圓形、四邊或其他多邊形、橢圓形或不規(guī)則的橫截面形狀。如上所述，在一些實施例中，第二流路36或第二流路36的一部分可以延伸過一個或多個管26的外表面28。在一些這樣的實施例中，可以沿管26的外表面28形成棱56 (見圖3)，至少部分地限定相鄰的管26之間的通道58。抑或，如圖5所示，換熱器10的管26 可以大體上為橢圓形(即，簡單的擠壓管材)并且省去限定通道58的棱56?？梢栽诠?6 周圍設(shè)置外殼，防止管26之間的第二工作流體泄漏出換熱器10。在這樣的實施例中，外殼將限定管26之間/周圍的第二流路36。在實施例中，如圖I至4所示的具有向外延伸的棱56的實施例，每個管26的棱56可以被固定到一個相鄰的管26。在一些這樣的實施例中，一個管26的棱56可以被釬焊、硬焊、熔焊到一個相鄰的管26。在其他實施例中，相鄰的管26可以通過內(nèi)部配合緊固件、其他傳統(tǒng)緊固件、粘著或粘聚的粘合材料、界面配合等被固定在一起。此外，可以在圖I至4所示的實施例的管26的周圍設(shè)置外殼。也可以在管26的外表面28設(shè)置額外的突出、凹入或變形64，為換熱器10提供結(jié)構(gòu)支撐，避免一個或多個管26的變形或壓平，維持相鄰的管26之間的所期望的間距，改善第一和第二工作流體之間的熱量交換，并且/或沿第一和第二流路34、36中的一個或兩者產(chǎn)生湍流。換熱器10可以包括插入件66，其在第一和第二工作流體分別通過第一和第二流路34、36時改善第一和第二工作流體之間的熱量交換。插入件66可以為換熱中心(即管 26)提供增大的表面面積，用于擴散第一與/或第二工作流體帶來的熱量。如圖2、3和5所示，插入件66可以位于管26中。抑或/此外，插入件66可以位于管26之間。在其他實施例中，插入件66可以與管26 —體地形成，并且可以從管26的外表面28向外延伸，抑或，從管26的內(nèi)表面向內(nèi)延伸。在一些實施例中，插入件66可以改善換熱器10的耐久性和強度。 插入件66的構(gòu)造(幾何的或形貌的)可以使熱量波動對材料造成的膨脹或收縮可以由增加的柔性來補償(以下更詳細(xì)地論述)。在圖2所示的實施例中，插入件66被支撐在每個管26中，并且在管26的相對末端68之間沿著每個管26的整個長度或大體上整個長度延伸。如圖2所示，插入件66也/ 或可以在管26的相對側(cè)之間延伸過每個管26的整個寬度或大體上整個寬度。在其他實施例中，插入件66被支撐在一個或小于總數(shù)的管26中，并且插入件66可以在管26的相對末端68之間沿著管26大體上整個長度延伸，抑或，插入件66可以在大體上小于管26整個長度上延伸通過管26。在另外的其他的實施例中，兩個或更多的插入件66可以被支撐或位于每個管26中。在一些實施例中，插入件66可固定至管26。在一些這樣的實施例中，插入件 66被釬焊、硬焊、熔焊到管26。在其他的實施例中，插入件66可以通過另一種方式連接到管26，例如通過界面配合、粘著或粘聚的粘合材料、緊固件等。在一些實施例中，管26的末端68可以被壓嵌到第一和第二頂蓋18、20中的一者或兩者。在一些這樣的實施例中，當(dāng)管26與/或插入件66被壓嵌到第一與/或第二頂蓋 18,20中，管26的末端68以及支撐在管26中或管26之間的插入件66可以至少部分地變形。從而，管26與/或插入件66被箍縮并保持收縮，以確保管26與/或插入件66位于所期望的方向，并防止泄漏。在一些實施例中，管26可以被釬焊、硬焊、熔焊到第一與/或第二頂蓋 18、20。在所示的實施例中，通過以下的更具體地描述的方法，滾壓成型的金屬板被折疊而形成插入件66。在其他實施例中，插入件66可以被鑄造或成型為所期望的形狀，并且可以由其他材料形成(例如，鋁、銅、鐵和其他金屬、合成材料、合金等)。在另外的其他的實施例中，插入件66可以通過任何方式切割或加工成型，可以被擠壓或沖壓，可以通過這些操作的結(jié)合等來制作。在圖3和圖7中最清楚地示出，插入件66可以是折皺的，并且具有總長度L、寬度 W和高度H。插入件66的長度L被限定為管26內(nèi)流體流動的大體方向(即，從第一頂蓋18 到第二頂蓋20)。如圖3中所示的實施例，每個皺折形成大體上平行于插入件66的長度L
7延伸的螺旋形的脊76。所示的插入件66的實施例包括一系列平行延伸的脊76，其沿插入件66的寬度W 形成間隔的峰78和谷80。如圖2所示，峰78和谷80可以接合相應(yīng)的管26內(nèi)部的上側(cè)和下側(cè)(例如，圖2、3和5中的上側(cè)和下側(cè)之間)。在所示的實施例中，支柱或側(cè)面82在每對相鄰的皺折之間(即，從峰78到谷80，反之亦然)沿長度L延伸，給出插入件66的高度H。 此外，一些實施例的插入件66可以具有削尖的、方形的或不規(guī)則形狀的峰78與/或谷80。 如圖2和圖3所示，所述實施例的插入件66的合成的側(cè)邊可以大體上是波狀。然而，在其他實施例中，合成的側(cè)邊可以大體上是正弦或鋸齒等其他形狀。以下參照圖4和圖6更具體地描述折皺的插入件66的每個皺折76所形成的結(jié)構(gòu)元件。如圖4和圖6所示，第一支柱82a可以被至少部分地限定在脊76的一側(cè)，并且第二支柱82b可以被至少部分地限定在脊76的另一側(cè)。皺折76a位于直接與第一支柱82a 相鄰且限定支柱82a的高度。類似地，皺折76b位于具有相同高度h的第二支柱82b的末端。相鄰的支柱82a、82b之間的距離S被限定為位于每個支柱82的相同的長度L和高度h 處的點之間的距離。插入件66的支柱82也可以有不同的形貌結(jié)構(gòu)。例如，在沿長度L的一點處，支柱82可以是波浪形的或波形的(即，如圖3和圖4所示當(dāng)從插入件66的一端觀察時，在沿長度L的另一點處，支柱82可以直的)。如圖3至圖8所示，支柱82可以包括輪廓單元，例如沿其長度L分布的凹入86和突出88。這些單元是在形成插入件66的材料中的變形，并且不會刺穿或在插入件66的相對側(cè)之間提供連接。在一些這樣的實施例中，在支柱82的一側(cè)形成的凹入86可以繼而在支柱82的相對側(cè)形成突出88 ( S卩，凹入86是突出88的幾何補充)。插入件66中形成的輪廓單元可以表現(xiàn)為錐體、截錐體、棱柱體，與/或類半球體的突出或凹入等。在所示的實施例中，輪廓單元每個具有兩個對稱面(其中之一是長度L、距離s平面，其中的另一個是高度 h、距離s平面)。由此，輪廓單元的上一半是下一半的鏡像(相對于其所置于的支柱82的高度h)。類似地，輪廓單元的左邊一半是右邊一半的鏡像(相對于其所置于的支柱82的長度L)。在一些實施例中，一個支柱82中的突出88可以被放置為使其至少部分地被相鄰的支柱82中的凹入86接受(即，沿每個支柱的高度h和長度L的相同的距離)。在一些實施例中，輪廓單元可以沿支柱82的整個高度h從一個皺折76延伸到相鄰的皺折76 (即，從峰78到相鄰的谷80，反之亦然)。如圖6所示，每個輪廓單元具有寬度 do在所示的實施例中，寬度d也代表相似的輪廓單元之間的距離。在其他的實施例中，相似的輪廓單元之間的距離可以大于介入的或間隔的輪廓單元的寬度d。如圖4所示，脊76的螺旋形由凹入86和突出88的幾何形狀和位置決定。在所示的實施例中，凹入86與突出88沿每個支柱82的長度L間隔布置，并且每個輪廓在相鄰的皺折76之間延伸。相應(yīng)地，一定數(shù)量的凹入86和一定數(shù)量的突出88可以沿每個皺折76的邊分布。圖4包括更清楚地示出插入件66的幾何形狀的參照測量。具體地，參照a代表皺折76的中線與凹入86的邊之間的距離，參照b代表皺折76的中線與突出88的邊之間的距離，并且參照c代表從皺折76的輪廓單元的邊至其最外的點/延伸位置的側(cè)向距離(即垂直于插入件的長度L和輪廓單元的寬度d)。如圖3至圖6所示，其中形成有縱排間隔的輪廓單元86、88的插入件66可以被折疊，使特定高度h處相鄰的支柱82之間的距離S可以沿其長度L大體上恒定。因此，沿管26的相對端68之間的長度L的流路橫截面面積實質(zhì)上恒定。相應(yīng)地，第一流路34被設(shè)置為迂回的，從而比直的流路長。這種插入件結(jié)構(gòu)可以增加工作流體的湍流，并從而允許更有效的換熱，而不帶來沿插入件66的長度L的顯著的壓力改變/恢復(fù)。此外，插入件66中形成的輪廓單元可以影響脊76的形狀。例如，圖3至圖8示出了凹入86和突出88的圖案 (具體地，連續(xù)間隔的縱排輪廓單元)如何產(chǎn)生螺旋形的脊76。從而，即使與管26的內(nèi)表面直接相鄰的流路都被加長并被設(shè)置為迂回的。脊76的螺旋形狀還可以在管26和插入件 66之間提供加強的連接，也可以改善換熱。在具有波形或波浪形橫截面的插入件66的實施例中，如所示的實施例，插入件66 用作為彈性件，其吸收或至少部分吸收振動，并且/或吸收由第一與/或第二工作流體的溫度波動帶來的插入件66的膨脹和收縮。在一些這樣的實施例中，波浪形的插入件66的彈性防止或減少插入件66的斷裂或破碎。抑或/此外，波浪形的插入件66的彈性防止或減少插入件66的脊76和管26的內(nèi)側(cè)之間的連接(例如釬焊點、硬焊點、熔焊點)的斷裂或破碎。如圖5至圖8所示，在一些實施例中，輪廓86、88可以沿支柱82的長度L，從第一側(cè)邊92連續(xù)延伸至第二側(cè)邊94。在其它實施例中，如圖2至圖4所示的，輪廓86、88只沿長度L在插入件66的中間部分連續(xù)延伸，而邊92、94具有不同的形貌結(jié)構(gòu)，例如波形。輪廓部分可以允許長度L的變化(即，縱向柔性)，而波形的邊可以補償支柱82的高度h的改變(即，垂直柔性)。在插入件的高度H受連接到管26內(nèi)表面的制約，特別是管的末端68 進(jìn)一步受第一和第二頂蓋18、20的制約的實施例中，這是所期望的。圖9示出了形成根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的換熱器10的插入件66的方法。方法包括將凹入86和突出88的圖案滾壓到可變形的熱傳導(dǎo)材料板100 (例如，鋁、銅、青銅和包括這些金屬的一種或多種的合金等)中。為了使說明書明確，圖9示出了輪廓形成的過程 (并且參照圖9進(jìn)行論述)，對于特殊的縱向布置的板的側(cè)向部分，分為兩個不同的、連續(xù)的步驟。首先，在圖的右側(cè)，滾壓出凹入86，然后，在其左邊滾壓出突出88。然而，在實際中， 滾壓凹入86和突出88可以被同時執(zhí)行(如以下圖10和圖11所示的可供選擇的實施例所描述和表示)。無論凹入86和突出88是順序形成還是同時形成，圖9所示的滾壓的插入件 66繼而經(jīng)過折疊過程(圖的右側(cè))以產(chǎn)生脊76。上述步驟可以被合并到以下更具體地描述的高速裝配過程中。如圖9所示，方法可以使用第一柱狀滾子102，沿其彎曲的外表面106設(shè)置了縱排的突出104。當(dāng)與相切于彎曲表面106的可變形材料板100的第一側(cè)面110接觸時，第一滾子102可以圍繞其軸108轉(zhuǎn)動。第一滾子102的重量可以用于對可變形材料施加壓力，從而突出104在材料100中形成凹入86。在其他實施例中，材料板100可以通過其他方式來與滾子102產(chǎn)生接觸以形成凹入86。突出104的形狀和尺寸(相對于材料板100厚度)可以是突出104與可變形材料板100的第一側(cè)面110接觸形成凹入86，并且在與第一側(cè)面110相對的板100的第二側(cè)面(不可見)產(chǎn)生凹入86的幾何互補體。從而，可以同時在第一側(cè)面110和相對的板100 的第二側(cè)面上相應(yīng)地形成凹入86和突出88。在鄰近與第一柱狀滾子102相對的板100的另一側(cè)放置第二柱狀滾子112，沿其彎曲的外表面116具有縱排的突出114。當(dāng)與相切于彎曲表面116的可變形材料板100的第二側(cè)面接觸時，第二滾子112可以圍繞其軸118轉(zhuǎn)動。這樣，凹入86可以被形成在板100 的第二側(cè)面上，并且相應(yīng)的突出88可以被形成在第一側(cè)面110上。滾子102、112可以通過軸向堆疊柱狀圓片來形成，其分界線如圖9中的虛線表示。 在一些實施例中，具有不同形狀的突出114與/或具有突出114之間的不同的圓周距離的圓片可以裝配到滾子中，該滾子將形成具有不同尺寸和幾何形狀的插入件66。類似地，圓片可以周向地交錯，使插入件66的一排排輪廓單元之間具有更大的或更小的距離，其可以得到更寬的或更窄的脊76。滾子102、112可以彼此參照地被布置，因此板的每側(cè)的凹入86 和突出88彼此相對地形成在具體的位置處。例如，圖7至圖9示出了如何對準(zhǔn)滾子102、 112以沿板100形成交替的凹入86和突出88的側(cè)向排和縱向排。側(cè)向排被狹窄的間隙分開，此處可以使板100折疊以形成折皺，從而側(cè)向排成為支柱82且間隙成為脊76。在所示的實施例中，滾子102、112略微交錯以形成螺旋狀的脊76。在其他實施例中，滾子102、112 可以被對準(zhǔn)以形成直的脊76。在另外的其他的實施例中，第一與/或第二滾子102、112上的突出104、114的位置、尺寸與/或形狀可以不同，以改變插入件66的幾何形狀與/或形貌。在別的其他的實施例中，滾子102、112的彎曲表面106、116可以具有對應(yīng)于(即位置、 尺寸、形狀等)相對的滾子112、102中的突出114、104的凹痕，用以更好地限定板100中形成的輪廓。圖10示出了形成根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的插入件66的方法。圖10所示的方法采用星形滾子，以同時形成輪廓單元且部分地折疊插入件66。在圖10所示的實施例中，第一星形圓片120代表位于可變形材料板100的第一側(cè)面110的第一星形滾子。沿著第一圓片120的周向，交替的脊122和裂隙124形成圓片的星形。如以下更具體的描述，脊 122和裂隙124有助于形成峰78和谷80。在每個脊122和裂隙124之間形成突出126或凹痕128。如以下更具體的描述，突出126和凹痕128可以在插入件中形成凹入86和突出 88。在一些實施例中，如所示的實施例，突出126或凹痕128可以是幾何形狀的互補體，并且具有多個對稱平面(如之前關(guān)于凹入86和突出88所論述)。在其他實施例中，脊122可以是裂隙124的幾何形狀的互補體。圖10中的第二星形圓片130代表第二星形滾子，其類似于第一圓片120 (即形狀、 尺寸等)具有使交替的突出136或凹痕138分隔開的交替的脊132和裂隙134。抑或/此外，突出136可以是凹痕138的幾何形狀的互補體，且突出126可以是凹痕128的幾何形狀的互補體，其中，突出126、136不必是同一圓片上的凹痕128、138的幾何形狀的互補體。第二星形圓片130位于材料板100的第二側(cè)面140。第一和第二星形圓片120、130可以彼此參照被設(shè)置，從而圓片120、130在各自的軸上轉(zhuǎn)動時，第一圓片120的每個脊122配合到第二圓片130的一個裂隙134，并且第二圓片130的每個脊132配合到第一圓片120的一個裂隙124。從而，當(dāng)可變形材料板100被送到星形圓片120、130之間時，相應(yīng)的脊122和裂隙134折疊材料以形成峰78，并且相應(yīng)的脊 132和裂隙124折疊材料以形成谷80。類似地，突出126、136和相應(yīng)的凹痕138、128在插入件66中形成凹入86和突出88。類似于上述圖9的實施例的布置，星形滾子可以由軸向堆疊的星形圓片120構(gòu)成。 圖11示出了示出了如何以交替的方式堆疊這些星形圓片120，從而一個圓片中的突出126 被置于與第二圓片中的凹痕128相鄰。如圖11所示，相鄰的圓片可以被堆疊，從而一個圓片中的脊122和裂隙124沒有與第二圓片中的脊122和裂隙124直接對準(zhǔn)。如圖3至圖8 所示，通過具有這種圓片布置方式的兩個星形滾子的互補定位，插入件66可以形成有螺旋形脊76。在插入件66被滾壓和折疊之后，其可被切成適當(dāng)?shù)某叽绮⒗^而被插入管26。在其他實施例中，插入件66可以在被折疊之前被切割。抑或，管26可以圍繞插入件66被裝配。 在其他的實施例中，管26和插入件66可以被同時切割出尺寸。以上所描述的和附圖所示出的實施例只是以示例的方式提出，并不旨于對本發(fā)明的構(gòu)思和原理進(jìn)行限制。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，只要不背離本發(fā)明的精神和范圍，可以對單元及其結(jié)構(gòu)和布置的進(jìn)行各種改變。
權(quán)利要求
1.一種制造用于換熱器的包括插入件的管的方法，該方法包括以下步驟向第一滾子及第二滾子供應(yīng)導(dǎo)熱材料板，所述板具有長度，第一側(cè)面以及第二側(cè)面；利用所述第一滾子在所述板上滾壓形成第一行凹入，使得所述第一行凹入伸入所述板的所述第一側(cè)面；利用所述第二滾子在所述板上滾壓形成第二行凹入，使得所述第二行凹入伸入所述板的所述第二側(cè)面；折疊所述板以形成皺折，所述皺折具有峰、第一支柱以及第二支柱，所述峰沿大致平行于所述板的所述長度的方向延伸，并且所述峰位于所述第一行凹入與所述第二行凹入之間，使得所述第一行凹入位于所述第一支柱上并且所述第二行凹入位于所述皺折的所述第二支柱上；并且在折疊了所述材料板之后，利用具有長度的所述管來包圍所述材料板，使得所述皺折沿大致平行于所述管的所述長度的方向延伸，由此所述板形成所述管的所述插入件。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中在滾壓形成所述第一行凹入之后滾壓形成所述第二行凹入。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中在滾壓形成所述第一行凹入以及所述第二行凹入之后折疊所述板。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中與滾壓形成所述第一行凹入以及所述第二行凹入大致同時折疊所述板。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中折疊所述板包括利用所述第一滾子及所述第二滾子來折疊所述板。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，還包括使所述板的所述第一側(cè)面與所述第一滾子的突起接觸以形成所述第一行凹入；并且使所述板的所述第二側(cè)面與所述第二滾子的突起接觸以形成所述第二行凹入。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中在使所述板的所述第二側(cè)面與所述第二滾子的突起接觸之前使所述板的所述第一側(cè)面與所述第一滾子的突起接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中在使所述板的所述第二側(cè)面與所述第二滾子的突起接觸大致同時使所述板的所述第一側(cè)面與所述第一滾子的突起接觸。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中折疊所述板以形成所述皺折包括折疊所述板，使得在所述第一支柱的位于所述峰與所述第一支柱的末端之間的高度處，在沿所述皺折的方向上分隔開的所述插入件的相對兩端之間，所述第一及第二支柱之間的寬度大致恒定。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中滾壓形成所述第一行凹入包括使所述第一滾子圍繞第一軸線轉(zhuǎn)動，其中，滾壓形成所述第二行凹入包括使所述第二滾子圍繞與所述第一軸線大致平行的第二軸線轉(zhuǎn)動。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中利用所述管包圍所述板包括將所述板插入所述管。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中利用所述管包圍所述板包括將所述管組裝在所述板周圍。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，還包括在折疊所述板之后，大致平行于所述板的長度來切割所述板，以定義所述板的寬度。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述峰界定了螺旋形的脊。
15.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，還包括軸向地堆疊多個柱狀圓片，以界定所述第一及第二滾子中至少一者。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中堆疊所述多個柱狀圓片包括將所述圓片布置為交替模式，使得第一個所述圓片中的突起與第二個所述圓片中的凹入相鄰布置。
17.—種制造用于換熱器的包括插入件的管的方法，該方法包括以下步驟向滾子供應(yīng)導(dǎo)熱材料板，所述板具有長度；在所述板上滾壓形成多個凹入；折疊所述板以形成皺折，所述皺折沿大致平行于所述板的所述長度的方向延伸，并且使得所述多個凹入伸入所述皺折，并且沿所述皺折分布；并且在折疊了所述板之后，利用具有長度的所述管來包圍所述板，使得所述皺折沿大致平行于所述管的所述長度的方向延伸，由此所述材料板形成所述管的所述插入件。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中在滾壓形成所述多個凹入之后折疊所述板。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中與滾壓形成所述多個凹入大致同時折疊所述板。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中折疊所述板包括利用所述滾子來折疊所述板。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中折疊所述板以形成所述皺折包括折疊所述板，使得在所述皺折的所述第一支柱的位于所述皺折的峰與所述第一支柱的末端之間的高度處，在沿所述皺折的方向上分隔開的所述插入件的相對兩端之間，所述皺折的所述第一支柱與第二支柱之間的寬度大致恒定。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中利用所述管包圍所述板包括將所述板插入所述管。
23.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中利用所述管包圍所述板包括將所述管組裝在所述板周圍。
24.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括折疊所述板包括形成螺旋形的脊。
25.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括軸向地堆疊多個柱狀圓片，以界定所述滾子。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中堆疊所述多個柱狀圓片包括將所述圓片布置為交替模式，使得第一個所述圓片中的突起與第二個所述圓片中的凹入相鄰布置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有波浪形插入件的換熱器及其裝配方法，提供了用于在第一工作流體和第二工作流體之間傳遞熱量的換熱器，其包括一對空間上分離的頂蓋；一定數(shù)量的管，其在一對頂蓋之間延伸，提供了第一工作流體的流路，并且沿第二工作流體的流路布置；以及插入件，其可支撐在一個管中，并且具有在大體上平行于第一工作流體的流路的方向上延伸通過管的皺折。皺折可以限定插入件的第一和第二支柱。第一支柱上可以形成凹入，第二支柱上可以形成與第一支柱上的凹入相對的突出。
文檔編號F28D7/16GK102589326SQ20121003087
公開日2012年7月18日 申請日期2009年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月2日
發(fā)明者大衛(wèi)·E·詹克, 弗蘭克·M·葛瑞普, 瑞法科特·赤瑪, 羅伯特·J·巴夫奈科特 申請人:摩丁制造公司