CN100368755C - 流体从中流过的扁平空心体部、包含该空心体部的热交换器以及制造该热交换器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种流体通过的扁平空心体部(2)，其包括纵向伸长并且定位成一个在另一个之上且间隔开的上部和下部平板(15、16)，和一放置在该两个平板(15、16)之间并钎焊于其上的通道形成体部(17)。该通道形成体部(17)包括两个纵向延伸的直侧杆(18)，其分别设置在该上部和下部平板(15、16)之间的该平板的前部和后部相对侧边处，一纵向延伸并设置在这两个侧杆(18)之间且与其间隔开的中间杆(19)，两个传热面增大部分(21)，每个该传热面增大部分使该中间杆(19)和每个与其成一体的侧杆(18)互连，并且位于该杆的高度的中部处，以及从与其成一体的各侧杆(18)的右端向前或向后朝内部延伸的端杆(22)，该端杆的各内端部接合并钎焊到该中间杆(19)的右端的前部和后部相对侧面上。该中间杆(19)的左端部被切除，该两个传热面增大部分(21)的各自的右端部被切除，该平板(15、16)中的每一个均在其右端部内分别在该中间杆(19)的前部和后部相对侧上形成孔(13、14)。该两个平板(15、16)中的每一个的左端部均朝另一个平板弯曲，该弯曲部分(15a、16a)互相重叠并钎焊到一起。

Description

流体从中流过的扁平空心体部、包含该空心体部的热交换器以及制造该热交换器的方法

相关申请的交叉参考

本申请是根据35U.S.C.§111(a)提交的申请，且根据35U.S.C.§119(e)(1)要求临时申请No.60/480745的申请日利益，该临时申请是根据35U.S.C.§111(b)于2003年6月24日提交的。

技术领域

本发明涉及流体从中流过的扁平空心体部，包含该空心体部以用作用于工业机器例如压缩机、机床和液压机的油冷却器、后冷却器和散热器等的热交换器，以及一种用于制造该热交换器的方法。

在本文中，图1的上侧和下侧以及左手侧和右手侧将分别被称为“上”、“下”、“左”和“右”。术语“前”是指在每对相邻的扁平空心体部之间的且与通过该空心体部的高温流体进行热交换的低温流体的流动方向的下游侧，即图1以及图10到12中的箭头X所示的方向，术语“后”则是指相反方向。定义这些术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”和“后”是为了方便；这些术语中的每一对“上”和“下”、“左”和“右”以及“前”和“后”都可以由后者替代前者以表示相反方向。此外，下文中将使用的术语“铝”除了纯铝之外还包含铝合金。

背景技术

已知用于工业机器例如油冷却器、后冷却器和散热器的热交换器包括以下热交换器：其包含纵向(侧向，laterally)延伸并以一定间隔平行地一个在另一个之上设置的铝制的流体通过的空心部分，设置在每对相邻流体通过部分之间的左端和右端并钎焊到该流体通过部分上的铝制间隔块(spacer)，以及设置在每对相邻流体通过部分之间并钎焊于其上且位于该左右间隔块之间的波状铝制散热片，每个该流体通过部分包括一扁平空心体部，该空心体部具有一上部平面壁和一下部平面壁以及一使该上部和下部壁沿其周向边缘互连的周向壁，该扁平空心体部的上部和下部壁中的每一个均在其左右端部中的每一端形成有一孔，并且该左右间隔块中的每一个均具有一通孔，该通孔与该扁平空心体部的上部和下部壁中的对应孔相连通，一对垂直延伸的左侧和右侧集管，每个集管均由在热交换器的左端和右端的每一端处的所有间隔块以及在该交换器端部位于该间隔块之间的该空心扁平体部的部分构成(见出版物JP-A No.2001-82891和JP-ANo.1996-233476)。

该扁平空心体部包括两个以一定间隔一个设置在另一个之上的平板，每个平板均由在其相对表面上具有钎焊材料层的铝制钎焊板材制成，以及一位于该平板之间并钎焊到该平板上的铝制通道形成体部，每个该平板均在其左右相对端部上各形成一孔，该通道形成体部包括一使该两个平板的周向边缘互连的周向壁，以及一使该周向壁的分别沿该平板的前部和后部相对侧边的两个直线部分的纵向中间部分互连的传热面增大部分。这两个平板用作该扁平空心体部的上部和下部壁，并且该通道形成体部的周向壁用作该扁平空心体部的周向壁。

但是，传统的热交换器存在以下问题。由于每对相邻扁平空心体部分别在其中间的左右相对端处具有间隔块，所以该交换器整体的重量较大。更具体地，该间隔块需要设置通孔以便高压高温流体从中通过，所以限定该孔的间隔块周向壁的厚度必须增加，从而增加该间隔块的重量以及整个热交换器的重量。

由于在每个间隔块中形成有通孔，所以不可能在该间隔块中形成螺纹孔以用于将托架或支架附装到该间隔块上。因此，需要通过一个繁琐的过程利用焊接将托架或支架固定在适当的位置。尽管限定该通孔的间隔块周向壁的厚度必须增大，但如果要在该间隔块内形成螺纹孔以用于将托架或支架附装在该间隔块上，则这会造成整个热交换器的重量进一步增加。

由于热交换器分别在其左端和右端具有集管，所以其中高温流体和低温流体进行热交换的组件的面积，即核心组件(core unit)的面积相对于安装该交换器所需的热交换器的总尺寸较小，这限制了提高热交换效率的效果。

该高温流体流入其中一个集管，并随后通过该扁平空心体部流入另一个集管。同时，在一对相邻的空心体部之间高温流体与从后部向前流动的低温流体进行热交换。在此情况下，在该空心体部的后侧部分内流动的高温流体的部分可被低温流体有效地冷却，但是到达该空心体部的前侧部分的低温流体已具有较高的温度，因此对流过该空心体部的前侧部分的高温流体的冷却效率较低。因此，热交换器的总的热交换效率不能完全令人满意。

本发明的一个目标是克服上述问题，并提供一种流体通过的扁平空心体部，其可用于一种比传统热交换器重量更小且热交换效率更高的热交换器，并提供一种包含这种流体通过的扁平空心体部的热交换器，以及一种制造该热交换器的方法。

发明内容

本发明提供第一流体通过的扁平空心体部，该空心体部包括纵向伸长的一上部和一下部平板，一使该上部和下部壁的周向边缘互连的周向壁，以及一将该周向壁的内部分成纵向延伸的前部和后部两个通道的隔壁，该上部和下部壁中的每一个壁均在其右端部内形成有两个孔，这两个孔分别在该隔壁的前部和后部相对侧上并且在该上部或下部壁的横向上间隔开，以使该各个通道与外部通过该孔相连通，该隔壁的左端部被切除以保持该两个通道相互连通。

当该第一流体通过的扁平空心体部用作热交换器时，高温流体在流过该扁平空心体部的前部通道时被低温流体冷却到一定程度，然后进入后部通道，该低温流体在相邻空心体部之间的间隙的后侧部分内被加热到一定程度，然后到达该间隙的前侧部分。因此，即使到达该间隙的前侧部分的低温流体的温度较高，在该前部通道中流动的高温流体仍具有高温，该高温流体与该低温流体的温差仍很大，从而该高温流体可被有效地冷却。即使在该后部通道内流动的高温流体的温度降低很多，在该间隙的前侧部分内的低温流体仍具有低温，该低温流体与该高温流体的温差仍很大，从而该低温流体可有效地冷却该高温流体。结果，该设备可获得高热交换效率。

本发明提供包括第一扁平空心体部的第二流体通过的扁平空心体部。该第二扁平空心体部包括纵向伸长并且定位成一个在另一个之上且间隔开的一上部和一下部平板，和一放置在该两个平板之间并钎焊到这两个平板上的通道形成体部，该通道形成体部包括两个纵向延伸且分别设置在该上部和下部平板之间的该平板的前后相对侧边处的直侧杆，一纵向延伸并设置在该两个侧杆之间且与该两个侧杆间隔开的中间杆，两个传热面增大部分，每个该传热面增大部分使该中间杆和每个与该传热面增大部分成一体的侧杆互连并且位于该杆的高度的中间部分处，以及从与该传热面增大部分成一体的各个侧杆的右端向前或向后朝内部延伸的端杆，该端杆的各内端部接合并钎焊到该中间杆的右端的前部和后部相对侧面上，该中间杆的左端部被切除，该两个传热面增大部分的各自的右端部被切除，该上部和下部平板中的每一个平板在其右端部内分别在该中间杆的前部和后部相对侧上形成孔，该上部和下部平板构成该相应的上部壁和下部壁，该上部和下部两个平板中的每一个平板的左端部均朝另一个平板弯曲，该弯曲部分互相重叠并钎焊到一起，从而构成该周向壁的左壁部分，该通道形成体部的侧杆构成该周向壁的相应的前部和后部相对侧壁部分，该通道形成体部的端杆构成该周向壁的右壁部分。当该扁平空心体部用于构成一热交换器时，该空心体部具有与已经说明的本发明的扁平空心体部相同的优点。由于该通道形成体部的端杆的外端部钎焊到该中间杆上，所以该扁平空心体部的强度增加。更具体地，该通道形成体部的中间杆的右端钎焊到该间隔块中的两个通孔之间的的部分上，并且该端杆的外端部钎焊到此中间杆上。因此，即使该端杆受到流过该扁平空心体部的流体向右作用的力，仍可防止该端杆被损坏或断裂。

本发明提供包括所述的第二扁平空心体部的第三流体通过的扁平空心体部，其中该上部和下部平板中的每一个平板均由铝制钎焊板材制成，并且该通道形成体部由铝制压出型材制成。则该扁平空心体部的重量可进一步减小，并且变得容易制造。

本发明提供包括所述第二扁平空心体部的第四流体通过的扁平空心体部，其中位于内侧的该上部和下部平板的左端弯曲部分之一具有一与该通道形成体部的每个侧杆相对应的部分，该侧杆对应部分在其内侧的曲率半径使得在该侧杆对应部分和该侧杆之间不会形成间隙，位于外侧的另一弯曲部分具有与该通道形成体部的每个侧杆相对应的部分，该第二次提到的侧杆对应部分在其内侧的曲率半径使得在该内侧和外侧弯曲部分的侧杆对应部分之间不会形成间隙，并且该上部和下部平板的每个左端弯曲部分中的除了对应于该通道形成体部的侧杆的部分之外的部分在其内侧的曲率半径大于该侧杆对应部分在其内侧的曲率半径。

本发明提供包括所述第四扁平空心体部的第五流体通过的扁平空心体部，其中该上部和下部平板的左端弯曲部分的侧杆对应部分在其内侧的曲率半径最大为0.2mm，并且该上部和下部平板的左端弯曲部分中的除了与该侧杆对应部分之外的部分在其内侧的曲率半径不小于该上部和下部平板的厚度。

对于该第四和第五扁平空心体部，位于内侧的该上部或下部平板的左端弯曲部分具有与该通道形成体部的每个侧杆相对应的部分，并且该侧杆对应部分在其内侧的曲率半径使得在该侧杆对应部分和该侧杆之间不会形成间隙，例如该曲率半径最大为0.2mm。位于外侧的另一个弯曲部分具有与该通道形成体部的每个侧杆相对应的部分，该侧杆对应部分在其内侧的曲率半径使得在这些侧杆对应部分之间不会形成间隙，例如该曲率半径最大为0.2mm。因此，可防止流体从该内侧弯曲部分的侧杆对应部分和该侧杆之间、以及从该上部和下部两个平板的弯曲部分的侧杆对应部分之间泄漏。该上部和下部平板的每个左端弯曲部分中的除了该对应于通道形成体部的侧杆的部分之外的部分在其内侧的曲率半径大于该侧杆对应部分在其内侧的曲率半径，例如该曲率半径不小于该上部和下部平板的厚度。因此，可防止除了该侧杆对应部分之外的部分出现裂纹，从而使该扁平空心体部的左壁部分的耐压性增强，周期容许应力(试验应力，proof stress)提高。如果该部分与该侧杆对应部分在内侧的曲率半径相等，则当该上部和下部平板弯曲时，在该平板内例如从外表面到大约该板的厚度的一半将出现裂纹，从而削弱该空心体部的左壁部分的耐压性和周期容许应力，并且伴随该弯曲部分因长期使用而完全破裂从而使流体泄漏的可能性。如果该上部或下部平板的位于内侧的左端弯曲部分的侧杆对应部分和位于外侧的左端弯曲部分的侧杆对应部分在内侧的曲率半径例如最大都为0.2mm，则当该上部和下部平板弯曲时，在该平板内从外表面到大约该板的厚度的一半将出现裂纹，但是即使长期使用该弯曲部分也不会完全破裂，这是因为该内侧弯曲部分的侧杆对应部分都钎焊到该侧杆上，而该外侧弯曲部分的侧杆对应部分都钎焊到该内侧弯曲部分上。

本发明提供包括所述的第四扁平空心体部的第六流体通过的扁平空心体部，该上部或下部平板的位于内侧的左端弯曲部分在除了该侧杆对应部分之外的部分处的高度使得，该弯曲部分的所述部分将不会与位于外侧的该弯曲部分的弧形部分相干涉。此结构消除了否则将在该两个平板的弯曲部分之间形成的间隙，从而可防止流体泄漏。如果该内侧弯曲部分的除了该侧杆对应部分之外的部分的高度使得其与该外侧弯曲部分的弧形部分相干涉，则当在制造热交换器的过程中组装该上部和下部平板时，将在该弯曲部分之间产生间隙，并且该弯曲部分将不能被钎焊。

本发明提供第一热交换器，其包括纵向延伸且以一定间隔平行地一个在另一个之上设置的流体通过部分，位于每对相邻流体通过部分的右端部之间并且钎焊到该对流体通过部分上的间隔块，位于每对相邻流体通过部分的左端部之间并钎焊到该对流体通过部分上的间隔杆(spacer bar)，以及设置在每对相邻流体通过部分之间并钎焊于其上并且位于该间隔块和该间隔杆之间的散热片，每个该流体通过部分包括上述的第一流体通过的扁平空心体部，该间隔块具有两个通孔，这两个通孔分别与该扁平空心体部的上部壁和下部壁中的每一个壁中的两个孔相连通。

本发明提供第二热交换器，其包括纵向延伸且以一定间隔平行地一个在另一个之上设置的流体通过部分，位于每对相邻流体通过部分的右端部之间并且钎焊到该对流体通过部分上的间隔块，位于每对相邻流体通过部分的左端部之间并钎焊到该对流体通过部分上的间隔杆，以及设置在每对相邻流体通过部分之间并钎焊于其上并且位于该间隔块和该间隔杆之间的散热片，每个该流体通过部分包括上述的第二到第六的流体通过的扁平空心体部之一，该间隔块具有两个通孔，这两个通孔分别与该扁平空心体部的上部壁和下部壁中的每一个壁中的两个孔相连通。

本发明的这两种热交换器在每对相邻扁平空心体部的左端部之间放置间隔杆，因此其重量要小于传统的热交换器，在传统热交换器中是将间隔块设置在对应位置。该间隔杆仅用于形成空气通过间隙，因此其尺寸可小于间隔块并且重量比间隔块轻。这可使该热交换器的整体重量小于传统的热交换器。另外，对于所述热交换器，可在该间隔杆中形成螺纹孔以便用于将托架或支架(boss)附装到该间隔杆上。通过简便的工作就可将托架或支架固定在适当的位置。此外在采用本发明的热交换器的情况下，除了该间隔块和间隔杆之外的整个交换器用于使高温流体和低温流体进行热交换，从而其中高温流体和低温流体进行热交换的组件的面积，即核心组件的面积相对于安装该交换器所需的热交换器的总尺寸(的比)要大于传统热交换器，以确保提高热交换性能。

对于上述两种热交换器，该间隔块可包括具有前部和后部两个通孔的单个部件，或均具有一个通孔的前部和后部两个部件。

所述的两种热交换器可具有以下构造。

每种热交换器均在其前上端部具有一流体进口，该流体进口与所有扁平空心体部的前部通道以及所有间隔块的前部通孔相连通，并在其后下端部具有一流体出口，该流体出口与所有扁平空心体部的后部通道以及所有间隔块的后部通孔相连通。

每种热交换器均在其右壁上端的前部具有一流体进口，该流体进口与所有扁平空心体部的前部通道以及所有间隔块的前部通孔相连通，并在其右壁下端的后部具有一流体出口，该流体出口与所有扁平空心体部的后部通道以及所有间隔块的后部通孔相连通。

每种热交换器均在其顶壁右端的前部具有一流体进口，该流体进口与所有扁平空心体部的前部通道以及所有间隔块的前部通孔相连通，并在其顶壁右端的后部具有一流体出口，该流体出口与所有扁平空心体部的后部通道以及所有间隔块的后部通孔相连通。

在每种热交换器中，在间隔杆的朝向与散热片相反的方向的壁上形成螺纹孔。

在每种热交换器中，在间隔杆的前后端面的每一个上均形成螺纹孔。

在每种热交换器中，间隔杆一体地具有一脊部，该脊部在该间隔杆的整个长度上延伸并向外突出到该扁平空心体部之外，并在该脊部的顶面和底面的至少一个面中以及该脊部的前端面和后端面的至少一个面中形成螺纹孔。

本发明提供一种用于制造热交换器即上述第二热交换器的方法，该方法的特征在于：

制备由铝制压出型材制成的通道形成体部的坯体，每个坯体均包括两个纵向延伸并向前或向后间隔开的直侧杆，一纵向延伸且位于这两个侧杆之间并与这两个侧杆间隔开的中间杆，以及两个平板部分，每个该平板部分都使该中间杆和与该平板部分成一体的每个侧杆互连，并且位于该杆的高度的中部，成对的上部和下部平板纵向伸长，每个间隔块均具有两个向前或向后间隔开的通孔，以及间隔杆，

通过以下操作形成该通道形成体部：切除该坯体的中间杆的左端部和右端部，切除该坯体的每个平板部分的右端部，其切除长度大于该中间杆的右端部的切除长度，对该坯体的每个平板部分进行压力加工以形成传热面增大部分，并将该坯体的侧杆的右端部向前或向后朝内部弯曲，以使其外端部接合该中间杆的右端的前部和后部相对侧面以形成端杆，

将每对平板在其左端部朝向彼此弯折以形成弯曲部分，并在每个平板的右端部内分别在该中间杆的前部和后部相对侧上形成两个孔，

将多个组合件以一定间隔平行地一个在另一个之上设置，每个该组合件包括放置在该对上部和下部平板之间的通道形成体部，将该间隔块设置在每对相邻组合件的右端部之间，使该两个通孔与每个该平板的相应的两个孔相连通，将该间隔杆设置在每对相邻组合件的左端部之间，并进一步将散热片设置在每对相邻组合件之间且位于该间隔块和该间隔杆之间，以及

将每对上部和下部平板钎焊到位于该对平板之间的该通道形成体部的侧杆、中间杆以及端杆上，将所述端杆的外端钎焊到所述中间杆上，并将该对平板的弯曲部分互相钎焊在一起，并且进一步将每对相邻平板钎焊到位于该对平板之间的间隔块、间隔杆和散热片上。

本发明的用于制造热交换器的方法可容易地实现具有上述优点的第二热交换器。

在本发明的热交换器制造方法中，该平板是由铝制钎焊板材制成，该间隔块、间隔杆和通道形成体部的坯体是由铝制压出型材制成，该散热片是由薄的铝板制成，并且该钎焊操作使用从该平板熔出的钎焊材料进行。从而该扁平空心体部可进一步减小重量并且变得容易制造。

在本发明的热交换器制造方法中，位于内侧的该上部和下部平板的左端弯曲部分之一具有一与该通道形成体部的每个侧杆相对应的部分，该侧杆对应部分在其内侧的曲率半径使得在该侧杆对应部分和该侧杆之间不会形成间隙，位于外侧的另一弯曲部分具有与该通道形成体部的每个侧杆相对应的部分，该第二次提到的侧杆对应部分在其内侧的曲率半径使得在该内侧和外侧弯曲部分的侧杆对应部分之间不会形成间隙，并且该上部和下部平板的每个左端弯曲部分中的除了对应于该通道形成体部的侧杆的部分之外的部分在其内侧的曲率半径大于该侧杆对应部分在其内侧的曲率半径。因此，希望该上部和下部平板的左端弯曲部分的侧杆对应部分在其内侧的曲率半径最大为0.2mm，并且该上部和下部平板的左端弯曲部分中的除了与该侧杆对应部分之外的部分在其内侧的曲率半径不小于该上部和下部平板的厚度。在这些情况下，位于内侧的该上部或下部平板的左端弯曲部分具有与该通道形成体部的每个侧杆相对应的部分，并且该侧杆对应部分在其内侧的曲率半径使得在该侧杆对应部分和该侧杆之间不会形成间隙，例如该曲率半径最大为0.2mm。位于外侧的另一个弯曲部分具有与该通道形成体部的每个侧杆相对应的部分，此侧杆对应部分在其内侧的曲率半径使得在这些侧杆对应部分之间不会形成间隙，例如该曲率半径最大为0.2mm。因此，可防止流体从该内侧弯曲部分的侧杆对应部分和该侧杆之间、以及从该上部和下部两个平板的弯曲部分的侧杆对应部分之间泄漏。该上部和下部平板的各个左端弯曲部分中的除了对应于该通道形成体部的侧杆的部分之外的部分在其内侧的曲率半径大于该侧杆对应部分在其内侧的曲率半径，例如该曲率半径不小于该上部和下部平板的厚度。因此，可防止除了该侧杆对应部分之外的部分出现裂纹，从而使该扁平空心体部的左壁部分的耐压性增强，周期容许应力提高。

在本发明的热交换器制造方法中，该上部或下部平板的位于内侧的左端弯曲部分在除了该侧杆对应部分之外的部分处的高度使得，该弯曲部分的所述部分将不会与位于外侧的该弯曲部分的弧形部分相干涉。因此，该上部或下部平板的内侧左端弯曲部分的除了该侧杆对应部分之外的部分的高度使得该部分不会与该外侧弯曲部分的弧形部分相干涉。这消除了否则将在这两个平板的弯曲部分之间形成的间隙，从而可防止流体泄漏。如果该内侧弯曲部分的除了该侧杆对应部分之外的部分的高度使得其与该外侧弯曲部分的弧形部分相干涉，则当在制造热交换器的过程中组装该上部和下部平板时，将在该弯曲部分之间出现间隙，并且该弯曲部分将不能被钎焊。

附图说明

图1是示出其中使用本发明的流体通过的扁平空心体部的油冷却器的整体结构的透视图。

图2是示出图1的油冷却器的一部分的分解透视图。

图3是部分剖开并示出图1的油冷却器的流体通过的扁平空心体部的透视图，其中省略了传热面增大部分。

图4是以放大比例示出该油冷却器的扁平空心体部的左端部的垂直剖视图。

图5是一局部分解透视图，其示出图1的油冷却器的扁平空心体部，位于其相对侧的间隔杆，以及散热片的左端部。

图6是示出与图5相同的部分的局部透视图。

图7是一水平剖面图，并以放大比例示出扁平空心体部的通道形成体部的一部分。

图8包括通道形成体部的右端部的局部透视图以示出制造该体部的方法。

图9包括通道形成体部的左端部的局部透视图以示出制造该体部的方法。

图10示出图1的油冷却器中的油的流动。

图11示出其中使用本发明的流体通过的扁平空心体部的油冷却器的另一实施例中的油的流动。

图12示出其中使用本发明的流体通过的扁平空心体部的油冷却器的另一实施例中的油的流动。

具体实施方式

下面将参照附图说明本发明的实施例。

图1示出其中使用本发明的流体通过的扁平空心体部的热交换器的整体结构，图2到7示出该交换器的主要部分的结构。图8和9进一步示出用于制造该扁平空心体部的通道形成体部的方法，图10示出高温流体在图1所示的热交换器内的流动。在附图中，相同的部件用相同的参考标号表示。

本实施例是一适于用作压缩机的油冷却器的热交换器。这种压缩机的示例是负载压缩机、用于燃气轮机的压缩机、用于轨道车辆的制动器的压缩机等。

图1示出油冷却器1，该油冷却器包括铝制的扁平空心体部2，该空心体部纵向延伸并以一定间隔平行地一个在另一个之上设置以便高温油从中流过，位于每对垂直相邻的扁平空心体部2的右端部之间并钎焊到该扁平空心体部上的由铝制压出型材制成的间隔块3，位于每对垂直相邻的扁平空心体部2的左端部之间并钎焊到该扁平空心体部上的向前或向后延伸的由铝制压出型材制成的间隔杆4，以及设置在每对相邻的扁平空心体部2之间的空气通过间隙5内并位于间隔块3和间隔杆4之间并钎焊到空心体部2上的波状铝制散热片6。

在油冷却器1的上端处的扁平空心体部2之上和该油冷却器的下端处的扁平空心体部2之下离开这些空心体部一定距离设置有相应的铝制侧板7，并当从上方看时这些铝制侧板的形状和大小与该扁平空心体部相同。在上端和下端处的每个扁平空心体部2的右端部和与该空心体部相邻的侧板7的右端部之间还设有由铝制压出型材制成的间隔块3，该间隔块3钎焊到该空心体部2和侧板7上。在上端和下端处的每个扁平空心体部2的左端部和与该空心体部相邻的侧板7的左端部之间还设有由铝制压出型材制成的间隔杆4，该间隔杆4钎焊到该空心体部2和侧板7上。在上端和下端处的每个扁平空心体部2和与该空心体部相邻的侧板7之间还形成空气通过间隙5，波状铝制散热片6设置在该间隙内并钎焊到该空心体部2和侧板7上。侧板7由在其一个表面上具有钎焊材料层的铝制钎焊板材组成，该间隔块3、间隔杆4和波状散热片6均钎焊到该表面上。

参照图2和3，扁平空心体部2包括纵向伸长的上部和下部平板8，与该上部和下部壁(平板)8的周向边缘互连的周向壁9，以及将该壁9的内部分成纵向延伸的前部和后部两个通道10、11的隔壁12。每个上部和下部壁8均在其右端部形成两个孔13、14，这两个孔分别位于隔壁12的前部和后部相对侧上并在壁8的横向间隔开，以使相应的通道10、11通过这些孔与外部连通。如在20处所示，隔壁12的左端部被切除以保持两个通道10、11相互连通。扁平空心体部2包括沿纵向伸长并以一定间隔一个在另一个之上设置的两个矩形平板15、16，每个该矩形平板均由在其相对表面上具有一钎焊材料层的铝制钎焊板材制成，以及由铝制压出型材制成并位于该上部和下部平板15、16之间并钎焊到该平板上的通道形成体部17。

平板15、16中的每一个均在其右端部的相应的前侧部分和后侧部分内形成孔13、14。平板15、16中的每一个的左端部朝另一个平板的左端部弯曲，即上部平板15向下弯曲，而下部平板16向上弯曲，并且这些弯曲部分15a、16a相互搭接并钎焊到一起(见图4到6)。这两个平板15、16构成该上部和下部壁8，并且该平板15、16的弯曲部分15a、16a构成左侧壁部9a。

通道形成体部17包括两个直侧杆18，这两个直侧杆纵向延伸并在上部和下部平板15、16的前部和后部相对侧的边缘处设置在该平板之间，一中间杆19，该中间杆纵向延伸并设置在该两个侧杆之间且与其间隔开，两个传热面增大部分21，每个该传热面增大部分使中间杆19和与该部分成一体的侧杆18互连且位于该杆的高度的中间部分处，以及端杆22，该端杆从与该端杆成一体的相应的侧杆18的右端向前或向后向内部延伸，并且该端杆的各内端部接合在中间杆19的右端的前部和后部相对侧面上并钎焊于其上(见图7)。两个侧杆18、中间杆19和端杆22都钎焊到上部和下部平板15、16上。该中间杆19的右端部在每个平板15、16的位于孔13、14之间的部分处钎焊到该平板上。中间杆19的左端部被切除预定的长度，从而形成连通部分20。每个传热面增大部分21的右端部均被切除预定的长度，从而形成与平板15、16的孔13或14匹配的孔。通道形成体部17的侧杆18构成周向壁9的前部和后部相对的侧壁部分9b，并且体部17的端杆22构成周向壁9的右壁部分9c。

传热面增大部分21包括多个波状条片23，每个条片均具有沿纵向交替设置的向上凸出的弯曲部分23a和向下凸出的弯曲部分23b，以及使这些部分23a、23b互连的水平部分23c，该波状条片23沿通道形成体部17的横向平行设置并且通过水平部分23c相互连接。通过该增大部分21的条片23，沿体部17的横向相邻的每对向上弯曲部分23a，以及同样相邻的每对向下弯曲部分23b定位成相对于彼此沿纵向偏移。在增大部分21中，水平部分23c位于在纵向相邻的每个波状条片23的每对向上弯曲部分23a和向下弯曲部分23b之间，并且在横向方向上相邻的一对条片23通过水平部分23c相互连接，但是并不总是需要设置水平部分23c。在此情况下，一个相邻条片23中的向上弯曲部分23a延伸到向下弯曲部分23b中的部分与另一条片23的类似部分相互交叉，从而在这些部分处相邻的条片23接合成一个整体。

通道形成体部17的制造方法如图8和9所示。为了制备该通道形成体部，生产出一铝制压出型材的坯体，其包括两个纵向延伸并在该坯体的横向上间隔开的直侧杆18，一纵向延伸并位于这两个侧杆18之间且与该侧杆间隔开的中间杆19，以及两个平板部分24，每个平板部分都使该中间杆19和与该平板部分成一体的每个侧杆18互连并且位于该杆的高度的中部(见图8(a)和9(a))。然后在该中间杆19的左和右相对端部切除预定长度，并且在每个该平板部分24的右端部切除预定长度，该长度大于杆19的右端部的切除长度(见图8(b)和9(b))。然后，对每个平板部分24进行压力加工以形成传热面增大部分21(见图8(c)和9(c))。然后，将侧杆18的右端部向前或向后向内部弯折以使该杆的外端与中间杆19的右端的前部和后部相对侧面接合(见图8(d))，并且杆18的外端钎焊在杆19上以形成两个端杆22。顺便说一句，当制造下文中将说明的热交换器1时，使用从平板15、16熔化出的熔融钎焊材料将端杆22的外端钎焊到中间杆19上。

参照图4，上部和下部平板15、16的弯曲部分15a、16a中的位于内侧的一个，即下部平板16的弯曲部分16a具有位于其前端和后端的每一端的部分16b，该部分16b对应于通道形成体部17的侧杆18并且其内侧曲率半径为R1。该曲率半径R1使得在侧杆对应部分16b和侧杆18之间不会形成间隙。例如，该半径R1最大为0.2mm。位于外侧的另一个弯曲部分，即上部平板15的弯曲部分15a在其前端和后端的每一端均具有部分15b，该部分15b对应于通道形成体部17的侧杆18并在其内侧具有曲率半径r1。该曲率半径r1使得在该侧杆对应部分15b、16b之间不会形成间隙。例如，该半径r1最大为0.2mm。上部和下部平板15、16的弯曲部分15a、16a的除了该侧杆对应部分15b、15b之外的部分15c、16c在其内侧上的曲率半径为r2或R2，该曲率半径大于该侧杆对应部分15b、16b在其内侧的曲率半径r1或R1并且不小于该上部和下部平板15、16的厚度。上部和下部平板15、16的弯曲部分15a、16a中的位于内侧的一个，即下部平板16的弯曲部分16a，在其除了侧杆对应部分16b之外的部分16c处的高度H小于位于外侧的该弯曲部分的一个部分，即上部平板15的弯曲部分15a的除了其侧杆对应部分15b之外的部分15c的高度，该高度H使得该部分16c将不会与上部平板15的弯曲部分15a的弧形部分15d相干涉。根据本实施例，该下部平板16的弯曲部分16a位于内侧，而上部平板15的弯曲部分15a位于外侧，但是上部平板15的弯曲部分15a可相反地位于下部平板16的弯曲部分16a的内侧。在此情况下，弯曲部分15a和弯曲部分16a在尺寸上的关系与上述关系相反。

参照图2，间隔块3的垂直通孔26、27与扁平空心体部2的上部和下部壁8的相应的两个孔13、14相连通，并且当从上方看时与相应的孔13、14相对准。设置在油冷却器1的上端和下端的每一端的扁平空心体部2和与其相邻的侧板7之间的间隔块3的通孔26、27的端部开口被该侧板7封闭。

一铝制进油管28通过钎焊连接到位于上端的水平空心体部2和顶部侧板7之间的间隔块3的前壁上，以便与该间隔块的前部通孔26的内部相连通。一铝制出油管29通过钎焊连接到位于下端的水平空心体部2和底部侧板7之间的间隔块3的后壁上，以便与该间隔块的后部通孔27的内部相连通。因此，进油管28(流体进口)设置在油冷却器1的前上端部处以便与所有扁平空心体部2的前部通道10以及所有间隔块3的前部通孔26相连通，并且出油管29(流体出口)设置在油冷却器1的后下端部处以便与所有扁平空心体部2的后部通道11以及所有间隔块3的后部通孔27相连通。由所有扁平空心体部2的右端部的前面部分和所有间隔块3的前部构成进口侧集管31，并且该进口侧集管31可使所有扁平空心体部2的前部通道10的右端与所有间隔块3的前部通孔26通过该上部和下部壁8的前部孔13相连通。由所有水平空心体部2的右端部的后面部分和所有间隔块3的后部构成出口侧集管32，并且该出口侧集管32可使所有扁平空心体部2的后部通道11的右端与所有间隔块3的后部通孔27通过该上部和下部壁8的后部孔14相连通。

参照图6和7，间隔杆4中的两个相邻的间隔杆4在其每个左侧壁上均设置一个螺纹孔34，该螺纹孔用于通过螺钉35将托架33或支架附装到两个间隔杆4上。

油冷却器1是这样制造的：将由铝制钎焊板材制成的平板15、16，由铝制压出型材制成的通道形成体部17，间隔块3，间隔杆4，由铝制钎焊板材制成的波状散热片6和侧板7按指定的顺序设置成叠置的层，为该组件安装进油管28和出油管29，使用合适的方法定位焊所得的组件，并一起钎焊该组件。更具体地，油冷却器1是这样制造的：将多个组合件(combination)以一定间隔平行地设置成一个在另一个之上，每个该组合件包括上部和下部平板15、16以及位于该平板之间的通道形成体部17，将两个侧板7分别放置在位于上端的组合件之上以及位于下端的组合件之下，在每对相邻的组合件之间、以及在上端和下端的每一端的组合件和与该组合件相邻的侧板之间设置间隔块3、间隔杆4和波状散热片6，为该组件安装进油管28和出油管29，使用合适的方法定位焊所得到的组件，并一起钎焊该组件。此时，从平板15、16熔出的熔融钎焊材料用于将该平板15、16钎焊到该通道形成体部17、间隔块3、间隔杆4和波状散热片6上，并将端杆22的外端部钎焊在中间杆19上。顺便说一句，间隔块3设置成使每个该间隔块的两个垂直通孔26、27与平板15、16中的每一个的相应的两个孔13、14相对准。可通过焊接将进油管28和出油管29分别连接到对应的间隔块3上。

利用如此构造的油冷却器1，高温油可通过进油管28进入进口侧集管31，然后分开地流入所有扁平空心体部2中以向左流过该体部的前部通道10，经过连通部分20进一步流入后部通道11，向右流经后部通道11进入出口侧集管32并流出出油管29，如图10中的箭头Y所示。在流过所有扁平空心体部2的前部通道10和后部通道11时，油与沿图10中的箭头X指示的方向流过该空气通过间隙5的低温空气发生热交换，从而被冷却。更具体地说，高温油在流过扁平空心体部2的前部通道10时被空气冷却到一定程度，然后流入后部通道11，而低温空气在该空气通过间隙5的后侧部分被加热到一定程度，然后到达间隙5的前侧部分。因此，即使到达间隙5的前侧部分的空气的温度较高，但在前部通道10中流动的油具有很高的温度，该油与空气的温差很大，从而油可被有效地冷却。即使在后部通道11内流动的油的温降较大，但在间隙5的前侧部分内的空气的温度很低，该空气与油的温差很大，从而可有效地冷却油。结果，该油冷却器可获得高热交换效率。

根据前述实施例，本发明的热交换器适于用作油冷却器，但是该热交换器并不局限于此应用，而是还可用作工业机器例如负载压缩机、燃气轮机压缩机以及用于轨道车辆的压缩机的后冷却器或散热器。

本发明的热交换器还可用作用于起重机、甲板起重机、卡车起重机和掘土机、机床和类似工业机器的液压设备的油冷却器。

图11和12示出油冷却器的另一个实施例。在图11所示的油冷却器1的情况下，铝制进油管28通过钎焊连接到设置在位于上端的扁平空心体部2和顶部侧板7之间的间隔块3的右壁的前部上，以便与该间隔块的前部通孔26的内部相连通。铝制出油管29通过钎焊连接到设置在位于下端的扁平空心体部2和底部侧板7之间的间隔块3的右壁的后部上，以便与该间隔块的后部通孔27的内部相连通。因此，进油管28(流体进口)设置在油冷却器1的右壁上端部的前部，以便与所有扁平空心体部2的前部通道10和所有间隔块3的前部通孔26相连通，出油管29(流体出口)设置在油冷却器1的右壁下端部的后部，以便与所有扁平空心体部2的后部通道11和所有间隔块3的后部通孔27相连通。

在图12所示的油冷却器1的情况下，铝制进油管28通过钎焊连接到顶部侧板7的右端部的前部上，以便与在上端的间隔块3的前部通孔26的内部相连通。铝制出油管29通过钎焊连接到顶部侧板7的右端部的后部上，以便与在上端的间隔块3的后部通孔27的内部相连通。因此，进油管28(流体进口)设置在油冷却器1的顶壁右端部的前部，以便与所有扁平空心体部2的前部通道10和所有间隔块3的前部通孔26相连通，出油管29(流体出口)设置在油冷却器1的顶壁右端部的后部，以便与所有扁平空心体部2的后部通道11和所有间隔块3的后部通孔27相连通。

顺便说一句，油以和图10中所示相同的方式流过图11和12所示的油冷却器。

图13和14示出间隔杆4的变型。

图13示出一间隔杆40，该间隔杆一体地具有一脊部41，该脊部在该间隔杆的整个长度上延伸并向外突出到该扁平空心体部2之外。在该脊部41的顶面和底面以及该脊部的相对端面中形成有用于将托架或支架附装到该间隔杆上的螺纹孔42。

图14示出一间隔杆45，在该间隔杆的朝向与波状散热片6相反的方向的壁中形成有两个螺纹孔46，以用于将托架或支架附装到该间隔杆上。

工业实用性

本发明提供了一种流体通过的扁平空心体部，该体部适用于使高温流体通过热交换器例如用于压缩机、机床、液压装置和类似工业机器的油冷却器、后冷却器和散热器。

Claims (13)

1.一种流体通过的扁平空心体部，该空心体部包括：纵向伸长并且定位成一个在另一个之上且间隔开的一上部和一下部平板，该上部和下部平板构成相应的上部壁和下部壁；一使该上部和下部壁的周向边缘互连的周向壁；一放置在该两个平板之间并钎焊到这两个平板上的通道形成体部，该通道形成体部包括：两个纵向延伸且分别设置在该上部和下部平板之间的该平板的前后相对侧边处的直侧杆；一纵向延伸并设置在该两个侧杆之间且与该两个侧杆间隔开的中间杆，该中间杆将该周向壁的内部分成纵向延伸的前部和后部两个通道；两个传热面增大部分，每个该传热面增大部分使该中间杆和每个与该传热面增大部分成一体的侧杆互连并且位于该杆的高度的中间部分处；以及从与该传热面增大部分成一体的各个侧杆的右端向前或向后朝内部延伸的端杆，该端杆的各内端部接合并钎焊到该中间杆的右端的前部和后部相对侧面上，该中间杆的左端部被切除以保持该两个通道相互连通，该两个传热面增大部分的各自的右端部被切除，该上部和下部壁中的每一个壁在其右端部内形成有两个孔，这两个孔分别在该中间杆的前部和后部相对侧上并且在该上部或下部壁的横向上间隔开，以使该各个通道与外部通过该孔相连通，该上部和下部两个平板中的每一个平板的左端部均朝另一个平板弯曲，该弯曲部分互相重叠并钎焊到一起，从而构成该周向壁的左壁部分，该通道形成体部的侧杆构成该周向壁的相应的前部和后部相对侧壁部分，该通道形成体部的端杆构成该周向壁的右壁部分。

2.根据权利要求1的流体通过的扁平空心体部，其特征在于，该上部和下部平板中的每一个平板均由铝制钎焊板材制成，并且该通道形成体部由铝制压出型材制成。

3.根据权利要求1的流体通过的扁平空心体部，其特征在于，位于内侧的该上部和下部平板的左端弯曲部分之一具有一与该通道形成体部的每个侧杆相对应的部分，该侧杆对应部分在其内侧的曲率半径使得在该侧杆对应部分和该侧杆之间不会形成间隙，位于外侧的另一弯曲部分具有与该通道形成体部的每个侧杆相对应的部分，该第二次提到的侧杆对应部分在其内侧的曲率半径使得在该内侧和外侧弯曲部分的侧杆对应部分之间不会形成间隙，并且该上部和下部平板的每个左端弯曲部分中的除了对应于该通道形成体部的侧杆的部分之外的部分在其内侧的曲率半径大于该侧杆对应部分在其内侧的曲率半径。

4.根据权利要求3的流体通过的扁平空心体部，其特征在于，该上部和下部平板的左端弯曲部分的侧杆对应部分在其内侧的曲率半径最大为0.2mm，并且该上部和下部平板的左端弯曲部分中的除了与该侧杆对应部分之外的部分在其内侧的曲率半径不小于该上部和下部平板的厚度。

5.根据权利要求3的流体通过的扁平空心体部，其特征在于，该上部或下部平板的位于内侧的左端弯曲部分在除了该侧杆对应部分之外的部分处的高度使得该弯曲部分的所述部分将不会与位于外侧的该弯曲部分的弧形部分相干涉。

6.一种热交换器，该热交换器包括纵向延伸且以一定间隔平行地一个在另一个之上设置的流体通过部分，位于每对相邻流体通过部分的右端部之间并且钎焊到该对流体通过部分上的间隔块，位于每对相邻流体通过部分的左端部之间并钎焊到该对流体通过部分上的间隔杆，以及设置在每对相邻流体通过部分之间并钎焊于其上并且位于该间隔块和该间隔杆之间的散热片，每个该流体通过部分包括一根据权利要求1到5中的任何一项的流体通过的扁平空心体部，该间隔块具有两个通孔，这两个通孔分别与该扁平空心体部的上部壁和下部壁中的每一个壁中的两个孔相连通。

7.一种包括根据权利要求6的用作油冷却器的热交换器的工业机器。

8.一种包括根据权利要求6的用作后冷却器的热交换器的工业机器。

9.一种用于制造根据权利要求6的热交换器的方法，该方法的特征在于：

制备由铝制压出型材制成的通道形成体部的坯体，每个坯体均包括两个纵向延伸并向前或向后间隔开的直侧杆，一纵向延伸且位于这两个侧杆之间并与这两个侧杆间隔开的中间杆，以及两个平板部分，每个该平板部分都使该中间杆和与该平板部分成一体的每个侧杆互连，并且位于该杆的高度的中部，成对的上部和下部平板纵向伸长，每个间隔块均具有两个向前或向后间隔开的通孔，以及间隔杆，

通过以下操作形成该通道形成体部：切除该坯体的中间杆的左端部和右端部，切除该坯体的每个平板部分的右端部，其切除长度大于该中间杆的右端部的切除长度，对该坯体的每个平板部分进行压力加工以形成传热面增大部分，并将该坯体的侧杆的右端部向前或向后朝内部弯曲，以使其外端部接合该中间杆的右端的前部和后部相对侧面以形成端杆，

将每对平板在其左端部朝向彼此弯折以形成弯曲部分，并在每个平板的右端部内分别在该中间杆的前部和后部相对侧上形成两个孔，

将多个组合件以一定间隔平行地一个在另一个之上设置，每个该组合件包括放置在该对上部和下部平板之间的通道形成体部，将该间隔块设置在每对相邻组合件的右端部之间，使该两个通孔与每个该平板的相应的两个孔相连通，将该间隔杆设置在每对相邻组合件的左端部之间，并进一步将散热片设置在每对相邻组合件之间且位于该间隔块和该间隔杆之间，以及

将每对上部和下部平板钎焊到位于该对平板之间的该通道形成体部的侧杆、中间杆以及端杆上，将所述端杆的外端钎焊到所述中间杆上，并将该对平板的弯曲部分互相钎焊在一起，并且进一步将每对相邻平板钎焊到位于该对平板之间的间隔块、间隔杆和散热片上。

10.一种根据权利要求9的用于制造热交换器的方法，其特征在于，该平板是由铝制钎焊板材制成，该间隔块、间隔杆和通道形成体部的坯体是由铝制压出型材制成，该散热片是由薄的铝板制成，并且该钎焊操作使用从该平板熔出的钎焊材料进行。

11.一种根据权利要求9的用于制造热交换器的方法，其特征在于，位于内侧的该上部和下部平板的左端弯曲部分之一具有一与该通道形成体部的每个侧杆相对应的部分，该侧杆对应部分在其内侧的曲率半径使得在该侧杆对应部分和该侧杆之间不会形成间隙，位于外侧的另一弯曲部分具有与该通道形成体部的每个侧杆相对应的部分，该第二次提到的侧杆对应部分在其内侧的曲率半径使得在该内侧和外侧弯曲部分的侧杆对应部分之间不会形成间隙，并且该上部和下部平板的每个左端弯曲部分中的除了对应于该通道形成体部的侧杆的部分之外的部分在其内侧的曲率半径大于该侧杆对应部分在其内侧的曲率半径。

12.一种根据权利要求11的用于制造热交换器的方法，其特征在于，该上部和下部平板的左端弯曲部分的侧杆对应部分在其内侧的曲率半径最大为0.2mm，并且该上部和下部平板的左端弯曲部分中的除了与该侧杆对应部分之外的部分在其内侧的曲率半径不小于该上部和下部平板的厚度。

13.一种根据权利要求11的用于制造热交换器的方法，其特征在于，该上部或下部平板的位于内侧的左端弯曲部分在除了该侧杆对应部分之外的部分处的高度使得该弯曲部分的所述部分将不会与位于外侧的该弯曲部分的弧形部分相干涉。

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