CN100476337C - 管状增压空气冷却器 - Google Patents
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Abstract
一种用于增压空气冷却器的芯体,其包括同心内外管,所述内外管提供了用于流体流动的轴向延伸的环形通道,其中所述流体优选为液体冷却剂。第一进口和第一出口位于轴向环形通道的端部处。用于流体流动的至少一个周向流体流道被设于外管的外表面上,其中所述流体优选为空气。每一周向流道设有波纹状条形翅片,该翅片包括若干列波纹状皱折。芯体与外壳体一起形成了热交换器。该壳体具有用于流体流经周向流道的进口和出口。还披露了其它实施例,在这些实施例中,热交换器适用于使用三种流体,并且通过在壳体中设置冷却剂通道可提供附加的冷却能力。
Description
技术领域
本发明涉及用于将热从一种流体传递到另一种流体的管状热交换器,并且特别是涉及具有管状芯体的增压空气冷却器。
背景技术
管状热交换器已知的是用于各种场合中。现有技术中包括几种管状热交换器的例子,其中,管具有可为带肋或者波纹状的以增强热传递的内外热交换表面。这种带肋或者波纹状管可通过挤压而形成相对较复杂的形状。例如,美国专利No.3887004(Beck)描述了一种同心管式热交换器,它具有外管状壳体和优选是通过挤压而制成的内花键管。如Beck的图8所示,优选地是将翅片状的结构设于所述花键管内。
同样已经提出了构造一种管状增压空气冷却器,它包括具有两个同心层的挤压铝件,其中所述两个同心层由径向花键所间隔,以为第一流体提供流道。第二流体流经形成于管的外表面上的机加工凹槽。
现在需要一种简化、重量轻的管状热交换器结构,该热交换器结构避免使用复杂的挤压和机加工部件。
发明内容
本发明提供了一种热交换器,它包括具有外表面的外管和容纳于外管内并且与外管同心的内管。在内管和外管之间形成有轴向流体流道。热交换器还包括与轴向流道流体连通的第一进口和第一出口,第一进口和第一出口在轴向上彼此间隔。至少一个周向流体流道形成于壳体和外管之间的环形空间内。波纹状的条形翅片布置于每一所述至少一个周向流体流道内,并且所述条形翅片包括若干列波纹状皱折,波纹状皱折包括顶部、底部和连接顶部和底部的侧壁,至少一些波纹状皱折的底部与外管接触。其中,波纹状条形翅片以低压降的定向布置于周向流体流道内,波纹状条形翅片内的波纹状皱折列轴向地延伸通过周向流体流道,并且穿过波纹状皱折的孔周向地延伸。
在另一方面,本发明提供了一种热交换器的芯体,它包括具有外表面的外管和容纳于外管内并且与外管同心的内管。在内管和外管之间形成有轴向流体流道。热交换器还包括与轴向流道流体连通的第一进口和第一出口,第一进口和第一出口在轴向上彼此间隔。至少一个周向流体流道形成于壳体和外管之间的环形空间内。波纹状的条形翅片布置于每一所述至少一个周向流体流道内,并且所述条形翅片包括若干列波纹状皱折,波纹状皱折包括顶部、底部和连接顶部和底部的侧壁,至少一些波纹状皱折的底部与外管接触。
附图说明
现在结合附图仅通过例子对本发明进行说明,其中附图:
图1为本发明的优选增压空气冷却器的透视图,其中一个端部接头与壳体分离,以将芯体暴露;
图2为将端部接头去除后的图1中的增压空气冷却器的端部视图;
图3为沿图1的线3-3’的轴向剖视图;
图4为沿图1的线4-4’的轴向剖视图;
图5为图1中热交换器芯体的单独局部剖视图;
图6为本发明第二优选实施例的热交换器的局部剖视的侧视图;
图7为图6中所示的热交换器的优选形式的外管和若干隔板的透视图;
图8为本发明第三优选的热交换器的一端的侧剖视图;
图9为本发明第四优选的热交换器的一端的侧剖视图。
具体实施方式
现在参看附图,其中类似的附图标记表示类似的部件,图1至5示出了第一优选热交换器10。该热交换器10包括壳体12和芯体14。在附图中,各附图中类似的附图标记表示类似的部件。热交换器10优选地被用作增压空气冷却器,其中空气被优选是液体冷却剂的流体冷却。本发明的增压空气冷却器优选地可被用于汽车或运载工具中,其中涡轮增压或者机械增压(super charging)与内燃机结合使用。本发明的增压空气冷却器的其它应用包括燃料电池发动机的供气系统。然而,将要理解的是,相反地,该热交换器可用于加热空气,或者用于加热或冷却除了空气以外的流体,并且可用于固定发动机以及运载工具的发动机中。
壳体12包括具有基本上为圆筒形内表面18的侧壁16(图2)。该壳体12还包括进口20和出口22,其中空气或其它流体在箭头A的方向上通过所述进口进入到热交换器10内,并且此流体在箭头B的方向上通过所述出口离开热交换器10。进口20和出口22从壳体12上突出并且在周向上彼此间隔。在附图所示的特殊实施例中,进口20和出口22在周向上以大约180度间隔。将要理解的是,进口和出口的间隔可根据热交换器10的构造而发生改变。
进口20通过进口集流腔24与壳体12的内部连通,其中进口集流腔24以轴向延伸的凹槽的形式形成于侧壁16内。进口集流腔24如图所示包括具有矩形剖面的凹槽。出口22通过类似形状的出口集流腔26与壳体12的内部连通。虽然集流腔24、26所示为矩形形状,但是将要理解的是,集流腔24、26可为任何适当的剖面形状,例如半圆形。优选地,集流腔24、26沿着壳体12的整个长度方向轴向延伸,并且与壳体12一体成型。然而,应该理解的是,集流腔24、26可仅沿着壳体12的一部分长度延伸。
壳体12还包括一对端部接头28、30。端部接头28包括进口开口32和带孔连接法兰34,其中所述进口开口32用于第二流体在箭头C方向上的轴向流动,而端部接头28通过所述法兰34固定到侧壁16的端面36上。类似地,端部接头30包括出口开口38和带孔连接法兰40,其中所述出口开口38用于第二流体在箭头D方向上的轴向流动,而端部接头30通过所述法兰40固定到侧壁16的相对端面42(未示出)上。如图1所示,进口端部接头28的4个孔44与端面36的4个孔46对齐,然后通过螺纹紧固件(未示出)或者类似物将端部接头28固定到端面36上。
芯体14紧密地容纳在壳体12内,并且虽然芯体14与壳体12之间的接触并不是必要的,但是优选地还是芯体14与壳体12的内表面18接触。芯体14包括具有外表面52和内表面54的外管50和容纳在外管50内并与之同心的内管56,内管56具有外表面58和内表面60。
如图所示,环形空间62位于内、外管50和56之间。环形空间62优选地在管50和56的整个长度上轴向延伸并且限定了流体轴向流过热交换器10的流道64。芯体14还包括容纳于轴向流道64内的波纹状条形翅片66,其作为涡流增强装置以增强热交换,并且同时还用作内外管50和56之间的隔片。条形翅片66基本上占据了整个流道64。将要理解的是,设置条形翅片66是优选的,但是并不是本发明的必要特征。作为替代,还可采用陷穴或者叶片将管50和56间隔开,正如以下在三流体热交换器中所讨论的那样。
通过轧制和/或压制金属薄板或者带而制成条形翅片66。在将其切割至适当长度(轴向)和/或宽度(周向)后,将其成卷并插入到管之间的环形空间内。根据形成条形翅片66的板或者带的尺寸,必要的是将一段或多段条形翅片66插入到环形空间62内,以基本上占据整个流道64。
条形翅片66优选地可具有如美国专利No.Re.35890(So)中所披露的形式,此专利的全部内容被并入以供参考。在优选的热交换器10中,条形翅片66以“低压降”的构造布置于流体流道64内,也就是说,具有以周向延伸的列70布置的波纹状皱折68,和由轴向上的波纹状皱折开口限定的孔78。虽然并不是那么优选的,但是应该理解的是,条形翅片可布置成“高压降定向”(未示出),即具有轴向延伸的波纹状皱折68的列70和在周向上开口的孔。
每一波纹状皱折68包括顶部72、底部74和连接顶部和底部72、74的侧壁76。在附图所示的优选实施例中,波纹状皱折68具有大致呈矩形或者梯形的形状,并且顶部72、底部74和侧壁76基本上是平的。然而,将要理解的是,波纹状皱折68替代地可以是圆的或者具有任何其它适当的形状。如图所示,皱折68的相邻列70相对于彼此大约偏移50%,从而在使压降最小的情况下,使热传递最大化。
在优选的热交换器10中,液体冷却剂轴向流过条形翅片66的孔78。为了增强热交换,内管56可膨胀,以使波纹状皱折68的顶部72与外管50的内表面54进行密切的热交换接触,并且使波纹状皱折68的底部74与内管56的外表面58进行密切的热交换接触。可替换地,条形翅片66可采用硬焊或者粘结(bond)的方式分别固定到外管50和内管56的表面54和58上。这将在不用必需内管56膨胀的情况下获得密切的热接触。
为了在流经热交换器10的两流体之间获得有效的热传递,在进口32和出口38之间流动的至少部分流体必须流经轴向流体流道64。在附图所示的优选实施例中,与进口32最接近的内管56的端部具有计量帽(metering cap)48,计量帽48具有至少一个校准开口49,以允许轴向流动流体中的受控部分也流过内管56的内部80。将要理解的是,计量帽48替代地可被设于接近于出口38的内管56的端部处。在一些优选实施例中,可去除校准开口49,从而计量帽48完全防止流体进入到管56的内部80。可替换地,管56的端部可设有旁通阀(未示出),旁通阀在一定条件,例如在预定的温度或者压力条件下,可允许部分流体流经内管56的内部80。虽然就效率方面而言并不是较优选的,但是理想的是使管56端部敞开,以允许流体自由地流经管56的内部80。
如图所示,环形空间82也设于壳体侧壁16的内表面18和外管50的外表面52之间。环形空间82轴向地沿着管50、56的整个长度方向延伸,并且限定了一个或多个使流体周向流经环形空间82的流道。每一周向流体流道在进口20和出口22之间周向地延伸,并且基本上在管50、56的整个长度上轴向延伸。在本发明的优选实施例中,设置有4个周向流体流道84、86、88和90。径向向内的一对流体流道84、86沿着外管50的外表面52周向延伸,并且径向向外的一对流体流道88、90沿着壳体16的内表面18周向延伸。因此,优选的热交换器10的周向流体流道84、86、88和90布置成两层。正如下面更为详述的那样,在本发明的热交换器中,允许和鼓励层之间的连通。然而,将要理解的是,本发明的热交换器可仅由单层的、介于外管和壳体之间的周向流体流道构成,或者由大于两层的且介于外管和壳体之间的周向流体流道构成。将要理解的是,需要调整条形翅片的高度,以允许环形空间82容纳多于或少于两层。
周向流体流道84、86、88和90基本上分别完全被波纹状条形翅片92、94、96和98占据。正如和上述的条形翅片66一样,条形翅片92、94、96和98用作涡流增强装置以增强热交换,并且还用作外管50和壳体14之间的隔片。通过轧制和/或压制金属薄板或者带而制成条形翅片92、94、96和98。在将其切割至适当长度(周向)和/或宽度(轴向)后,将其插入到外管50和壳体14之间的环形空间82内。根据形成条形翅片92、94、96和98的带或者板的宽度,必要的是每一流道具有超过一个的各个条形翅片92、94、96和98。
条形翅片92、94、96和98优选具有相同的构造,并且因此相同的附图标记用于描述每一翅片的各个特征。此外,条形翅片92、94、96和98可具有上述So的专利中所披露的形式。在优选的热交换器10中,波纹状条形翅片92、94、96和98的每一个都包括若干成列102布置的波纹状皱折100。每一波纹状皱折100包括顶部104、底部106和连接顶部和底部104、106的侧壁108。在附图所示的优选实施例中,波纹状皱折100具有正弦曲线形,并带有光滑圆形的顶部104和底部106。然而,将要理解的是,波纹状皱折100可以是任何适当的形状,包括大致的三角形、矩形或者梯形,并且优选的是可具有与条形翅片66的波纹状皱折相同的形状。如图所示,波纹状翅片100的相邻列102相对于彼此偏移大约50%。
在优选的热交换器10中,条形翅片92、94、96和98以“低压降”的构造布置于周向流体流道84、86、88和90内,也就是具有以轴向延伸的列102布置的波纹状皱折100,和由在周向上的波纹状皱折开口限定的孔110。作为替代,条形翅片92、94、96和98可优选布置为“高压降定向”(未示出),即具有周向延伸的波纹状皱折100的列102和在轴向上开口的孔110。
不论条形翅片92、94、96和98如何定向,要被冷却的流体,优选为空气,周向地流经壳体12的进口20和出口22之间的周向流体流道84、86、88和90。
如图所示,径向向内的一对条形翅片92、94占据着径向向内的周向流道84、86,并且径向向外的一对条形翅片96、98占据着径向向外的周向流道88、90。在附图所示的热交换器10中,一层板材112被夹置于内条形翅片92和外条形翅片96之间,并且一层板材114被夹置于内条形翅片94和外条形翅片98之间。板材112、114层优选地基本与条形翅片92、94、96和98共同延伸,以防止内和外条形翅片“嵌套”(nesting)。板材112、114层由热传导材料优选的是金属板制成。更优选的是,在热交换器10的部件是通过硬焊结合的情况下,板材112、114层优选是包括硬焊板,其中该硬焊板具有铝芯并且在其两侧上包覆有铝基的硬焊合金,所述合金在硬焊操作过程中被液化以形成焊料。该焊料在板材112、114和内外条形翅片92、94、96和98之间形成硬焊结合,从而提供紧密的接触和优化的热交换。还优选的是,内条形翅片92和94硬焊于外管50的外表面52上,以进一步增强热交换。
相邻条形翅片92、94、96和98层之间的板材112、114层优选地可被构造为允许在外流道88、90和内流道84、86之间流通。为此,板材112、114层可具有如图5所示的孔124。将要理解的是,这些孔不必是规则的形状或者具有与孔124相同的外观,只要它们能够防止外条形翅片96、98与内条形翅片92、94发生嵌套并且允许内流道84、86与外流道88、90之间流通即可。还将要理解的是,孔124和板112、114在硬焊的过程中可略微变形。在其它优选实施例中,板材112、114例如可包括金属网或者可包括薄的未穿孔的板,其中所述未穿孔板在硬焊操作期间部分地熔化而发生变形,从而有效地在层之间形成孔。在另外的优选实施例中,板材112、114可包括牺牲嵌件,在装配期间,牺牲嵌件将两层条形翅片隔开,但是在硬焊期间,它将熔化并且部分或者完全消失。这种板材112、114优选地是单独由硬焊焊料制成,该焊料一般完全熔化,以在条形翅片层之间形成硬焊焊料。
如图所示,每一波纹状条形翅片92、94、96和98具有一对周向间隔的边缘116、118,其中边缘116接近于进口集流腔24,而边缘118接近于出口集流腔26。接近于进口集流腔24的内条形翅片92、94的边缘116如同外条形翅片96、98的边缘116一样彼此间隔。边缘116之间的间隔形成了基本上沿着管50的整个长度轴向延伸的开式通道120,其在周向上的宽度优选地与集流腔24、26的宽度基本相同,其高度等于外管50的外表面52和壳体侧壁16的内表面18之间的径向距离。条形翅片92、94、96和98的相对边缘118类似地相间隔,以在出口集流腔26处形成类似尺寸的通道122。
通道120、122的设置确保了周向流道84、86、88、90的端部与壳体进口20和出口22连通,由此确保了将要被冷却的流体有效地分配到周向流道84、86、88、90内。
在优选的热交换器10中,条形翅片92、94、96、98的边缘116和118、通道120、122以及集流腔24、26基本上沿着热交换器的整个长度延伸。然而,将要理解的是,这并不是本发明的必要特征。例如,集流腔24、26和通道120、122可仅设于壳体进口20和出口22的区域内,同时环形空间82的其它部分完全被具有上述翅片92、94、96、98结构的波纹状条形翅片填充。下面结合附图6对这种类型的结构的例子进行说明。在条形翅片布置为高压降定向的情况下,由于流体趋于轴向流经波纹状皱折100内的孔110,因此,在沿着热交换器的长度方向上可获得有效的轴向流动分布。
在优选的热交换器10中,在进口和出口20、22以及各自的集流腔24、26彼此以大约180度间隔的情况下,通过进口20进入环形空间82的流体,优选是空气,将被分成两个方向。一部分流体流经外管50一侧周围的流道84、88,另一部分流体将流经管50相对侧周围的流道86、90,并且这两部分流体将在出口集流腔26处汇合以通过出口22流出。
虽然在优选的热交换器10中,进口20和出口22之间的周向间隔大约为180度,但是将要理解的是,该周向间隔是可变化的并且取决于热交换器所需的形状和构造。此外,将要理解的是,如图6所示,壳体进口20和出口22可相对于彼此而轴向间隔。在这种类型的热交换器150中,可设置用于使将要被冷却的流体沿着具有轴向和周向部分的路径例如螺旋或者正弦曲线路径而行进的装置。在图6优选的热交换器150中,进口20和出口22接近于管(未示出)的相对端布置,其中芯体14和壳体12之间的环形空间82的基本上整个区域由以单层或者多层布置的波纹状条形翅片152(仅以虚线示出了轮廓)填充。如图6示意性地示出的那样,环形空间82还具有周向流动导向件154,以使得将要被冷却的流体周向流动。流动导向件优选地可包括条形翅片的皱折或者其它变形,或是径向挡板。这些在下文进一步描述。流动导向件154将要被冷却的流体以图6的箭头方向引导,从而当流体轴向地在进口和出口之间流动时,使得流体进行许多次周向流动。
在2001年3月13日颁发的美国专利6199626(Wu等)、于2001年6月12日颁发的美国专利6244334(Wu等)、于2002年1月22日颁发的美国专利6340053(Wu等)以及于2001年8月14日颁发的美国专利6273183(So等)中披露了通过折皱和类似方法使条形翅片变形。这里将它们的内容全部引入。
图7示出了热交换器150’,它包括优选形式的热交换器150,其中流动导向件包括C形的挡板160。为了简化的目的,图7仅示出了热交换器150’的外管50和C形挡板160。根据下面的讨论,将要理解的是,热交换器150’的芯体优选地还包括上述热交换器芯体14的附加部件。热交换器150’的壳体(未示出)优选地与图6中所示的类似,其中进口20和出口22在轴向上彼此间隔。
如图7所示,若干轴向间隔的挡板160沿着外管50布置。挡板160的内周稍大于外管50的外周,以便紧紧地安装在外管50的外表面52上。挡板160的高度(内周和外周的差值)基本上与芯体和壳体之间的环形空间82(未示出)的高度相同。如上所述,挡板为C形,在C形的相对端部之间具有大致为90度的间隙162。如图7的弯曲的箭头所示,流经环形空间82的流体被迫流经这些间隙162。使相邻挡板160各自的间隙优选以大约180度相互偏移,这将导致流体沿着外管50轴向流动时,流体在周向上流动。虽然图7未示出,但是布置为至少一层的条形翅片的部分优选被完全地缠绕在相邻挡板之间的外管50周围,由此增强了与在管之间流动的流体的热交换。管50的外表面52上的条形翅片可布置为高或低压降定向。
虽然本文所示和描述的优选热交换器包括圆筒形管50、56和具有筒形侧壁16的壳体12,但是将要理解的是,管50、56和壳体12可为其它适当的形状。例如,管50、56和壳体12可具有从圆形和多边形中选择的相同或者不同的截面形状。优选的圆形包括圆形、卵形、椭圆形等,并且优选的多边形包括规则或不规则的多边形,例如正方形、矩形、五边形、六边形等。管50、56之间的范围内和外管50和壳体12之间范围内的环形空间当然也可采取由管50、56和壳体12的形状所决定的形状。
虽然本文所示和所述的优选热交换器被构造成在两种流体之间进行热传递,但是将要理解的是,本发明的热交换器还可构造成在三种流体之间进行热传递。在这种热交换器中,第一流体流经内管56的内部80,第二流体流经外管50和内管56之间的轴向流道64,并且第三流体流经壳体12和芯体14之间的环形空间82。在这种热交换器的一个优选实施例中,第一流体为动力转向流体或者另一种齿轮油,例如为传动流体或者液压流体,第二流体为发动机冷却剂,第三流体为发动机油。冷却剂(第二流体)在大多数运载工具运行条件下将热从第一和第三流体去除。另外,冷却剂可在冷起动条件下将第一和第三流体加热,和/或与适当的旁通阀或者辅助冷却回路一起调节油温。
在内管56的内部80设置一种形式的湍流增压器或者例如由铝或者其它传导材料制成的开室泡沫体,这能够增强第一和第二流体之间的热交换。某些类型的增强作用在采用粘性液体作为第一流体时特别重要。在采用传导泡沫体的情况下,由于其优化了与第二流体的热交换,因此室开口尺寸朝泡沫体嵌件的外周增加的这样一种室尺寸的径向梯度是最优选的。
可替换的,已知为“堵头管(dead tube)”的附加的内管可被插入内管56的内部80并且与内管56同心。该堵头管优选地是在其一端或者两端封闭,并且优选地是通过一层涡流增强装置,例如比如上述翅片66的条形翅片,或者其它例如为陷穴的间隔装置,而与内管隔开。堵头管迫使第一流体流经在堵头管和内管56的内表面60之间产生的环形空间。这将增加第一流体的速度并且增强热传递。在另一可替换的结构中,可设置叶片式嵌件,它使第一流体贴着内管56的内表面60涡旋而出,同样提高了热传递。
此外,在三种流体的热交换器中的第二流体为发动机冷却剂的情况下,通过条形翅片66在管50和56之间产生的涡流增强不是那么关键了,并且例如能够由陷穴结构所替代。
最后,将要理解的是,由于三种流体热交换器需要为第一和第二流体提供单独的进口和出口,因此需要比接头28、30更为复杂的端部接头。同时还将要理解的是,流经热交换器的三种流体流并不必由三种不同的流体构成。例如,第一流体和第三流体可相同,或者第一流体和第二流体可相同。
图8示出了本发明又一优选的热交换器200。在热交换器200中,壳体12为管状结构,进口和出口集流腔24和26形成为向外突出的肋部,肋部在壳体12的端部附近中止。根据这个实施例,外管50做得比内管56和壳体12都要更长。在组装时,壳体的端部202(仅仅示出了一个端部)发生变形从而与外管50的外表面52接触,并且优选地是通过硬焊或者粘结的方式与外管密封接合。除了附图中所示形成的端部外,将要理解的是,外管50和壳体12的端部之间空间的类似的密封可通过环状端帽(未示出)实现。端帽的内周将密封抵靠于外管上,并且外周将与壳体12的端部密封接合。
图9示出了本发明的第四优选热交换器204,其中通过在壳体12内形成一个或多个冷却通道206来提供额外的冷却。在图9的实施例中示出了两个这样的通道206。通过首先参照附图1,并且特别是端部接头28内的孔44和壳体内相应的孔46,能够最好地理解附图9。附图9中的冷却通道206可被看成相应于孔46,区别只是它们从一端向另一端延伸穿过壳体12。类似地,图1中的孔44可被看作是对应于从接头28的冷却剂进口32向接头28的密封面210延伸的冷却剂通道208。此外,还要注意到,图9的剖面并不是将热交换器204对剖开,而是沿着延伸穿过位于壳体12的进口20侧上的孔44和位于壳体12的出口22侧上的直接相对的孔44的平面剖开的,这里请同时参照附图1。
在热交换器204中,大部分冷却剂流通过进口32进入内管56和上述与热交换器10相关的内外管56、50之间的环形空间。流过进口32的小部分冷却剂流经冷却剂通道208并且进入冷却通道206,通过所述冷却通道206,这部分冷却剂流向热交换器的另一端。优选地,在壳体的另一端设置相同的接头30,该接头将冷却剂从通道206导向出口38(未示出)。以这种方式,接头28的法兰34作为将冷却剂越过空气通道而输送到壳体12的桥梁。如图9所示与壳体12分离的接头28优选地是通过机械紧固件(未示出)或者通过硬焊密封于壳体12上。
虽然已经结合一些优选实施例对本发明进行了描述,但是本发明并不局限于此。相反,本发明包括那些落入到以下权利要求的范围之内的在本发明范围内的所有实施例。
Claims (24)
1.一种热交换器,它包括:
(a)具有外表面的外管;
(b)容纳于外管内部并与外管同心的内管,其中,轴向流体流道形成于内管和外管之间;
(c)与轴向流道流体连通的第一进口和第一出口,所述第一进口和第一出口在轴向上彼此间隔;
(d)沿着外管的外表面形成的至少一个周向流体流道;
(e)布置于所述至少一个周向流体流道的每一个内的波纹状条形翅片,每一所述条形翅片包括若干列波纹状皱折,每一波纹状皱折包括顶部、底部和连接顶部和底部的侧壁,至少一些波纹状皱折的底部与外管接触;
其中,波纹状条形翅片以低压降的定向布置于周向流体流道内,波纹状条形翅片内的波纹状皱折列轴向地延伸通过周向流体流道,并且穿过波纹状皱折的孔周向地延伸。
2.如权利要求1所述的热交换器,其特征在于,每一所述条形翅片在热交换器的第二进口和第二出口之间延伸。
3.如权利要求1所述的热交换器,还包括:
(f)壳体,该壳体包括具有内表面的侧壁,侧壁包围着外管,环形空间形成于侧壁的内表面和外管的外表面之间,壳体还包括延伸穿过侧壁的第二进口和第二出口,第二进口和第二出口在周向上彼此间隔;
其中,所述至少一个周向流体流道被设于壳体和外管之间的环形空间内,所述至少一个周向流体流道在第二进口和第二出口之间延伸;和
其中,每一周向流体流道的波纹状条形翅片在第二进口和第二出口之间延伸。
4.如权利要求2或3所述的热交换器,其特征在于,每一波纹状条形翅片具有一对周向间隔的边缘,其中一个边缘位于第二进口处,而另一个边缘位于第二出口处;并且,沿着每一边缘的波纹状皱折的孔完全向第二进口或第二出口敞开。
5.如权利要求2或3所述的热交换器,其特征在于,外管的外表面直接与第二进口和第二出口连通。
6.如权利要求2或3所述的热交换器,其特征在于,第二进口和第二出口大约以180度在周向上彼此间隔,从而在进口和出口之间形成第一和第二周向流体流道,第一和第二周向流体流道从进口处分叉,在外管的相对侧的周围延伸,并且在出口处汇合。
7.如权利要求6所述的热交换器,其特征在于,第一和第二周向流体流道的每一个都具有所述波纹状条形翅片中的一个,每个条形翅片具有一对周向间隔的边缘,其中一个边缘位于第二进口处,而另一个边缘位于第二出口处;一个条形翅片的边缘在周向上与另一个条形翅片的边缘相间隔,从而在第二进口和第二出口处的条形翅片之间形成间隙,外管在所述间隙处直接与第二进口和第二出口连通。
8.如权利要求7所述的热交换器,其特征在于,所述间隙沿着外管的至少部分长度轴向延伸。
9.如权利要求3所述的热交换器,其特征在于,至少一些波纹状皱折的顶部与壳体的内表面接触。
10.如权利要求1至3任一项所述的热交换器,包括至少一个具有内条形翅片的径向向内的周向流体流道,和至少一个具有外条形翅片的径向向外的周向流体流道,内条形翅片和外条形翅片彼此热接触。
11.如权利要求10所述的热交换器,其特征在于,流通建立在径向向内、径向向外的周向流体流道之间。
12.如权利要求11所述的热交换器,其特征在于,径向向内、径向向外的周向流体流道之间的流通由热传导的、穿孔的板材层提供。
13.如权利要求12所述的热交换器,其特征在于,热传导的板材包括穿孔的金属板层,所述金属板层与外条形翅片的至少一些波纹状皱折的底部接触,并且还与内条形翅片的至少一些波纹状皱折的顶部接触。
14.如权利要求13所述的热交换器,其特征在于,金属板的一个区域与内外条形翅片共同延伸。
15.如权利要求1至3任一项所述的热交换器,其特征在于,内管的内部被部分地阻挡,由此限制流体流过内管。
16.如权利要求15所述的热交换器,其特征在于,内管部分地由设于内管端部处的计量帽所阻挡,所述计量帽具有至少一个孔,以允许流体流过内管。
17.如权利要求2或3所述的热交换器,其特征在于,第二进口和第二出口在轴向上彼此间隔。
18.如权利要求1至3任一项所述的热交换器,还包括流动导向件,以导引流体流过周向流体流道。
19.如权利要求18所述的热交换器,其特征在于,所述流动导向件从由径向延伸的挡板、皱折和条形翅片内限制轴向流体流动的其它变形所组成的组中进行选择。
20.如权利要求2或3所述的热交换器,其特征在于,内管的内部用于第一流体的流动,轴向流体流道用于第二流体的流动,并且所述至少一个周向流体流道用于第三流体的流动,热交换器还包括第三进口和第三出口,第一流体通过第三进口进入热交换器并且通过第三出口离开热交换器。
21.如权利要求20所述的热交换器,其特征在于,第一进口和第三进口形成在连接于壳体端部上的进口接头上,第一出口和第三出口被设在连接于壳体相对端部上的出口接头上,并且第二进口和第二出口被设在壳体上。
22.如权利要求3所述的热交换器,其特征在于,轴向流体流道用于液体冷却剂的流动,并且壳体具有至少一个用于该液体冷却剂流动的冷却剂通道。
23.如权利要求22所述的热交换器,其特征在于,第一进口和第一出口被设于连接于壳体的相对端部上的各个进口接头和出口接头上,所述至少一个冷却通道轴向地在壳体的相对端部之间延伸,并且,进口接头包括至少一个侧部通道,每一侧部通道与第一进口和壳体的一个冷却通道的端部连通。
24.如权利要求23所述的热交换器,其特征在于,所述侧部通道从进口向壳体的冷却通道径向向外延伸。
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