CN100545571C - 换热器管 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种换热器管，高温废气在废气流道内以均匀的流速分布流动，有效促进与换热器管(加热管)外侧流动的冷却介质间的热交换。在加热管中，其中作为废气流道的内周表面具有扁平的横截面形状，结合在加热管中的翅片结构在横截面上具有基本上为矩形的槽状波形，且该波纹翅片结构具有在纵向上以预定波长形成波形曲折的弯曲表面，当设定槽状波形的波宽为H，在纵向上的波形曲折波长为L，和在纵向上的波形曲折波幅为A时，则H/L设为0.17至0.20，以及由H-A确定的间隙与H的比(G/H)设为-0.21至0.19。

Description

换热器管
技术领域
本发明涉及一种用于壳管式废气冷却系统的换热器管。更具体地涉及换热器管，其为扁平截面的加热管，并以多个的形式被置于换热器中以形成废气流道，且在该加热管内周表面上设置波纹翅片结构以强化换热性能，通过对波纹翅片结构进行独特的改进，从而有效促进在加热管的废气流道内流动的高温废气与在加热管外流动的冷却介质之间的热交换，达到由波纹翅片结构带来的传热性能和压力损失之间的平衡。
背景技术
一种称为EGR(废气再循环)的方法为，将从柴油机的废气系统中出来的部分废气再次返回进气系统，并加入空气燃料混合物中。该方法作为一种有效方法被广泛使用，用于净化柴油机废气和改善热效率，因为能够实现许多效果，例如：抑制NOx(氮氧化物)的产生，减小了由于泵吸损失减少和燃烧气体温度降低而引起的释放到制冷剂的热量损失，通过改变工作气体的数量和组份从而提高比热比，以及因此改善了循环效率。
但是如果EGR气体的温度升高和EGR量增多，由于EGR气体的热影响使得EGR阀门的耐久性恶化且在早期其可能被损坏。因此，必须提供一种用来形成作为预防措施的水冷结构的冷却系统，或是存在这样的现象，即由于进气温度升高而使填充效率下降，从而使燃料经济性下降。为了避免上述情况，已经采用一种利用发动机冷却液、空调制冷剂或冷却空气来冷却EGR气体的装置。特别地，已经提出和使用许多利用发动机冷却液来冷却EGR气体的气液换热式EGR气体冷却系统。在这些气液换热式EGR气体冷却系统中，双管换热式EGR气体冷却系统至今需求还很大。已经提出了许多双管换热器，它们包括：例如一种双管换热器，其中允许液体流过的外管设在允许高温EGR气体流过的外管的外侧，且在完成气体和液体之间热交换的换热器内，金属的波状板作为翅片插在内管中(例如，参考日本专利公开文本No.11-23181(图1至4))，以及这样一种双管换热器，其中冷却介质在内管内部流动，外管环绕内管以与内管外周公开，且位于内管中的具有热应力释放功能的辐射翅片(例如，参考日本专利公开文本No.2000-111277(图1至7))。
根据上文所述，针对双管换热器所包括的翅片结构已有多种方式的改进，虽然该构造简单紧凑，但是同样期待高效的制冷效率。因此，作为用于有限安装空间中的(例如小型的汽车)冷却EGR气体的换热器，事实上已使用了许多双管换热器。但是由于其紧凑的构造，流动流体的绝对量自然地受到限制。所以，关于总换热效率仍存在未被解决的问题。为了解决此类问题，所谓的壳管式换热器必然会被采用，尽管其结构相当复杂和庞大。这种类型的换热器也已以诸多方式得到改进。以壳管式换热器为例，披露了一种换热器，其中冷却水入口位于形成冷却封套的壳体的外周部分一端，其另一端设有作为冷却水出口的喷嘴；用于引入高温EGR气体的盖罩整体式地设置于壳体纵向上的一端部，用于排出经换热后的EGR气体的盖罩整体式地设置于另一端部；通过连接到盖罩内部的管座，间隔地安装了许多扁平加热管；高温EGR气体在扁平加热管内流动以便与在壳体内流动的冷却水交错；具有U形截面形状的翅片板设置在扁平加热管的内周面上，这样可使流动的EGR气体流变成微小的气流，与此同时，传热面积将进一步增大，因此得到一种高的换热效率(例如，参考日本专利公开文本No.2002-107091(图1至3))。
另一方面，在上述壳管式换热器中，为了提高换热效率，基本的要求是允许作为被冷却介质的EGR气体以均匀的流量分布和流速在每个加热管内流动，其中多个加热管间隔地设置在壳体中以形成加热管组，同时，在作为被冷却介质和冷却介质的流体之间适当地产生湍流和扰动。根据图9A所示的EGR气体冷却系统，提出了用于换热器的扁平加热管10，其以多个的形式设置在形成冷却套的壳体30内以形成加热管组，该扁平加热管10由底部10-6和上盖部10-5组成；如图9B所示，结合有波纹翅片20，其具有基本上为矩形槽状的横截面和在纵向上成预定间距的波形弯曲20-1；以及，通过在扁平加热管10中的废气流道10-4上设置大量的凹部10-3和凸部10-2，从而形成关于气体流的湍流生成部10-1(例如，参考日本专利公开文本No.2004-263616(图1至10))。此外还有相关报告，在扁平加热管10中的气流流道10-4内流动的EGR气体中产生周期湍流，以有效地防止烟黑的粘附，且有效地搅动在加热管10外周表面流动的冷却介质例如冷却水，这样增进了气体和液体之间的换热性能。此外，在如图10A的换热器中，示意了一种冷却废气的换热器40a，其中形成具有扁平横截面且以多层层叠的废气流道30a-1。在扁平废气流道0a-1中，插入有波纹翅片结构20a，其具有如图10C所示的基本上为矩形的槽状横截面和如图10B所示的在纵向上的曲折。因此，披露了具有基本上与日本专利公开文本No.2004-263616(图1至10)相似结构的换热器。如图10B和10D所示，该实施例中波纹翅片结构20a被形成，以使与俯视图中波形曲析相应的波周期(即峰线20a-3与谷线20a-4的周期)相对气体入口侧20a-7的周期T1而言在气体出口侧20a-6的周期T2更长，波纹翅片结构20a插在扁平的废气流道30a-1内，以此形成一种换热器，其中气体流道代替了包括有波纹翅片结构的扁平加热管(例如，参考日本专利公开文本No.2004-177061(图1至4))。已有报道，通过使得废气出口侧的波周期比入口侧的波周期长并且是平缓曲线，这样气流被加速，因此防止烟黑的积累，同时促进流体的搅动，因此强化了换热性能。
在上述的现有技术中，对于日本专利公开文本No.11-23181(图1至4)和No.2000-111277(图1至7)披露的双管EGR气体冷却系统，虽然结构简单和紧凑，但可预期较高的冷却效率。因此，作为用于受限安装空间如小型汽车中的冷却EGR气体的换热器，事实上许多双管换热器已经被使用。但由于其紧凑的结构，流动流体的绝对数量自然受到限制。所以，关于总换热效率还存在未被解决的问题。
为了解决上述问题，如日本专利公开文本No.2002-107091(图1至3)和No.2004-177061(图1至4)所描述的壳管式换热器式EGR气体冷却系统，作了以下改进，以使换热器管制成具有更大传热面积的扁平加热管，和具有U型横截面的翅片结构设置在扁平加热管中；结合在扁平加热管中的波纹翅片制成具有基本上为矩形槽状截面的波形，并在纵向上形成波形曲折，此外，在扁平加热管的流体流道表面上设有大量不规则物以形成湍流生成部；或者在结合于层叠式换热器扁平气体流道中的波纹翅片的纵向上的曲折波形周期相比气体进口侧的周期而言在出口侧上更长。已有报告，通过进行如上所述的改进，通过在加热管的气体流道中流动的EGR气体流中适当的产生湍流可防止烟黑积累在管中，或者促进了在加热管外侧流动的冷却介质例如冷却水的搅动，以达到气体和液体之间较高的换热性能，事实上已使用了一些现有技术。但是实际上，关于结合在扁平加热管中并能有效促进管内流动的高温流体与管外流动的冷却介质之间换热的波纹翅片结构的波形而言，目前还没有完成最优化。所以基本上而言，没有得到充分的性能，留下了进一步改进的空间。
更具体的说，在加热管中的传热面积小的情况下，试图通过增加流速来强化传热性能。但是在这种情况中，反而压力损失会增加，此外由于企图通过增加流速以达到强化传热性能，流道内部烟黑和灰尘的粘附将使性能恶化。在为了降低压力损失而增加加热管数目的情况下，每一个加热管的传热性能下降，以至于要增大换热器本身的体积以保障初始性能。因此，这带来了新的问题，例如严重妨碍了布置。
发明内容
通过关注流体所具有的特殊烟黑的附着力、粘度和惯性，利用各种试验从各个方面对波纹翅片结构的波形进行研究，所述波纹翅片设置在扁平加热管中并形成EGR气流流道。因此，通过将作为波纹翅片结构中气体流道横截面的波宽，在纵向上形成的波形曲折的波长和该波形曲折的曲率半径设定在特定范围内，找到了在加热管内流动的EGR气体的流速和流量之间最佳平衡点。本发明是通过使压力损失维持在最小而达到较高的换热性能，并且在流道内保持较高的换热性能。
本发明为解决上述问题，其目的在于，提供一种用于EGR气体冷却系统的换热器管，其可以以预定流速和流量将高温的EGR气体引导到设置在EGR气体冷却系统中的换热器管(加热管)中，尽管该结构简单，只是对构成了换热器扁平加热管内气体流道的波纹翅片结构的波形进行改进，且其可防止在加热管中所产生烟黑的积累和污垢的粘附，并能获得较高的换热性能。
为了解决上述问题，依照本发明在EGR气体冷却系统中的换热器管，其中作为废气流道的内周表面具有扁平横截面形状，其特征在于结合在换热器管中的翅片结构在横截面具有基本上为矩形的槽状波形，和该波纹翅片结构具有在纵向上以预定波长形成波形曲折的弯曲表面，当设定槽状波形的波宽为H和在纵向上的波形曲折波长为L时，将H/L的数值调整在0.17至0.20范围内。
此外，依照本发明EGR气体冷却系统中的换热器管，其特征在于该波纹翅片结构中，当设定在纵向上的波形曲折波幅为A时，将G/H的数值调整在-0.21至0.19范围内，其中G为由槽状波形的波宽H与波幅A之间的差值(H-A)确定的间隙。
更进一步，依照本发明在EGR气体冷却系统中的换热器管，其中作为废气流道的内周表面具有扁平横截面形状，其特征在于结合在换热器管中的翅片结构在横截面具有基本上为矩形的槽状波形，和该波纹翅片结构具有在纵向上以预定波长形成波形曲折的弯曲表面，槽状波形的波宽H和在纵向方向上的波形曲折波长L之比H/L的数值调整在0.17至0.20范围内，且当设定在纵向上的波形曲折波幅为A时，将G/H的数值调整在-0.21至0.19范围内，其中G为由槽状波形的波宽H与波幅A之间的差值(H-A)确定的间隙。
依照本发明中上述的换热器管，其特征在于在波纹翅片结构中波形曲折的波峰处的曲率半径R，对于波纹翅片结构中槽状波形的波宽H而言，在1.7H至2H范围内。
更进一步，依照本发明所述的换热器管的优选形式是，在波纹翅片结构沿纵向上具有一弯曲表面的侧壁部位上以任意形状设置切口部、狭缝、通孔等，使得流体可在邻近的流体流道间流动。
再更进一步，依照本发明上述的换热器管的优选形式是，所述波纹翅片结构由金属薄板材料制成，其加工手段可适当地从模压成形、齿轮成形和二者的组合中选择，将波纹翅片结构连接到加热管内周表面的连接方法可适当地从焊接、硬焊、粘接及其他可将波纹翅片结构连接到加热管内周表面的连接方法中选择。
此外，依照本发明上述的换热器管的优选形式是，形成波纹翅片结构的金属薄板材料包括奥氏体不锈钢，例如SUS304，SUS304L，SUS316和SUS316L，其厚度为0.05至0.3毫米。
更进一步，依照本发明所述的换热器管的优选形式是，所述加热管具有基本上为椭圆的横截面形状和形成为跑道形状，或具有基本上为矩形的横截面形状且成形为矩形横截面。
依照本发明中的换热器管，形成废气流道的加热管具有扁平横截面形状，同时设置在所述扁平加热管内周表面上的翅片结构为一波纹翅片结构，其具有基本上为矩形槽状横截面的波形和在纵向上以预定波长形成波形曲折的弯曲表面。当设定槽状波形的波宽为H以及在纵向上的波形曲折波长为L时，则作为基本要求H/L的数值调整在0.17至0.20的范围内，以及将G/H的数值调整在-0.21至0.19的范围内，其中G为由波宽H与波形曲折波幅A的差值(H-A)确定的间隙。更进一步，在所述波纹翅片结构中波形曲折的波峰处的曲率半径R，对于波宽H而言，在1.7H至2H的范围内。因而已发现，当换热性能(传热系数)为最大时，加热管内保持特定流速流动的废气的压力损失并非最大。另外，通过使所述波形波峰的曲率半径R在某一特定范围内，可防止该波形波峰处的气流分离，以及防止烟黑的积累和污垢的粘附。因此，通过确定设计参数形成本发明的换热器管，则所述加热管具有扁平横截面形状，并且设置在所述加热管内周表面上的波纹翅片结构的横截面波形和在纵向上呈之字形的波形曲折的形状均预先在上述的预定范围内。所以，可提供一种具有极佳传热性能和有效冷却性能的换热器。为了进一步增加本发明的技术效果，通过调整换热器中加热管的数目优选地使得雷诺数接近2000，更好可在雷诺数为5000或至多更小的范围内使用加热管。
此外，依照本发明另一具体实施方式可明显得知，上述加热管可适当地选取公众所知的传统方式。虽然可通过简单的加工方法制造加热管和将波纹翅片结构与加热管内周表面相连接的方法也很简单，但其获得了显著、极佳的效果。因此，配备有该加热管的壳管式换热器可以低成本实现规模小、重量轻的EGR气体冷却系统。
附图说明
图1为基本部分的放大透视图，示意性示出依照本发明的一个实施例的换热器管和所结合的波纹翅片结构；
图2为实施例中波纹翅片构造条件的平面示意图；
图3为一个实施例中设置有波纹翅片结构的加热管单元的横截面图；
图4为依照另一个实施例中的加热管单元的横截面图；
图5为本发明另一个实施例中基本部分的横截面图，波纹翅片结构设置在层叠式换热器流道中，其中形成有具有矩形截面的多级EGR气体流道；
图6为依照本发明的一个实施例的波纹翅片结构单元基本部分的透视图；
图7为依照本发明的一个实施例的加热管单元的局部剖视图；
图8为依照本发明的波纹翅片结构的H/L比率、Nusselt数比和管摩擦系数比之间关系的图表；
图9为传统换热EGR气体冷却系统，图9A为其局部剖视图，图9B为该冷却系统中加热管单元的分解透视图，和图9C为所述加热管单元的横截面图；和
图10为另一个传统实施例中用于EGR气体冷却系统的换热器，图10A为其分解透视图，图10B为用于所述换热器的波纹翅片结构单元的平面图，图10C为一壳式翅片结构的侧视图，和图10D为所述翅片结构的波周期的说明图。
具体实施方式
本发明的具体实施方式将依照附图进行更详细和具体地描述。本发明不局限于这些具体实施方式。可以在本发明范围内随意改变包括加热管和设置于加热管中的波纹翅片结构的构造和形状在内的设计。
图1为依照本发明的一个实施例，示意示出设置有波纹翅片结构的换热器管的基本部分的放大透视图，图2为实施例中波纹翅片结构构造条件的俯视示意图，图3为设置有波纹翅片结构的一个加热管单元的横截面图，图4为依照另一个实施例中的加热管单元的横截面图，图5为本发明又一个实施例基本部分的横截面图，波纹翅片结构设置在层叠式换热器的流道中，其中所述的换热器中形成有具有矩形截面的多级EGR气体流道，图6为依照本发明的一个实施例的波纹翅片结构单元的基本部分的透视图，图7为依照本发明的一个实施例的加热管单元的局部剖视图，图8为依照本发明基于波纹翅片结构波形的特征值、稍后将介绍的Nusselt数比(Nu/Nu0)和管摩擦系数比(f/f0)之间关系的图。
实施例1
本发明实施例1中的换热器管，如图1放大所示的主要部分，通过将一波纹翅片结构2插入并整体地连接(硬焊)到一扁平管的内周表面1-1，从而得到加热管1。所述波纹翅片结构2由厚度为0.05毫米的SUS304L奥氏体不锈钢薄板压制成形。所述扁平管由0.5毫米厚度的相同不锈钢材料制成并使其具有基本上为椭圆横截面的形状。该实施例的翅片结构2，如图1所示，翅片结构的截面基本为矩形槽状的波形，并且形成在纵向上呈之字形曲折的波形。此时，使槽状波形的波宽H为3.0毫米，波形曲折的波长L为16.5毫米，则波宽H与波长L之比(H/L)为0.182，并确定该数值在要求的范围0.17至0.20内。
此外，除了上述的要求外，对该实施例的翅片结构2调整，以使如图2所示的波幅A调整为3.0毫米，使得间隙G与槽状波形的波宽H之比(G/H)在-0.21至0.19的范围之内，其中间隙G定义为波宽H和波幅A之间的差值(H-A)。更进一步进行调整，以便如图2所示，使在纵向上形成的波形曲折波峰处的曲率半径为6.0R，基于槽状波宽H的曲率半径R在1.7H至2H的范围内。对于该实施例中的波纹翅片结构2，波形被形成为满足上述条件，且同时采用硬焊来连接波纹翅片结构2，以使蜂面2-1和谷面2-2以齐平的方式紧密附着到扁平加热管1的内周表面1-1上。通过把波纹翅片2紧密地粘附在加热管1内周表面1-1上，加热管流道内高温气体的热量可有效地通过波纹翅片结构2传递给加热管1外侧流动的冷却水。通过调整使得雷诺数为2300，将通过上述方法获得的该实施例的八根加热管1设置在气体流道中，以形成EGR气体冷却系统，并进行冷却性能试验。结果，加热管内流动的高温EGR气体经由波纹翅片结构2的特殊波形弯曲表面，将保持预定的流量和流速在加热管1的流道1-2和1-3内流动。此时，促进了有效的热交换，并且由于波形曲折波峰处形成的曲率半径R的作用，在流道中几乎没有烟黑的大量积累和污垢的过度粘附。有效促进了与围绕加热管的冷却套管的热交换，确保了从EGR气体出口侧排放的EGR气体被冷却到预定的温度范围内。
在该实施例的换热器管1中，为了确定设置的波纹翅片结构2的波形的最优值，已进行各种研究。在这些研究中，可获得如图8所示的结果。当槽状波形的波宽H与在纵向上波形曲折的波长L之比(H/L)为0.20时，波纹翅片的Nusselt数Nu与平直翅片(直线形翅片)的Nusselt数Nu0之比Nu/Nu0的比值最大，该比值表示无量纲的传热性能趋势。相反，当H/L比值为0.3时，波纹翅片的管摩擦系数f与平直翅片的管摩擦系数f0之比f/f0为最大，该比值表示无量纲的压力损失趋势。因此，如果H/L超过0.20，压力损失将增大至无法使用所述加热管的程度。鉴于此，由于传热性能的降低，有证据表明该范围内的技术参数是无意义的。另一方面，与容易制造的具有平直翅片的EGR冷却器相比较，有时需要一种费用减少10％和重量减少20％的型号。因此，加热管的长度必须减少40％。为了减小加热管的长度，翅片的Nusselt数必须增加70％。为此，H/L必须为0.17或者更大。综上所述，依照本发明的波纹翅片结构2，对于在横截面上的槽状波形波宽H与波形曲折的波长L之间的关系而言，使用H/L的范围为0.17至0.20，其中管摩擦系数比低，Nusselt数比高。也就是说，正如图8所示的H/L、Nusselt数比与管摩擦系数比之间的关系，当H/L为0.20时Nusselt数比达到最大，而当H/L为0.30时管摩擦系数比f/f0达到最大。如果H/L超过0.20，管摩擦系数比增大，而Nusselt数比减小。因此，这个范围的使用是无意义的。如果H/L低于0.17，Nusselt数比减小，对有效翅片而言，使用这个范围不适合。因此在本发明中，使用H/L的范围为0.17至0.20，其中管摩擦系数比低和Nusselt数比高。
此外，对于在波纹翅片结构2的纵向上波形曲折的波幅A与槽状波形的波宽H之间的关系，优选进行调整以使由差值(H-A)确定的间隙G与波宽H之比G/H在-0.21至0.19范围内。如果该比值低于-0.21，压力损失增加，这可能在实际使用时存在问题。另一方面，如果该比值大于0.19，传热性能急剧降低，以致不能达到作为有效翅片的使用。更进一步，在纵向上形成的波形曲折的波峰处，对于波宽H而言，形成的曲率半径R不小于1.7H或小于2.0H。当曲率半径R小于1.7H时，波峰为尖形。因此，气流与翅片结构的壁面严重分离，以致压力损失增加，同时，烟黑容易积聚在翅片的壁面上，污垢也容易粘附在翅片壁面上。另一方面，如果曲率半径R大于2.0H，波纹翅片结构的波的切线将不连续，由此不能建立波形本身。另一方面，依照本发明的加热管并入到换热器时，为了保持流速范围处于最优状态，优选适当地调整加热管数目以使得雷诺数约为2000。最好在雷诺数为5000或至多较小的范围内使用所述加热管。
实施例2
得到一种换热器管1a，波纹翅片结构2基本上如同实施例1那样设置在换热器管1a中，除了该扁平加热管1a的横截面形状为矩形。在与实施例1相同的条件下，对EGR气体冷却系统进行冷却性能试验，并得到了与实施例1所证实的相同的极佳结果。
实施例3
制备一层叠式换热器3，其具有多级EGR气体流道4-2，其规格基本上与实施例2的扁平加热管1a的规格相同且具有矩形横截面。如图5所示，翅片结构2a插在流道4-2中，规格基本上与实施例1所述相同。通过采用硬焊的方式将翅片结构2a整体地连接在分隔冷却水流道4-3的分隔壁4-1上，从而得到层叠式换热器3，其中与实施例1基本相同的波纹翅片结构2a设置在气体流道4-2中。在与实施例1相同的条件下，对所述的层叠式换热器3进行EGR气体冷却系统的冷却性能试验，并得到了与实施例1所证实的相同的极佳结果。
实施例4
制备用于实施例1的扁平加热管1。对于加热管1内周表面上设置的波纹翅片结构2，通过将槽状波形的波宽H设定为3.5毫米，并将波形曲折的波长L设定为20.5毫米，确定了波宽H与波形曲折的波长L之比H/L为0.171，其在指定范围0.17至0.20的下限范围内。此外，除了上述的所需条件之外，调整该实施例的翅片结构2，以使如图2所示的波幅A设定为4.2毫米，以及由波宽H和波幅A的差值(H-A)确定的间隙G与槽状波形波宽H之比(G/H)在-0.21至0.19范围的上限范围内。更进一步，在如图2所示纵向上形成的波形曲折的波峰处，曲率半径为6.0R，并进行调整以使基于槽状波形的波宽H的曲率半径R落在1.7H至2H的最小范围内。除上述说明外，以如实施例4一样的方式得到换热器管1。在与如实施例1相同的条件下，对EGR气体冷却系统进行冷却性能试验，并得到了与实施例4所证实的相同的极佳结果。
实施例6
除了形成在波纹翅片结构2a的弯曲侧壁部分2a-3的切口部分2a-4外，形成的波纹翅片结构2a具有与实施例1相同的结构，从而使得流体能如图6所示在相邻的流体流道间流动。以与实施例1相同的方式，通过在扁平加热管内设置翅片结构2a，获得该实施例中的换热器管1。在与实施例1相同的条件下，对EGR气体冷却系统进行冷却性能试验，并得到了与实施例1所证实的相同的极佳结果。
工业适用
从上述实施例可明显得出，依照本发明的换热器管为一个横截面基本上为椭圆或矩形形状的扁平管。波纹翅片结构，其具有基本上为矩形横截面的槽状波形和具有在纵向上以预定波长形成波形曲折的弯曲表面。该波纹翅片结构整体式地设置在位于扁平管内周表面上的冷却介质诸如EGR气体的流道中，从而构成换热器管。对于本发明的加热管，所结合的波纹翅片结构被构造成使得当槽状波形的波宽为H和曲折波形波长为L时，作为基本要求，H/L比值在0.17至0.20的范围内，另外，由波宽H和曲折波形波幅A的差值(H-A)确定的间隙G与波宽H之比G/H在-0.21至0.19范围内，并且作为另外的要求，在曲折波峰处形成的曲率半径R在1.7H至2H范围内。通过依照上述构造的本发明换热器管，高温废气例如在加热管内流动的EGR气体保证了极佳的传热性能和较少的压力损失，并使废气冷却系统具有的换热性能达到最大，因此可获得高的冷却效率。此外，由简单的制造方法制得的本发明的加热管，其包括有结合的波纹翅片结构，尽管将加热管安装到换热器中的方法较简单，但可获得显著的效果。因此，可以低成本制成尺寸小、重量轻的EGR气体冷却系统等。

Claims (8)

1.一种换热器管，其中作为废气流道的内周表面具有扁平的横截面形状，其特征在于，结合在换热器管内的翅片结构在横截面上具有矩形的槽状波形，以及该波纹翅片结构的侧壁部分具有在纵向上以预定波长形成波形曲折的弯曲表面，当设定槽状波形的波宽为H和在纵向上的波形曲折波长为L时，将H/L的数值调整在0.17至0.20范围内。
2.如权利要求1所述的换热器管，其特征在于，当设定在纵向上的波形曲折波幅为A时，将G/H的数值调整在-0.21至0.19范围内，其中G为由槽状波形的波宽H与波幅A的差值(H-A)确定的间隙。
3.如权利要求1或2所述的换热器管，其特征在于，在波纹翅片结构中波形曲折的波峰处，对于波纹翅片结构中槽状波形的波宽H而言，形成的曲率半径R在1.7H至2H范围内。
4.如权利要求1或2所述的换热器管，其特征在于，在波纹翅片结构的纵向上具有弯曲表面的侧壁部分中，设置有任意形状的切口部分、狭缝或通孔，使得流体可在相邻的流体流道之间流动。
5.如权利要求1或2所述的换热器管，其特征在于，所述波纹翅片结构由金属薄板材料制成，其加工手段可从模压成形、齿轮成形和二者的组合中选择，将波纹翅片结构连接到换热器管内周表面的连接方法可从焊接、硬焊、粘接及其它可将波纹翅片结构连接到换热器管内周表面的连接方法中选择。
6.如权利要求1或2所述的换热器管，其特征在于，形成波纹翅片结构的金属薄板材料包括SUS304，SUS304L，SUS316或SUS316L的奥氏体不锈钢，其厚度为0.05至0.3毫米。
7.如权利要求1或2所述的换热器管，其特征在于，换热器管形成为椭圆形跑道形状的横截面。
8.如权利要求1或2所述的换热器管，其特征在于，换热器管被成形为矩形横截面。
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