CN101655323A - 交叉逆流热交换器组件 - Google Patents

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CN101655323A CN200910173366A CN200910173366A CN101655323A CN 101655323 A CN101655323 A CN 101655323A CN 200910173366 A CN200910173366 A CN 200910173366A CN 200910173366 A CN200910173366 A CN 200910173366A CN 101655323 A CN101655323 A CN 101655323A
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Abstract

本发明涉及交叉逆流热交换器组件。本文公开一种在热交换器组件(20)中使用的集管和制造集管的方法。所述方法开始的步骤是分别制造第一元件(22)和第二元件(32)，所述第一元件(22)至少部分限定内部空间且具有一组间隔的第一管槽(30)，所述第二元件(32)具有抵靠第一管槽(30)定位且将内部分隔成多个腔室(38，40)的壁(36)。所述方法最终的步骤是将第一元件(22)永久地固定到第二元件(32)上以在分别制造的步骤之后限定出第一集管(42)。

Description

交叉逆流热交换器组件
技术领域
[0001]本发明涉及具有多个通道的集管。更特别地，本发明涉及带有多个通道的挤压集管和包括这种集管的交叉逆流热交换器。
背景技术
[0002]空气冷却(或加热)交叉逆流热交换器经常用在空间局限性限制了热交换器表面积的场合。交叉逆流热交换器一般包括多个堆叠的、组合模块，每个模块包括由多个间隔的且平行的管互相连接的一对间隔的集管。模块被堆叠使得空气沿着与热交换器表面垂直的方向流动，以及空气翅片被布置在相邻的管对之间以将热量从管传递到经过的空气中。
[0003]另一种类型的交叉逆流热交换器组件公开在于1998年8月24日授予James D.Gowan的美国专利No.5,941,303中，后文称其为Gowan’303。Gowan’303公开了包括一对间隔开的且连续挤压成形的集管的交叉逆流热交换器。每个集管包括内部，并且每个集管包括至少一个分隔壁以将内部分隔成多个流道。多个管在这对集管之间延伸和建立流体流通。每个管包括至少一个管分隔物以将其隔成多个通道。
发明内容
[0004]总的来说，本发明提供了用在热交换器组件中的集管和制造集管的方法。所述方法开始的步骤是分别制造第一元件和第二元件，所述第一元件至少部分限定内部且具有一组间隔的第一管槽，第二元件具有抵靠第一管槽定位并将内部分隔成多个腔室的壁。该方法最后的步骤是将第一元件永久地固定到第二元件上从而在分别制造的步骤之后限定第一集管。
附图说明
[0005]当联系相应的附图通过参考下文详细说明，本发明的优点将很容易被认识，并且更容易被理解，其中：
[0006]图1是发明的示例性实施例的透视和分解图；
[0007]图2是沿图1中的线2-2的第一及第二集管和管的横截面图；
[0008]图3是发明的示例性实施例的第一元件的正视图；
[0009]图4是发明的示例性实施例的第二元件的正视图；
[0010]图5是沿图2中的线5-5的管之一的横截面图。
具体实施方式
[0011]参照图1，大体显示了热交换器组件20，其包括至少部分限定内部的第一元件22。参照图3，在示例性的实施例中，第一元件22是具有U形横截面的通道，所述U形横截面具有臂24，臂24一体连接至底座26并向前延伸至臂端部28。再次参照图1，所述第一元件22的底座26存在纵向相互间隔开的多个第一管槽30。第一管槽30可以由传统的机械方法制造，包括冲压、打磨、轧制。
[0012]参照图2，所述组件20包括第二元件32，第二元件包含板34和横向于板34延伸的壁36。板34在第一元件22的臂端部28之间延伸并与第一元件22的臂端部28接合，壁36与第一元件22的底座26接合以将内部分隔成多个腔室38，40。再次参照图1，第二元件32包括间隔开的多个凹槽以与第一元件22的第一管槽30相对应。第二元件32被永久地固定到第一元件22上以限定出被大体指示的第一集管42。在示例性的实施例中，第二元件32被钎焊到第一元件22上，但是也可以使用任何其它的方法将第一和第二元件22，32永久固定。
[0013]第一和第二元件22，32可以使用其它几何结构并且将被包括在本发明的范围内。例如，第一元件可以是存在多个第一管槽的扁平罩，第二元件可以包括以与第一元件间隔开且平行的关系延伸的扁平板，且扁平板具有在其间横向延伸的多个臂从而限定被分隔成多个腔室的内部。第一元件还可以是圆柱形且带有限定出多个第一管槽的一体的内部。然后第二元件将被插入第一元件中以将一体的内部分隔成多个腔室。
[0014]所述组件20还包括在第一和第二管端46，48之间延伸的多个管44。每个管44的第一管端46被布置在第一集管42的第一管槽30之一内。参照图5，每个管44限定出至少一个管分隔物50，管分隔物50布置在管44内并在第一和第二管端46，48之间延伸以限定与腔室38，40之一流体流通的第一通道52以及与另一腔室38，40流体流通的第二通道54。在第一管端46的管间隔物50与第二元件32的壁36毗邻且永久固定。
[0015]组件20进一步包括间隔于且平行于第一集管42延伸的第二集管56。第二集管56存在相互间隔开的多个第二管槽58以与第一集管42的第一管槽30的间隔相对应。每个管44的第二管端48延伸进入到对应的第二管槽58中且与第二管槽58接合以在管44和第二集管56之间建立流体流通。第二集管56将冷却剂流从管44的通道52，54之一导向另一个通道以限定两通道的交叉逆流热交换器组件20。
[0016]在示例性的实施例中，管44和第一及第二管槽30，58均具有包括扁平侧边60和圆形端部的横截面。然而，管44可以具有能够在第一和第二集管42，56之间传递流体的任何形状。相邻管44的扁平侧边60相互间隔开从而为限定出多个空气通道以便空气在它们之间流动。波纹状空气翅片62被布置在相邻管44的平行扁平侧边60之间并钎焊到相邻管44的平行扁平侧边60上，而且在第一和第二集管42，56之间延伸。
[0017]第一集管42的腔室38、40之一包括入口64以限定用于接受流体的入口腔室38，另一腔室38，40包括出口66以限定在冷却剂通过热交换器组件20之后分配冷却剂的出口腔室40。在优选的实施例中，入口64被布置在空气流动方向的下游处的腔室上，出口66被布置在入口腔室38上游的腔室上。入口64和出口66可以具有能够输送流体到第一集管42的入口和出口腔室38，40的任何形状。
[0018]附图中显示的实施例是两通道的交叉逆流热交换器组件。然而，集管和管可以被设计成通过在第一和第二集管之一或两者中均插入壁以及在每个管中包括多个管间隔物从而允许有两个以上的通道。例如，在三通道的热交换器组件中，第二元件具有将第一集管分隔成两个腔室的一个壁，第二集管具有一个壁，每个管具有两个间隔物。
[0019]本发明还包括用在热交换器组件20中的第一集管42的制造方法。所述方法开始的步骤是分别制造第二元件32和至少部分限定内部空间的第一元件22。第一元件22具有一组间隔开的第一管槽30，第二元件32具有抵靠第一管槽30定位的壁36以将内部分隔为多个腔室38，40。所述方法接下来的步骤是将第一元件22永久地固定到第二元件32上从而在分别制造的步骤之后限定第一集管42。第二元件32优选是挤出成形的然后切割成一定尺寸，但是也可以通过其它的包括浇铸和机加工方法制造。在一个实施例中，制造第一元件22进一步被限定为将平板材料碾轧成具有一定横截面的通道，所述横截面呈现U形且具有底座26以及向前延伸至臂端部28的臂24。从平板碾轧出第一元件22具有好处，因为平板可以是在任一侧都预留有钎焊材料的金属原料板。然后钎焊材料可以被用在将第一元件22永久固定到第二元件32上的步骤中。
[0020]所述方法下一步骤是制造在第一和第二管端46，48之间延伸的多个管44。所述方法接下来的步骤是制造在每个管44的第一和第二管端46，48之间延伸从而将每个管44分隔成第一通道52和第二通道54的管间隔物50。参照图5，在一个实施例中，制造每个管44进一步地被限定为将平板材料碾轧成限定出管间隔物50的管44。从平板碾轧出每个管44具有好处因为平板可以是在任一侧都预留有钎焊材料的金属原料板。钎焊材料之后可以被用在将管端46，48固定和密封到集管42，56的第一和第二管槽30，58上的步骤中。然而，任何其它形成管间隔物50的方法也可以被使用。
[0021]所述方法接下来的步骤是将每个管44的第一管端46插入第一集管42的第一管槽30之一中以及使每个管44的间隔物邻接第二元件32的壁36以在管44的第一通道52和第一集管42的腔室38，40之一之间建立流体流通以及在管44的第二通道54和第一集管42的另一腔室38，40之间建立流体流通。然后每个管44的第一管端46被永久地固定到关联的第一集管42的第一管槽30上。
[0022]所述方法进一步接着的步骤是制造第二集管56，第二集管56具有一组相互间隔开的第二管槽58以与第一集管42的该组第一管槽30相对应。所述方法接下来的步骤是将每个管44的第二管端48插入第二集管56对应的第二管槽58中以在每个管44的第一和第二通道52、54与第二集管56之间建立流体流通。
[0023]所述方法最后的步骤是制造多个空气翅片62和将空气翅片62之一插在相邻的管44之间以驱散来自管44的热量。在示例性的实施例中，所述管44，集管，和空气翅片62都钎焊到一起从而限定出一体的热交换器组件20。
[0024]本主体发明提供了比现有技术廉价且可制造更快的集管和交叉逆流热交换器组件20。Gowan’303专利中的制造第一集管内管槽的许多传统方法必须被抛弃以避免干预第一集管的分隔壁。Gowan’303专利的第一管槽必须是轧制或打磨的，任一方法都是非常耗时和费钱的工艺。本发明的第一管槽30可以使用多种制造方法使之形成在第一元件22内，包括在将第一和第二元件22，32永久固定在一起这一步骤之前进行冲压。这使得制造效率显著提高，从而减少组装第一集管42和热交换器组件20的成本和时间。
[0025]虽然发明参照实施例来进行说明，但本领域的技术人员应该理解的是可以作出各种改变和等同物可以替代其中的元件而不会脱离发明的范围。另外，为了适应特殊的场合或材料，可以根据本发明的精神作出许多改进而不脱离其主旨范围。因此本发明的目的不在于将其限制在作为实施本发明的预期最佳模式而公开的特殊实施例中，而发明将包括落在附属权利要求范围内的所有实施例。
元件列表
  元件标号   元件名称
  20   热交换器组件
  22   第一元件
  24   臂
  26   底座
  28   臂端部
  30   第一管槽
  32   第二元件
  34   板
  36   壁
  38   入口腔室
  40   出口腔室
  42   第一集管
  44   管
  46   第一管端
  48   第二管端
  50   管间隔物
  52   第一通道
  54   第二通道
  56   第二集管
  58   第二管槽
  60   扁平侧边
  62   空气翅片
  64   入口
  66   出口

Claims (22)

1、一种制造在热交换器组件(20)中使用的集管的方法，包括步骤：
分别制造第一元件(22)和第二元件(32)，所述第一元件(22)至少部分限定出内部空间且具有一组间隔开的第一管槽(30)，所述第二元件(32)具有抵靠第一管槽(30)定位且将内部分割成多个腔室(38，40)的壁(36)；以及
在分别制造的步骤之后将第一元件(22)永久地固定到第二元件(32)上以限定出第一集管(42)。
2、如权利要求1所述的方法，其中制造第一元件(22)进一步被限定为将平板材料碾轧成具有一定横截面的通道，所述横截面呈现U形且存在底座(26)以及向前延伸至臂端部(28)的臂(24)。
3、如权利要求1所述的方法，进一步包括步骤：
制造在第一和第二管端(46、48)之间延伸的多个管(44)。
4、如权利要求3所述的方法，其中制造每个管(44)进一步被限定为将平板材料碾轧成限定出管间隔物(50)的管(44)。
5、如权利要求3所述的方法，进一步包括步骤：
制成在每个管(44)的第一和第二管端(46，48)之间延伸的管间隔物(50)以将每个管(44)分隔成第一通道(52)和第二通道(54)。
6、如权利要求5所述的方法，进一步包括步骤：
将每个管(44)的第一管端(46)插入第一集管(42)的第一管槽(30)之一中以及使每个管(44)的管间隔物(50)邻接壁(36)以在管(44)的第一通道(52)和第一集管(42)的腔室(38，40)之一之间建立流体流通并且在管(44)的第二通道(54)与第一集管(42)的另一腔室(38，40)之间建立流体流通。
7、如权利要求6所述的方法，进一步包括步骤：
制造具有一组间隔开的第二管槽(58)的第二集管(56)以与第一集管(42)设有的第一管槽(30)相对应。
8、如权利要求7所述的方法，进一步包括步骤：
将每个管(44)的第二管端(48)插入第二集管(56)的对应第二管槽(58)中以在每个管(44)的第一和第二通道(52，54)与第二集管(56)之间建立流体流通。
9、如权利要求8所述的方法，进一步包括步骤：
制造多个空气翅片(62)。
10、如权利要求9所述的方法，进一步包括步骤：
将空气翅片(62)插在相邻的管(44)之间以驱散来自管(44)的热量。
11、根据权利要求1所述的方法制造的组件(20)。
12、如权利要求11所述的组件(20)，其中所述第一元件(22)纵向延伸并且所述第一管槽(30)在纵向上相互间隔开。
13、如权利要求11所述的组件(20)，其中所述第一元件(22)是具有一定横截面的通道，所述横截面具有U形且存在一体连接到底座(26)并向前延伸至臂端部(28)的臂(24)。
14、如权利要求13所述的组件(20)，其中所述第二元件(32)包括在所述通道的所述臂端部(28)之间延伸的板(34)和所述壁(36)从所述板(34)横向延伸到所述通道的所述管槽(30，58)。
15、如权利要求11所述的组件(20)，进一步包括：
布置在所述腔室(38，40)之一上以接收流体和限定入口腔室(38)的入口(64)以及布置在另一所述腔室(38，40)上以排出流体和限定出口腔室(40)的出口(66)。
16、如权利要求11所述的组件(20)，进一步包含：
在第一和第二管端(46，48)之间延伸的多个管(44)；以及
每个所述管(44)的所述第一管端(46)被布置在所述第一集管(42)的所述第一管槽(30)之一内。
17、如权利要求16所述的组件(20)，其中每个所述管(44)具有在所述第一和第二管端(46，48)之间延伸的管间隔物(50)以形成与所述第一集管(42)的所述腔室(38，40)之一流体流通的第一通道(52)和与另一所述腔室(38，40)流体流通的第二通道(54)；以及
所述管间隔物(50)在所述第一管端(46)处邻接所述第二元件(32)的所述壁(36)。
18、如权利要求17所述的组件(20)，进一步包含：
以与所述第一集管(42)间隔开并且平行的关系延伸的第二集管(56)，第二集管(56)与所述多个管(44)的所述第二管端(48)在端部接合以在所述管(44)的所述第一及第二通道(52，54)与所述第二集管(56)之间建立流体流通。
19、如权利要求18所述的组件(20)，其中所述第二集管(56)具有相互间隔开的多个第二管槽(58)以与所述第一集管(42)的所述第一管槽(30)相对应，并且
所述管(44)中的每个的所述第二端延伸至所述对应的第二管槽(58)。
20、如权利要求19所述的组件(20)，其中每个所述管(44)具有包括扁平侧边(60)和圆形端部的横截面。
21、如权利要求20所述的组件(20)，其中相邻管(44)的所述扁平侧边(60)相互间隔开从而限定出多个空气通道，以便空气在所述相邻管(44)之间流动。
22、如权利要求21所述的组件(20)，进一步包含：布置在所述管(44)的所述平行侧边(60)之间和钎焊到所述管(44)的所述平行侧边(60)的空气翅片(20)，所述空气翅片(20)在所述第一和第二集管(42，56)之间延伸用于驱散来自所述管(44)的热量。
CN200910173366A 2008-08-06 2009-08-05 交叉逆流热交换器组件 Pending CN101655323A (zh)

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