CN104769381A - 热交换器管 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种热交换器管，其在避免介质流动时流阻增大的同时，可以增强热辐射性能。本热交换器管(1)包括上游侧线性流路部(4A)和下游侧线性流路部(4B)，使入口部(2)和出口部(3)彼此连接，并且使介质能通过其中流动，其中，上游侧流路部(4A)和下游侧流路部(4B)至少之一在介质的流路中包括波状部(5a、5b、5c、5d)，其于管的纵向延伸，并且互相连续，用于引导介质。

Description

热交换器管

技术领域

本发明涉及一种热交换器管。

背景技术

通常，已知专利文献1和专利文献2中所披露的热交换器管。

这种常规热交换器管分别包括管件，管件除其入口部和出口部之外的两个外面形成若干珠(beads)，其中部具有分隔珠(partition bead)和流路，使介质能以U形方式经由其中流动。路径具有大量向内凸出的凸出部，以便搅动流动的介质，以增强热辐射性能。将具有这种结构的两个管板装配在一起，以形成管。

相关文献

专利文献：

专利文献1：JP-A-H02-169127

专利文献2：WO 1983-04090A1

发明内容

技术问题

当在流路内布置大量凸出部时，尽管增强了热辐射性能，但也增大了流阻。

本发明针对解决上述问题，因此，本发明的目的是，提供一种热交换器管，其能增强热辐射性能，同时防止介质流动时流阻的增大。

技术解决方案

在实现上述目的方面，本发明的热交换器管包括：介质入口部；介质出口部；以及，上游侧线性(直状)流路部和下游侧线性(直状)流路部，其使入口部和出口部互相连接，以使介质能在其中流动，其中，上游侧流路部和下游侧流路部至少之一在介质流路中包括若干波状部，波状部于管纵向延伸并且互相连续，用于引导介质。

有益效果

根据本发明的热交换器管，由于设置了波状部，当介质流动时，可以限制流阻，并且，由波状部对介质的搅动可以增强热辐射性能。

附图说明

图1是根据本发明实施例1的热交换器管的剖视图；

图2是根据本发明实施例2的热交换器管的剖视图；

图3是根据实施例2的热交换器管沿图2中S3-S3线的剖视图；以及

图4是根据实施例2的热交换器管沿图2中S4-S4线的剖视图。

具体实施方式

下面，参照附图中所示的实施例，给出实现本发明的实施方式的具体说明。

实施例1

首先，给出实施例1的热交换器管整体结构的说明。

如图1中所示，实施例1的热交换器管1在水冷式增压空气冷却器中使用，这种水冷式增压空气冷却器用于冷却安装于内燃机的增压器(涡轮增压器或压力机)的压缩空气。

通过将两个对半分开的管板装配在一起而制成热交换器管1。

管1在除其入口部2和出口部3之外沿其外周包括外周肋部1a，外周肋部1a于其厚度方向(高度方向)向内凸出。

此外，管1包括分隔肋部(对应于分隔部)1b，分隔肋部1b形成于管1宽度方向(图1中竖直方向)的中央位置处，并且从布置于管1一端侧的入口部2和出口部3之间朝管的纵向(图1中的水平方向)延伸。肋部1b在管1的另一端侧延伸到达U形回转流路部4C(下文说明)附近。肋部1b将管1分隔成两个区域，也就是，上游侧线性流路部4A和下游侧线性流路部4B。

上游侧线性流路部4A的下游侧端部和下游侧线性流路部4B的上游侧端部，允许由U形回转流路部4C在管1的另一端侧使其互相连通。

同时，入口部2和出口部3在管1的宽度方向并排布置。带有作为介质的发动机冷却水或引入其中的发动机的部分冷却水的并行管路，或者不同于发动机冷却水的独立管路(例如，增压器空气冷却器的冷却水管路)，允许通过入口部2和出口部3的通孔进入和离开入口部2和出口部3。入口部2连接至与之连续的上游侧线性流路部4A的上游侧端部，而出口部3连接至与之连续的下游侧线性流路部4B的下游侧端部。

上游侧线性流路部4A包括三个上游侧流路4A1、4A2、4A3，分别位于存在于图1上侧的外周肋部1a与分隔肋部1b之间。上游侧流路4A1、4A2、4A3分别包括多个波状凸出部5a、5b，凸出部5a、5b在外周肋部1a与分隔肋部1b之间于厚度方向并排向内(图1中这一侧)凸出，并且，从厚度方向上方观察时，是波状。

类似地，下游侧线性流路部4B包括三个下游侧流路4B1、4B2、4B3，分别位于存在于图1下侧的外周肋部1a与分隔肋部1b之间。下游侧流路4B1、4B2、4B3分别包括多个波状凸出部5c、5d，凸出部5c、5d在外周肋部1a与分隔肋部1b之间于厚度方向并排向内凸出，并且，从厚度方向上方观察时，是波状。

这里，波状凸出部5a、5b、5c、5d对应于本发明的波状部。

另一方面，U形回转流路部4C包括多个弧形凸出部6a、6b，凸出部6a、6b形成在管1另一端侧的外周肋部1a内侧，于厚度方向向内凸出，并且，从厚度方向上方观察时其为波状。这里，弧形凸出部6a的曲率设定为大于弧形凸出部6b的曲率。

因此，在U形回转路径部4C中，在外周肋部1a与外侧弧形凸出部6a之间，在外侧弧形凸出部6a与内侧弧形凸出部6b之间、以及在内侧弧形凸出部6b与分隔肋部1b的另一端侧之间，分别形成了总计三个U形回转流路4C1、4C2、4C3。U形回转流路4C1、4C2、4C3的曲率设定为，使得介质的入流方向和出流方向可以相对彼此改变180°。

在这种情况下，外侧弧形凸出部6a的两端分别与波状凸出部5a的下游侧端部以及波状凸出部5d的上游侧端部连续。这使得介质能流动通过入口部2、外侧上游侧流路4A1、外侧U形回转流路4C1、外侧下游侧流路4B1、以及出口部3。

此外，内侧弧形凸出部6b的两端分别与波状凸出部5b的下游侧端部和波状凸出部5c的上游侧端部连续。这使得介质能流动通过入口部2、中央上游侧流路4A2、中央U形回转流动通道4C2、中央下游侧流动通道4B2、以及出口4，并且还通过入口部2、内侧上游侧流路4A3、内侧U形回转流路4C3、外侧下游侧流路4B3、以及出口部3。

这里，外侧弧形凸出部6a的上游侧端部和波状凸出部5a的下游侧端部、以及内侧弧形凸出部6b的上游侧端部和波状凸出部5b的下游侧端部，分别由线性凸出部7a、7b使其互相连接，线性凸出部7a、7b分别按特定距离自分隔肋部1b的下游侧端部朝上游延伸。

虽然未示出，但通过模制工艺进一步准备了第三管板。第三管板包括波状凸出部和弧形凸出部，它们具有由平行布置于图1上方以面对图1的平面镜所反射的图像的形状和位置。

然后，将具有图1中形状的管板与第三管板装配在一起。在这种装配状态下，这些管板的波状凸出部、弧形凸出部、以及线性凸出部在相同位置彼此相对。

在这种状态下，通过铜焊等工艺，将这些管板的波状凸出部、弧形凸出部、线性凸出部、外周肋部、以及分隔肋部固定在一起，从而，提供管1。

在上述构造的热交换器管中，供自入口部2的冷却水，在波状凸出部5a、5b的控制下，蜿蜒通过上游侧线性路径部4A内的三个上游侧流路4A1、4A2、4A3流动，并且，沿线性(直状)凸出部7a、7b流进U形回转流路部4C。

在U形回转流路部4C中，使沿弧形凸出部6a、6b的三个弧形U形回转流路4C1、4C2、4C3内的冷却水的流动方向逐渐改变180°，从而，引导冷却水至三个下游侧流路4B1、4B2、4B3。

之后，在波状凸出部5c、5d的控制下，介质在三个波状下游侧流路4B1、4B2、4B3内蜿蜒前行，并且自出口部3流出。

因此，冷却水，在如按常规凹窝等那样被搅动的同时，在管内流动。冷却水的波状蜿蜒能限制流阻的增大，并且能保证热辐射性能。此外，如上所述，在U形回转流路部中，冷却水的方向逐渐改变。这能减少下述可能性：冷却水会强烈撞击在管的端部，因此，可能因腐蚀而损坏。

同时，管外流动的高温压缩空气通过管与冷却水交换其热量，藉此，使其冷却。在将燃料吹进这种空气之后，使其混合物在发动机的燃烧室中燃烧。

如上所述，实施例1的热交换器管可以提供下列效果。

也就是，由于在上游侧和下游侧线性流路部4A、4B中形成了波状凸出部5a、5b、5c、5d，可以限制冷却水流动时的流阻，以及，还由于冷却水沿波状凸出部5a、5b、5c、5d流动，可以增强热辐射性能。

由于通过将两个对半分开的管板装配在一起制造管1，可以容易并且便宜地制造出管1。

此外，在这种情况下，两个管板的波状凸出部5a、5b、5c、5d布置成提供相同的位置，而且，波状凸出部5a、5b、5c、5d连续地彼此相对，从而，使得冷却水蜿蜒流动。

此外，U形回转流路部4C的弧形凸出部6a、6b的端部布置成跨立于分隔肋部1b的下游侧端部，从而，使得能限制冷却水在此处的紊流。也就是，使冷却水能在线性流路部之间(线性流路部4A、4B的上游侧和下游侧之间)顺畅流动，藉此，可以限制流阻。

实施例2

图2示出实施例2的热交换器管1。在实施例2的热交换器管1中，准备了两个管板，其具有与实施例1相同的结构。

将一个管板翻转，并与另一管板组合，以提供管1。

在这种情况下，不使用实施例1的镜像反映第三管板。因此，将分别形成在另一管中的上游侧和下游侧线性流路部4A、4B的波状凸出部5a、5b、5c、5d以及弧形凸出部6a、6b布置成如由图2中的虚线所示。

在这种情况下，在两个管板的波状凸出部5a、5b、5c、5d和线性凸出部7a、7b中，只有其局部区段彼此相对，而其余区段则在管1的宽度方向彼此移位。同时，U形回转流路部4C的弧形凸出部6a、6b位于相同位置，并且彼此连续相对。

也就是，波状凸出部5a、5b与波状凸出部5c、5d是成对的波状部，使其并排交替布置。因此，在波状部中，只有由成对波状部构成的波状凸出部5a、5b(或者，波状凸出部5c、5d)的局部区段彼此交叉，同时，只有这样的局部区段彼此相对。

其余结构与实施例1的相似。

图3是沿通过上述相互移位区段的S3-S3线的横截面图，以及，图4是沿通过上述互相相对区段的S4-S4线的横截面图。

根据这些截面形状可以理解，与使用大量凹窝的现有技术不同，避免了冷却水被充分搅动。

在实施例2的热交换器管1中，由于搅动比实施例1中更加容易，增强了热辐射性能。在这种情况下，与实施例1相比，流阻稍有增大。

然而，用两个管板装配时，由于可以使用相同的管板，与实施例1相比，可以更便宜地制造出管1。

虽然至此参照上述实施例讨论了本发明，但本发明并不局限于这些实施例，而是可以在设计等方面加以改变，而不脱离本发明的主题。

例如，在实施例1中，在上游侧和下游侧线性流路部4A、4B中都形成了波状凸出部5a、5b。然而，这些凸出部也可以只形成在两个路径部之一中。

此外，取代波状凸出部5a、5b和弧形凸出部6a、6b，使用内翅片也可以引导介质。内翅片的使用可以增强波状部形状设定的自由度。

此外，由按特定距离自分隔肋部2b的下游侧端部朝上游侧延伸的线性凸出部7a、7b，使各自弧形和波状凸出部互相连接。然而，取代线性凸出部7a、7b，当使用波状凸出部来将具有相同形状的两个管板装配在一起时，可以更便宜地制造出管1。

虽然本发明的热交换器管是在水冷却增压空气冷却器中使用，但其并非限制性的，而是可以应用于其它类型的热交换器。

这里，本申请基于2012年12月30日提交的日本专利申请(JPANo.2012-239052)，因此，其全部内容以引用方式并入本文。此外，文中涉及的全部参考文献也整体并入本文。

附图标记说明

1              管(热交换器管)

1a             外周肋部

1b             分隔肋部(分隔部)

2              入口部

3              出口部

4A             上游侧线性流路部

4B             下游侧线性流路部

4C             U形回转流路部

4A1、4A2、4A3  上游侧流路

4B1、4B2、4B3  下游侧流路

4C1、4C2、4C3  U形回转流路

5a、5b、5c、5d 波状凸出部

6a、6b         弧形凸出部

7a、7b         线性凸出部

Claims (10)

1.一种热交换器管，包括：

用于介质的入口部；

用于所述介质的出口部；以及

上游侧线性流路部和下游侧线性流路部，其使所述入口部和所述出口部彼此连接，并且使所述介质能通过其中流动，其中

所述上游侧流路部和所述下游侧流路部至少之一在所述介质的流路内包括波状部，所述波状部于所述管的纵向延伸，并且互相连续，用于引导所述介质。

2.根据权利要求1所述的热交换器管，其中：

所述波状部是向所述管内凸出的凸出部。

3.根据权利要求2所述的热交换器管，其中：

所述波状凸出部是内翅片。

4.根据权利要求1至权利要求3中任一项权利要求所述的热交换器管，其中：

所述入口部和所述出口部布置在所述管的一个端侧，所述管在其另一端侧包括U形回转流路部，其用于使所述上游侧线性流路部和所述下游侧线性流路部互相连接，以及，所述U形回转流路部包括弧形凸出部，所述弧形凸出部向所述管内凸出，并且与形成在所述上游侧线性流路部和所述下游侧线性流路部至少之一中的所述波状部连续。

5.根据权利要求1至权利要求4中任一项权利要求所述的热交换器管，其中：

所述波状部由布置在所述管厚度方向的多个波状部构成。

6.根据权利要求5所述的热交换器管，其中：

一对所述波状部布置成使其位于相同位置，并且使得这种波状部互相连续地相对。

7.根据权利要求5所述的热交换器，其中：

所述成对波状部只有部分区段彼此交叉，并且只有这部分区段彼此相对。

8.根据权利要求5所述的热交换器管，其中：

所述成对波状部交替地平行布置。

9.根据权利要求1至权利要求8中任一项权利要求所述的热交换器管，其中：

所述U形回转流路部的所述弧形凸出部的端部向内跨立于分隔部的所述下游侧端部，用于使所述上游侧流路部与所述下游侧流路部彼此分开。

10.根据权利要求1至权利要求9中任一项权利要求所述的热交换器管，其中：

在所述管内流动的所述介质是冷却水；以及

所述热交换器管是水冷却式增压空气冷却器的管，用于允许所述冷却水与在所述管外流动的压缩空气互相换热，从而，冷却所述压缩空气。