換熱器管、換熱器管組件和制造它們的方法技術(shù)

一種用于換熱器的管組件的管，所述管包括位于遠(yuǎn)離所述管末端的扁平段。所述扁平段包括由窄側(cè)面結(jié)合的寬平、平行管側(cè)面，以使所述管在一個(gè)方向上相對(duì)較薄。圓柱段從所述管的末端延伸，且以過渡段連接所述圓柱段與所述扁管段。所述過渡段的幾何形狀具有抵抗所述扁管段和所述過渡段之間的交接部的彎曲的抵抗力。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
換熱器管、換熱器管組件和制造它們的方法
總的來說，本專利技術(shù)涉及用于換熱器的管，以及翅片和管組件，以及制造它們的方法。
技術(shù)介紹
眾所周知，大型換熱器包括有獨(dú)立的、各自可被替換的管組件，其中所述管組件具有用于輸送第一流體的管，和用于第二流體向所述第一流體傳熱或用于第二流體傳遞來自所述第一流體的熱量的次級(jí)傳熱面區(qū)域。例如，Murray在美國(guó)專利號(hào)3,391,732以及Neudeck在美國(guó)專利號(hào)4,236,577中已經(jīng)描述了用于將發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的廢熱傳遞至空氣的充當(dāng)重型設(shè)備散熱器的這種類型的換熱器。在這些換熱器中使用的管組件具有用于換熱的中央翅片段和用于插入密封索環(huán)的無(wú)翅片的圓柱末端段。上述類型的換熱器管組件通常由銅構(gòu)成，焊接至所述管上的翅片區(qū)域中具有延伸的空氣側(cè)表面。銅具有導(dǎo)熱率高、制造容易、以及強(qiáng)度和耐久性好的優(yōu)點(diǎn)。然而，銅的價(jià)格的持續(xù)升高導(dǎo)致了需要可替代的、成本更低的材料。在其他換熱器（例如汽車和商業(yè)散熱器）中，鋁已經(jīng)替代銅成為了優(yōu)選的構(gòu)建材料，但是鋁尚未成功地替代在這類重型換熱器中的銅。鋁的強(qiáng)度比銅低得多，導(dǎo)致了對(duì)其耐久性的擔(dān)心。在本領(lǐng)域中當(dāng)需要將個(gè)別的管組件移除和插入的情況下尤其成問題，因?yàn)樵谶@樣的操作過程中可能會(huì)發(fā)生損壞。此外，鋁部件的結(jié)合比銅的焊接需要高得多的溫度，這導(dǎo)致了制造上的困難。因此，仍然存在改進(jìn)的空間。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
根據(jù)本專利技術(shù)的一種實(shí)施方式，用于換熱器的管組件包括具有扁平段的管，所述扁平段具有由相對(duì)的窄管側(cè)面連接的被隔開的寬管側(cè)面。所述管組件還包括兩個(gè)翅片結(jié)構(gòu)體和兩個(gè)基本平坦的側(cè)板，每個(gè)所述翅片結(jié)構(gòu)體具有由側(cè)沿（flanks）連接的波峰和波谷。一個(gè)翅片結(jié)構(gòu)體的波谷與所述寬管側(cè)面之一連接，且該翅片結(jié)構(gòu)體的波峰與所述側(cè)板之一的側(cè)面連接。另一個(gè)翅片結(jié)構(gòu)體的波谷與另一個(gè)寬管側(cè)面連接，且該翅片結(jié)構(gòu)體的波峰與另一個(gè)側(cè)板的側(cè)面連接。在某些實(shí)施方式中，所述管包括位于所述管的縱長(zhǎng)末端處的圓柱段，所述扁平段設(shè)置于所述圓柱段之間。在某些實(shí)施方式中，所述管、所述翅片結(jié)構(gòu)體和所述側(cè)板通過硬釬焊接而結(jié)合在一起，以及在某些實(shí)施方式中，所述管、翅片結(jié)構(gòu)體和側(cè)板由一種或多種鋁合金制成。根據(jù)一些實(shí)施方式，所述寬管側(cè)面的厚度是所述側(cè)板厚度的至少兩倍。根據(jù)本專利技術(shù)的另一種實(shí)施方式，用于換熱器的管組件包括沿縱長(zhǎng)方向在所述管組件的至少一部分上延伸的流體流動(dòng)管道。所述流體流動(dòng)管道具有大尺寸和小尺寸，二者均垂直于所述縱長(zhǎng)方向，所述小尺寸顯著小于所述大尺寸。所述流動(dòng)通道被連續(xù)的管壁環(huán)繞著。在所述小尺寸方向上，兩個(gè)基本平坦的側(cè)板自所述連續(xù)管壁等距地隔開，且所述基本平坦的側(cè)板通過薄腹板（web）與所述管壁連接。在某些這樣的實(shí)施方式中，所述連續(xù)管壁限定了相對(duì)于在所述大尺寸方向上的軸線的管壁重心慣性矩。在某些實(shí)施方式中，所述管組件相對(duì)于該軸線的重心慣性矩是所述管壁重心慣性矩的至少五倍，并且在某些實(shí)施方式中是至少十倍。在某些實(shí)施方式中，第一圓柱管段與所述連續(xù)管壁在所述流動(dòng)管道的第一末端處連接，且第二圓柱管段與所述連續(xù)管壁在所述流動(dòng)管道的第二末端處連接。在某些實(shí)施方式中，由所述連續(xù)管壁限定的外周長(zhǎng)大于所述圓柱管段中的至少一個(gè)圓柱管段的外周長(zhǎng)。根據(jù)本專利技術(shù)的另一種實(shí)施方式，制造換熱器管組件的方法包括提供管、第一波狀翅片結(jié)構(gòu)體和第二波狀翅片結(jié)構(gòu)體以及第一基本平坦的側(cè)板和第二基本平坦的側(cè)板。所述第一波狀翅片結(jié)構(gòu)體設(shè)置于所述第一側(cè)板和所述管的第一寬平側(cè)面之間，所述第二波狀翅片結(jié)構(gòu)體設(shè)置于所述第二側(cè)板和所述管的第二寬平側(cè)面之間。向所述側(cè)板的相對(duì)的側(cè)面施加壓力，以使所述翅片結(jié)構(gòu)體的波峰和波谷與所述側(cè)板和所述寬平側(cè)面接觸，并在所述第一翅片結(jié)構(gòu)體和所述第一側(cè)板之間、所述第一翅片結(jié)構(gòu)體和所述第一寬平側(cè)面之間、所述第二翅片結(jié)構(gòu)體和所述第二側(cè)板之間以及所述第二翅片結(jié)構(gòu)體和所述第二寬平側(cè)面之間形成硬釬焊接。在某些這樣的實(shí)施方式中，在真空環(huán)境中升高所述管、翅片結(jié)構(gòu)體和側(cè)板的溫度，以形成硬釬焊接。在其他環(huán)境中，在受控的惰性氣體環(huán)境中升高所述管、翅片結(jié)構(gòu)體和側(cè)板的溫度。在某些實(shí)施方式中，提供所述管、翅片結(jié)構(gòu)體和側(cè)板包括提供具有涂覆有釬料金屬的材料。在某些實(shí)施方式中，所述壓力是通過與所述第一側(cè)板相鄰的第一隔板和通過與所述第二側(cè)板相鄰的第二隔板傳遞的。在某些這樣的實(shí)施方式中，所述隔板的熱膨脹系數(shù)基本與所述管、側(cè)板和翅片結(jié)構(gòu)體的熱膨脹系數(shù)相匹配。在某些實(shí)施方式中，所述第一隔板是與所述第一側(cè)板相鄰的若干個(gè)隔板之一。根據(jù)本專利技術(shù)的另一種實(shí)施方式，制造換熱器管組件的方法包括提供若干個(gè)管、若干個(gè)波狀翅片結(jié)構(gòu)體和若干個(gè)基本平坦的側(cè)板。每個(gè)所述管設(shè)置于一對(duì)所述波狀翅片結(jié)構(gòu)體之間，每個(gè)所述波狀翅片結(jié)構(gòu)體設(shè)置于所述管中的一個(gè)管和所述側(cè)板中的一個(gè)側(cè)板之間。所述管、波狀翅片結(jié)構(gòu)體和側(cè)板組裝成疊層。將隔板設(shè)置于一對(duì)相鄰的側(cè)板之間，并在所述疊層的最外端處所述隔板與所述側(cè)板相鄰。在堆疊的方向上向所述疊層施加壓力載荷。在所述波狀翅片結(jié)構(gòu)體與所述管之間的接觸點(diǎn)處，和所述波狀翅片結(jié)構(gòu)體與所述側(cè)板之間的接觸點(diǎn)處形成硬釬焊接，并將被釬焊的管組件從所述隔板移開。在某些這樣的實(shí)施方式中，在真空環(huán)境中升高所述管、翅片結(jié)構(gòu)體和側(cè)板的溫度以形成硬釬焊接。在其他環(huán)境中，在受控的惰性氣體環(huán)境中升高所述管、翅片結(jié)構(gòu)體和側(cè)板的溫度。在一些實(shí)施方式中，提供所述管、翅片結(jié)構(gòu)體和側(cè)板包括提供涂覆有釬料金屬的材料。根據(jù)本專利技術(shù)的另一種實(shí)施方式，用于換熱器的管包括從所述管的第一末端延伸的第一圓柱段，從所述管的第二末端延伸的第二圓柱段，和位于所述兩個(gè)末端之間的扁平段，所述扁平段具有由兩個(gè)相對(duì)短的側(cè)面連接的兩個(gè)寬平的、隔開的平行側(cè)面。在每個(gè)所述圓柱段和所述扁平段之間具有過渡區(qū)。所述過渡區(qū)與所述管的每個(gè)寬平側(cè)面之間的交接部限定了曲線軌跡。在某些這樣的實(shí)施方式中，所述兩個(gè)相對(duì)短的側(cè)面的輪廓是弧形的。在某些實(shí)施方式中，每個(gè)所述曲線軌跡包括位于所述管的中心平面的頂點(diǎn)，以及在某些這樣的實(shí)施方式中，在所述頂點(diǎn)上設(shè)有弧形軌跡段。在某些實(shí)施方式中，與所述圓柱段之一相鄰的所述過渡區(qū)延伸過至少等于該段的直徑的長(zhǎng)度。在某些實(shí)施方式中，所述管的扁平段的外周長(zhǎng)大于所述圓柱段中的至少一個(gè)圓柱段的外周長(zhǎng)，以及在某些實(shí)施方式中至少大25%。在某些實(shí)施方式中，所述扁平管段限定了兩個(gè)相對(duì)短的側(cè)面的最外點(diǎn)之間的管的大尺寸，并且每條所述曲線軌跡比所述管的大尺寸更長(zhǎng)。在某些實(shí)施方式中，所述管由鋁合金制成。根據(jù)本專利技術(shù)的另一種實(shí)施方式，換熱器管由圓管通過下述方式制成：在所述圓管的第一段將所述圓管的直徑減小，使與所述第一段相鄰的第二段變扁平，以在所述第二段中限定出兩個(gè)隔開的寬平側(cè)面。在某些實(shí)施方式中，所述第一段在所述管的一個(gè)末端終止。在某些實(shí)施方式中，在所述第一段的直徑減小后使所述第二段變扁平。在某些實(shí)施方式中，通過型鍛操作使所述第一段的直徑減小。在某些實(shí)施方式中，通過在沖壓模中沖擊所述第二段而使該段變扁平。在某些實(shí)施方式中，所述管用鋁合金制成。在某些實(shí)施方式中，在將所述第二段變扁平之前向所述管內(nèi)插入芯軸，并在將所述第二段變扁平之后從所述管中移除所述芯軸。在某些實(shí)施方式中，所述圓管的第三段的直徑減小，所述第三段與所述第二段相鄰。在某些這樣的實(shí)施方式中，所述第三段在所述管的第二末端終止。在某些實(shí)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于換熱器的管，包括：第一圓柱段，所述第一圓柱段從第一管末端延伸；第二圓柱段，所述第二圓柱段從與所述第一管末端相對(duì)的第二管末端延伸；扁管段，所述扁管段位于所述第一管末端和第二管末端之間，所述扁管段包括由兩個(gè)相對(duì)短的側(cè)面連接的兩個(gè)寬平的、隔開的平行側(cè)面；第一過渡區(qū)，所述第一過渡區(qū)位于所述第一圓柱段和靠近所述第一圓柱段的扁管段的第一管末端之間；和第二過渡區(qū)，所述第二過渡區(qū)位于所述第二圓柱段和靠近所述第二圓柱段的扁管段的第二管末端之間，每個(gè)所述第一和第二過渡區(qū)與每個(gè)所述寬平側(cè)面之間的交接部限定了曲線軌跡。

【技術(shù)特征摘要】
2012.08.09 US 13/570,7981.一種用于換熱器的管，包括：第一圓柱段，所述第一圓柱段從第一管末端延伸；第二圓柱段，所述第二圓柱段從與所述第一管末端相對(duì)的第二管末端延伸；扁管段，所述扁管段位于所述第一管末端和第二管末端之間，所述扁管段包括由兩個(gè)相對(duì)短的側(cè)面連接的兩個(gè)寬平的、隔開的平行側(cè)面；第一過渡區(qū)，所述第一過渡區(qū)位于所述第一圓柱段和靠近所述第一圓柱段的扁管段的第一管末端之間；和第二過渡區(qū)，所述第二過渡區(qū)位于所述第二圓柱段和靠近所述第二圓柱段的扁管段的第二管末端之間，每個(gè)所述第一和第二過渡區(qū)與每個(gè)所述寬平側(cè)面之間的交接部限定了曲線軌跡。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管，其特征在于，所述兩個(gè)相對(duì)短的側(cè)面的輪廓為弧形。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管，其特征在于，每個(gè)所述曲線軌跡包括位于所述管的中心平面上的頂點(diǎn)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的管，其特征在于，每個(gè)所述曲線軌跡包括多個(gè)弧形軌跡區(qū)段，其中包括位于所述頂點(diǎn)的弧形軌跡區(qū)段。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管，其特征在于，所述第一圓柱段限定了所述管的直徑，且所述第一過渡區(qū)沿所述管的軸向延伸過至少等于所述管的直徑的長(zhǎng)度。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的管，其特征在于，所述管的直徑為第一管直徑，所述第二圓柱段限定了第二管直徑，且所述第二過渡區(qū)沿所述管的軸向延伸過至少等于所述第二管直徑的長(zhǎng)度。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管，其特征在于，所述第一圓柱段限定了第一管外周長(zhǎng)，且所述扁管段限定了大于所述第一管外周長(zhǎng)的第二管外周長(zhǎng)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的管，其特征在于，所述第二管外周長(zhǎng)超過所述第一管外周長(zhǎng)多于25％。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管，其特征在于，所述扁管段限定了管的大尺寸，所述管的大尺寸位于所述相對(duì)短的側(cè)面中的一個(gè)側(cè)面上的第一最外點(diǎn)與所述相對(duì)短的側(cè)面中的另一個(gè)側(cè)面上的第二最外點(diǎn)之間，且每條所述曲線軌跡均比所述管的大尺寸更長(zhǎng)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管，其特征在于，所述第一圓柱段和第二圓柱段中的至少一個(gè)包括凸環(huán)。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管，其特征在于，所述管由鋁合金制成。12.一...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：E·林德爾，G·曼特里，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：摩丁制造公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：