用于热交换管的翅片本体制造技术

本发明专利技术涉及翅片本体，该翅片本体旨在用于容纳在选自示出为平坦构型的热交换管内。翅片本体构造成板的形式，该板是插入到热交换管中的板。该板由弯曲成多个连续弯曲部的金属板构造成。本发明专利技术的特征在于特征宽度与高度的比值的范围在0.15至0.5的区间中，并且根据更具体的情况，特征宽度与高度的比值的范围在更小的子范围中。因此，翅片产生了具有比现有技术中已知的翅片更高效率的热交换管，而不会损失压降。

【技术实现步骤摘要】
用于热交换管的翅片本体
本专利技术涉及翅片本体，该翅片本体旨在用于容纳在选自示出为平坦构型的热交换管内。翅片本体构造成板的形式，该板是插入到热交换管中的板。该板由弯曲成具有多个连续弯曲部的金属片材构造成。弯曲部中的每个弯曲部沿着将被标识为Z的纵向方向延伸，并且在操作位置中沿交换管的纵向方向定向。本专利技术的特征在于翅片本体的板的根据相对于方向Z的横向截面的构型。在全文中，术语“横向”将理解为与垂直同义。根据横向截面，弯曲部示出了如下所述的轮廓：该轮廓限定出具有特征宽度s和特征高度h的周期锯齿形波状路径，特征宽度s和特征高度h均在所述路径上测得。波状路径沿着具有厚度e的金属片材的中间平面，因此板高度将为h+e，这是由于在板的面中的一个面上，厚度使板的高度相对于路径的位置增加e/2的量，并且在板的相反的面上，厚度使板的高度相对于路径的位置增加另一个e/2的量。板的总高度将被标识为hout，因此验证了hout＝h+e。在实践中，最容易测量的测量值为hout和厚度e，并且hout和厚度e两者允许确定h。同样，一旦板已经容纳在热交换管内，则该板在热交换管的内面上支承成使得弯曲部形成通道。因此，通道高度将为hch＝h，这是由于通道高度与板高度hout减去片材厚度的值相对应，即，当片材厚度e位于上部部分中时，减少了进入波峰的e的量，或当片材厚度e位于下部部分中时，减少了进入波谷中的e的量。特征宽度s也是如此。通道宽度sch将减小e的量，这是因为通道在通道的一个侧部以一个e/2的量变窄，并且在通道的另一个侧部以另一个e/2的量变窄。换句话说，sch＝s-e。在整个说明书中，用于确定sch的特征宽度s被限定为波形路径的波长的一半，并且用于确定hch的特征高度h被限定为波形路径的最大幅值的波峰之间的距离。在整个说明书中，将根据通道宽度sch和板高度hout来确定例如由效率或压降的相关性表示的板的特性，除非明确指出板的特性是其他变量。本专利技术的特征在于，通道宽度sch与板高度hout比值的范围在0.15至0.5的区间中，并且根据更具体的情况，通道宽度sch与板高度hout比值的范围在更低的子区间内。因此，翅片使得热交换管具有比现有技术中已知的翅片更高的效率，而不会损失压降。
技术介绍
现有
中的已经经受最密集发展的一个领域是热交换器领域，特别是用于具有内燃机的车辆中的热交换器。发动机舱中存在非常小的可用空间，并且热交换器需求要求设备非常紧凑，从而提供所交换的热与由设备所占据的体积之间越来越高的比值。感兴趣的具体情况中的一种情况是旨在用于通过将热传递至液态冷却剂来降低热废气温度的热交换器。这种类型的热交换器存在于废气再循环EGR系统中。另一个感兴趣的应用领域是换热器，在该换热器中热被传递至第二流体，该第二流体允许随后利用从热气提取的热。同样，其他应用是用于使车辆温度适应或控制车辆温度的交换器。为了增加该比值，正在开发使管内部循环的热气与该管的外部循环的液体冷却剂之间的热传递增加的热交换管构型。已知各种用于在管内部产生湍流并且同时增加与气体的接触区域的方法、例如借助于管表面上的向内突出的翅片或肋状部。较大的湍流能产生增加管表面与气体之间的对流的流动结构。如果除了较高的热对流之外增加可用的交换区域，那么总的热流将更大。然而，不仅是这样，由于包含突出到管中的翅片或元件而增加湍流和交换区域的任何构型都将导致可能不被接受的压降。要解决的技术问题是提供一种交换管构型和元件，该交换管构型和元件在不损害压降或使压降最小化的情况下增加交换管中的热交换。热交换管的构型中的另一个重要限制是可制造性。具有多个带有非常小的特征尺寸的变形部或弯折部的金属结构的构型可能会限制可制造性。需要大量的弯折部并且还具有非常小的曲率半径的具有弯折部的片材的使用，就是这种情况。其结果可能是在制造期间破裂的构型。本专利技术通过提出一种接近可制造性的极限的设计，解决了所考虑的技术问题，尽管可制造性的极限可能是难以实现的，并且设计者倾向于不使用可制造性的极限。这些设计的特征在于波形纵横比的值在非常窄的范围内，实验已经证明远远超出了预期：效率值远远高于现有技术中获得的效率值，并且已经获得了低压降。
技术实现思路
本专利技术涉及一种翅片本体，该翅片本体旨在容纳于具有平坦构型的热交换管的内部。一旦翅片本体已经容纳在具有平坦构型的热交换管中，则热交换管设置有翅片，在操作模式中，该翅片在热气体流动通过热交换管的内部时显著增加了热交换区域。热交换管的构型是受限制的，这是因为通过将翅片本体容纳在热交换管中，该管具有使容纳所述翅片本体的空间闭合的壁，并且管与翅片本体之间的附接是在这些内壁中建立的。具体地，该附接是在交换管的面上建立的，所述面示出为平行于彼此并面向彼此的平坦内面。换热管沿着纵向方向延伸，该纵向方向在全文中将被标识为X-X’。如所示出的，交换管具有包括平行于彼此且面向彼此的两个平坦内面的平坦构型。在优选实施方式中，该平坦的面将具有预定的恒定宽度，并且在侧部处通过直壁或弯曲壁连接。翅片本体构造成板的形式，并且由具有厚度e的弯曲成根据方向Z延伸的多个连续弯曲部的金属片材形成，其中，方向Z旨在与容纳翅片本体的热交换管的纵向方向X-X’平行。翅片本体是由金属片材构造成的平坦板，该金属片材具有特定宽度和适用于热交换管的长度的长度，该特定宽度构造成使得能够将翅片本体容纳在热交换管中。板高度是借助于金属片材的弯折来实现的。举例来说，用于制造该片材的方法是通过在两个模具之间进行冲压，或者根据第二示例，该方法是通过在具有相反或互补构型的两个轧辊之间轧制金属片材的连续方法。片材的弯曲部形成翅片板的高度。该高度由如在上面的描述中所定义的“hout”来标识，并且该高度不同于并严格大于金属片材的厚度值，金属片材的厚度值将用字母“e”进行标识。在多个弯曲部中的各弯曲部是直的弯曲部以及在多个弯曲部中的各弯曲部是弯曲的波形形状两种情况下，多个弯曲部中的各弯曲部均平行于彼此，并且沿着被标识为方向Z的方向延伸。该方向在翅片本体操作性地容纳在管的内部时是该管的纵向方向。如果多个弯曲部具有波形母线，则方向Z是所述母线延伸的方向。波形母线的特定情况是正弦波。方向Z将是正弦波振荡所围绕的轴线。另外，弯曲部是通过在第一平面P1与平行于第一平面P1的第二平面P2之间交替而构造成的，并且其中，第一平面P1和第二平面P2彼此间隔开，其中，第一平面P1和第二平面P2旨在与平行于彼此并面向彼此的热交换管的平坦内面重合。弯曲部在整个板中产生恒定的高度hout，并且该弯曲部限制在标识为P1和P2的两个平行平面之间。该条件允许板容纳在具有平坦构型的热交换管的内部，使得板与热交换管的平行内面接触。一旦翅片本体已经容纳在管内，则翅片本体和板就可以借助于例如焊接的方式附接。关于弯曲部的构型，根据相对于方向Z的横向截面PT，所述弯曲部示出周期性的锯齿形波形路径，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种翅片本体(1)，所述翅片本体(1)用以容纳在具有平坦构型的热交换管(2)内，所述热交换管是选自沿着纵向方向(X-X’)延伸并且包括平行于彼此且面向彼此的两个平坦内面(2.1，2.2)的热交换器；/n所述翅片本体(1)构造成板的形式，并且由具有厚度e的弯曲成根据方向Z延伸的多个连续弯曲部的金属片材形成，其中，所述方向Z旨在与容纳所述翅片本体(1)的所述热交换管(2)的所述纵向方向(X-X’)平行，并且其中；/n所述弯曲部是通过在第一平面(P

【技术特征摘要】
20181107 EP 18382793.01.一种翅片本体(1)，所述翅片本体(1)用以容纳在具有平坦构型的热交换管(2)内，所述热交换管是选自沿着纵向方向(X-X’)延伸并且包括平行于彼此且面向彼此的两个平坦内面(2.1，2.2)的热交换器；
所述翅片本体(1)构造成板的形式，并且由具有厚度e的弯曲成根据方向Z延伸的多个连续弯曲部的金属片材形成，其中，所述方向Z旨在与容纳所述翅片本体(1)的所述热交换管(2)的所述纵向方向(X-X’)平行，并且其中；
所述弯曲部是通过在第一平面(P1)与平行于所述第一平面(P1)的第二平面(P2)之间交替而构造成的，并且其中，所述第一平面(P1)和所述第二平面(P2)彼此间隔开，其中，所述第一平面(P1)和所述第二平面(P2)旨在与所述热交换管(2)的平行于彼此且面向彼此的所述平坦的内面重合；
所述弯曲部根据相对于方向Z的横向截面(PT)示出了周期性的锯齿形波形路径(T)，其中
-所述波形路径(T)包括部段(1.1)，所述部段(1.1)通过位于最大幅值的峰中的顶点(1.2)连接；
-特征宽度(s)是所述波形路径(T)的波长的一半，并且特征高度(h)是所述波形路径(T)的最大幅值的峰之间的距离，
其特征在于，根据所述横向截面(PT)的所述波形路径(T)的通道宽度(sch)与板高度(hout)的比值在[0.15至0.5]的区间中，其中，sch＝s-e并且hout＝h+e。


2.根据权利要求1所述的本体(1)，其中，所述通道宽度(sch)与板高度(hout)的比值在[0.3至0.4]的区间中。


3.根据前述权利要求中任一项所述的本体(1)，其中，所述通道宽度(sch)与板高度(hout)的比值在[0.35至0.36]的区间中。


4.根据前述权利要求中任一项所述的本体(1)，其中，由顶点(1.2)连接的所述部段(1.1)是直的。


5.根据前述权利要求中任一项所述的本体(1)，其中，由顶点(1.2)连接的所述部段(1.1)相对于所述平面(...

【专利技术属性】
技术研发人员：索尼娅·西韦拉多明格斯，安东尼奥·维德利纳雷斯，亚历杭德罗·瓦尔加斯库尔托，
申请(专利权)人：博格华纳排放系统西班牙有限责任公司，
类型：发明
国别省市：西班牙;ES