换热器管、换热器管组件和制造它们的方法技术

一种用于换热器的管组件的管，所述管包括位于远离所述管末端的扁平段。所述扁平段包括由窄侧面结合的宽平、平行管侧面，以使所述管在一个方向上相对较薄。圆柱段从所述管的末端延伸，且以过渡段连接所述圆柱段与所述扁管段。所述过渡段的几何形状具有抵抗所述扁管段和所述过渡段之间的交接部的弯曲的抵抗力。

【技术实现步骤摘要】
换热器管、换热器管组件和制造它们的方法
总的来说，本专利技术涉及用于换热器的管，以及翅片和管组件，以及制造它们的方法。
技术介绍
众所周知，大型换热器包括有独立的、各自可被替换的管组件，其中所述管组件具有用于输送第一流体的管，和用于第二流体向所述第一流体传热或用于第二流体传递来自所述第一流体的热量的次级传热面区域。例如，Murray在美国专利号3,391,732以及Neudeck在美国专利号4,236,577中已经描述了用于将发动机冷却液的废热传递至空气的充当重型设备散热器的这种类型的换热器。在这些换热器中使用的管组件具有用于换热的中央翅片段和用于插入密封索环的无翅片的圆柱末端段。上述类型的换热器管组件通常由铜构成，焊接至所述管上的翅片区域中具有延伸的空气侧表面。铜具有导热率高、制造容易、以及强度和耐久性好的优点。然而，铜的价格的持续升高导致了需要可替代的、成本更低的材料。在其他换热器（例如汽车和商业散热器）中，铝已经替代铜成为了优选的构建材料，但是铝尚未成功地替代在这类重型换热器中的铜。铝的强度比铜低得多，导致了对其耐久性的担心。在本领域中当需要将个别的管组件移除和插入的情况下尤其成问题，因为在这样的操作过程中可能会发生损坏。此外，铝部件的结合比铜的焊接需要高得多的温度，这导致了制造上的困难。因此，仍然存在改进的空间。
技术实现思路
根据本专利技术的一种实施方式，用于换热器的管组件包括具有扁平段的管，所述扁平段具有由相对的窄管侧面连接的被隔开的宽管侧面。所述管组件还包括两个翅片结构体和两个基本平坦的侧板，每个所述翅片结构体具有由侧沿（flanks）连接的波峰和波谷。一个翅片结构体的波谷与所述宽管侧面之一连接，且该翅片结构体的波峰与所述侧板之一的侧面连接。另一个翅片结构体的波谷与另一个宽管侧面连接，且该翅片结构体的波峰与另一个侧板的侧面连接。在某些实施方式中，所述管包括位于所述管的纵长末端处的圆柱段，所述扁平段设置于所述圆柱段之间。在某些实施方式中，所述管、所述翅片结构体和所述侧板通过硬钎焊接而结合在一起，以及在某些实施方式中，所述管、翅片结构体和侧板由一种或多种铝合金制成。根据一些实施方式，所述宽管侧面的厚度是所述侧板厚度的至少两倍。根据本专利技术的另一种实施方式，用于换热器的管组件包括沿纵长方向在所述管组件的至少一部分上延伸的流体流动管道。所述流体流动管道具有大尺寸和小尺寸，二者均垂直于所述纵长方向，所述小尺寸显著小于所述大尺寸。所述流动通道被连续的管壁环绕着。在所述小尺寸方向上，两个基本平坦的侧板自所述连续管壁等距地隔开，且所述基本平坦的侧板通过薄腹板（web）与所述管壁连接。在某些这样的实施方式中，所述连续管壁限定了相对于在所述大尺寸方向上的轴线的管壁重心惯性矩。在某些实施方式中，所述管组件相对于该轴线的重心惯性矩是所述管壁重心惯性矩的至少五倍，并且在某些实施方式中是至少十倍。在某些实施方式中，第一圆柱管段与所述连续管壁在所述流动管道的第一末端处连接，且第二圆柱管段与所述连续管壁在所述流动管道的第二末端处连接。在某些实施方式中，由所述连续管壁限定的外周长大于所述圆柱管段中的至少一个圆柱管段的外周长。根据本专利技术的另一种实施方式，制造换热器管组件的方法包括提供管、第一波状翅片结构体和第二波状翅片结构体以及第一基本平坦的侧板和第二基本平坦的侧板。所述第一波状翅片结构体设置于所述第一侧板和所述管的第一宽平侧面之间，所述第二波状翅片结构体设置于所述第二侧板和所述管的第二宽平侧面之间。向所述侧板的相对的侧面施加压力，以使所述翅片结构体的波峰和波谷与所述侧板和所述宽平侧面接触，并在所述第一翅片结构体和所述第一侧板之间、所述第一翅片结构体和所述第一宽平侧面之间、所述第二翅片结构体和所述第二侧板之间以及所述第二翅片结构体和所述第二宽平侧面之间形成硬钎焊接。在某些这样的实施方式中，在真空环境中升高所述管、翅片结构体和侧板的温度，以形成硬钎焊接。在其他环境中，在受控的惰性气体环境中升高所述管、翅片结构体和侧板的温度。在某些实施方式中，提供所述管、翅片结构体和侧板包括提供具有涂覆有钎料金属的材料。在某些实施方式中，所述压力是通过与所述第一侧板相邻的第一隔板和通过与所述第二侧板相邻的第二隔板传递的。在某些这样的实施方式中，所述隔板的热膨胀系数基本与所述管、侧板和翅片结构体的热膨胀系数相匹配。在某些实施方式中，所述第一隔板是与所述第一侧板相邻的若干个隔板之一。根据本专利技术的另一种实施方式，制造换热器管组件的方法包括提供若干个管、若干个波状翅片结构体和若干个基本平坦的侧板。每个所述管设置于一对所述波状翅片结构体之间，每个所述波状翅片结构体设置于所述管中的一个管和所述侧板中的一个侧板之间。所述管、波状翅片结构体和侧板组装成叠层。将隔板设置于一对相邻的侧板之间，并在所述叠层的最外端处所述隔板与所述侧板相邻。在堆叠的方向上向所述叠层施加压力载荷。在所述波状翅片结构体与所述管之间的接触点处，和所述波状翅片结构体与所述侧板之间的接触点处形成硬钎焊接，并将被钎焊的管组件从所述隔板移开。在某些这样的实施方式中，在真空环境中升高所述管、翅片结构体和侧板的温度以形成硬钎焊接。在其他环境中，在受控的惰性气体环境中升高所述管、翅片结构体和侧板的温度。在一些实施方式中，提供所述管、翅片结构体和侧板包括提供涂覆有钎料金属的材料。根据本专利技术的另一种实施方式，用于换热器的管包括从所述管的第一末端延伸的第一圆柱段，从所述管的第二末端延伸的第二圆柱段，和位于所述两个末端之间的扁平段，所述扁平段具有由两个相对短的侧面连接的两个宽平的、隔开的平行侧面。在每个所述圆柱段和所述扁平段之间具有过渡区。所述过渡区与所述管的每个宽平侧面之间的交接部限定了曲线轨迹。在某些这样的实施方式中，所述两个相对短的侧面的轮廓是弧形的。在某些实施方式中，每个所述曲线轨迹包括位于所述管的中心平面的顶点，以及在某些这样的实施方式中，在所述顶点上设有弧形轨迹段。在某些实施方式中，与所述圆柱段之一相邻的所述过渡区延伸过至少等于该段的直径的长度。在某些实施方式中，所述管的扁平段的外周长大于所述圆柱段中的至少一个圆柱段的外周长，以及在某些实施方式中至少大25%。在某些实施方式中，所述扁平管段限定了两个相对短的侧面的最外点之间的管的大尺寸，并且每条所述曲线轨迹比所述管的大尺寸更长。在某些实施方式中，所述管由铝合金制成。根据本专利技术的另一种实施方式，换热器管由圆管通过下述方式制成：在所述圆管的第一段将所述圆管的直径减小，使与所述第一段相邻的第二段变扁平，以在所述第二段中限定出两个隔开的宽平侧面。在某些实施方式中，所述第一段在所述管的一个末端终止。在某些实施方式中，在所述第一段的直径减小后使所述第二段变扁平。在某些实施方式中，通过型锻操作使所述第一段的直径减小。在某些实施方式中，通过在冲压模中冲击所述第二段而使该段变扁平。在某些实施方式中，所述管用铝合金制成。在某些实施方式中，在将所述第二段变扁平之前向所述管内插入芯轴，并在将所述第二段变扁平之后从所述管中移除所述芯轴。在某些实施方式中，所述圆管的第三段的直径减小，所述第三段与所述第二段相邻。在某些这样的实施方式中，所述第三段在所述管的第二末端终止。在某些实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于换热器的管，包括：第一圆柱段，所述第一圆柱段从第一管末端延伸；第二圆柱段，所述第二圆柱段从与所述第一管末端相对的第二管末端延伸；扁管段，所述扁管段位于所述第一管末端和第二管末端之间，所述扁管段包括由两个相对短的侧面连接的两个宽平的、隔开的平行侧面；第一过渡区，所述第一过渡区位于所述第一圆柱段和靠近所述第一圆柱段的扁管段的第一管末端之间；和第二过渡区，所述第二过渡区位于所述第二圆柱段和靠近所述第二圆柱段的扁管段的第二管末端之间，每个所述第一和第二过渡区与每个所述宽平侧面之间的交接部限定了曲线轨迹。

【技术特征摘要】
2012.08.09 US 13/570,7981.一种用于换热器的管，包括：第一圆柱段，所述第一圆柱段从第一管末端延伸；第二圆柱段，所述第二圆柱段从与所述第一管末端相对的第二管末端延伸；扁管段，所述扁管段位于所述第一管末端和第二管末端之间，所述扁管段包括由两个相对短的侧面连接的两个宽平的、隔开的平行侧面；第一过渡区，所述第一过渡区位于所述第一圆柱段和靠近所述第一圆柱段的扁管段的第一管末端之间；和第二过渡区，所述第二过渡区位于所述第二圆柱段和靠近所述第二圆柱段的扁管段的第二管末端之间，每个所述第一和第二过渡区与每个所述宽平侧面之间的交接部限定了曲线轨迹。2.根据权利要求1所述的管，其特征在于，所述两个相对短的侧面的轮廓为弧形。3.根据权利要求1所述的管，其特征在于，每个所述曲线轨迹包括位于所述管的中心平面上的顶点。4.根据权利要求3所述的管，其特征在于，每个所述曲线轨迹包括多个弧形轨迹区段，其中包括位于所述顶点的弧形轨迹区段。5.根据权利要求1所述的管，其特征在于，所述第一圆柱段限定了所述管的直径，且所述第一过渡区沿所述管的轴向延伸过至少等于所述管的直径的长度。6.根据权利要求5所述的管，其特征在于，所述管的直径为第一管直径，所述第二圆柱段限定了第二管直径，且所述第二过渡区沿所述管的轴向延伸过至少等于所述第二管直径的长度。7.根据权利要求1所述的管，其特征在于，所述第一圆柱段限定了第一管外周长，且所述扁管段限定了大于所述第一管外周长的第二管外周长。8.根据权利要求7所述的管，其特征在于，所述第二管外周长超过所述第一管外周长多于25％。9.根据权利要求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对短的侧面中的一个侧面上的第一最外点与所述相对短的侧面中的另一个侧面上的第二最外点之间，且每条所述曲线轨迹均比所述管的大尺寸更长。10.根据权利要求1所述的管，其特征在于，所述第一圆柱段和第二圆柱段中的至少一个包括凸环。11.根据权利要求1所述的管，其特征在于，所述管由铝合金制成。12.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·林德尔，G·曼特里，
申请(专利权)人：摩丁制造公司，
类型：发明
国别省市：