专利名称：换热器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种结构简单的换热器，其可以应用到在汽车的排气再循环设备中使用的换热器(EGR冷却器)和其它换热器，其中，通过以扇形折叠的方式弯曲条形金属板形成芯主体，该芯主体具有在金属板的厚度方向上交替的扁平第一流道和第二流道，芯主体的每个第一流道被在两端位置处的一对梳状构件的各齿挡住。
背景技术：
传统EGR冷却器由大量扁平管或大量板、大量翅片、机壳和集流管的组件制成，其中使冷却水经由机壳侧流通，使排气在每个扁平管等内部流通，如在日本专利申请特开平No.5-18634所说明的发明中提出的那样。
如在WO 2004/065876 A1所说明的发明那样，提出了另一种换热器，其中，由以扇形折叠方式弯曲的条形金属板和一对梳状构件形成换热器的芯，外周与筒状机壳配合，一对集流管设置在沿长度方向的两端的开口处，冷却水端口设置在机壳沿长度方向的两端。
在诸如EGR冷却器的前一种换热器中，零件数量大，这使装配不方便并且零件上的铜焊部分数量增大，存在在铜焊部分处容易发生泄漏的问题。
在后一种换热器中，梳状构件的梳齿每隔大量扁平凹槽状部分布置在以扇形折叠状态形成的芯主体中，并且凹槽底部和梳齿的顶端结合。并且机壳与芯的外周配合。在这种类型的换热器中，存在以下问题在各梳齿的根部与芯主体的侧面之间以及各梳齿的顶端与各凹槽底部之间的铜焊部分易于出现间隙，从该间隙容易发生流体泄漏。与此同时，在铜焊部分尤其是在各梳齿的根部，由于换热器使用而引起的热应力等容易导致裂纹。
本发明的目的是提供一种换热器，其中，零件数量少，装配容易，不会发生泄漏，并且铜焊部分可靠性高。
发明内容
本发明提供这样一种换热器，其包括芯主体，在该芯主体中，条形金属板以扇形折叠方式被折起并弯曲，且折起端边缘交替形成在矩形平面部分的一端和另一端处，并且扁平的第一流道和第二流道在金属板的厚度方向上交替设置，芯主体的每个第一流道在所述折起端边缘的两端位置处被一对梳状构件的每个梳齿挡住，翅片被设置在所述第二流道内以构成芯，芯主体的外周与筒状机壳配合，以挡住邻近的折起端边缘，第一流体由所述机壳的外表面上的一对进口/出口引导到每个第一流道，而第二流体经由每个第二流道从所述机壳的筒状开口中的一个引导到另一开口，其中，在每个所述梳状构件中，其齿基部与每个梳齿垂直相交，每个梳齿的根部沿着齿基部被弯曲成L形，齿基部的平面与所述折起端边缘接触，并且梳状构件和芯主体之间的每个连接部分被铜焊/固定为一体。
在上述的换热器中，优选地其中一个梳状构件的每个梳齿的顶端部分具有弧形部分，该弧形部分的端部被形成为面向另一梳状构件，所述第一流体从所述一个梳状构件的所述齿基部附近被引导到每个第一流道。
在上述的换热器中，优选地所述弧形部分的顶端被折起，从而形成折起顶端部分，该折起顶端部分与所述芯主体的折起端边缘接触或固定到该折起端边缘。
本发明的换热器如上构造并具有以下效果。
在本发明的换热器中，芯由芯主体、梳状构件和翅片构成，该芯主体通过以扇形折叠的方式弯曲条形金属板形成，芯的外周与机壳配合，齿基部和梳齿彼此垂直地相交作为梳状构件，梳齿的根部沿着齿基部被弯曲为L形，齿基部的平面与折起端边缘接触，梳状构件与芯主体之间的各接触部分被铜焊或固定为一体。因而，特别容易出现裂纹的各梳齿的根部的铜焊强度提高，可防止由热应力等导致的铜焊部分的裂纹产生，泄漏难以发生。与此同时，芯主体与齿基部之间的间隙可被完全阻塞，以消除该间隙。这样，消除流体泄漏并可提高铜焊可靠性。
接着，如果弧形部分形成在至少一个梳状构件的顶端部分，则可使第一流体在第一流道中平稳分布，可以消除第一流体的剩余部分，以防止由于局部加热引起的局部沸腾，并且可改善换热性能。与此同时，在各梳齿的顶端部分的弧形部分处产生弹性，在芯装配状态下，该顶端与芯主体的各凹槽底部弹性接触，从而消除并完全阻塞了凹槽底部和梳齿之间的间隙，提高铜焊可靠性。
而且，当弧形部分的顶端被折起以形成折起顶端部分并且该折起顶端部分与芯主体的折起端边缘接触/固定到该折起端边缘时，可提高并增强铜焊的可靠性。与此同时，在弧形部分处进一步产生弹性，在芯装配状态下，顶端进一步与芯主体的各凹槽底部弹性接触，从而接触区域变宽，铜焊强度提高，并且消除并完全阻塞凹槽底部与梳齿之间的间隙，以进一步提高铜焊可靠性。
图1是本发明的换热器的分解透视图。
图2是图解换热器的装配状态的透视图。
图3是换热器的芯主体5和梳状构件6的组件的示意图。
图4是梳状构件6的透视图。
图5是图解梳状构件6插入芯主体5中的状态的主要部件的放大透视图。
图6是图解梳状构件6和芯主体5的装配状态的透视图。
图7是图解梳状构件6的梳齿6b的另一例子的透视图。
图8是图解梳状构件6的梳齿6b的再一例子的透视图。
图9是本发明的换热器的截面图。
图10是图9的IX部分的放大图。
图11是芯部沿长度方向的中间部分的相同放大图。
图12是图解本发明的换热器所采用的导流板的示意性透视图。
图13是换热器的纵截面的平面图。
具体实施例方式
接着，将基于附图对本发明的实施例进行说明。
图1是本发明的换热器的分解透视图，图2示出该换热器的装配状态，图3是芯主体5和梳状构件6的装配的说明图。此外，图4是梳状构件的透视图，图5是图解装配状态的局部剖切放大透视图，图6是装配状态的透视图。
此外，图9是换热器的截面图，图10是图9的IX部分的放大图。
该换热器具有芯主体5、大量翅片7、机壳9、一对集流管16、17以及一对梳状构件6。
如图3所示，通过以扇形折叠的方式折起和弯曲条形金属板形成芯主体5，使得在矩形平面部分1a的一端和另一端交替地形成折起端边缘1、2，并且在金属板的厚度方向上交替地设置扁平的第一流道3和第二流道4。在该例子中，第一流道3的空间比第二流道4的空间小。不用说这两个流道的空间可以是相同的或者与上述相反。
大量凹陷29形成在条形金属板的第一流道3侧。在该例子中，相对的凹陷29在其顶端彼此接触，以保持第一流道3的空间恒定。对于每个第一流道3，在折起端边缘1的两端位置装配梳状构件6的各梳齿6b，并且所装配部分通过铜焊/固定成为一体。此外，代替凹陷，可以将内翅片插入第一流道3中，并且在内翅片厚度方向上的内面和两侧面可以被铜焊/固定在一起。
在梳状构件6中，齿基部6c以直角设置有梳齿6b，梳齿6b的根部14沿着齿基部6c以L形弯曲(图4、5)。
如图5所示，上述构造的梳状构件6的齿基部6c与折起端边缘2的端面接触，并且根部14与拐角部接触，使得各接触部分的铜焊区域大。这样，提高了根部14的铜焊强度，提高铜焊的可靠性。而且，各梳齿6b的顶端与每个第一流道3的凹槽底部3a接触(图7)。
根部14和齿基部6c制造成相接触或者具有非常小的间隙。
接着，如图3所示，将翅片7设置在每个第二流道4内。尽管在最上位置的第一流道3在图3中以抬起的状态示出，以使翅片7容易被看到，但如图6所示，在最上位置的第一流道3的下表面侧实际上与最上级的翅片7接触。该翅片7通过在截面方向以及该翅片脊线和槽部的长度方向上以波形弯曲金属板而形成，以改善经由第二流道4流通的流体的搅动效果。
通过装配上述的芯主体5、梳状构件6和翅片7构成图6中的芯8。代替上述翅片7，可以将未示出的开缝翅片、错位翅片、或百叶窗式翅片插入第二流道4中。
接着，安在该芯8的外周上的机壳9形成为比芯8的长度长的具有矩形截面的筒状形状并且具有位于芯8的两端外的一对集流管部31(参见图12和13)。在该实施例中，如图1和9所示，该机壳9由通道状构件9a和盖构件9b构成。
通道状构件9a的内周面与芯主体5的上表面、下表面和一侧面接触，以挡在芯主体5的邻近的折起端边缘1之间。盖构件9b挡住通道状构件9a的开口侧、挡住芯主体5的另一侧面、并且挡在邻近的折起端边缘2之间。通道状构件9a由高耐热/耐腐蚀的镍钢、不锈钢等制成，并在第二流体12经由内表面流通时防止受到高温排气的损害。另一方面，由于作为第一流体10的冷却水经由盖构件9b的内表面流通，所以该盖构件9b的耐热性或耐腐蚀性可以比通道状构件9a差。通常，耐热性或耐腐蚀性较差的不锈钢板具有比高耐热/耐腐蚀材料好的成形性能且便宜。在该实施例中，如图1所示，盖构件9b形成有通过在两端位置处对外表面侧进行压力加工而突出的一对小箱部28，其中，进口/出口11分别打开，并且管26与端口11相连。通过利用在某种程度上耐热性/耐腐蚀性差的不锈钢板，便于该小箱部28的加工。
通道状构件9a的两侧壁的顶端边缘被装配到配合边缘部15(图6、9、10)，该配合边缘部15被折起并形成在芯主体5的上、下两端处。图11是芯沿长度方向的中间部分处的截面图。盖构件9b的上、下两端的L形部分被安在配合边缘部15的上表面侧。
这样，可以提高盖构件9b和通道状构件9a与芯主体5之间的各连接部分处的铜焊可靠性。
接着，机壳9在长度方向上的两端的集流管部31的开口端被一对由高耐热/耐腐蚀材料制成的集流管端盖16、17挡住，并且法兰25被安装到外侧。在该实施例中，集流管端盖16、17以壶状向外鼓起，用于第二流体12的进口/出口在中心处开口。而且，在集流管端盖16、17中的每一个的一侧上，延伸部16a、17a一体地延伸，并且如图13所示，该延伸部16a、17a覆盖盖构件9b两端的内表面。
铜焊材料覆盖或布置在该换热器的各连接部分处，处于图2所示的装配状态的整体在高温炉中被铜焊/固定为一体。
如图7所示，向第一流道3侧供应第一流体10，而向第二流道4侧供应第二流体12。作为例子，经由其中一个管26和在机壳9的一侧突出的小箱部28向每个第一流道3供应由冷却水组成的第一流体10，该第一流体10沿长度方向流通并流出另一管26。此外，作为例子，经由机壳9的开口13从集流管端盖16的开口向每个第二流道4供应排气。
一对梳状构件6(图1)构成集流管板。
如图7A所示，该梳状构件6可以具有形成为弧形部分24的顶端部分，在该情况下，可以在梳状构件6的端部处沿长度方向平稳地引导第一流体10的流动。这样，可消除第一流体10的残留部分，并且，如果第一流体10是冷却水，可防止在该部分发生沸腾，可促进换热。
以该弧形部分24的顶端与第一流道3的凹槽底部3a处于弹性接触的状态装配芯。换句话说，芯主体的外周通过装配夹具沿各梳齿6b的顶端部分与凹槽底部3a的接触从图7B中的点划线所示的状态改变到实线所示的状态的方向加压。如果弧形部分24存在于顶端部分，则弹性在顶端部产生，在芯装配状态下，顶端与芯主体5的各凹槽底部3a弹性接触，消除了凹槽底部3a与梳齿6b之间的间隙并且该间隙被完全阻塞，这使得在随后的铜焊加工时能够没有间隙地进行铜焊，并提高可靠性。
接着，图8是图7的一种变型，其中，弧形部分24的顶端被折起以构造折起顶端部分24a。并且该折起顶端部分24a与第一流道3的折起端边缘1的内表面接触或固定到该内表面。在该情况下，弹性也在顶端部分产生，这使得能够完全阻塞并提高铜焊可靠性。
接着，图12、13图解了在第一流体10的进口侧设置导流板30以使冷却水能够在第一流道3的各部分中均匀分布的状态。在图2的实施例中，由于一对小箱部28存在于盖构件9b的两端，所以从管26流动的第一流体10在经由每个第一流道3流通时，更易在盖构件9b侧流动。因此，导流板30与管26的冷却水的出口侧的相对面相对，并且仅在左侧的开缝状态下形成开口，从而提高流出开口的第一流体10的流速。通过运动能量将第一流体10引导到与盖构件9b分离的位置。也就是说，第一流体10旁通导流板30并如箭头所示以被挤压的状态流出到第一流道3。此时，一部分第一流体10沿着梳齿6b的根部处的L形部分被引导到图中的左侧并沿着梳齿6b的平直部分在流道的宽度方向上被平稳地引导。因此，梳齿6b的根部处的L形弯曲部分具有使第一流体10的进口(以及出口)部分附近的流阻减小的效果。
权利要求
1.一种换热器，其包括芯主体(5)，在该芯主体(5)中，条形金属板以扇形折叠方式被折起并弯曲，且折起端边缘(1)、(2)交替地形成在矩形平面部分(1a)的一端和另一端处，并且扁平的第一流道(3)和第二流道(4)在金属板的厚度方向上交替设置，芯主体(5)的每个第一流道(3)在所述折起端边缘(1)的两端位置处被一对梳状构件(6)的每个梳齿(6b)挡住，翅片(7)被设置在所述第二流道(4)内以构成芯(8)，芯主体(5)的外周与筒状机壳(9)配合，以挡住邻近的折起端边缘(1)、(2)，第一流体(10)由所述机壳(9)的外表面上的一对进口/出口(11)引导到每个第一流道(3)，而第二流体(12)经由每个第二流道(4)从所述机壳(9)的筒状开口(13)中的一个引导到另一开口(13)，其中，在每个所述梳状构件(6)中，其齿基部(6c)与每个梳齿(6b)垂直相交，每个梳齿(6b)的根部(14)沿着齿基部(6c)被弯曲成L形，齿基部(6c)的平面与所述折起端边缘(2)接触，并且梳状构件(6)和芯主体(5)之间的每个连接部分被铜焊/固定为一体。
2.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，其中一个梳状构件(6)的每个梳齿(6b)的顶端部分具有弧形部分(24)，该弧形部分(24)的端部被形成为面向另一梳状构件(6)，所述第一流体(10)从所述一个梳状构件(6)的所述齿基部(6c)附近被引导到每个第一流道(3)。
3.如权利要求2所述的换热器，其特征在于，所述弧形部分(24)的顶端被折起，从而形成折起顶端部分(24a)，该折起顶端部分(24a)与所述芯主体(5)的折起端边缘(1)接触或固定到该折起端边缘(1)。
全文摘要
在一种换热器中，零件数量少，装配容易，各零件的结合部分较少，铜焊的可靠性提高，条形金属板被来回弯曲地扇形折叠以构成芯主体(5)，在厚度方向上交替地形成第一流道(3)和第二流道(4)。每个第一流道(3)的两端被一对梳状构件(6)的梳齿(6b)挡住，翅片(7)设置在第二流道(4)内以构成芯(8)。在该换热器中，筒状机壳(9)与芯主体(5)的外周配合，该换热器的特征在于梳状构件(6)被形成为使得其齿基部(6c)与每个梳齿(6b)垂直，并且沿着齿基部(6c)以L形弯曲每个梳齿(6b)的根部(14)，齿基部(6c)的平面与折起端边缘(2)接触，并且梳状构件(6)与芯主体(5)在它们的接触部分被固定地铜焊为一体。
文档编号F28D9/02GK101048638SQ20058003290
公开日2007年10月3日 申请日期2005年9月27日 优先权日2004年9月28日
发明者中村洋一 申请人:株式会社T.Rad