专利名称：具有波浪形插入件的换热器及其装配方法
技术领域：
本发明涉及换热器，更具体地，涉及一种废气再循环冷却器及其装配 方法。
发明内容
在一些实施例中，本发明提供一种用于在第一工作流体和第二工作流 体之间传递热量的换热器。换热器可以包括 一对空间上分离的顶盖；一 定数量的管，其在一对顶盖之间延伸，提供了的第一工作流体的流路，并 且沿第二工作流体的流路布置；以及插入件，其可支撑在一个管中，并且 具有在大体上平行于一对顶盖之间的多个管中的一个的长度的方向延伸的 铍折。插入件可以包括延伸进皱折并沿皱折分布的多个凹入。
本发明还提供了一种用于在第一工作流体和第二工作流体之间传递热 量的换热器。换热器包括 一对空间上分离的顶盖； 一定数量的管，其在 一对顶盖之间延伸，提供了的第一工作流体的流路，并且沿第二工作流体 的流路布置；以及插入件，其可支撑在一个管中，并且具有在大体上平行 于通过多个管的第一工作流体的流路的方向延伸的皱折。皱折限定插入件 的第一和第二支柱。凹入形成在第一支柱上，并且突出相对于第一支柱上 的凹入形成在第二支柱上。
在一些实施例中，本发明提供一种用于在第一工作流体和第二工作流 体之间传递热量的换热器。换热器包括 一对空间上分离的顶盖； 一定数 量的管，其在一对顶盖之间延伸，提供了的第一工作流体的流路，并且沿 第二工作流体的流路布置；以及插入件，其可支撑在一个管中，并且具有 在大体上平行于一对顶盖之间的管的长度的方向上延伸的螺旋形皱折。
通过具体说明和对应的附图，本发明的其他方面将变的清楚明了。
图1是根据本发明的一些实施例的换热器的仰视立体图； 图2是图l所示的换热器被部分切去后的一部分的视图； 图3是图1所示的换热器的一部分管和插入件的立体分解图； 图4是图3所示的一部分插入件的立体图5是根据本发明的选择性实施例的一部分管和插入件的立体分解
图6是图5所示的一部分插入件的立体图7是可以根据图9所示的方法加工的部分形成的插入件的俯视图； 图8是可以根据图10所示的方法加工的部分形成的插入件的立体
图9示出了用于形成图5所示的插入件的方法；
图10示出了用于形成图5所示的插入件的另一种方法；
图ll是图IO所示的插入件形成装置的一部分的立体图。
具体实施例方式
在详细描述本发明的任何实施例之前，应理解，本发明的应用不限于 以下说明中指出的或以下附图中示出的构件的结构和布置的细节。本发明 适于其他实施例，适于用不同的方式来实行或实施。还应该理解，其中使 用的措辞和术语目的在于描述，并且不能认为是限定。其中的"包括"、 "包含"或"具有"以及其变形旨在包括其后列出、与之相当的项目，还 包括附加的项目。
除非另有规定或限制，"安装"、"连接"、"支撑"、"耦合"以 及其变形被广义地使用，并且包括直接和间接地安装、连接、支撑、耦 合。此外，"连接"和"耦合"不限于物理或机械的连接和耦合。
同样，应理解，其中参照装置或元件的方向(如"中心"、"上 方"、"下方"、"前方"、"后方")所使用的措辞和术语只用来简化 对本发明的描述，并不单独表示或暗示所述的装置或元件必须具有特定的 方向。此外，其中使用的如"第一"、"第二"的词语用于说明，并不旨在表示或暗示相对重要性或显著性。
图l至4示出了根据本发明的一些实施例的换热器10。在一些实施例 中(包括图l至4所示的实施例)，换热器10可以用作为废气再循环冷却 器(EGRC)，并且可以与车辆的废气系统一起运作。在其他实施例中， 换热器IO可被用在其他(例如非车辆的)应用中，例如在电子冷却、工 业设备、建筑物供暖和空调等等中。此外，应了解，本发明中的换热器10 可以采用多种形式、使用广泛的材料，并且可以合并到各种其他的系统 中。
在如下更具体地描述的运行中，换热器10将热量从较高温度的第一 工作流体(例如废气、水、发动机冷却液、二氧化碳、有机制冷剂、二氟 二氯甲垸(R12)、五氟丙垸(R245fa)、空气等)传递到较低温度的第 二工作流体(例如水、发动机冷却液、二氧化碳、有机制冷剂、二氟二氯 甲垸、五氟丙烷、空气等)。此外，虽然这里参照的是在两种工作流体之 间传递热量，然而在本发明的一些实施例中，换热器10可以运行为在三 种或更多种流体之间传递热量。抑或/此外，换热器10可以用作为同流换 热器，并且可以将热量从加热回路的高温部位传递到同一加热回路的低温 部位。在一些这样的实施例中，换热器10可以将热量从流过传热回路的 第一部分的工作流体传递到流过传热回路的第二部分的相同的工作流体。
如图l和图2所示，换热器IO可以包括第一顶盖18和第二顶盖20， 其位于一组具有外表面28的换热管26 (如图1、 3和5所示)的相应的第 一和第二端部22、 24处。在图1至4所示的实施例中，第一端部22被固 定到第一收集罐30并且第二端部24被固定到第一收集罐32。在其他实施 例中，换热器10可以包括位于第一和第二端部22、 24之一或换热器10上 的另一个位置的单个顶盖18与/或单个集罐30。
如图1和2所示，管26每个可以被固定到第一和第二顶盖18、 20， 从而流过换热器10的第一工作流体被保持与流过换热器10的第二工作流 体分离。更具体地，换热器10为第一工作流体限定第一流路(由图1中 的箭头34代表)且为第二工作流体限定第二流路(由图1中的箭头36代 表)，并且第一流路和第二流路34、 36是分离的，从而避免第一工作流
9体进入第二流路36、第二工作流体进入第一流路34。
在一些实施例中，如所示的实施例，管26被固定到第一和第二顶盖 18、 20以及第一和第二收集罐31、 32，从而第一工作流体通过第一收集 罐30中的第一入口开口 40进入换热器10，沿第一流路34穿过换热器10 的管26，并避免了进入第二流路36。在这些实施例中，管26可以被固定 到第一和第二顶盖18、 20以及第一和第二收集罐32、 32，从而第二工作 流体通过第二收集罐32中的第二入口开口 42进入换热器10，沿管26之 间的第二流路36穿过换热器10，并避免了进入第一流路34。
在其他实施例中，管26可以具有其他方向和结构，并且第一和第二 流路34、 36可以由分流管、插入件、隔板等来保持分离。在另外的其他 实施例中，第一流路34可以延伸通过管26中的几个，而第二流路36可以 延伸通过其余的管26。
如图2所示，顶盖18、 20的开口的尺寸可以为安装一个或多个管 26。如图1和2所示，沿第一流路34流动的第一工作流体可以通过形成在 第一顶盖18中的开口进入管26。在这些实施例中，第一顶盖18也可以引 导来自第二入口开口 42的相邻管26之间的第二工作流体，并且避免第二 工作流体流入管26。第一顶盖18也可以避免第一工作流体流到管26之 间。
在所示的实施例中，换热器10被构造为叉流式(cross-flow)换热 器，从而第一流路34或第一流路34的一部分与第二流路36或第二流路 36的一部分相对。在其他实施例中，换热器10可以具有其他构造和布 置，例如，并流或对流的结构。
在所示的实施例中，换热器IO被构造为单通换热器，其中第一工作 流体沿第一流路34通过至少一个管26，并且第二工作流体通过管26之间 的第二流路36。在其他实施例中，换热器10可以被构造为多通换热器， 其中第一工作流体在第一通路中通过一个或多个管26，并且之后在第二通 路中以与第一通路中的第一工作流体流动方向相反的方向通过一个或多个 不同的管26。在这些实施例中，第二工作流体可以沿相邻的管26之间的 第二流路36流动。在另外的其他实施例中，换热器10可以被构造为多通换热器，其中
第二工作流体通过第一对相邻的管26之间的第一通路，并且之后以与第 一通路中的第二工作流体流动方向相反的方通过另一对相邻的管26之间 的第二通路。在这些实施例中，第一工作流体可以沿第一流路34通过至 少一个管26。
在所示的实施例中，换热器10包括七个管26，其中每个具有大体为 矩形的横截面形状。在其他实施例中，换热器IO可以包括一个、两个、 三个、四个、五个、六个、八个或更多的管26，其中每个可以具有三角 形、圆形、四边或其他多边形、椭圆形或不规则的横截面形状。
如上所述，在一些实施例中，第二流路36或第二流路36的一部分可 以延伸过一个或多个管26的外表面28。在一些这样的实施例中，可以沿 管26的外表面28形成棱56 (见图3)，至少部分地限定相邻的管26之间 的通道58。抑或，如图5所示，换热器10的管26可以大体上为椭圆形 (即，简单的挤压管材)并且省去限定通道58的棱56。可以在管26周围 设置外壳，防止管26之间的第二工作流体泄漏出换热器10。在这样的实 施例中，外壳将限定管26之间/周围的第二流路36。
在实施例中，如图l至4所示的具有向外延伸的棱56的实施例，每个 管26的棱56可以被固定到一个相邻的管26。在一些这样的实施例中，一 个管26的棱56可以被钎悍、硬焊、熔焊到一个相邻的管26。在其他实施 例中，相邻的管26可以通过内部配合紧固件、其他传统紧固件、粘着或 粘聚的粘合材料、界面配合等被固定在一起。此外，可以在图l至4所示 的实施例的管26的周围设置外壳。
也可以在管26的外表面28设置额外的突出、凹入或变形64，为换热 器10提供结构支撑，避免一个或多个管26的变形或压平，维持相邻的管 26之间的所期望的间距，改善第一和第二工作流体之间的热量交换，并且 /或沿第一和第二流路34、 36中的一个或两者产生湍流。
换热器10可以包括插入件66，其在第一和第二工作流体分别通过第 一和第二流路34、 36时改善第一和第二工作流体之间的热量交换。插入 件66可以为换热中心(即管26)提供增大的表面面积，用于扩散第一与/或第二工作流体带来的热量。如图2、 3和5所示，插入件66可以位于管 26中。抑或/此外，插入件66可以位于管26之间。在其他实施例中，插入 件66可以与管26 —体地形成，并且可以从管26的外表面28向外延伸， 抑或，从管26的内表面向内延伸。在一些实施例中，插入件66可以改善 换热器10的耐久性和强度。插入件66的构造(几何的或形貌的)可以使 热量波动对材料造成的膨胀或收縮可以由增加的柔性来补偿(以下更详细 地论述)。
在图2所示的实施例中，插入件66被支撑在每个管26中，并且在管 26的相对末端68之间沿着每个管26的整个长度或大体上整个长度延伸。 如图2所示，插入件66也/或可以在管26的相对侧之间延伸过每个管26 的整个宽度或大体上整个宽度。在其他实施例中，插入件66被支撑在一 个或小于总数的管26中，并且插入件66可以在管26的相对末端68之间 沿着管26大体上整个长度延伸，抑或，插入件66可以在大体上小于管26 整个长度上延伸通过管26。在另外的其他的实施例中，两个或更多的插入 件66可以被支撑或位于每个管26中。在一些实施例中，插入件66可固定 至管26。在一些这样的实施例中，插入件66被钎焊、硬焊、熔焊到管 26。在其他的实施例中，插入件66可以通过另一种方式连接到管26，例 如通过界面配合、粘着或粘聚的粘合材料、紧固件等。
在一些实施例中，管26的末端68可以被压嵌到第一和第二顶盖18、 20中的一者或两者。在一些这样的实施例中，当管26与/或插入件66被压 嵌到第一与/或第二顶盖18、 20中，管26的末端68以及支撑在管26中或 管26之间的插入件66可以至少部分地变形。从而，管26与/或插入件66 被箍縮并保持收縮，以确保管26与/或插入件66位于所期望的方向，并防 止泄漏。在一些实施例中，管26可以被钎焊、硬焊、熔焊到第一与/或第 二顶盖18、 20。
在所示的实施例中，通过以下的更具体地描述的方法，滚压成型的金 属板被折叠而形成插入件66。在其他实施例中，插入件66可以被铸造或 成型为所期望的形状，并且可以由其他材料形成(例如，铝、铜、铁和其 他金属、合成材料、合金等)。在另外的其他的实施例中，插入件66可以通过任何方式切割或加工成型，可以被挤压或冲压，可以通过这些操作 的结合等来制作。
在图3和图7中最清楚地示出，插入件66可以是折皱的，并且具有总 长度L、宽度W和高度H。插入件66的长度L被限定为管26内流体流动 的大体方向(即，从第一顶盖18到第二顶盖20)。如图3中所示的实施 例，每个皱折形成大体上平行于插入件66的长度L延伸的螺旋形的脊 76。
所示的插入件66的实施例包括一系列平行延伸的脊76，其沿插入件 66的宽度W形成间隔的峰78和谷80。如图2所示，峰78和谷80可以接 合相应的管26内部的上侧和下侧(例如，图2、 3和5中的上侧和下侧之 间)。在所示的实施例中，支柱或侧面82在每对相邻的皱折之间(即， 从峰78到谷80，反之亦然)沿长度L延伸，给出插入件66的高度H。此 外， 一些实施例的插入件66可以具有削尖的、方形的或不规则形状的峰 78与/或谷80。如图2和图3所示，所述实施例的插入件66的合成的侧边 可以大体上是波状。然而，在其他实施例中，合成的侧边可以大体上是正 弦或锯齿等其他形状。以下参照图4和图6更具体地描述折皱的插入件66 的每个皱折76所形成的结构元件。
如图4和图6所示，第一支柱82a可以被至少部分地限定在脊76的一 侧，并且第二支柱82b可以被至少部分地限定在脊76的另一侧。皱折76a 位于直接与第一支柱82a相邻且限定支柱82a的高度。类似地，皱折76b 位于具有相同高度h的第二支柱82b的末端。相邻的支柱82a、 82b之间 的距离S被限定为位于每个支柱82的相同的长度L和高度h处的点之间 的距离。插入件66的支柱82也可以有不同的形貌结构。例如，在沿长度 L的一点处，支柱82可以是波浪形的或波形的(即，如图3和图4所示当 从插入件66的一端观察时，在沿长度L的另一点处，支柱82可以直 的)。
如图3至图8所示，支柱82可以包括轮廓单元，例如沿其长度L分 布的凹入86和突出88。这些单元是在形成插入件66的材料中的变形，并 且不会刺穿或在插入件66的相对侧之间提供连接。在一些这样的实施例
1中，在支柱82的一侧形成的凹入86可以继而在支柱82的相对侧形成突出 88 (即，凹入86是突出88的几何补充)。插入件66中形成的轮廓单元可 以表现为锥体、截锥体、棱柱体，与/或类半球体的突出或凹入等。在所示 的实施例中，轮廓单元每个具有两个对称面(其中之一是长度L、距离s 平面，其中的另一个是高度h、距离s平面)。由此，轮廓单元的上一半 是下一半的镜像(相对于其所置于的支柱82的高度h)。类似地，轮廓单 元的左边一半是右边一半的镜像(相对于其所置于的支柱82的长度L)。 在一些实施例中， 一个支柱82中的突出88可以被放置为使其至少部分地 被相邻的支柱82中的凹入86接受(即，沿每个支柱的高度h和长度L的 相同的距离)。
在一些实施例中，轮廓单元可以沿支柱82的整个高度h从一个皱折 76延伸到相邻的皱折76 (即，从峰78到相邻的谷80，反之亦然)。如图 6所示，每个轮廓单元具有宽度d。在所示的实施例中，宽度d也代表相 似的轮廓单元之间的距离。在其他的实施例中，相似的轮廓单元之间的距 离可以大于介入的或间隔的轮廓单元的宽度d。
如图4所示，脊76的螺旋形由凹入86和突出88的几何形状和位置决 定。在所示的实施例中，凹入86与突出88沿每个支柱82的长度L间隔 布置，并且每个轮廓在相邻的皱折76之间延伸。相应地， 一定数量的凹 入86和一定数量的突出88可以沿每个皱折76的边分布。图4包括更清楚 地示出插入件66的几何形状的参照测量。具体地，参照a代表皱折76的 中线与凹入86的边之间的距离，参照b代表皱折76的中线与突出88的边 之间的距离，并且参照c代表从皱折76的轮廓单元的边至其最外的点/延 伸位置的侧向距离(即垂直于插入件的长度L和轮廓单元的宽度d)。
如图3至图6所示，其中形成有纵排间隔的轮廓单元86、 88的插入件 66可以被折叠，使特定高度h处相邻的支柱82之间的距离S可以沿其长 度L大体上恒定。因此，沿管26的相对端68之间的长度L的流路横截面 面积实质上恒定。相应地，第一流路34被设置为迂回的，从而比直的流 路长。这种插入件结构可以增加工作流体的湍流，并从而允许更有效的换 热，而不带来沿插入件66的长度L的显著的压力改变/恢复。此外，插入
14件66中形成的轮廓单元可以影响脊76的形状。例如，图3至图8示出了 凹入86和突出88的图案(具体地，连续间隔的纵排轮廓单元)如何产生 螺旋形的脊76。从而，即使与管26的内表面直接相邻的流路都被加长并 被设置为迂回的。脊76的螺旋形状还可以在管26和插入件66之间提供加 强的连接，也可以改善换热。
在具有波形或波浪形横截面的插入件66的实施例中，如所示的实施 例，插入件66用作为弹性件，其吸收或至少部分吸收振动，并且/或吸收 由第一与/或第二工作流体的温度波动带来的插入件66的膨胀和收縮。在 一些这样的实施例中，波浪形的插入件66的弹性防止或减少插入件66的 断裂或破碎。抑或/此外，波浪形的插入件66的弹性防止或减少插入件66 的脊76和管26的内侧之间的连接(例如钎焊点、硬焊点、熔焊点)的断 裂或破碎。
如图5至图8所示，在一些实施例中，轮廓86、 88可以沿支柱82的 长度L，从第一侧边92连续延伸至第二侧边94。在其它实施例中，如图2 至图4所示的，轮廓86、 88只沿长度L在插入件66的中间部分连续延 伸，而边92、 94具有不同的形貌结构，例如波形。轮廓部分可以允许长 度L的变化(即，纵向柔性)，而波形的边可以补偿支柱82的高度h的 改变(即，垂直柔性)。在插入件的高度H受连接到管26内表面的制 约，特别是管的末端68进一步受第一和第二顶盖18、 20的制约的实施例 中，这是所期望的。
图9示出了形成根据本发明的一些实施例的换热器10的插入件66的 方法。方法包括将凹入86和突出88的图案滚压到可变形的热传导材料板 100 (例如，铝、铜、青铜和包括这些金属的一种或多种的合金等)中。 为了使说明书明确，图9示出了轮廓形成的过程(并且参照图9进行论 述)，对于特殊的纵向布置的板的侧向部分，分为两个不同的、连续的步 骤。首先，在图的右侧，滚压出凹入86 ，然后，在其左边滚压出突出 88。然而，在实际中，滚压凹入86和突出88可以被同时执行(如以下图 IO和图ll所示的可供选择的实施例所描述和表示)。无论凹入86和突出 88是顺序形成还是同时形成，图9所示的滚压的插入件66继而经过折叠过程(图的右侧)以产生脊76。上述步骤可以被合并到以下更具体地描述
的高速装配过程中。
如图9所示，方法可以使用第一柱状滚子102，沿其弯曲的外表面 106设置了纵排的突出104。当与相切于弯曲表面106的可变形材料板100 的第一侧面IIO接触时，第一滚子102可以围绕其轴108转动。第一滚子 102的重量可以用于对可变形材料施加压力，从而突出104在材料100中 形成凹入86。在其他实施例中，材料板100可以通过其他方式来与滚子 102产生接触以形成凹入86。
突出104的形状和尺寸(相对于材料板100厚度)可以是突出104 与可变形材料板100的第一侧面IIO接触形成凹入86，并且在与第一侧面 110相对的板100的第二侧面(不可见)产生凹入86的几何互补体。从 而，可以同时在第一侧面IIO和相对的板100的第二侧面上相应地形成凹 入86和突出88。
在邻近与第一柱状滚子102相对的板100的另一侧放置第二柱状滚子 112，沿其弯曲的外表面116具有纵排的突出114。当与相切于弯曲表面 116的可变形材料板100的第二侧面接触时，第二滚子112可以围绕其轴 118转动。这样，凹入86可以被形成在板IOO的第二侧面上，并且相应的 突出88可以被形成在第一侧面IIO上。
滚子102、 112可以通过轴向堆叠柱状圆片来形成，其分界线如图9 中的虚线表示。在一些实施例中，具有不同形状的突出114与/或具有突出 114之间的不同的圆周距离的圆片可以装配到滚子中，该滚子将形成具有 不同尺寸和几何形状的插入件66。类似地，圆片可以周向地交错，使插入 件66的一排排轮廓单元之间具有更大的或更小的距离，其可以得到更宽 的或更窄的脊76。滚子102、 112可以彼此参照地被布置，因此板的每侧 的凹入86和突出88彼此相对地形成在具体的位置处。例如，图7至图9 示出了如何对准滚子102、 112以沿板100形成交替的凹入86和突出88的 侧向排和纵向排。侧向排被狭窄的间隙分开，此处可以使板100折叠以形 成折皱，从而侧向排成为支柱82且间隙成为脊76。在所示的实施例中， 滚子102、 112略微交错以形成螺旋状的脊76。在其他实施例中，滚子102、 112可以被对准以形成直的脊76。在另外的其他的实施例中，第一 与/或第二滚子102、 112上的突出104、 114的位置、尺寸与/或形状可以 不同，以改变插入件66的几何形状与/或形貌。在别的其他的实施例中， 滚子102、 112的弯曲表面106、 116可以具有对应于(即位置、尺寸、形 状等)相对的滚子112、 102中的突出114、 104的凹痕，用以更好地限定 板IOO中形成的轮廓。
图IO示出了形成根据本发明的另一个实施例的插入件66的方法。图 10所示的方法采用星形滚子，以同时形成轮廓单元且部分地折叠插入件 66。在图IO所示的实施例中，第一星形圆片120代表位于可变形材料板 100的第一侧面110的第一星形滚子。沿着第一圆片120的周向，交替的 脊122和裂隙124形成圆片的星形。如以下更具体的描述，脊122和裂隙 124有助于形成峰78和谷80。在每个脊122和裂隙124之间形成突出126 或凹痕128。如以下更具体的描述，突出126和凹痕128可以在插入件中 形成凹入86和突出88。在一些实施例中，如所示的实施例，突出126或 凹痕128可以是几何形状的互补体，并且具有多个对称平面(如之前关于 凹入86和突出88所论述)。在其他实施例中，脊122可以是裂隙124的 几何形状的互补体。
图10中的第二星形圆片130代表第二星形滚子，其类似于第一圆片 120 (即形状、尺寸等)具有使交替的突出136或凹痕138分隔开的交替 的脊132和裂隙134。抑或/此外，突出136可以是凹痕138的几何形状的 互补体，且突出126可以是凹痕128的几何形状的互补体，其中，突出 126、 136不必是同一圆片上的凹痕128、 138的几何形状的互补体。第二 星形圆片130位于材料板100的第二侧面140。
第一和第二星形圆片120、 130可以彼此参照被设置，从而圆片120、 130在各自的轴上转动时，第一圆片120的每个脊122配合到第二圆片130 的一个裂隙134，并且第二圆片130的每个脊132配合到第一圆片120的 一个裂隙124。从而，当可变形材料板IOO被送到星形圆片120、 130之间 时，相应的脊122和裂隙134折叠材料以形成峰78，并且相应的脊132和 裂隙124折叠材料以形成谷80。类似地，突出126、 136和相应的凹痕138、 128在插入件66中形成凹入86和突出88。
类似于上述图9的实施例的布置，星形滚子可以由轴向堆叠的星形圆 片120构成。图11示出了示出了如何以交替的方式堆叠这些星形圆片 120，从而一个圆片中的突出126被置于与第二圆片中的凹痕128相邻。 如图11所示，相邻的圆片可以被堆叠，从而一个圆片中的脊122和裂隙 124没有与第二圆片中的脊122和裂隙124直接对准。如图3至图8所 示，通过具有这种圆片布置方式的两个星形滚子的互补定位，插入件66 可以形成有螺旋形脊76。
在插入件66被滚压和折叠之后，其可被切成适当的尺寸并继而被插 入管26。在其他实施例中，插入件66可以在被折叠之前被切割。抑或， 管26可以围绕插入件66被装配。在其他的实施例中，管26和插入件66 可以被同时切割出尺寸。
以上所描述的和附图所示出的实施例只是以示例的方式提出，并不旨 于对本发明的构思和原理进行限制。因此，本领域的技术人员应理解，只 要不背离本发明的精神和范围，可以对单元及其结构和布置的进行各种改 变。
18
权利要求
1.一种用于在第一工作流体和第二工作流体之间传递热量的换热器，所述换热器包括一对空间上分离的顶盖；多个管，其在一对所述顶盖之间延伸，提供了所述第一工作流体的流路，并且沿所述第二工作流体的流路布置；以及插入件，其可支撑在多个所述管的一个中，并且具有在大体上平行于一对所述顶盖之间的多个所述管中的一个的长度的方向上延伸的皱折；所述插入件包括延伸进所述皱折并沿所述皱折分布的多个凹入。
2. 根据权利要求1所述的换热器，其中所述皱折限定所述插入件的第一和第二支柱，并且在所述皱折和所述 第一支柱的末端之间的所述第一支柱的一个高度处，在所述皱折方向上的 空间上分离的所述插入件的相对端之间，所述第一和第二支柱之间的宽度 大体上恒定。
3. 根据权利要求1所述的换热器，其中所述皱折限定所述插入件的所述第一和第二支柱，所述凹入延伸过所 述第一支柱，并且所述第二支柱包括向外延伸的形为可匹配地接收在所述 第一支柱的所述凹入中的突出。
4. 根据权利要求1所述的换热器，其中所述皱折是第一皱折，所述插入件包括在大体上平行于所述第一皱折 的方向上延伸过所述插入件的第二皱折，并且多个所述凹入中至少一个延 伸过所述第一皱折和所述第二皱折之间的所述插入件的一个支柱。
5. 根据权利要求1所述的换热器，其中所述插入件具有第一侧面和相对于所述第一侧面的第二侧面，多个所 述凹入形成在所述第一侧面上并且在所述第二侧面上形成所述突出，所述 突出延伸进所述皱折。
6. 根据权利要求l所述的换热器，其中所述第一工作流体的流路延伸通过多个所述凹入，以提供所述管的相对端之间的迂回的路径。
7. 根据权利要求1所述的换热器，其中多个所述凹入至少部分地限定可以在大体上平行于所述管的长度的方 向上相对于所述管移动的弹性区域，以容纳某个所述管和所述插入件的热 膨胀。
8. 根据权利要求1所述的换热器，其中 所述皱折提供了所述插入件的非线性的脊。
9. 根据权利要求l所述的换热器，其中所述换热器是废气再循环冷却器，并且所述第一工作流体是发动机废 气，所述第二工作流体是冷却液。
10. 根据权利要求1所述的换热器，其中所述 皱折限定所述插入件的所述第一和第二支柱，所述凹入在相距所 述第一工作流体的流路的入口的一定距离处延伸过所述第一支柱，并且所 述突出相对于所述第一支柱的所述凹入延伸过所述第二支柱。
11. 根据权利要求10所述的换热器，其中所述第一工作流体的流路的所述入口处的所述第一和第二支柱之间的 所述第一工作流体的流路的横截面面积与所述凹入和所述突出之间的所述 第一工作流体的流路的所述横截面面积大体上相同。
12. —种用于在第一工作流体和第二工作流体之间传递热量的换热 器，换热器包括一对空间上分离的顶盖；多个管，其在一对所述顶盖之间延伸，提供了所述第一工作流体的流 路，并且沿所述第二工作流体的流路布置；以及插入件，其可支撑在多个所述管的一个中，并且具有在大体上平行于 通过多个所述管的所述第一工作流体的流路的方向延伸的皱折；所述皱折 限定所述插入件的第一和第二支柱；凹入形成在所述第一支柱上，并且突 出相对于所述第一支柱上的所述凹入形成在所述第二支柱上。
13. 根据权利要求12所述的换热器，其中所述第一工作流体的流路的入口处的所述第一和第二支柱之间的所述第一工作流体的流路的横截面面积与所述凹入和所述突出之间的所述第一 工作流体的流路的所述横截面面积大体上相同。
14. 根据权利要求12所述的换热器，其中所述第二支柱的所述突出形为可匹配地接收在所述第一支柱的所述凹 入中。
15. 根据权利要求12所述的换热器，其中 所述凹入延伸进所述皱折。
16. 根据权利要求12所述的换热器，其中在所述皱折和所述第一支柱的末端之间的所述第一支柱的一个高度 处，在所述皱折方向上的空间上分离的所述插入件的相对端之间，所述第 一和第二支柱之间的宽度大体上恒定。
17. 根据权利要求12所述的换热器，其中所述皱折是第一皱折，所述插入件包括在大体上平行于通过多个所述 管的所述第一工作流体的流路的方向上延伸过所述插入件的第二皱折，并 且所述凹入延伸过所述第一皱折和所述第二皱折之间的所述第一支柱。
18. 根据权利要求12所述的换热器，其中所述突出是第一突出，所述插入件具有第一侧面和相对于所述第一侧 面的第二侧面，并且所述凹入延伸过所述第一侧面且在所述第二侧面上形 成所述突出。
19. 根据权利要求12所述的换热器，其中所述皱折提供了所述插入件的螺旋形的脊。
20. 根据权利要求19所述的换热器，其中 多个所述凹入沿所述插入件被滚压形成。
21. 根据权利要求12所述的换热器，其中所述换热器是废气再循环冷却器，并且所述第一工作流体是发动机废 气，所述第二工作流体是冷却液。
22. —种用于在第一工作流体和第二工作流体之间传递热量的换热 器，换热器包括-一对空间上分离的顶盖；多个管，其在一对所述顶盖之间延伸，提供了所述第一工作流体的流 路，并且沿所述第二工作流体的流路布置；以及插入件，其可支撑在多个所述管的一个中，并且具有在大体上平行于一对所述顶盖之间的所述管的长度的方向上延伸的螺旋形皱折。
23. 根据权利要求22所述的换热器，其中所述皱折限定所述插入件的第一和第二支柱，并且在所述铍折和所述第一支柱的末端之间的所述第一支柱的一个高度处，在所述皱折方向上的空间上分离的所述插入件的相对端之间，所述第一和第二支柱之间的宽度 大体上恒定。
24. 根据权利要求22所述的换热器，其中所述皱折限定插入件的所述第一和第二支柱，凹入延伸过所述第一支 柱，并且所述第二支柱包括向外延伸的形为可匹配地接收在所述第一支柱 的所述凹入中的突出。
25. 根据权利要求22所述的换热器，其中所述皱折是第一皱折，所述插入件包括在大体上平行于所述第一皱折 的方向上延伸过所述插入件的第二皱折，并且还包括在所述第一皱折和所 述第二皱折之间延伸过所述插入件的所述凹入。
26. 根据权利要求22所述的换热器，其中所述插入件具有第一侧面和相对于所述第一侧面的第二侧面，所述凹 入形成在所述第一侧面上并且在所述第二侧面上形成所述突出，所述突出 延伸进所述皱折。
27. 根据权利要求22所述的换热器，其中 还包括沿所述插入件被滚压形成的多个所述凹入。
28. 根据权利要求22所述的换热器，其中 多个所述凹入沿所述皱折分布。
29. 根据权利要求22所述的换热器，其中所述换热器是废气再循环冷却器，并且所述第一工作流体是发动机废 气，所述第二工作流体是冷却液。
30. 根据权利要求22所述的换热器，其中所述皱折限定所述插入件的所述第一和第二支柱，所述凹入在相距所 述第一工作流体的流路的入口的一定距离处延伸过所述第一支柱，并且所 述突出相对于所述第一支柱的所述凹入延伸过所述第二支柱。
31.根据权利要求30所述的换热器，其中所述第一工作流体的流路的所述入口处的所述第一和第二支柱之间的 所述第一工作流体的流路的横截面面积与所述凹入和所述突出之间的所述 第一工作流体的流路的所述横截面面积大体上相同。
全文摘要
本发明涉及一种具有波浪形插入件的换热器及其装配方法，提供了用于在第一工作流体和第二工作流体之间传递热量的换热器，其包括一对空间上分离的顶盖；一定数量的管，其在一对顶盖之间延伸，提供了第一工作流体的流路，并且沿第二工作流体的流路布置；以及插入件，其可支撑在一个管中，并且具有在大体上平行于第一工作流体的流路的方向上延伸通过管的皱折。皱折可以限定插入件的第一和第二支柱。第一支柱上可以形成凹入，第二支柱上可以形成与第一支柱上的凹入相对的突出。
文档编号F28F9/02GK101551208SQ20091013363
公开日2009年10月7日 申请日期2009年4月2日 优先权日2008年4月2日
发明者大卫·E·詹克, 弗兰克·M·葛瑞普, 瑞法科特·赤玛, 罗伯特·J·巴夫奈科特 申请人:摩丁制造公司