高压降方向上沿任一路径的压降都相同。湍流增强器14和40能够设置于管12内，从而使得经湍流增强器的流动沿任一方向通过孔口 26。
[0042]下面参见图10和图13，图10对应于图2和图5中所指示的孔口的结构，其中，所有孔口 26均沿热交换器管12的纵向方向排列。因此孔口 26沿热交换器10的高压降方向排列，并且通过管12的流动的一些部分会径直穿过孔口 26。在图11中，孔口 26略微偏离在下一相邻平面散热片24中的孔口 26。在图12中，孔口 26相对于在下一相邻平面散热片24中的孔口 26而言偏置的更多，而图13中，孔口 26完全偏置。在图11至图13所示的实施方式中，从图11到图13通过湍流增强器14和40的流动将采取逐渐增强的蛇形流动路径。应当理解，当湍流增强器14、40在热交换器或管12中沿高压降方向或沿低压降方向取向时孔口 26可以对齐或偏置。
[0043]图14示出与各个孔口 26相关联的凸缘52、54可以相对于平面散热片24以不同的角度设置。而且，与各个孔口 26相关联的凸缘52、54能够具有不同的长度、宽度或高度。类似地，与不同孔口相关联的凸缘同样可以具有不同的长度、宽度或高度。此外，如以下进一步描述的，孔口 26可以是诸如菱形、三角形或圆形的其它形状并且可以间隔开不同的距离。平面散热片24中的孔口还可以设置成间隔开的组。图15示出如果需要散热片和孔口的密度同样可以变化。图15中的实施方式具有比前述实施方式更多的散热片和孔口，因而具有更高的散热片和孔口密度。
[0044]图16类似于图10至图13，但是示出一些孔口 26’可以宽于或大于孔口 26，并且一些孔口 26”能够窄于或小于孔口 26。在图16中，每隔一片散热片就具有这些更大和更小的孔口 26’和26”。
[0045]在图17中，交替散热片24中的孔口具有不同大小并且在相邻平面散热片24中以不同的方式间隔开。
[0046]图18示出了在相邻或交替的平面散热片24中孔口 26可以以不同的方式间隔开。
[0047]图19以平面图示出孔口 26可以是菱形或正方形的。
[0048]图20示出孔口 26可以是三角形的。优选地，交替行中的孔口可以颠倒(未示出)。
[0049]图21示出孔口的形状可以是圆形的。尽管示出散热片24中具有两行孔口 26，但是也能够设置单行孔口 26。
[0050]图22示出孔口 26可以是沙漏形的。
[0051]应当理解，图中所示的孔口形状和尺寸可以按需要进行混合和匹配，孔口的大小和间隔同样可以如此，以便通过传热面14来提供任何期望的特定流型。
[0052]制造传热面或湍流增强器14和40的方法将首先从诸如铝、铜或不锈钢的金属片材开始。然后给该片材穿孔以形成间隔开的、平行的多行间隔开的孔口。在图7至图9所示的实施方式的情况下，可通过制出狭缝而开始形成孔口，然后扩大狭缝以形成外围凸缘52,54ο如果材料足够软，或者孔口足够小，可以形成如图7所示的连续的外围凸缘。如果材料较脆或孔口较大，可以形成如图9所示的孔口 26”，其中，孔口的外围凸缘在成形过程中裂开并变成不连续的或锯齿状的。图9示出外围凸缘的端部的两种不同形状(正方形或三角形)。通常会是两个端部中的一种或另一种，但是如所示出的它们可以是不同的。在图8的实施方式中，可以在材料中制出H型狭缝，并且展开或扩开狭缝以形成相对的外围凸缘部分52、54。当孔口 26为如图19至图22所示的其它形状时，将进行适当的穿孔，从而使得当展开时，就会形成这些形状。
[0053]一旦孔口形成期望的构形，那么沿平行于该多行孔口的线使片材弯折。弯折线在该多行孔口之间间隔开，从而形成沿弯折线的脊20、22或24，并且平面散热片24在脊之间延伸。
[0054]为了形成图5所示的实施方式，可以使片材在交替的弯折线上沿相反的横向弯折。为了制成图2所示的实施方式，可以使片材沿各行孔口 26之间的两条平行的弯折线弯折，从而形成具有大体平坦的顶峰的脊20、22。可以沿孔口 26的交替行之间的平行弯折线使图2的实施方式中的片材沿相同的横向方向弯折，或者可以仅在孔口 26的一些相邻行之间形成这种双弯折，而沿孔口 26的其它相邻行之间的单条弯折线使片材弯折，从而产生图2和图5所示构造的组合。
[0055]通常，在单项操作中完成片材的开缝和带凸缘的孔口的成形。可以针对所有孔口沿相同的横向方向给板穿孔，或者可以在相邻行的孔口中沿相反的横向方向给板穿孔。可以同时或以单独的操作对片材进行穿孔和弯折。
[0056]如上所述，片材可以被穿孔以在每行孔口中形成间隔开的孔口组。此外，片材可以在每行孔口中的相邻孔口组中沿相反的横向方向被穿孔。如果片材足够软，那么可以在进行穿孔的同时拉伸片材，从而形成细长的或者宽于或高于正常情况的凸缘52、54。如上所述，孔口 26—般是细长的，具有沿横向防线延伸至脊20、22以及42、44的纵轴线。然而如图19和图22所示，如果需要，孔口可以是圆形、环形、三角形、菱形或其它一些形状。
[0057]如果期望使平面散热片24更近地在一起，可以在沿弯折线使板横向弯折之后将湍流增强器集合在一起。在图4所示的实施方式中，平面散热片24可以相对于彼此和相对于管12的第一和第二壁28，30成角度，或者它们大体上垂直和平行。在使图4所示的湍流增强器成形时，可以将片材弯折直到平面散热片24成一定角度，然后将湍流增强器集合在一起以使平面散热片彼此平行。
[0058]已经描述了本发明的优选实施方式，应当理解可以对上述结构做出多种变化。例如，两种类型的传热面14和40可以用于同一管12中，并且它们可以以不同的方式定向，从而使得它们中的一些在高压降方向上，以及它们中的一些在低压降方向上。凸缘52、54可以在传热面或其部分的不同节段或不同平面散热片24上沿相反的方向延伸以根据需要改变压降。每个管12中可以使用多个相同类型的传热面的节段，同样地，它们中的一些沿高压降方向定向，以及它们中的一些沿低压降方向定向。此外，每个管12中可以设置两层或更多层传热面，同样地，类型和方向可以根据需要进行混合和匹配。而且，本发明的传热面也能够用于管与管之间，并且它们能够用于气-气式热交换器中以增强通过或围绕热交换器流动的流体中的混流或湍流。最后，管12无需是严格意义上的管，根据需要它们可以由配合板对、或面板及包套构造、或其它一些结构形成。
[0059]从上文可知，对本领域技术人员将显而易见的是本发明的保护范围仅由特意说明的附属权利要求来限定。
【主权项】
1.一种热交换器，所述热交换器包括: 具有间隔开的第一和第二壁的大体平坦的管； 位于所述管中的波纹状传热面，所述传热面包括平行的、间隔开的脊，平面散热片在所述脊之间延伸，交替的脊分别与所述第一和第二壁接触； 所述平面散热片形成有间隔开的孔口，所述孔口具有在横向于所述脊的方向上延伸的纵轴线，每个孔口均具有外围边缘部分，所述外围边缘部分限定了相应的平面散热片中的所述孔口 ；以及 从每个所述孔口的所述外围边缘部分延伸并且围绕所述孔口的凸缘，所述凸缘具有侧部和端部，从所述平面散热片的、形成所述孔口的单一侧向外延伸并终止在自由端处； 其中，所述凸缘的所述侧部和所述端部的自由端一起限定一个开口，该开口的面积小于由所述外围边缘部分限定的相应孔口的面积，因此所述凸缘具有火山状态的结构；以及 其中所述管具有纵轴线，该纵轴线限定了通过所述热交换器的流动方向，而所述传热面限定了平行于所述平面散热片的低压降方向和横向于所述平面散热片的高压降方向，所述传热面的脊布置成垂直于所述纵轴线，因此所述传热面在所述管内沿所述高压降方向布置，所述孔口沿所述高压降方向定向并且所述凸缘沿所述高压降方向延伸。2.如权利要求1所述的热交换器，其中，所述平面散热片相对于所述间隔开的壁是倾斜的。3.如权利要求1所述的热交换器，其中，所述平面散热片垂直于所述间隔开的壁。4.如权利要求1所述的热交换器，其中，所述管具有限定用于所述热交换器的流体入口和流体出口的相应端部。5.如权利要求1所述的热交换器，其中，所有所述凸缘基本都沿相同的方向在所述管内延伸。6.如权利要求1所述的热交换器，其中，与各个孔口相关联的所述凸缘的所述侧部和所述端部是互连的，并且绕所述孔口的外围是连续的。7.如权利要求1所述的热交换器，其中，与各个孔口相关联的所述凸缘的所述侧部和所述端部中断的，并且绕所述孔口的外围是不连续的。8.根据权利要求1所述的热交换器，其中，形成在相邻平面散热片中的孔口沿所述管的纵轴线方向对齐。9.如权利要求1所述的热交换器，其中，形成在相邻平面散热片中的孔口沿所述管的纵轴线方向偏置。10.如权利要求7所述的热交换器，其中，所述凸缘的所述侧部的形状是大体上矩形的，而所述端部的形状是大体上矩形或三角形中的一种。
【专利摘要】一种热交换器、湍流增强器或传热面及其制造方法，其中湍流增强器是波纹状构件，具有平行的、间隔开的脊以及在脊之间延伸的平面散热片。平面散热片具有间隔开的孔口，该孔口具有包括横向延伸的凸缘的相对的外围边缘部分。
【IPC分类】B23P15/26, F28F13/12, F28F1/04, F28F1/40, B21D53/04
【公开号】CN105215228
【申请号】CN201510672799
【发明人】B·斯佩兰代伊, B·埃文斯, A·K·索, J·S·科顿
【申请人】达纳加拿大公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2007年8月23日
【公告号】CA2557422A1, CA2557422C, CN101523151A, EP2064509A1, EP2064509A4, WO2008025131A1