CN102564190A - 一种组合式波纹冷却扁管及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于冷却器技术领域，涉及一种具有高效传热能力的组合式波纹冷却扁管及其制造方法，它是由带波纹结构的冷却扁管内置紊流片组成，冷却扁管截面为矩形，紊流片形状为波浪形或直齿，冷却扁管在成形时先在矩形的短边板上滚压出波纹，然后内置紊流片，再将矩形的长边平面滚压出波纹形成，紊流片与冷却扁管使用于冷却器产品以后通过钎焊焊成一体。这种组合式冷却扁管将波纹管和内置紊流片结构结合在一起，进一步提高了冷却组件的传热能力。它适用于废气冷却器(EGR冷却器)、水空中冷却器等气液热交换器的高效换热。

Description

一种组合式波纹冷却扁管及其制造方法

技术领域

本发明属于冷却器技术领域，涉及一种带有高效传热翅片的热交换器冷却管，尤其是适用于废气冷却器(EGR冷却器)、水空中冷却器等气液热交换器的冷却管，具体的说是一种组合式波纹冷却扁管及其制造方法。 

背景技术

通常提高热交换器传热元件传热能力的办法是通过增加传热面积和提高流体的紊流效果来实现。目前，常规的管式热交换器冷却管有光滑圆管、内置扰流片光滑圆管、螺旋管、内置紊流片扁管等结构，传热能力依次提高。其中螺旋管主要是通过提高一次传热壁面的传热效果来实现传热能力的提升。而内置紊流片扁管结构主要是靠增加二次传热面积和提高流体紊流效果来实现传热能力的提升，但是其一次传热壁面的传热效果没有得到充分实现。 

发明内容

本发明的目的是提供一种组合式波纹冷却扁管及其制造方法，可进一步提升内置紊流片冷却扁管结构传热组件的传热能力，从而实现热交换器高效传热的目的。 

本发明的目的是这样实现的： 

一种组合式波纹冷却扁管，冷却扁管内设置紊流片形成冷却扁管组件，冷却扁管的内壁与紊流片的外壁相配合，冷却扁管上间隔设置有内凸外凹的横纹，使冷却扁管的纵截面形成波浪形纹。 

上述的冷却扁管上的波浪形纹为下列形式之一：(1)在冷却扁管的短边上 横向设置有内凸外凹的横纹使纵截面形成波浪形纹；(2)在冷却扁管的长边上横向设置有内凸外凹的横纹使纵截面形成波浪形纹；(3)在冷却扁管的短边上和长边上均横向设置有内凸外凹的横纹，使冷却扁管的纵截面形成波浪形纹。 

上述的在冷却扁管的短边上和长边上均横向设置有内凸外凹的横纹使纵截面形成波浪形纹是：短边上的横纹与长边上的横纹均间隔错开，短边上的横纹和长边上的横纹均为独立的条状横纹，使冷却扁管的纵截面形成波浪形纹。 

上述的在冷却扁管的短边上和长边上均横向设置有内凸外凹的横纹使纵截面形成波浪形纹是：短边上的横纹与长边上的横纹一一对应相连，形成若干间隔设置的环形纹，使冷却扁管的纵截面形成波浪形纹。 

上述的冷却扁管的横截面为矩形框体，矩形框体的短边为椭圆形或半圆形或直边，矩形框体的短边为直边时，长边与短边的结合处圆弧过渡。 

上述的紊流片的形状为波浪形或直齿型或直齿打孔型或直齿百页窗结构。 

上述的横纹的截面形状为半圆形或三角形或梯型。 

上述冷却扁管组件中的冷却扁管内腔的最大高度＞紊流片的高度0.1mm～0.5mm、冷却扁管内腔的局部区域压入紊流片内0.05mm～0.2mm。 

组合式波纹冷却扁管的生产步骤，是按如下步骤完成的： 

(1)制造紊流片及横截面为矩形的冷却扁管，冷却扁管为滚压成形，滚压成形的冷却扁管的短边板上滚压有间隔设置的横纹，使得短边板的纵截面形成波浪形纹； 

(2)将步骤(1)制造的紊流片装配进滚压成形的冷却扁管内，形成组合式波纹冷却扁管之一； 

(3)将步骤(2)的组合式波纹冷却扁管之一的冷却扁管的长边板上滚压 上间隔设置的横纹，使得长边板的纵截面形成波浪纹；所述冷却扁管的长边板上的横纹与短边板上的横纹各自独立且间隔错开，形成组合式波纹冷却扁管之二；所述冷却扁管的长边板上的横纹与短边板上的横纹一一对应连接成若干间隔设置的环形纹，形成组合式波纹冷却扁管之三。 

组合式波纹冷却扁管的生产步骤，是按如下步骤完成的： 

(1)分别制造紊流片及表面光滑、横截面为矩形的冷却扁管，冷却扁管为滚压成形； 

(2)将步骤(1)制造的紊流片装配进滚压成形的冷却扁管内形成组件一； 

(3)将步骤(2)制成的组件一的冷却扁管的长边板上滚压上间隔设置的横纹，使得长边板的纵截面形成波浪形纹，形成组合式波纹冷却扁管之四。 

本发明的有益效果是，集成了螺旋圆管和内置紊流片冷却扁管结构的传热特征，结构简单，制造过程容易实现。本发明提升了管内流体的紊流效果，管外流体的紊流效果也有一定提升，一次传热壁面的传热效果得到充分提升。从而进一步提升了内置紊流片扁管的传热能力，同时紊流片与管壁的接触更可靠，管壁平面的刚性得到提高。 

附图说明

图1是本发明的组合式波纹冷却扁管之一的立体示意图。 

图2是本发明的组合式波纹冷却扁管之二的立体示意图。 

图3是本发明的组合式波纹冷却扁管之三的立体示意图。 

图4是本发明的组合式波纹冷却扁管之四的立体示意图。 

图5是本发明的光滑冷却扁管与紊流片装配后的立体示意图。 

图6是本发明的光滑的冷却扁管的立体示意图。 

图7是本发明的短边板上带横纹的冷却扁管的立体示意图。 

图8是本发明的冷却扁管的矩形截面短边板形状为半圆形的主视图。 

图9是本发明的冷却扁管的矩形截面短边板形状为椭圆形的主视图。 

图10是本发明的冷却扁管的矩形截面短边板形状为直线，长边板与短边板为圆滑过渡连接的主视图。 

图11是本发明的波浪形横纹的截面形状为圆弧形的主视图。 

图12是本发明的波浪形横纹的截面形状为三角形的主视图。 

图13是本发明的波浪形横纹的截面形状为梯形的主视图。 

图14是本发明的紊流片为波浪形结构的立体示意图。 

图15是本发明的紊流片为直齿结构的立体示意图。 

图16是本发明的紊流片为直齿打孔结构的立体示意图。 

具体实施方式

下面结合附图以具体实施例对本发明进行进一步描述，参见图1-16： 

一种组合式波纹冷却扁管4、5、6、7，是在冷却扁管1、2内设置有紊流片3形成冷却扁管组件，冷却扁管1、2的内壁与紊流片3的外壁相配合，冷却扁管1、2上间隔设置有内凸外凹的横纹21、22，使冷却扁管的纵截面形成波浪形纹(参见图11-13)。 

上述的冷却扁管上的波浪形纹为下列形式之一：(1)在冷却扁管2的短边上横向设置有内凸外凹的横纹21使纵截面形成波浪形纹；(2)在冷却扁管1的长边上横向设置有内凸外凹的横纹22使纵截面形成波浪形纹；(3)在冷却扁管2的短边上和长边上均横向设置有内凸外凹的横纹21、22，使冷却扁管2的纵截面形成波浪形纹。 

上述的在冷却扁管2的短边上和长边上均横向设置有内凸外凹的横纹21、22使纵截面形成波浪形纹是：短边上的横纹21与长边上的横纹22均间隔错开，短边上的横纹21和长边上的横纹22均为独立的条状横纹，使冷却扁管2的纵截面形成波浪形纹，参见图2。 

上述的在冷却扁管2的短边上和长边上均横向设置有内凸外凹的横纹21、22使纵截面形成波浪形纹是：短边上的横纹21与长边上的横纹22一一对应相连，形成若干间隔设置的环形纹，使冷却扁管2的纵截面形成波浪形纹，参见图3。 

上述的冷却扁管1、2的横截面为矩形框体，矩形框体的短边为椭圆形10(参见图9)或半圆形9(参见图8)或直边11，矩形框体的短边为直边11时，长边与短边的结合处圆弧过渡(参见图10)。 

上述的紊流片3的形状为波浪形15(参见图14)或直齿型16(参见图15)或直齿打孔型17(参见图16)或直齿百页窗结构。 

上述的横纹21、22的截面形状为半圆形12(参见图11)或三角形13(参见图12)或梯型14(参见图13)。 

上述冷却扁管组件中的冷却扁管1、2内腔的最大高度＞紊流片3的高度0.1mm～0.5mm、冷却扁管1、2内腔的局部区域压入紊流片内0.05mm～0.2mm。 

组合式波纹冷却扁管的生产步骤，是按如下步骤完成的，参见图1-3及图7-16： 

(1)制造紊流片3及横截面为矩形的冷却扁管2，冷却扁管2为滚压成形，滚压成形的冷却扁管2的短边板上滚压有间隔设置的横纹21，使得短边板的纵截面形成波浪形纹； 

(2)将步骤(1)制造的紊流片3装配进滚压成形的冷却扁管2内，形成组合式波纹冷却扁管之一4； 

(3)将步骤(2)的组合式波纹冷却扁管之一4的冷却扁管的长边板上滚压上间隔设置的横纹21，使得长边板的纵截面形成波浪纹；所述冷却扁管2的长边板上的横纹22与短边板上的横纹21各自独立且间隔错开，形成组合式波纹冷却扁管之二5；所述冷却扁管2的长边板上的横纹21与短边板上的横纹22一一对应连接成若干间隔设置的环形纹，形成组合式波纹冷却扁管之三6。 

组合式波纹冷却扁管的生产步骤，是按如下步骤完成的，参见图4-6及图8-16： 

(1)分别制造紊流片3及表面光滑、横截面为矩形的冷却扁管1，冷却扁管为滚压成形； 

(2)将步骤(1)制造的紊流片3装配进滚压成形的冷却扁管1内形成组件一8； 

(3)将步骤(2)制成的组件一8的冷却扁管1的长边板上滚压上间隔设置的横纹22，使得长边板的纵截面形成波浪形纹，形成组合式波纹冷却扁管之四7。 

图1是图7的结构与紊流片3装配形成的结构。 

图2是紊流片3与带横纹冷却扁管2装配后在长边板上滚压横纹22后形成波浪形纹的结构，长边板与短边板上的横纹21、22交叉设置。 

图3是紊流片3与带横纹冷却扁管2装配后在长边板上滚压横纹22滚压后形成波浪形纹的结构图长边板与短边板上的横纹21、22连接成环形纹。 

图4是图5的结构经过滚压横纹22后形成的结构。 

图5是光滑冷却扁管1与紊流片3装配形成的结构。 

图6是光滑冷却扁管1。 

图7是带横纹21的冷却扁管2的结构，冷却扁管2上的横纹21是在冷却扁管2成形时通过滚压产生。 

图8、9、10是本发明中冷却扁管可用的三种截面形状，图8是冷却扁管的矩形截面短边形状为半圆形9，图9是冷却扁管的矩形截面短边形状为椭圆形10，图10是冷却扁管的矩形截面短边形状为直线11，长边与短边为圆弧过渡连接。 

图11、12、13是本发明中波浪形纹的三种截面形状态，图11是波浪形横纹的截面形状为圆弧形12，图12是波浪形横纹的截面形状为三角形13，图13是波浪形横纹的截面形状为梯形14。 

图14、15、16是本发明中紊流片3的三种结构图，图14是紊流片为波浪形结构15，图15是紊流片3为直齿结构16，图16是紊流片3为直齿打孔结构17。 

上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。 

Claims (10)

1.一种组合式波纹冷却扁管，其特征是：冷却扁管内设置紊流片形成冷却扁管组件，冷却扁管的内壁与紊流片的外壁相配合，冷却扁管上间隔设置有内凸外凹的横纹，使冷却扁管的纵截面形成波浪形纹。

2.根据权利要求1所述的一种组合式波纹冷却扁管，其特征是：所述的冷却扁管上的波浪形纹为下列形式之一：(1)在冷却扁管的短边上横向设置有内凸外凹的横纹使纵截面形成波浪形纹；(2)在冷却扁管的长边上横向设置有内凸外凹的横纹使纵截面形成波浪形纹；(3)在冷却扁管的短边上和长边上均横向设置有内凸外凹的横纹，使冷却扁管的纵截面形成波浪形纹。

3.根据权利要求2所述的一种组合式波纹冷却扁管，其特征是：所述的在冷却扁管的短边上和长边上均横向设置有内凸外凹的横纹使纵截面形成波浪形纹是：短边上的横纹与长边上的横纹均间隔错开，短边上的横纹和长边上的横纹均为独立的条状横纹，使冷却扁管的纵截面形成波浪形纹。

4.根据权利要求2所述的一种组合式波纹冷却扁管，其特征是：所述的在冷却扁管的短边上和长边上均横向设置有内凸外凹的横纹使纵截面形成波浪形纹是：短边上的横纹与长边上的横纹一一对应相连，形成若干间隔设置的环形纹，使冷却扁管的纵截面形成波浪形纹。

5.根据权利要求1所述的一种组合式波纹冷却扁管，其特征是：所述的冷却扁管的横截面为矩形框体，矩形框体的短边为椭圆形或半圆形或直边，矩形框体的短边为直边时，长边与短边的结合处圆弧过渡。

6.根据权利要求1所述的的一种组合式波纹冷却扁管，其特征是：所述的紊流片的形状为波浪形或直齿型或直齿打孔型或直齿百页窗结构。

7.根据权利要求1所述的一种组合式波纹冷却扁管，其特征是：所述的横纹的截面形状为半圆形或三角形或梯型。

8.根据权利要求1所述一种组合式波纹冷却扁管，其特征是：所述冷却扁管组件中的冷却扁管内腔的最大高度＞紊流片的高度0.1mm～0.5mm、冷却扁管内腔的局部区域压入紊流片内0.05mm～0.2mm。

9.如权利要求1所述的组合式波纹冷却扁管的生产步骤，其特征是：是按如下步骤完成的：

(1)制造紊流片及横截面为矩形的冷却扁管，冷却扁管为滚压成形，滚压成形的冷却扁管的短边板上滚压有间隔设置的横纹，使得短边板的纵截面形成波浪形纹；

(2)将步骤(1)制造的紊流片装配进滚压成形的冷却扁管内，形成组合式波纹冷却扁管之一；

(3)将步骤(2)的组合式波纹冷却扁管之一的冷却扁管的长边板上滚压上间隔设置的横纹，使得长边板的纵截面形成波浪纹；所述冷却扁管的长边板上的横纹与短边板上的横纹各自独立且间隔错开，形成组合式波纹冷却扁管之二；所述冷却扁管的长边板上的横纹与短边板上的横纹一一对应连接成若干间隔设置的环形纹，形成组合式波纹冷却扁管之三。

10.如权利要求9所述的组合式波纹冷却扁管的生产步骤，其特征是：是按如下步骤完成的：

(1)分别制造紊流片及表面光滑、横截面为矩形的冷却扁管，冷却扁管为滚压成形；

(2)将步骤(1)制造的紊流片装配进滚压成形的冷却扁管内形成组件一；

(3)将步骤(2)制成的组件一的冷却扁管的长边板上滚压上间隔设置的横纹，使得长边板的纵截面形成波浪形纹，形成组合式波纹冷却扁管之四。

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