專利名稱：換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的換熱器，其可以應(yīng)用到在汽車的排氣再循環(huán)設(shè)備中使用的換熱器(EGR冷卻器)和其它換熱器，其中，通過以扇形折疊的方式彎曲條形金屬板形成芯主體，該芯主體具有在金屬板的厚度方向上交替的扁平第一流道和第二流道，芯主體的每個(gè)第一流道被在兩端位置處的一對(duì)梳狀構(gòu)件的各齒擋住。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)EGR冷卻器由大量扁平管或大量板、大量翅片、機(jī)殼和集流管的組件制成，其中使冷卻水經(jīng)由機(jī)殼側(cè)流通，使排氣在每個(gè)扁平管等內(nèi)部流通，如在日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_平No.5-18634所說明的發(fā)明中提出的那樣。
如在WO 2004/065876 A1所說明的發(fā)明那樣，提出了另一種換熱器，其中，由以扇形折疊方式彎曲的條形金屬板和一對(duì)梳狀構(gòu)件形成換熱器的芯，外周與筒狀機(jī)殼配合，一對(duì)集流管設(shè)置在沿長(zhǎng)度方向的兩端的開口處，冷卻水端口設(shè)置在機(jī)殼沿長(zhǎng)度方向的兩端。
在諸如EGR冷卻器的前一種換熱器中，零件數(shù)量大，這使裝配不方便并且零件上的銅焊部分?jǐn)?shù)量增大，存在在銅焊部分處容易發(fā)生泄漏的問題。
在后一種換熱器中，梳狀構(gòu)件的梳齒每隔大量扁平凹槽狀部分布置在以扇形折疊狀態(tài)形成的芯主體中，并且凹槽底部和梳齒的頂端結(jié)合。并且機(jī)殼與芯的外周配合。在這種類型的換熱器中，存在以下問題在各梳齒的根部與芯主體的側(cè)面之間以及各梳齒的頂端與各凹槽底部之間的銅焊部分易于出現(xiàn)間隙，從該間隙容易發(fā)生流體泄漏。與此同時(shí)，在銅焊部分尤其是在各梳齒的根部，由于換熱器使用而引起的熱應(yīng)力等容易導(dǎo)致裂紋。
本發(fā)明的目的是提供一種換熱器，其中，零件數(shù)量少，裝配容易，不會(huì)發(fā)生泄漏，并且銅焊部分可靠性高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供這樣一種換熱器，其包括芯主體，在該芯主體中，條形金屬板以扇形折疊方式被折起并彎曲，且折起端邊緣交替形成在矩形平面部分的一端和另一端處，并且扁平的第一流道和第二流道在金屬板的厚度方向上交替設(shè)置，芯主體的每個(gè)第一流道在所述折起端邊緣的兩端位置處被一對(duì)梳狀構(gòu)件的每個(gè)梳齒擋住，翅片被設(shè)置在所述第二流道內(nèi)以構(gòu)成芯，芯主體的外周與筒狀機(jī)殼配合，以擋住鄰近的折起端邊緣，第一流體由所述機(jī)殼的外表面上的一對(duì)進(jìn)口/出口引導(dǎo)到每個(gè)第一流道，而第二流體經(jīng)由每個(gè)第二流道從所述機(jī)殼的筒狀開口中的一個(gè)引導(dǎo)到另一開口，其中，在每個(gè)所述梳狀構(gòu)件中，其齒基部與每個(gè)梳齒垂直相交，每個(gè)梳齒的根部沿著齒基部被彎曲成L形，齒基部的平面與所述折起端邊緣接觸，并且梳狀構(gòu)件和芯主體之間的每個(gè)連接部分被銅焊/固定為一體。
在上述的換熱器中，優(yōu)選地其中一個(gè)梳狀構(gòu)件的每個(gè)梳齒的頂端部分具有弧形部分，該弧形部分的端部被形成為面向另一梳狀構(gòu)件，所述第一流體從所述一個(gè)梳狀構(gòu)件的所述齒基部附近被引導(dǎo)到每個(gè)第一流道。
在上述的換熱器中，優(yōu)選地所述弧形部分的頂端被折起，從而形成折起頂端部分，該折起頂端部分與所述芯主體的折起端邊緣接觸或固定到該折起端邊緣。
本發(fā)明的換熱器如上構(gòu)造并具有以下效果。
在本發(fā)明的換熱器中，芯由芯主體、梳狀構(gòu)件和翅片構(gòu)成，該芯主體通過以扇形折疊的方式彎曲條形金屬板形成，芯的外周與機(jī)殼配合，齒基部和梳齒彼此垂直地相交作為梳狀構(gòu)件，梳齒的根部沿著齒基部被彎曲為L(zhǎng)形，齒基部的平面與折起端邊緣接觸，梳狀構(gòu)件與芯主體之間的各接觸部分被銅焊或固定為一體。因而，特別容易出現(xiàn)裂紋的各梳齒的根部的銅焊強(qiáng)度提高，可防止由熱應(yīng)力等導(dǎo)致的銅焊部分的裂紋產(chǎn)生，泄漏難以發(fā)生。與此同時(shí)，芯主體與齒基部之間的間隙可被完全阻塞，以消除該間隙。這樣，消除流體泄漏并可提高銅焊可靠性。
接著，如果弧形部分形成在至少一個(gè)梳狀構(gòu)件的頂端部分，則可使第一流體在第一流道中平穩(wěn)分布，可以消除第一流體的剩余部分，以防止由于局部加熱引起的局部沸騰，并且可改善換熱性能。與此同時(shí)，在各梳齒的頂端部分的弧形部分處產(chǎn)生彈性，在芯裝配狀態(tài)下，該頂端與芯主體的各凹槽底部彈性接觸，從而消除并完全阻塞了凹槽底部和梳齒之間的間隙，提高銅焊可靠性。
而且，當(dāng)弧形部分的頂端被折起以形成折起頂端部分并且該折起頂端部分與芯主體的折起端邊緣接觸/固定到該折起端邊緣時(shí)，可提高并增強(qiáng)銅焊的可靠性。與此同時(shí)，在弧形部分處進(jìn)一步產(chǎn)生彈性，在芯裝配狀態(tài)下，頂端進(jìn)一步與芯主體的各凹槽底部彈性接觸，從而接觸區(qū)域變寬，銅焊強(qiáng)度提高，并且消除并完全阻塞凹槽底部與梳齒之間的間隙，以進(jìn)一步提高銅焊可靠性。


圖1是本發(fā)明的換熱器的分解透視圖。
圖2是圖解換熱器的裝配狀態(tài)的透視圖。
圖3是換熱器的芯主體5和梳狀構(gòu)件6的組件的示意圖。
圖4是梳狀構(gòu)件6的透視圖。
圖5是圖解梳狀構(gòu)件6插入芯主體5中的狀態(tài)的主要部件的放大透視圖。
圖6是圖解梳狀構(gòu)件6和芯主體5的裝配狀態(tài)的透視圖。
圖7是圖解梳狀構(gòu)件6的梳齒6b的另一例子的透視圖。
圖8是圖解梳狀構(gòu)件6的梳齒6b的再一例子的透視圖。
圖9是本發(fā)明的換熱器的截面圖。
圖10是圖9的IX部分的放大圖。
圖11是芯部沿長(zhǎng)度方向的中間部分的相同放大圖。
圖12是圖解本發(fā)明的換熱器所采用的導(dǎo)流板的示意性透視圖。
圖13是換熱器的縱截面的平面圖。
具體實(shí)施例方式
接著，將基于附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。
圖1是本發(fā)明的換熱器的分解透視圖，圖2示出該換熱器的裝配狀態(tài)，圖3是芯主體5和梳狀構(gòu)件6的裝配的說明圖。此外，圖4是梳狀構(gòu)件的透視圖，圖5是圖解裝配狀態(tài)的局部剖切放大透視圖，圖6是裝配狀態(tài)的透視圖。
此外，圖9是換熱器的截面圖，圖10是圖9的IX部分的放大圖。
該換熱器具有芯主體5、大量翅片7、機(jī)殼9、一對(duì)集流管16、17以及一對(duì)梳狀構(gòu)件6。
如圖3所示，通過以扇形折疊的方式折起和彎曲條形金屬板形成芯主體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邊緣1、2，并且在金屬板的厚度方向上交替地設(shè)置扁平的第一流道3和第二流道4。在該例子中，第一流道3的空間比第二流道4的空間小。不用說這兩個(gè)流道的空間可以是相同的或者與上述相反。
大量凹陷29形成在條形金屬板的第一流道3側(cè)。在該例子中，相對(duì)的凹陷29在其頂端彼此接觸，以保持第一流道3的空間恒定。對(duì)于每個(gè)第一流道3，在折起端邊緣1的兩端位置裝配梳狀構(gòu)件6的各梳齒6b，并且所裝配部分通過銅焊/固定成為一體。此外，代替凹陷，可以將內(nèi)翅片插入第一流道3中，并且在內(nèi)翅片厚度方向上的內(nèi)面和兩側(cè)面可以被銅焊/固定在一起。
在梳狀構(gòu)件6中，齒基部6c以直角設(shè)置有梳齒6b，梳齒6b的根部14沿著齒基部6c以L形彎曲(圖4、5)。
如圖5所示，上述構(gòu)造的梳狀構(gòu)件6的齒基部6c與折起端邊緣2的端面接觸，并且根部14與拐角部接觸，使得各接觸部分的銅焊區(qū)域大。這樣，提高了根部14的銅焊強(qiáng)度，提高銅焊的可靠性。而且，各梳齒6b的頂端與每個(gè)第一流道3的凹槽底部3a接觸(圖7)。
根部14和齒基部6c制造成相接觸或者具有非常小的間隙。
接著，如圖3所示，將翅片7設(shè)置在每個(gè)第二流道4內(nèi)。盡管在最上位置的第一流道3在圖3中以抬起的狀態(tài)示出，以使翅片7容易被看到，但如圖6所示，在最上位置的第一流道3的下表面?zhèn)葘?shí)際上與最上級(jí)的翅片7接觸。該翅片7通過在截面方向以及該翅片脊線和槽部的長(zhǎng)度方向上以波形彎曲金屬板而形成，以改善經(jīng)由第二流道4流通的流體的攪動(dòng)效果。
通過裝配上述的芯主體5、梳狀構(gòu)件6和翅片7構(gòu)成圖6中的芯8。代替上述翅片7，可以將未示出的開縫翅片、錯(cuò)位翅片、或百葉窗式翅片插入第二流道4中。
接著，安在該芯8的外周上的機(jī)殼9形成為比芯8的長(zhǎng)度長(zhǎng)的具有矩形截面的筒狀形狀并且具有位于芯8的兩端外的一對(duì)集流管部31(參見圖12和13)。在該實(shí)施例中，如圖1和9所示，該機(jī)殼9由通道狀構(gòu)件9a和蓋構(gòu)件9b構(gòu)成。
通道狀構(gòu)件9a的內(nèi)周面與芯主體5的上表面、下表面和一側(cè)面接觸，以擋在芯主體5的鄰近的折起端邊緣1之間。蓋構(gòu)件9b擋住通道狀構(gòu)件9a的開口側(cè)、擋住芯主體5的另一側(cè)面、并且擋在鄰近的折起端邊緣2之間。通道狀構(gòu)件9a由高耐熱/耐腐蝕的鎳鋼、不銹鋼等制成，并在第二流體12經(jīng)由內(nèi)表面流通時(shí)防止受到高溫排氣的損害。另一方面，由于作為第一流體10的冷卻水經(jīng)由蓋構(gòu)件9b的內(nèi)表面流通，所以該蓋構(gòu)件9b的耐熱性或耐腐蝕性可以比通道狀構(gòu)件9a差。通常，耐熱性或耐腐蝕性較差的不銹鋼板具有比高耐熱/耐腐蝕材料好的成形性能且便宜。在該實(shí)施例中，如圖1所示，蓋構(gòu)件9b形成有通過在兩端位置處對(duì)外表面?zhèn)冗M(jìn)行壓力加工而突出的一對(duì)小箱部28，其中，進(jìn)口/出口11分別打開，并且管26與端口11相連。通過利用在某種程度上耐熱性/耐腐蝕性差的不銹鋼板，便于該小箱部28的加工。
通道狀構(gòu)件9a的兩側(cè)壁的頂端邊緣被裝配到配合邊緣部15(圖6、9、10)，該配合邊緣部15被折起并形成在芯主體5的上、下兩端處。圖11是芯沿長(zhǎng)度方向的中間部分處的截面圖。蓋構(gòu)件9b的上、下兩端的L形部分被安在配合邊緣部15的上表面?zhèn)取?br> 這樣，可以提高蓋構(gòu)件9b和通道狀構(gòu)件9a與芯主體5之間的各連接部分處的銅焊可靠性。
接著，機(jī)殼9在長(zhǎng)度方向上的兩端的集流管部31的開口端被一對(duì)由高耐熱/耐腐蝕材料制成的集流管端蓋16、17擋住，并且法蘭25被安裝到外側(cè)。在該實(shí)施例中，集流管端蓋16、17以壺狀向外鼓起，用于第二流體12的進(jìn)口/出口在中心處開口。而且，在集流管端蓋16、17中的每一個(gè)的一側(cè)上，延伸部16a、17a一體地延伸，并且如圖13所示，該延伸部16a、17a覆蓋蓋構(gòu)件9b兩端的內(nèi)表面。
銅焊材料覆蓋或布置在該換熱器的各連接部分處，處于圖2所示的裝配狀態(tài)的整體在高溫爐中被銅焊/固定為一體。
如圖7所示，向第一流道3側(cè)供應(yīng)第一流體10，而向第二流道4側(cè)供應(yīng)第二流體12。作為例子，經(jīng)由其中一個(gè)管26和在機(jī)殼9的一側(cè)突出的小箱部28向每個(gè)第一流道3供應(yīng)由冷卻水組成的第一流體10，該第一流體10沿長(zhǎng)度方向流通并流出另一管26。此外，作為例子，經(jīng)由機(jī)殼9的開口13從集流管端蓋16的開口向每個(gè)第二流道4供應(yīng)排氣。
一對(duì)梳狀構(gòu)件6(圖1)構(gòu)成集流管板。
如圖7A所示，該梳狀構(gòu)件6可以具有形成為弧形部分24的頂端部分，在該情況下，可以在梳狀構(gòu)件6的端部處沿長(zhǎng)度方向平穩(wěn)地引導(dǎo)第一流體10的流動(dòng)。這樣，可消除第一流體10的殘留部分，并且，如果第一流體10是冷卻水，可防止在該部分發(fā)生沸騰，可促進(jìn)換熱。
以該弧形部分24的頂端與第一流道3的凹槽底部3a處于彈性接觸的狀態(tài)裝配芯。換句話說，芯主體的外周通過裝配夾具沿各梳齒6b的頂端部分與凹槽底部3a的接觸從圖7B中的點(diǎn)劃線所示的狀態(tài)改變到實(shí)線所示的狀態(tài)的方向加壓。如果弧形部分24存在于頂端部分，則彈性在頂端部產(chǎn)生，在芯裝配狀態(tài)下，頂端與芯主體5的各凹槽底部3a彈性接觸，消除了凹槽底部3a與梳齒6b之間的間隙并且該間隙被完全阻塞，這使得在隨后的銅焊加工時(shí)能夠沒有間隙地進(jìn)行銅焊，并提高可靠性。
接著，圖8是圖7的一種變型，其中，弧形部分24的頂端被折起以構(gòu)造折起頂端部分24a。并且該折起頂端部分24a與第一流道3的折起端邊緣1的內(nèi)表面接觸或固定到該內(nèi)表面。在該情況下，彈性也在頂端部分產(chǎn)生，這使得能夠完全阻塞并提高銅焊可靠性。
接著，圖12、13圖解了在第一流體10的進(jìn)口側(cè)設(shè)置導(dǎo)流板30以使冷卻水能夠在第一流道3的各部分中均勻分布的狀態(tài)。在圖2的實(shí)施例中，由于一對(duì)小箱部28存在于蓋構(gòu)件9b的兩端，所以從管26流動(dòng)的第一流體10在經(jīng)由每個(gè)第一流道3流通時(shí)，更易在蓋構(gòu)件9b側(cè)流動(dòng)。因此，導(dǎo)流板30與管26的冷卻水的出口側(cè)的相對(duì)面相對(duì)，并且僅在左側(cè)的開縫狀態(tài)下形成開口，從而提高流出開口的第一流體10的流速。通過運(yùn)動(dòng)能量將第一流體10引導(dǎo)到與蓋構(gòu)件9b分離的位置。也就是說，第一流體10旁通導(dǎo)流板30并如箭頭所示以被擠壓的狀態(tài)流出到第一流道3。此時(shí)，一部分第一流體10沿著梳齒6b的根部處的L形部分被引導(dǎo)到圖中的左側(cè)并沿著梳齒6b的平直部分在流道的寬度方向上被平穩(wěn)地引導(dǎo)。因此，梳齒6b的根部處的L形彎曲部分具有使第一流體10的進(jìn)口(以及出口)部分附近的流阻減小的效果。
權(quán)利要求
1.一種換熱器，其包括芯主體(5)，在該芯主體(5)中，條形金屬板以扇形折疊方式被折起并彎曲，且折起端邊緣(1)、(2)交替地形成在矩形平面部分(1a)的一端和另一端處，并且扁平的第一流道(3)和第二流道(4)在金屬板的厚度方向上交替設(shè)置，芯主體(5)的每個(gè)第一流道(3)在所述折起端邊緣(1)的兩端位置處被一對(duì)梳狀構(gòu)件(6)的每個(gè)梳齒(6b)擋住，翅片(7)被設(shè)置在所述第二流道(4)內(nèi)以構(gòu)成芯(8)，芯主體(5)的外周與筒狀機(jī)殼(9)配合，以擋住鄰近的折起端邊緣(1)、(2)，第一流體(10)由所述機(jī)殼(9)的外表面上的一對(duì)進(jìn)口/出口(11)引導(dǎo)到每個(gè)第一流道(3)，而第二流體(12)經(jīng)由每個(gè)第二流道(4)從所述機(jī)殼(9)的筒狀開口(13)中的一個(gè)引導(dǎo)到另一開口(13)，其中，在每個(gè)所述梳狀構(gòu)件(6)中，其齒基部(6c)與每個(gè)梳齒(6b)垂直相交，每個(gè)梳齒(6b)的根部(14)沿著齒基部(6c)被彎曲成L形，齒基部(6c)的平面與所述折起端邊緣(2)接觸，并且梳狀構(gòu)件(6)和芯主體(5)之間的每個(gè)連接部分被銅焊/固定為一體。
2.如權(quán)利要求1所述的換熱器，其特征在于，其中一個(gè)梳狀構(gòu)件(6)的每個(gè)梳齒(6b)的頂端部分具有弧形部分(24)，該弧形部分(24)的端部被形成為面向另一梳狀構(gòu)件(6)，所述第一流體(10)從所述一個(gè)梳狀構(gòu)件(6)的所述齒基部(6c)附近被引導(dǎo)到每個(gè)第一流道(3)。
3.如權(quán)利要求2所述的換熱器，其特征在于，所述弧形部分(24)的頂端被折起，從而形成折起頂端部分(24a)，該折起頂端部分(24a)與所述芯主體(5)的折起端邊緣(1)接觸或固定到該折起端邊緣(1)。
全文摘要
在一種換熱器中，零件數(shù)量少，裝配容易，各零件的結(jié)合部分較少，銅焊的可靠性提高，條形金屬板被來回彎曲地扇形折疊以構(gòu)成芯主體(5)，在厚度方向上交替地形成第一流道(3)和第二流道(4)。每個(gè)第一流道(3)的兩端被一對(duì)梳狀構(gòu)件(6)的梳齒(6b)擋住，翅片(7)設(shè)置在第二流道(4)內(nèi)以構(gòu)成芯(8)。在該換熱器中，筒狀機(jī)殼(9)與芯主體(5)的外周配合，該換熱器的特征在于梳狀構(gòu)件(6)被形成為使得其齒基部(6c)與每個(gè)梳齒(6b)垂直，并且沿著齒基部(6c)以L形彎曲每個(gè)梳齒(6b)的根部(14)，齒基部(6c)的平面與折起端邊緣(2)接觸，并且梳狀構(gòu)件(6)與芯主體(5)在它們的接觸部分被固定地銅焊為一體。
文檔編號(hào)F28D9/02GK101048638SQ20058003290
公開日2007年10月3日 申請(qǐng)日期2005年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月28日
發(fā)明者中村洋一 申請(qǐng)人:株式會(huì)社T.Rad