專利名稱：熱交換器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種通過交替配置多個第1傳熱板及多個第2傳熱板從而交替圍成高溫流體通道及低溫流體通道的熱交換器。
背景技術：
該熱交換器已由本發(fā)明人提出的日本專利特愿平7-193208號和特愿平8-275057號申請所公開。
可是，上述現有的熱交換器通過在將形成為角形的傳熱板的頂點部切斷的切斷面釬焊隔板加以接合，從而將高溫流體通道入口和低溫流體出口間分開，將低溫流體通道入口和高溫流體出口間分開。為此，傳熱板的切斷面與隔板的接合部成為線接觸，為了確實地進行釬焊，不僅需要對上述切斷面進行精密的精加工，而且即使進行該精加工，也難于獲得足夠的接合強度。
另外，上述現有的熱交換器由于將傳熱板的軸向兩端部切斷成角形、形成流體通道出入口，所以，在相對軸線傾斜流入的流體于流體通道入口的近旁旋轉的區(qū)域，或在沿軸線流動的流體于流體通道出口的近旁沿與軸線傾斜的方向旋轉的區(qū)域，旋轉方向內外的流路長度差產生從旋轉方向外側朝向內側的的偏流，所以，在旋轉方向外側的流量減少，在旋轉方向內側的流量增加，該流量的不均勻使換熱效率下降。
另外，上述現有的熱交換器是通過將折板坯料彎折成曲折狀，制作具有90°中心角的組件，沿周向連接4個該組件，構成圓環(huán)狀的熱交換器，但當通過組合多個組件構成熱交換器時，不用說會增加部件個數，而且由于組件相互間的接合部分發(fā)生在4處，所以流體從接合部泄漏的可能性也因此提高。
發(fā)明的公開本發(fā)明就是鑒于上述情況而作出的，其第1個目的在于使不用在傳熱板的端部進行精密的精加工即可獲得足夠的接合強度。本發(fā)明的第2個目的在于可抑制在熱交換器的流體通道出入口近旁的方向變換部產生流體偏流，防止換熱效率下降。本發(fā)明的第3個目的在于減少熱交換器的部件數目，并將流體從折板坯料的接合部的泄漏抑制到最小限度。
為了達到上述第1個目的，按照本發(fā)明的第1特征，提供一種熱交換器，在圍于徑向外周壁和徑向內周壁之間的圓環(huán)狀空間以輻射狀配置多個第1傳熱板及多個第2傳熱板，通過相互接合形成于第1傳熱板及第2傳熱板的多個凸起，在鄰接的第1傳熱板及第2傳熱板之間沿周向交替形成高溫流體通道和低溫流體通道；其特征在于將第1傳熱板及第2傳熱板的軸向兩端部切割成有2個端緣的角形，通過在高溫流體通道的軸向一端部封閉上述2個端緣的一方而開放另一方，形成高溫流體通道入口，同時，通過在高溫流體通道的軸向另一端部封閉上述2個端緣的一方而開放另一方，形成高溫流體通道出口，通過在低溫流體通道的軸向一端部封閉上述2個端緣的另一方而開放一方，形成低溫流體通道出口，同時，通過在低溫流體通道的軸向另一端部封閉上述2個端緣的另一方而開放一方，形成低溫流體通道入口；在該熱交換器中，相互重合并接合將上述角形頂點部分一方折曲形成的凸緣部，由該重合的凸緣部分隔在上述高溫流體通道入口和低溫流體通道出口之間，相互重合并接合將上述角形頂點部分另一方折曲形成的凸緣部，由該重合的凸緣部分隔在上述高溫流體通道出口和低溫流體通道入口之間。
按照上述構成，環(huán)形熱交換器將傳熱板的軸向兩端部切斷成角形從而形成流體通道出入口，相互重合并接合通過彎折上述角形頂點部分形成的凸緣部，將隔板接合在該重合的凸緣部，從而將流體通道出入口間進行分隔，所以，與以線接觸狀態(tài)將隔板接合在切斷傳熱板的端面的場合相比，不僅能夠以面接觸狀態(tài)接合重合的凸緣部，增加接合強度，而且由于不需要對切斷面進行精密的精加工，所以可由1道工序完成傳熱板的凸起相互間的接合和凸緣部的接合，削減加工成本。
如在第1折線和第2折線交替連設第1傳熱板和第2傳熱板構成折板坯料，在該第1折線和第2折線將折板坯料彎折成曲折狀，在徑向外周壁接合第1折線，同時在徑向內周壁接合第2折線，則與分別由別的構件構成第1傳熱板和第2傳熱板并使其相互接合的場合相比，不僅可削減部件數目，而且可防止第1傳熱板和第2傳熱板錯位，提高加工精度。
如將凸緣部彎折成圓弧狀并使其相互接合，同時使為了封閉流體通道出入口而沿第1傳熱板和第2傳熱板的角形端緣形成的凸條的高度在凸緣部遂漸減少，則可在凸緣部防止相互接觸的凸條相互間的干涉，并防止在凸條間產生間隙，從而提高流體的密封性。
為了達到上述第1個目的，按照本發(fā)明的第2特征，提供一種熱交換器，對于形成為矩形的多個第1傳熱板及第2傳熱板將它們的一對長邊接合在第1底壁和第2底壁，而且將它們的一對短邊接合在第1端壁和第2端壁，相互接合形成于第1傳熱板及第2傳熱板的多個凸起，從而在鄰接的第1傳熱板及第2傳熱板之間交替形成高溫流體通道和低溫流體通道；其特征在于在第1底壁分別沿著第1端壁和第2端壁形成與上述高溫流體通道相連的高溫流體通道入口和高溫流體通道出口，在第2底壁分別沿著第2端壁和第1端壁形成與上述低溫流體通道相連的低溫流體通道入口和低溫流體通道出口；在該熱交換器中，相互重合并接合經折曲上述一對短邊部分形成的凸緣部，在該重合的凸緣部分別接合上述第1、第2端壁。
按照上述構成，長方體的熱交換器將形成為矩形的多個傳熱板的一對長邊分別接合在底壁，而且將一對短邊分別接合在端壁，在兩底壁的長邊方向兩端部形成流體通道出入口；在該熱交換器中，相互重合并接合彎折傳熱板的短邊部分形成的凸緣部，在該重合的凸緣部接合端壁，從而在流體通道出入口間進行分隔，所以，與以線接觸狀態(tài)將端壁接合在切斷傳熱板的端面的場合相比，不僅能夠以面接觸狀態(tài)接合重合的凸緣部，增加接合強度，而且由于不需要對切斷面進行精密的精加工，所以可由1道工序完成傳熱板的凸起相互間的接合和凸緣部的接合，削減加工成本。
如在第1折線和第2折線交替連設第1傳熱板和第2傳熱板構成折板坯料，在該第1折線和第2折線將折板坯料彎折成曲折狀，在第1底壁接合第1折線，同時在第2底壁接合第2折線，則與分別由別的構件構成第1傳熱板和第2傳熱板并使其相互接合的場合相比，不僅可削減部件數目，而且可防止第1傳熱板和第2傳熱板錯位，提高加工精度。
為了達到上述第2個目的，按照本發(fā)明的第3特征，提供一種熱交換器，通過在圍于徑向外周壁和徑向內周壁之間的圓環(huán)狀空間以輻射狀配置多個第1傳熱板及多個第2傳熱板，在鄰接的第1傳熱板及第2傳熱板之間沿周向交替形成高溫流體通道和低溫流體通道，其特征在于將第1傳熱板及第2傳熱板的軸向兩端部切割成有2個端緣的角形，通過在高溫流體通道的軸向一端部封閉上述2個端緣的一方而開放另一方，形成高溫流體通道入口，同時，通過在高溫流體通道的軸向另一端部封閉上述2個端緣的一方而開放另一方，形成高溫流體通道出口，通過在低溫流體通道的軸向一端部封閉上述2個端緣的另一方而開放一方，形成低溫流體通道出口，同時，通過在低溫流體通道的軸向另一端部封閉上述2個端緣的另一方而開放一方，形成低溫流體通道入口，相互接合形成于第1傳熱板及第2傳熱板兩面的多個凸起；在該熱交換器中，上述凸起的配置節(jié)距在第1傳熱板及第2傳熱板的軸向兩端部和軸向中間部不同。
按照上述構成，圓環(huán)狀的熱交換器將傳熱板的軸向兩端部切斷成角形，形成流體通道出入口，在該熱交換器中，形成于傳熱板的凸起的配置節(jié)距在傳熱板的軸向兩端部與軸向中間部不同，所以，通過由凸起使流體通道出入口近旁的流體的流路阻力變化，可防止在流體方向變換部產生偏流，實現換熱效率的提高和壓力損失的減少。
在對著高溫流體通道和低溫流體通道出入口的部分，在與通過該出入口的流體的流動方向大體垂直的方向，使凸起的配置節(jié)距在靠近角形基部的部分較密，在靠近前端部的部分較疏，則可通過凸起的密的配置增加在因流路長度短而使流體易于流動的方向變換部的徑向內側的流路阻力，通過凸起的疏的配置減少在因流路長度長而使流體難于流動的方向變換部的徑向外側的流路阻力，從而防止在流體的上述方向變換部產生偏流，實現換熱效率的提高和壓力損失的減少。
在第1傳熱板和第2傳熱板的軸向中間部，如在徑向使傳熱單位數大體為一定地設定第1傳熱板和第2傳熱板的凸起的配置節(jié)距，則可在徑向使傳熱板的溫度分布均勻化，避免換熱效率的下降和不良熱應力。設第1傳熱板和第2傳熱板的熱通過率為K，第1傳熱板和第2傳熱板的面積為A，流體的比熱為C，流過上述傳熱面積的流體的質量流量為dm/dt，則傳熱單位數Ntu可由下式定義Ntu＝(K×A)/[C×(dm/dt)]在第1傳熱板和第2傳熱板的軸向中間部，如不沿通過該軸向中間部的流體的流動方向排列地配置凸起，則可由凸起充分地攪拌流體，提高換熱效率。
為了達到上述第2個目的，按照本發(fā)明的第4特征，提供一種熱交換器，通過平行配置形成為矩形的多個第1傳熱板及第2傳熱板，使它們的一對長邊接合在第1底壁和第2底壁，并使它們的一對短邊接合在第1端壁和第2端壁，從而在鄰接的第1傳熱板及第2傳熱板之間交替形成高溫流體通道和低溫流體通道，其特征在于在第1底壁分別沿著第1端壁和第2端壁形成與上述高溫流體通道相連的高溫流體通道入口和高溫流體通道出口，在第2底壁分別沿著第2端壁和第1端壁形成與上述低溫流體通道相連的低溫流體通道入口和低溫流體通道出口，相互接合形成于第1傳熱板及第2傳熱板兩面的多個凸起；在該熱交換器中，上述凸起的配置節(jié)距在第1傳熱板及第2傳熱板的長邊方向兩端部和長邊方向中間部不同。
按照上述構成，由于在將流體通道出入口形成于矩形傳熱板的長邊方向兩端部的長方體的熱交換器中，使形成于傳熱板的凸起的配置節(jié)距在傳熱板的長邊方向兩端部與長邊方向中間部不同，所以，當在流體通道出入口近旁使流體回轉時，可由凸起控制流體的流路阻力，防止在流體中產生朝向旋轉方向內側的偏流，提高換熱效率和減少壓力損失。
在對著高溫流體路和低溫流體通道出入口的部分，使與通過該出入口的流體的流動方向大體垂直的方向的凸起的配置節(jié)距在遠離第1端壁和第2端壁的部分較密，在靠近的部分較疏，則可通過凸起的密的配置增加在因流路長度短而使流體易于流動的方向變換部徑向內側的流路阻力，通過凸起的巰的配置減少在因流路長度長而使流體難于流動的方向變換部徑向外側的流路阻力，從而防止在流體的上述方向變換部產生偏流，實現換熱效率的提高和壓力損失的減少。
為了達到上述第3個目的，按照本發(fā)明的第5特征，提供一種熱交換器，通過在圍于徑向外周壁和徑向內周壁之間的圓環(huán)狀空間以輻射狀配置多個第1傳熱板及多個第2傳熱板，在鄰接的第1傳熱板及第2傳熱板之間沿周向交替形成高溫流體通道和低溫流體通道，其特征在于在第1折線和第2折線交替連設多個第1傳熱板及多個第2傳熱板構成折板坯料，在該折線將該折板坯料彎折成曲折狀，通過將上述第1折線和第2折線分別接合在徑向外周壁和徑向內周壁，沿輻射方向配置第1傳熱板及第2傳熱板，在鄰接的第1傳熱板及第2傳熱板之間沿周向交替形成高溫流體通道和低溫流體通道，而且在上述高溫流體通道的軸向兩端部開口地形成高溫流體通道入口和高溫流體通道出口，同時，在上述低溫流體通道的軸向兩端部開口地形成低溫流體通道入口和低溫流體通道出口；在該熱交換器中，沿360°將1片折板坯料彎折成曲折狀，在包含第1折線或第2折線的部分使其兩端部重合并將其接合。
按照上述構成，在第1折線和第2折線連設第1傳熱板和第2傳熱板構成折板坯料，將該折板坯料彎折成曲折狀構成圓環(huán)狀的熱交換器，此時，由于沿360°將1片折板坯料彎折成曲折狀，在包含第1折線或第2折線的部分使其兩端部重合并將接合，所以，不僅可由最少的部件個數構成熱交換器，而且折板坯料的接合部的數量變成最少的1處，可將流體泄漏的可能性抑制到最小限度。另外，由于折板坯料的兩端部僅是簡單地切斷，所以不需要特別的加工，使加工工時減少，而且由于在包含第1折線或第2折線的折曲部使其兩端部重合并將其接合，所以接合強度也增加。另外，通過變更折板坯料的切斷位置調節(jié)第1傳熱板和第2傳熱板的片數，可對鄰接第1傳熱板和第2傳熱板的圓周方向的節(jié)距進行微調。
附圖的簡單說明

圖1-圖12示出本發(fā)明的第1實施例，圖1為燃氣渦輪發(fā)動機的全體側視圖，圖2為圖1的2-2線剖視圖，圖3為圖2的3-3線放大剖視圖(燃氣通道的剖視圖)，圖4為圖2的4-4線放大剖視圖(空氣通道的剖視圖)，圖5為圖3的5-5線放大剖視圖，圖6為圖3的6-6線放大剖視圖，圖7為圖3的7-7線放大剖視圖，圖8為折板坯料的展開圖，圖9為熱交換器的要部透視圖，圖10為示出燃氣及空氣的流動的示意圖，圖11為說明使凸起的節(jié)距均勻的場合的作用的圖，圖12為說明使凸起的節(jié)距不均勻的場合的作用的圖，圖13-17為示出本發(fā)明的第2實施例的圖，圖13為熱交換器的透視圖，圖14為圖13的14-14線放大剖視圖(燃氣通道的剖視圖)，圖15為圖13的15-15線放大剖視圖(空氣通道的剖視圖)，圖16為圖14的16-16線放大剖視圖，圖17為圖14的17-17線放大剖視圖，圖18-21為示出第1實施例的變形例的圖，圖18為與第1實施例的圖8對應的圖，圖19為圖18的要部放大圖，圖20為圖19的20向視圖，圖21為與第1實施例的圖7對應的圖。
實施發(fā)明的最佳形式首先根據圖1-12說明本發(fā)明的第1實施例。
如圖1及圖2那樣，燃氣渦輪發(fā)動機E具有將圖中未示出的燃燒器、壓縮機、渦輪等收容于內部的發(fā)動機本體1，環(huán)繞該發(fā)動機本體1的外周配置圓環(huán)狀的熱交換器2。在熱交換器2沿圓周方向上交替形成通過渦輪的溫度較高的燃氣所通過的燃氣通道4…和由壓縮機壓縮了的溫度較低的空氣通過的空氣通道5…(參照圖5)。圖1中的斷面與燃氣通道4…相對應，空氣通道5…鄰接著該燃氣通道4…的靠紙面外方側和靠里面?zhèn)刃纬伞?br> 熱交換器2的沿軸線的斷面形狀為軸向長徑向短的扁平六角形，其徑向外周面由大直徑圓筒狀的外殼6封閉，其徑向內周面由小直徑圓筒狀的內殼7封閉。熱交換器2的縱斷面的前端側(圖1的左側)被切割成不等長的角形，在對應該角形頂點的部分釬焊著與發(fā)動機本體1的外周相連的端板8。另外，熱交換器2的斷面的后端側(圖1的右側)被切割成不等長的角形，在對應該角形頂點的部分釬焊著與外箱9相連的端板10。
熱交換器2的各燃氣通道4在圖1中的左上及右下具有燃氣通道入口11及燃氣通道出口12，在燃氣通道入口11連接著沿發(fā)動機本體1外周形成的用于導入燃氣的空間(簡稱燃氣導入管)13的下游端，同時，在燃氣通道出口12連接著延伸到發(fā)動機本體1內部的用于排出燃氣的空間(簡稱燃氣排出管)14的上游端。
熱交換器2的各空氣通道5在圖1中的右上及左下具有空氣通道入口15及空氣通道出口16，在空氣通道入口15連接著沿外箱9內周形成的用于導入空氣的空間(簡稱空氣導入管)17的下游端，同時，在空氣通道出口16連接著延伸到發(fā)動機本體1內部的用于排出空氣的空間(簡稱空氣排出管)18的上游端。
這樣，如圖3、圖4及圖10所示，燃氣與空氣相互沿相反方向流動并且相互交叉，從而實現了換熱效率高的逆流及所謂的交叉流動。即，通過使高溫流體和低溫流體相互朝相反的方向流動，可以沿該流路的全長在高溫流體和低溫流體間保持大的溫差，提高換熱效率。
驅動渦輪的燃氣的溫度在燃氣通道入口11…約為600-700℃，當該燃氣通過燃氣通道4…時，經與空氣進行熱交換，在燃氣通道出口12將其冷卻到約300-400℃。另一方面，由壓縮機壓縮后的空氣的溫度在空氣通道入口15…約為200-300℃，當該空氣通過空氣通道5…時，經與燃氣進行熱交換，在空氣通道出口16被加熱到約500-600℃。
下面，參照圖3-圖9說明熱交換器2的構造。
如圖3、圖4及圖8所示，熱交換器2的本體部由折板坯料21制造而成，該折板坯料21在預先將不銹鋼等的金屬薄板切割成規(guī)定形狀后于其表面用壓力加工形成凹凸。折板坯料21交替地配置第1傳熱板S1…及第2傳熱板S2…，通過山形折線L1和谷形折線L2折成曲折狀。山形折疊是朝紙面的外側凸起折疊，谷形折疊是朝紙面的里側凸起折。各山形折線L1和谷形折線L2不是單純的直線，為了在第1傳熱板S1…與第2傳熱板S2…之間形成規(guī)定的空間，實際上是由圓弧狀的折線構成。
在第1傳熱板S1…與第2傳熱板S2…采用壓力成形的方法形成以不等間隔配置的多個第1凸起22…和第2凸起23…。在圖8中以×符號示出的第1凸起22…向紙面外側凸出，以○符號示出的第2凸起23…向紙面里側凸出。
在第1、第2傳熱板S1、S2的切割成角形的前端部及后端部壓力成形有朝圖8中的紙面外側凸出的第1凸條24F…、24R…和朝紙面里側凸出的第2凸條25F…、25R…。第1傳熱板S1…與第2傳熱板S2…都在對角位置配置有前后一對第1凸條24F…、24R…，在另外的對角位置配置有前后一對第2凸條25F…、25R…。
圖3所示第1傳熱板S1的第1凸起22…、第2凸起23…、第1凸條24F…、24R…及第2凸條25F…、25R…的凹凸關系與圖8所示的第1傳熱板S1相反，這是因為圖3是從背面觀看第1傳熱板S1時的狀態(tài)。
從圖5和圖8可知，通過在山形折線L1折曲該折板坯料21的第1傳熱板S1…及第2傳熱板S2…而在兩傳熱板S1…、S2…間形成燃氣通道4…時，第1傳熱板S1的第2凸起23…的頂端與第2傳熱板S2的第2凸起23…的頂端相互接觸并釬焊在一起。另外，第1傳熱板S1的第2凸條25F、25R與第2傳熱板S2的第2凸條25F、25R互接觸并釬焊在一起，封閉圖3所示的燃氣通道4的左下部分及右上部分，同時，第1傳熱板S1的第1凸條24F、24R與第2傳熱板S2的第1凸條24F、24R存有間隙地相向，在圖3所示燃氣通道4的左上部分及右下部分分別形成燃氣通道入口11及燃氣通道出口12。
通過在谷形折線L2折曲該折板坯料21的第1傳熱板S1…及第2傳熱板S2…而在兩傳熱板S1…、S2…間形成空氣通道5…時，第1傳熱板S1的第1凸起22…的頂端與第2傳熱板S2的第1凸起22…的頂端相互接觸并釬焊在一起。另外，第1傳熱板S1的第1凸條24F、24R與第2傳熱板S2的第1凸條24F、24R互接觸并釬焊在一起，封閉圖4所示的空氣通道5的左上部分及右下部分，同時，第1傳熱板S1的第2凸條25F、25R與第2傳熱板S2的第2凸條25F、25R存有間隙地相向，在圖4所示空氣通道5的右上部分及左下部分分別形成空氣通道入口15及空氣通道出口16。
第1凸起22…與第2凸起23…大體為圓錐臺形狀，它們的頂端部相互以面接觸以提高釬焊強度。另外，第1凸條24F…、24R…和第2凸條25F…、25R…也具有大體為臺狀的斷面，它們的頂端部也相互以面接觸以提高釬焊強度。
由圖5可知，由于空氣通道5…的徑向內周部分相當于折板坯料21的折曲部(谷形折線L2)，所以自動封閉，而空氣通道5…的徑向外周部分開放，該開放部釬焊于外殼6而被封閉。另一方面，由于燃氣通道4…的徑向外周部分相當于折板坯料21的折曲部(山形折線L1)，所以自動封閉，而燃氣通道4…的徑向內周部分開放，該開放部釬焊于內殼7而被封閉。
當將折板坯料21折曲成曲折狀時，鄰接的山形折線L1之間不相互接觸，但通過第1凸起22…相互接觸而將上述山形折線L1的相互間隔保持為一定。另外，鄰接的谷形折線L2之間不相互接觸，但通過第2凸起23…相互接觸而將上述谷形折線L2的相互間隔保持為一定。
當將上述折板坯料21折曲成曲折狀以制作熱交換器2的本體部時，第1傳熱板S1…及第2傳熱板S2…從熱交換器2的中心配置成放射狀。因此，鄰接的第1傳熱板S1…及第2傳熱板S2…間的距離在與外殼6相接的徑向外周部最大，而在與內殼7相接的徑向內周部最小。所以，上述第1凸起22…、第2凸起23…、第1凸條24F、24R及第2凸條25F、25R的高度從徑向內側向外側遂漸增加，由此可將第1傳熱板S1…及第2傳熱板S2…正確地配置成放射狀(參照圖5)。
通過采用上述放射狀的折板構造，可同心地對外殼6及內殼7進行定位，從而可以精密地保持熱交換器2的軸對稱性。
從圖7和圖9可看出，通過將第1傳熱板S1…及第2傳熱板S2…的前端和后端的切割成角形的頂點部分朝熱交換器2的圓周方向彎折比90°稍小的角度，形成矩形的小片狀凸緣26…。當將折板坯料21彎曲成曲折狀時，第1傳熱板S1…及第2傳熱板S2…的凸緣26…的一部分重合到與其相鄰的凸緣部26…的一部分并以面接觸狀態(tài)釬焊，構成整體上呈環(huán)狀的接合凸緣27。然后，該接合凸緣27通過釬焊接合于前后的端板8、10。
此時，接合凸緣27的前面形成臺階狀，在與端板8、10之間形成一些間隙，但該間隙由釬料(參照圖7)封閉。另外，雖然凸緣部26…從形成于第1傳熱板S1…及第2傳熱板S2…的第1凸條24F、24R及第2凸條25F、25R頂端近旁彎折，但當在山形折線L1和谷形折線L2彎折折板坯料21時，在第1凸條24F、24R及第2凸條25F、25R的頂端與凸緣部26…之間形成一些間隙，但該間隙由釬料(參照圖7)封閉。
可是，如平坦地切斷第1傳熱板S1…及第2傳熱板S2…的角形頂點部分，在其切斷了的端面釬焊端板8、10，則需先彎折折板坯料21，相互釬焊第1傳熱板S1…及第2傳熱板S2…的第1凸起22…、第2凸起23…、第1凸條24F、24R及第2凸條25F、25R，之后，對上述頂點部分進行精密的切斷加工，再釬焊端板8、10，此時釬焊有2道工序，不僅工時增加，而且在切斷面需要高加工精度，所以成本增加，而且由于在小面積的切斷面進行釬焊而難以獲得足夠的強度。然而，通過釬焊彎折的凸緣部26…，不僅可以1道工序完成上述第1凸起22…、第2凸起23…、第1凸條24F、24R及第2凸條25F、25R的釬焊和凸緣部26…的釬焊，而且不需要角形頂點部分的精密切斷加工，同時，由于為在面接觸凸緣部26…相互間進行釬焊，所以釬焊強度也大幅度增加。另外，由于凸緣部26…自身構成接合凸緣27，所以可削減部件數量。
通過將折板坯料21彎折成輻射狀且成曲折狀連續(xù)地形成第1傳熱板S1…及第2傳熱板S2…，與交替釬焊一塊一塊獨立的第1傳熱板S1…和一塊一塊獨立的第2傳熱板S2…的場合相比，不僅可大幅度削減部件數量和釬焊位置，而且可提高完成的制品的尺寸精度。
從圖5和圖6可看出，當將形成為帶狀的1片折板坯料21彎折成曲折狀構成熱交換器2的本體部時，該折板坯料21的兩端部一體地接合在熱交換器2的徑向外周部分。為此，將夾著接合部鄰接第1傳熱板S1…及第2傳熱板S2…的端緣在山形折線L1的近旁切斷成J字狀，例如在第1傳熱板S1…的J字狀切斷部的內周嵌合并釬焊第2傳熱板S2…的J字狀切斷部的外周。由于第1、第2傳熱部S1、S2的J字狀切斷部相互嵌合，所以外側的第1傳熱板S1…的J字狀切斷部擴開，內側的第2傳熱板S2…的J字狀切斷部收緊，朝熱交換器2的徑向內側進一步壓縮內側的第2傳熱板S2。
通過采用上述構造，不需要特別的接合構件來接合折板坯料21的兩端部，另外，不需要改變折板坯料21形狀等的特別的加工，所以可削減部件數量和加工費用，并可避免增加接合部的熱質量(heat mass)。另外，由于不產生不是燃氣通道4…也不是空氣通道5…的死空間，所以，可以最大限度地抑制流路阻力的增加，不存在換熱效率降低的危險。由于第1、2傳熱板S1、S2的J字狀切斷部的接合部分變形，所以易產生微小間隙，但通過由1片折板坯料21構成熱交換器2的本體部，可將上述接合部分作為最小的1處，將流體的泄漏抑制在最小限度。另外，在將1片折板坯料21彎折成曲折狀構成圓環(huán)狀的熱交換器2的本體部時，如連成一體的第1、2傳熱板S1…、S2…的片數不適當，則第1、2傳熱板S1…、S2…的周向節(jié)距變得不適當，而且第1凸起22…和第2凸起23…的頂端有可能分離、壓壞。然而，只需變更折板坯料21的切斷位置、適當變更連成一體的第1、2傳熱板S1…、S2…的片數，即可容易地對上述周向節(jié)距進行微調。
在燃氣渦輪發(fā)動機E的運行過程中，燃氣通道4…的壓力較低，空氣通道5…的壓力較高，所以，該壓力差在第1傳熱板S1…及第2傳熱板S2…作用彎曲負荷，但由相互接觸并釬焊的第1凸起22…及第2凸起23…可以獲得能夠承受上述負荷的足夠的剛性。
另外，由第1凸起22…及第2凸起23…可以增加第1傳熱板S1…及第2傳熱板S2…的表面積(即燃氣通道4…和空氣通道5…的表面積)，而且由于攪拌燃氣及空氣的氣流，所以，可以提高換熱效率。
表示燃氣通過4…及空氣通道5…間的熱傳遞量的傳熱單位數Ntu可由下式計算Ntu＝(K×A)/[C×(dm/dt)] …(1)在上述(1)式中，K為第1傳熱板S1…及第2傳熱板S2…的熱通過率，A為第1傳熱板S1…及第2傳熱板S2…的面積(傳熱面積)，C為流體的比熱，dm/dt為流過上述傳熱面積的流體的質量流量。上述傳熱面積A及比熱C為常數，但上述熱通過率K及質量流量dm/dt為鄰接的第1凸起22…間或鄰接的第2凸起23…間的節(jié)距P(參照圖5)的函數。
當傳熱單位數Ntu沿第1傳熱板S1…及第2傳熱板S2…的徑向變化時，第1傳熱板S1…及第2傳熱板S2…的溫度分布在徑向上不均勻，不僅換熱效率降低，而且，第1傳熱板S1…及第2傳熱板S2…沿徑向不均勻地進行熱膨脹，產生不良的熱應力。因此，如適當地設定第1凸起22…及第2凸起23…的徑向配置節(jié)距P，使傳熱單位數Ntu在第1傳熱板S1…及第2傳熱板S2…的徑向各部位一定，則上述各問題得以解決。
如圖11A所示，在沿熱交換器2的徑向將上述節(jié)距P設為一定的場合，如圖11B所示，傳熱單位數Ntu在徑向內側部分大，在徑向外側部分小，所以，如圖11C所示，第1傳熱板S1…及第2傳熱板S2…的溫度分布也在徑向內側部分高，在徑向外側部分低。另一方面，如圖12A所示，如使上述節(jié)距P在徑向內側部分大，在徑向外側部分小，則如如圖12B及圖12C所示那樣，可以使傳熱單位數Ntu及溫度分布在徑向大體一定。
由圖3-圖5可知，在本實施例的熱交換器2中，在第1傳熱板S1…及第2傳熱板S2…的軸向中間部(即除了軸向兩端的角形部以外的部分)的徑向外側部分設置第1凸起22…及第2凸起23…的徑向配置節(jié)距P小的區(qū)域R1，同時，在其徑向內側部分設置第1凸起22…及第2凸起23…的徑向配置節(jié)距P大的區(qū)域R2。這樣，可在第1傳熱板S1…及第2傳熱板S2…的軸向中間部的整個區(qū)域使傳熱單位數Ntu大體一定，提高熱交換率和減輕熱應力。
如熱交換器2的全體形狀和第1凸起22…及第2凸起23…的形狀不同，則熱通過率K及質量流量dm/dt也變化，所以，適當的節(jié)距P的配置也與本實施例不同。因此，除如本實施例那樣的節(jié)距P朝徑向外側遂漸減少的場合以外，也有朝徑向外側遂漸增加的場合。然而，如設定上述(1)式成立的那樣節(jié)距P的配置，則不論熱交換器的全體形狀和第1凸起22…及第2凸起23…的形狀如何，都可以獲得上述作用效果。
如圖3及圖4可知，在第1傳熱板S1…及第2傳熱板S2…的軸向中間部，鄰接的第1凸起22…相互間或鄰接的第2凸起23…相互間不沿熱交換器2的軸向(燃氣和空氣的流動方向)排列，而是相對軸傾斜規(guī)定角度地排列。換言之，考慮不在與熱交換器2的軸線平行的直線上連續(xù)配置第1凸起22…和連續(xù)配置第2凸起23…。這樣，在第1傳熱板S1…及第2傳熱板S2…的中間部，可由第1凸起22…及第2凸起23…將燃氣通道4…和空氣通道5…形成為迷宮形，提高換熱效率。
另外，在第1傳熱板S1…及第2傳熱板S2…的軸向兩端的角形部以與上述軸向中間部不同的配置節(jié)距配置第1凸起22…及第2凸起23…。在圖3所示的燃氣通道4中，從燃氣通道入口11朝箭頭a方向流入的燃氣沿軸向旋轉，流向箭頭b方向，再沿箭頭c方向旋轉，從燃氣通道出口12流出。當燃氣在燃氣通道入口11近旁改變方向時，在旋轉方向內側(熱交換器2的徑向外側)燃氣的流路PS變短，在旋轉方向外側(熱交換器2的徑向內側)燃氣的流路PL變長。另一方面，當燃氣在燃氣通道出口12的近旁變換方向時，在旋轉方向內側(熱交換器2的徑向內側)燃氣的流路PS變短，在旋轉方向外側(熱交換器2的徑向外側)燃氣的流路PL變長。當燃氣的流路長度如這樣在燃氣的旋轉方向內側和外側產生差別時，燃氣從旋轉方向外側朝因流路長度短而使得流路阻力小的旋轉方向內側偏流，燃氣的流動變得不均勻，換熱效率下降。
因此，在燃氣通道入口11和燃氣通道出口12近旁的區(qū)域R3、R3，從旋轉方向外側向內側遂漸變密地改變與燃氣的流向垂直的方向上的第1凸起22…及第2凸起23…的配置節(jié)距。這樣，通過在區(qū)域R3、R3使第1凸起22…及第2凸起23…的配置節(jié)距不均勻，可在因燃氣流路長度短使得流路阻力小的旋轉方向內側緊密地配置第1凸起22…及第2凸起23…，增加流路阻力，在上述區(qū)域R3、R3的全體使流路阻力均勻化。由此可防止上述偏流的發(fā)生，避免換熱效率的下降。特別是與第1凸條24F、24R內側鄰接的第1列的凸起都由凸出到燃氣通道4內的第2凸起23…(在圖3中用×號表示)構成，所以通過使該第2凸起23…的配置節(jié)距不均勻，可有效地發(fā)揮防偏流效果。
同樣，在圖4所示的空氣通道5中，從空氣通道入口15沿箭頭d方向流入的空氣朝軸向旋轉，流向箭頭e方向，再沿箭頭f方向旋轉，從空氣通道出口16流出。當空氣在空氣通道入口15近旁改變方向時，在旋轉方向內側(熱交換器2的徑向外側)空氣的流路變短，在旋轉方向外側(熱交換器2的徑向內側)空氣的流路變長。另一方面，當空氣在空氣通道出口16的近旁變換方向時，在旋轉方向內側(熱交換器2的徑向內側)空氣的流路變短，在旋轉方向外側(熱交換器2的徑向外側)空氣的流路變長。當空氣的流路長度如這樣在空氣的旋轉方向內側和外側產生差別時，空氣從旋轉方向外側朝因流路長度短使得流路阻力小的旋轉方向內側偏流，換熱效率下降。
因此，在空氣通道入口15和空氣通道出口16近旁的區(qū)域R4、R4，從旋轉方向外側向內側遂漸變密地改變與空氣流向垂直的方向上的第1凸起22…及第2凸起23…的配置節(jié)距。這樣，通過在區(qū)域R4、R4使第1凸起22…及第2凸起23…的配置節(jié)距不均勻，可在因空氣流路長度短使得流路阻力小的旋轉方向內側緊密地配置第1凸起22…及第2凸起23…，增加流路阻力，在上述區(qū)域R4、R4的全體使流路阻力均勻化。由此可防止上述偏流的發(fā)生，避免換熱效率的下降。特別是與第2凸條25F、25R內側鄰接的第1列的凸起都由凸出到燃氣通道4內的第1凸起22…(在圖4中用×號表示)構成，所以通過使該第1凸起22…的配置節(jié)距不均勻，可有效地發(fā)揮防偏流效果。
在圖3中，當燃氣流過與區(qū)域R3、R3鄰接的區(qū)域R4、R4時，該區(qū)域R4、R4的第1凸起22…及第2凸起23…的配置節(jié)距沿燃氣的流向不均勻，所以，該第1凸起22…及第2凸起23…的配置節(jié)距幾乎不對燃氣的流動產生影響。同樣，在圖4中，當空氣流過與區(qū)域R4、R4鄰接的區(qū)域R3、R3時，該區(qū)域R3、R3的第1凸起22…及第2凸起23…的配置節(jié)距沿空氣的流向不均勻，所以，該第1凸起22…及第2凸起23…的配置節(jié)距幾乎不對空氣的流動產生影響。
如圖3及圖4可知，在熱交換器2的前端部及后端部，第1傳熱板S1…及第2傳熱板S2…切割成分別有長邊及短邊的不等長的角形，沿著前端側及后端側的長邊分別形成燃氣通道入口11及燃氣通道出口12，同時，沿著后端側及前端側的短邊分別形成空氣通道入口15及空氣通道出口16。
這樣，在熱交換器2的前端部沿角形的二邊分別形成燃氣通道入口11及空氣通道出口16，同時，在熱交換器2的后端部沿角形的二邊分別形成燃氣通道出口12及空氣通道入口15，所以，比起不將熱交換器2的前端部及后端部切割成角形地形成上述入口11、15及出口12、16的場合，可以確保這些入口11、15及出口12、16的流路斷面積較大，將壓力損失抑制到最小限度。而且，由于沿上述角形的二邊形成入口11、15及出口12、16，所以，不僅可以使進出燃氣通道4…和空氣通道5…的燃氣和空氣的流路光滑，進一步減少壓力損失，而且可以不使流路急劇彎曲地沿軸向配置與入口11、15及出口12、16相連的管路，使熱交換器2的徑向尺寸小型化。
與通過空氣通道入口15及空氣通道出口16的空氣的體積流量相比，在該空氣中混合燃料使其燃燒、在渦輪使其進一步膨脹后的壓力下降了的燃氣的體積流量大。在本實施例中，由上述的不等長的角形，可以使體積流量小的空氣通過的空氣通道入口15及空氣通道出口16的長度小，使體積流量大的燃氣通過的燃氣通道入口11及燃氣通道出口12的長度大，這樣，可以使燃氣的流速相對降低，更為有效地避免壓力損失的發(fā)生。
從圖3和圖4的可看出，不銹鋼制的外箱9為了圍成空氣導入管17而具有外壁構件28、29和內壁構件30、31兩重構造，與前側的外壁構件28和內壁構件30的后端接合的前部凸緣32由多根螺栓34…接合于后部凸緣33，該后部凸緣33接合于后側的外壁構件29和內壁構件31的前端。此時，在前部凸緣32與后部凸緣33之間夾持有斷面為E形的環(huán)狀密封構件35，該密封構件35密封前部凸緣32與后部凸緣33的接合面，防止空氣導入管17內的空氣與燃氣導入管13內的燃氣的混合。
熱交換器2通過由與該熱交換器2相同材質的鎳鉻鐵耐熱耐蝕合金板材制成的熱交換器支承環(huán)36支承在外箱9的與后部凸緣33相連的內壁構件31。由于接合于后部凸緣33的內壁構件31的軸向尺寸小，所以該內壁構件31可實質上作為后部凸緣33的一部分。因此，也可不是在內壁構件31接合熱交換器支承環(huán)36，而是在直接接合在后部凸緣33。熱交換器支承部環(huán)36具有接合于熱交換器2外周面的第1環(huán)部361、接合于內壁構件31內周面的比上述第1環(huán)部361直徑大的第2環(huán)部362、及沿斜向連接于第1、2環(huán)部361、362的連接部363，斷面形成為臺階狀，由該熱交換器支承部環(huán)36密封燃氣通道入口11與空氣通道入口15之間。
熱交換器2的外周面的溫度分布在空氣通道入口15側(軸向后側)為低溫，在燃氣通道入口11側(軸向前側)為高溫。通過將熱交換器支承環(huán)36設置在比燃氣通道入口11更接近空氣通道入口15的位置，可將熱交換器2和外箱9的熱膨脹量的差抑制在最小限度，減少熱應力。另外，當熱膨脹量的差使熱交換器2與后部凸緣33相對變位時，該變位通過由板材制成的熱交換器支承環(huán)36的彈性變形吸收，從而可減輕作用在熱交換器2和外箱9的熱應力。特別是由于熱交換器支承環(huán)36的斷面形成為臺階狀，所以其折曲部容易變形，可有效地吸收熱膨脹量的差。
下面根據圖13-17說明本發(fā)明的第2實施例。
熱交換器2由上部底壁41和下部底壁42、前部端壁43和后部端壁44、及左側壁45和右側壁46圍住，整體上形成為長方體狀。沿左右方向延伸的燃氣通道入口11和燃氣通道出口12在上部底壁41的前部和后部開口，同時，沿左右方向延伸的空氣通道入口15和空氣通道出口16在下部底壁42的后部和前部開口。在熱交換器2的內部交替配置矩形的第1傳熱板S1…及第2傳熱板S2…，該第1傳熱板S1…及第2傳熱板S2…通過將折板坯料21沿山形折線L1和谷形折線L2折成曲折狀而形成。
在第1傳熱板S1…及第2傳熱板S2…之間，交替形成與上述燃氣通道入口11和燃氣通道出口12相連的燃氣通道4…和與上述空氣通道入口15和空氣通道出口16相連的燃氣通道5…。此時，通過釬焊形成于第1傳熱板S1…及第2傳熱板S2…的多個第1凸起22…及第2凸起23…的頂端相互之間，將第1傳熱板S1…及第2傳熱板S2…的間隔保持為一定。
折板坯料21在山形折線L1釬焊于上部底壁41，在谷形折線L2釬焊于下部底壁42。另外，第1傳熱板S1…及第2傳熱板S2…的短邊部分(即前端和后端)折曲比90°稍小的角度，形成矩形的凸緣部26…。凸緣部26…相互重合，以面接觸狀態(tài)釬焊，構成整體上呈矩形的接合凸緣27，該接合凸緣27通過釬焊接合于前部端壁43和后部端壁44。接合凸緣27與前后端壁43、44之間的間隙由釬料封閉(參照圖17)。通過這樣釬焊將第1傳熱板S1…及第2傳熱板S2…的端部折曲的凸緣部26…，不需要第1傳熱板S1…及第2傳熱板S2…的端部的精密切斷加工，所以，上述第1凸起22…及第2凸起23…的釬焊和凸緣部26…的釬焊可用1道工序完成，而且由于為在面接觸的凸緣部26…相互間進行釬焊，所以釬焊強度也大幅度增加。
如圖14和圖15所示，形成于第1傳熱板S1…及第2傳熱板S2…的第1凸起22…及第2凸起23…的配置，在第1傳熱板S1…及第2傳熱板S2…的前后方向中間部與前后方向兩端部(對著燃氣通道入口11和空氣通道出口16的部分，以及對著燃氣通道出口12和空氣通道入口15的部分)不同。
即，在第1傳熱板S1…及第2傳熱板S2…的前后方向中間部，第1凸起22…及第2凸起23…沿上下方向以等節(jié)距排列，而且沿前后方向以等節(jié)距排列。另一方面，在前后方向兩端部，第1凸起22…及第2凸起23…雖然沿上下方向以等節(jié)距排列，但沿前后方向以不等節(jié)距排列。具體地說，在對著燃氣通道入口11和空氣通道出口16的部分，隨著遠離其前端，前后方向的排列節(jié)距變密，另外，在對著燃氣通道出口12和空氣通道入口15的部分，隨著遠離其后端，前后方向的排列節(jié)距變密。
因此，在圖14中，當從燃氣通道入口11沿箭頭g方向流入的燃氣朝沿燃氣通道4的方向旋轉90°時，由緊密配置的第1凸起22…及第2凸起23…，增加因流路長度短而使得燃氣易于流動的旋轉方向內側通道的流路阻力，可使旋轉方向內外的燃氣的流量均勻化。另外，當在沿燃氣通道4的方向流動的燃氣旋轉90°從燃氣通道出口12沿箭頭h方向流出時，由緊密配置的第1凸起22…及第2凸起23…，增加因流路長度短而使得燃氣易于流動的旋轉方向內側通道的流路阻力，可使旋轉方向內外的燃氣的流量均勻化。
同樣，在圖15中，當從空氣通道入口15沿箭頭i方向流入的空氣朝沿空氣通道5的方向旋轉90°時，由緊密配置的第1凸起22…及第2凸起23…，增加因流路長度短而使得空氣易于流動的旋轉方向內側通道的流路阻力，可使旋轉方向內外的燃氣的流量均勻化。另外，當在沿空氣通道5的方向流動的空氣旋轉90°從空氣通道出口16沿箭頭j方向流出時，由緊密配置的第1凸起22…及第2凸起23…，增加因流路長度短而使得空氣易于流動的旋轉方向內側通道的流路阻力，可使旋轉方向內外的空氣的流量均勻化。
下面根據圖18-圖21說明上述第1實施例的變形例。
如圖18所示，在該變形例的折板坯料21的第1傳熱板S1…及第2傳熱板S2…中，角形頂點的凸緣部26的形狀與第1實施例稍有不同。圖19和圖20示出第1傳熱板S1…的凸緣部26的形狀，上述凸緣部26由第1凸條24F和第2凸條25F的高度遂漸減小的折曲部261和與該的折曲部261前端相連的平坦部262構成，平坦部262的長度在第1傳熱板S1長，在第2傳熱板S2短(參照圖18)。
由圖21可知，第1傳熱板S1…及第2傳熱板S2…的凸緣部26在該折曲部261的區(qū)間于90°的范圍彎折成圓弧狀，該平坦部262以面接觸狀態(tài)釬焊。此時，在折曲部261，第1凸條24F和第2凸條25F的高度遂漸減小，所以，當釬焊第1凸條24F或第2凸條25F時，可將其間隙抑制到最小限度。而且，由于使第2傳熱板S2的凸緣部26的平坦部262的長度變短，所以該平坦部262的前端不與鄰接的第1傳熱板S1的第1凸條24F和第2凸條25F干涉，間隙的產生得到更有效的防止。在圖19-圖21中示出第1傳熱板S1…及第2傳熱板S2…的一端側的凸緣部26，另一端側的凸緣部26也為相同構造。
按照該變形例，可將在第1凸條24F、24R相互間的接觸部及第2凸條25F、25R相互間的接觸部產生的間隙抑制到最小限度，提高流體的密封性。
以上詳述了本發(fā)明的實施例，但本發(fā)明在不脫離其要旨的范圍內，可以作種種設計變更。
例如，在權利要求1～權利要求11所述的發(fā)明中，也可不用折板坯料21，而是分別以別的構件構成第1傳熱板S1…及第2傳熱板S2…并使其相互接合。另外，在權利要求12所述的發(fā)明中，也可不在第1折線L1的部分接合折板坯料21的兩端部，而是在第2折線L2的部分接合。
權利要求
1.一種熱交換器，在圍于徑向外周壁(6)和徑向內周壁(7)之間的圓環(huán)狀空間以輻射狀配置多個第1傳熱板(S1)及多個第2傳熱板(S2)，通過相互接合形成于第1傳熱板(S1)及第2傳熱板(S2)的多個凸起(22、23)，在鄰接的第1傳熱板(S1)及第2傳熱板(S2)之間沿周向交替形成高溫流體通道(4)和低溫流體通道(5)；其特征在于將第1傳熱板(S1)及第2傳熱板(S2)的軸向兩端部切割成有2個端緣的角形，通過在高溫流體通道(4)的軸向一端部封閉上述2個端緣的一方而開放另一方，形成高溫流體通道入口(11)，同時，通過在高溫流體通道(4)的軸向另一端部封閉上述2個端緣的一方而開放另一方，形成高溫流體通道出口(12)，通過在低溫流體通道(5)的軸向一端部封閉上述2個端緣的另一方而開放一方，形成低溫流體通道出口(16)，同時，通過在低溫流體通道(5)的軸向另一端部封閉上述2個端緣的另一方而開放一方，形成低溫流體通道入口(15)，在該熱交換器中，相互重合并接合將上述角形頂點部分一方折曲形成的凸緣部(26)，由該重合的凸緣部(26)分隔在上述高溫流體通道入口(11)和低溫流體通道出口(16)之間，相互重合并接合將上述角形頂點部分另一方折曲形成的凸緣部(26)，由該重合的凸緣部(26)分隔在上述高溫流體通道出口(12)和低溫流體通道入口(15)之間。
2.如權利要求1所述的熱交換器，其特征在于在第1折線(L1)和第2折線(L2)交替連設第1傳熱板(S1)及第2傳熱板(S2)構成折板坯料(21)，在該第1折線(L1)和第2折線(L2)將該折板坯料(21)彎折成曲折狀，將該第1折線(L1)接合在徑向外周壁(6)，將該第2折線(L2)接合在徑向內周壁(7)。
3.如權利要求1所述的熱交換器，其特征在于將上述凸緣部(26)折曲成圓弧狀并使其重合，同時，為了封閉流體通道出入口(11、12、15、16)，在上述凸緣部(26)使沿第1傳熱板(S1)及第2傳熱板(S2)的角形端緣形成的凸條(24F、24R、25F、25R)的高度遂漸減小。
4.一種熱交換器，對于形成為矩形的多個第1傳熱板(S1)及第2傳熱板(S2)，將它們的一對長邊接合在第1底壁(41)和第2底壁(42)，而且將它們的一對短邊接合在第1端壁(43)和第2端壁(44)，相互接合形成于第1傳熱板(S1)及第2傳熱板(S2)的多個凸起(22、23)，從而在鄰接的第1傳熱板(S1)及第2傳熱板(S2)之間交替形成高溫流體通道(4)和低溫流體通道(5)；其特征在于在第1底壁(41)分別沿著第1端壁(43)和第2端壁(44)形成與上述高溫流體通道(4)相連的高溫流體通道入口(11)和高溫流體通道出口(12)，在第2底壁(42)分別沿著第2端壁(44)和第1端壁(43)地形成與上述低溫流體通道(5)相連的低溫流體通道入口(15)和低溫流體通道出口(16)，在該熱交換器中，相互重合并接合折曲上述一對短邊部分形成的凸緣部(26)，在該重合的凸緣部(26)分別接合上述第1、第2端壁(43、44)。
5.如權利要求4所述的熱交換器，其特征在于在第1折線(L1)和第2折線(L2)交替連設第1傳熱板(S1)及第2傳熱板(S2)構成折板坯料(21)，在該第1折線(L1)和第2折線(L2)將該折板坯料(21)彎折成曲折狀，將該第1折線(L1)接合在第1底壁(41)，將該第2折線(L2)接合在底壁(42)。
6.一種熱交換器，通過在圍于徑向外周壁(6)和徑向內周壁(7)之間的圓環(huán)狀空間以輻射狀配置多個第1傳熱板(S1)及多個第2傳熱板(S2)，在鄰接的第1傳熱板(S1)及第2傳熱板(S2)之間沿周向交替形成高溫流體通道(4)和低溫流體通道(5)；其特征在于將第1傳熱板(S1)及第2傳熱板(S2)的軸向兩端部切割成有2個端緣的角形，通過在高溫流體通道(4)的軸向一端部封閉上述2個端緣的一方而開放另一方，形成高溫流體通道入口(11)，同時，通過在高溫流體通道(4)的軸向另一端部封閉上述2個端緣的一方而開放另一方，形成高溫流體通道出口(12)，通過在低溫流體通道(5)的軸向一端部封閉上述2個端緣的另一方而開放一方，形成低溫流體通道出口(16)，同時，通過在低溫流體通道(5)的軸向另一端部封閉上述2個端緣的另一方而開放一方，形成低溫流體通道入口(15)，相互接合形成于第1傳熱板(S1)及第2傳熱板(S2)的兩面的多個凸起(22、23)，在該熱交換器中，上述凸起(22、23)的配置節(jié)距在第1傳熱板(S1)及第2傳熱板(S2)的軸向兩端部和軸向中間部不同。
7.如權利要求6所述的熱交換器，其特征在于在對著高溫流體通道(4)和低溫流體通道(5)的出入口(11、12、15、16)的部分，與通過該出入口(11、12、15、16)的流體的流動方向大體垂直的方向的上述凸起(22、23)的配置節(jié)距在靠近上述角形基部的部分較密，在靠近前端部的部分較疏。
8.如權利要求6所述的熱交換器，其特征在于在第1傳熱板(S1)及第2傳熱板(S2)的軸向中間部，使傳熱單位數(Ntu)在徑向上大體一定地設定上述凸起(22、23)。
9.如權利要求6所述的熱交換器，其特征在于在第1傳熱板(S1)及第2傳熱板(S2)的軸向中間部，不沿通過該軸向中間部的流體的流動方向排列地配置上述凸起(22、23)。
10.一種熱交換器，通過平行配置形成為矩形的多個第1傳熱板(S1)及第2傳熱板(S2)，使它們的一對長邊接合在第1底壁(41)和第2底壁(42)，并使它們的一對短邊接合在第1端壁(43)和第2端壁(44)，從而在鄰接的第1傳熱板(S1)及第2傳熱板(S2)之間交替形成高溫流體通道(4)和低溫流體通道(5)；其特征在于在第1底壁(41)分別沿著第1端壁(43)和第2端壁(44)形成與上述高溫流體通道(4)相連的高溫流體通道入口(11)和高溫流體通道出口(12)，在第2底壁(42)分別沿著第2端壁(44)和第1端壁(43)形成與上述低溫流體通道(5)相連的低溫流體通道入口(15)和低溫流體通道出口(16)，相互接合形成于第1傳熱板(S1)及第2傳熱板(S2)兩面的多個凸起(22、23)，在該熱交換器中，上述凸起(22、23)的配置節(jié)距在第1傳熱板(S1)及第2傳熱板(S2)的長邊方向兩端部和長邊方向中間部不同。
11.如權利要求10所述的熱交換器，其特征在于在對著高溫流體通道(4)和低溫流體通道(5)的出入口(11、12、15、16)的部分，與通過該出入口(11、12、15、16)的流體的流動方向大體垂直的方向的上述凸起(22、23)的配置節(jié)距在遠離第1端壁(43)和第2端壁(44)的部分較密，在靠近的部分較疏。
12.一種熱交換器，通過在圍于徑向外周壁(6)和徑向內周壁(7)之間的圓環(huán)狀空間以輻射狀配置多個第1傳熱板(S1)及多個第2傳熱板(S2)，在鄰接的第1傳熱板(S1)及第2傳熱板(S2)之間沿周向交替形成高溫流體通道(4)和低溫流體通道(5)；其特征在于在第1折線(L1)和第2折線(L2)交替連設多個第1傳熱板(S1)及多個第2傳熱板(S2)構成折板坯料(21)，在該折線(L1、L2)將該折板坯料(21)彎折成曲折狀，通過將上述第1折線(L1)和第2折線(L2)分別接合在徑向外周壁(6)和徑向內周壁(7)，沿輻射方向配置第1傳熱板(S1)及第2傳熱板(S2)，從而在鄰接的第1傳熱板(S1)及第2傳熱板(S2)之間沿周向交替形成高溫流體通道(4)和低溫流體通道(5)，而且在上述高溫流體通道(4)的軸向兩端部開口地形成高溫流體通道入口(11)和高溫流體通道出口(12)，同時，在上述低溫流體通道(5)的軸向兩端部開口地形成低溫流體通道入口(15)和低溫流體通道出口(16)，在該熱交換器中，沿360°將1片折板坯料(21)彎折成曲折狀，在包含第1折線(L1)或第2折線(L2)的部分使其兩端部重合并將接合。
全文摘要
在折線L
文檔編號F28D9/00GK1244913SQ9880208
公開日2000年2月16日 申請日期1998年1月23日 優(yōu)先權日1997年1月27日
發(fā)明者角田正, 若山時行, 鹿野文彥 申請人:本田技研工業(yè)株式會社