[发明专利]经激光焊接的热交换器管组件

说明书

技术领域

本发明涉及热交换器管组件，更具体地涉及经激光焊接的不锈钢热交 换器管组件。

背景技术

建筑和推土设备及许多其它类型的机械通常广泛应用于各种应用领 域。通常这种机械由内燃机提供动力。为了使机械性能最优化，内燃机应 尽可能高效率地工作。已经开发出多种提高内燃机效率的方法。其中的一 种方法是在内燃机中结合涡轮增压器。该涡轮增压器可在空气进入内燃机 进气口或燃烧室之前对空气进行压缩。向内燃机进气口供应压缩空气(增 压空气)可使燃烧更加完全，从而降低排放、改善性能并提高内燃机效率。 但是，对空气进行压缩还可能造成进气口空气温度升高。向内燃机进气口 供应这种热增压空气会导致内燃机排放量不希望地增加。同时，由于内燃 机通常已经产生大量的热量，向内燃机进气口或燃烧室添加热增压空气会 提高内燃机的工作温度，从而导致内燃机部件的过度磨损。

可利用空气-空气后冷却器(ATAAC)通过在增压空气进入内燃机进 气歧管之前对空气进行冷却来减少烟气及其它内燃机排放物。使用 ATAAC还可降低燃烧温度，从而通过减小内燃机上的热应力而延长内燃 机部件的寿命。

所述ATAAC可包括热增压空气可从其中通过的一个或多个管。该管 外侧可置于对该管进行冷却的某种流体例如环境空气中。热增压空气在通 过该管时与管壁接触。热量可从增压空气传递至管壁，然后从管壁传递到 环境空气中，从而将热量从增压空气中除去。可向管壁的外表面增添外翅 片以增大表面积，从而改善热增压空气和环境空气之间的热传递。

在一些传统的热交换系统中，ATAAC部件可完全由相同的材料制成。 通常选择的一种材料包括具有所期望的传热性质的铝部件。作为示例，这 些部件可包括管路、翅片、集管组件或歧管。但是，这种铝部件在工作环 境中易被腐蚀，从而导致ATAAC的工作期限缩短，或需要额外的费用和/ 或停工时间以对ATAAC的故障部件进行维修。

授予Kiser等人的美国专利NO.5,730,213(以下称“Kiser”专利)公 开了一种具有铝制冷却管的热交换器，该冷却管包括多个伸入管内表面的 扰流波纹件(agitating dimple)。这些铝制冷却管在与各自的集管箱板相 对的管端通过接合连接密封。在平行的铝制冷却管之间布置铝翅片以增强 铝管的传热性能。

尽管Kiser专利中的热交换器可以冷却热气体，但是，该热交换器的 设计利用了铝制冷却管，从而易于被流过该冷却管的气体腐蚀。特别地， 流过该冷却管的气体中的腐蚀性成分可对该冷却管的壁和接合部进行腐 蚀，从而导致不希望的空气泄漏。这种空气泄漏会对热交换器的冷却能力 和结构整体性带来不利影响。此外，这种泄漏还会对与该热交换器流体连 通的任何其它系统例如废气再循环系统或发动机进气系统带来不利影响。

本发明的目的是克服上述问题中的一个或多个。

发明内容

本发明一方面提供一种用于热交换器的管组件。该管组件包括第一U 形不锈钢管装配部件和第二U形不锈钢管装配部件。此外，该管组件还包 括将第一和第二U形管装配部件联接在一起的至少一个激光焊接接合部。 该至少一个激光焊接接合部包括基本沿该管组件的整个长度延伸的焊缝。

本发明的另一方面提供一种制造用于热交换器的管组件的方法。该方 法包括将第一装配部件成形为U形和将第二装配部件成形为U形。该方法 还包括将该第一和第二装配部件相结合以使第一装配部件的至少一部分与 第二装配部件的至少一部分相邻。该方法还包括通过使激光基本沿该第一 和第二装配部件的相邻部分的整个长度聚焦(集中)而将该第一和第二装 配部件紧固在一起。

附图说明

图1是根据本发明一示例性实施例的热交换器的概略图；

图2是根据本发明一示例性实施例的管和翅片的概略图；

图3是根据本发明一示例性实施例的管组件的概略图；以及

图4是根据本发明一示例性实施例的管组件的另一概略图。

具体实施方式