[发明专利]换热器管

说明书

本发明是2006年9月8日提出的、名称为“换热器管”的发明专利申请No.200610162723.7的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于壳管式废气冷却系统的换热器管。更具体地涉及换热器管，其为扁平截面的热管，并以多个的形式被置于换热器中以形成废气流道，且在该热管内周表面上设置波纹翅片结构以强化换热性能，通过对波纹翅片结构进行独特的改进，从而有效促进在热管的废气流道内流动的高温废气与在热管外流动的冷却介质之间的热交换，达到由波纹翅片结构带来的传热性能和压力损失之间的平衡。

背景技术

一种称为EGR(废气再循环)的方法为，将从柴油机的废气系统中出来的部分废气再次返回进气系统，并加入空气燃料混合物中。该方法作为一种有效方法被广泛使用，用于净化柴油机废气和改善热效率，因为能够实现许多效果，例如：抑制NOx(氮氧化物)的产生，减小了由于泵吸损失减少和燃烧气体温度降低而引起的释放到制冷剂的热量损失，通过改变工作气体的数量和组份从而提高比热比，以及因此改善了循环效率。

但是如果EGR气体的温度升高和EGR量增多，由于EGR气体的热影响使得EGR阀门的耐久性恶化且在早期其可能被损坏。因此，必须提供一种用来形成作为预防措施的水冷结构的冷却系统，或是存在这样的现象，即由于进气温度升高而使填充效率下降，从而使燃料经济性下降。为了避免上述情况，已经采用一种利用发动机冷却液、空调制冷剂或冷却空气来冷却EGR气体的装置。特别地，已经提出和使用许多利用发动机冷却液来冷却EGR气体的气液换热式EGR气体冷却系统。在这些气液换热式EGR气体冷却系统中，双管换热式EGR气体冷却系统至今需求还很大。已经提出了许多双管换热器，它们包括：例如一种双管换热器，其中允许液体流过的外管设在允许高温EGR气体流过的外管的外侧，且在完成气体和液体之间热交换的换热器内，金属的波状板作为翅片插在内管中(例如，参考日本专利公开文本No.11-23181(图1至4))，以及这样一种双管换热器，其中冷却介质在内管内部流动，外管环绕内管以与内管外周公开，且位于内管中的具有热应力释放功能的辐射翅片(例如，参考日本专利公开文本No.2000-111277(图1至7))。

根据上文所述，针对双管换热器所包括的翅片结构已有多种方式的改进，虽然该构造简单紧凑，但是同样期待高效的制冷效率。因此，作为用于有限安装空间中的(例如小型的汽车)冷却EGR气体的换热器，事实上已使用了许多双管换热器。但是由于其紧凑的构造，流动流体的绝对量自然地受到限制。所以，关于总换热效率仍存在未被解决的问题。为了解决此类问题，所谓的壳管式换热器必然会被采用，尽管其结构相当复杂和庞大。这种类型的换热器也已以诸多方式得到改进。以壳管式换热器为例，披露了一种换热器，其中冷却水入口位于形成冷却封套的壳体的外周部分一端，其另一端设有作为冷却水出口的喷嘴；用于引入高温EGR气体的盖罩整体式地设置于壳体纵向上的一端部，用于排出经换热后的EGR气体的盖罩整体式地设置于另一端部；通过连接到盖罩内部的管座，间隔地安装了许多扁平热管；高温EGR气体在扁平热管内流动以便与在壳体内流动的冷却水交错；具有U形截面形状的翅片板设置在扁平热管的内周面上，这样可使流动的EGR气体流变成微小的气流，与此同时，传热面积将进一步增大，因此得到一种高的换热效率(例如，参考日本专利公开文本No.2002-107091(图1至3))。