[其他]采用适合产生单通道或双通道流动结构的板件的换热器芯结构

说明书

本发明涉及一种适用于涡轮增压内燃机的增压空气冷却器组件的换热器芯结构，更具体地说，涉及一种板翅式换热器芯结构，其中，将多个相同的细长板以重叠的配合结构连接在一起，以根据板的特定取向，在这样连接的每对相应的板之间形成单通道或双通道系统。当把两块这种芯板以面对面的关系连接在一起时，则形成一个在芯板之间具有中心流动区域的换热器部件。一种取向使配合芯板形成芯板之间的双通道流动结构，而只要将配合芯板重新取向，就可以得到单通道流动结构。通过采用一种通用芯板取得单通道或双通道流体流动结构的方法，可以大大降低生产一族换热器结构的加工要求，这是许多应用所需要的。

很多换热器芯结构已经设计并制造出来，用作很多应用中的换热器，例如用于涡轮增压内燃机和其它应用。换热器在工业和商业中范围极广的应用，以及一切与热和能有关的装置所强烈要求的节能和节省燃料的目标，都导致了一种在世界范围内迅速增长的设计高效、可靠、经济的换热器设备的要求。

这种换热器芯的一种典型结构是板翅式结构，在这种结构中，传热是在一种流体介质和另一种流体介质之间进行的，其中一种流体介质通过由一对配合板形成的中心流动区域流动，另一种流体介质在中心流动区域外部、通过由翅片部件构成在翅片部件之间形成的流动通道流动，翅片部件插在相邻的板组件之间，以增加两种流体介质间的有效传热。在这种结构中，传热直接在中心流动区域中流动的流体介质和在板外围流动的外部流体介质之间进行。

一种典型的板结构通常包括在板相对的每一端有一集流管部分。将一对板配合在一起形成一个板组件，当把板组件互相重叠起来时，与每个板组件有关的集流管部分与相邻板组件的集流管部分配合，形成入口或出口集流管，适于接收和排出通过集流管的流体介质。但一般说来，每种板的结构只局限于用在通过芯结构的特定类型流体流动。例如，Donaldson的第3207216号美国专利公开了一种芯板结构，这种结构中的板是这样构成的，当把板配合在一起时，产生一种单通道流动结构。Slaasted等人的第3017161号美国专利公开了一种芯板结构，这种结构中的每一块板均包括中间部分，当配合在一起时，产生一种双通道流动结构。DeGroote等人的第3907032号美国专利公开了一种换热器结构，在这种结构中，多个管子和集流管部分产生一种多通道流动结构。但这些结构中的每一种都局限于上述的特定流动结构，要改变任何一种在上述专利中分别揭示的一定类型的流动结构，都要求完全重新构成芯板，以取得新要求的通道流动结构。这样一来，采用多种流体流动结构的用户必须具有各种各样的板结构，这些板的制造商必须生产和提供这些各种各样的板，来满足用户特定的需求。因此，现有技术芯板装置的制造和使用，不仅花钱多，而且也不方便。

本换热器芯结构克服了与现有技术板式换热器结构有关的许多缺点和不足，并讲述了一种换热器结构的构成和使用，这种换热器结构采用多个相同的板，这些板可以以各种配合位置重叠排列，产生单通道或双通道交叉流动系统。本发明采用的通用芯板结构大大降低了制造多种板结构所需要的昂贵的加工要求，并为用户提供了在单通道和双通道流动的应用中采用同一种芯板的能力。由于既采用单通道又采用双通道芯组件的用户将不再需要购买和存放多种芯板结构以取得所要求的通道流动系统，因此使用本芯板能降低用户的成本和库存。

本换热器芯结构包括单个的芯板，芯板相对的每一端有一碟形部分或集流管部分，与芯板形成一个整体。每个集流管部分最好包括至少一对开口，适于对准相邻板上的对应开口，以便与相邻的集流管部分互作流体连接，使一种流体介质可通过集流管部分，并通过在配合板间形成的中心流动区域循环，这将在后面给予解释。位于每块板的碟形或集流管部分的开口最好对称排列在板的每一端，位于板的一端的集流管部分的开口具有对应的、位于板的相对的一端的集流管部分的互补开口。此外，环形凸缘环绕着至少一个在每个集流管部分的开口，以帮助定位和重叠相应的各对配合板。每块芯板还包括一个突起的分隔或通道肋，它最好与芯板形成一个整体，并且只位于一个集流管部分的一对开口之间。此突起的通道肋对本发明是很重要的，因为正是每对配合板的相应通道肋的互相定位，才决定了由本板构成的芯组件的特定流动结构。每块芯板另外还包括沿芯板外围不对称排列的彼此隔开的凸缘片，便于在装配芯板时互相定位。这些凸缘片适于在以配合关系与互补板连接以形成下述任何一种流动结构时，对准并嵌入互补板的没有凸缘片的边缘部分。