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用于汽车的热交换器

用于汽车的热交换器

本发明提供了一种用于汽车的热交换器,它带有管子,这些管子形成热量传递管道,既能被第一种介质穿流而过,又能被第二种介质绕流而过,在这种情况下,第一种介质可由第一个集流室进入到第二个集流室;它还带有至少一个端部部件,其包括由相互层叠的板组成的管板,管板包括底板、偏转板和盖板;其中,管子的端部与管板中的底板相连接,并且至少有一个导槽由偏转板上的一个槽口形成,而且有一个盖板将槽口相对于热交换器上与其相邻接的部位液密地封闭,其特征在于,所述端部部件包括一个带有壳体的集流器和至少一个集流室,其中,壳体和盖板具有相互对齐的开口,通过这些开口,至少一个集流室与至少一个导槽相连接。

图11为热交换器810的流道段连接模式的另一个例子,而这一连接是通过偏转板820的导槽和偏转槽812、814的布置实现的。在这里,各流道段按照顺序1(向下)-2(向上)-3(向下)-4(向上)-5(向下)-6(向上)等相互连接。

按照一个优选的实施形式,由盖板和集流器壳体上相互对齐的孔形成的透孔拥有不同的流体断面。通过这种方式,使得第一种介质的分配容易与所对应的集流室中的流动比率相配合。特别是在这种情况下,既可将介质均匀地分配到若干流道中,但也可有意识地将其不均匀地进行分配,例如当经过热交换器端面的第二种介质的流量不均匀时。具有优点的结构是,带有不同流体断面的透孔被布置在热量传递管道的上游,通过这种方式可以使流道中的流体流动能够被轻易地补偿。如果第一种介质进口侧处的流道流量受到调节,那么可将出口侧的透孔增大,例如,使其带有一个与各流道的流体断面同样大的流体断面。如果这种热交换器被用作制冷剂循环中的蒸发器,那么当流体断面在制冷剂被加热前变窄时,沿着循环线路的压缩比对热交换器效率的影响要比流体断面在制冷剂被加热后变窄时更为有利。

符合本发明的热交换器的其它实施形式则涉及各流道段通过偏转板中的偏转槽形成的连接。

图21到24是管板的实施例,这些管板材料消耗少,因而其材料成本低、重量轻。

图21到24是管板的实施例,这些管板材料消耗少,因而其材料成本低、重量轻。

图21中的管板2010在管的定位槽口2020和管的限位边2030之间,设有为了节省材料由开口2040形成的槽口。出于用样的原因,在图22中的管板2110在侧部设有由缺口2120形成的槽口。图23和24中的管板2210在管的定位槽口2220之间被完全分开。在这种情况下,只有借助波纹片2240来稳定管2230。

图18为图17中的板1400的横断面图,图19为图17中的板1400的局部斜视图。管1410固定在槽口1420中,它同时还作为第一种介质的偏转槽,而槽则通过板1400的局部1430对外封闭。通过一个锥度,槽口1420带有边1440、1450,这些边用来对管1410限位。通过这种方式就形成了一个整体式的管板,其结构简单、压力稳定性好。管1410还用于展示一个流道的两个段(向下1460和向上1470)。

特别优选的是,这个偏转装置还带有一个偏转板,板上带有一条开缝和一个密封盖板。

按照一个优选的结构形式,至少一个流道中的各段的数量应能被2整除。这就是说,布置形式为两列的流道段可以通过以下方式方便地连接:一个流道的流道段中的一半布置在第一列中,通过偏转而在宽度上相互连接,而另一半流道段则布置在第二列中,同样通过偏转在宽度上相互连接,同时,这两半流道通过在深度上的偏转实现连接。这种深度上的偏转典型地出现在热交换器上与集流室相对的一侧的管端的偏转板的偏转槽中。特别优选的是,流道段的数量可被4整除。这就是说,对于布置形式为两列的、按前面描述的方式连接的流道段,在深度上的偏转发生在热交换器上集流室所在的一侧。如果按照规定要求设计热交换器,而对其它部件不加改动地予以采用,那么通过这种方式则只需为热交换器设置一个偏转板。

用于汽车的热交换器

本发明提供一种用于汽车的热交换器,包括一个具有多个用于输送待冷却流体的流道(6)的第一流路(1),一个布置在第一流路(1)之后的折流区域(13)和一个布置在折流区域(13)之后的第二流路(2)。按照本发明,第一流路(1)中的流道(6)在折流区域(13)和第二流路(2)中延续成为连续的、相互分开的流道(6)。

图9A.2和图9B.2中是流道的两个改型61、61’,其中,这些改型的区别在于,图9B所示的流道60’的外套厚度s大于隔板厚度d,而图9A所示的流道61的外套厚度则与之基本相同。此外,相同的特征采用相同的附图标号。

在优选的实施形式中,一个流道为位于外部的流道,另一个流道为位于内部的流道,其中,位于内部的流道在折流区域的折流半径小于位于外部的流道。特别优选的是,位于内部的流道的壁厚大于位于外部的流道,从而在考虑到热交换器制造中的机械要求和特别是流道的弯曲的情况下使整个重量和材料用量得到优化。

在单列的管系统中,管在宽度上优选为30-60mm,最佳为在40-50mm的范围内。 壳体3的接口4、5中的一个优选地设在壳体端部靠近管板元件14的位置。用于冷却介质的另一个接口4、5布置在折流区域13的附近,并在折流区域13的顶点区域中的、在两个流路1、2之间的对称面中。这样通过简单的手段就保证,即使在折流区域13中,流道6也被液态冷却介质充分环流。在这里,热交换器的冷却回路与内燃机的主冷却回路连接。

图4.2中是所谓的U形流式热交换器40的另一个实施形式,在这里,与图3.2相同的部件或功能相同的部件采用相同的附图标号。

下面将通过图9A.2到14B.2对不同的优选流道的横断面的典型实施形式进行说明。在这里应明确的是,可以对它们进行改型,并且在附图中所示的实施形式的特征可任意组合,但同时水力直径可达到1.5mm到6mm,优选为2mm到5mm,优选为2.8mm到3.8mm。特别是在下面的附图中所示的实施形式中显示了一个改型,在这个改型中,流道外套厚度和隔板厚度d相同或相似,而在另一个改型中,隔板厚度d和流道外套厚度s之间的比低于

在如图12.1所示的改型中,横断面穿过尚未弯曲的挤压型材。在这里可以看出,一个长的外壁16的厚度小于另一个长的外壁17的厚度。考虑到在折流区域中的弯曲,较厚的外壁17布置在外部,较薄的外壁17布置在内部。在弯曲的过程中,壁厚由于较长的外部轨道长度而得到补偿。

在图6.1所示的第四个实施例中,流道6同样由优质钢扁平管组成,与现有技术中已知的相同。为了改善换热效率,波纹状的嵌入件19插入到流道6中并焊接。在这里,嵌入件在进口侧和出口侧可具有不同的形状,特别是不同的翅片密度,以考虑到废气温度沿着流道下降的情况。

图14B.2中是如图13A.2、图13B.2所示的实施形式的一个改型,它带有作为流体导向元件的鱼鳞板。

按照发明的第二个实施形式,多个横断面为波状的型材可以沿着流道轴前后布置,如图12A.2、图12B.2或图13A.2、图13B.2所示。

图14.1是根据本发明的热交换器的第八个实施例的俯视图。

除了在DE3731669A1中公开的具有挤压成型的流道外套的流道设计之外,还有其它例如在DE10225812CUG94065594、DE3615300C2和DE20205200U1中公开的设计。但那里所述的流道是针对专门用途而设计的。例如,在US5,184,672中公开了一种用于冷凝器形式的热交换器的流道,这种热交换器带有被冷却液穿流的扁平管。在US3,486,489中公开了一种油冷却器,它带有被待冷却的油穿流的扁平管。在US2005/0061488A1中公开了一种用于冷却油的热交换器,它的流道用于输送待冷却的油。那里所述的流道的可被穿流的横断面专门用于油的穿流。在US2005/0061488A1中,可穿流的横断面的特征在于功率比为3.9到8.5,这个比率是单位为mm的可覆盖的周长与单位为mm2的可穿流的金属管横断面面积之间的比。

本发明的较佳实施形式提供了较佳的方法,以便在本发明目的的框架内并考虑到其它优点的情况下实现上面所述的方案。

本发明还涉及按照发明的热交换器在汽车、特别是商务车或轿车的柴油机等内燃机上的应用。

图9A.2,图9B.2中是流道的横断面的一个优选实施形式的两个改型,所述流道具有挤压成型的流道外套和与流道外套一起挤压成型的隔板;

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