CN101118128B

CN101118128B - 热交换器

Info

Publication number: CN101118128B
Application number: CN2007101437237A
Authority: CN
Inventors: 关户康裕; 奥村佳彦; 村木俊彦; 中村贡
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-08-02
Filing date: 2007-08-02
Publication date: 2010-08-18
Anticipated expiration: 2027-08-02
Also published as: JP4830918B2; US7841393B2; DE102007035581A1; CN101118128A; JP2008057952A; US20080029254A1

Abstract

一种热交换器，具有导管、入口箱和出口箱。入口箱和出口箱连接到导管的端部。入口箱和出口箱在它们的端部上分别具有进入口和排出口。热交换器进一步具有设置在入口箱和出口箱中的至少一个内的覆盖部件。覆盖部件局部覆盖导管的预定导管的端部的开口，预定导管更靠近进入口与排出口中的至少一个。

Description

热交换器

技术领域

本发明涉及一种热交换器。

背景技术

例如，热交换器具有多个导管，内部流体流过所述多个导管；第一箱，所述第一箱用于将内部流体分配到导管内；和第二箱，所述第二箱用于从导管聚集内部流体。入口箱在它的第一端具有进入口，且出口箱在它的第一端具有排出口。所述进入口和所述排出口在导管沿其叠置的导管叠置方向上布置在同一侧。这种热交换器例如用作车辆空调设备用的加热热交换器(加热器芯体)。

在热交换器的入口箱中，内部流体(例如被加热的流体)的压力损失由于入口箱的长度随着到进入口的距离而增加。因此，流入到距离进入口更远定位的一些导管内的内部流体的体积小于流入到距离进入口更近的一些导管内的内部流体的体积。即，内部流体的体积在导管之间很可能不均匀。因此，热交换器的相对于空气流的下游侧的空气温度分布也不均匀，这导致空气调节的感觉的恶化。

例如，未经审查的日本专利公开No.9-14885披露了一种加热器芯体，所述加热器芯体具有用于在整个入口箱中减少例如被加热流体的内部流体的压力损失的差别的结构，从而使得内部流体的体积在导管之间大体上均匀。在所披露的加热器芯体中，两个分隔板布置在入口箱内，从而具有不同长度的三个通道形成在入口箱的内部。

导管在导管叠置方向上从进入口起被分成三组，且每一组的导管对应于每一个通道。由此，内部流体从对应的通道被大体上一致地分配到导管内。

具体地，第一分隔板和第二分隔板沿导管叠置方向延伸，但是在导管的纵向方向上彼此间隔开。第一分隔板布置成更靠近导管的端部，而第二分隔板布置成比第一分隔板距离导管的端部更远。第一分隔板短于第二分隔板，并延伸为与在导管叠置方向上更靠近进入口的第一组的导管重叠。第二分隔板延伸为与第一组的导管和第二组的导管重叠，所述第二组在导管叠置方向上处于第一组和第三组之间。

即，第一通道被限定在第一组导管的端部与第一分隔板之间。第二通道被限定在第一分隔板与第二分隔板之间。第三通道被限定在第二分隔板与入口箱的壁之间。第一通道最短而第三通道最长。

流过第一通道的内部流体被引入到第一组导管内。流过第二通道的内部流体被引入到第二组导管内。流过第三通道的内部流体被引入到第三组导管内。

如果第一到第三通道具有相同的流动面积(横截面面积)，由于长度上的差别，流入第一组导管内的内部流体的压力损失较小，而流入到第三组导管内的内部流体的压力损失较大。因此，在所披露的加热器芯体的入口箱中，三个通道具有不同的横截面积从而第一通道具有最小的横截面积而第三通道具有最大横截面积。

如此，因为第一通道内的内部流体的流速相对增加，所以流入第一组导管内的内部流体的压力损失增加。因为第三通道内的内部流体的流速相对减少，所以流入第三组导管内的内部流体的压力损失减小。

通过此结构，因为流入三组导管内的内部流体的压力损失大体上一致，所以内部流体的体积在三组导管之间大体上一致。另一方面，有必要精确地定位分隔板以便维持三个通道的各自的横截面积。此外，在导管内的内部流体的体积通过增加分隔板的数量将更加均匀。然而，入口箱的结构变得复杂。

发明内容

考虑到上面的问题做出本发明，且本发明的目的是提供一种热交换器，所述热交换器具有能够使得导管之间的内部流体的体积均匀的结构。

根据本发明的一个方面，一种热交换器，包括多个导管，入口箱，和出口箱。所述导管在导管叠置方向上被叠置。所述入口箱连接到所述导管并在端部具有进入口。所述出口箱连接到所述导管，并在所述导管叠置方向上与进入口相同侧的端部上具有排出口。所述热交换器进一步包括覆盖部件。所述覆盖部件设置在所述入口箱和所述出口箱中的至少一个内，并紧密接触所述多个导管的预定导管的端部并且局部覆盖所述导管的预定导管的端部的开口，所述预定的导管在所述导管叠置方向上邻近所述进入口与所述排出口中的至少一个。

因为预定导管的端部的开口被覆盖部件局部覆盖，所以流入到预定导管内的内部流体的体积减小，从而流入到剩余的导管内的内部流体的体积增加。换言之，流入到更靠近进入口的导管内的内部流体的体积减小，而流入到距离进入口相对更远的剩余的导管内的内部流体的体积增加。如此，在导管中的每一个内的内部流体的体积是均匀的。并且，通过由覆盖部件简单地局部覆盖预定导管的端部的开口，在每一个导管内的内部流体的体积得以均匀化。

根据本发明的第二方面，提出了一种热交换器，其包括：多个导管，所述多个导管在导管叠置方向上被叠置，且内部流体流过所述多个导管；和入口箱，所述入口箱连接到所述多个导管的端部。所述入口箱具有用于将所述内部流体引入到所述入口箱内的进入口。所述热交换器进一步包括设置在入口箱内的覆盖部件。所述覆盖部件接触所述多个导管的预定导管的端部，且局部覆盖所述预定导管的端部的开口，且所述预定导管邻近所述入口箱的进入口定位。

因为预定导管的端部的开口被覆盖部件局部覆盖，所以流入到预定导管内的内部流体的体积减小，从而流入到剩余的导管内的内部流体的体积增加。换言之，流入到更靠近进入口的导管内的内部流体的体积减小，而流入到距离进入口相对更远的剩余的导管内的内部流体的体积增加。如此，在导管中的每一个内的内部流体的体积是均匀的。

附图说明

通过下面参照附图所做出的详细描述，本发明的其他目的、特征和优点将变得更加明显，附图中相同的部分使用相同的附图标记表示，其中：

图1是根据本发明第一实施例的车辆空调设备的空调单元的横截面示意图；

图2是根据第一实施例的空调单元的加热器芯体的俯视图；

图3是根据第一实施例的加热器芯体的一部分的放大视图，其中局部为横截面；

图4是沿图3中的线IV-IV截取的加热器芯体的横截面视图；

图5是沿图2中的线V-V截取的加热器芯体的横截面视图；

图6是根据第一实施例的加热器芯体的板部件的侧视图；

图7是根据第一实施例的板部件的俯视图；

图8是沿图6中的箭头VIII观察的板部件的端视图；

图9是在板部件的腿部分弹性变形的情况下，根据第一实施例的加热器芯体的一部分的放大横截面视图；

图10是根据第一实施例的加热器芯体的每一个导管内流动的内部流体的流量的曲线图；

图11是显示在比较示例的加热器芯体的每一个导管内流动的内部流体的流量(flow rate)的曲线图；

图12是显示当内部流体的流量是6L/min时，从根据第一实施例的加热器芯体的每一个截面排出的空气的受测温度的图表；

图13是显示当流量是10L/min时，从根据第一实施例的加热器芯体的每一个截面排出的空气的受测温度的图表；

图14是显示当流量是20L/min时，从根据第一实施例的加热器芯体的每一个截面排出的空气的受测温度的图表；

图15是根据本发明第二实施例的加热器芯体的示意图；

图16是沿图15中的线XVI-XVI截取的加热器芯体的横截面示意图；

图17是显示从根据第二实施例的加热器芯体的每一个截面排出的空气的受测温度的图表；

图18A是根据本发明第三实施例的加热器芯体的一部分的横截面示意图；

图18B是沿图18A中的箭头XVIIIB观察的加热器芯体的一部分的横截面示意图；

图19是根据本发明第四实施例的加热器芯体的俯视图；

图20是显示流入根据本发明第四实施例的加热器芯体的每一个导管内的内部流体的流量的曲线图；

图21是根据本发明第五实施例的加热器芯体的俯视图；和

图22是显示在根据第五实施例的加热器芯体的每一个导管内流动的内部流体的流量的曲线图。

具体实施方式

(第一实施例)

下面参照图1-14描述本发明的第一实施例。图1中显示了用于车辆空调设备的空调单元10。在第一实施例中，例如，热交换器被使用为空调单元10的加热的热交换器(加热器芯体)13。在图中，上下箭头、前后箭头和左右箭头表示当空调单元10安装在车辆上时的各个方向。

所述空调设备被安装在由在车辆的乘客车厢的前部处的仪表盘限定的空间内。尽管没有示出，但是所述空调设备具有用于向空调单元10供给空气流的鼓风机单元。例如，空调设备以半中心(semi-center)布局布置在所述空间内，从而空调单元10在车辆的左右方向上被安装在大体上中间位置，且鼓风机单元从空调单元10偏离到与驾驶员的座位相对的侧面。

鼓风机单元通常具有内部/外部空气切换箱，如熟知地所述内部/外部空气切换箱选择性地吸入内部空气和外部空气；和离心式电风扇，所述离心式电风扇用于将从内部/外部空气切换箱吸入的空气朝向空调单元10鼓吹。

如图1中所示，空调单元10通常具有空调壳体11，蒸发器12和加热器芯体13。蒸发器12和加热器芯体13被容纳在壳体11中。所述壳体11由诸如聚丙烯的、具有弹性和强度的树脂制成。例如，壳体11通过使用诸如金属弹簧夹(spring clip)和螺钉的紧固装置连接多个壳体部件而构成。

壳体11在它的侧壁的最前部分具有空气进入口14，所述空气进入口14面对鼓风机单元。壳体11通过空气进入口14与鼓风机单元连通。由此，从鼓风机单元鼓吹的空气通过空气进入口14被引入到壳体11内。

相对于壳体11中的空气流，蒸发器12直接布置在空气进入口14的下游。并且，蒸发器12布置成来自鼓风机单元的空气充分地流过蒸发器12。蒸发器12是冷却热交换器，其执行所述空气与诸如制冷循环的制冷剂的内部流体之间的热交换，由此冷却空气。

加热器芯体13在蒸发器12的后侧并与蒸发器12间隔开。即，加热器芯体13相对于空气流布置在蒸发器的下游。具有高温的被加热的流体在加热器芯体13内部作为内部流体流动。被加热的流体例如是发动机冷却水。加热器芯体13是被加热流体类型的加热热交换器，并使用内部流体的热量加热已经通过蒸发器12冷却的被冷却的空气。在此实施例中，例如，发动机冷却水是LLC(防冻液体)。

壳体11在加热器芯体13上方形成被冷却的空气旁路通道15，被冷却的空气通过所述旁路通道15绕过加热器芯体13。板状的空气混和门16相对于被冷却的空气的流动直接布置在蒸发器12的下游，例如在蒸发器12的后侧。空气混和门16可旋转从而调整流入被冷却的空气旁路通道15内的被冷却空气的体积以及将被朝向加热器芯体13引入以便加热的被冷却空气的体积。由此，要被引入到乘客车厢内的空气的温度通过调整空气混和门16的位置而被控制到希望的温度。

壳体11具有面部开口17、除霜器开口19和脚部开口21。面部开口17与面部空气鼓吹口连通，通过所述面部空气鼓吹口空气被吹向乘客座位的上部区域。除霜器开口19与除霜器空气鼓吹口连通，通过所述除霜器空气鼓吹口空气被吹向车辆的挡风玻璃。脚部开口21与脚部空气鼓吹口连通，通过所述脚部空气鼓吹口空气被吹向乘客座位的下部区域。

壳体11具有面部开口门8，所述面部开口门8用于打开和关闭面部开口17；除霜器门20，所述除霜器门20用于打开和关闭除霜器开口19；和脚部门21a，所述脚部门21a用于打开和关闭与脚部开口21连通的通道。

下面将参照图2-5更加详细地描述加热器芯体13。如图2中所示，加热器芯体13通常具有芯体部分24和诸如入口箱25和出口箱26的储水箱(header tank)。芯体部分24包括：导管22，例如被加热的流体的内部流体流过所述导管22；和波状散热片23，所述散热片23布置在导管22之间，以便有利于空气与内部流体之间的热交换。

芯体部分24具有大体上矩形的轮廓。入口箱25和出口箱26中的每一个都具有容器或箱状形状(例如六面体)。入口箱25设置为将内部流体分开进入到导管22内。出口箱26设置成将已经通过导管22的内部流体聚集在其内。

入口箱25连接到导管22的第一端22a，且出口箱26连接到导管22的第二端22b。加热器芯体13布置成入口箱25位于下面而出口箱26位于上面。

入口箱25在一端、诸如图2中的右端具有圆柱形进入口27，用于将内部流体引入到加热器芯体13内。出口箱26在一端具有圆柱形排出口28，用于将已经通过与所述空气进行热交换而被冷却的内部流体排出到加热器芯体13外面。在图中，箭头IF表示内部流体的流动。

加热器芯体13在芯体部分24的端部也具有插入件29a、29b，用于加固芯体部分24。插入件29a、29b在平行于导管22的纵向方向D2的方向上延伸。插入件29a、29b的端部与入口箱25和出口箱26连接。

入口箱25和出口箱26中的每一个都具有芯板(金属片)30，箱主体(仓)31和盖32。芯板30形成有导管插入孔30a，导管22的端部22a、22b插入到所述导管插入孔30a内。芯板30和箱主体31彼此连接从而箱内部空间设置在芯板30和箱主体31之间。盖32布置成封闭箱25、26的连接进入口27或排出口28的端部。

芯板30具有大致矩形的板的形状。导管22连接到芯板30从而端部22a、22b从导管插入孔30a朝向箱内部空间稍微突出。并且，芯板30形成有插入孔30b，用于在插入件29a、29b的纵向端部容纳插入件29a、29b的端部。

箱主体31具有大致半管状的形状。箱主体31通过大体上垂直地弯曲诸如铝板的金属板的端部而形成，且所述弯曲部分具有弧形形状(R—形)。并且，隆起部分31a沿所述R—形形成在箱主体31的弯曲部分上，从而在形成中限制反弹。隆起部分31a突出到箱25、26的内部。隆起部分31a在箱主体31的纵向方向上以预定间隔形成。

盖32与进入口27或排出口28中的任一个形成为一体。箱25、26的在箱25、26的纵向方向上与盖32相对的端部通过弯曲箱主体31的一部分而被覆盖。芯板30、箱主体31、盖32、导管22、散热片23和插入件29a、29b由诸如铝的金属制成并被一体地铜焊。

如图3中所示，入口管道33连接到进入口27，用于将内部流体引入到加热器芯体13内，且出口管道(没有示出)连接到排出口28，用于将已经与空气进行了热交换的内部流体排出加热器芯体13。入口管道33和出口管道诸如通过卷边被分别插入并固定到进入口27和排出口28。

此外，板部件34设置在入口箱25内。板部件34布置成对应于导管22的预定数量的导管(此后也称为导管组)22U。板部件34布置成局部覆盖导管22U中每一个的第一端(此后称为入口端)22a的开口。在此，导管22U的数量从邻近进入口27的端部计算。在此实施例中，导管22U的数量大致为导管22的总数量的一半。即，板部件34布置成大致对应于导管22的位于邻近进入口27一侧的一半。板部件34也被称为覆盖部件，且导管22U的入口端22a也被称为被覆盖端。

板部件34具有壁表面34a，所述壁表面34a垂直于导管22U的纵向方向延伸。所述壁表面34a紧密接触导管22U的入口端22a。下面将参照图3-9更加详细地描述板部件34的结构和形状。

如图3-7中所示，板部件34具有主壁35和腿部分36，所述腿部分36用于朝向导管22U的入口端22a按压或偏置主壁35。主壁35具有在导管22沿其叠置的导管叠置方向D1上延伸的、且具有预定宽度a1、a2、a3的平板形状。在此，主壁35的宽度a1、a2、a3由在垂直于导管叠置方向D1的方向上、诸如图7中纸张的上下方向上测量的尺寸限定。壁表面34a由主壁35的面对导管22U的入口端22a的第一表面提供。

板部件34由具有诸如耐内部流体(LLC)、组装用柔性、耐热性和小蠕变的特性的材料制成。在此实施例中，板部件34例如由聚缩醛树脂(POM)制成。可选地，板部件34可以由聚丙烯(PP)、66尼龙(PA66)、聚苯硫醚(PPS)等制成。板部件34例如通过模具单元模制，所述模具单元包括面对壁表面34a的上模具和面对板部件34的、与壁表面34a相对的第二表面34b的下模具。

如图7中所示，主壁35包括宽度为a1的窄部分35a，和宽度为大于窄部分35a的宽度a1的a2、a3的宽部分35b。主壁35设置成窄部分35a比宽部分35b更靠近进入口27。

宽部分35b形成有凹槽部分35c。宽部分35b在远离窄部分35a的方向上是渐缩的(或为锥形)。即，除了凹槽部分35c之外，宽部分35b的宽度从它的第一端朝向第二端减小，所述第二端比所述第一端更远离进入口27。

如图4中所示，窄部分35a设置成局部覆盖导管22U的上游的三个导管的入口端22a的开口，所述三个导管更靠近进入口27。宽部分35b设置成局部覆盖导管22U的剩下的导管的入口端22a的开口。

在此实施例中，窄部分35a的宽度a1是3.5mm。宽部分35b的第一端的宽度a2是16mm。宽部分35b的比第一端更远离窄部分35a的第二端的宽度a3是13.5mm。并且，如图8中所示，宽度a1、a2、a3小于进入口27的开口的直径(开口尺寸)。

如图6中所示，窄部分35a在它的邻近进入口27的端部具有接合突起37。接合突起37朝向芯板30突出以便在导管叠置方向D1上与芯板30的端面30c接合，如图3中所示，所述端面30c邻近进入口27。

并且，宽部分35b的第二端具有弯曲部分35d。弯曲部分35d具有相对于壁表面34a倾斜的表面，从而它自身与导管22U的入口端22a之间的距离朝向它的远端增加。

板部件34在第二表面34b上形成有两个肋35e，用于提高主壁35的刚性。肋35e从第二表面34b突出并延伸过主壁35的长度。

腿部分36从主壁35的侧端朝向主体31的隆起部分31a延伸，且所述侧端在主壁35的纵向方向上延伸。例如，在储水箱25、26的纵向方向上，三个腿部分36形成在主壁35的侧端中的每一个内。当从其端部看板部件34时，如图5中所示，腿部分36形成大体上V形。

并且，如图6中所示，腿部分36在相对于导管22的纵向方向D2朝向进入口27倾斜的方向上延伸。即，腿部分36倾斜成每一个腿36的端部36a比它的基部部分36b更靠近进入口27。

在此实施例中，如图6中所示，当从垂直于它的纵向方向的方向上观察板部件34时，每一个腿部分36相对于壁表面34a或第二表面34b的倾斜角度θ是30度。

每一个腿部分36的端部36a包括在与导管22的纵向方向D2平行的方向上延伸的弯曲部分。所述弯曲部分构造成在导管叠置方向D1上与箱主体31的隆起部分31a接合。即，端部36a具有角部36c，所述角部36c具有弧形形状(R—形)。所述角部36c朝向箱25、26的主体31的隆起部分31a突出。

所述凹槽部分35c在对应于腿部分36的位置处形成在主壁35上。在图6中，凹槽部分35c形成在腿部分36之上。因为凹槽部分35c形成，所以当板部件34形成时，上模具和下模具可以在模具打开方向上、诸如图6中的上下方向上从被模制的板部件34移除。

下面将描述将板部件34组装到入口箱25的过程。首先，除了板部件34之外的加热器芯体13的构件被一体地铜焊。然后，板部件34在平行于导管叠置方向D1的方向上从进入口27的开口插入到入口箱25内。

图8显示了当板部件34从进入口27被插入到入口箱25内时板部件34的状态。如上所述，主壁35的宽度a1、a2、a3小于进入口27的开口的内径。由此，如图8中虚线所示，主壁35可以通过进入口27的开口。

此外，如图8中双点划线所示，板部件34的腿部分36当板部件34通过进入口27时沿进入口27的内表面弹性变形。因此，板部件34可以在导管叠置方向D1上通过进入口27插入到入口箱25内。

板部件34被插入直到其中接合突起37接合芯板30的端面30c的位置。因为主壁35在第二端具有倾斜表面35d，且倾斜表面35d在与导管22U的入口端22a相对的方向上倾斜，所以主壁35被平滑地插入到入口箱25内，且没有由于碰撞而压伤导管22U的入口端22a。

腿部分36在与板部件34的插入方向相反的方向上倾斜。因此，当板部件34插入到入口箱25内时腿部分36与箱26之间的干扰被降低。因此，板部件34被平滑地插入到入口箱25内。

因为腿部分36的端部36a具有弧形角部36c，所以当板部件34插入到入口箱25内时，腿部分36可在弹性变形的同时在箱主体31的隆起部分31a上移动。由此，板部件34在导管叠置方向上插入到入口箱25中的预定位置。

当板部件34插入到入口箱25内的预定位置时，腿部分的端部36a的弯曲部分在导管叠置方向D1上与隆起部分31a接合。

在板部件34已经被插入到入口箱25内的预定位置的情况下，腿部分36处于由图9中的实线示出的位置。在图9中，双点划线显示了在板部件34被插入到入口箱25中之前腿部分36相对于主壁35的位置。

当板部件34处于入口箱25内的预定位置时，腿部分36接触隆起部分31a并且弹性变形。因为主壁35由于腿部分36的弹性而被朝向导管22U的入口端22a偏压，所以板部件34的壁表面34a紧密地接触导管22U的入口端22a。

然后，当入口管道33通过卷边等被固定到进入口27时，板部件34的接合突起37被置入管道33的端面与芯板30的端面30c之间。如此，板部件34在导管叠置方向D1上被固定在入口箱25内的预定位置。

接下来将描述本实施例的操作。内部流体从入口管道33被引入到入口箱25内，并分开进入到导管22内。因为导管22U的入口端22a的开口被板部件34局部覆盖，所以流入导管22U的内部流体的体积减少。另一方面，流入距离进入口27更远的剩下导管22内的内部流体的体积增加。如此，流入每一个导管22内的内部流体的体积是均匀的。

板部件34由于腿部分36的弹性压向导管22U的入口端22a。而且，如图9中箭头所示，板部件34由于流入导管22U内的内部流体的流体压力(动压)而压向导管22U的入口端22a。

因此，因为板部件34的壁表面34a紧密接触导管22U的入口端22a，导管22U的入口端22a的开口被板部件34有效地局部覆盖。由此，导管22之间的内部流体的体积是均匀的。

图10和11显示了数值分析的结果。图10显示了在此实施例的加热器芯体13的导管22中的每一个内流动的内部流体的体积(流量)。图11显示了在作为比较示例不具有板部件34的加热器芯体的导管中的每一个内流动的内部流体的体积(流量)。在下面的条件下进行分析：吸入空气的温度为5℃；流入加热器芯体的内部流体的温度(此后称为内部流体温度)为88℃；LLC的密度(density)为50％；空气的体积为300m³/h；且流入加热器芯体内的内部流体的体积(此后称为流量FR)为6L/min。

在不具有板部件34的比较示例中，如图11中所示，流入更靠近进入口的导管内的内部流体的体积大于流入距离进入口更远的导管内的内部流体的体积。即，流入每一个导管内的内部流体的体积随离开进入口的距离而减小。导管之间的内部流体的体积是不均匀的。

另一方面，在图10中示出的第一实施例中，流入更靠近进入口27并且被板部件34覆盖的导管22U中的内部流体的体积减小，因此流入距离进入口27更远的剩下导管内的内部流体的体积增加。如此，当与图11中示出的比较示例相比时，导管22之间的内部流体的体积是均匀的。

并且，作为数值分析的结果，发现，如果导管22U的入口导管22a的开口被相同地关闭，流入导管22U的上游的三个导管内的内部流体的体积将大幅减小。由此，内部流体的体积在导管22U之间是不均匀的。

在此实施例中，板部件34设置成窄部分35a对应于导管22U的上游的三个导管X的入口端22a，且宽部分35b对应于导管22U的剩下导管Y的入口端22a。即，在导管22U的上游的三个导管X内，被板部件34覆盖的面积小于导管22U的剩余导管Y的被板部件34覆盖的面积。因此，较小可能的是，流入上游的三个导管X内的内部流体的体积将大幅减小。

此外，宽部分35b具有锥形的形状，从而除了凹槽部分35c之外宽部分35b的宽度朝向它的比第一端距离进入口27更远的第二端减小。因此，对于导管22U的导管Y，由宽部分35b覆盖的面积随着远离进入口27的距离而减小。如此，通过宽部分35b减小内部流体的体积的效果，从宽部分35b的其上压力损失很小的第一端朝向宽部分35b的其上压力损失大于第一端的第二端减小。

因此，较小可能的是，流入导管22U的内部流体的体积将随着远离进入口27的距离而急剧减小。根据上述有利的效果，在每一个导管22内的内部流体的体积是均匀的。

图12-14是用于显示已经通过芯体部分24的空气的受测温度的检查结果。芯体部分24被分成16个部分，且通过每一个部分的空气的温度(后文称为排出空气温度)得到测量。具体地，芯体部分24在导管的纵向方向D2上、诸如在上下方向上被分成两个部分，并且在导管叠置方向D1上、诸如在左右方向上被进一步分成8个部分。

在下面的条件下进行检查：吸入空气的温度为5℃；内部流体温度为88℃；LLC的密度为50％；且空气的体积为300m³/h。图12显示了当流量FR为6L/min时的结果。图13显示了当流量FR为20L/min时的结果。

在图12-14中，在导管叠置方向D1上的排出空气温度的差在流量FR为6L/min时最大。然而，即使当流量FR为6L/min时，排出空气温度的差也被充分地减小。

具体地，如图12中所示，当流量FR为6/min时，下部的最小排出空气温度在65.9℃和67.2℃之间的范围内。由此，在下部中，在导管叠置方向D1上的排出空气温度的差被降低到1.3℃。并且，如图12中所示，上部的最小排出空气温度在58.2℃和61.2℃的范围内。由此，在上部中，在导管叠置方向D1上的排出空气温度的差被降低到3.0℃。

在此实施例中，进入导管22U的内部流体的体积差通过由板部件34局部覆盖导管22U的入口导管22a的开口而被减小。因此，利用不需要很高的组装精度的简单结构，进入导管22U内的内部流体的体积是均匀的。

板部件34的主壁35沿导管22U的入口端22a布置，且板部件34的横截面积被尽可能地减小。因此，较小可能的是，内部流体的流动的压力损失会由于与主壁35的碰撞而增加。

在此实施例中，当流量FR为6L/min时，内部流体的流动阻力是0.85kPa。当流量FR为10L/min时，内部流体的流动阻力是2.1kPa。当流量FR为20L/min时，内部流体的流动阻力是7.1kPa。

另一方面，在比较示例中，当流量FR为6L/min时，内部流体的流动阻力是0.79kPa。当流量FR为10L/min时，内部流体的流动阻力是1.9kPa。当流量FR为20L/min时，内部流体的流动阻力是6.8kPa。

因此，由于板部件34，流动阻力仅仅是稍微增加。所以，板部件34将不会导致压力损失大幅增加。

此外，板部件34容易被组装。在除了板部件34之外的加热器芯体13的构件被一体地铜焊之后，通过简单地插入到入口箱25内，板部件34可以被组装。并且，加热器芯体13不需要与板部件34相关的专门的形状或结构。

因此，在低成本的情况下，导管22之间的内部流体的体积是均匀的，从而，加热器芯体13在实践中是可行的。

(第二实施例)

下面参照图15-17描述第二实施例。在此实施例中，在加热器芯体13被一体地铜焊之前，板部件34被预先固定到箱主体31上。

如图15中所示，板部件34通过使诸如铝板的金属板成形而形成。板部件34具有主壁40和腿部分41，所述腿部分41用于将主壁40固定到箱主体31上。主壁40为大致板形，且在导管叠置方向D1上以预定宽度延伸。壁表面34a由主壁40的第一表面提供，所述主壁40的第一表面面对导管22U的入口端22a。

如图16中所示，主壁40为锥形，从而其宽度从它的邻近进入口27的第一端(图16中的左端)朝向它的距离进入口27比第一端更远的第二端(图16中的右端)减小。在此实施例中，主壁40不具有对应于第一实施例的主壁35的窄部分35a和宽部分35b的形状。

箱主体31形成有插入孔31b。腿部分41从主壁40朝向箱主体31的插入孔31b突出。

下面将描述将板部件34组装到入口箱25上的过程。首先，腿部分41的端部41a从入口箱25的内侧被插入到插入孔31b内，从而端部41a从箱主体31的外表面突出达预定尺寸。然后，端部41a沿箱主体31的外表面弯曲。如此，板部件34被预先固定到箱主体31上。

此后，加热器芯体13的构件被一体地铜焊。此时，板部件34的腿部分41也与箱主体31铜焊在一起。由此，板部件34组装有加热器芯体13。

图17显示了第二实施例的加热器芯体13的排出空气温度的检查结果。其在与图12中的检查相同的检查条件下被检查。

如图17中所示，即使当板部件34被如上所述地构造，内部流体的体积在导管22之间也是大体上一致的。由此，在导管叠置方向D1上的排出空气温度的差减小。

在第二实施例中，主壁40不具有对应于第一实施例的窄部分35a的形状。因此，流入上游的三个导管X的内部流体的体积与第一实施例相比减小了。如此，在图17中，最靠近进入口27的部分(图17中的最左侧部分)的排出空气温度低于图12中示出第一实施例的最靠近进入口27的部分的排出空气温度。

在第二实施例中，板部件34的形状与第一实施例的板部件34的形状相比被简化。由此，由于板部件34所引起的内部流体的流动阻力的增加得到进一步地降低。具体地，在此实施例中，当流量FR为6L/min时内部流体的流动阻力为0.81kPa。由此，在相同的使用条件下，第二实施例的内部流体的阻力低于第一实施例的内部流体的阻力(0.85kPa)。

因为板部件34预先被固定到箱主体31上，所以没有必要如第一实施例一样通过进入口27将板部件34插入到入口箱25中。因此，板部件34的形状和尺寸没有与进入口27的形状和尺寸相关地受到限制。即，板部件34的设计的灵活性得到提高。因为板部件34的形状和尺寸更加完善，所以内部流体的体积在导管22之间更加有效地均匀化。

(第三实施例)

下面参照图18A和18B描述第三实施例。在第三实施例中，加热器芯体13不具有板部件34。芯板30形成有隆起部分42作为覆盖部件以代替板部件34。

隆起部分42从导管插入孔30a的具有毛刺形状的周边部分朝向入口箱25的内部突出。隆起部分42中的每一个都具有沿导管22U的入口端22a的、突出到入口箱25的内部的形状。如图18B中所示，隆起部分42与导管插入孔30a局部重叠。

如此，每一个导管22U的入口端22a的开口被隆起部分42局部覆盖。因此，与第一实施例相似，每一个导管22内的内部流体的体积是均匀的，且在导管叠置方向D1上的排出空气温度的差被减小。

隆起部分42不具有如板部件34的腿部分36一样增加内部流体在入口箱25中流动的阻力的部分。因此，内部流体的流动阻力与第一实施例相比被减小。在此情况下，内部流体的压力损失被降低。

因为隆起部分42与芯板30一体地形成，所以减小了组装步骤的数量。由此，降低了制造加热器芯体13的成本。

(第四实施例)

下面参照图19描述第四实施例。在第四实施例中，板部件34设置在出口箱26中，而不是在入口箱25中。

如图19中所示，板部件34在上下方向上与第一实施例中的布置对称地设置。板部件34局部覆盖导管22U的出口端22b的开口。并且在此情况下，设置在出口箱26内的板部件34用作覆盖部件。

板部件34设置成窄部分35a局部覆盖导管22U的更靠近排出口28的三个导管X的出口端22b的开口，且宽部分35b局部覆盖导管22U的剩下的导管Y的出口端22b的开口。由此，三个导管X的每一个出口端22b的开口的被覆盖面积小于导管22U的剩余导管Y的每一个出口端22b的开口的被覆盖面积。

并且，主壁35的宽度a1、a2、a3小于排出口28的开口的直径。因此，在除了板部件34之外的加热器芯体13的构件被一体地铜焊之后，板部件34可以通过排出孔28被插入到出口箱26中。

图20显示了流入每一个导管22内的内部流体的体积的数值分析的结果。在与图10中示出的分析相同的条件下进行分析。

因为导管22U的出口端22b的开口被板部件34局部覆盖，所以流入到导管22U内的内部流体的体积减小。结果，流入到除了导管22U之外的导管22内的内部流体的体积增加。即，流入距离排出口28更远的导管22内的内部流体的体积增加。因此，在导管22之间内部流体的体积是均匀的。

(第五实施例)

下面参照图21和22描述第五实施例。在第五实施例中，加热器芯体13被构造为第一和第四实施例的组合。即，如图21中所示，板部件34设置在入口箱25和出口箱26两者中。

图22显示了流入第五实施例的加热器芯体13中的每一个导管22内的内部流体的体积的数值分析的结果。在与图10和20中示出的第一和第四实施例的分析相同的条件下进行分析。板部件34设置成窄部分35a局部覆盖导管22U的三个导管X的入口端22a、出口端22b的开口，且宽部分35b局部覆盖导管22U的剩余导管Y的入口端22a、出口端22b的开口。

如图22中所示，即使当板部件34设置在入口箱25和出口箱26两者内时，也会提供与第一和第四实施例中相似的效果。

(其他实施例)

在上述实施例中，热交换器被示范性应用到车辆空调设备的加热器芯体上。然而，应用本发明的热交换器可以是其他的热交换器，诸如用于冷却发动机冷却水的散热器和用于车辆空调设备的制冷剂冷凝器。此外，所述热交换器可以是除了用于车辆的热交换器之外的任何其他的热交换器。

在第二实施例中，板部件34被设置在入口箱25内。然而，第二实施例的板部件34可以设置在出口箱26内或设置在入口箱25和出口箱26两者内。

在第三实施例中，隆起部分42与入口箱25的芯板30一体地形成。此外，隆起部分42可以与出口箱26的芯板30一体的形成，或与入口箱25和出口箱26两者的芯板一体地形成。

在上述实施例中，进入口27和排出口28在导管叠置方向D1上位于同一侧。然而，并不必然总是进入口27和排出口28在导管叠置方向D1上位于同一侧。即，覆盖部件可以被应用到具有与上述实施例不同的结构的热交换器上。例如，入口箱25和出口箱26可以在导管叠置方向D2上位于同一侧。

本领域普通技术人员将易于想到另外的优点和变型。在其更广泛的术语上，本发明不限于所示出和所描述的具体细节、代表性设备和说明性示例。

Claims

1.一种热交换器，所述热交换器包括：

多个导管，所述多个导管在导管叠置方向上被叠置；

入口箱，所述入口箱连接到所述导管，并且所述入口箱在其端部具有进入口；

出口箱，所述出口箱连接到所述导管，并且所述出口箱在其端部具有排出口，在所述导管叠置方向上，所述出口箱的端部处于与所述进入口相同的侧上；和

覆盖部件，所述覆盖部件设置在所述入口箱和所述出口箱中的至少一个内，其中

所述覆盖部件紧密接触所述多个导管的预定导管的端部并且局部覆盖所述多个导管的预定导管的端部的开口，所述预定导管在所述导管叠置方向上邻近所述进入口与所述排出口中的至少一个定位。

2.根据权利要求1所述的热交换器，其中

所述覆盖部件包括主壁，所述主壁在与所述导管叠置方向平行的方向上以预定宽度延伸，

所述主壁具有垂直于所述导管的纵向方向的壁表面，且

所述预定导管的端部的开口被所述壁表面局部覆盖。

3.根据权利要求2所述的热交换器，其中

所述主壁包括第一壁部分和第二壁部分，所述第二壁部分布置成在导管叠置方向上比第一壁部分距离进入口和排出口中的至少一个更远，且

所述第二壁的宽度大于第一壁部分的宽度，所述第一和第二部分的宽度由在垂直于导管叠置方向的方向上测量的尺寸所限定。

4.根据权利要求3所述的热交换器，其中

所述第二壁部分具有锥形形状，从而第二壁部分的宽度随在导管叠置方向上离开进入口和排出口中的至少一个的距离而减小。

5.根据权利要求1所述的热交换器，其中

所述入口箱和所述出口箱中的至少一个中设置有所述覆盖部件，所述入口箱和所述出口箱中的至少一个包括箱主体和芯板，

所述芯板和所述箱主体彼此连接并在所述芯板和所述箱主体之间提供箱空间，

所述芯板具有导管插入孔，且所述导管的端部通过所述导管插入孔并突出到所述箱空间内，

所述芯板进一步具有突出到箱空间内的突出部分，

所述突出部分中的每一个以沿着所述导管的端部的形状局部覆盖所述导管插入孔中的对应的一个，且

所述覆盖部件由所述芯板的突出部分提供。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的热交换器，其中

所述覆盖部件设置在入口箱内并在入口箱的内部局部覆盖所述预定导管的端部的开口。

7.根据权利要求2-4中任一项所述的热交换器，其中

所述覆盖部件设置在所述入口箱和所述出口箱中的至少一个中，所述入口箱和所述出口箱中的至少一个具有在与导管叠置方向平行的方向上延伸的管状形状且具有与所述导管的端部相对的箱内部表面，

所述覆盖部件进一步包括腿部分，所述腿部分从所述主壁朝向所述箱内部表面延伸，且

所述腿部分中的每一个与所述箱内部表面接触。

8.根据权利要求7所述的热交换器，其中

所述覆盖部件设置在入口箱内，

所述入口箱的进入口限定了在与导管叠置方向平行的方向上开口的所述进入口的开口，且

所述覆盖部件的主壁的预定宽度小于所述进入口的开口的直径。

9.根据权利要求8所述的热交换器，其中

所述腿部分中的每一个相对于所述导管的纵向方向倾斜，从而腿部分的端部比腿部分的基部部分更加靠近进入口，且所述基部部分连接到主壁。

10.根据权利要求9所述的热交换器，其中

所述入口箱具有箱主体和芯板，

所述箱主体和所述芯板彼此连接以便在所述箱主体和所述芯板之间提供箱空间，

所述芯板具有导管插入孔，导管的端部插入到所述导管插入孔内，

所述箱主体具有半圆柱形形状并包括隆起部分，所述隆起部分突出到所述箱空间内，且

每一个腿部分的端部包括弯曲部分，所述弯曲部分在与导管的纵向方向平行的方向上延伸，且

所述弯曲部分在平行于导管叠置方向的方向上与所述隆起部分中对应的一个接合。

11.根据权利要求10所述的热交换器，其中

所述覆盖部件的主壁在邻近所述入口箱的进入口的端部上具有接合部分，且

所述接合部分朝向所述芯板突出，且在与导管叠置方向平行的方向上与所述芯板的端面接合，所述芯板的端面邻近所述进入口。

12.根据权利要求8所述的热交换器，其中

所述入口箱包括箱主体和芯板，

所述覆盖部件的主壁在邻近所述进入口的端部上具有接合部分，且

所述接合部分朝向所述芯板突出，并在与导管叠置方向平行的方向上与所述芯板的端面接合，所述芯板的端面邻近所述进入口。

13.根据权利要求8所述的热交换器，其中

所述覆盖部件的主壁在与所述入口箱的进入口相对且远离所述入口箱的进入口的端部上具有倾斜表面，且

所述倾斜表面倾斜成所述倾斜表面与所述导管的端部之间的距离随离开所述入口箱的进入口的距离而增加。

14.根据权利要求7所述的热交换器，其中

所述覆盖部件设置在所述出口箱内，

所述出口箱的排出口限定了在与导管叠置方向平行的方向上开口的所述排出口的开口，且

所述覆盖部件的主壁的预定宽度小于所述排出口的开口的直径。

15.根据权利要求14所述的热交换器，其中

所述腿部分中的每一个相对于所述导管的纵向方向倾斜，从而腿部分的端部比腿部分的基部部分更加靠近排出口，且所述基部部分连接到主壁。

16.根据权利要求15所述的热交换器，其中

所述出口箱具有箱主体和芯板，

17.根据权利要求16所述的热交换器，其中

所述覆盖部件的主壁在邻近所述出口箱的排出口的端部上具有接合部分，且

所述接合部分朝向所述芯板突出，且在与导管叠置方向平行的方向上与所述芯板的端面接合，所述芯板的端面邻近所述排出口。

18.根据权利要求14所述的热交换器，其中

所述出口箱包括箱主体和芯板，

所述芯板具有导管插入孔，并且导管的端部插入到所述导管插入孔内，

所述覆盖部件的主壁在邻近所述排出口的端部上包括接合部分，且

所述接合部分朝向所述芯板突出，并在与导管叠置方向平行的方向上与所述芯板的端面接合，所述芯板的端面邻近所述排出口。

19.根据权利要求14所述的热交换器，其中

所述覆盖部件的主壁在与所述出口箱的排出口相对且远离所述出口箱的排出口的端部上具有倾斜表面，且

所述倾斜表面倾斜成所述倾斜表面与所述导管的端部之间的距离随离开所述出口箱的排出口的距离而增加。

20.一种热交换器，所述热交换器包括：

多个导管，所述多个导管在导管叠置方向上被叠置，且内部流体流过所述多个导管；

入口箱，所述入口箱具有进入口，所述进入口用于将所述内部流体引入到入口箱内，并且所述入口箱被连接到多个导管的端部，用于将所述内部流体分开到所述多个导管内；和

覆盖部件，所述覆盖部件设置在所述入口箱内，其中

所述覆盖部件接触所述多个导管的预定导管的端部，且局部覆盖所述预定导管的端部的开口，且所述预定导管邻近所述入口箱的进入口定位。