CN103988043B - 具有均匀流动离开歧管的低轮廓、分流增压空气冷却器 - Google Patents

具有均匀流动离开歧管的低轮廓、分流增压空气冷却器 Download PDF

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Abstract

具有均匀流动离开歧管的一种低轮廓、分流增压空气冷却器包括第一热交换器芯，该第一热交换器芯包括以交替的顺序布置的多个气体流动通道和多个冷却剂流动通道。第一和第二气体出口歧管与气体流动通道连通，并且气体入口歧管与第一和第二气体出口歧管连通。气体入口歧管位于第一和第二气体出口歧管之间，使得该气体沿两个不同方向从所述入口歧管向着所述出口歧管流动。气体出口室从气体出口歧管接收气体流并且提供空间，在该空间中，该气体流在从热交换器被排出之前被合并。

Description

具有均匀流动离开歧管的低轮廓、分流增压空气冷却器
相关申请的交叉引用
本申请要求2011年10月28日提交的美国临时专利申请No.61/552,808的优先权和权益，该美国临时专利申请的内容通过引用并入这里。
技术领域
本发明总体上涉及通过气态或液体冷却剂来冷却热气体的热交换器，并且具体地涉及用于车辆发动机系统中的气体冷却的具有分流芯的气体-气体热交换器或气体-液体热交换器。
背景技术
已知使用气体-液体热交换器来冷却涡轮增压内燃机中或燃料电池发动机中的压缩的增压空气，或冷却热的发动机废气。
已知气体冷却热交换器的各种构造。例如，已知构造气体冷却热交换器，该气体冷却热交换器由两个或更多个同心管组成，相邻的管之间的环形空间用作流体流动通道。波纹状翅片典型地被布置在流动通道中以增强热传递，并且在一些情况中，用来将管层连结在一起。气体冷却热交换器还可以包括芯，该芯由管或板的堆叠构成，该管或板的堆叠为热的气体和冷却剂提供交替的流动通道。
每一个具体应用具有其自身的热交换要求和空间约束。本发明人已经发现，在一些构造中，希望在气体入口歧管将空气流分成两个方向，而在气体出口歧管提供均匀的气体流。存在对这种热交换器的有效的且高效的构造的需求。
发明内容
在实施例中，提供一种通过冷却剂用来冷却气体的热交换器。该热交换器包括第一热交换器芯，该第一热交换器芯包括多个第一气体流动通道和多个第一冷却剂流动通道，其中所述第一气体流动通道和所述第一冷却剂流动通道贯穿所述第一芯以交替的顺序被布置。该热交换器还包括第一气体出口歧管和第二气体出口歧管，所述第一气体出口歧管和第二气体出口歧管的至少一个与所述芯的气体流动通道流动连通。该热交换器还包括气体入口歧管，所述气体入口歧管与所述第一和第二气体出口歧管流动连通并且位于所述第一和第二气体出口歧管上游。该热交换器还包括气体出口室，所述气体出口室与所述第一和第二气体出口歧管流动连通并且位于所述第一和第二气体出口歧管下游。该热交换器还包括气体出口，所述气体出口用来从所述热交换器排出所述气体。所述气体入口歧管位于所述第一气体出口歧管和所述第二气体出口歧管之间，使得所述气体入口歧管和所述第一气体出口歧管之间的第一气体流动方向不同于所述气体入口歧管和所述第二气体出口歧管之间的第二气体流动方向；并且所述气体出口室从所述第一和第二气体出口歧管接收所述气体流并且提供空间，在所述空间中，来自所述第一和第二气体出口歧管的所述气体流在从所述热交换器被排出之前被合并。
在实施例中，所述第一气体流动方向相对于所述第二气体流动方向呈大约180°的角度。
在实施例中，所述气体入口歧管与所述第一芯的所有气体流动通道流动连通。
在实施例中，所述入口歧管以及所述第一和第二气体出口歧管被容纳在所述第一芯内，使得所述第一芯是自封闭的。
在实施例中，所述第一芯中的气体流动通道的每一个与所述气体入口歧管并且与所述第一和第二气体出口歧管流动连通。
在实施例中，所述第一和第二气体出口歧管的每一个与所述第一芯中的所述气体流动通道的每一个流动连通。
在实施例中，所述热交换器还包括第二热交换器芯，所述第二热交换器芯包括多个第二气体流动通道和多个第二冷却剂流动通道，其中所述第二气体流动通道和所述第二冷却剂流动通道贯穿所述第二芯以交替的顺序被布置。根据这个实施例，所述气体入口歧管可以与所述第一芯的第一气体流动通道的每一个和所述第二芯的第二气体流动通道的每一个流动连通。而且在这个实施例中，所述第一气体出口歧管可以与所述第一芯的第一气体流动通道的每一个流动连通，并且所述第二气体出口歧管与所述第二芯的第二气体流动通道的每一个流动连通。
在实施例中，所述第一和第二气体出口歧管位于所述第一芯的相对两侧。
在实施例中，所述第一芯具有中心纵向轴线；并且其中所述气体入口歧管沿所述轴线延伸；其中所述第一气体出口歧管和所述第二气体出口歧管均相对于所述轴线向着所述第一芯的基本上轴向延伸的侧部间隔设置；并且其中所述第一和第二气体出口歧管沿所述第一芯的基本上轴向延伸的侧部延伸。
在实施例中，所述第一芯具有：顶部，所述气体通过所述顶部进入所述空气入口歧管；和相对的底部，所述气体通过所述相对的底部离开所述第一和第二气体出口歧管；其中所述第一芯的所述顶部和所述底部平行于所述气体流动通道；并且其中所述气体出口室沿所述第一芯的底部定位。在这个实施例中，具有多个穿孔的板可以被布置成跨越所述气体出口。所述板的穿孔可以在所述气体出口的中心处比在所述气体出口的外边缘处大。
在实施例中，所述热交换器还包括基板，所述基板用来连接到从所述热交换器接收所述气体的部件。
在实施例中，所述气体流动通道的一个或更多个和/或所述冷却剂流动通道的一个或更多个设置有湍流增强插入件，所述湍流增强插入件呈包括多个波纹的翅片或湍流增强器的形式。
在实施例中，一个或更多个气体流动通道内的每一个插入件的波纹在所述气体入口歧管和所述气体出口歧管的每一个之间沿第二气体流动方向延伸；其中所述插入件的波纹在所述气体入口歧管附近被中断使得所述气体入口歧管保持不被所述插入件覆盖；并且其中在所述气体入口歧管的相对的端部和所述气体流动通道的外周边缘之间设置有间隙；并且其中所述插入件包括连续地延伸通过所述间隙的每一个的至少一个连续的波纹，并且所述至少一个连续的波纹在所述第一气体出口歧管和所述第二气体出口歧管之间延伸。在这个实施例中，该波纹包括侧壁，并且连续波纹的侧壁基本上是未穿孔的，至少在穿过所述间隙的所述连续波纹的那些部分中基本上是未穿孔的。
在实施例中，在所述气体入口歧管的相对的端部和所述气体流动通道的外周边缘之间设置有间隙；并且其中沿所述气体流动通道的外周边缘限定旁通通路，所述通路与所述第一和第二气体出口歧管流动连通；并且其中所述热交换器还包括阻塞元件，所述阻塞元件被布置在所述气体入口歧管的端部的一个和所述旁通通路之间的间隙的每一个中，所述阻塞元件沿所述气体入口歧管的边缘延伸并且阻塞所述气体入口歧管和所述旁通通路之间的旁通流动。
在实施例中，所述冷却剂流动通道被构造用来使所述冷却剂沿U形流动路径流动，并且所述热交换器芯包括冷却剂入口歧管和冷却剂出口歧管，所述冷却剂入口歧管和冷却剂出口歧管都沿所述热交换器芯的一侧定位；并且其中至少一个细长肋位于所述冷却剂入口歧管和所述冷却剂出口歧管之间，沿冷却剂流动的方向延伸以沿U形引导冷却剂的流动，以便沿所述U形流动路径引导所述冷却剂的流动。
附图说明
现在将参考附图仅通过例子的方式描述本发明，其中：
图1是根据第一实施例的热交换器的顶视透视图；
图2是其底视透视图；
图3是其侧面正视图；
图4是其顶视图，其中气体入口管和冷却剂配件被移除；
图5是其底视图，其中穿孔板被移除；
图6是省略气体入口管和冷却剂配件的沿图4的线6-6的纵向截面；
图7是省略气体入口管和冷却剂配件的沿图4的线7-7的横向截面；
图8是第一芯板的空气侧的透视图；
图8a是沿图8的线X-X'和Y-Y'穿过图8的板的放大截面视图；
图8b是图6的纵向横截面的一部分的近视图，示出了多个阻塞元件；
图9是第一芯板的冷却剂侧的透视图；
图9a是被构造用于冷却剂的U形流动的第一芯板的冷却剂侧的透视图；
图10是根据第一实施例的热交换器的基板的顶视透视图；
图11是第二芯板的冷却剂侧的透视图；
图12是第二芯板的空气侧的透视图；
图13是根据第一实施例的热交换器的顶板的顶视透视图；
图14是根据第一实施例的热交换器的底板的顶视透视图；
图15是根据第二实施例的热交换器的芯板的顶视透视图；
图16是根据第三实施例的热交换器的顶视平面图；
图17是沿图16的线17-17的横向截面；并且
图18是沿图16的轴线A的纵向截面。
具体实施方式
现在在下面参考图1到14描述根据第一实施例的热交换器10。
根据第一实施例的热交换器10可以用作机动车辆中的增压空气冷却器。因此，热交换器10包括用于空气和用于气态或液体冷却剂，更典型地液体冷却剂的入口、出口和流动通道。用于空气和冷却剂的入口和出口被布置成使得空气进入热交换器的顶部并且离开底部，而冷却剂通过热交换器的顶部进入和离开。热交换器10具有基板12，该基板适合于安装到车辆进气系统的另一部件，诸如进气歧管或增湿器。热交换器10还包括空气入口管15，该空气入口管用来从上游进气系统部件(未示出)接收热的、加压的增压空气。管15通过附接凸缘17连接到该上游部件。如下面将进一步讨论的，入口管15可以具有锥形的侧壁以便优化空气到热交换器10的芯中的分配。热交换器10还具有冷却剂配件19、21，一个配件位于冷却剂入口歧管，并且另一个配件位于冷却剂出口歧管。用于空气和冷却剂的入口和出口开口的具体位置和构造取决于车辆的进气系统的具体构造，并且将随着应用而变化。
基板12包括中心开口，该中心开口充当在热交换器10中被冷却的空气的出口。基板具有顶表面16和相对的底表面18，热交换器的芯24安装到该顶表面，该相对的底表面18适合于安装到另一车辆部件，该另一车辆部件从热交换器10接收已冷却的空气。该底表面可以设置有凹槽20，该凹槽可以接收O型环，该O型环用来将热交换器10密封到相邻的部件。
如示出的，基板12的外边缘向外延伸超过芯24以便形成外周凸缘，该外周凸缘可以设置有孔22以便通过螺栓或类似物(未示出)附接到相邻的部件。
芯24安装在基板12的顶表面16上并且是自封闭的，自封闭意指歧管和流动通道被完全地封闭在形成芯24的板的堆叠内，并且因此热交换器10不需要外部外壳。芯24被构造用来在空气进入芯24之后分离空气的流，并且在空气离开热交换器10时改善空气流的均匀性。
芯24由多个板组成，该多个板被面对面连结在一起以便形成用于空气和冷却剂的交替的流动通道。芯24包括多个第一芯板26和多个第二芯板28，该多个第一芯板和多个第二芯板在本实施例中是彼此的镜像，但在本发明的其它实施例中可以是相同的。芯24还包括紧邻基板12的位于芯24的底部的底板30，和位于芯24的顶部的顶板32。虽然图中未示出，顶板32将设置有：空气入口配件，通过该空气入口配件，空气被供应到热交换器10；以及用于冷却剂的入口和出口配件。虽然热交换器10的芯24是自封闭的并且由面对面连结在一起的芯板26、28组成，但应当理解，热交换器10可以替代地由具有套接直立边缘的一叠蝶形板组成。替代地，芯24不需要是自封闭的，而是可以被封闭在外壳内，如在下面另外描述的且在图16-18中示出的第三实施例中。
热交换器10包括空气入口歧管34，该空气入口歧管在示出的实施例中沿热交换器10的中心纵向轴线A(轴线A在下面也用作各个板的中心纵向轴线)居中地定位，并且由沿轴线A间隔开的多个分立的开口86限定。空气入口歧管34的顶部通过顶板32中的开口86打开，并且歧管34的底部由底板30封闭。应当理解，入口歧管34的精确位置、形状和外观可以不同于该图中示出的情况。例如，空气入口歧管34可以包括芯24中的单个细长开口，并且包括歧管34的开口不必与轴线A对齐。虽然开口86都被示出为具有相同的尺寸，但不必须是这种情况。
开口86的相对尺寸可以在需要时被调节以便实现沿进气歧管34的长度的吸入空气的均匀分配，和贯穿芯24的均匀的空气流分配。例如，靠近附接凸缘17的开口86可以大于远离附接凸缘17的开口。通过使用开口86来平衡贯穿芯24的空气流分配，但热交换器10不仅仅依靠空气入口管15的形状来进行流动平衡。因此，入口管15的精确形状变得不太关键，并且主要考虑变成包装约束而不是流动平衡。由于热交换器10的总体形状和体积部分地由入口管15的构造确定，在空间是有限的车辆应用中，这是热交换器10的重要优点。
在图5的底视图中可见的是一对空气出口歧管36，其底部通过底板30的开口112打开，并且其顶部被顶板32封闭。空气出口歧管36与基板12的中心开口14流动连通，该空气通过该中心开口14离开热交换器10。空气出口歧管36均平行于空气入口歧管34和轴线A沿纵向延伸，并且沿芯24的长度的较大部分延伸。入口和出口歧管34、36与贯穿芯24的空气流动通道72流动连通，并且可以看到，在热交换器10的顶部进入空气入口歧管34的空气被分成两个方向，离开歧管34向着定位成靠近芯24的外周边缘的空气出口歧管36横向地流过空气流动通道72。然后，该空气通过在芯24的底部的空气出口歧管36离开，并且通过基板12的中心开口14流出热交换器10。应当理解，热交换器10具有与其总体占地面积(面积)相比相对低的轮廓(高度)，并且该芯由总共四个板对(板26、28的面对面组合)加上底板30和顶板32组成。同样，在空间是有限的车辆应用中，可能有必要限制热交换器的高度以满足包装约束。在该板具有相对大的表面面积的这种构造中，本发明人已经发现，有利的是，沿相反方向分离空气流以便提供贯穿水平气体流动路径的有效的热交换，同时避免过度的压力降。分离的且转向的气体流由于在这种构造中在气体流在离开增压室再组合而带来的特别优点是实现良好混合的且均匀温度的离开气体流，这具有如下面进一步说明的系统优点；此外，这种良好混合的且均匀温度的离开气体流在低轮廓总高度热交换器和离开增压室结构内被实现。
热交换器10也包括位于芯24的纵向相对的间隔的端部处的冷却剂入口歧管38和冷却剂出口歧管40。冷却剂入口和出口歧管38、40通过热交换器10的顶部打开，并且在芯24的底部被底板30封闭。冷却剂入口和出口歧管38、40与多个冷却剂流动通道74流动连通，该多个冷却剂流动通道74贯穿芯24被限定在相邻的芯板26、28之间。从该图可以看到，冷却剂通过热交换器10的顶部进入，流入冷却剂入口歧管38，并且然后沿基本上纵向的方向通过芯24对角地流到冷却剂出口歧管40，该冷却剂从该冷却剂出口歧管通过热交换器10的顶部流出。因此，可以看到，空气流动通道72和冷却剂流动通道74被布置成使得空气流和冷却剂流基本上彼此垂直，即，成交叉流布置。
应当理解，冷却剂入口和出口歧管的位置不必须如该图中所示，热交换器10也不必须是交叉流热交换器。更确切地说，冷却剂歧管38、40的位置可以定位成正好在彼此对面。在冷却剂歧管的定位导致对称的芯板的情况下，应当理解，芯板26、28可以彼此相同，在这种情况中，芯24可以由一叠相同的芯板构造，当然除了顶和底板，该顶和底板将是不同的。也应当理解，冷却剂歧管38、40可以沿板的轴向延伸的侧部(即，长侧)定位，使得热交换器10将是组合并行流逆流热交换器。而且，冷却剂歧管38、40可以都沿相同侧部或端部定位，在这种情况下，冷却剂流动通道74可以具有U型流动构造。而且，冷却剂流动的方向可以与图中示出的方向相反，使得冷却剂歧管38、40的位置被颠倒。
如从图可以看到的，基板12的厚度显著大于芯板的厚度。基板12的较大厚度引起热交换器10的芯24与基板12的底表面18间隔开，因此在芯24的底部和基板12的底表面18之间提供离开增压出口室或出口空气分配空间76。在这种空气分配空间76内，通过分离的空气出口歧管36离开芯24的空气的流可以被再组合且混合以实现均匀的温度并且将空气流分配在中心开口14的整个区域上以便提供均匀的空气流到车辆进气系统的相邻部件。而且，由于空气在分离空气出口歧管36内并且在空气分配空间中被再组合，该空气在它流过空间76并且离开热交换器10的底部时将处于均匀的温度。取决于位于热交换器10的紧邻下游的部件的结构，这可能是特别重要的。例如，在膜增湿器(未示出)从热交换器10接收已冷却的空气的燃料电池发动机中，空气温度的不均匀可能导致从热交换器10接收空气流的增湿器芯的面上的热点。不均匀的温度可以引起增湿器效率的局部降低，或引起增湿器膜的变干或热降解，或结构增湿器芯部件的热损坏，例如，在增湿器由塑料芯板构造的情况下。
也希望的是，离开热交换器的空气流跨越中心开口14是均匀的。虽然本发明中实现的离开气体流的气体混合和再组合是特别的优点，但在一些情况中，通过提供其中具有穿孔79的空气分配板42(图2)以便从歧管36接收分离的流并且在空气离开热交换器10时将该分离的流转变为相对均匀的流，可以提高离开空气流的均匀性。例如，空气分配板42可以介于基板12和相邻的车辆部件之间，或者该板42可以与基板12成一体地形成。虽然穿孔79在图2中被示出为具有均匀的尺寸，但穿孔79可以在中间部分板42中较大并且在边缘较小，以便促进向着开口42的中间的流的增强的再分配，因此提高出口空气流的均匀性。穿孔空气分配板42的设置是可选的，并且在本发明的所有实施例中可以不需要。例如，在下游部件的背压充分高的情况下，可以在没有空气分配板42的情况下实现均匀的出口空气流。
下面是芯板26、28的描述，该芯板以面对面的布置堆叠在彼此上并且与底和顶板30、32一起限定芯24。
图8到9示出第一芯板26的相应的空气侧46和冷却剂侧44。冷却剂流过芯板26的冷却剂侧44，而空气流过芯板26的相对的空气侧46。
第一芯板26设置有从板26的冷却剂侧44直立的多个泡罩或凸台48。凸台48沿中心纵向轴线A定位，并且每一个凸台48具有平的顶表面，该平的顶表面设置有空气入口歧管开口50。每一个凸台48的平的顶表面的一部分包围该开口50，提供密封表面，凸台48可以沿该密封表面被密封到如下面进一步讨论的相邻的板的凸台。向着板26的外周边缘横向间隔并且沿轴线A延伸的是凸台54，该凸台54的每一个具有平的顶表面，该平的顶表面设置有空气出口歧管开口52。凸台48和54的平的顶表面与呈外周脊或肋的形式的冷却剂侧密封表面58共面，并且芯板26沿这些表面被密封到相邻的芯板，如下面进一步讨论的。
第一芯板26包括平面基部56，冷却剂沿该平面基部在冷却剂入口歧管开口64和冷却剂出口歧管开口68之间流动。如在芯板26的空气侧46上可以看到的，冷却剂入口和出口歧管开口64、68形成在直立在芯板26的空气侧46上的凸台66、70的平的顶表面中。在空气侧46上设置密封表面60，该密封表面60被设置在向外延伸的外周凸缘62上，并且与凸台66、70的平的顶表面共面。
在本实施例中，在平行于轴线A的平面中，第一和第二芯板26、28是彼此的镜像。因此，第一芯板26的元件的上述描述同样适用于第二芯板28的描述，并且芯板28的相同元件由相同的附图标记标识，第二芯板28的元件由带撇号的附图标记标识以便将它们与第一芯板26的元件区别开。
如从图可以看到的，第一和第二芯板26、28贯穿芯24的高度以交替的顺序被堆叠，并且沿它们各自的密封表面被密封在一起。特别地，芯板26、28布置在芯24中使得第一芯板26的冷却剂侧44面对相邻的第二芯板28的冷却剂侧44’，使得冷却剂流动通道74形成在其间，并且使得包围第一芯板26的空气入口歧管开口50的凸台48与包围相邻的第二芯板28的空气入口歧管开口50'的凸台48’密封在一起；包围第一芯板26的空气歧管出口开口52的凸台54与包围相邻的第二芯板28的空气出口歧管开口52'的凸台54’密封；并且第一芯板26的冷却剂侧密封表面58被密封到相邻的第二芯板28的冷却剂侧密封表面58'。因此，冷却剂流动通道74被限定在第一芯板26的平面基部56和相邻的第二芯板28的平面基部56’之间，并且冷却剂流动通道74与芯板26、28的对齐的冷却剂入口歧管开口64、64’和第一和第二芯板26、28的对齐的冷却剂出口歧管开口68、68’流动连通。
上述第一芯板26的相对的空气侧46面对面连结在另一相邻的第二芯板28的空气侧46’上，使得空气流动通道72形成在第一芯板26的平面基部56和第二芯板28的平面基部56’之间。包围第一芯板26的相应的冷却剂入口和出口歧管开口64、68的凸台66、70与包围相邻的第二芯板28的相应的冷却剂入口和出口歧管开口64'、68'的凸台66’、70’被密封，以便从空气流动通道72密封冷却剂入口和出口歧管38、40。而且，被设置在芯板26的凸缘62上的空气侧密封表面60被密封到相邻的第二芯板28的凸缘62’上的对应的空气侧密封表面60’，因此密封空气流动通道72的外周。
第一和第二芯板26、28如上所述贯穿芯24以交替的顺序被布置，使得每一个空气流动通道72被夹在一对冷却剂流动通道74之间。在根据第一实施例的热交换器10中，最上部冷却剂流动通道74被设置在顶板32和相邻的第一芯板26的冷却剂侧44之间，而最下部冷却剂流动通道74被设置在底板30的顶侧94和第二芯板28的冷却剂侧44之间。
顶板32具有：顶侧78，该顶侧离开芯24向上面向；和底(冷却剂)侧80，该底侧被密封到相邻第一芯板26的冷却剂侧44以便形成最上部冷却剂流动通道74。顶板32包括冷却剂入口歧管开口82和冷却剂出口歧管开口84以便允许冷却剂进入冷却剂入口歧管38，并且允许冷却剂流出冷却剂出口歧管40。虽然未示出，但应当理解，冷却剂入口和出口配件将被密封到顶板32的冷却剂入口和出口歧管开口82、84。
为了允许空气进入热交换器10，顶板32设置有沿顶板32的轴线A对齐的空气入口歧管开口86。开口86被定位并且设计尺寸以便与贯穿芯24的芯板26、28的对齐的空气入口歧管开口50、50'对齐。空气入口歧管开口86形成在从顶板32的冷却剂侧80直立的凸台88的平的顶表面中。凸台88的顶表面与在顶板32的外周周围延伸的密封凸缘92共面，使得顶板32的凸台88被密封到包围相邻的第一芯板26的空气歧管入口开口50的凸台48。
如图13中所示，顶板32的外周密封凸缘92沿顶板32的轴向延伸的边缘较宽以便形成一对空气出口歧管密封表面90。密封表面90被密封到包围相邻的第一芯板26的冷却剂侧44上的空气歧管出口开口52的凸台54，完全密封空气出口歧管36的顶部。
底板30具有顶(冷却剂)侧94和底侧96，该底侧密封在基板12的顶表面16上。在底板30的冷却剂侧94上，设置有呈外周脊的形式的冷却剂侧密封表面98，该冷却剂侧密封表面被密封到第二芯板28的冷却剂侧44’上的冷却剂侧密封表面58’。因此，最下部冷却剂流动通道74形成在底板30的平面基部和相邻的第二芯板28的平面基部56’之间。底板30的底侧96设置有在底板30的外周周围的呈向外延伸的凸缘102的形式的密封表面100，底板30沿该密封表面被密封到基板12。
底板30的一个端部设置有冷却剂入口歧管密封表面104，并且另一端部设置有冷却剂出口歧管密封表面106。密封表面104和106封闭相应的冷却剂入口歧管38和冷却剂出口歧管40的底部。这些密封表面104、106位于底板30的外周边缘，并且部分地由冷却剂侧密封表面98包围。然而，密封表面104、106的每一个在一侧上保持打开以便提供最下部冷却剂流动通道74与冷却剂入口和出口歧管38、40之间的流动连通。
底板30还设置有一排凸台110，该一排凸台在冷却剂侧94上直立并且具有平的顶表面108，该平的顶表面没有穿孔并且与冷却剂侧密封表面98共面。凸台110的平的顶表面108密封在相邻的第二芯板28的凸台48’的平的顶表面上，因此为空气入口歧管34提供封闭的底部。
最后，底板30设置有一对空气出口歧管开口112，该一对空气出口歧管开口被设置在直立在板30的冷却剂侧94上的凸台114的平的顶表面上，并且该平的顶表面与冷却剂侧密封表面98共面并且部分地由该冷却剂侧密封表面98限定。这些空气出口歧管开口112与空气出口歧管36对齐，底板30的凸台114与相邻的第二芯板28的空气出口歧管开口52’的凸台54’密封。因此，底板30的空气出口歧管开口112为空气出口歧管36提供打开的底部，通过该打开的底部，已冷却的空气通过基板12的中心开口14离开热交换器10。
芯24中的空气流动通道72和冷却剂流动通道74的一些或全部可以设置有湍流增强插入件71，诸如湍流增强器或波纹状翅片，该湍流增强器或波纹状翅片可以通过铜焊被固定到芯板26、28、30、32。如这里使用的，术语“波纹状翅片”和“湍流增强器”意图指的是波纹状湍流增强插入件，该波纹状湍流增强插入件具有由侧壁连接的多个轴向延伸的脊或峰，该脊是圆化的或平的。如这里定义的，“翅片”具有连续的脊，而“湍流增强器”具有沿其长度中断的脊，使得通过湍流增强器的轴向流动是曲折的。湍流增强器有时称为偏移或开缝条材翅片，并且这种湍流增强器的例子在美国专利No.Re.35,890(So)和美国专利No.6,273,183(So等人)中被描述。授予So和So等人的专利通过引用整体并入这里。
空气侧湍流增强插入件71的外形在图8中以点线被示出，并且在图8a中更详细地被示出。在插入件71为如图8a中所示的波纹状翅片的情况下，它将被布置成使得由脊和峰限定的开口相对于轴线A成90°，因此引导从空气歧管入口开口50向着空气歧管出口开口52的空气流动，同时阻塞平行于轴线A的空气流动。这由图8a中从开口50延伸出的弯曲箭头指示。在插入件71为湍流增强器或偏移条材翅片的情况下，或者在该插入件是在其侧壁中具有开口或通气窗的翅片的情况下，由脊和峰限定的开口也与轴线A成90°，并且限定低压力降方向，而被限定在湍流增强器或翅片的壁中的开口沿轴线A取向，并且限定高压力降方向。这种取向也引导从空气入口歧管开口50向着空气歧管出口开口52的流动。为了方面，在图8a中仅仅示出插入件71的一部分。沿该排开口50的任一侧延伸的连结插入件71的段的虚线表示插入件71的波纹沿该排开口50连续地延伸。
从图可以看到，在最端部空气入口歧管开口50的每一个和空气流动通道72的外周边缘之间存在间隙。此外，窄的旁通通路75沿肋58的下侧被限定，该肋在板26的相对侧44上形成冷却剂侧密封表面。旁通通路75沿空气流动通道的外周边缘被定位并且与两个空气出口歧管开口52流动连通并且因此为空气入口歧管34和空气出口歧管36之间的空气流动提供旁通。
在本发明的一些实施例中，通过将阻塞元件插入到最端部开口50的一个和通路75之间的空气流动通道72中，可以阻塞板26、28的一个或两个端部处的通路75和最端部空气入口歧管开口50之间的直接连通。每一个阻塞元件沿空气入口歧管34的最端部开口50的一个的边缘延伸并且阻塞开口50和旁通通路75之间的旁通流动。在图中示出的实施例中，阻塞元件大致横向于纵向轴线A。
例如，如图8b中所示，阻塞元件可以包括具有L形截面的细长构件87或具有C形截面的细长构件89。L形构件87的一个腿平放在板26的基部56或板28的基部56’上，并且另一腿在板26的平面基部56和配合的芯板28的平面基部56’之间延伸。类似地，C形构件89的一个腿平贴板26的平面基部56并且另一腿平贴板28的平面基部56’，中间部分在板26的平面基部56和配合的芯板28的平面基部56’之间延伸。
在本发明的一些实施例中，阻塞元件可以并入到湍流增强插入件中。例如，插入件71可以包括端部部分73，该端部部分包括至少一个横向延伸的脊和/或峰，该脊和/或峰防止或最小化最端部空气入口歧管开口50之间的流动连通，并且例如，在插入件71是具有没有穿孔的侧壁的波纹状翅片的情况下，如图8a中所示，插入件71的端部部分73仅仅包括一个或更多个波纹，该一个或更多个波纹从最端部入口歧管开口50(在图8a中被标记为50a)横向延伸跨越分离通路75的空间。在图8a和8b中，该端部部分由两个这种波纹(被标记为73a和73b)组成。在插入件是湍流增强器或偏移条材，或在其侧壁中具有通气窗或开口的波纹状翅片的情况下，组成端部部分73的波纹的侧壁中的开口将被封闭、阻塞或覆盖以便防止最端部入口歧管开口50a和通路75之间的旁通流动。这可以通过以下被实现：变形或卷曲组成端部部分73的波纹，或用一件插入件71(具有带未穿孔的侧壁的波纹)覆盖或更换穿孔波纹。一层翅片或湍流增强器71也可以在出口空气分配空间76内被布置在芯24的底部上，以便改善热传递并且改善出口空气流的均匀性。
如上所述，芯板26、28可以被构造成两个冷却剂歧管38,40都沿每一个板的相同侧部或端部定位，使得冷却剂流动通道74将具有U型流动构造。图9a示出芯板26’的冷却剂侧，该芯板26’相同于上述芯板26，除了它构造成具有双程U形冷却剂流动通道。如图9a中所示，冷却剂入口歧管开口64和冷却剂出口歧管开口68都沿板26’的较窄侧部的一个定位使得冷却剂流的主要方向将平行于轴线A。此外，轴向肋59被布置在相邻的凸台48之间并且在凸台48和冷却剂歧管开口64、68位于其上的板26’的端部处的外周肋58之间。在板26’的相对的端部，间隙留在端部凸台48和外周肋58之间以便允许交叉流动。而且，在至少一对凸台48之间可以省略肋59以便最大化跨越板26’的表面的流动的分配。例如，在图9a中示出的实施例中，在邻近与开口64、68相对的端部的最后两个凸台48之间没有肋59，以便促进跨越板26’的分配的流动。
应当理解，在图9a中最靠近开口64、68的肋59可以在板26的相对的(空气)侧中形成对应的通路，并且这个通路可以允许最端部开口50和板的外周边缘之间的空气的旁通流动，即，如上面参考图8a的通路75描述的。为了避免这种旁通流动，最靠近开口64、68的肋59可以是“盲肋”，盲肋意指它在板26的空气侧上被填充、覆盖、或以其它方式被封闭。
现在已经描述热交换器10的结构，下面是其操作的描述。
热交换器10可以用作增压空气冷却器以便将热从热进气流传递到气态或液体冷却剂(典型地为液体冷却剂，诸如乙二醇/水发动机冷却剂)。冷却剂通过顶板32的冷却剂入口歧管开口82进入热交换器10，并且流入冷却剂入口歧管38，该冷却剂入口歧管贯穿芯24的高度延伸，并且被底板30封闭。冷却剂从冷却剂入口歧管38流到冷却剂流动通道74的每一个中，并且随后通过冷却剂流动通道74对角地且纵向地流向冷却剂出口歧管40，该冷却剂出口歧管40位于芯24的对角相对的角部。在从冷却剂流动通道74流到冷却剂出口歧管40中之后，冷却剂通过顶板32的冷却剂出口歧管开口84流出热交换器。
热增压空气通过设置在顶板32中的空气入口歧管开口86进入空气入口歧管34。由于空气入口歧管34基本上沿芯24的整个长度延伸，进入的增压空气的流动基本上贯穿芯24的整个长度沿轴线A被分配。冷却剂入口歧管38与芯24中的空气流动通道72的每一个流动连通，并且因此空气从冷却剂入口歧管38流到多个空气流动通道72中。空气通过空气流动通道72从空气入口歧管34流向沿芯24的纵向边缘定位的该对空气出口歧管36。因此，进入空气入口歧管34的空气的流动被分成两个分离的流，一个流向空气出口歧管36的第一个并且另一部分沿相反的方向流向另一空气出口歧管36。因此，空气的流动被分离并且相对于冷却剂流动以基本上交叉流构造横跨芯24流动。空气出口歧管36被顶板32封闭并且在底部通过底板30打开。因此，空气进入空气出口歧管36并且向着芯24的底部向下流动，通过设置在底板30中的空气出口歧管开口112离开芯。离开周边定位的空气出口歧管36的已冷却的空气然后进入出口空气分配空间76，该出口空气分配空间被设置在底板30和基板12的底表面18之间。穿孔的基板42保证从空气出口歧管36的空气的流动被结合并且在它从热交换器10的底部离开时使其更均匀。
在可制造性方面，组成热交换器10的板，以及任何湍流增强插入件可以由可铜焊材料(诸如铝合金)构造。在制造过程期间，热交换器10的部件被组装并且被固定以将该部件保持在适当位置，并且随后穿过铜焊炉，在该铜焊炉中，该部件被加热且铜焊在一起，例如在单个操作中。该固定将部件夹紧在一起，典型地沿单个方向施加夹紧力，以保证良好接触以便铜焊，对于要可靠地密封在一起的板来说这是必要的。热交换器10的结构特别良好地适合于在沿单个方向，即穿过堆叠的高度(例如，在图3的侧视图中沿竖直方向)施加夹紧压力的情况下在单个铜焊操作中被铜焊。芯24中的歧管开口以及热气体和冷却剂流动路径的水平布置还允许使芯24与基板12和冷却剂入口管17两者在铜焊期间紧密接触，因此保证良好的密封和坚固的铜焊连结。因此，热交换器10的结构在可制造性方面是有利的，例如，与板竖直取向(即，平行于图3中的竖直方向)的设计相比。虽然“竖直板”构造较简单之处在于它消除了对分流和出口气体的混合的需要，但显著更难以制造，因为它需要沿多于一个方向施加夹紧压力，并且导致难以将芯配合到基板。而且，在竖直板取向中，离开空气流动通道72的每一个的气体通过热交换器的底部直接流出，并且可能存在从单个空气流动通道72流动的气体的不充分的混合。因此，具有竖直板取向的热交换器遭受上述缺点，因此出口空气流的温度的不均匀导致在热交换器紧邻下游的部件中产生热点。
热交换器10的分流取向产生另外的益处，其中，如在热交换器10中，芯24具有自封闭结构，芯板以面对面构造彼此连结在一起。如上面提及的，芯板26、28沿凸缘62和肋58连结到该堆叠中的相邻的芯板。如上面说明的，在板26、28的每一个端部，肋58的下侧形成通路75，该通路连接两个出口歧管36。然而，由于两个出口歧管36处于相同的压力，因此将存在通过这个通路75的微小的空气流动。在大多数典型的自封闭热交换器(排除碟形板设计)中，空气入口和出口由通路连接，该通路由外周密封肋限定。由于入口和出口之间的压力差，因此典型地存在穿过这些通路的显著量的旁通流动。然而，在分流设计中，不存在连接入口和出口开口的这种通路。
图15示出芯板116，该芯板可以用于构造根据本发明的第二实施例的热交换器。芯板116类似于上述芯板26、28(除了芯板116相同于其镜像)，意味着仅仅需要一种类型的芯板116来形成该芯(除了顶和底板)。
芯板116具有平面基部130，该平面基部具有在图15中向上面向的冷却剂侧118，和在图15中不可见的相对的空气侧120。在板116的冷却剂侧118上直立的多个凸台122沿其中心纵向轴线A定位。凸台122的每一个具有平的顶表面，该平的顶表面设置有空气入口歧管开口124。向着板116的外周边缘横向间隔的是两个凸台128，该两个凸台也直立在冷却剂侧118上。凸台128均具有平的顶表面，该平的顶表面设置有空气出口歧管开口126。开口50、52形成在其中的凸台122、128与呈外周脊的形式的冷却剂侧密封表面132共面，以便密封到相邻的板116中的凸台122、128。在空气侧120上，设置密封表面134，其中该密封表面134位于向外延伸的外周凸缘136上。
通过第二实施例的热交换器的空气流动路径与热交换器10的空气流动路径完全相同。如从图15可以看到的，空气流过由对齐的入口开口124限定的空气入口歧管，并且在它进入空气流动通道时被分成两个相反方向，该空气流动通道被限定在相邻的板116的空气侧120之间。空气从板116的中心向着一对空气出口歧管横向地流动，该一对空气出口歧管的每一个由对齐的开口126限定。如在第一实施例中，空气出口歧管在热交换器的底部上打开并且在顶部上由顶板封闭。
冷却剂在冷却剂入口歧管开口138和冷却剂出口歧管开口142之间流动。冷却剂入口和出口歧管开口138、142形成在直立在空气侧120上的凸台140、144的平的顶表面中，并且与空气侧密封表面134共面，以便实现与相邻的芯板116的空气侧120上的凸台140、144的密封。冷却剂歧管开口138、142位于轴线A的相对侧上，向着芯板116的轴向延伸的侧部。因此，跨越芯板116的冷却剂侧118的冷却剂流的方向横向于轴线A，相对于空气流动方向成部分并行流且部分逆流取向。如在第一实施例中，冷却剂入口和出口歧管在热交换器的顶部打开，并且冷却剂入口和出口歧管的底部由底板封闭。
由于芯板116包括空气入口和出口歧管开口124、126和冷却剂入口和出口歧管开口138、142，因此应当理解，由一叠芯板116组成的芯将是自封闭的，并且如根据第一实施例的热交换器10，不需要外部外壳。除了芯板116外，热交换器的芯将包括：顶板，该顶板设置有一对冷却剂配件(假定冷却剂通过顶板进入和离开)和空气入口配件；和底板，该底板设置有一对开口，该一对开口与空气入口和出口歧管对齐。该芯将被安装在基板上并且可以设置穿孔板以改善通过基板离开热交换器的流动的均匀性。根据第二实施例的热交换器的其它细节与热交换器10相同，并且在这里不详细讨论。
根据本发明的第三实施例的热交换器200在图16到18中被示意性地示出。如根据第一和第二实施例的热交换器，热交换器200具有分流芯，该分流芯沿两个方向分离进入的空气流，并且然后再分配从热交换器芯排出的分离的空气流以在出口处提供均匀的空气流。然而，与根据第一和第二实施例的自封闭热交换器不同，热交换器200的分流芯完全分成两个部分220、222，该两个部分通过顶板214被封闭在外部外壳212中。因为热交换器200包括外壳212，因此芯220、222的构造可以制成比前两个实施例中简单。例如，芯220、222可以分别包括限定冷却剂流动通道224的多个平的管，该管被限定空气流动通道226的多层波纹状翅片分离。在热交换器200的图中，示意性地示出芯220、222，其中结构细节为了清楚起见被省略。此外，虽然外壳212的顶板214被示出为设置有一对冷却剂配件216、217，但应当理解，冷却剂配件的位置是可变的，并且顶板可以设置有两对冷却剂配件，第一对用于芯220并且第二对用于芯222。替代地，冷却剂配件216可以用作该对芯220、222的入口配件，并且冷却剂配件217可以用作该对芯220、222的出口配件。在这个替代构造中，U形管223可以被设置用来将芯220、222连结在一起。例如，如在图16和17中以点线示出的，U形管223可以位于芯220、222的下侧上，在出口室246内。在这个替代构造中，冷却剂将在入口配件216和出口配件217之间沿总体上U形的路径流动。
热交换器200包括具有中心开口204的基板202。基板202具有：顶表面206，外壳212安装在该顶表面上；和相对的底表面208。外壳212具有穿孔底部232，该穿孔底部设置有多个孔234，该多个孔允许空气从外壳212排出并且通过基板202的中心开口204离开热交换器200。外壳212的穿孔底部232与热交换器10的穿孔板42用于相同的目的，即，用于使空气的出口流跨越基板202的中心开口204的区域更均匀。
顶板214在其边缘附近被密封到外壳212。除了冷却剂配件216、217外，顶板214还设置有空气入口配件218，该空气入口配件接收增压空气并且将它引入包括芯220、222之间的打开空间的空气入口歧管238，该歧管238沿芯220、222的整个长度和高度平行于轴线A纵向延伸。空气入口歧管238因此跨越芯220、222的整个长度和高度分配增压空气，并且与所有空气流动通道226流动连通。空气入口歧管238通过纵向延伸的缝隙242与空气入口配件218流动连通，该缝隙被设置在外壳212的顶板214中。
空气入口配件218可以被成形为勺子或号角，具有带有进气开口219的相对宽的口部并且向着其后端部宽度减小，或者入口配件218可以贯穿其长度具有相对恒定的横截面积。无论如何，空气入口配件具有足以完全覆盖顶板214中的缝隙242的长度和宽度，因此将增压空气引入空气入口歧管238。
与上述将两个实施例相同，热交换器200包括沿芯的外周边缘定位的一对纵向延伸的空气出口歧管240。在本实施例中，空气出口歧管240的每一个包括芯220或222的纵向面和外壳212的侧壁之间的空间。空气出口歧管240的每一个沿芯220或222的一个的整个长度和高度延伸，并且与那个芯220或222的所有空气流动通道226流动连通。因为芯220、222直接连接到顶板214的下侧，因此防止在芯220、222的顶部上方的入口和出口歧管之间的旁通流动。虽然图18示出芯220、222的端部处的间隙244，但应当理解，热交换器200可以设置有用来阻塞或密封这个间隙的挡板或其它装置以便最小化芯220、222的端部附近的旁通流动。
空气出口歧管240保持打开，使得空气的流将从空气出口歧管240被向下引导并且在芯220、222的底部附近被引入出口空气分配空间或出口室246。出口室246被限定在外壳212的穿孔底壁232和底板230之间的空间内，两个芯220、222安装在该底板230上。底板230覆盖两个芯220、222和空气入口歧管238的整个区域，并且因此防止空气入口歧管238和出口室246之间的流动连通。一旦空气流进入出口室246，它就被再分配并且通过穿孔底壁232中的孔234流出，最后通过基板202的中心开口204离开热交换器200。
出口室246可以设置有一层或更多层如上所述的湍流增强插入件。例如，室246在该图中被示出为设置有呈偏移带材翅片的形式的湍流增强器236，该湍流增强器布置成其卷绕的开口横向地面向，如图18中所示。这被称为低压力降取向。湍流增强器236用于增强空气和冷却剂之间的热传递，并且也用于充当底板230和外壳212的穿孔底壁232之间的间隔件。底壁232中的孔234优选地被布置成使得它们不被湍流增强器236的卷绕的底部凸区(即，底表面)阻塞。
空气流动通道226可以设置有简单的波纹状翅片248，其中卷绕的开口横向地面向，如图18中所示。
虽然已经结合某些实施例描述了本发明，但本发明不限于此。更确切地说，本发明包括可能落在以下权利要求的范围内的所有实施例。

Claims (17)

1.一种采用冷却剂来冷却气体的热交换器，所述热交换器包括：
热交换器芯，所述热交换器芯具有中心纵向轴线，并具有沿所述中心纵向轴线限定的长度，所述热交换器芯具有顶部和底部，并包括以堆叠而连结在一起的多个芯板，并且限定多个第一气体流动通道和多个第一冷却剂流动通道，其中，所述第一气体流动通道和所述第一冷却剂流动通道贯穿所述热交换器芯以交替的顺序被布置，并且其中所述芯板、所述冷却剂流动通道和所述气体流动通道与所述中心纵向轴线平行地沿所述热交换器芯的所述长度延伸；
顶板，所述顶板位于所述热交换器芯的顶部处，并且与所述中心纵向轴线平行地沿所述热交换器芯的所述长度延伸；
底板，所述底板位于所述热交换器芯的底部处，并且与所述中心纵向轴线平行地沿所述热交换器芯的所述长度延伸；
第一气体出口歧管和第二气体出口歧管，所述第一气体出口歧管和第二气体出口歧管中的至少一个与所述热交换器芯的第一气体流动通道流动连通，所述第一气体出口歧管和第二气体出口歧管中的每一个具有通过位于所述底板内的开口敞开的底部和由所述顶板闭合的顶部；
气体入口歧管，所述气体入口歧管与所述第一气体出口歧管和第二气体出口歧管都流动连通并且位于所述第一气体出口歧管和第二气体出口歧管的上游，所述气体入口歧管具有通过位于所述顶板内的一个或多个开口敞开的顶部，且所述气体入口歧管具有由所述底板闭合的底部；和
气体出口室，所述气体出口室与所述第一气体出口歧管和第二气体出口歧管都流动连通并且位于所述第一气体出口歧管和第二气体出口歧管的下游；
气体出口，所述气体出口用来从所述热交换器排出所述气体；
其中，所述气体入口歧管位于所述第一气体出口歧管和所述第二气体出口歧管之间，使得所述气体入口歧管和所述第一气体出口歧管之间的第一气体流动方向不同于所述气体入口歧管和所述第二气体出口歧管之间的第二气体流动方向；并且
其中，所述气体出口室从所述第一气体出口歧管和第二气体出口歧管接收气体流并且提供空间，在所述空间中，来自所述第一气体出口歧管和第二气体出口歧管的所述气体流在从所述热交换器被排出之前被合并；
其中，所述气体入口歧管沿所述中心纵向轴线延伸，并且沿所述热交换器芯的基本上整个长度延伸；
其中，所述第一气体出口歧管和所述第二气体出口歧管中的每一个远离所述中心纵向轴线、朝向所述热交换器芯的大致轴向延伸侧部间隔开；以及
其中，所述第一气体出口歧管和所述第二气体出口歧管分别沿所述热交换器芯的各大致轴向延伸侧部中的一个延伸，且所述第一气体出口歧管和所述第二气体出口歧管中的每一个沿所述热交换器芯的较大一部分长度延伸。
2.根据权利要求1所述的热交换器，其中，所述第一气体流动方向相对于所述第二气体流动方向呈大约180°的角度。
3.根据权利要求1所述的热交换器，其中，所述气体入口歧管与所述热交换器芯的所有气体流动通道流动连通。
4.根据权利要求1所述的热交换器，其中，所述气体入口歧管以及所述第一气体出口歧管和第二气体出口歧管被容纳在所述热交换器芯内，使得所述热交换器芯是自封闭的。
5.根据权利要求1所述的热交换器，其中，所述热交换器芯中的气体流动通道的每一个与所述气体入口歧管流动连通，并且与所述第一气体出口歧管和第二气体出口歧管都流动连通。
6.根据权利要求1所述的热交换器，其中，所述第一气体出口歧管和第二气体出口歧管的每一个与所述热交换器芯中的所述气体流动通道的每一个流动连通。
7.根据权利要求1所述的热交换器，其中，气体通过所述热交换器芯的顶部进入所述气体入口歧管；且气体通过所述热交换器芯的底部离开所述第一气体出口歧管和第二气体出口歧管；
其中，所述热交换器芯的所述顶部和所述底部平行于所述气体流动通道；并且
其中，所述气体出口室沿所述热交换器芯的底部定位。
8.根据权利要求7所述的热交换器，其中，跨越所述气体出口布置具有多个穿孔的板。
9.根据权利要求8所述的热交换器，其中，所述穿孔在所述气体出口的中心处比在所述气体出口的外边缘处大。
10.根据权利要求1所述的热交换器，其中，所述热交换器还包括基板，所述基板用来连接到从所述热交换器接收所述气体的部件，其中，所述基板具有顶表面以及中心开口，所述热交换器芯安装到所述顶表面，所述中心开口限定用于在所述热交换器中进行冷却的气体的出口，并且其中，每个气体出口歧管通过所述底板的一个开口与所述基板的所述中心开口流动连通。
11.根据权利要求1所述的热交换器，其中，所述气体流动通道中的一个或更多个气体流动通道和/或所述冷却剂流动通道中的一个或更多个冷却剂流动通道设置有湍流增强插入件，所述湍流增强插入件呈包括多个波纹的翅片的形式。
12.根据权利要求1所述的热交换器，其中，所述气体流动通道中的一个或更多个气体流动通道和/或所述冷却剂流动通道中的一个或更多个冷却剂流动通道设置有湍流增强插入件，所述湍流增强插入件呈包括多个波纹的湍流增强器的形式。
13.根据权利要求11或12所述的热交换器，其中，在所述一个或更多个气体流动通道内，每一个插入件的所述波纹在所述气体入口歧管与所述第一气体出口歧管和第二气体出口歧管中的每一个气体出口歧管之间沿所述气体流动方向延伸；
其中，所述插入件的波纹在所述气体入口歧管附近被中断使得所述气体入口歧管保持不被所述插入件覆盖；
其中，在所述气体入口歧管的相对两端和所述气体流动通道的外周边缘之间设置有间隙；并且其中，所述插入件包括连续地延伸通过所述间隙的每一个的至少一个连续的波纹，并且所述至少一个连续的波纹在所述第一气体出口歧管和所述第二气体出口歧管之间延伸。
14.根据权利要求13所述的热交换器，其中，所述波纹包括侧壁，并且其中所述连续的波纹的侧壁基本上是未穿孔的，至少在穿过所述间隙的所述连续的波纹的那些部分中基本上是未穿孔的。
15.根据权利要求1所述的热交换器，其中，在所述气体入口歧管的相对两端和所述气体流动通道的外周边缘之间设置有间隙；并且其中，沿所述气体流动通道的外周边缘限定旁通通路，所述旁通通路与所述第一气体出口歧管和第二气体出口歧管流动连通；并且
其中，所述热交换器还包括阻塞元件，所述阻塞元件被布置在所述气体入口歧管的端部之一和所述旁通通路之间的间隙中的每一个间隙内，所述阻塞元件沿所述气体入口歧管的边缘延伸并且阻塞所述气体入口歧管和所述旁通通路之间的旁通流动。
16.根据权利要求1所述的热交换器，其中，所述冷却剂流动通道被构造用来使所述冷却剂沿U形流动路径流动，并且所述热交换器芯包括冷却剂入口歧管和冷却剂出口歧管，所述冷却剂入口歧管和冷却剂出口歧管均沿所述热交换器芯的一侧定位；并且
其中，至少一个细长肋位于所述冷却剂入口歧管和所述冷却剂出口歧管之间，沿冷却剂流动的方向延伸以沿U形流动路径引导所述冷却剂的流动。
17.一种采用冷却剂来冷却气体的热交换器，所述热交换器包括：
第一热交换器芯，所述第一热交换器芯包括多个第一气体流动通道和多个第一冷却剂流动通道，其中，所述第一气体流动通道和所述第一冷却剂流动通道贯穿所述第一热交换器芯以交替的顺序被布置；
第二热交换器芯，所述第二热交换器芯包括多个第二气体流动通道和多个第二冷却剂流动通道，其中，所述第二气体流动通道和所述第二冷却剂流动通道贯穿所述第二热交换器芯以交替的顺序被布置；
第一气体出口歧管和第二气体出口歧管，其中，所述第一气体出口歧管与所述第一热交换器芯的第一气体流动通道中的每一个流动连通，并且所述第二气体出口歧管与所述第二热交换器芯的第二气体流动通道中的每一个流动连通；
气体入口歧管，所述气体入口歧管与所述第一气体出口歧管和第二气体出口歧管都流动连通并且位于所述第一气体出口歧管和第二气体出口歧管的上游，所述气体入口歧管与所述第一热交换器芯的第一气体流动通道中的每一个和所述第二热交换器芯的第二气体流动通道中的每一个流动连通；
气体出口室，所述气体出口室与所述第一气体出口歧管和第二气体出口歧管都流动连通并且位于所述第一气体出口歧管和第二气体出口歧管的下游；
气体出口，所述气体出口用来从所述热交换器排出所述气体；
其中，所述气体入口歧管位于所述第一气体出口歧管和所述第二气体出口歧管之间，使得所述气体入口歧管和所述第一气体出口歧管之间的第一气体流动方向不同于所述气体入口歧管和所述第二气体出口歧管之间的第二气体流动方向；并且
其中，所述气体出口室从所述第一气体出口歧管和第二气体出口歧管接收气体流并且提供空间，在所述空间中，来自所述第一气体出口歧管和第二气体出口歧管的所述气体流在从所述热交换器被排出之前被合并；
其中，所述气体入口歧管包括所述第一热交换器芯与所述第二热交换器芯之间的打开空间，所述气体入口歧管纵向地并且平行于所述热交换器的中心纵向轴线延伸，并且沿所述第一热交换器芯和所述第二热交换器芯的整个长度和高度延伸；
其中，所述第一气体出口歧管和所述第二气体出口歧管中的每一个沿所述第一热交换器芯和所述第二热交换器芯的整个长度和高度延伸；以及
其中，所述第一气体出口歧管和所述第二气体出口歧管分别沿所述第一热交换器芯和所述第二热交换器芯中的一个的外周边缘延伸。
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Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011080491A1 (de) * 2011-08-05 2013-02-07 Behr Gmbh & Co. Kg Kraftfahrzeugklimaanlage
FR2999696B1 (fr) * 2012-12-18 2018-09-14 Valeo Systemes Thermiques Tube plat pour echangeur de chaleur d'air de suralimentation et echangeur de chaleur d'air de suralimentation correspondant.
JP6190349B2 (ja) * 2013-12-05 2017-08-30 株式会社神戸製鋼所 熱交換器
US10077952B2 (en) 2014-05-02 2018-09-18 Dana Canada Corporation Manifold structure for re-directing a fluid stream
KR101749059B1 (ko) * 2015-09-04 2017-06-20 주식회사 경동나비엔 굴곡 플레이트 열교환기
CN110686538B (zh) * 2015-10-29 2021-01-08 株式会社T.Rad 无集管板型热交换器芯的结构
US9609785B1 (en) 2016-02-03 2017-03-28 International Business Machines Corporation Air-cooled heatsink for cooling integrated circuits
US9655287B1 (en) * 2016-02-03 2017-05-16 International Business Machines Corporation Heat exchangers for cooling integrated circuits
FR3051837B1 (fr) * 2016-05-27 2018-05-18 Novares France Repartiteur d’air et vehicule comprenant ce repartiteur d’air
JP6601384B2 (ja) * 2016-12-26 2019-11-06 株式会社デンソー インタークーラ
US10845135B2 (en) 2018-03-16 2020-11-24 Hamilton Sundstrand Corporation Inlet header duct design features
US11431045B2 (en) 2018-07-05 2022-08-30 Modine Manufacturing Company Battery cooling plate and fluid manifold
US11371788B2 (en) * 2018-09-10 2022-06-28 General Electric Company Heat exchangers with a particulate flushing manifold and systems and methods of flushing particulates from a heat exchanger
US10907912B2 (en) 2018-09-13 2021-02-02 Hamilton Sunstrand Corporation Outlet manifold
ES2765014A1 (es) 2018-12-05 2020-06-05 Valeo Termico Sa Intercambiador de calor para gases, en especial para gases de escape de un motor
EP3671092B1 (en) * 2018-12-17 2021-05-19 Valeo Autosystemy SP. Z.O.O. Charge air cooler
FR3097627B1 (fr) * 2019-06-18 2022-12-02 Valeo Systemes Thermiques Echangeur thermique à circulation de liquide et connecteur pour un tel échangeur
US11448132B2 (en) 2020-01-03 2022-09-20 Raytheon Technologies Corporation Aircraft bypass duct heat exchanger
US11525637B2 (en) 2020-01-19 2022-12-13 Raytheon Technologies Corporation Aircraft heat exchanger finned plate manufacture
US11674758B2 (en) 2020-01-19 2023-06-13 Raytheon Technologies Corporation Aircraft heat exchangers and plates
US11585273B2 (en) 2020-01-20 2023-02-21 Raytheon Technologies Corporation Aircraft heat exchangers
US11585605B2 (en) 2020-02-07 2023-02-21 Raytheon Technologies Corporation Aircraft heat exchanger panel attachment
US20210366806A1 (en) * 2020-05-20 2021-11-25 Google Llc Spring Loaded Compliant Coolant Distribution Manifold for Direct Liquid Cooled Modules
GB2596275A (en) * 2020-05-20 2021-12-29 Edwards Ltd Cooling element
EP3926281B1 (en) * 2020-06-17 2023-03-22 Valeo Autosystemy Sp. z o.o. A water charge air-cooler
DE102020207552A1 (de) 2020-06-18 2021-12-23 Mahle International Gmbh Wärmeübertrager

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3424240A (en) 1966-08-26 1969-01-28 Avco Corp Corrugated stacked-plate heat exchanger
US3460611A (en) * 1967-10-06 1969-08-12 Gen Motors Corp Heat exchanger of plate fin modules
CA996923A (en) * 1973-04-16 1976-09-14 Kenneth O. Parker Formed plate heat exchanger and method of fabricating
US3960207A (en) 1973-11-28 1976-06-01 Boer Karl W Heat exchange apparatus
US4006776A (en) * 1975-03-31 1977-02-08 United Aircraft Products, Inc. Plate type heat exchanger
JPS5823488B2 (ja) 1976-10-15 1983-05-16 三菱重工業株式会社 ２サイクル式デイ−ゼル機関の給気装置
US5107922A (en) 1991-03-01 1992-04-28 Long Manufacturing Ltd. Optimized offset strip fin for use in contact heat exchangers
US5107923A (en) * 1991-06-10 1992-04-28 United Technologies Corporation Flow distribution device
US5205347A (en) * 1992-03-31 1993-04-27 Modine Manufacturing Co. High efficiency evaporator
DE19549801B4 (de) * 1995-03-31 2008-01-17 Behr Gmbh & Co. Kg Plattenwärmetauscher
JPH10160380A (ja) 1996-11-29 1998-06-19 Showa Alum Corp 熱交換器
US6170568B1 (en) * 1997-04-02 2001-01-09 Creare Inc. Radial flow heat exchanger
US6273183B1 (en) 1997-08-29 2001-08-14 Long Manufacturing Ltd. Heat exchanger turbulizers with interrupted convolutions
CA2312113C (en) * 2000-06-23 2005-09-13 Long Manufacturing Ltd. Heat exchanger with parallel flowing fluids
DE10049314A1 (de) 2000-10-05 2002-04-11 Audi Ag Ladeluftkühlung für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit einem Turbolader
DE10152363A1 (de) * 2001-10-24 2003-05-08 Modine Mfg Co Gehäuseloser Plattenwärmetauscher
DE10304733A1 (de) * 2003-02-06 2004-08-19 Modine Manufacturing Co., Racine Plattenwärmetauscher
FR2859239B1 (fr) 2003-08-29 2006-01-20 Valeo Thermique Moteur Sa Dispositif de regulation thermique de gaz d'echappement
US7108054B2 (en) * 2003-09-11 2006-09-19 Honeywell International, Inc. Heat exchanger
US6948909B2 (en) 2003-09-16 2005-09-27 Modine Manufacturing Company Formed disk plate heat exchanger
US7191824B2 (en) 2003-11-21 2007-03-20 Dana Canada Corporation Tubular charge air cooler
DE102004014669B4 (de) 2004-03-25 2006-02-23 Audi Ag Ladeluftkühler für eine Brennkraftmaschine und System zur Kühlung der Ladeluft für eine Brennkraftmaschine
WO2007031274A1 (de) 2005-09-12 2007-03-22 Behr Gmbh & Co. Kg Wärmetauscher, insbesondere ladeluftkühler oder abgaskühler für eine brennkraftmaschine eines kraftfahrzeuges
JP4640288B2 (ja) 2005-12-09 2011-03-02 株式会社デンソー インタークーラ
DE102006048667A1 (de) 2006-10-14 2008-04-17 Modine Manufacturing Co., Racine Wärmeübertrageranordnung und Verfahren zur Wärmeübertragung
US7703282B1 (en) 2007-12-10 2010-04-27 Iea, Inc. Heat exchanger with horizontal flowing charge air cooler
DE112009000888T5 (de) * 2008-04-10 2011-03-24 Dana Canada Corp., Oakville Kalibrierte Umgehungsstruktur für einen Wärmetauscher
US20090260789A1 (en) 2008-04-21 2009-10-22 Dana Canada Corporation Heat exchanger with expanded metal turbulizer
DE102010036591A1 (de) * 2010-07-23 2012-01-26 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Ladeluftkühlung

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US9328968B2 (en) 2016-05-03
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