CN104048522A

CN104048522A - 具有分开的小型百叶板式式翅片的热交换器组件

Info

Publication number: CN104048522A
Application number: CN201410095606.8A
Authority: CN
Inventors: P·S·凯德尔; L·P·谢勒; S·B·里帕; L-J·黄
Original assignee: Delphi Automotive Systems LLC
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2014-09-17
Anticipated expiration: 2034-03-14
Also published as: CN104048522B; US20130199760A1; KR20140113418A; EP2778592B1; EP2778592A1; BR102014006089A2; BR102014006089A8

Abstract

提供了一种热交换器组件（20），该热交换器组件（20）具有至少一个集管（22、24）、与集管（22、24）液压连通的多个间隔开流体管（28）以及布置在各管（28）之间的多个波纹状翅片（32）。所述波纹状翅片（32）包括平坦部分（154），该平坦部分（154）具有限定在一对主狭缝（164）之间的百叶板段（162），其中，该百叶板段（162）包括中间狭缝（165），该中间狭缝（165）将百叶板段（162）分开成一对小型百叶板（176、178）。该小型百叶板（176、178）被反向偏置，从而所述小型百叶板（176、178）之一在该平坦部分（154）的一侧上，所述小型百叶板（176、178）的另一个在该平坦部分（154）的另一侧上。所述小型百叶板（176、178）可以围绕其对应的接合部（172）枢转，从而每个小型百叶板（176、178）相对于该平坦部分（154）成倾斜角度。

Description

具有分开的小型百叶板式式翅片的热交换器组件

相关申请的交叉引用

本申请是2008年8月6日提交的题为“LOUVERED AIR CENTER FORCOMPACT HEAT EXCHANGER”的美国专利申请No.12/221,705的部分继续申请，其公开内容整体以引用的方式纳入本文。

技术领域

本发明还涉及热交换器组件，具体涉及具有翅片的热交换器，且更具体地涉及具有百叶板式式翅片的风冷热交换器。

发明背景

汽车的风冷热交换器组件用于传递来自各种工作流体的热量，诸如发动机冷却液、发动机润滑油、空调制冷剂以及变速箱油。典型的空冷热交换器组件包括入口集管、与入口集管间隔开的出口集管、液压连接入口集管和出口集管的多根流体管，以及在相邻流体管之间的多个波纹状翅片。热交换器组件的芯部由多根流体管和布置在相邻管之间的波纹翅片来限定。气流通常通过冷却风扇或汽车运动被引过热交换器组件的芯部。当气流流过翅片时，流过流体管的流体中的热量通过管壁被导入翅片，又被传递到空气流动流。

为了提高热交换器组件的传热效率，现有技术中已知各种类型的翅片和百叶板设计。这些设计的示例包括增加在翅片的平坦部分上的百叶板数量、以相对于翅片的平坦部分成预定角度形成百叶板、在翅片的平坦部分上方和下方形成百叶板，以及在翅片的平坦部分上以预定位置布置百叶板以改变穿过该芯部的气流模式，以提高对冲碰到流体管和翅片的空气的传热系数。

需要继续改进热交换器的翅片和百叶板设计，来通过最大化对冲碰到流体管和翅片的空气的传热系数来提高传热效率，同时最小化该芯部的压降。

发明内容

根据本公开，提供了一种热交换器，该热交换器具有至少一个集管、与该集管液压连通的多个间隔开流体管以及布置在各流体管之间的多个波纹状翅片。波纹状翅片包括平坦部分，该平坦部分具有限定在一对主狭缝之间的百叶板段，其中，该百叶板段包括中间狭缝，该中间狭缝将百叶板段分开成一对小型百叶板。该小型百叶板被反向偏置，从而所述小型百叶板之一在该平坦部分的一侧上，小型百叶板的另一个在该平坦部分的另一侧上。所述小型百叶板可以围绕其对应的接合部枢转，从而每个小型百叶板相对于该平坦部分成倾斜角度。

所述小型百叶板在平坦部分的两侧上的反向偏置允许所述小型百叶板以比单个更大百叶板所允许的距离更大的距离从平坦部分延伸入气流通道。百叶板进入气流通道的更大的穿入量或程度增加了气流必须行进的距离，并增加了气流必须遭遇的边界层障碍物的数量，由此提高热传递效率。每对小型百叶板中，将第一小型百叶板从第二小型百叶板分离的中间狭缝形成了气流通路，该气流通路允许更大的气流效率，以及流过热交换器组件的芯部的气流的较小压降。

在阅读本发明的实施例的下面详细描述时，本发明的其它特征和优点将变得更清楚，该详细描述以非限制性示例方式并参考附图给出。

附图说明

本发明将参考附图来进一步描述，附图中：

图1是热交换器组件的示例性实施例的立体正视图，其具有设有百叶板的波纹状翅片。

图2示出现有技术中已知的单百叶板式翅片的立体图。

图3是图2的现有技术单百叶板式翅片的细节的立体图。

图4示出本发明的分开小型百叶板式翅片的示例性实施例的立体图。

图5是图4的分开小型百叶板式翅片的细节的立体图。

图6是图3的沿线6-6剖切的单百叶板式翅片的示意性剖视图。

图7是沿图5的线7-7剖切的分开的小型百叶板式翅片的示意性剖视图。

图8是分开的小型小型百叶板式翅片的替代实施例的示意性剖视图。

图9是图5的沿线9-9剖切的分开的小型百叶板式翅片的替代实施例的示意性剖视图。

具体实施方式

下面详细的说明和附图描述和说明本发明的各实施例。该描述和附图用于使得本领域的技术人员能够实现和使用本发明，且不旨在以任何方式限制本发明的范围。

参考图1、4、5和7-9，其中，所有视图中，相同的附图标记指示相对应的部件。图1、4、5和7-9是具有本发明的分开的小型百叶板式翅片150的热交换器组件20的示例性实施例。通过允许更大的进入到气流通道36中的百叶板穿入量以此增加气流行进穿过热交换器芯部34的必须的距离并以此增加气流必须遭遇的边界层中断的数量，分开的小型百叶板翅片150实现了更大的热传递效率,同时使压降最小化。

图1示出本发明的热交换器组件20的示例性实施例的立体正视图，其包括沿歧管A轴延伸的第一歧管22和以与第一歧管22成间隔且大致平行关系延伸的第二歧管24。第一和第二歧管22、24具有沿对应歧管22、24轴向间隔开的多个相对应的管槽26。多根流体管28以间隔且平行的布置插入歧管22的相对应管槽26中，用于歧管22、24之间的液压流体连通。多个波纹状翅片32布置在相邻的流体管28之间并与相邻的流体管28热接触，用于提高管28中的流体与周围空气之间的热传递效率。所述多根管28以及在相邻管28之间的波纹状翅片32形成了热交换器芯部34。波纹状翅片32和多根管28之间的空间限定穿过该芯部34的多个气流通道36。

正常运行状态下，周围气流被引过热交换器组件20的芯部34，以将热量从流过流体管28的流体传递至周围空气。热量被引导穿过管28的壁、进入翅片、并被传递到空气流动流。应理解，如果空气流的温度高于流过管28的流体的温度，热量可被传递到流过管28的流体。

图2示出现有技术的波纹状百叶板式翅片50，其具有沿翅片50的平坦部分54的单百叶板52。波纹状百叶板式翅片50由进入角部56和平坦部分54的导热材料薄条制成，角部56和平坦部分54交替地连续布置以形成波纹状(瓦楞状)。每个平坦部分54包括前导缘58、与该前导缘58间隔开的相反的尾缘60、以及在前导缘58和尾缘60之间的多个百叶板52，前缘58定向到迎面而来的气流。每个百叶板52由在一对狭缝64之间的平坦部分54的百叶板段62限定。在图2和6中最佳示出，在百叶板段62的相反端上的是接合部66，该接合部使得百叶板段62过渡到平坦部分54。单百叶板52通过围绕接合部66枢转百叶板段62，使得百叶板段62倾斜于平坦部分54来形成。在图3最佳示出，百叶板段62围绕接合部66的枢转限定一扭转过渡部，其将单个百叶板52连接至平坦部分54。百叶板52包括前缘59和相反的后缘60，其中前缘59朝向气流方向定向。百叶板52的前缘59基本上彼此平行并可与平坦部分54的前导缘58平行。

图4、5和7示出的是本发明的波纹状(瓦楞状)分开的小型百叶板式翅片150的实施例的视图。在图7中最佳示出，每对分开的小型百叶板152通过以下方式形成：围绕主接合部166将百叶板段162枢转到相对于平坦部分154的预定的第一角度，将百叶板段162分开成第一小型百叶板176和第二小型百叶板178，将小型百叶板176、178反向偏置到平坦部分154的两侧上，并围绕小型百叶板176、178的对应副接合部172将该小型百叶板176、178枢转到相对于平坦部分154的预定第二角度。图8和9示出，小型百叶板176、178也可沿相对于气流方向的轴向方向偏置，从而一个小型百叶板的一部分与另一小型百叶板的一部分重叠。

图4和7示出，分开的小型百叶板式翅片150包括平坦部分154，该平坦部分154具有前导缘158和相反的尾缘160。平坦部分154包括限定在一对主狭缝164之间的百叶板段162，该主狭缝164具有第一长度L1。在百叶板段162的相反端上的是主接合部166，该主接合部166将该百叶板段162过渡到平坦部分154。百叶板段162通过中间狭缝165被分成第一段168和第二段170，该中间狭缝165在主狭缝164对之间并具有长度L2。中间狭缝的长度L2短于主狭缝L1的长度，由此限定在第一和第二段168、170每个的相反侧上的副接合部172。副接合部172使得对应的段168、170过渡到主接合部166，主接合部166又过渡入平坦部分154。该对主狭缝164和中间狭缝165可以彼此平行并与平坦部分154的前导缘158平行。

图7示出图5的沿线7-7剖切的分开的小型百叶板式翅片150的剖视图。百叶板段162围绕主接合部166沿第一方向枢转到倾斜于平坦部分154的第一角度。第一小型百叶板176和第二小型百叶板178然后由通过将第一和第二段168、170反向偏置到平坦部分154的相反侧上来限定。虽然每个百叶板段162示出为仅有两个小型百叶板176、178，应理解，通过在该对主狭缝164之间设置其它中间狭缝165，可在同一个的百叶板段162上形成其它小型百叶板176。

第一和第二段168、170的为了限定第一和第二小型百叶板的反向偏置可以如下方式完成：通过机械移位形成副接合部172的材料，使得第一和第二小型百叶板176、178之一在平坦部分154的一侧上，而第一和第二小型百叶板176、178的另一个在平坦部分154的相反侧上。一旦偏置，第一和第二小型百叶板176、178可以分别围绕翅片对应的副接合部172枢转到相对于平坦部分154的预定角度。第一和第二小型百叶板176、178的该预定角度可以相同或者彼此偏离。

作为机械地移位形成副接合部172的材料使得第一和第二小型百叶板176、178之一在平坦部分154的相反侧上的替代，第一和第二段168、170反向偏置以限定第一和第二小型百叶板176、178可以通过如下方式完成：通过沿与百叶板162的第一枢转方向相反的第二方向枢转第一和第二段168、170，使得第一和第二小型百叶板176、178之一在平坦部分的一侧上，而第一和第二小型百叶板176、178的另一个在平坦部分的另一侧上。第一和第二段168、170沿与第一枢转方向相反的第二方向的枢转可以根据小型百叶板176、178相对于平坦部分154的所需角度来改变。

图8是沿图5的线7-7剖切的分开的小型百叶板式翅片150的替代实施例的示意性剖视图。第一小型百叶板176包括沿气流方向定向的前缘159a和下游后缘161a。类似地，相关联的第二小型百叶板178包括沿气流方向定向的前缘159b和下游尾缘161b。偏置的第一和第二小型百叶板176、178相对于气流方向从前导缘158向尾缘160轴向位移，使得第一和第二小型百叶板176、178以第一小型百叶板176的后缘161a向后延伸穿过第二小型百叶板178的前缘159b的方式彼此重叠。

图9是图5的沿线9-9剖切的分开的小型百叶板式翅片150的替代实施例的示意性剖视图。第一和第二小型百叶板176、178在平坦部分154的两侧上的反向偏置允许该小型百叶板176、178以比单个更大百叶板所允许的距离更大的距离，从平坦部分154延伸入流动通道36。百叶板进入到气流通道36内的更大的穿入量增加了气流行进的距离，并增加了气流必须遭遇的边界层干扰数量，由此提高热传递效率。此外，在每对小型百叶板176、178中，将第一小型百叶板176从第二小型百叶板178分离的中间狭缝165限定气流通路190，该气流通路190由此允许更大的气流效率，使与由翅片和百叶板引起的气流方向变化关联的空气压降较小。

尽管已参照其示例实施例描述了本发明，但本领域技术人员应当理解，可在不偏离本发明范围的条件下进行各种改变并且用等同构件来替换本发明的各构件。此外，可作出许多修改以使特定情形或材料适应本发明的说明，而不脱离本发明的实质范围。因此，本发明并不局限于为实施本发明而被考虑作为最佳模式所披露的具体实施例，而本发明会包括所有落入所附权利要求范围的所有实施例。

Claims

1.一种热交换器组件（20），包括：

至少一个集管（22）；

与所述集管（22）液压连通的多个流体管（28），其中所述管（28）间隔开；以及

布置在所述管（28）之间并与所述管（28）热接触的多个波纹状翅片（32），至少一个所述波纹状翅片（32）包括：

平坦部分（154），所述平坦部分具有限定在一对主狭缝（164）之间的百叶板段（162），

其中，所述百叶板段（162）包括在所述主狭缝（164）对之间的至少一个中间狭缝（165），由此将所述百叶板段（162）分开成至少两个小型百叶板（176）。

2.如权利要求1所述的热交换器组件（20），其特征在于：

所述主狭缝（164）和所述至少一个中间狭缝（165）平行，

每个所述主狭缝包括长度L1，

所述至少一个中间狭缝（165）包括长度L2，以及

其中，所述长度L2小于所述长度L1，由此限定主接合部（166）和副接合部（172），所述主接合部（166）将所述百叶板段（162）过渡至所述平坦部分（154），所述副接合部（172）将所述小型百叶板（176、178）过渡至所述主接合部（166）。

3.如权利要求1所述的热交换器组件（20），其特征在于：所述百叶板段（162）包括主接合部（166），所述主接合部（166）将所述百叶板段（162）过渡至所述平坦部分（154），且所述百叶板段（162）围绕该主接合部（166）枢转，从而所述百叶板段（162）相对于所述平坦部分（154）倾斜。

4.如权利要求3所述的热交换器组件（20），其特征在于：每个所述小型百叶板（176）包括将所述小型百叶板（176、178）过渡至所述主接合部（166）的副接合部（172）。

5.如权利要求4所述的热交换器组件（20），其特征在于：所述小型百叶板（176、178）被反向偏置，从而所述小型百叶板（176、178）之一在所述平坦部分（154）的一侧上，所述小型百叶板（176、178）的另一个在所述平坦部分（154）的另一侧上。

6.如权利要求5所述的热交换器组件（20），其特征在于：每个所述小型百叶板（176、178）围绕对应的所述副接合部（172）枢转，从而每个所述小型百叶板（162、178）相对于所述平坦部分（154）倾斜。

7.如权利要求6所述的热交换器组件（20），其特征在于：每个所述小型百叶板（176）包括前缘（189）和相反的尾缘（161），其中，所述小型百叶板（176、178）部分地彼此重叠，从而一个小型百叶板（176）的后缘（161）延伸过另一所述小型百叶板（178）的前缘（159）。

8.如权利要求7所述的热交换器组件（20），其特征在于：所述平坦部分（154）包括前导缘（158），且其中所述小型百叶板（176、178）的所述前缘（159）与所述平坦部分（154）的所述前缘（158）平行。

9.如权利要求5所述的热交换器组件（20），其特征在于：所述中间狭缝（165）形成空气通路，所述空气通道在所述平坦部分（154）的任一侧上的所述小型百叶板（176、178）之间。

10.一种用于热交换器组件（20）的分开的小型百叶板（150），包括：

其中，所述百叶板段（162）包括在成对的所述主狭缝（164）之间的至少一个中间狭缝（165），由此将所述百叶板段（162）分开成至少两个小型百叶板（176、178）。

11.如权利要求10所述的用于热交换器组件（20）的分开的小型百叶板（150），其特征在于：所述小型百叶板（176、178）被反向偏置，从而所述小型百叶板（176、178）之一在所述平坦部分（154）的一侧上，所述小型百叶板（176、178）的另一个在所述平坦部分（154）的另一侧上。

12.如权利要求11所述的用于热交换器组件（20）的分开的小型百叶板（150），其特征在于：所述中间狭缝（165）形成在所述小型百叶板（176）之间的空气通路。

13.如权利要求12所述的用于热交换器组件（20）的分开的小型百叶板（150），其特征在于：每个所述小型百叶板（176、178）包括前缘（159）和相反的尾缘（161），其中，所述小型百叶板（176、178）部分地彼此重叠，从而一个小型百叶板（176、178）的后缘（161）延伸过另一所述小型百叶板（176、178）的前缘（159）。

14.如权利要求13所述的用于热交换器组件（20）的分开的小型百叶板（150），其特征在于：每个所述小型百叶板（176、178）过渡到副接合部（172）。

15.如权利要求13所述的用于热交换器组件（20）的分开的小型百叶板（150），其特征在于：每个所述副接合部（172）过渡到主接合部（166），所述主接合部（166）过渡到所述平坦部分（154）。