CN104713391B - 一种可多回路换热的水冷式换热器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发动机技术领域。一种可多回路换热的水冷式换热器，包括一水冷换热器主体，水冷换热器主体包括顶板、底板，顶板与底板之间设有至少一个换热器组件，换热器组件包括翅片、板片，板片上设有五个板片通道，翅片上设有五个翅片通道；顶板与底板之间还设有与换热器组件个数相匹配的隔板，隔板上设有四个隔板通道；水冷换热器主体内部构成一条水体回路，至少一条油体回路，油体回路的个数不小于隔板的个数。本发明构成多个油路和水路通道组成，通过隔板的数量来控制回路的数量；本发明通过设有多个回路使得翅片的扰流换热更充分，从而提高换热效率。可控制回路的数量来控制油在单个翅片通道内的流速，从而控制油侧总的压力降。

Description

一种可多回路换热的水冷式换热器

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，具体涉及水冷式换热器。

背景技术

随着汽车轻量化和节能环保的要求，越来越多的汽车采用涡轮增压发动机和更多速比的变速箱，对发动机油和变速箱油的冷却或加温的要求越来越高。

目前水冷式换热器都是油路进出及水路进出四个通道组成，换热效率比较低且不能控制回路内每一层通道的液体的流量。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种可多回路换热的水冷式换热器，已解决上述至少一个问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种可多回路换热的水冷式换热器，包括一水冷换热器主体，其特征在于，所述水冷换热器主体包括一顶板、一底板，所述顶板与所述底板之间设有至少一个换热器组件，所述换热器组件包括翅片、板片，所述板片上设有五个板片通道，所述翅片上设有五个翅片通道；

所述顶板与所述底板之间还设有与换热器组件个数相匹配的隔板，所述隔板上设有四个隔板通道；

所述四个隔板通道分别与所述五个板片通道中的四个板片通道联通，所述五个翅片通道分别与所述五个板片通道联通；

所述水冷换热器主体内部通过所述隔板、所述板片、所述翅片构成一条水体回路，至少一条油体回路，所述油体回路的个数不小于所述隔板的个数。

本发明通过设有多个换热器组件，从而构成多个油路和水路通道组成，通过隔板的数量来控制回路的数量；本发明通过设有多个回路使得翅片的扰流换热更充分，从而提高换热效率。可控制回路的数量来控制油在单个翅片通道内的流速，从而控制油侧总的压力降。

所述底板上设有一个油路进口与油路出口，所述油路进口与所述油路出口与所述油体回路导通；

所述顶板上设有一个水路进口、一个水路出口，所述水路进口与所述水路出口与所述水体回路导通；

所述顶板上设有一沟槽，以所述沟槽为顶板通道，所述沟槽的开口方向向下，所述沟槽向上凸起，所述顶板通道与所述油体回路导通。

油体回路的进出口都在底板侧方便实际的安装要求，油体从底板进入，经过由水冷换热器主体内部的通道，然后进入顶板通道，再流经水冷换热器主体内部返回底板流出。本发明通过沟槽从而实现了顶板通道的导油，延长了传统油体回路的路径。

所述换热器组件包括两个结构一致的板片，分别为第一板片、第二板片，所述第一板片与所述第二板片之间夹有所述翅片。

所述四个隔板通道包括分别用于水体流进与流出的第一隔板通道与第二隔板通道，分别用于油体的流进与流出的第三隔板通道与第四隔板通道；

所述五个板片通道包括分别用于水体的流进与流出的第一板片通道与第二板片通道，所述五个板片通道还包括第三板片通道、第四板片通道、第五板片通道，所述第四板片通道用于油体的流出，所述第三板片通道或者所述第五板片通道用于油体的流进；

所述五个翅片通道在所述翅片上的排布结构与所述五个板片通道在所述板片上的排布结构一致，所述四个隔板通道在所述隔板上的排布结构与所述五个板片通道中四个板片通道在所述板片上的排布结构一致。

本发明通过所述隔板、所述板片、所述翅片构成一条水体回路，至少一条油体回路。本发明通过所述第三板片通道或者所述第五板片通道用于油体的流进，从而通过隔板上隔板通道的位置排布情况，从而有机的调节板片上第三板片通道或者第五板片通道哪个通道进行流体的流进。

所述第四隔板通道位于所述隔板的中央，所述第一隔板通道、所述第二隔板通道、所述第三隔板通道位于所述第四隔板通道的外围；

所述第四板片通道位于所述板片的中央，第一板片通道、第二板片通道、第三板片通道、第五板片通道位于所述第四板片通道的外围；

所述油路出口位于所述底板的中央。

底部有底板，顶部有顶板通道；油体回路从油路进口进入，经过由板片、翅片、隔板组成的油路通道，然后进入顶板通道，再由板片、翅片、隔板中央的组成的通道返回底板，由底板的油路出口流出。

所述第一板片通道、所述第二板片通道、所述第三板片通道、所述第五板片通道的中心围成一菱形；

所述第一板片通道与所述第二板片通道的中心位于所述菱形的对角处；

所述第三板片通道、所述第五板片通道的中心位于所述菱形的对角处。

通过板片通道的排布位置设计，从而有助于提高换热效率。

作为一种优选方案，所述换热器组件设有两个，从下至上分别为第一换热器组件，第二换热器组件，所述隔板设有两个，从下至上分别为第一隔板、第二隔板，所述第一换热器组件与所述第二换热器组件之间夹有第一隔板，所述第二换热器组件与所述顶板之间夹有第二隔板；

所述第一隔板与所述第二隔板两者的第一隔板通道、第二隔板通道、第四隔板通道位置均一致，所述第三隔板通道的位置相异。

本发明通过相邻的隔板用于流体流进的第三隔板通道的位置进行间隔调整，从而控制油体的运动轨迹。

所述沟槽的一端与所述第二隔板的第三隔板通道联通，所述沟槽的另一端与所述第二隔板的第四隔板通道联通。

所述第二隔板的第三隔板通道与第四隔板通道通过所述沟槽相联通。便于油体的回流。

作为另一种优选方案，所述换热器组件设有三个，从下至上分别为第一换热器组件，第二换热器组件、第三换热器组件，所述隔板设有三个，从下至上分别为第一隔板、第二隔板、第三隔板，所述第一换热器组件与所述第二换热器组件之间夹有第一隔板，所述第二换热器组件与所述第三换热器组件之间夹有第二隔板，所述第三换热器组件与所述顶板之间夹有第三隔板；

所述第一隔板、所述第二隔板、第三隔板三者的第一隔板通道、第二隔板通道、第四隔板通道位置均一致，所述第一隔板与所述第二隔板的第三隔板通道的位置相异，所述第二隔板与所述第三隔板的第三隔板通道的位置相异，所述第一隔板与所述第三隔板的第三隔板通道的位置相同。

本发明通过相邻的隔板用于流体流进的第三隔板通道的位置进行间隔调整，从而控制油体的运动轨迹。

所述沟槽的一端与所述第三隔板的第三隔板通道联通，所述沟槽的另一端与所述第三隔板的第四隔板通道联通。

所述第三隔板的第三隔板通道与第四隔板通道通过所述沟槽相联通。便于油体的回流。

所述板片上设有凸包。由带五个通道的板片和翅片组成油路的通道，由带五个通道的板片的凸包(或翅片)组成水路的通道。

所述换热器组件设有一个时，所述隔板设有一个，所述油体回路的个数是两个。

所述换热器组件设有两个时，所述隔板设有两个，所述油体回路的个数是三个。

所述换热器组件设有n个时，所述隔板设有n个，所述油体回路的个数是n+1个。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图；

图2为本发明的另一种结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。

参照图1、图2，一种可多回路换热的水冷式换热器，包括一水冷换热器主体，水冷换热器主体包括一顶板5、一底板6，顶板5与底板6之间设有至少一个换热器组件，换热器组件包括翅片1、板片3，板片3上设有五个板片通道，翅片1上设有五个翅片通道；顶板5与底板6之间还设有与换热器组件个数相匹配的隔板2，隔板2上设有四个隔板通道；四个隔板通道分别与五个板片通道中的四个板片通道联通，五个翅片通道分别与五个板片通道联通；水冷换热器主体内部通过隔板2、板片3、翅片1构成一条水体回路，至少一条油体回路，油体回路的个数不小于隔板2的个数。本发明通过设有多个换热器组件，从而构成多个油路和水路通道组成，通过隔板2的数量来控制回路的数量；本发明通过设有多个回路使得翅片1的扰流换热更充分，从而提高换热效率。可控制回路的数量来控制油在单个翅片通道内的流速，从而控制油侧总的压力降。

参见图1，底板6上设有一个油路进口21与油路出口22，油路进口21与油路出口22与油体回路导通；顶板5上设有一个水路进口11、一个水路出口12，水路进口11与水路出口12与水体回路导通；顶板5上设有一沟槽，以沟槽为顶板通道，沟槽的开口方向向下，沟槽向上凸起，顶板通道与油体回路导通。油体回路的进出口都在底板6侧方便实际的安装要求，油体从底板6进入，经过由水冷换热器主体内部的通道，然后进入顶板通道，再流经水冷换热器主体内部返回底板6流出。参见图2，水路进口11、水路出口12也可以设置在底板上。

四个隔板通道包括分别用于水体流进与流出的第一隔板通道与第二隔板通道，分别用于油体的流进与流出的第三隔板通道与第四隔板通道；五个板片通道包括分别用于水体的流进与流出的第一板片通道与第二板片通道，所述五个板片通道还包括第三板片通道、第四板片通道、第五板片通道，第四板片通道用于油体的流出，第三板片通道或者第五板片通道用于油体的流进；五个翅片通道在翅片1上的排布结构与五个板片通道在板片3上的排布结构一致，四个隔板通道在隔板2上的排布结构与五个板片通道中四个板片通道在板片3上的排布结构一致。本发明通过隔板2、板片3、翅片1构成一条水体回路，至少一条油体回路。本发明通过第三板片通道或者第五板片通道用于油体的流进，从而通过隔板2上隔板通道的位置排布情况，从而有机的调节板片3上第三板片通道或者第五板片通道哪个通道进行流体的流进。

第四隔板通道位于隔板2的中央，第一隔板通道、第二隔板通道、第三隔板通道位于第四隔板通道的外围；第四板片通道位于板片3的中央，第一板片通道、第二板片通道、第三板片通道、第五板片通道位于第四板片通道的外围；油路出口22位于底板6的中央。底部有底板6，顶部有顶板通道；油体回路从油路进口21进入，经过由板片3、翅片1、隔板2组成的油路通道，然后进入顶板通道，再由板片3、翅片1、隔板2中央的组成的通道返回底板6，由底板6的油路出口22流出。

第一板片通道、第二板片通道、第三板片通道、第五板片通道的中心围成一菱形；第一板片通道与第二板片通道的中心位于菱形的对角处；第三板片通道、第五板片通道的中心位于菱形的对角处。通过板片通道的排布位置设计，从而有助于提高换热效率。

作为一种优选方案，换热器组件设有两个，从下至上分别为第一换热器组件，第二换热器组件，隔板2设有两个，从下至上分别为第一隔板、第二隔板，第一换热器组件与第二换热器组件之间夹有第一隔板，第二换热器组件与顶板5之间夹有第二隔板；第一隔板与第二隔板两者的第一隔板通道、第二隔板通道、第四隔板通道位置均一致，第三隔板通道的位置相异。本发明通过相邻的隔板用于流体流进的第三隔板通道的位置进行间隔调整，从而控制油体的运动轨迹。沟槽的一端与第二隔板的第三隔板通道联通，沟槽的另一端与第二隔板的第四隔板通道联通。便于油体的回流。第二隔板的第三隔板通道与第四隔板通道通过沟槽相联通。

作为另一种优选方案，换热器组件设有三个，从下至上分别为第一换热器组件，第二换热器组件、第三换热器组件，隔板2设有三个，从下至上分别为第一隔板、第二隔板、第三隔板，第一换热器组件与第二换热器组件之间夹有第一隔板，第二换热器组件与第三换热器组件之间夹有第二隔板，第三换热器组件与顶板5之间夹有第三隔板；第一隔板、第二隔板、第三隔板三者的第一隔板通道、第二隔板通道、第四隔板通道位置均一致，第一隔板与第二隔板的第三隔板通道的位置相异，第二隔板与第三隔板的第三隔板通道的位置相异，第一隔板与第三隔板的第三隔板通道的位置相同。本发明通过相邻的隔板用于流体流进的第三隔板通道的位置进行间隔调整，从而控制油体的运动轨迹。沟槽的一端与第三隔板的第三隔板通道联通，沟槽的另一端与第三隔板的第四隔板通道联通。便于油体的回流。第三隔板的第三隔板通道与第四隔板通道通过沟槽相联通。

换热器组件设有一个时，水冷式换热器主体从下至上依次为底板6、第一板片、翅片1、第二板片、隔板2、顶板5。

换热器组件从上至下设有至少两个，位于最下方的换热器组件包括两个结构一致的板片3，分别为第一板片、第二板片，第一板片与第二板片之间夹有翅片1。位于最上方的换热器组件包括一翅片1，翅片1与顶板5之间还设有一隔板2。

参见图1，图1采用的是三个换热器组件的结构。换热器组件从上至下设有至少三个，位于最下方的换热器组件包括两个结构一致的板片3，分别为第一板片、第二板片，第一板片与第二板片之间夹有翅片1。位于最上方的换热器组件包括一翅片1，翅片1与顶板5之间还设有一隔板2。位于中央的换热器组件从下至上依次设置为翅片1、板片3。

换热器组件设有一个时，隔板设有一个，油体回路的个数是两个。换热器组件设有两个时，隔板设有两个，油体回路的个数是三个。换热器组件设有n个时，隔板设有n个，油体回路的个数是n+1个。

油路进口设有一调速泵，调速泵连接一变频器，变频器连接一微型处理器系统，微型处理器系统连接一温度传感器，水体回路或者油体回路中至少一个设有温度传感器。本发明通过温度传感器检测水体回路或者油体回路内部的温度情况，检测水冷式换热器主体的散热情况，根据散热情况实时调控油体的输送速率。水路进口也可以设有一调速泵。用以调控水体的输送速率。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种可多回路换热的水冷式换热器，包括一水冷换热器主体，所述水冷换热器主体包括一顶板、一底板，所述顶板与所述底板之间设有至少一个换热器组件，其特征在于，所述换热器组件包括翅片、板片，所述板片上设有五个板片通道，所述翅片上设有五个翅片通道；

所述顶板与所述底板之间还设有与换热器组件个数相匹配的隔板，所述隔板上设有四个隔板通道；

所述四个隔板通道分别与所述五个板片通道中的四个板片通道联通，所述五个翅片通道分别与所述五个板片通道联通；

所述水冷换热器主体内部通过所述隔板、所述板片、所述翅片构成一条水体回路，至少一条油体回路，所述油体回路的个数不小于所述隔板的个数。

2.根据权利要求1所述的一种可多回路换热的水冷式换热器，其特征在于：所述底板上设有一个油路进口与油路出口，所述油路进口与所述油路出口与所述油体回路导通；

所述顶板上设有一个水路进口、一个水路出口，所述水路进口与所述水路出口与所述水体回路导通；

所述顶板上设有一沟槽，以所述沟槽为顶板通道，所述沟槽的开口方向向下，所述沟槽向上凸起，所述顶板通道与所述油体回路导通。

3.根据权利要求2所述的一种可多回路换热的水冷式换热器，其特征在于：所述换热器组件设有n个时，所述隔板设有n个，所述油体回路的个数是n+1个。

4.根据权利要求2所述的一种可多回路换热的水冷式换热器，其特征在于：所述四个隔板通道包括分别用于水体流进与流出的第一隔板通道与第二隔板通道，分别用于油体的流进与流出的第三隔板通道与第四隔板通道；

所述五个板片通道包括分别用于水体的流进与流出的第一板片通道与第二板片通道，所述五个板片通道还包括第三板片通道、第四板片通道、第五板片通道，所述第四板片通道用于油体的流出，所述第三板片通道或者所述第五板片通道用于油体的流进；

所述五个翅片通道在所述翅片上的排布结构与所述五个板片通道在所述板片上的排布结构一致，所述四个隔板通道在所述隔板上的排布结构与所述五个板片通道中四个板片通道在所述板片上的排布结构一致。

5.根据权利要求4所述的一种可多回路换热的水冷式换热器，其特征在于：所述第四隔板通道位于所述隔板的中央，所述第一隔板通道、所述第二隔板通道、所述第三隔板通道位于所述第四隔板通道的外围；

所述第四板片通道位于所述板片的中央，第一板片通道、第二板片通道、第三板片通道、第五板片通道位于所述第四板片通道的外围；

所述油路出口位于所述底板的中央。

6.根据权利要求5所述的一种可多回路换热的水冷式换热器，其特征在于：所述第一板片通道、所述第二板片通道、所述第三板片通道、所述第五板片通道的中心围成一菱形；

所述第一板片通道与所述第二板片通道的中心位于所述菱形的对角处；

所述第三板片通道、所述第五板片通道的中心位于所述菱形的对角处。

7.根据权利要求4、5或6所述的一种可多回路换热的水冷式换热器，其特征在于：所述换热器组件设有两个，从下至上分别为第一换热器组件，第二换热器组件，所述隔板设有两个，从下至上分别为第一隔板、第二隔板，所述第一换热器组件与所述第二换热器组件之间夹有第一隔板，所述第二换热器组件与所述顶板之间夹有第二隔板；

所述第一隔板与所述第二隔板两者的第一隔板通道、第二隔板通道、第四隔板通道位置均一致，所述第三隔板通道的位置相异。

8.根据权利要求7所述的一种可多回路换热的水冷式换热器，其特征在于：所述沟槽的一端与所述第二隔板的第三隔板通道联通，所述沟槽的另一端与所述第二隔板的第四隔板通道联通。

9.根据权利要求4、5或6所述的一种可多回路换热的水冷式换热器，其特征在于：所述换热器组件设有三个，从下至上分别为第一换热器组件，第二换热器组件、第三换热器组件，所述隔板设有三个，从下至上分别为第一隔板、第二隔板、第三隔板，所述第一换热器组件与所述第二换热器组件之间夹有第一隔板，所述第二换热器组件与所述第三换热器组件之间夹有第二隔板，所述第三换热器组件与所述顶板之间夹有第三隔板；

所述第一隔板、所述第二隔板、第三隔板三者的第一隔板通道、第二隔板通道、第四隔板通道位置均一致，所述第一隔板与所述第二隔板的第三隔板通道的位置相异，所述第二隔板与所述第三隔板的第三隔板通道的位置相异，所述第一隔板与所述第三隔板的第三隔板通道的位置相同。

10.根据权利要求9所述的一种可多回路换热的水冷式换热器，其特征在于：所述沟槽的一端与所述第三隔板的第三隔板通道联通，所述沟槽的另一端与所述第三隔板的第四隔板通道联通。