CN104838223A - 热交换器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种热交换器,特别是用于机动车辆的热交换器,其包括用于第一和第二流体A、L之间的热交换的管束(3),以及壳体(5),所述管束(3)容纳在所述壳体内,所述交换器进一步包括附接到所述壳体(5)的至少一个集管器(7),所述集管器(7)配置为在所述管束(3)与所述交换器的入口或出口之间引导所述第一流体A。根据本发明,所述集管器(7)配置为形成邻接部(9),该邻接部用于将热交换管束(3)定位在壳体(5)中以用于将所述集管器(7)组装到所述壳体(5)。

Description

热交换器
技术领域
本发明涉及热交换器,特别是用于机动车辆的热交换器。
背景技术
在该领域中,称为增压空气冷却器的交换器是已知的,所述交换器允许增压空气与冷却剂之间的热交换,所述增压空气被设计为供应车辆发动机。交换器包括热交换管束,所述管束由堆叠的板组成,所述堆叠的板相对于彼此限定用于增压空气以及用于冷却剂的交替的流通通道。对于这样的交换器来说,重要的是能够自由地布置在发动机罩下方,特别是在车辆的发动机附近,这与进气空气交换器形成对比,所述进气空气交换器通过外部空气流冷却,且必须布置在车辆的前部面上,或至少在空气入口附近。
在这样的交换器中,管束容纳在金属壳体中,集管器附接到金属壳体,所述集管器使得进气空气能够在热交换管束的入口和出口处被引导。
已经提出了通过焊接将集管器附接到壳体,所述集管器通过铸造而制造。然而,该解决方案不容易机械化。
还已经提出,与交换器的其余部分的钎焊同时,将集管器钎焊到壳体。在该情况中,管束的板必须相对于壳体正确地堆叠定位,以便允许钎焊连接,所述钎焊连接提供部件相对于彼此的良好密封。
为此,可以将定位凸缘用于附接到壳体的板,但这使得交换器的生产相对复杂。
发明内容
本发明的目的是进行改进,且为此,本发明提出了一种热交换器,特别是用于机动车辆的热交换器,其包括用于第一和第二流体之间的热交换的管束,以及壳体,所述管束容纳在所述壳体中,所述交换器进一步包括至少一个附接到所述壳体的集管器,所述集管器配置为在所述管束与所述交换器的入口或出口之间引导所述第一流体,其特征在于,所述集管器配置为形成邻接部,该邻接部用于将热交换管束定位在壳体中,以用于将所述集管器组装到所述壳体。
由此,根据本发明的,提出了一方案,根据该方案,集管器允许所述热交换管束定位在壳体中,而不用必须使用用于将管束定位在壳体上的新增元件,这简化的交换器的组件的结构。
有利地,所述集管器包括壁,所述壁限定了用于第一流体在管束中通过的腔体,所述壁配置为形成所述邻接部,该邻接部用于将热交换管束定位在壳体中,以用于将所述集管器组装到所述壳体。
由此,通过定位可在壳体中跨流体流设置的邻接部,阻止了流体流在管束的上游和/或下游被中断。
有利地,所述管束包括用于第二流体流通的板,所述板在壳体中沿堆叠方向堆叠,特别是垂直地,用于将热交换管束定位在壳体中的所述邻接部布置在其中,以限定壳体中的热交换管束相对于板堆叠方向的横向定位,同时允许在钎焊交换器时沿所述板堆叠方向的运动自由度。
有利地,所述定位邻接部包括集管器的所述壁的至少一个变形部,所述变形部能够将热交换管束的一部件在壳体中保持在位,所述部件特别是每一个板的一个或多个角部。
特别地,用于将热交换器定位在壳体中的所述邻接部包括集管器的所述壁的至少两个所述变形部,所述变形部相对于热交换管束的板彼此相对。
集管器的所述变形部可以是集管器的壁中的折叠部,其例如通过冲压集管器的壁而制造,且由此非常实施简单。
所述折叠部可以是连接到壳体的集管器侧连接边缘,例如所述边缘与壳体形成侧腔室,该侧腔室布置为将热交换管束的每一个板的一部件在壳体中保持在位,所述部件特别是角部(一个或多个)。
有利地,集管器的所述侧连接边缘配置为与连接到集管器的壳体的侧连接边缘配合,优选地沿着促进钎焊连接的平面连接表面。
特别地,集管器和壳体的所述边缘相对于彼此偏移,以便限定肩部,该肩部用于定位所述管束,以形成所述侧腔室,该侧腔室布置为将热交换管束的每一个板的一部件在壳体中保持在位,所述部件特别是角部(一个或多个)。
更特别地,集管器的所述边缘的深度大于壳体的所述边缘的深度。特别地,所述边缘的深度的差异构成了所述肩部,所述肩部用于将交换器的管束的板的角部(一个或多个)保持在位。
有利地,热交换管束的板彼此相同,例如为矩形形状,且其堆叠限定平行六面体(parallelepiped),特别是矩形。
热交换器可包括形成交换器的入口集管器的所述一个集管器,以及形成交换器的出口集管器的所述另一个集管器。优选地,所述集管器相对于热交换管束的中心平面彼此相对。特别地,所述集管器共包括每一个集管器的四个变形部,每一个变形部能够将热交换管束的角部在壳体中保持在位。
入口集管器和/或出口集管器配置为例如被连接到用于第一流体流通的导管或软管。
交换器还可以形成空气进气模块,其中出口集管器是空气分配器,其配置为附接到发动机汽缸盖,以便将空气分配到发动机汽缸盖的进气管。
本发明可具有以下补充特征,其被一起或单独考虑:
-所述壳体包括下部板和/或上部板,其与管束的板的堆叠方向成直角,所述下部板和/或上部板包括形成集管器壁的延伸部,
-包括所述定位邻接部的集管器的壁是连接到壳体的所述上部板和/或下部板的侧壁,特别是在所述延伸部的区域中,
-所述管束通过其角部中的至少一个附接到所述集管器。
所述交换器例如由铝和/或铝合金制成。可以在单次操作中将集管器钎焊到所述壳体,在热交换器被钎焊时所述钎焊有利地在单次操作或单个步骤中被执行,所述交换器已经预先被组装,使得所述管束通过所述集管器(一个或多个)使用所述定位邻接部而定位在所述壳体中。还可以认为,本发明还涉及用于制造热交换器的这种方法。
附图说明
在阅读借助说明性示例、参考附图提供的本发明的实施例的以下描述时,本发明的进一步的特征和优势将更加清楚,在附图中:
图1是示出了根据本发明的热交换器的实施例的局部分解透视图,和
图2是图1的热交换器的一部分的沿线II-II的横截面图。
相同的附图标记被用来指代相同或相似的元件。
具体实施方式
如图1所示,本发明涉及热交换器1,特别是用于机动车辆的热交换器,包括用于第一流体A(沿箭头)和第二流体L(沿箭头)之间的热交换的管束3,和壳体5,所述管束3容纳在壳体5中。所述交换器1进一步包括至少一个附接到所述壳体5的集管器7,例如如在本情况中所示的,固连到所述壳体的空气入口A集管器7,且包括空气出口集管器(未示出),空气出口集管器可以相对于管束3或热交换器的中心平面P对称于入口集管器7。所述交换器例如由铝和/或铝合金生产。
所述第一流体A可以是车辆发动机的进气空气。所述第二流体L可以是冷却剂。
该情况中,壳体5具有两个平行、基本矩形的上部面11和下部面13,其设置有基本梯形的延伸部11a、13a。超过管束3截面或投影的所述上部面和下部面的延伸部11a和13a分别构成集管器7的上部面和下部面。壳体进一步包括两个矩形侧壁15,其彼此相对且连接上部面11和下部面13。值得注意的是,作为变形形式(未示出),其一个壁可以构成用于连接到用于第二流体的两个相应入口和出口侧向集管箱的管束的连接板。由此,壳体包括保持敞开的两个面17,所述面彼此相对且称为第一和第二自由面17。
用于第一流体的入口集管器7通过所述壳体的边缘17a而被连接到壳体的第一自由面17,在该情况中,所述上部面11和下部面13的所述延伸部11a和13a被抵靠集管器的盖30的相应平坦边缘18施加。壳体5在其第二自由面的该区域中被连接到出口集管器(未示出)。由此,第一流体A在两侧上穿过由壳体5引导的热交换管束3,从入口集管器7到出口集管器,借助于相应的入口和出口孔21,经由连接管道19进入并离开交换器,至用于流体流通的导管或软管。
在该情况中,壳体的每一个壁11、13、15都由板组成,所述板通过他们的边缘附接到彼此,特别是通过钎焊,以形成所述壳体。
用于第一流体A的流通的通路经由扰流器32设置在热交换管束3中,仅示出了管束的上部部分和下部部分的扰流器。更具体地,在该示例中,管束3由沿堆叠方向D堆叠的平行的板23形成,所述板允许第一和第二流体A、L的流通,以便确保所述流体之间的热交换。
板23被组成对,且共同限定用于第二流体L流通的通路。同一对板23的上部板和下部板彼此互补,以形成用于第二流体L流通的导管。同一对的板23包括两个相对的突出部(未示出),其允许第二流体L通入到由所述对板形成的导管中,一对板的所述突出部连接到成对的相邻板的突出部。所述壳体包括位于壳体的一侧上的用于第二流体L的入口导管25和出口导管27,所述入口导管25和出口导管27排空由所述突出部形成的用于第二流体L流通的相对腔室。用于第一流体A流通的通路由两对相邻的板的板23限定。
这里,板23具有细长矩形的大致形状,该矩形具有的长度略小于壳体的上部面和下部面11、13的长度,该矩形具有的宽度等于壳体的侧面15的宽度(也参见图2)。板23的堆叠形成长方体。
所述管束3附接到由壳体5和集管器7组成的组件,特别是通过钎焊。更具体地,集管器7的盖30的每一个包括侧壁29,所述侧壁29沿集管器的壁29的侧边缘29a连接到壳体的侧壁15,所述侧壁29a结合壳体的壁15的边缘15a。
如从图2更清楚地表示的,集管器和壳体的所述边缘29a、15a形成肩部或侧腔室,其成形为直角或角部31,其顶点通过平行于板23的堆叠方向的线限定。以此方式,邻接部9被限定,所述邻接部能够在具有小量的间隙的情况下,将热交换管束的每一个堆叠板23的一个或多个角部23a在壳体中保持在位。
集管器的所述边缘29a的深度l大于壳体的所述边缘15a的深度l'。所述边缘29a、15a的深度l、l'之间的差异构成了用于将每一个堆叠板23的角部(一个或多个)23a保持在位的肩部或腔室31。在这里,所述边缘29a、15a通过冲压集管器和壳体的壁29、15而生产,其如前所述由金属制成,例如特别是铝和/或铝合金。
由于沿平坦连接表面生产的连接部,集管器的壁的所述侧边缘29a与壳体的侧边缘15a表面对表面地配合。总共形成了四个腔室31,每个集管器两个,以接收每一个板的四个角部,并通过延伸部接收组成堆叠板的长方体的四个边缘。
如上所述,在壳体5和管束3的钎焊的同时(特别是构成所述管束的不同堆叠板23),集管器7的每一个可被钎焊到所述壳体5。由此,可以在一次操作中同时钎焊所述壳体5、管束3和集管器。
一般地,根据本发明,集管器7配置为形成邻接部9,该邻接部用于将热交换管束3定位在壳体5上,用于将所述集管器组装到所述壳体。由此被理解的是,集管器在壳体上的组装将管束定位在所述壳体中。在通过钎焊制造交换器的情况中,这样的定位在将部件钎焊在一起之前进行。这具有的目的是,确保钎焊的质量,同时提供部件的预先定位。特别地,这样的组装在交换器被移入钎焊炉之前进行。
这种在钎焊之前的组装可以通过卷接集管器和壳体的壁29、15而获得,在该情况中使用与集管器的夹持件36配合的、壳体的齿34。
值得注意的是,由于肩部31,板23相对于壳体(在垂直对齐的情况中,横向于板的垂直堆叠方向)正确地堆叠定位,以便在壳体中被水平地保持,同时允许沿垂直方向的运动自由度,用于通过钎焊将板连接到彼此。
还值得注意的是,本发明形成的邻接部不占据用于第一流体通过管束的表面,或仅占据较小程度。以此方式,阻止了热交换表面的减少和对所述第一流体流的中断。
而且,通过壳体的壁延伸部和单个盖30形成的集管器的设计有助于所述盖30的冲制(punching),同时允许在单次成形操作中同时获得用于在壳体中定位管束的所述变形部和用于钎焊到壳体的连接边缘。
根据未示出的变形形式,热交换器还可以形成空气进气模块,其中出口集管器是空气分配器,其配置为附接到发动机汽缸盖,以便分配空气到汽缸盖的入口管。第一流体则流通通过入口集管器、交换器和空气分配器。
如果合适,交换器的不同元件的上述各种特征可以组合在一起或彼此独立地设置。

Claims (15)

1.一种热交换器,特别是用于机动车辆的热交换器,其包括用于第一流体和第二流体A、L之间的热交换的管束(3),以及壳体(5),所述管束(3)容纳在所述壳体内,所述交换器进一步包括至少一个附接到所述壳体(5)的集管器(7),所述集管器(7)配置为在所述管束(3)与所述交换器的入口或出口之间引导所述第一流体A,其特征在于,所述集管器(7)配置为形成邻接部(9),该邻接部用于将热交换管束(3)定位在壳体(5)中,以用于将所述集管器(7)组装到所述壳体(5)。
2.如权利要求1所述的热交换器,其中所述管束(3)包括用于第二流体L的流通的板(23),所述板沿堆叠方向堆叠在壳体(5)中,且用于将热交换管束定位在壳体中的所述邻接部(9)布置在壳体中,以限定热交换管束在壳体中相对于板(23)堆叠方向的横向定位,同时允许板沿所述堆叠方向的运动自由度。
3.如权利要求1或2所述的交换器,其中所述集管器(7)包括壁(29),所述壁(29)限定用于第一流体A在管束(3)中通过的腔室,所述壁(29)配置为形成所述邻接部(9),该邻接部用于将热交换管束定位在壳体中,以用于将所述集管器(7)组装到所述壳体(5)。
4.如权利要求3所述的交换器,其中用于将热交换管束定位在壳体中的所述邻接部(9)包括能够将热交换管束的一部分(23a)在壳体中保持在位的、集管器的所述壁(29)的至少一个变形部。
5.如权利要求4所述的交换器,其中用于将热交换管束定位在壳体中的所述邻接部(9)包括集管器的所述壁(29)的至少两个所述变形部,所述变形部相对于热交换管束彼此相对。
6.如权利要求4所述的交换器,其中所述集管器(7)的所述变形部是集管器的壁中的折叠部。
7.如权利要求6所述的交换器,其中所述折叠部通过冲压集管器的壁而制成。
8.如权利要求6或7所述的交换器,其中所述折叠部是集管器的连接到壳体的侧连接边缘(29a)。
9.如权利要求8所述的交换器,其中集管器的所述侧连接边缘(29a)配置为与壳体的连接到集管器的侧连接边缘(15a)配合。
10.如权利要求9所述的交换器,其中集管器和壳体的所述边缘(29a、15a)相对于彼此偏移,以便限定用于定位所述管束的肩部(31)。
11.如权利要求3至10中任一项所述的热交换器,其中壳体(5)包括下部板(13)和/或上部板(11),其与管束的板(23)的堆叠方向成直角,所述下部板(13)和/或上部板(11)包括形成集管器(7)的壁的延伸部(11a、13a)。
12.如权利要求11所述的热交换器,其中包括所述定位邻接部(9)的集管器的壁(29)是连接至壳体的所述上部板(11)和/或下部板(13)的侧壁。
13.如前述权利要求中任一项所述的热交换器,包括形成交换器的入口集管器的所述一个集管器(7),以及形成交换器的出口集管器的所述另一个集管器。
14.如权利要求13所述的交换器,其中所述集管器(7)一起包括每一个集管器的四个变形部(31),每一个变形部能够将热交换管束的角部(23a)在壳体中保持在位。
15.如权利要求13或14所述的交换器,形成空气进气模块,其中出口集管器是空气分配器,其配置为附接到发动机汽缸盖,以便将空气分配到发动机汽缸盖的进气管。
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