CN104919267B - 热交换器 - Google Patents

Abstract

目的在于提供一种热交换器，其允许在第一流体和在热交换器内部流动的第二流体之间进行高效的热量交换。热交换器11包括热交换器主体31，热交换器主体31容纳在壳体12内部，第一流体在壳体12处流动并且热交换器主体31在其中容纳第二流体。热交换器主体31具有多个第一通路34，第一通路34布置成使得第一流体流过热交换器主体31内部。在从一个方向的侧视图中，热交换器主体31具有这样的形状：其关于壳体12的中心轴左右对称并且其上游侧朝向中央沿上游方向突出更远。第一通路34大致平行于壳体12的中心轴延伸，并且形成为随着它们更接近热交换器主体31中央布置而更长。

Description

热交换器

技术领域

本发明涉及在第一流体和第二流体之间交换热量的热交换器。

背景技术

常规上，存在在第一流体和第二流体之间交换热量的热交换器，例如，车辆的内燃机中的在废气和冷却水之间交换热量的热交换器。

举例来说，专利文献1中公开的热交换器容纳在壳体(外管)中，并且在第一流体(废气等)供应到壳体并且第二流体(冷却水)供应到热交换器内部时在第一流体第二流体之间交换热量。

[引用文献列表]

[专利文献]

[专利文献1]

未经审查的日本专利申请公开No.2007-225190。

发明内容

[技术问题]

大体上，在壳体内部流动的第一流体较接近壳体的中心轴时，其流动较快，而第一流体较接近外侧(即，壳体的侧壁)时其流动较慢。即，第一流体的流速在垂直于壳体的中心轴的横截面内变化。

因此，当将容纳第二流体的热交换器设置在壳体内部时——其中第一流体流动以在第一流体和第二流体之间交换热量，在热交换器的外侧部分中，由于第一流体在交换热量之后不流畅地流出到下游侧，热量不充分交换，这可能导致第一流体和第二流体之间热交换效率较低。

本发明的目的在于提供一种热交换器，其允许在第一流体和在热交换器内部流动的第二流体之间进行高效的热量交换。

[对技术问题的技术方案]

为了实现上面提及的目的，提出一种根据本发明的热交换器，其在第一流体和第二流体之间交换热量，其包括热交换器主体，热交换器主体容纳在壳体内部，第一流体在壳体处流动并且热交换器主体在其中容纳第二流体，其中热交换器主体具有多个第一通路，第一通路布置成使得第一流体流过热交换器主体内部，在从一个方向的侧视图中，多个第一通路形成关于壳体的中心轴左右对称的形状并且该形状上游侧朝向中央沿上游方向突出更远，并且多个第一通路大致平行于壳体的中心轴延伸，并且形成为随着它们更接近热交换器主体中央布置而更长。

根据该构形，因为第一流体喷击热交换器主体的上游侧，因此第一流体容易从热交换器主体的中央朝外侧(即，壳体的侧壁)散布，并高效地流到热交换器主体的外侧附近。由于第一通路大致平行于壳体的中心轴延伸，所以第一流体在尽可能小的阻力下平行于壳体的中心轴流动。另外，由于多个第一通路形成为随着它们更接近热交换器主体中央布置而更长，因此第一流体容易流到相比于热交换器主体中央附近其中通路要更短的外侧附近。

因此，根据该构形，第一流体尽可能均匀地流遍热交换器主体，这允许第一流体和第二流体水之间高效的热量交换。

在根据本发明的热交换器中，优选地：用于将第二流体供应到热交换器主体内部的供应端口形成在热交换主体中，其中供应端口形成在上游侧中央或者下游侧中央；用于从热交换器主体内部排放第二流体的排放端口形成在热交换器主体中，其中排放端口形成在上游侧中央或者下游侧中央中没有设置有供应端口的一侧；热交换器主体具有多个第二通路，第二通路布置成使得从供应端口供应的第二流体流向排放端口，并且多个第二通路大致平行于壳体的中心轴延伸，并且形成为随着它们更接近热交换器主体中央布置而更长。

根据该构形，由于在从一个方向的侧视图中供应端口和排放端口位于壳体的中心轴上，并且第二通路大致平行于壳体的中心轴延伸，所以第二流体在尽可能小的阻力下平行于壳体的中心轴流动。另外，由于多个第二通路形成为随着它们更接近热交换器主体中央布置而更长，因此从供应端口供应的第二流体容易流到热交换器主体的外侧附近。因此，根据该构形，第二流体尽可能均匀地流遍热交换器主体内部，这允许第一流体和第二流体水之间高效的热量交换。

在根据本发明的热交换器中，上游侧第一通路的通路宽度朝向上游侧增加是优选的。

根据该构形，由于第一流体容易流到第一通路中，因此可以将第一流体高效地供应到热交换器主体，这允许更加高效的热量交换。

在根据本发明的热交换器中，上游侧第二通路的通路宽度朝向上游侧增加是优选的。

根据该构形，由于第二流体容易流到第二通路中，因此可以将第二流体高效地供应到第二通路，这允许更加高效的热量交换。

[发明的有益效果]

根据本发明，能提供一种热交换器，其允许在第一流体和在热交换器内部流动的第二流体之间进行高效的热量交换。

附图说明

图1是示出了本发明第一实施方式的热交换器容纳在壳体中的状态的俯视图。

图2是示出了热交换器容纳在壳体中的状态的透视图。

图3是示出了热交换器容纳在壳体中的状态的侧视图。

图4是沿图1的IV-IV线的横截面图。

图5是示出了热交换器的透视图。

图6是示出了热交换器的俯视图。

图7是从热交换器片下部的透视图。

图8是从热交换器片上部的透视图。

图9是热交换器的分解透视图。

图10是沿图1的X-X线的横截面图。

图11是沿图1的XI-XI线的横截面图。

图12是等效于图4的视图，其示出本发明第二实施方式的热交换器。

图13是等效于图4的视图，其示出本发明第三实施方式的热交换器。

具体实施方式

在下文中，将参考附图、借助于将本发明应用到热交换器上的实例——其在从车辆的内燃机排放的废气(第一流体)和容纳在热交换器内部的冷却水(第二流体)之间交换热量，对本发明的实施方式的热交换器进行描述。为了使说明易于理解，附图中相同的部件尽可能用相同的参考标记指示，同时将省略其中重复的描述。

为了便于描述，在图1所示壳体的俯视图中正交于壳体的中心线的方向将称为左右方向，并且图1所示的壳体的下侧将称为下游侧。将利用从上面的侧视图(即，壳体的俯视图作为侧视图的实例)来描述下面的实施方式。

说明书中使用的词语“中央”指在左右方向上热交换器的宽度上的中央。说明书中使用的词语“左右对称”不表示严格的左右对称而是涵盖了本发明范围内的非对称形状。

<第一实施方式>

将参考图1-11描述本申请第一实施方式的热交换器。

如图1-4所示，热交换器11容纳在壳体12中。

(壳体)

壳体12是柱形金属元件，其形成内燃机(未示出)中产生的废气流经的通路的一部分，并且其设置在内燃机的下游侧的排气通路中。在图1-4中，废气向壳体12流入的流动方向由箭头A指示，而废气流出壳体12的流动方向由箭头B指示。

壳体12上游侧上的开口部分(此后称之为入口部分13)和下游侧上的开口部分(此后称之为出口部分14)具有圆柱形形状。容纳热交换器11的外壳部分15形成在入口部分13和出口部分14之间。外壳部分15具有矩形柱形形状，在轴向方向上中央附近的开口大于入口部分13和出口部分14。外壳部分15的上游侧直径减小并与入口部分13连接，并且下游侧同样直径减小并与出口部分14连接。入口部分13的中心轴、出口部分14的中心轴和外壳部分15的中心轴彼此重合(此后，入口部分13的中心轴、出口部分14的中心轴和外壳部分15的中心轴将称之为壳体12的中心轴CE。以下描述假设该中心轴CE是线性的。上面的表述“入口部分13的中心轴、出口部分14的中心轴和外壳部分15的中心轴彼此重合”不表示严格重合，涵盖了在本发明的范围内具有偏移的重合)。

在从一个方向的侧视图中，在该实施方式中，在图1所示的俯视图中，壳体12的形状相对于壳体12的中心轴CE左右对称。

如图3和4所示，圆柱形下游侧开口部分16设置在外壳部分15的下表面中，在下游侧上的左右方向上的中央。在下游侧开口部分16的内圆周侧上设置圆柱形第一密封元件17。在第一密封元件17的内圆周侧上连接第一管道18。也即，如图4所示，第一密封元件17夹持在下游侧开口部分16和第一管道18之间，以便维持下游侧开口部分16和第一管道18之间的气密性。冷却水不断地供应到第一管道18。冷却水流经第一管道18进入热交换器11中。在图1-4中，废气从第一管道18向热交换器11流动的流动方向由箭头C指示。

如图3和4所示，圆柱形上游侧开口部19设置在外壳部分15的上表面中，在上游侧上的左右方向上的中央。在上游侧开口部分19的内圆周侧上设置圆柱形第二密封元件20。在第二密封元件20的内圆周侧上连接第二管道21。也即，如图4所示，第二密封元件20夹持在上游侧开口部分19和第二管道21之间，以便维持上游侧开口部19和第二管道21之间的气密性。从热交换器11排出的冷却水流经第二管道21。在图1-4中，废气从热交换器11向第二管道21流动的流动方向由箭头D指示。

(热交换器)

热交换器11由金属材料组成，并且也如图5所示的，包括热交换器主体31、供应端口32和排放端口33。

如图1和图6所示，热交换器主体31是具有多个第一通路34和第二通路35的元件，通过第一通路34废气流过热交换器主体31的内部，并且第二通路35在热交换器主体31内部容纳冷却水并且该冷却水流经第二通路35。

在从一个方向的侧视图中，在该实施方式中，在图1所示的俯视图中，热交换器主体31的形状关于壳体12的中心轴CE左右对称。热交换器主体31具有这样的形状：其上游侧在上游方向上朝向中心更加突出，同时下游侧在下游方向上朝向中心更加突出。

在俯视图中，热交换器主体31具有图1所示的六边形形状，并且也如图5示出的，作为整体具有六边形柱状形状。热交换器主体31布置成使得六边形形状的一个顶点在上游方向上突出最远并且与该顶点对角的顶点在下游方向上突出最远。另外，热交换器主体31布置在壳体12的外壳部分15的内部使得热交换器主体31的中央与壳体12的中心轴CE重合。因此，在俯视图中，热交换器主体31关于壳体12的中心轴CE左右对称布置，如上所述。

稍后会描述热交换器主体31的细节。

供应端口32是圆形开口部分，用于将冷却水从第一管道18供应到热交换器主体31的内部。供应端口32形成在热交换器主体31中，或者在上游侧中央或者在下游侧中央，而在该实施方式中，如图4所示，供应端口32形成在热交换器主体31的下表面中，在下游侧中央最下游侧的端部附近。供应端口32的外圆周表面与密封元件17的内圆周表面接触，并且供应端口32通过钎焊等经由第一密封元件17而固定在壳体12上。也即，第一密封元件17夹持在供应端口32和下游侧开口部分16之间，以便维持供应端口32和下游侧开口部16之间的气密性。

排放端口33是圆形开口部分，用于将冷却水从热交换器主体31内部排放到第二管道21。排放端口33形成在热交换器主体31中，或者在上游侧中央或者在下游侧中央中不设置有供应端口32的一侧，而在该实施方式中，排放端口33设置在热交换器主体31中上游侧中央。更具体地，排放端口33形成在热交换器主体31的上表面中，在下游侧中央最下游侧的端部附近。排放端口33的外圆周表面与第二密封元件20的内圆周表面接触，并且排放端口33通过钎焊等经由第二密封元件20而固定在壳体12上。也即，第二密封元件20夹持在排放端口33和上游侧开口部分19之间，以便维持排放端口33和上游侧开口部19之间的气密性。

下面，将详细描述热交换器主体31。

如图3-图5所示，热交换器主体31由多个热交换器件41的堆叠组成，在该实施方式中，是七个热交换器件41。同时，如图7-图11所示，热交换器件41每个都具有中空形状并包括形成热交换器件41的下部部分的下板元件42和形成热交换器件41的上部部分的上板元件43。

在俯视图中，下板元件42的形状关于壳体12的中心轴CE左右对称，并且由图9所示的底部部分44和下外围壁45组成。底部部分44具有六边形板的形状，该形状与俯视图中热交换器主体31的形状相同。同时，如图10和图11所示，在底部部分44中，形成多个向上凸起的第一脊部46和多个向下凸起的第二脊部47。第一脊部46和第二脊部47平行于壳体12的中心轴CE的轴向方向延伸。第一脊部46和第二脊部47在平行方向(即，左右方向)上交替布置，当从前侧观看时形成波浪式样(见图10和图11)。上述表达“平行于壳体12的中心轴CE的轴向方向”不表示严格的平行，而是涵盖在本发明范围内的基本的平行。

第一脊部46形成为随着它们在左右方向上更接近中央布置而更长，也即，每个第一脊部46与在向外方向上的下一个第一脊部46相比长度相等或更长。具体地，如图1所示，当位于最接近热交换器主体31的中央的第一脊部461的长度为L11时，位于该第一脊部461外侧的第一脊部462的长度为L12(长度L12未示出)，位于该第一脊部462外侧的第一脊部463的长度为L13(长度L13未示出)，并且位于该第一脊部463外侧的第一脊部464的长度为L14，这些长度满足关系：L11≥L12≥L13≥L14。在该实施方式中，长度关系为：L11>L12>L13>L14。

类似地，第二脊部47形成为随着它们在左右方向上更接近中央而更长，也即，每个第二脊部47与在向外方向上的下一个第一脊部47相比长度相等或更长。具体地，如图1所示，当位于最接近热交换器主体31的中央的第二脊部471的长度为L21时，位于该第二脊部471外侧的第二脊部472的长度为L22(长度L22未示出)，位于该第二脊部472外侧的第二脊部473的长度为L23(长度L23未示出)，并且位于该第二脊部473外侧的第二脊部474的长度为L24，这些长度满足关系：L21≥L22≥L23≥L24。在该实施方式中，长度关系为：L21>L22>L23>L24。

也就是说，在该实施方式中，由于热交换器主体31上游侧朝向中央沿上游方向突出更远，因此第一脊部46和第二脊部47形成为随它们布置得更靠近中央而更长。在该实施方式中，由于热交换器主体31下游侧朝向中央沿下游方向突出更远，因此第一脊部46和第二脊部47形成为随它们布置得更靠近中央而愈发更长。

第一脊部46的长度和第二脊部47的长度指在平行于壳体12的中心轴CE的轴向方向延伸的方向上从上游侧的端部到下游侧的端部的长度。

在该实施方式中，第一脊部46的两个端部和第二脊部47的两个端部是渐缩的，并且具有半圆形形状，例如在俯视图中示出的(见图1)。

在底部部分44的下游侧或上游侧的中央设置有下耦接端口48。下耦接端口48是与稍后将要描述的上耦接端口55耦接的开口部分。位于热交换器主体31的最下部分的下板元件42的下耦接端口48起到供应端口32的作用。

下外围壁45是设置在底部部分44的外周边缘并向上延伸的壁。

上板元件43是与下板元件42相同的元件，其等价于上下翻转的下板元件42。具体地，如图9所示，上板元件43由对应于下板元件42的底部部分44的顶盖部分51和对应于下板元件42的下外围壁45的上外围壁52组成。顶盖部分51具有六边形板的形状，其与在俯视图中热交换器主体31的形状相同。同时，如图10和图11所示，在顶盖部分51中，形成多个向下凸起的第三脊部53和多个向上凸起的第四脊部54。

第三脊部53对应于下板元件42的第一脊部46，而第四脊部54对应于下板元件42的第二脊部47。也即，第三脊部53和第四脊部54平行于壳体12的中心轴的轴向方向延伸，并且第三脊部53和第四脊部54在平行方向(即，左右方向)上交替布置，当从前侧观看时形成波浪式样(见图10和图11)。

第三脊部53形成为随着它们在左右方向上更接近中央布置而更长，也即，每个第三脊部53与在向外方向上的下一个第三脊部53相比长度相等或更长。具体地，在热交换器主体31的俯视图中，第一脊部46和第三脊部53具有相同的形状并且第一脊部46的长度和第三脊部53的长度相等。具体地，如图11所示，本实施方式的第三脊部53从中央朝热交换器主体31的外侧以这样的顺序布置：第三脊部531、第三脊部532、第三脊部533、然后第三脊部534。

类似地，第四脊部54形成为随着它们在左右方向上更接近中央布置而更长，也即，每个第四脊部54与在向外方向上的下一个第四脊部54相比长度相等或更长。具体地，在热交换器主体31的俯视图中，第二脊部47和第四脊部54具有相同的形状并且第二脊部47的长度和第四脊部54的长度相等。具体地，如图11所示，本实施方式的第四脊部54从中央朝热交换器主体31的外侧以这样的顺序布置：第四脊部541、第四脊部542、第四脊部543、然后第四脊部544。

在该实施方式中，与第一脊部46和第二脊部47相同，第三脊部53的两个端部和第四脊部54的两个端部都是渐缩的，并且例如在俯视图中具有半圆形形状(见图9)。

上面提及的上耦接端口55设置在顶盖部分51的上游侧或者下游侧的中央。上耦接端口55是要与下耦接端口48耦接的开口部分。位于热交换器主体31的最上部分的上板元件43的上耦接端口55起到排放端口33的作用。

上外围壁52对应于下板元件42的下外围壁45，并且是设置在顶盖部分51的外周边缘并向下延伸的壁。

在组成热交换器件41的一对下板元件42和上板元件43中，下外围壁45和上外围壁52通过焊接等彼此连接。

更具体地，也在图3、图4、图10和图11中示出的，该实施方式中的热交换器主体31由热交换器件41A-41G的堆叠组成。热交换器件41A设置在组成热交换器主体31的热交换器件41的最下部分；热交换器件41B设置在热交换器件41A上；热交换器件41C设置在热交换器片41B上；热交换器件41D设置在热交换器件41C上；热交换器件41E设置在热交换器件41D上；热交换器件41F设置在热交换器件41D上；热交换器件41G设置在热交换器件41E上，即热交换器件41G在最上部分中。

热交换器件41A-41G经堆叠以使得下耦接端口48在堆叠方向上交替地位于下游侧和上游侧。例如，热交换器件41A的下板元件42的下耦接端口48位于下游侧中央下表面中，而上板元件43的上耦接端口52位于上游侧中央上表面中。然后，热交换器件41B的下板元件42的下耦接端口48位于上游侧中央下表面中，而上板元件43的上耦接端口52位于下游侧中央上表面中。

随后，热交换器件41C、41E和41G以和热交换器件41A相同的方向布置，如图4所示。也即，热交换器件41C、41E和41G的下板元件42的下耦接端口48位于下游侧中央各自的下表面中，而上板元件43的上耦接端口55位于上游侧中央各自的上表面中。如上所述，位于热交换器主体31的最下部分的热交换器件41A的下耦接端口48担当供应端口32，而热交换器件41G的上耦接端口55担当排放端口33。

热交换器件41D、41F以和热交换器件41B相同的方向布置。也即，热交换器件41D、41F的下板元件42的下耦接端口48位于上游侧中央各自的下表面中，而上板元件43的上耦接端口55位于下游侧中央各自的上表面中。

根据此构形，热交换器11的供应端口32和排放端口33经布置以使得在俯视图中与壳体12的中心轴CE重合。

在堆叠方向上彼此相邻的下板元件42的下耦接端口48和上板元件43的上耦接端口55通过钎焊等彼此连接。

(第一通路和第二通路)

接下来，将描述第一通路和第二通路。

具体地，如图10和图11所示，在热交换器主体31中，在组成热交换器件41的一对下板元件42和上板元件43中第一脊部46和第三脊部53布置成彼此接触。第二脊部47和第四脊部54在堆叠方向上彼此邻近的下板元件42和上板元件43中布置成彼此接触。

如图10和图11所示，在热交换器主体31中，在堆叠方向上彼此邻近的两个热交换器件41之间形成间隙。该间隙为第一通路34。具体地，第一通路34是由在堆叠方向上彼此邻近的下板元件42和上板元件43中的第一脊部46和第三脊部53形成的间隙。

热交换器件41内部的空间是第二通路35。具体地，第二通路35是在在组成热交换器件41的下板元件42和上板元件43中第二脊部47和第四脊部54之间的间隙。

此处，如上所述，第一脊部46、第二脊部47、第三脊部53和第四脊部54平行于壳体12的中心轴CE的轴向方向延伸，并且形成为随着它们在左右方向上更接近中央布置而更长。因此，如上所述，第一通路34和第二通路35平行于壳体12的中心轴CE延伸，并且形成为随着它们更接近热交换器主体31中央布置而更长。也即，由于位于热交换器主体31中央附近的那些第一脊部46和第三脊部53形成为比位于外侧的第一脊部46和第三脊部53长，因此第一通路34也随着它们更接近热交换器主体31中央而更长。

由于位于热交换器主体31中央附近的那些第二脊部47和第四脊部54也形成为比位于外侧的第二脊部47和第四脊部54长，因此第二通路35也随着它们更接近热交换器主体31中央而更长。

由于第一脊部46、第二脊部47、第三脊部53和第四脊部54的端部都是渐缩的(例如，如图6所示)，因此，由位于第三脊部53(在图6中未示出第一脊部)之间的第四脊部54(在图6中未示出第二脊部)形成的第二通路的端部附近的通路宽度朝上游侧增加同时朝下游侧增加。由位于第四脊部54(第二脊部47)之间的第三脊部53(第一脊部46)形成的第一通路34的通路宽度也朝上游侧增加同时朝下游侧增加。

通路宽度的宽度方向与壳体12的左右方向重合。

接下来，将描述热交换器11的工作和效果。

(废气流动)

在从一个方向的侧视图中，在该实施方式中，在俯视图中，热交换器主体31具有关于壳体12的中心轴CE左右对称的形状并且该形状上游侧朝向中央的沿上游方向突起更远。相应地，从壳体12的入口部分13侧流到热交换器11的废气喷击热交换器主体31的上游侧，并且因此容易从热交换器主体31的中央散布到外侧并高效地流到热交换器主体31的外侧附近。

由于第一通路34平行于壳体12的中心轴CE延伸，所以废气(线性地)在尽可能小的阻力下平行于壳体12的中心轴CE流动。另外，由于多个第一通路34形成为随着它们更接近热交换器主体31的中央布置而更长，因此废气容易流到外侧附近，在其处，相比于热交换器主体31中央附近，其中通路要更短。

由于上游侧的第一通路34的通路宽度朝上游侧增加，因此冷却水容易流到第一通路34中。

已经流经热交换器11的第一通路34的废气和已经在热交换器11和外壳部分15之间流过的废气通过外壳12的出口部分14流出到在废气通路中的后续处理。

(冷却水流动)

流经第一管道18的冷却水从热交换器11的供应端口32被容纳到热交换器主体31内部，并且流经在左右方向上排列的多个第二通路35。在该实施方式中，如图4所示，冷却水朝上游侧流动同时在热交换器主体31内部在前后方向上回转。随着在壳体12内部流动的废气与热交换器11接触同时流经热交换器11的第一通路34等，热量得以在废气和冷却水之间交换。从热交换器11的排放端口33排出的冷却水流入到第二管道21。

更具体地，在交换器主体31内部流动的冷却水从热交换器11的供应端口32(热交换器件41A的下耦接端口48)被容纳到热交换器件41A内部，并流经在左右方向上排列的第二通路35。

此处，由于热交换器件41A的多个第二通路35平行于壳体12的中心轴CE延伸，所以冷却水(线性地)在尽可能小的阻力下平行于壳体12的中心轴CE流动。另外，由于多个第二通路35形成为随着它们更接近热交换器主体31的中央布置而更长，因此冷却水容易流到外侧附近，在其处，相比于热交换器主体31中央附近，通路要更短。

已经流经热交换器件41A的第二通路35的冷却水流经热交换器件41A的上耦接端口55和热交换器件41B的下耦接端口48，然后流经热交换器件41B的多个第二通路35。当冷却水流经热交换器件41B的多个第二通路35时，与冷却水流经热交换器件41A的多个第二通路35相同，冷却水在尽可能小的阻力下平行于壳体12的中心轴CE流动，并且冷却水容易流到外侧附近，在其处，相比于热交换器主体31中央附近，通路要更短。

然后，已经流经热交换器件41B的第二通路35的冷却水流经热交换器件41B的上耦接端口55和热交换器件41C的下耦接端口48，然后流经热交换器件41C的多个第二通路35。随后，冷却水流经热交换器件41D、热交换器件41E、热交换器件41F、和热交换器件41G中的每个内部上的第二通路35。

此处，当冷却水流经热交换器件41C、热交换器件41D、热交换器件41E、热交换器件41F、和热交换器件41G中的每个的第二通路35时，像冷却水流经热交换器件41A、41B的第二通路35时的情形，冷却水在尽可能小的阻力下平行于壳体12的中心轴CE流动，原因是第二通路35平行于壳体12的中心轴CE延伸。另外，由于热交换器片41C、热交换器件41D、热交换器件41E、热交换器件41F、和热交换器件41G中的每个的第二通路35形成为随着它们更接近热交换器主体31的中央布置而更长，因此冷却水容易流到相比于热交换器主体31中央附近其中通路要更短的外侧附近。

由于上游侧的第二通路35的通路宽度朝上游侧增加，因此冷却水容易流到第二通路35中。

从热交换器主体31的热交换器件41G的上耦接端口55(排放端口33)排出的冷却水流入到第二管道21中。

根据该实施方式，废气尽可能均匀地流遍热交换器主体31，这允许废气和冷却水之间高效的热交换。另外，交换热量之后的废气较不可能滞留在热交换器主体31(第一通路34)内部，并且可被容易地送出到热交换器11的下游侧。

此外，冷却水尽可能均匀地流遍热交换器主体31内部，这允许废气和冷却水之间高效的热交换。另外，交换热量之后的冷却水较不可能滞留在热交换器主体31(第二通路35)内部，并且可被容易地送出到热交换器11的下游侧。

由于上游侧的第一通路34的通路宽度朝上游侧增加，因此冷却水容易流到第一通路34中。因此，可以将废气高效地供应到热交换器主体31内，这允许更加高效的热交换。

由于上游侧的第二通路35的通路宽度朝上游侧增加，因此冷却水容易流到第二通路35中。因此，因为冷却水容器地流到第二通路35中，所以可以将冷却水高效地供应到热交换器11的第二通路35，这允许更加高效的热交换。

<第二实施方式>

将参考图12描述第二实施方式的热交换器的构形。将省略与第一实施方式中相同结构的描述。

第二实施方式的热交换器61的结构具有几乎与第一实施方式的热交换器11相同的结构。然而，在热交换器61中，在堆叠方向上彼此邻近的热交换器件63的内部通过下游侧中央处热交换器主体62的下表面中的下游侧耦接端口64彼此联通，并且在堆叠方向上彼此邻近的热交换器件63的内部也通过热交换器主体62上游侧中央处的上游侧耦接端口65彼此联通。

也即，在第二实施方式中，如图12所示，在第一实施方式的热交换器11(见图4)的结构中将下游侧耦接端口64和上游侧耦接端口65设置在热交换器片63中。换句话说，热交换器件63具有几乎与第一实施方式的热交换器片41相同的形状并且具有第一通路(未示出)和第二通路35，但是热交换器件63和热交换器件41的不同之处在于：前者设置有下游侧耦接端口64和上游侧耦接端口65。

根据该构形，从热交换器61的供应端口32供应的冷却水流经下游侧耦接端口64并平行地流经每个热交换器件63的内部，并且进一步流经上游侧耦接端口65并从热交换器61的排放端口33排出。当冷却水流入热交换器片63内部中时，如第一实施方式的情形，冷却水流经形成在热交换器片63内的第二通路35。

尽管该实施方式的热交换器61在冷却水的流动方向上不同于第一实施方式，然而可以获得类似于第一实施方式的热交换的工作和效果。

<第三实施方式>

将参考图13描述第三实施方式的热交换器的构形。将省略与第二实施方式中相同结构的描述。

第二实施方式的热交换器71的结构类似于第二实施方式的热交换器61的结构，但是在下述方面不同于第二实施方式的热交换器61的结构：排放端口72设置在与供应端口32相同侧的中央处的热交换器71的下表面中，即在上游侧。

根据该构形，如第二实施方式的情形，从热交换器71的供应端口32供应的冷却水流经下游侧耦接端口64，平行地流经每个热交换器片63的内部，并在从排放端口72排放之前流经上游侧耦接端口76。当冷却水流经热交换器片63内部时，冷却水像第一实施方式一样流经第二通路35。因此，通过该实施方式的热交换器71，可以获得类似于第一实施方式的热交换的工作和效果。

<其他实施方式>

本发明的实施方式的热交换器不限于上述实例，而是在本发明的技术范围内可以呈现不同的形式。

虽然已经借助于将本发明应用到热交换器上的实例——其在废气和冷却水之间交换热量，对本发明的实施方式的热交换器进行了描述，然而可以将本发明应用到其他热交换器，例如，在两种液体或者两种气体之间交换热量的热交换器。在实施方式中，第一流体可以是冷却水而第二流体可以是废气。根据热交换器的形状可以适当地改变壳体的形状。

在本发明的实施方式的描述中，在作为侧视图的实例的从上面的俯视图中，热交换器相对于壳体的中心轴左右对称。然而，热交换器在(例如)图3所示的从横侧的侧视图中可以相对于壳体的中心轴左右对称。

在本发明的实施方式的描述中，热交换器(热交换器主体)在俯视图中具有六边形形状。然而，热交换器可以在俯视图中具有圆形形状、椭圆形形状或者不是六边形形状的多边形形状。在该情形中，热交换器利用热交换器主体在上游方向上最远突出的端部布置成左右对称。

在本发明的实施方式的描述中，供应端口设置在热交换器主体的下游侧中央。然而，供应端口可以设置在热交换器主体的上游侧中央。可选地，供应端口可以设置在热交换器主体的上表面中。

设置在热交换器主体中的排放端口可以设置在热交换器主体的下游侧中央上表面和下表面以及热交换器主体的上游侧中央上表面和下表面中没有设置有供应端口的一个中。

第一到第四脊部的两个端部都可以是渐缩的。

另外，上述构形仅仅是实例，因此结构、数量、材料和连接方法等都是可以合适地改变的。

在本发明的实施方式的描述中，多个第一通路形成为随着它们在更接近热交换器主体中央布置而更长。然而，本发明涵盖在第一通路的宽度方向上彼此相邻的两个第一通路长度相等的情形。类似地，在本发明的实施方式的描述中，多个第二通路形成为随着它们在更接近热交换器主体中央布置而更长。然而，本发明涵盖在第二通路的宽度方向上彼此相邻的两个第二通路长度相等的情形。

[参考标记列表]

11 热交换器

12 壳体

13 入口部分

14 出口部分

15 外壳部分

16 下游侧开口部分

17 密封元件

18 管道

19 上游侧开口部分

20 密封元件

21 管道

31 热交换器主体

32 供应端口

33 排放端口

34 第一通路

35 第二通路

41 热交换器片

42 下板元件

43 上板元件

44 底部部分

45 下外围壁

46 脊部

47 脊部

48 下耦接端口

51 顶盖部分

52 上外围壁

53 脊部

54 脊部

55 上耦接端口

61 热交换器

62 热交换器主体

63 热交换器片

64 下游侧耦接端口

65 上游侧耦接端口

71 热交换器

72 排放端口

76 上游侧耦接端口

Claims (2)

1.一种热交换器，其在第一流体和第二流体之间交换热量，包括热交换器主体，所述热交换器主体容纳在壳体内部，所述第一流体在壳体中流动，并且所述热交换器主体在其中容纳所述第二流体，其中

所述热交换器主体由多个热交换器件的堆叠构成，

所述热交换器件中的每一个由一对下板元件和上板元件构成，

所述下板元件形成所述热交换器件的下部部分，其中多个向上凸起的第一脊部和多个向下凸起的第二脊部形成在所述下板元件的底部部分中，

所述上板元件形成所述热交换器件的上部部分，其中多个向下凸起的第三脊部和多个向下凸起的第四脊部形成在所述上板元件的顶盖部分中，

所述第一脊部、所述第二脊部、所述第三脊部和所述第四脊部平行于所述壳体的中心轴的轴向方向延伸，

在堆叠方向上彼此相邻的所述下板元件和所述上板元件中的所述第一脊部和所述第三脊部形成多个第一通路，所述多个第一通路布置成使得所述第一流体流过所述热交换器主体内部，

在堆叠方向上彼此相邻的所述下板元件和所述上板元件中的所述第二脊部和所述第四脊部形成多个第二通路，所述第二通路布置成使得所述第二流体流动，

在从一个方向的侧视图中，所述热交换器主体形成这样的形状：其关于所述壳体的中心轴左右对称并且其上游侧朝向中央沿上游方向突出更远，

所述多个第一通路大致平行于壳体的中心轴延伸，并且形成为随着它们更接近所述热交换器主体中央布置而更长，并且

所述第一脊部、所述第二脊部、所述第三脊部和所述第四脊部在所述上游侧上的端部都是渐缩的，从而使得所述上游侧上的所述第一通路和所述第二通路两者的通路宽度朝向所述上游侧增加。

2.根据权利要求1所述的热交换器，其中

用于将所述第二流体供应到所述热交换器主体内部的供应端口形成在所述热交换器主体中，其中所述供应端口形成在上游侧中央或者下游侧中央，

用于从所述热交换器主体内部排放所述第二流体的排放端口形成在所述热交换器主体中，其中所述排放端口形成在上游侧中央或者下游侧中央中没有设置有供应端口的一侧；

所述第二通路布置成使得从所述供应端口供应的所述第二流体流向所述排放端口，并且

所述多个第二通路大致平行于所述壳体的中心轴延伸，并且形成为随着它们更接近热交换器主体中央布置而更长。