CN104995479A - 用于增压空气冷却器的扁管和相应的增压空气冷却器 - Google Patents

Abstract

一种增压空气冷却器的扁管(100)，所述管由至少一个金属板制成，该金属板被压制以形成热交换板(1)，所述压制允许流体入口和流体出口经由回路连接，热传递流体通过该回路，所述回路包括定位在其内的至少一个金属插入件(51)，该金属插入件由相对扁管(100)的材料建立30mV或更高的电势差的材料制成。

Description

用于增压空气冷却器的扁管和相应的增压空气冷却器

技术领域

本发明涉及热交换器的领域，且更特别地涉及用于机动车领域的增压空气热交换器的领域。

背景技术

在机动车领域中，已知实践使用包括堆叠的相同扁管的热交换器，第一流体流通通过所述扁管。每个扁管通常由两个板状金属板形成，该板状金属板被压以便于以预定模式形成盘，且布置为使得它们的凹入部面对彼此。两个板于是以流体密封的方式结合到一起，由此形成扁管，第一流体可以通过所述扁管从流体入口朝向流体出口流通，流体入口和流体出口每一个位于扁管的一端处，且更通常地每一个位于板的相对侧上。

扁管被一个堆叠到另一个顶部上，每一个扁管的流体入口被结合在一起以形成入口升管(riser)。同样，每一个扁管的流体出口结合到一起以形成出口升管。在每一个扁管之间留有空间用于第二流体的通过。在两种流体之间的热交换于是在第一流体穿过扁管且第二流体在扁管之间穿过时发生。

这样的热交换器通常被用作用于对机动车内部进行空气调节的制冷剂回路中的蒸发器，该制冷剂构成第一流体，且第二流体为大气空气，或作为用于为机动车车舱供暖的热传递流体回路中的加热器，该热传递流体构成第一流体，且第二流体为大气空气。

无论如何，这样的交换器被证明不适于在增压空气进入回路中使用，在所述增压空气进入回路中热参数非常特别。特别地，在进入燃烧汽缸之前，被压缩和被加热的进气空气需要通过热交换器充分冷却，以便于降低自燃的风险，这是传统热交换器不能有效实现的东西。通常，为了更高的效率，这种类型的增压空气交换器通过使用诸如液体的第一流体(比如水)，以便于冷却第二流体(其是增压空气)。

使用液体作为第一流体具有降低交换器的耐用性的缺点，其特别地更容易通过腐蚀而受损。

发明内容

由此，本发明的一个目的是至少部分地弥补现有技术中的缺点，且提供改善的增压空气热交换器。

本发明由此涉及一种增压空气热交换器的扁管，由至少一个金属板制成，该金属板被压制以形成交换板，所述压制允许流体入口和流体出口被回路连接，热传递流体流动通过该回路，所述回路包括至少一个金属插入件，该金属插入件置于所述回路内且由相对扁管的材料建立30mV或更高的电势差的材料制成。

根据本发明的一个方面，所述扁管通过两个热交换板的组装而形成，交换板由压制金属板制成且彼此组装，每个交换板的压制侧面向彼此。

根据本发明的另一方面，插入件由包含0.7％到1.5％比例的锌的金属合金制成。

根据本发明的另一方面，所述至少一个交换板由3000系列铝合金制成，且所述插入件由6815或6807铝合金制成。

本发明还涉及一种增压空气热交换器，包括如上所述的至少一个扁管。

附图说明

本发明的其它特征和优势将在阅读以下通过非限制性且说明性示例给出的描述时变得更显而易见，在附图中：

图1是交换板的示意性图示；

图2是根据本发明的扁管的示意性横截面图。

具体实施方式

在各图中，相同的元件具有相似的参考标号。

用于热交换器的扁管100的交换板1，在图1中示出，可以由压制金属板制成。它包括流体入口3a和流体出口3b。交换板1的压制形成腔体，其中肋7限定供流体在流体入口3a和流体出口3b之间流动的流动回路。

肋7赋予流动回路供第一热传递流体在流体入口3a和流体出口3b之间流通的路径。该流通路径包括由弯曲部分9连接的至少两个直线通路5。该流通路径允许流动回路长度的增加，且由此增加第一热传递流体在流通回路内流动的时间，由此增加针对可在交换板1的相对面上流通的第二流体进行热传递的时间长度。为了促进第一热传递流体的该流动，肋7可以具有圆形的端部11。

在图1中所示的实例中，交换板1包括四个相互平行的通路5和在所述通路5之间形成连接部的三个弯曲部分9。

如图1所示，至少一个弯曲部分9可以具有突起91。这些突起91可以形成为该至少一个热交换板1的一体部分，例如通过压制制造，或它们可以替代地为使用任何本领域技术人员已知的手段附接和固定到该至少一个弯曲部分9内部的元件。

扁管100通常通过将两个交换板1彼此组装而构成，两个交换板1的每个的肋7以及回路的弯曲部9和通路5面向彼此，形成所述扁管100的流通路径。交换板1以流体密封的方式组装，例如使用钎焊，从而避免沿扁管100行进的热传递流体的任何泄漏。这样的扁管100相对细长，例如，其流通路径可具有从1mm到3mm的高度。

实现扁管100的另一方式可以是将交换板1与搁置在交换板1周边上和肋7上的扁平板组装，覆盖流动回路。

如图2所示，在扁管100内部，回路包括至少一个插入件51，用于扰乱第一热传递流体的流动并产生湍流，且增加第一热传递流体的接触面积，从而增加在所述第一流体和扁管100之间的交换。

该至少一个插入件51由金属材料制成，其与扁管100的材料产生30mV或更高的电势差。该电势差允许所述插入件成为牺牲阳极，其优先于扁管100的材料腐蚀，扁管100由此获得更好的随时间抵抗腐蚀的能力。

为了插入件51成为有效的牺牲阳极，所述插入件可以由比例上包含0.7到1.5％的锌的金属合金制成。

由此可以考虑扁管100由3000系列铝合金制成的交换板1制成，例如3003或3916铝合金，且包括由6815或6807铝合金(其包含优化比例的锌)制成的插入件。

插入件51可以具有相对第一热传递流体的流动方向成直角的波纹构造，每个波纹的端部与扁管100的壁接触。插入件51还可以在平行于热传递流体沿扁管100流动的方向上具有从彼此偏置的一系列波纹区段，其相对热传递流体流通的方向成直角。第一热传递流体由此在每个区段的波纹之间通过，增加流体和扁管100的壁之间的交换和接触面积，且当它从一个波纹区段行进至另一个时，第一热传递流体被干扰，由此允许温度均匀化且确保与扁管100的更好的热交换效率。

当然，所述插入件51可以等同地具有允许接触面积增加且允许流体均匀化的其它形状，譬如矩形波形式、锯齿形或甚至百叶窗形。

具有扁管100的热交换器还包括堆叠的扁管100，所述扁管100在它们的流体入口和出口3a和3b处结合到一起，且每个扁管100被隔离开以便于允许第二流体在所述扁管100之间通过。扁管100在流体入口和出口3a、3b处结合到一起以形成集合所有扁管100的所有流体入口到一起的流体入口升管和集合所有扁管100的所有流体出口到一起的流体出口升管。为了有助于在流通通过扁管100的第一热传递流体和在所述扁管100之间穿过的第二流体之间的热交换，还可以在扁管100的每一侧在两个扁管100之间的空间中增加扰动器102，譬如鳍片。

通过在扁管100的通路5中的插入件51实现的附接部件的使用允许扁管100具有平滑的壁，其由此使得例如通过钎焊将扰动器102附接到两个扁管100之间的空间中变得更容易。

由此，可以清楚地看到，由于金属插入件51的存在(该金属插入件51由相对扁管100的材料建立30mV或更高电势差的材料制成且用作牺牲阳极)，扁管100具有更好的抗腐蚀性，特别是由第一流体导致的腐蚀，且由此具有更长的寿命。

Claims (5)

1.一种增压空气热交换器的扁管(100)，由至少一个金属板制成，该金属板被压制以形成交换板(1)，所述压制允许流体入口(3a)和流体出口(3b)被回路连接，热传递流体流通通过该回路，其特征在于，所述回路包括至少一个金属插入件(51)，该金属插入件置于所述回路中且由相对扁管(100)的材料建立30mV或更高的电势差的材料制成。

2.如前一权利要求所述的扁管(100)，其特征在于，所述扁管(100)通过两个交换板(1)的组装而形成，所述交换板由压制金属板制成且彼此组装，每个交换板(1)的压制侧面向彼此。

3.如前述权利要求中任一项所述的扁管(100)，其特征在于，插入件(51)由包含0.7％到1.5％比例的锌的金属合金制成。

4.如前一权利要求所述的扁管(100)，其特征在于，所述至少一个交换板(1)由3000系列铝合金制成，且所述插入件(51)由6815或6807铝合金制成。

5.一种增压空气热交换器，包括如权利要求1至4中的一项所述的至少一个扁管(100)。