CN105026867B - 热交换器 - Google Patents

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CN105026867B CN201480010841.9A CN201480010841A CN105026867B CN 105026867 B CN105026867 B CN 105026867B CN 201480010841 A CN201480010841 A CN 201480010841A CN 105026867 B CN105026867 B CN 105026867B
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Abstract

本发明涉及优选用于机动车的热交换器，包括：热交换器本体(11)；由第一流体(12)通流的第一流体通道(18)；由第二流体(14)通流的第二流体通道(36)，第一流体(12)和第二流体(14)中一个比第一流体(12)和第二流体(14)中另一个更热，进入热交换区域之后在热交换区域中发生从较热流体(14)向较冷流体(12)的热传输(30)，第一流体通道(18)和第二流体通道(36)在热交换区域中具有至少两个共同同向流区域(25)和一布置在同向流区域(25)之间的共同逆向流区域(27)或具有至少两个共同逆向流区域(27)和一布置在逆向流区域(27)之间的共同同向流区域(25、125、225)。

Description

热交换器
技术领域
本发明涉及一种热交换器，尤其柱体式热交换器，优选用于机动车。
背景技术
柱体式热交换器例如由DE 102 23 788 C1所公知。所述柱体式热交换器沿其纵向轴线，在外区域中沿纵向方向由多个管穿过，这些管引导第一流体。在所述热交换器的内区域中导引第二流体。在所述外区域中，在一围住所述管的中空空间中发生第二流体的回流。在此，在所述进行围住的中空空间中，分别通过垂直于所述管的流体引导壁来导引第二流体，其中，热交换根据逆向流原理与交叉流原理交替地发生。
纯的同向流系统的特征一般在于相对糟糕的热交换。在纯的逆向流布置中产生分层，该分层使热传递变糟。
发明内容
本发明的任务是说明一种热交换器，所述热交换器允许了从第一流体到第二流体上的有效热交换。
具有热交换器本体的热交换器，优选用于机动车，包括第一流体通道和第二流体通道，所述第一流体通道由第一流体通流并且所述第二流体通道由第二流体通流。第一流体和第二流体中的一个比第一流体和第二流体的另一个更热，其中，在流体进入到所述热交换器的一热交换区域中之后在所述热交换区域中发生从较热流体向较冷流体的热交换。在此，第一流体通道和第二流体通道在所述热交换区域中具有至少两个共同的同向流区域和一个布置在这些同向流区域之间的共同的逆向流区域或具有至少两个共同的逆向流区域和一个布置在这些逆向流区域之间的共同的同向流区域。通过设置以该方式交替的逆向流区域和同向流区域来有利地实现从第一流体到第二流体上的有效热交换或反之亦然。在此，所述热交换区域是所述热交换器的如下总区域，在该总区域中，热从第一流体以技术上有益的方式被交换到所述第二流体上，这尤其是这样的区域，在所述区域中，第一流体通道和第二流体通道具有一共同的壁。总热传导系数在由交替的同向流区域和逆向流区域构成的混合布置方案中比在流体通道相对彼此仅根据同向流原理或仅根据逆向流原理工作的布置方案中更高。热交换器本体尤其可以柱体式地或板形地构造，其中，在柱体式构造中，所述两个流体之一在该柱体的内部中被引导并且所述两个流体中的另一个流体在该柱体的外区域中被引导。所述热交换器本体但是也可以具有锥形的形状。如果板形地设计所述热交换器，那么第一流体在所述板的一个侧面上流动和第二流体在所述板的另一个侧面上流动。为了实现逆向流区域之一和同向流区域之一之间的变换，这些流体中的至少一个流体在一变换区域中转向。所述变换区域可以布置在所述热交换区域之内或之外。如果所述变换区域布置在所述热交换区域中，那么同时地进行根据交叉流原理的热交换或在一交叉流布置中的热交换。此外有利地因此获得紧凑的结构方式，因为通过螺旋(Windungen)可以获得较大的热交换区域。可以设置：所述第一流体是液体，尤其冷却介质，优选水或水乙二醇混合物，并且，所述第二流体是气体，优选废气或空气。但是也可以设置：所述第一流体是气体并且所述第二流体是液体。优选地，所述第一流体是来自燃烧腔的燃烧用空气或热的废气。还可以设置：两个流体都是液态的或两个流体都是气态的。显而易见的是：当前所描述的热交换器可以由一壳体围住并且具有至少一个第一流体输入装置和至少一个第二流体输入装置以及至少一个第一流体流出装置和一个第二流体流出装置。可以设置：所述第一流体通过所述第一流体输入装置流到所述第一流体通道中，所述第一流体通过所述第一流体流出装置流出所述第一流体通道。可以设置：所述第二流体通过所述第二流体输入装置流到所述第二流体通道中，所述第二流体通过所述第二流体流出装置流出所述第二流体通道。可以设置：设置有大量第一流体通道和/或第二流体通道。
可以设置：所述第一流体通道和所述第二流体通道之间布置有一流体分隔壁，其中，所述流体分隔壁优选具有恒定壁厚，尤其在所述热交换区域中的恒定壁厚。在此也限定了直至15％壁厚的由制造造成的厚度波动为恒定的，但不是设计上的，也就是在流体分隔壁的走向上的根据计划的厚度波动或厚度改变。优选地仅考虑直至10％壁厚的由制造造成的厚度波动为恒定的。通过恒定壁厚来有利地避免：所述流体分隔壁中的材料堆积导致流体分隔壁的导热能力中的非持续性。此外，这有利地使所述热交换器的制造变得容易。恒定壁厚的其它优点是减少的收缩腔形成，减少的材料应力进而热交换器的较高的使用寿命。优选地，所述热交换器由铝或铝合金制造，但是，所述热交换器也可以由另外的材料制造，这些材料适用于热交换，例如铜或铁或它们的合金。尤其地，所述热交换器是一铸造件，其中，所述热交换器优选通过连铸来制造。通过恒定壁厚而较快速和较均匀地在制造期间进行热交换器的冷却。由此可以有利地减少制造持续时间。
可以设置：所述第一流体前后相继地通流至少两个同向流区域中的第一同向流区域，第一逆向流区域和所述至少两个同向流区域中的第二同向流区域。可以设置：所述第一流体前后相继地通流所述至少两个逆向流区域中的第一逆向流区域，第一同向流区域和所述至少两个逆向流区域中的第二逆向流区域。还可以设置：所述第一流体以交替的顺序通流其它同向流区域和逆向流区域。尤其可以设置：所述第一流体被分成第一流体分流和第二流体分流，其中，所述第一流体分流和第二流体分流分别交替地导引穿过同向流区域和逆向流区域。由此来有利地实现：提高从第一流体到第二流体上的热交换。特别有利地，在第一流体的两个分流又汇聚和输入给一排出部之前，所述第一流体在每个分流区域中分别通流四个逆向流区域和三个同向流区域。显而易见的是：也可以设置其它数目的同向流区域和逆向流区域。尤其可以彼此交替地布置八个、十个、十二个、十四个或十六个逆向流区域和相应数量的同向流区域，其中，所述交替地排列成排的这些区域优选总地形成一柱体的壳面。
可以设置：所述逆向流区域和所述同向流区域布置在所述热交换器本体的底区域和顶区域之间。在此可以设置：所述逆向流区段和同向流区段垂直于所述底区域和/或所述顶区域走向。
可以设置：一逆向流区域和一同向流区域之间的变换区域布置在所述底区域和/或所述顶区域中。
可以有利地设置：用于所述第一流体的进入部和排出部共同地布置在所述底区域或所述顶区域中。由此可以有利地减少用于联接管道的装入空间。
可以设置：用于所述第二流体的进入部和排出部共同地布置在所述底区域或所述顶区域中。
可以设置：用于所述第二流体的所述进入部和所述排出部具有一共同的开口。
可以设置：所述第一流体通道在所述逆向流区域中具有第一轮廓并且在所述同向流区域中具有第二轮廓，其中，所述第一轮廓和所述第二轮廓优选地布置在所述热交换区域中。所述第一流体通道的对第一流体表明方向的内壁部被理解为轮廓，尤其地，轮廓可以被理解为所述第一流体通道的被通流的横截面面积。可以有利地设置：所述第一轮廓和所述第二轮廓在所述热交换区域中具有彼此平行的走向，从而使得所述第一流体在所述同向流布置中的流动方向和所述第一流体在所述逆向流布置中的流动方向方向相反但是平行地走向。所述第一轮廓和/或所述第二轮廓可以具有方形的、矩形的、三角形的、梯形的、圆形的、椭圆形的横截面或这些横截面的任意组合。可以设置：所述第一流体通道和/或所述第二流体通道具有一曲折走向，其中，可以设置所述曲折走向具有至少一个弯曲部或一棱边。显而易见的是：也或者替换地，所述第二流体通道具有上述所适用的那些轮廓。
有利地可以设置：所述第一流体通道具有至少一个逆向流通道区段和至少一个同向流通道区段，其中，所述逆向流区段限定为所述第一流体通道的如下区段，第一流体在该区段中相对于第二流体沿相反的方向流动，并且其中，所述同向流区段限定为所述第一流体通道的如下区段，所述第一流体在该区段中相对所述第二流体沿相同的方向流动。还可以设置：所述逆向流通道区段和所述同向流通道区段处在流体连通中。
还可以设置：在两个相邻的通道区段，即一逆向流通道区段和一同向流通道区段之间布置有一流动分隔壁，其中，所述流动分隔壁优选是通道肋。由此可以有利地实现第一流体和第二流体之间的热交换或在所述逆向流通道区段中的第一流体和所述同向流通道区段中的第一流体之间的热交换。因此还可以有利的是，从第一流体到第二流体上的热交换的简单建模或从所述逆向流通道区段中的第一流体和所述同向流通道区段中的第一流体的热交换的简单建模是可行的。所述流动分隔壁可以实心或中空地构造。可以设置：所述流动分隔壁具有高的导热能力，其中，所述导热能力优选高于纯铁、优选黄铜、特别优选纯铝的导热能力，从而使得有利地能够发生在同向流通道区段中的第一流体和逆向流通道区段中的第一流体之间的热平衡或第一流体和第二流体之间的热平衡。也可以设置：所述流动分隔壁具有低的导热能力，所述导热能力优选小于纯铁的导热能力，从而使得尽可能少的热从逆向流通道区段中的所述第一流体被传递到同向流通道区段中的第二流体上或反之亦然。
可以有利地设置：所述第二流体通道至少部分地布置在所述流动分隔壁中。由此来有利地实现从第二流体到第一流体上的全面(umfassende)热交换或反之亦然。也可以设置：所述第二流体通道仅在每第二或第三流动分隔壁中或更少地至少部分地布置。
可以设置：所述流动分隔壁具有一恒定壁厚，从而使得避免了在流动分隔壁中的材料堆积进而导热能力的非持续走向。由此来总地有利地提高热交换器的导热能力。
还可以设置：设置有一在所述第一流体通道和所述第二流体通道之间布置的流体分隔壁，其中，所述流体分隔壁有利地具有柱体式基本形状，并且其中，所述流动分隔壁构造了所述流体分隔壁的一部分。所述流体分隔壁有利地是所述热交换器本体的一部分，其中，所述流体分隔壁优选布置在所述热交换器本体的底区域和顶区域之间。由此可以将所述热交换器有利地紧凑地构造。还有利地可以因此获得成本低廉的制造，其中，例如所述热交换器可以通过在一个块中的深冲(Tiefziehen)来制造。显而易见的是：所述热交换器能够整体式构造。尤其地可以因此避免可套装的引导结构进而避免用于将套装的引导结构与所述热交换器连接的在热技术上不利的连接器件。
可以优选地设置：所述流动分隔壁是所述分隔壁的一向外指向的部分。替换地可以设置：所述流动分隔壁是所述分隔壁的一向内指向的部分。所述流动分隔壁可以优选地具有一倒圆的或有棱角的形状。
特别有利地可以设置：在所述第一流体通道中布置溢流棱边，从而使得所述第一流体在所述第一流体通道中被搅动。由此来实现通过避免流体分层的较高的热交换。所述溢流棱边可以是流动分隔壁的加长部，其中，所述溢流棱边仅占据所述第一流体通道的一部分横截面。由此来实现所述热交换器的特别简单的制造。
尤其可以设置：所述溢流棱边布置在一逆向流区域和一同向流区域之间的一变换区域中。但是补充地或替换地可以设置：所述溢流棱边布置在多个逆向流区域中或多个同向流区域中。也可以设置：所述溢流棱边仅设置在所述变换区域中。通过在所述变换区域中的所述布置来特别有利地获得第一流体的热层和冷层在所述变换区域中的混合，其中，因此能够改善所述第一流体和所述第一流体通道的壁之间的热交换，其中，较长的同向流通道区段和逆向流通道区段优选地构造了所述逆向流布置和同向流布置，有利地在所述较长的同向流通道区段和逆向流通道区段中能够出现层流流动或被分层的流动，从而使得能够有利地发生所述流体中的低的摩擦损失和获得较高的流动速度。
显而易见的是：所述关于第一流体通道所涉及的推论同样可以用于所述第二流体通道，而不离开本发明的范畴。
附图说明
图1a示出了热交换器的第一实施例的示意图；
图1b示出了第一实施例沿剖线B-B的截面视图；
图1c示出了第一实施例的一变型方案的示意图；
图2a在柱体式布置中示出了具有根据图1a和1b的大量壁区段的热交换器的第二实施例的俯视图；
图2b示出了来自图2a的第二实施例的一角度区段；
图3a示出了热交换器的第三实施例的热交换器本体的内视图；
图3b示出了穿过热交换器的第三实施例的流体分隔壁的截面视图；
图3c示出了第三实施例的热交换器的壳体。
在这些附图的随后的描述中，相同的附图标记表示相同或类似的部件。显而易见的是：名称，如上，下，左，右和类似的名称始终仅根据当前的附图来看出并且通过转动和镜反射所示出的实施例的另外的方向和位置说明也是可行的。
具体实施方式
图1a示出了根据本发明的热交换器10的被示意性示出的第一实施例，其中，示出了第一流体12和第二流体14在一热交换器本体11上的流动走向区段的第一布置方案。在图1a中示出的实施例尤其可以看做热交换器本体11的重复的壁区段的示意性侧视图，其中，所述壁区段可以是优选柱体式热交换器本体11的弯曲的外壁的一部分。所示出的壁区段但是也可以是热交换器的两个相对彼此平行走向的、相邻的、平的流动通道的未弯曲的中间壁。尤其地在图1a中示出了该实施例的连续的热交换区域，其中，图1a示出了同向流区域25和逆向流区域27，它们通过一变换区域34处于流体连通中，所述第一流体在该变换区域中进行以当前总共180°的方向变换。
图1b示出了在图1a中示出的热交换器沿剖线B-B的截面视图。
所述第一流体12沿第一流动路径16在第一流体通道18中流动并且在此跟随所述第一流体通道18的绕流动分隔壁20走向的轮廓。所述第一流动路径16相应于所述第一流体12穿过所述第一流体通道18的流线的平均走向。显而易见的是：至少两个流动分隔壁20或多个流动分隔壁20可以布置在第一流体通道18中。尤其，第一流体12的大量在图1a中示出的流动走向区段可以排列成排。显而易见的是：第一流体12的进入也可以从图1a中示出的布置方案的上方或下方进行。
可以设置：在图1a中示出的布置方案向右重复地继续并且向左以镜像方式继续，从而使得第一流体通道18向右并且一另外的第一流体通道18向左走向，第一流体12与之相应地向右和向左沿所述流动路径16流动。该布置在图1c中示出。在此，对于所述第一流体12可以设置用于所述两个第一流体通道18的一共同的进入部60。在如下情况下，即，所述热交换器柱体式设计，可以设置：所述两个第一流体通道18也具有从热交换区域出去的、用于第一流体12的一共同的排出部。
所述第二流体14在图1a中从上方在第二流体通道36中流动经过第一流体通道18，其中，所述第二流体14的第二流动路径22通过箭头来简要示出。在所示的侧视图中，第二流体通道36布置在第一流体通道18之后。所述第二流动路径22相应于所述第二流体12的流线的中间方向。显而易见的是：所述这些流动方向当前仅示例性勾勒出。
所述第一流体通道18具有一同向流通道区段24和一逆向流通道区段26。所述同向流通道区段24的特征在于：第一流体12的流动路径16与第二流体14的流动路径22并行地走向。所述逆向流通道区段26的特征在于：第一流体12的流动路径16与第二流体14的流动路径22方向相反地走向。
所述第一流体通道18和所述第二流体通道36具有一共同的流体分隔壁28。所述流体分隔壁28的一部分通过流动分隔壁20或多个流动分隔壁20来形成。通过流体分隔壁28和流动分隔壁20来发生热传输30。所述第一流体通道18和第二流体通道36的参与所述热传输30的通道区段总地形成所述热交换器的热交换区域。显而易见的是：所述热交换区域也可以包括没有彼此处在流体连通中的区域。
在当前的实施例中，所述第一流体12是液态冷却介质。也可以设置：所述第一流体12是液体，尤其水或水乙二醇混合物。所述第二流体14是气体，优选空气或内燃机的废气。第一流体12具有比第二流体14更低的温度。通过热传输30当前将热从第一流体12传递到第二流体14上。显而易见的是：在第一和第二流体之间的温度关系反转的情况下，热传输30也可以从第二流体14向第一流体12地发生。
显而易见的是：流动分隔壁20的棱边不仅可以有棱角地构造，而且优选倒圆，从而使得第一流体通道18中的流动阻力能够减少。另一优点是：通过倒圆的棱边和拐角出现第一流体12和第二流体14的流动的较小的死区，其中，第一流体12的被改善的整体混合尤其在当前的紊流的情况下被获得。
第一流体12和基本上形成流体分隔壁28的热交换器本体11之间的热交换30有利地通过如下方式来优化，即，在第一流体通道18中布置有至少一个溢流棱边32。通过所述溢流棱边32来搅动第一流体12的流动。由此有利地获得了第一流体12的局部的紊流，从而使得发生第一流体12的冷的流体层和热的流体层的混合。显而易见的是：所述流动能够在整个第一流体通道18中是紊流的。所述溢流棱边32布置在同向流通道区段24和逆向流通道区段26之间的一变换区域34中。第一流体12的流动方向在所述变换区域34中横向于所述第二流体14的第二流动路径22走向。通过所述变换区域34，所述同向流通道区段24和逆向流通道区段26彼此处在流体连通中。
可以设置：所述溢流棱边32与所述第二流体14的流动方向平行地布置。也可以设置：所述溢流棱边32横向于所述第一流体12的流动方向布置。由此来产生具有垂直于所述第一流体12的流动方向的轴线的漩涡，从而使得第一流体12的多个层的混合有利地在第一流体通道18的整个宽度上进行。有利地但是也可以设置：所述流动棱边32倾斜于所述第一流体12的流动方向布置。由此能够以如下方式来影响产生的漩涡的轴线，即，向第一流体通道18的一个侧面的流动速度高于向所述第一流体通道18的另一侧面的流动速度，从而使得基于所述流体中产生的剪切力来进行第一流体12的混合，有利地横向于所述流动方向。溢流棱边32可以布置在同向流通道区段24和/或逆向流通道区段26中。在当前的实施例中，所述溢流棱边32在第一流体通道18的流动分隔壁20的继续部(Fortlauf)中埋入，其中，图1b中示出第一流体12绕所述溢流棱边32的涡流16a。
在图1b中示出：所述第二流体通道能够分成在外的子区域36a和在内的子区域36b，其中，所述在外的子区域36a对应地布置在第一流体通道18的流动分隔壁20中，从而使得热交换能够有利地在两个流体之间的大的面积上发生。可以设置：所述第二流体14在所述在外的区域36a中具有与在所述在内的区域36b中流动的第二流体14方向相反的流动方向。
在当前的实施例中，各一个溢流棱边32布置在所述热交换器本体11的底区域53和顶区域51中。
在图2a中示出了穿过第二实施例的壳体140和柱体式热交换器本体111的截面视图，其中，能够识别出第一流体通道118和第二流体通道136的横截面。所述壳体140与流体分隔壁128一起在热交换区域中限界所述第一流体通道118。第一流体112和第二流体114通过所述流体分隔壁128物质上地彼此分隔，其中，流动分隔壁120从所述热交换器的基本上柱体的形状向外指向地伸出所述流体分隔壁128，作为该流体分隔壁128的部分。所述流动分隔壁120具有等腰梯形横截面，它们但是也可以半圆形或椭圆形地构造。所述流动分隔壁120但是也可以具有这些提到的形状的混合形状。还可以设置：流动分隔壁120的向外指向的外侧面120a具有梯形形状，而面向内的内侧面120b构造为半圆或椭圆。显而易见的是：也可以将所述外侧面120a构造为椭圆并且将所述内侧面120b构造为梯形形状。所述第二流体通道136具有至少一个在外的子区域136a，所述子区域布置在所述流动分隔壁120之一中。第二流体通道136的在内的子区域136b仅通过流体分隔壁128的中间区域128a与第一流体通道118在所述热交换区域中连通。
当前地，根据本发明的实施例具有八个流动分隔壁120，它们以绕中心的均匀的间距从基本上柱体形的流体分隔壁128向外伸出。但是也可以设置较高或较少数目的流动分隔壁120。有利的数目是二，尤其四的多倍，这是因为这些数目能够实现有利地均匀的热交换。两个相邻的流动分隔壁120的两个顶点138之间的角度α于是相应地较大或较小。显而易见的是：两个流动分隔壁120之间的角度α不必是恒定的，而是可以沿热交换器110的高度变化。也可以设置：在限界一同向流动区段124的两个流动分隔壁120之间张开的角度α具有与另一角度α不同的值，所述另一角度在限界一逆向流动区段126的两个流动分隔壁120之间张开。逆向流区域127由角度α包入。相应地限界同向流区域125。
没有示出第一流体和第二流体的流入和流出。可以设置：第二流体通道136的横截面在第二流体114的第二流动路径的走向上改变。可以设置：第二流体通道136的横截面尤其在一流出区域中变窄。但是也可以设置：第二流体在所述在内的子区域136b中流入所述第二流体通道136中并且在所述在外的子区域136a中流出第二流体通道136。但是也可以设置：第二流体114从所述在内的子区域136b流出所述第二流体通道136并且在第二流体通道136的所述在外的子区域136a中流入。在最后提到的变型方案中进行了第二流体114以180°在所述热交换器本体111的(未示出的)底区域中的转折。
图2b示出了在图2a中示出的第二实施例的一替换的角度区段，其中，所述壳体140在一支承区域142中填缝(verstemmen)到流动分隔壁120。所述壳体140也可以与所述流动分隔壁120在所述支承区域142中是夹紧，焊接或粘接的。所述热交换器本体111但是也可以仅插入到所述壳体140中，而不构造所述壳体140和所述热交换器本体111之间的进行固定的连接。替换地或补充地，所述壳体140可以与所述流动分隔壁120通过一中间层，优选由一聚合物制成的中间层来连接。也可以设置：所述壳体140与所示不同或补充地通过接片或通常的连接器件与所述流体分隔壁128连接。尤其地，所述壳体140也可以具有所述溢流棱边132。
优选地设置：所述流体分隔壁128的、尤其所述流动分隔壁120的棱边144是倒圆的。由此来获得所述流体分隔壁的倒圆的形状。尤其地可以通过所述倒圆的棱边144来实现：所述流体分隔壁128的壁厚146在整个走向上是恒定的。由此可以有利地避免材料堆积，所述材料堆积使热传输变得困难或减小热交换的效率。
图3a示出了热交换器210的第三实施例的构造为所述两个流体212、214的整体式的、柱体式的流体分隔壁228的热交换器本体211的一截面视图，在其外区域中设置有第一流体通道218并且在其内部构造有第二流体通道236。用于第一流体212的、在图3c中示出的壳体240中设置的进入部260用作第一流体212到腔252中的导入部，所述腔设置在所述流体分隔壁228的底区域250中。所述第一流体212从所述底区域250中的腔252沿第一流体通道218的在图3a中被遮盖的区段流到一侧区域中，其中，在所述热交换器本体211的所述侧区域中布置有大量相应于第一实施例前后相继布置的逆向流区域和同向流区域。在此示出了溢流棱边232，所述第一流体212超过所述溢流棱边地流动。所述第一流体212的流动通过该流体在图3a中的流动箭头216简要示出。显而易见的是：所述热交换器本体211的壁厚可以是恒定的。
根据图3b，所述热交换器210或所述流体分隔壁228具有十六个流动分隔壁220，这些流动分隔壁均匀间隔开地绕所述热交换器210的中轴线254布置。构造为外凹部的流动分隔壁220形成所述第二流体通道236的在外的子区域236a，其中，流动分隔壁220的向内指向所述中轴线254的面256共同地形成第二流体通道236的构造为柱体式内通道的在内的子区域236b。
所述第二流体214到第二流体通道236中地在图3a中从左边从顶区域251来地流到同中心地绕中轴线254设置的柱体式内区域236b中，其中，所述第二流体214的流动在图3a中通过流动箭头217来简要示出。尤其地，所述第二流体通道236具有一由第二流体214流过的球冠形底部256，其中，球冠形底部256的分支部从在内的子区域236b延伸到在所述流动分隔壁220内的在外的子区域236a中，当前是十六个在外的子区域236a。第二流体214又从在内的子区域236b流向球冠形的底部256，从那里两次以90°，总地以180°转向并且在两个流动分隔壁220之间的在外的子区域236a中返回流向所述顶区域251。底部256的球冠形状在此支持了所述第二流体214到所述在外的子区域236a中的转向。在所述在外的子区域236a中流动的第二流体214在此与第一流体通道218中的第一流体212处在热交换中，而在第二流体214在所述在外的子区域236a中流动的部分和第二流体214在所述在内的子区域236b中流动的部分之间通过两个分流在边界层中的涡流而发生热交换。为了避免该涡流可以使用插入在第二流体通道236中的(未示出的)优选薄的分隔壁。
在图3b中示出的截面视图中，为了清楚而画入了第二流体214的流动路径217，其中，从顶区域251向底区域250流动的、在所述在内的子区域236b中的流体通过设有十字的圆圈来简要示出，并且其中，从底区域250流回所述顶区域251的、在所述在外的子区域236a中的流体通过设有点的圆圈来简要示出。显而易见的是：两个流体的流动方向也可以反转地走向。由此可以有利地提高第一流体212和第二流体214之间的温度差，从而使得能够获得更好的热交换。
在图3c中示出了热交换器210的构造为柱体的壳体240，所述壳体在组合状态中绕所述热交换器本体211布置。壳体240的壳面264贴靠或夹紧在所述热交换器本体211的支承区域242上，从而使得所述第一流体通道218形成在流体分隔壁228和所述壳体240之间。也可以设置：所述壳体240与所述热交换器本体211流体密封地夹紧。所述壳体240在所述热交换器210的底部区域250中具有一进入部260和一排出部262。通过所述进入部260，第一流体212进入到第一流体通道218中并且在那里首先流到所述腔252中。随后，所述第一流体212通过同向流区域225、逆向流区域227和变换区域234直至排出部262地流动。可以设置：所述腔252具有用于第一流体212的向所述侧区域的多个离开部也可以设置：在所述侧区域中设置一个或多个进入部，从而使得所述第一流体212能够在所述侧区域中立即进入第一流体通道212中。如果设置多个进入部260并且如果设置大量第一流体通道218，那么可以使第一流体212同时进入多个第一流体通道218中。
附图标记列表
10、110、210 热交换器
11、111、211 热交换器本体
12、112、212 第一流体
14、114、214 第二流体
16、216 第一流动路径
16a 涡流
217 第二流动路径
18、118、218 第一流体通道
20、120、220 流动分隔壁
20a、120a、220a 流动分隔壁的外侧面
20b、120b、220b 流动分隔壁的内侧面
22、122、222 第二流动路径
24、124 同向流通道区段
25、125、225 同向流区域
26、126 逆向流通道区段
27、127 逆向流区域
28、128、228 流体分隔壁
28a 中间区域
30、130、230 热传输
32、132、232 溢流棱边
34、134、234 变换区域
36、136、236 第二流体通道
36a、136a、236a 第二流体通道的在外的子区域
36b、136b、236b 第二流体通道的在内的子区域
38、138 顶点
140、240 壳体
142、242 支承区域
144 流体分隔壁的棱边
146 壁厚
250 底区域
251 顶区域
252 腔
254 中轴线
256 底部
258 外壁
260 进入部
262 排出部
264 壳面

Claims (18)

1.热交换器，所述热交换器包括：
-热交换器本体(11、111、211)；
-第一流体通道(18、118、218)，所述第一流体通道能够由第一流体(12、112、212)流过；以及
-第二流体通道(36、136、236)，所述第二流体通道能够由第二流体(14、114、214)流过，
-其中设置：所述第一流体(12、112、212)和所述第二流体(14、114、214)中的一个流体比所述第一流体(12、112、212)和所述第二流体(14、114、214)中的另一个流体更热，
-其中，在使用具有所述第一流体(12、112、212)和所述第二流体(14、114、214)的所述热交换器时，在这些流体进入一热交换区域中之后在所述热交换区域中发生从较热的流体(14、114、214)向较冷的流体(12、112、212)的热传输(30、130)，以及
-其中，所述第一流体通道(18、118、218)和所述第二流体通道(36、136、236)在所述热交换区域中具有至少两个共同的同向流区域(25、125、225)和一个布置在这些同向流区域(25、125、225)之间的共同的逆向流区域(27、127、227)或具有至少两个共同的逆向流区域(27、127、227)和一个布置在这些逆向流区域(27、127、227)之间的共同的同向流区域(25、125、225)，
-其中，所述第一流体通道(18、118、218)具有至少一个同向流通道区段(24)和至少一个逆向流通道区段(26)，其中，所述同向流通道区段(24)和所述逆向流通道区段(26)处在流体连通中，以及
-其中，单个的流动分隔壁(20、120、220)布置在所有的所述至少一个同向流通道区段(24)和所述至少一个逆向流通道区段(26)之间。
2.根据权利要求1所述的热交换器(10、110、210)，其中，所述至少两个同向流区域(25、125、225)中的第一同向流区域、所述逆向流区域(27、127、227)和所述至少两个同向流区域(25、125、225)中的第二同向流区域以该顺序处在流体连通中，从而使得所述第一流体(12、112、212)能够顺次流过这些区域。
3.根据前述权利要求之一所述的热交换器(10、110、210)，其中，所述至少两个逆向流区域(27、127、227)中的第一逆向流区域、所述同向流区域(25、125、225)和所述两个逆向流区域(27、127、227)中的第二逆向流区域以该顺序处在流体连通中，从而使得所述第一流体(12、112、212)能够前后相继地流过这些区域。
4.根据权利要求1所述的热交换器(10、110、210)，其中，所述逆向流区域(27、127、227)和所述同向流区域(25、125、225)布置在底区域(50、250)和顶区域(51、251)之间。
5.根据权利要求4所述的热交换器(10、110、210)，其中，一逆向流区域(27、127、227)和一同向流区域(25、125、225)之间的至少一个变换区域(34、134、234)布置在所述底区域(50、250)和/或所述顶区域(51、251)中。
6.根据权利要求4或5所述的热交换器(10、110、210)，其中，用于所述第一流体(12、112、212)的进入部(260)和排出部(262)共同地布置在所述底区域(50、250)或所述顶区域(51、251)中。
7.根据权利要求4或5所述的热交换器(10、110、210)，其中，用于所述第二流体(14、114、214)的进入部(260)和排出部(262)共同地布置在所述底区域(50、250)或所述顶区域(51、251)中。
8.根据权利要求1所述的热交换器(10、110、210)，其中，所述第二流体通道(36、136、236)至少部分地布置在所述流动分隔壁(20、120、220)中。
9.根据权利要求1或8所述的热交换器(10、110、210)，其中，所述热交换器本体(11、111、211)具有布置在所述第一流体通道(18、118、218)和所述第二流体通道(36、136、236)之间的流体分隔壁(28、128、228)，其中，所述流体分隔壁(28、128、228)具有一柱体式基本形状，并且其中，所述流动分隔壁(20、120、220)构造了所述流体分隔壁(28、128、228)的一部分。
10.根据权利要求9所述的热交换器(10、110、210)，其中，所述流动分隔壁(20、120、220)是所述流体分隔壁(28、128、228)的一向外指向的部分。
11.根据权利要求1或2所述的热交换器(10、110、210)，其中，所述热交换器本体(11、111、211)具有恒定壁厚(146)。
12.根据权利要求1或2所述的热交换器，其中，在所述第一流体通道(18、118、218)中布置有溢流棱边(32、232)，从而使得所述第一流体(12、112、212)被搅动。
13.根据权利要求12所述的热交换器，其中，所述溢流棱边(32、232)布置在所述同向流区域(25、125、225)和所述逆向流区域(27、127、227)之间的一变换区域(34、134、234)中，从而使得所述第一流体在所述变换区域(34、134、234)中被搅动。
14.根据权利要求1所述的热交换器，其中，所述热交换器用于机动车。
15.根据权利要求1所述的热交换器，其中，所述热交换器本体为柱体式构造。
16.根据权利要求9所述的热交换器(10、110、210)，其中，所述流体分隔壁(28、128、228)具有恒定壁厚(146)。
17.根据权利要求11所述的热交换器(10、110、210)，其中，所述热交换器本体(11、111、211)具有在所述热交换区域中的恒定壁厚(146)。
18.根据权利要求16所述的热交换器(10、110、210)，其中，所述流体分隔壁(28、128、228)具有在所述热交换区域中的恒定壁厚(146)。
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