CN106197071A - 具有灵活端口高度和混合的热交换器 - Google Patents

Abstract

一种用于将热量从流体传递到冷却剂的热交换器包括芯部、入口罐，和出口罐。该芯部具有与第二端口流体连通的第一端口。该流体在第一端口与第二端口之间流动。该入口端罐形成入口端口并附接到第一端口且与第一端口流体连通。该出口端罐形成出口端口并附接到第二端口且与第二端口流体连通。端罐中的一个包括在其中的管道，该管道附接到相应端口并与其流体连通且配置成控制端罐中的流体流动。该管道可以配置成使端口位于端罐任何需要的高度处和/或改进端罐中流体的分散或混合。

Description

具有灵活端口高度和混合的热交换器

技术领域

本发明涉及一种具有灵活端口高度和混合的热交换器。

背景技术

车辆通常包括热交换器或散热器，用于从流经热交换器的流体中去除热量。所述流体可以是发动机冷却剂、变速器流体、差速器流体，或车辆中使用的任何其他流体。热交换器可以是单程热交换器或车辆中使用的任何其他热交换器。热交换器可以利用空气作为冷却剂来冷却流体。流体通常以垂直于车辆行进方向的方向流过热交换器。空气通常以平行于车辆行进方向且与其相反的方向流过热交换器。

热交换器通常包括入口端罐、芯部和出口端罐。流体经由位于或靠近入口端罐顶部的入口端罐上的入口端口进入热交换器。流体接下来流出入口端罐，进入并流过芯部。接着流体流出芯部并进入出口端罐。流体通过位于或靠近出口端罐底部的出口端口离开出口端罐。芯部可包括在相对于地面的多个高度或高处且垂直于车辆行进方向布置的多个管。管可具有鳍片或其他特征而经由流过热交换器的空气促进去除热量。

为了使热交换器有效运作，热流体通常通过位于或靠近入口端罐顶部的入口端口进入热交换器，而冷流体通常通过位于或靠近出口端罐底部的出口端口离开热交换器。进入入口端罐的热流体和/或离开出口罐的冷流体的无效混合或分散可能降低热交换器的效率和/或可能在热交换器中产生热梯度。

发明内容

本文提供了一种热交换器和车辆。热交换器将热量从流体传递到冷却剂。热交换器包括芯部、入口端罐和出口端罐。芯部具有与第二端口流体连通的第一端口。流体在第一端口与第二端口之间流动。入口端罐形成入口端口并附接到芯部的第一端口且与芯部的第一端口流体连通。出口端罐形成出口并附接到芯部的第二端口且与芯部的第二端口流体连通。端罐中的至少一个包括在其中的管道，该管道附接到相应端口并与其流体连通且配置成控制端罐中的流体流动。管道可以配置成使端口位于端罐上任何需要的高度处。管道可以在模拟从流体至冷却剂进行有效热传递的标准端口高度的高度处在端罐内形成开口端。管道可在多个高度处形成多个开口，用于端口与端罐之间的流体连通。

车辆包括流体和热交换器。热交换器将热量从流体传递到空气。热交换器包括芯部、入口端罐和出口端罐。芯部具有与第二端口流体连通的第一端口。流体在第一端口与第二端口之间流动。入口端罐形成入口并附接到芯部的第一端口且与芯部的第一端口流体连通。出口端罐形成出口并附接到芯部的第二端口且与芯部的第二端口流体连通。入口端罐和出口端罐中的至少一个包括在其中的管道，该管道附接到相应端口并与相应端口流体连通且配置成控制端罐中的流体流动。管道可以配置成使端口位于端罐上任何需要的高度处。管道可以在模拟从流体至空气进行有效热传递的标准端口高度的高度处在端罐中形成开口端。管道可在多个高度处形成多个开口，用于端口与端罐之间的流体连通。

热交换器和车辆提供了端罐上入口端口高度和出口端口高度的灵活性。热交换器和车辆还为进入入口端罐的热流体和/或离开出口罐的冷流体提供改进的分散或混合。热交换器和车辆可以提高热交换器的效率，并可以减少热交换器中的热梯度。本发明适用于任何机器或产品中用于利用空气或任何其他冷却剂从任何流体中去除热量的任何热交换器。本发明还适用于利用冷却剂从空气中去除热量的任何热交换器。

结合附图，并从以下关于实现教导内容最佳模式的具体实施方式来看，本教导内容的上述特征和优点以及其他特征和优点将变得显而易见。

附图说明

图1是具有热交换器的车辆的局部示意性平面图图示，其中热交换器包括芯部、入口端罐、出口端罐和管道，所述管道配置成控制一个端罐中的流体流动。

图2是图1的热交换器在不具有管道的情况下的示意性透视图。

图3是从图2的箭头3方向上观察的图2的热交换器的局部示意性透视图。

图4是从类似于图3的方向上观察的图1的热交换器的局部示意性透视图。

图5是从芯部拆卸下来的图4的出口端罐的内部的示意性透视图。

图6是沿图4的线6-6截取的图4的热交换器的示意性透视剖面图。

图7是从芯部拆卸下来的具有配置成控制入口端罐中的流体流动的管道的入口端罐的内部的示意性透视图。

具体实施方式

参见附图，其中在各附图中相同参考符号表示相同组件，图1示出了包括发动机12、热交换器或散热器14以及流体16的车辆10。热交换器或散热器14用于将热量从在热交换器14内部流动的流体16传递到在热交换器14外部流动的冷却剂18。流体16可以是如图所示的发动机冷却流体、变速器流体(未示出)、差速器流体(未示出)或车辆10中所用的任何其他流体。

热交换器14可以是如图所示的单程热交换器或如熟悉本领域的技术人员所了解的任何其他类型的热交换器。冷却剂18可以为如图所示的空气或任何其他合适的冷却剂。车辆10具有行进方向(箭头T)。冷却剂或空气18可以沿着基本上平行于车辆10的行进方向(箭头T)并且与其相反的冷却剂流动方向(箭头C)流过热交换器14。流体16可以大致沿着基本上垂直于车辆10的行进方向(箭头T)的流体流动方向(箭头F)流过热交换器14。

热交换器14包括芯部20、入口端罐22和出口端罐24。芯部20用于将热量从流体16传递到冷却剂18。芯部20具有用于流体16进入的第一端口26和用于流体16流出的第二端口28。第一端口26与第二端口28流体连通。流体16在芯部20的第一端口26与第二端口28之间流动。芯部20可包括在相对于地面的多个高度或高处基本上垂直于车辆行进的方向(箭头T)布置的多个管或通道(未示出)。所述管或通道可以具有鳍片或其他功能件以通过流过热交换器14的冷却剂或空气18来促进热量的去除。

入口端罐22形成入口端口30并且附接到芯部20的第一端口26且与芯部20的第一端口26流体连通。入口软管或管32可以连接到入口端口30以将热流体16流供应至热交换器14用于冷却。出口端罐24形成出口端口34并且附接到芯部20的第二端口28且与芯部20的第二端口28流体连通。出口软管或管36可以连接到出口端口34以将流出热交换器14的冷却流体16流去除。

端罐22、24中的至少一个包括附接到相应端口30、34且与相应端口30、34流体连通的管道38。管道38配置成控制端罐22、24中的流体16的流动。管道38可以为通过其传递、引导或者输送端罐22、24内的流体16的管，疏导管，管子或导管。管道38可以集成到端罐22、24中。管道38可包括一个或多个流量改变元件以控制通过相应端口30、34进入或流出端罐22、24的流体16的流动和分散。一个和多个流量改变元件可以包括形成在管道38中的开口48、52，挡板58和腔室62中的一个，如最佳地参见图4至图7且如下文参照图4至图7所描述的内容。可适当地使用其他流量改变元件。

现在参照图2，为了热交换器14的有效运行，热流体16通常在入口端罐22上的标准高入口端口高度40处进入热交换器14，以及冷却流体16通常在出口端罐24上的标准低出口端口高度42处流出热交换器14。标准端口高度40、42可包括所示的高度范围。

管道38可以在模拟用于从流体16到冷却剂18进行有效热传递的标准端口高度40、42的高度处在端罐22、24内形成开口端48。管道38可以配置成模拟最佳端口高度(未示出)，而不考虑端口30、34高度。最佳端口高度定义为在端罐22、24上使热交换器14进行最有效运行的端口高度。管道38可以使出口端口34位于出口端罐24上的上部或可选出口端口高度46处。管道38可以使入口端口30位于入口端罐22上的下部或可选入口端口位置44处。可选端口标高度44、46可包括所示的高度范围。

现在参照图3和图4，图3示出了不具有管道38的热交换器14出口端罐24。热交换器14具有在出口端罐24上的标准低出口端口高度42。冷却流体16具有通过出口端罐24从芯部20和从出口端口34流出的内部流(箭头FF)。

在图4中所示的实施例中，管道38配置成使得出口端口34可以位于上部或可选出口端口高度46处。管道38可以形成开口端48。流体16内部流(箭头FF)从芯部20中流出进入出口端罐24、在开口端48处进入管道38、穿过管道38并且从出口端口34流出。这个管道38构型通过将管道38的开口端48定位在标准低出口端口高度42处或其附近来模拟标准低出口端口高度42。可以通过配置管道38使得其开口端48位于标准低出口端口高度42处或其附近而使出口端口34位于任何期望的上部或可选出口端口高度46处。

现在参考图5到图7，进入入口端罐22的热流体16和/或离开出口容器24的冷流体16的无效混合或分散会降低热交换器14的效率和/或会在热交换器14中产生热梯度。管道38可以配置成改进流入或流出端罐22、24的流体16的分散和/或混合。管道38可以在一个或多个高度处形成一个或多个开口52使得流入入口罐22的流体16分散在入口端罐22中的多个高度处。管道38可以在一个或多个高度处形成一个或多个开口52使得流出出口端罐24的流体16在出口端罐24中的多个高度处混合。管道38可以在一个或多个高度处形成一个或多个开口52用于端口30、34与端罐22、24之间的流体连通。管道38可以配置成使流体16在一个或多个开口52和开口端48处在端罐22、24中的多个高度处流入或流出管道38。

现在参考图4到图6，在这个实施例中，管道38可以是如所示附接在出口端罐24内侧的模制塑料管。管道38可以是附接在出口端罐24内侧的吹塑成形塑料管。管道38可以由其他非金属和金属材料制成并且可以使用其他模制和形成工艺制成。管道38可以包括多个可选开口功能件50以选择一个或多个高度处的一个或多个开口52。可选开口功能件50可以模制在管道38中并且可以修剪成使得管道38形成一个或多个开口52。一个或多个开口52可以是所示的圆形，或可以是任何其他合适形状。一个或多个开口52可以由其他方法形成，所述其他方法包括，但不限于钻孔、打孔、模制、切割和加工。

出口端罐24和管道38可以在其间形成空隙54。空隙54可以使流体16在一个或多个开口52和/或开口端48处进入管道38之前在出口端罐24内流动。图4到图6中所示的管道38的构型还可以用于入口端罐22中以使入口端口30位于下部或可选入口端口高度44处和/或改进热流体16进入入口端罐22时热流体16的分散和/或混合。在入口端罐22中，管道38可以被定向使得开口端48和/或一个或多个开口52位于入口端口30上方。

现在参考图7，在这个实施例中，管道38可以由模制或形成在入口端罐22中的管道功能件56和以附接60附接到入口端罐22的挡板58形成。附接60可以经由如所示的热熔机进行，或可以经由任何其他合适的附接方法进行，所述附接方法包括(但不限于)焊接、机械紧固和粘接。管道38可以形成开口端48。管道38可以包括由管道功能件56和挡板58形成的腔室62。管道38可以形成一个或多个开口52。一个或多个开口52可以是由所示的模制到入口端罐22中的管道功能件56形成的狭槽。一个或多个开口52可以是任何其他合适的形状，并且可以由任何其他合适的方法形成，所述任何其他合适的方法包括(但不限于)钻孔、打孔、加工、切割和模制。

在这个实施例中，流体16的内部流(箭头FF)是从入口端口30进入管道38并且在多个高度处分散在入口端罐22中。图7中所示的管道38构型还可以用于出口端罐24中以使出口端口34位于上部或可选出口端口高度46处和/或改进冷流体16离开出口端罐24时冷流体16的分散和/或混合。

虽然已详细地描述了用于实行本教导的许多方面的最佳模式，但是熟悉这些教导所涉及的领域的技术人员将认识到用于实践本教导的各种替代方面是在随附权利要求书的范围内。

Claims (10)

1.一种将热量从流体传递到冷却剂的热交换器，其包括：

芯部，其具有与第二端口流体连通的第一端口，其中所述流体在所述第一端口与所述第二端口之间流动；

入口端罐，其形成入口端口并且附接到所述芯部的所述第一端口且与所述芯部的所述第一端口流体连通；和

出口端罐，其形成出口端口并且附接到所述芯部的所述第二端口且与所述芯部的所述第二端口流体连通；

其中所述端罐中的一个包括在其中的管道，所述管道附接到所述相应端口并与其流体连通且配置成控制所述端罐中的所述流体的流动。

2.根据权利要求1所述的热交换器，其中所述管道进一步配置成使所述相应端口位于所述端罐的任何高度处。

3.根据权利要求1所述的热交换器，其中所述管道在模拟用于从所述流体到所述冷却剂进行有效热传递的标准端口高度的高度处在所述端罐内形成开口端。

4.根据权利要求3所述的热交换器，其中所述管道使所述出口端口位于所述出口端罐的上出口端口高度处。

5.根据权利要求3所述的热交换器，其中所述管道使所述进口端口位于所述进口端罐的下出口端口高度处。

6.根据权利要求1所述的热交换器，其中所述管道在多个高度处形成多个开口，使得流入所述入口罐的所述流体分散在所述入口端罐中的多个高度处。

7.根据权利要求1所述的热交换器，其中所述管道在多个高度处形成多个开口，使得从所述出口端罐流出的所述流体混合在所述出口端罐的多个高度处。

8.根据权利要求1所述的热交换器，其中所述管道在多个高度处形成多个开口，用于在所述端口与所述端罐之间的流体流通。

9.根据权利要求1所述的热交换器，其中所述管道包括多个可选的开口功能件，用于针对所述端口于所述端罐之间的流体流通来选择一个或多个开口高度。

10.根据权利要求1所述的热交换器，其中所述管道是附接在所述端罐内的吹塑成形管。