CN106461352A - 具有滑动安装支架的热交换器 - Google Patents

Abstract

一种用于冷却热气的伸长热交换器包括用于在安装在壳体中降低热应力的布置。一对平面延伸部分从芯的相对侧突出。安装支架具有适于延伸跨过芯的顶部的中心部分和从中心部分向外突出的一对边缘部分。边缘部分大体上平行于平面延伸部分，并且每个边缘部分具有至少部分覆盖平面延伸部分中一个的顶层，其中每个边缘部分适于例如通过螺栓固定到壳体。每个平面延伸部分可滑动地容纳在边缘部分的顶层和底层之间的狭槽中或者可以滑动地容纳在顶层和壳体之间，以允许芯的纵向热膨胀。

Description

具有滑动安装支架的热交换器

相关申请的交叉参考

本申请要求在2014年5月8日提交的美国临时专利申请No.61/990,408的优先权和权益，其内容以引用方式并入本文中。

技术领域

本发明一般涉及用于热交换器的安装布置，并且具体地涉及最小化或避免热交换器中热应力的安装布置。

背景技术

用于车辆的热交换器通常刚性地安装到车辆部件以便防止过度移动和振动。例如，许多热交换器具有用于将热交换器连接到壳体或另一车辆部件的安装支架。然而，刚性安装可限制热交换器相对于该热交换器安装到其上的结构的热膨胀，并且这在热交换器中可引起热应变。随着时间推移，这些热应变可导致热交换器的过早失效。

在根据伸长管或伸长板构造的热交换其中，热应力可以是特别关注的，其中由管或板的纵向膨胀引起的应力可以是显著的。

需要降低或避免有热交换器的热膨胀引起的热应力的破坏作用的安装布置，而同时避免热交换器的过度振动。

发明内容

根据一个方面，提供了一种热交换器，其包括：(a)芯，其具有顶部、底部、一对侧面、第一端部和第二端部、第一流体的入口和出口以及第二流体的入口和出口，侧面平行于纵向轴线延伸；(b)第一安装布置，其用于将芯的第一端部固定到第一表面；(c)第二安装布置，其用于将芯的第二端部固定到第二表面，其中第二安装布置包括位于芯的第二端部附近的一对平面延伸部分，每个平面延伸部分刚性地固定到芯侧面中的每个侧面并且从平面延伸部分固定到其上的侧面向外延伸；(d)安装支架，其用于将芯的第二端部固定到第二表面，其中安装支架具有中心部分和附接到中心部分且从其突出的一对边缘部分，其中中心部分适于覆盖芯的第二端部附近的芯顶部的一部分，并且具有足以延伸跨过所述芯的所述顶部的宽度其中，在中心部分覆盖所述芯顶部的部分的情况下，边缘部分从中心部分的相对侧和芯部分的相对侧向外突出，其中每个边缘部分大体上平行于平面延伸部分中的一个，并且其中每个边缘部分具有顶层，在中心部分覆盖芯的顶部部分的情况下，该顶层具有足以至少部分地覆盖平面延伸部分中的一个平面延伸部分的宽度，并且其中每个边缘部分适于固定到第二表面。

在实施例中，第一安装布置包括位于芯的第一端部附近的一对平面延伸部分，每个平面延伸部分刚性地固定到芯侧面中的一个侧面并且从平面延伸部分固定到其上的侧面向外延伸。在实施例中，位于芯的第一端部附近的平面延伸部分中的每个平面延伸部分适于固定到第一表面，并且可包括借助机械紧固件将芯的第一端部固定到第一表面的孔。

在实施例中，第一安装布置和第二安装布置均由一对安装法兰提供，安装法兰中的每个安装法兰在第一端部和第二端部之间沿着芯侧面中的一个侧面轴向延伸，并且安装法兰中的每个安装法兰刚性地固定到侧面中的一个侧面并且从安装法兰固定到其上的侧面向外延伸，其中第一安装布置包括位于芯的第一端部附近的安装法兰的部分，而第二安装布置包括位于芯的第二端部附近的安装法兰的部分。

在实施例中，安装支架的边缘部分中的每个具有孔，适合于借助机械紧固件通过该孔将边缘部分紧固到第二表面。

在实施例中，在安装支架的中心部分覆盖芯顶部的所述部分的情况下，每个边缘部分的顶层包括位于平面延伸部分中一个平面延伸部分的边缘以外的区域；并且其中在边缘部分中每个孔位于所述外部区域中的一个外部区域，以使得边缘部分适于直接固定到第二表面而不需要通过平面延伸部分。

在实施例中，边缘部分的顶层比平面延伸部分较宽，以使得在安装支架的中心部分覆盖芯顶部的所述部分的情况下，使外部区域位于平面延伸部分侧面边缘外侧。

在实施例中，安装支架的边缘部分中每个边缘部分另外包括底层，其中顶层和底层是平面的且通过足以以轴向滑动关系容纳平面延伸部分中的一个的空间分开；其中在安装支架处于安装位置的情况下，顶层和底层沿着位于平面延伸部分的侧边缘外侧的轴向延伸线连接在一起，以使得安装支架中每个安装支架的顶层和底层之间的空间限定轴向延伸的狭槽，所述轴向延伸的狭槽沿其内部边缘是敞开的而沿其外部边缘是闭合的。

在实施例中，轴向延伸线在每个边缘部分中位于孔的内侧。

在实施例中，安装支架伸出超过芯的第二端部，在安装支架的中心部分覆盖芯顶部的所述部分的情况下，边缘部分的外部区域与平面延伸部分的端部边缘轴向间隔开。

在实施例中，安装支架的每个边缘部分另外包括底层，其中顶层和底层是平面的并且通过足以以轴向滑动关系容纳平面延伸部分中一个的空间分开；其中在安装支架处于安装位置的情况下，顶层和底层沿着位于平面延伸部分的端部边缘外侧的横向延伸线连接在一起。

在实施例中，在安装支架的中心部分覆盖芯顶部的所述部分的情况下，顶层和底层还沿着位于平面延伸部分的侧面边缘外侧的轴向延伸线连接在一起，以使得每个安装支架的顶层和底层之间的空间限定轴向延伸的狭槽，所述狭槽沿其内部边缘是敞开的，而沿其外部边缘和沿着由所述横向延伸线限定的横向边缘是闭合的。

在实施例中，在安装支架的中心部分覆盖芯顶部的所述部分的情况下，在安装支架的每个边缘中的孔位于覆盖平面延伸部分中一个的顶层的区域中，，并且其中每个平面延伸部分包括孔，在安装支架的中心部分覆盖芯顶部的所述部分的情况下，该孔与在顶层中一个顶层中的孔对准，以使得平面延伸部分适于固定在边缘部分的顶层和第二表面之间。在实施例中，在顶层中的孔轴向伸长。在实施例中，平面延伸部分包括轴向延伸超过芯的第二端部的轴向延伸部分，并且其中在平面延伸部分中的孔位于所述轴向延伸部分中。

在实施例中，安装支架的中心部分具有顶表面和底表面，并且其中在安装支架的中心部分覆盖芯顶部的所述部分的情况下，底表面适合于接合芯的顶部。在实施例中，芯的顶部包括轴向延伸的凹进，并且在安装支架的中心部分覆盖芯顶部的所述部分的情况下，安装支架的底表面包括延伸到凹进中的突起。

在实施例中，第一流体为液体冷却剂，并且用于第一流体的入口和出口均通常在轴向方向上从芯的第一端部延伸。在实施例中，第二流体为热气，并且其中用于第二流体的入口位于芯的顶部，并且用于第二流体的出口位于芯的底部。在实施例中，芯包括多个间隔开、伸长的管，其中用于第一流体的流动通道限定在所述管内，并且用于第二流体的流动通道限定在管之间。在实施例中，芯另外包括限定芯侧面的一对侧板和一对L形支架，每个支架具有一个刚性地固定到侧板中一个侧板的支腿，并且一个支腿包括限定所述第一安装布置和第二安装布置的向外延伸法兰。

在实施例中，热交换器另外包括具有适于容纳芯的内部空间和沿着空腔的两侧延伸的轴向延伸安装表面的壳体，其中安装表面限定供芯的第一端部和第二端部固定于其上的第一表面和第二表面。在实施例中，第二表面相对于第一表面凹陷，其中安装支架的每个边缘部分另外包括底层，其中顶层和底层通过足以以轴向滑动关系容纳平面延伸部分中的一个的空间分开，并且其中在安装支架的中心部分覆盖芯顶部的所述部分的情况下，安装支架的底层固定到第二表面。

在实施例中，第一安装布置和第二安装布置均有一对安装法兰提供，每个安装法兰在第一端部和第二端部之间沿着芯侧面中的一个侧面轴向延伸，并且每个安装法兰刚性地固定到所述侧面中的一个侧面并且从安装法兰固定到其上的侧面向外延伸，其中第一安装布置包括位于芯的第一端部附近的安装法兰的部分，而第二安装布置包括位于芯的第二端部附近的安装法兰的部分；其中安装支架的每个边缘部分另外包括底层，其中顶层和底层通过足以以轴向滑动关系容纳安装法兰中一个安装法兰的部分的空间分开；其中每个安装支架的顶层和底层之间的空间限定轴向延伸的狭槽；并且其中安装法兰各自包括将在顶层和底层之间容纳的安装法兰的所述部分与安装法兰的剩余部分分开，其中安装法兰的剩余部分具有与安装支架底层的底表面共平面的底表面。

附图说明

现将参考附图，仅通过举例的方式描述实施例，其中：

图1为根据第一实施例的热交换器的部分拆卸透视图；

图2示出用于图1的热交换器的壳体的一部分；

图3为示出在壳体中安装的图1的热交换器的顶视图，部分为剖面图；

图4为通过图1的热交换器的第二端部的局部纵向剖面图；

图5为通过图1的热交换器的第二端部的横向剖面图；

图6为用于图1的热交换器的安装支架的底部后透视图；

图7为图6的安装支架的顶部前透视图；

图8至图10示出用于在壳体中安装图1的热交换器的步骤；

图11为根据第二实施例的通过热交换器的第二端部的局部纵向剖面图；

图12为示出图11的热交换器的侧面支架和安装支架的顶部前透视图；

图13A为图12的安装支架的顶部后透视图；

图13B为图12的安装支架的底部后透视图；

图14A示出根据第三实施例的用于安装布置的安装支架的顶部后视图；

图14B示出根据第三实施例的安装布置；

图15示出根据第四实施例的安装布置；以及

图16示出根据第五实施例的安装布置。

具体实施方式

本文中描述的热交换器为用于在增压式或涡轮增压式内燃发动机或燃料电池发动机中冷却压缩增压空气的气体-液体热交换器。

图1和图3示出类似于作为US 2012/0255709 A1在2012年10月11日公布的共同转让的美国专利申请No.13/440,064中以及作为US2014/0318751 A1在2014年10月30日公布的共同转让的美国专利申请No.14/250,779中描述的热交换器10。

热交换器10经具体配置用于增压式内燃发动机并且具有相对伸长、矩形形状以将进气供应到发动机中的一排汽缸。在使用中，热交换器10将封闭在壳体内并且将位于空气压缩机(未示出)和发动机的进气歧管(未示出)之间的气流路径中。

热交换器10包括芯12，所述芯具有顶部14和相对底部16、一对相对侧面18、20以及第一端部22和第二端部24。术语“顶部”、“底部”、“侧面”以及“端部”在本文中仅为了方便使用，并且在使用时不必描述热交换器10的定向。

热交换器10可具有任何期望的结构，但是在示出的实施例中，热交换器10为板翅式热交换器，其中芯12包括沿着纵向轴线Z延伸的一叠平坦、平行伸长的管26，每个管可由一对芯板构成。芯12是伸长的，具有沿着纵向轴线Z在端部22、24之间延伸的长度，沿着轴线X在侧面18、20之间延伸的宽度，以及沿着轴线Y在顶部14与底部16之间延伸的高度，其中轴线X和轴线Y均横向(垂直)于轴线Z。

每个管26具有限定液体冷却剂在进入口和排出口之间流动通过的内部冷却剂流动通道28的中空内部。冷却剂流动通道28可以具有湍流增强嵌件(未示出)。每个冷却剂流动通道28为U形且与在芯12的第一端部22处设置的冷却剂歧管30、32相连通，冷却剂歧管中的任一个可以是入口歧管或出口歧管。芯12另外包括与相应的冷却剂入口歧管和出口歧管30、32相连通的冷却剂配件，冷却剂配件中的任一个可以是入口配件或出口配件。配件34、36通常在纵向方向上从芯12的第二端部24延伸。

热交换器芯12另外包括侧板38、40，所述侧板封闭冷却剂歧管30、32的端部且限定芯12的侧面18、20。

具有波纹冷却翅片44的空气流动通道42设置在邻近对管26之间以及侧板38、40和邻近管26之间。冷却翅片44可以在芯12中设置在每个空气流动通道42的整个高度(沿着轴线Y)和长度(沿着轴线Z)上。空气流动通道42在芯12的顶部14和底部16处是敞开的，其中敞开顶部14和敞开底部16分别限定空气入口46和空气出口48。可理解的是，空气流动的方向可以是反向的，以使得空气入口46和空气出口48的位置是反向的。

构成芯12的部件可均由铝或铝合金形成，该部件可通过钎焊连接在一起。芯12的结构在上述美国公布No.US 2012/0255709 A1中更详细地讨论。

在使用中，热交换器10安装在如上所述的压缩机和发动机的进气歧管之间的壳体50中，以便冷却馈入到发动机的压缩增压空气。壳体50仅示意性地示出在图2中，并且在其它附图中，包括尺寸和形状适于容纳热交换器10的内部空腔52。如以下将要解释，空腔52长于芯12以使得间隙54和间隙56设置在空腔52的端壁和芯的相应第一端部22与第二端部24之间。空腔52具有足以大体上完全包封侧面18、20和芯的端部22、24的深度，并且使得芯12的顶部14将大体上与空腔52的上部周围边缘58齐平。壳体50可以是由铝或铝合金构成的铸造部件。

空腔52的底壁可以具有与发动机的空气进气歧管相连通的一个或多个空气进气口60，并且在芯12的第一端部22附近的空腔52的端壁具有冷却剂端口62、64，所述冷却剂端口的尺寸适于容纳热交换器10的冷却剂配件34、36，且适于形成与配件34、34的密封连接。冷却剂端口62、64连接到冷却剂循环系统(未示出)。

热交换器10适合于在其第一端部22与第二端部24处安装到壳体50。为此目的，热交换器10包括用于将芯12的第一端部22固定到壳体50的第一表面的第一安装布置和用于将芯12的第二端部24固定到壳体50的第二表面的第二安装布置。

在示出的实施例中，第一安装布置和第二安装布置由一对侧面安装法兰70、72提供，所述侧面安装法兰在第一端部22和第二端部24之间，平行于纵向轴线Z，沿着芯12的相应侧面18、20连续地延伸。如所示，侧面安装法兰70、72从芯12的侧面18、20向外延伸，例如以约90度的角度。

侧面安装法兰70、72刚性地固定到芯12的侧面18、20。例如，如图所示，侧面安装法兰70、72可形成L形侧面支架74、76的一部分。在这点上，侧面安装法兰70包括向外延伸的侧面支架74的支腿，其还包括刚性地固定到芯12的侧板38的固定支腿78。类似地，侧面安装法兰72包括向外延伸的侧面支架76的支腿，其还包括刚性地固定到侧板40的固定支腿80。如图所示，安装侧面支架74、76以使得侧面安装法兰70、72大体上或近似地与芯12的顶部共平面，但侧面安装法兰70、72的精确位置可随着安装的不同而变化。侧面支架74、76的固定支腿78、80示出为大体上在芯12的整个高度上延伸。然而，应理解的是，这不是必须的，固定支腿78、80可以短于芯12。此外，尽管侧面安装法兰70、72形成侧面支架74、76的一部分，但是应理解的是，侧面安装法兰70、72可替代地与侧板38、40整合。

尽管第一安装布置和第二安装布置可以由连续的轴向法兰70、72提供，但是在所有实施例中这不是必须的。因为芯12仅在其第一端部22和第二端部24处固定，所以安装布置不必沿着芯12连续延伸。例如，第一安装布置可包括位于芯12的第一端部22附近的一对平面延伸部分，每个平面延伸部分刚性地固定到芯12的侧面18、20中的一个侧面，并且从平面延伸部分固定到其上的侧面向外延伸。类似地，第二安装布置可包括位于芯12的第二端部24附近的一对平面延伸部分，每个平面延伸部分刚性地固定到芯12的侧面18、20中的一个侧面并且从平面延伸部分固定到其上的侧面向外延伸。相应的第一安装布置和第二安装布置的平面延伸部分可以单独形成或者如本文所述，它们可以形成为相同部件的部分。

当热交换器10安装在壳体50的空腔52中时，芯12的第一端部22刚性地固定到壳体50的第一表面。在示出的实施例中，每个侧面安装法兰70、72具有在芯12的第一端部22附近的孔82、84，并且壳体50的第一表面包括位于芯12的第一端部22附近的周边密封表面86的部分。周边密封表面86围绕空腔52的周边边缘58，并且可包括至少沿着空腔52的伸长侧面延伸的大体上平坦、平面的表面。周边密封表面86包括与侧面安装法兰70、72的孔82、84对准的一对开口88、90。开口88、90可以带有螺纹以容纳用于通过孔82、84将侧面安装法兰70、72固定到壳体50的周边密封表面86的螺栓或其它机械紧固件。

在使用期间，当热交换器10变热时，其将经历热膨胀。由于在第一端部22处受限，必须允许芯12沿着纵向轴线Z膨胀以便避免潜在的损坏热应力的累积。因此，芯12的第二端部24将以能允许其在使用期间纵向膨胀和收缩的方式固定到壳体50，同时如下面将描述，将热交换器10固定地保持在某一位置中。

热交换器10另外包括用于将芯12的第二端部24固定到壳体50的第二表面的安装支架94，以便防止热交换器10在使用期间的移动和/或振动，同时允许芯12纵向膨胀和收缩。

可以由刚性塑料构成的安装支架94具有中心部分96和附接到中心部分96的一对边缘部分98、100。安装支架94可具有一体的结构并且/或者可以通过模制制得。

安装支架94的中心部分96具有横向于纵向轴线X(译者注：应为Z)足以在其第二端部24处横跨芯12的顶部延伸的宽度(沿着轴线X)。在本文中这定义为安装支架94的“安装位置”。

每个边缘部分98、100具有足以在芯12的第二端部24处至少部分重叠于相应的侧面安装法兰70、72的宽度(沿着轴线X)。每个边缘部分98、100还适合于固定到壳体50的第二表面。在图1至图7示出的第一实施例中，壳体的周边密封表面86还包括第二表面，因此安装支架94的边缘部分98、100至少部分地重叠于在芯12的第二端部24附近的周边密封表面86，所述周边密封表面限定壳体50的第二表面。这种重叠可以例如从图3中看出。

孔102、104延伸通过安装支架94的每个边缘部分98、100。通过这些孔102、104，安装支架94例如通过机械紧固件如螺栓92固定到壳体50的第二表面，即在第二端部24附近的周边密封表面86。因此，壳体50的周边密封表面86包括与边缘部分98、100的孔102、104对准的一对开口106、108。开口106、108可以带有螺纹以容纳用于将安装支架94的边缘部分98、100固定到周边密封表面86的螺栓92或其它机械紧固件。

安装支架94的配置和其中其将芯12的第二端部24固定到壳体50的方式在本文所述的各种实施例中有所不同。例如，在第一实施例中，每个边缘部分98、100包括当支架94处于安装位置时位于侧面安装法兰70、72的边缘以外的区域。从图4和图6中可以看出，孔102、104位于其位于此类外部区域中的区域中并且位于沿着纵向轴线Z伸出超过芯12的第二端部24的区域中，并因此孔102、104位于其中的外部区域沿着轴线Z与侧面安装法兰70、72的端部边缘间隔开，其中支架94处于如图4所示的安装位置中。

从图4还可以看出，侧面安装法兰70容纳于安装支架94的顶层110和底层112之间的空间中，这一空间形成可供侧面安装法兰70在其中轴向滑动的狭槽。这种布置允许在支架的安装期间以及在热交换器10在使用期间的纵向热膨胀和收缩期间，侧面安装法兰70、72在层110、层112之间的狭槽内滑动。

顶层110和底层112沿着位于通过侧面安装法兰70的端部边缘的横向延伸线114连接在一起，横向延伸线114提供止挡以限制支架94相对于芯12的轴向滑动移动。该横向线还限定孔102、104位于其中的外部区域的边缘，外部区域是实心的而不是层叠的以便在孔102、104的区域中提供额外的强度和刚度。

如图5所示，每个边缘部分98、100的顶层110和底层112也沿着位于侧面安装法兰70或72的侧面边缘外侧的轴向延伸线116连接在一起，以使得顶层110和底层112之间的狭槽或空间沿着其内部边缘是敞开的，而沿着横向线114和轴向线116两者是闭合的。

因为安装支架94包括包封侧面安装法兰70、72的顶层110和底层112，所以底层112的底部在侧面安装法兰70、72的底表面以下延伸并且固定到周边表面86。因此，为了维持热交换器10在壳体50的空腔52内的适当位置，可以期望使如图2所示的壳体周边密封表面86的部分凹陷，凹陷部分118、120对应于壳体50的第二表面。

可替代地，不是在壳体50的周边密封表面86中设置凹陷，而是可以在芯12的第一端部22和第二端部24处设置具有不同高度的侧面安装法兰70、72，以便补偿安装支架的底层112的厚度。图16示出根据第五实施例的热交换器160。热交换器160等同于图4中示出的热交换器10，不同之处在于，侧面安装法兰70包括台阶或肩部162，所述台阶或肩部将在支架94的层110、112之间容纳的安装法兰70的那些部分抬高了等于底层112厚度的量。因此，在此实施例中，底层112的底部大体上与从肩部162到芯12的第一端部22的侧面安装法兰70的底表面共平面。尽管图16中未示出，但是在芯12的其它侧面处，以相同的布置设置侧面安装法兰72。

如图5最佳示出，安装支架94的中心部分96适合于覆盖在芯的第二端部24附近的芯12的顶部14的部分。中心部分96减少了在芯12的第二端部24的旁通流动的量，这种旁通流动可损坏位于管26之间的空气通道42中的波纹冷却翅片44。中心部分96具有顶表面122和底表面124。顶表面122可包括指状抓取器125。当安装支架94处于安装位置时，底表面124适合于接合芯12的顶部14。为提供与芯12改进的接触，并有助于阻挡可通过底表面124和芯12之间的任何旁通流动，底表面124可与芯12的顶部14的形状符合。例如，板翅式热交换器芯12的顶部14由板之间的管26的边缘和翅片44的边缘限定，其中翅片44的边缘低于(缩进)管26的边缘。因此，中心部分96的底表面124具有堞形外观，所述堞形外观具有延伸到相邻管26之间的凹槽中的矩形突起126，其中凹陷127设置在突起126之间。应理解的是，中心部分的底表面124的配置是可变的，并取决于芯12的结构。

现在参考图8至图10描述在壳体50中安装热交换器10的方法。

如图8所示，热交换器以箭头A的方向插入到壳体50的空腔52中，其中第一端部22首先进入空腔52。从第一端部22突出的冷却剂配件34、36插入到冷却剂端口62、64中，并且在配件34、36和端口62、64之间形成防漏、密封连接。芯12的第二端部24和空腔52的端壁之间的间隙56允许将冷却剂配件34、36插入到冷却剂端口62、64中所必需的纵向移位的必要间隙。

一旦配件34、36被插入到冷却剂端口62、64中，热交换器10具有图9所示的定向，完全容纳在空腔52内。下一步是，通过将螺栓92穿过侧面安装支架70、72的孔82、84并且将螺栓92拧入到密封表面86中的开口88、90中，将芯12的第一端部22固定到周边密封表面86。此时，芯12的第一端部固定到壳体50。

另外参考图9，将弹性材料如发泡聚合物或弹性体的块128装配到在芯12的第二端部24处的间隙56中，该块128密封由间隙56提供的任何潜在的空气旁路通道。尽管在附图中未示出，但是弹性材料的块还可以设置在芯12的第一端部22处，这种块的形状适于装配在配件34、36上。应理解的是，弹性块128可以在将热交换器10的第一端部22固定到壳体50之前插入到间隙56中。

最后，将安装支架94装配到热交换器10的第二端部24，以使得侧面安装法兰70、72容纳在顶层110和底层112之间的狭槽中。然后，将支架94推回到图4和图10所示的位置，以使得侧面安装法兰70、72全部容纳在支架94的狭槽中，支架94的孔102、104与螺纹孔106、108对准，并使得支架94的部分定位在弹性块128上方，有助于使其保持在位。一旦支架94处于此位置，将螺栓92插入通过孔102、104并且拧入到孔洞106、108中，从而保持热交换器10的第二端部24同时允许其经历纵向热膨胀。

现在参考图11至图13B，其示出根据第二实施例的热交换器130。热交换器130包括等同于图1至图7所示的芯12，其中唯一显著的差异在于侧面安装法兰和支架。因此，相同的参考标号用于描述热交换器130的相同元件，并且以下描述限于热交换器10和热交换器130的差异。、

可以看出，热交换器130包括分别为滑动安装支架74、76的一部分的侧面安装法兰70、72。热交换器130的侧面安装支架74、76等同于第一实施例的那些，不同之处在于它们各自包括沿着纵向轴线Z延伸超过芯12的第二端部24的延伸部分132。因此，在图11所示的安装位置中，可以看出，通过安装支架94的边缘部分98的孔102现在位于其中边缘部分98包括顶层110和底层112的边缘部分98的区域中，使得孔102被分成上部和下部。侧面安装法兰70容纳在边缘部分98的顶层110和底层112之间，并且包括与孔102的上部和下部对准的孔134。

因此，在第二实施例中，在侧面安装支架74、76的延伸部分132中的侧面安装法兰螺栓固定在侧面部分98、102的顶层110和底层112之间的位置中。为了允许热交换器10的纵向热膨胀，在延伸部分132中的孔134轴向伸长，且具有伸长狭槽的形式。

现在参考图14A和图14B描述根据第三实施例的热交换器140。热交换器140具有等同于热交换器10的芯的芯12，其中热交换器10和热交换器140之间的差异在于安装支架。因此，相同的参考标号用于描述热交换器140的相同元件，并且芯12仅示意性地示出在图14B中。以下描述限制于热交换器10和热交换器140之间的差异。

在热交换器140中，安装支架94的边缘部分98、100宽于侧面安装法兰70、72，以使得通过边缘部分98、100的孔102、104沿着轴线X位于侧面安装法兰70、72的侧面边缘外侧。孔102、104设置在与支架94的底层112共平面的侧面延伸部分142、144中，并且可具有类似于底层112的厚度的厚度。这是第一实施例的支架安装布置的小的变化，其中孔102、104沿着轴线X位于侧面安装法兰70、72的边缘之外。除了有侧面延伸部分142、144的存在，第三实施例的安装支架94的其它方面类似于第一实施例和第二实施例的支架94。

现在参考图15描述根据第四实施例的热交换器150。热交换器150具有等于热交换器10的芯的芯12，其中热交换器10和热交换器150之间的差异在于安装支架和侧面安装法兰。因此，相同的参考标号用于描述热交换器150的相同元件，并且以下描述限于热交换器10和热交换器150之间的差异。

从图15可以看出，热交换器150的边缘部分98、100不包括顶层110和底层112以形成侧面安装法兰70、72的狭槽。相反，中心部分96和边缘部分98、100形成单一材料层，并且边缘部分98、100通过穿过孔102、104的螺栓92而固定且拧入到密封表面86的孔洞106、108中。可以看出，侧面安装法兰70、72不在边缘部分98、100下面。确切地说，侧面安装法兰70、72在不到芯12的第二端部24处终止。并非使用侧面安装法兰70、72作为支承表面，根据第四实施例的安装支架94承载芯12的管26中的一个或多个，包括可替代的突起126和凹陷127以便提供与芯12更好的接触。

尽管结合某些实施例已经描述了本发明，但是其不限于这些实施例。确切地说，本发明包括可落在以下权利要求范围内的所有实施例。

Claims (24)

1.一种热交换器，其包括：

(a)芯，其具有顶部、底部、一对侧面、第一端部和第二端部、用于第一流体的入口和出口以及用于第二流体的入口和出口，所述侧面平行于纵向轴线延伸；

(b)第一安装布置，其用于将所述芯的所述第一端部固定到第一表面；

(c)第二安装布置，其用于将所述芯的所述第二端部固定到第二表面，其中所述第二安装布置包括位于所述芯的所述第二端部附近的一对平面延伸部分，每个所述平面延伸部分刚性地固定到所述芯的所述侧面中的一个侧面并且从平面延伸部分固定到其上的所述侧面向外延伸；

(d)安装支架，其用于将所述芯的所述第二端部固定到所述第二表面，其中所述安装支架具有中心部分和附接到所述中心部分且从其突出的一对边缘部分，

其中所述中心部分适合于覆盖在所述芯的所述第二端部附近的所述芯的所述顶部的一部分，并且具有足以延伸跨过所述芯的所述顶部的宽度，

其中，在所述中心部分覆盖所述芯的顶部的所述部分的情况下，所述边缘部分从所述中心部分的相对侧和所述芯的相对侧向外突出，其中每个所述边缘部分大体上平行于所述平面延伸部分中的一个平面延伸部分，以及

其中每个所述边缘部分具有顶层，在所述中心部分覆盖所述芯的顶部的所述部分的情况下，所述顶层具有足以至少部分地覆盖所述平面延伸部分中一个的宽度，并且其中每个所述边缘部分适合于固定到所述第二表面。

2.根据权利要求1所述的热交换器，其中所述第一安装布置包括位于所述芯的所述第一端部附近的一对平面延伸部分，每个平面延伸部分刚性地固定到所述芯的所述侧面中的一个侧面并且从平面延伸部分固定到其上的所述侧面向外延伸。

3.根据权利要求2所述的热交换器，其中位于所述芯的所述第一端部附近的每个所述平面延伸部分包括用于借助机械紧固件将所述芯的所述第一端部固定到所述第一表面的孔。

4.根据权利要求2或3所述的热交换器，其中所述第一安装布置和所述第二安装布置均由一对安装法兰提供，每个所述安装法兰沿着所述第一端部和所述第二端部之间的所述芯的所述侧面中的一个侧面轴向延伸，并且每个所述安装法兰刚性地固定到所述侧面中的一个侧面且从安装法兰固定到其上的所述侧面向外延伸，其中所述第一安装布置包括位于所述芯的所述第一端部附近的所述安装法兰的部分，而所述第二安装布置包括位于所述芯的所述第二端部附近的所述安装法兰的部分。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的热交换器，其中所述安装支架的每个所述边缘部分具有孔，适合于借助机械紧固件通过该孔将边缘部分固定到所述第二表面。

6.根据权利要求5所述的热交换器，其中在所述安装支架的所述中心部分覆盖所述芯的顶部的所述部分的情况下，每个所述边缘部分的所述顶层包括位于所述平面延伸部分中一个的边缘以外的区域，；以及

其中在所述边缘部分中的每个所述孔位于所述外部区域中的一个外部区域中，以使得所述边缘部分适合于直接固定到所述第二表面，而不需要穿过所述平面延伸部分。

7.根据权利要求6所述的热交换器，其中所述边缘部分的所述顶层宽于所述平面延伸部分，以使得在所述安装支架的所述中心部分覆盖所述芯的顶部的所述部分的情况下，使所述外部区域位于所述平面延伸部分的侧面边缘外侧。

8.根据权利要求7所述的热交换器，其中所述安装支架的每个所述边缘部分另外包括底层，其中所述顶层和所述底层是平面的并且通过足以以轴向滑动关系容纳所述平面延伸部分中的一个的空间分开；

其中在所述安装支架处于所述安装位置的情况下，所述顶层和所述底层沿着位于所述平面延伸部分的所述侧面边缘外侧的轴向延伸线连接在一起，以使得每个所述安装支架的所述顶层和所述底层之间的空间限定轴向延伸的狭槽，所述狭槽沿其内部边缘是敞开的而沿其外部边缘是闭合的。

9.根据权利要求8所述的热交换器，其中所述轴向延伸线位于每个所述边缘部分中的所述孔内侧。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的热交换器，其中所述安装支架伸出超过所述芯的所述第二端部，在所述安装支架的所述中心部分覆盖所述芯的顶部的所述部分的情况下，所述边缘部分的所述外部区域与所述平面延伸部分的端部边缘轴向间隔开。

11.根据权利要求10所述的热交换器，其中所述安装支架的每个所述边缘部分另外包括底层，其中所述顶层和所述底层是平面的并且通过足以以轴向滑动关系容纳所述平面延伸部分中一个的空间分开；

其中在所述安装支架处于所述安装位置的情况下，所述顶层和所述底层沿着位于所述平面延伸部分的所述端部边缘外侧的横向延伸线连接在一起。

12.根据权利要求11所述的热交换器，其中在所述安装支架的所述中心部分覆盖所述芯的顶部的所述部分的情况下，所述顶层和所述底层还沿着位于所述平面延伸部分的所述侧面边缘外侧的轴向延伸线连接在一起，以使得每个所述安装支架的所述顶层和所述底层之间的空间限定轴向延伸的狭槽，所述狭槽沿其内部边缘是敞开的，而沿其外部边缘和沿由所述横向延伸线限定的横向边缘是闭合的。

13.根据权利要求5所述的热交换器，其中在所述安装支架的所述中心部分覆盖所述芯的顶部的所述部分的情况下，在所述安装支架的每个所述边缘部分中的所述孔位于覆盖所述平面延伸部分中一个的所述顶层的区域中，

并且其中每个所述平面延伸部分包括孔，在所述安装支架的所述中心部分覆盖所述芯的顶部的所述部分的情况下，该孔与所述顶层中一个顶层中的所述孔对准，以使得所述平面延伸部分适合于固定在所述边缘部分的所述顶层和所述第二表面之间。

14.根据权利要求13所述的热交换器，其中在所述顶层中的所述孔轴向地伸长。

15.根据权利要求13或14所述的热交换器，其中所述平面延伸部分包括轴向地延伸超过所述芯的所述第二端部的轴向延伸部分，并且其中在所述平面延伸部分中的所述孔位于所述轴向延伸部分中。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的热交换器，其中所述安装支架的所述中心部分具有顶表面和底表面，并且其中在所述安装支架的所述中心部分覆盖所述芯的顶部的所述部分的情况下，所述底表面适合于与所述芯的所述顶部接合。

17.根据权利要求16所述的热交换器，其中所述芯的所述顶部包括轴向延伸的凹进，并且其中在所述安装支架的所述中心部分覆盖所述芯的顶部的所述部分的情况下，所述安装支架的所述底表面包括延伸到所述凹进中的突起。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的热交换器，其中所述第一流体为液体冷却剂，并且用于所述第一流体的所述入口和所述出口大体上均以轴向方向从所述芯的所述第一端部延伸。

19.根据权利要求18所述的热交换器，其中所述第二流体为热气体，并且其中用于所述第二流体的所述入口位于所述芯的所述顶部，并且用于所述第二流体的所述出口位于所述芯的所述底部。

20.根据权利要求19所述的热交换器，其中所述芯包括多个间隔开、伸长的管，其中用于所述第一流体的流动通道限定在所述管内侧，并且用于所述第二流体的流动通道限定在所述管之间。

21.根据权利要求20所述的热交换器，其中所述芯另外包括限定所述芯的所述侧面的一对侧板和一对L形支架，每个所述支架均具有一个刚性地固定到所述侧板中的一个侧板的支腿，并且一个支腿包括限定所述第一安装布置和所述第二安装布置的向外延伸的法兰。

22.根据权利要求1至21中任一项所述的热交换器，其另外包括具有适合于容纳所述芯的内部空腔以及沿着所述空腔的两侧延伸的轴向延伸安装表面的壳体，其中所述安装表面限定供所述芯的所述第一端部和所述第二端部固定到其上的所述第一表面和所述第二表面两者。

23.根据权利要22所述的热交换器，其中所述第二表面相对于所述第一表面凹陷，其中所述安装支架的每个所述边缘部分另外包括底层，其中所述顶层和底层通过足以以轴向滑动关系容纳所述平面延伸部分中的一个的空间分开，并且其中在所述安装支架的所述中心部分覆盖所述芯的顶部的所述部分的情况下，所述安装支架的所述底层固定到所述第二表面。

24.根据权利要求7所述的热交换器，其中所述第一安装布置和所述第二安装布置均由一对安装法兰提供，每个所述安装法兰在所述第一端部和所述第二端部之间沿着所述芯的所述侧面中的一个侧面轴向地延伸，并且每个所述安装法兰刚性地固定到所述侧面中的一个侧面并且从安装法兰固定到其上的所述侧面向外延伸，

其中所述第一安装布置包括位于所述芯的所述第一端部附近的所述安装法兰的部分，而所述第二安装布置包括位于所述芯的所述第二端部附近的所述安装法兰的部分；

其中所述安装支架的每个所述边缘部分另外包括底层，其中所述顶层和所述底层通过足以以轴向滑动关系容纳所述安装法兰中一个安装法兰的部分的空间分开；

其中每个所述安装支架的所述顶层和所述底层之间的所述空间限定轴向延伸的狭槽；以及

其中所述安装法兰各自包括将容纳在所述顶层和所述底层之间的所述安装法兰的所述部分与所述安装法兰的剩余部分分开的肩部，其中所述安装法兰的所述剩余部分具有与所述安装支架的所述底层的底表面共平面的底表面。