CN107003089B - 具有自保持旁通密封的换热器 - Google Patents

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Abstract

气体/液体换热器包括堆叠的扁平管，限定液体流动通道。在扁平管之间的空间限定气流通道，芯的侧面具有不规则的梳状布置。换热器进一步包括外壳，其具有盖住芯的侧面的侧盖，并且与芯的侧面间隔开。芯具有至少一个宽度减小的部分，以便提供延伸整个芯的高度的通道。换热器进一步包括一对侧面密封，其至少部分地被接纳在外壳的侧盖和芯之间的间隙中，并且更特别地是在沿着芯的侧面的通道中。侧面密封延伸整个芯的高度并且具有大于该间隙的厚度。

Description

具有自保持旁通密封的换热器
相关专利申请的交叉引用
本专利申请要求美国临时专利申请No.62/059265的优先权和利益，该专利申请日是2014年10月3日，其内容结合在此作为参考。
发明的领域
本发明大体涉及用于用液体冷却剂冷却高温气体的换热器，并且特别涉及具有封闭换热器芯的外壳的气-液增压空气冷却器。
背景技术
已知的是，在涡轮增压内燃机或在燃料电池发动机中使用气-液换热器冷却压缩的增压空气，或冷却高温发动机排气。例如，压缩的增压空气典型地通过压缩环境空气而生产。在压缩期间，可以将空气加热到大约200℃或更高的温度，并且必须在到达发动机之前将它冷却。
不同结构的气体冷却换热器是已知的。例如，气体冷却换热器通常具有由堆叠的管或板对组成的铝芯，每个管或板对限定内部冷却剂通道。管或板对间隔开以限定气流通道，典型地是其具有紊流增强插入物以改进从高温气体到液体冷却剂的传热。
在某些气-液增压空气冷却器中，铝芯封闭在外壳之内，外壳典型地由例如塑料的不同的材料形成。外壳典型地包括冷却剂入口和出口开口，其密封地连接到在管或板对之内的冷却通道。外壳也包括气体入口和出口开口，并且提供用于气流的歧管空间，并且芯的气流通道向外壳的内部开口。
典型地，在换热器芯和外壳之间具有间隙。沿着芯的侧面，这种间隙的存在部分是由于管或板对和外壳内部之间的空间，部分是由于紊流增强插入物的边缘和外壳内部之间的空间。如果留下开口，沿着芯的侧面的间隙将允许高温增压空气的过量旁通流动，会降低换热器的效率。因此，对于外壳通常包括旁通阻挡元件，其具有指状物延伸到在管或板对之间的空间的梳状外形。具有这种类型的旁通阻挡元件的换热器通常描述在美国临时专利申请No.61/985588中，其专利申请日是2014年4月29日，其全部结合在此作为参考。
由于芯的不规则的形状，难以提供能有效地阻挡旁通流动的、可以简单地制备并且在换热器的制造和使用期间保持就位的旁通密封。
还需要提供高可靠性同时避免有过高的材料和/或制造成本的气体冷却换热器。
发明内容
在实施例中，提供气体/液体换热器，其包括芯，芯具有长度、高度、和延伸整个芯的长度和高度的一对相对的侧面。芯包括多个扁平管，其堆叠布置，在每个相邻的一对所述扁平管之间提供空间，每个扁平管具有限定液体流动通道的中空内部，并且每个空间都限定气流通道。每个扁平管具有沿着芯的长度延伸的一对外周边缘，扁平管的外周边缘部分地限定芯的侧面。每个气流通道具有一对开口端部和一对相对的侧面，其中在相对侧面之间限定每个所述气流通道的宽度，气流通道的相对侧面部分地限定芯的侧面。芯包括第一部分，在第一部分中扁平管具有大于每个气流通道的宽度的第一宽度，其中在所述第一部分中，在扁平管的外周边缘之间限定第一宽度。芯具有第二部分，在第二部分中扁平管具有基本上与每个气流通道的宽度相同的第二宽度，其中在所述第二部分中，在扁平管的外周边缘之间限定第二宽度。
换热器进一步包括环绕芯的外壳。外壳包括具有气体入口开口的入口端部和具有气体入口开口的出口端部，其中气体入口和出口开口与芯的气流通道的开口端部连通。外壳包括至少一个侧盖，其沿着芯的至少一个侧面延伸，并且与芯的至少一个侧面间隔开，其中在芯的第一部分中在侧盖和芯的侧面之间的第一间隙小于在芯的第二部分中在侧盖和芯的侧面之间的第二间隙。
换热器进一步包括侧面密封，其至少部分地被接纳在外壳的侧盖和芯的第二部分之间的间隙中。侧面密封延伸整个芯的高度，并且具有大于第一间隙的厚度。
在实施例中，每个气流通道都具有紊流增强插入物。在实施例中，每个紊流增强插入物包括由沿着芯的长度延伸的多个平行侧壁限定的波状翅片，其中侧壁在它们的顶部和底部具有顶峰，在顶峰处它们彼此相连，并且连接至相邻的某一所述扁平管。在实施例中，每个波状翅片都具有一对侧边，在它们之间限定波状翅片的宽度，其中至少一个波状翅片的侧边通过所述波状翅片的最末端的侧壁限定，并且其中最末端的侧壁基本上是不穿孔的，并且限定一个气流通道的一个相对侧面。
在实施例中，通过一个波状翅片的所述最末端的侧壁限定波状翅片的每个侧边。在实施例中，每个所述波状翅片具有限定其中提供的气流通道宽度的宽度，由此通过一个所述波状翅片的最末端的侧壁限定每个气流通道的每个相对侧面。
在实施例中，每个扁平管包括一对芯板，芯板具有环绕升高的中心区域的平的外周凸缘，并且其中通过沿着芯的长度的所述平的外周凸缘的各部分限定所述管的外周边缘。在实施例中，芯板的每个升高的中心区域和扁平管的每个液体流动通道都具有在芯的第二部分中的宽度，其小于芯的第一部分中的宽度。在实施例中，平的外周凸缘包括在芯的第二部分的向内延伸的部分。在实施例中，向内延伸的部分向内延伸最大量，该最大量基本上等于沿着芯的第一部分的平的外周凸缘的宽度。在实施例中，每个向内延伸的部分包括互锁元件，其适合于接合并且保持侧面密封的内缘。
在实施例中，芯的第二部分具有小于芯的第一部分长度的长度。
在实施例中，第二部分形成基本上延伸整个芯的全部高度的凹进通道。
在实施例中，芯进一步包括顶部和底部，并且其中外壳包括盖住芯的顶部的顶盖、盖住芯的底部的底盖、和盖住芯的侧面的一对所述侧盖。在实施例中，芯的底部与外壳的底盖间隔开，并且在芯的底部和外壳的底盖之间设置底部密封。在实施例中，芯的顶部与外壳的顶盖间隔开，并且在芯的顶部和外壳的顶盖之间设置顶部密封。在实施例中，顶部密封或底部密封部分地嵌入外壳的顶盖或底盖中的槽中。
在实施例中，密封是弹性的并且具有大于所述第二间隙的未压缩的厚度。在实施例中，密封包括多个腿，腿具有在其第二部分接合芯的端部。在实施例中，密封是具有两个所述腿的U形形状。在实施例中，芯的第二部分包括互锁元件，其接合和保持腿的端部。在实施例中，腿的端部具有增加厚度的部分，其适合于通过互锁元件接合和保持。
在实施例中，侧面密封、顶部密封和底部密封包括连续密封部件，其沿着芯的顶部、底部和侧面延伸。在实施例中，连续密封的所有部分位于一单个横向平面中。在实施例中，连续密封包括细长、弹性的部件。在实施例中，连续密封包括可包裹的角部分，其适合于在芯的侧面和邻接的顶部和底部之间包裹角。在实施例中，包裹的角部分包括凹口，其部分地经过连续密封的厚度延伸。在实施例中，凹口是V形的并且朝向芯开口。
在实施例中，换热器包括两个或多个所述侧面密封，它们沿着芯的长度间隔开，并且其中芯包括两个所述第二部分，其中扁平管具有基本上与每个气流通道的宽度相同的第二宽度。
在实施例中，通过芯的冷却剂入口和出口歧管限定每个气流通道的一个相对侧面。
附图简要说明
现在例如仅参考附图描述本发明，其中：
图1是示出了根据在此公开的第一实施例的换热器外部的透视图；
图2是图1换热器的芯板的顶部透视图；
图3是芯边缘的局部放大图，还示出了外壳的侧面密封和侧盖；
图4是图1换热器的透视图，其中外壳被部分地切掉；
图5是图1换热器的侧视图，其中外壳部分地被切掉以示出芯；
图5B是图1换热器的顶视图，其沿着平行于芯板的平面切开；
图5C示出了在角上接合的侧面密封和底部密封的各部分；
图6是示出了根据在此公开的第二实施例换热器的外部的透视图；
图7是图6换热器的侧视图，其中外壳部分地被切掉以示出芯；
图8是图6换热器的顶视图，其中外壳被切掉以示出芯；
图9是类似于图8的顶视图，但是沿着平行于芯板的平面被切开；
图10是沿着图7的线10-10'放大的横截面；
图11是沿着图7的线11-11′放大的横截面，为了清楚起见密封部件已经被移除；
图12是图6换热器的芯板的分离的透视图；
图13是图12芯板的一部分的局部放大图；
图14是侧面密封被移除的芯的边缘的局部放大图；
图15是芯边缘的局部放大图，还示出了外壳的侧面密封和侧盖；
图16是侧面密封的一部分的分离的截面图；
图17是经过图6换热器的芯的第一部分的部分横截面图；
图18是经过图6换热器的芯的第二部分的部分横截面图；
图19示出了在角上接合的侧面密封和顶部密封的部分；
图20示出了直的构造的连续密封部件；
图21示出了包裹换热器芯的图20的连续密封部件；
图22是根据第三实施例的换热器芯的透视图；
图23是图23换热器的侧视图，其中一部分外壳被切掉；
图24是图23换热器的正视图，其中一部分外壳被切掉；和
图25是图23换热器的芯的分解图。
详细说明
现在参考图1-5C描述根据第一实施例的换热器10。
换热器10是用于汽车的增压空气冷却器，汽车通过需要压缩增压空气的发动机来驱动，例如涡轮增压内燃机或燃料电池发动机。换热器10可以安装在空气压缩机的下游和发动机的空气入口歧管的上游，以在高温、压缩的增压空气到达发动机之前将它冷却。然而，在某些实施例中，换热器10可以与入口歧管集成，如以下进一步描述的。在下面的说明书中，经过换热器10循环的冷却剂是液体冷却剂，其可以与发动机冷却剂相同，并且其可以包括水或水/乙二醇混合物。
可以理解，用于空气和冷却剂的入口和出口开口的具体布置和位置将至少部分地基于车辆的进气系统的具体构造，并且将根据一个到另一个应用而改变。
如图1-5所示，换热器10包括芯12、入口端部22、出口端部24、冷却剂开口25、27、冷却剂歧管54、56、和位于入口和出口端部22、24的气体入口和出口开口30、32，其中芯12具有顶部14、底部16、第一和第二侧面18、20。芯12具有在入口和出口端部22、24之间限定的长度L、在侧面18和20之间限定的宽度W、和在顶部14和底部16之间限定的高度H。尺寸H和L在图5中示出，并且与图2中的芯板100相关地示出了尺寸L和W。
可以看出，芯12的第一侧面18沿着长度L和高度H延伸，第二侧面20也是同样的。在本实施例中，芯12的整体形状是矩形棱柱，其中芯12的宽度W大于芯12的长度L。
换热器10的芯12典型地由金属组成，例如铝或铝合金，其中芯12的构件通过钎焊接合在一起。如在此描述的所有相关实施例所使用的，术语“铝”指的是包括铝和它的合金。
芯12的结构是可变的，并且根据第一实施例的具体结构仅是可能的芯结构的一个实施例。芯12包括堆叠的扁平管48，每个管48具有限定冷却剂流动通道50的中空内部，并且一对相对的外周边缘26、28沿着芯12的长度L延伸，其中扁平管48的外周边缘26、28部分地限定芯12的侧面18、20。
扁平管48以堆叠布置，具有在相邻的一对扁平管48之间提供的空间，这种空间限定多个气流通道52。气流通道52沿着芯12的长度L，从芯12的入口端部22延伸到出口端部24。如可以理解的，每个气流通道52具有邻近芯12的端部22、24的一对开口端部，和一对相对的侧面，即沿着芯12的长度长度L延伸的第一侧面51和第二侧面53。在其相对的侧面51、53之间限定每个气流通道52的宽度W1(图5B)，并且气体流道52的相对的侧面51、53部分地限定芯12的侧面18、20。
纵向经过芯12延伸的气流通道52可以具有紊流增强插入物，例如波状翅片或紊流增强器，以便提供用于传热的增强的紊流和表面区域，并且提供对于芯12的结构支撑。在示出的实施例中，紊流增强插入物包括多个波状翅片62。每个波状翅片62具有一对侧边63、65，在它们之间限定波状翅片62的宽度W2，如图5B所示。在某些实施例中，宽度W2相应于或基本上等同于其所在的气流通道52的宽度W1。然而，在本实施例中，每个波状翅片62的宽度W2小于提供其所在的气流通道52的宽度W1，如以下进一步描述的。
如使用在此的，术语“翅片”和“紊流增强器”指的是具有多个通过侧壁连接的轴向延伸的脊或顶峰的波状紊流增强插入物，脊是圆润或扁平的。如在此限定的，“翅片”具有连续脊，而“紊流增强器”具有沿着它们的长度间断的脊，以便使经过紊流增强器的轴向流动是扭曲的。紊流增强器有时指的是偏置或刀型(lanced)带状翅片，并且这种紊流增强器的实施例描述在美国专利No.Re.35890(So)和美国专利No.6273183(So等人)中。So和So等人的专利全部结合在此作为参考。
本实施例的波状翅片62显示为图5B中的交叉阴影区域。然而，本实施例的波状翅片与如下所述的第二实施例相同，包括沿着芯12的长度L延伸的多个平行侧壁44，其中侧壁44在它们顶部和底部具有顶峰46，沿着顶峰46它们彼此连接并且连接至相邻扁平管48。如在图10、11、17和18示出的波状翅片62相应于本实施例的波状翅片62。
通过波状翅片62限定的波纹在芯12的端部22、24开口。通过一个波状翅片62的最末端的侧壁44限定波状翅片62的每个侧边63、65。
可以从图5B看出，每个波状翅片62的一个侧边63位于一个气流通道52的第一侧面51，并且沿着第一侧面51延伸。每个波状翅片62的另一个侧边65与一个气流通道52的第二侧面53间隔开，如以下描述的。沿着位于气流通道52的第一侧面51的波状翅片62的侧边63，至少最末端的一个侧壁44是基本上不穿孔的。有利的是，至少位于每个波状翅片62的第一侧边63的最末端的侧壁44是基本上不穿孔的，以便使从波状翅片62逸出和旁通的气体的量最小化。朝向(但是间隔)气流通道52的第二侧面53设置的波状翅片62的相对的侧边65，可以类似地是基本上不穿孔的。在各实施例中，希望提供具有百叶窗或其它类型穿孔(没有示出)的侧壁44，至少最末端的侧壁44是可以变形的，以便基本上封闭穿孔，或波状翅片62可以具有多个区段，包括具有百叶窗或其它穿孔的中心区段、和沿着侧边63、65设置的不穿孔的一个或二个边缘区段。
管48可以是各种不同的结构，并且由一对芯板100组成(图2)，每个都具有环绕升高的中心区域104的平的外周凸缘102。扁平管48由以面对面关系接合在一起的一对芯板100形成，其中芯板100沿着它们的外周凸缘102例如通过钎焊密封地接合在一起。在装配的管48中，在接合的板100的升高的中心区域104之间限定冷却剂流动通道50，并且通过接合的外周凸缘102绕它的边缘密封冷却剂流动通道50。本实施例的芯板100是互相镜像的，并且选择性地是相同的。
如图所示，沿着芯12的长度延伸的所述平的外周凸缘102部分限定扁平管48的外周边缘26、28。
芯12的冷却剂流动通道50通过一对冷却剂歧管54、56连接。在示出的实施例中，通过在构成管48的每个板100中设置有孔的、直立的凸起部或鼓泡55、57来形成歧管54、56，相邻板对的凸起部相连以形成连续歧管54、56。歧管54、56与每个冷却剂流动通道50连通，并且从顶部14到底部16延伸通过芯12的整个高度。歧管54、56的下端部靠近底板58，底板58限定芯12的底部16，而通过顶板60限定芯12的顶部14，冷却剂开口25、27限定在顶板60中。
在根据第一实施例的换热器10中，冷却剂歧管54、56两个都位于靠近芯12的第二侧面20，邻近边缘28，冷却剂流动通道50是U形，如从图2和5B中可以看出的。由此，空气和冷却剂换热器10中的流动方向是基本上互相垂直的(交叉流动布置)。在在此描述的其它实施例中，冷却剂歧管可以沿着芯12的长度L间隔开，由此空气和冷却剂流动可以以相反的方向(逆流布置)或以相同的方向(同向流动布置)流动。
换热器10进一步包括环绕芯12的外壳34，外壳具有入口端部分36和出口端部分38。入口端部分36包括与芯12的气体入口开口30连通的气体入口开口40，其直接或间接地与例如空气压缩机(没有示出)的车辆发动机系统的上游构件连接。出口端部分38包括与芯12的气体出口开口32连通的气体出口开口42，其直接或间接地与例如入口歧管(没有示出)的车辆发动机系统的下游构件连接。在某些实施例中，外壳34可以包括车辆发动机的入口歧管，而在这样情况下，芯12的气体入口开口32可以直接与车辆发动机(没有示出)连通。在下面的说明中，可以理解，相关的外壳34包括外壳是入口歧管的实施例。
为了便于组装，外壳34典型地包括两个或多个单独形成的区段，例如在上述美国专利申请No.61/985588中描述的。然而，外壳34的具体结构对于理解本发明不是必需的，因此这种细节从本讨论和附图中省略了。
外壳34包括沿着芯12的至少一个侧面18或20延伸、并与其间隔的至少一个侧盖68或70。在示出的实施例中，外壳34是连续的并且环绕芯12的，包括盖住芯12的侧面18、20的一对所述侧盖68、70，并且进一步包括盖住芯12的顶部14的顶盖64、和盖住芯12的底部16的底盖66。与端部分36、38一起，外壳34的盖64、66、68、70形成围绕芯12的基本上连续的罩，只是在用于气体和冷却剂的入口和出口开口处除外。
在本实施例中，外壳34的顶盖64可以与外壳34的其余部分分开，由此芯12可以落入外壳34中，并且然后将顶盖64密封至外壳34的其余部分。选择性地，在本实施例中，顶盖64与芯12成整体，包括相对厚的、扁平的凸缘板160(图5)，其可以由铝构成并且它的底部表面钎焊到芯12的顶板60上。凸缘板160具有一对冷却剂开口72、74，其与冷却剂歧管54、56连通，并且凸缘板160的顶部表面具有一对冷却剂配件78、80。凸缘板160的边缘可以通过任何适当的方法密封地连接到外壳34的其余部分，例如机械连接、钎焊或熔焊的方法。涉及外壳34的术语“顶部”和“底部”是为方便起见的术语，并且不是必须表示使用时外壳34需要具有任何特别的定位。
芯板100和顶板60的冷却剂开口25、27提供在歧管54、56和冷却剂开口72、74之间的连通，冷却剂开口72、74设置在外壳34的顶盖64(即在本实施例中的凸缘板160)上。此外，冷却剂配件78、80与相应的冷却剂开口72、74连通，并且适于连接到冷却剂循环系统(没有示出)中的冷却剂管路(没有示出)。
在第一实施例中，芯12的两个侧面18、20与相应的外壳34的侧盖68、70间隔开，并且芯12的底部16与外壳34的底盖66间隔开。在这种特定的实施例中，如上所述的，芯12的顶部14与限定外壳34的顶盖64的凸缘板160直接接触。在其它实施例中，在芯12的顶部14和顶盖66之间的空间小到可以忽略旁通流动。
波状翅片62提供芯12对气流的一定量的阻力，因此被冷却的气体倾向于旁通过波状翅片62，并且流动经过位于波状翅片62的侧边63、65外部的任何空间，包括在外壳34和芯12之间的任何空间，该空间允许在外壳34的气体入口开口40和气体出口开口42之间的自由流动，例如在上述的外壳34和芯12之间的空间内流动。类似地，由于在气流通道52之内的歧管54、56的位置，被冷却的气体倾向于围绕歧管54、56的外部边缘流动，经过在芯12和外壳34之间的空间。
在芯12和外壳34的侧盖68、70之间的空间最优地在图3和5B中示出。这种空间部分地由在管48的外周边缘26、28和外壳34的侧盖68、70之间的空间、部分地由在波状翅片62的侧边63和外壳34的侧盖68之间的空间、以及部分地由在冷却剂入口和/或出口歧管54、56的外部边缘和外壳34的侧盖70之间的空间形成。如果留下敞开口，这种空间将允许气体的过量旁通流动，会降低换热器10的效率。
在第一实施例的芯结构中，管48的外周边缘26、28由芯板100的外周凸缘102组成，管48由芯板100形成。如图5B中可以看出的，波状翅片62的侧边63不延伸到管48的外周凸缘102的的外周边缘26处。因此，芯12的第一侧面18具有不规则的梳状形状。正如以上的讨论，难以获得对于这种不规则表面的可靠密封。
类似地，冷却剂入口和出口歧管54、56不会沿着芯12的第二侧面20延伸到外周凸缘102的外周边缘28，并且因此，第二侧面20具有难以密封的不规则的梳状形状。
根据第一实施例，通过改变第一和第二侧面18、20的形状而克服相对芯12的第一和第二侧面18、20形成密封方面的困难。在这点上，芯12包括至少一个第一部分106，其中扁平管48具有宽度W(在所述第一部分106中、并且在图2和5B示出的在外周边缘26和28之间测量)，宽度W大于以上限定的每个气流通道52的宽度W1。
在芯12的第一部分106，仅在管48的各部分之间设置波状翅片62，冷却剂循环经过管48的这些部分，通过芯板100的升高的中央部分限定这些部分。因此，沿着芯12的第一侧面18，波状翅片62的侧边63终止于或邻近冷却剂流动通道50的边缘。类似地，在芯12的第二侧面20，在管48的各部分设置歧管54、56，冷却剂循环经过管48的这些部分，因此，沿着芯12的第二侧面20，歧管54、56的外边缘位于或邻近冷却剂流动通道50的边缘。
因此，在芯12的第一部分106，芯板100的密封的外周凸缘102沿着第一侧面18向外突出超过波状翅片62的边缘63，并且类似地，密封的外周凸缘102沿着第二侧面20向外突出超过歧管54、56的外缘，沿着第一和第二侧面18、20两者产生不规则的梳状形状，如上所述的。三个这种第一部分106包括在本实施例中，并且在图5B中标记为106a、106b和106c。
同样如在图5B中示出的，根据本实施例的芯12也包括至少一个第二部分108，其中扁平管48具有宽度W3(在第二部分108的外周边缘26和28之间测量，并且在图5B中示出)，宽度W3基本上与每个气流通道52的宽度W1相同。本实施例包括两个所述第二部分，在图5B中标记为108a和108b。
这种芯12的较小的第二部分108，通过使在这些第二部分108中的外周凸缘102朝向扁平管48的中间向内地延伸而形成。这导致芯板100的升高的中央部分104的宽度局部减小，并且相应地减小在第二部分108中的冷却剂流动通道50的宽度，而气流通道52的宽度W1和波状翅片62的宽度W2在整个第一和第二部分106、108是一样的。在第二部分108减小的宽度是足够的，由此使得在每个第二部分108的至少一部分的外周边缘26、28之间的宽度W3基本上与气流通道52的宽度W相同，在可接受的制造公差之内。从附图可以看出，宽度W3相应于在第二部分108之内的外周边缘26、28之间的最小宽度，而且外周凸缘102的宽度在第二部分108是稍微可变的。重要的是要注意到，外周凸缘102的某一最小宽度必须保持在第二部分108之内，以确保冷却剂流动通道50的可靠密封，并且这种需要是在这种区域的冷却剂流动通道50变窄的原因。
对于上述构造，如最好在图3和5B中示出的，具有在芯12的第一部分106的在侧盖70和芯12的第二侧面20之间的第一间隙110，第一间隙110小于在芯12的第二部分108的在侧盖70和芯12的第二侧面20之间的第二间隙112。类似的第一和第二间隙110、112存在于芯12的第一侧面18和外壳的侧盖68之间，如图5B所示。可以理解，第二间隙112是在外壳34和芯12的每个第二部分108之间的距离，更具体的是在外壳34和第二部分108的那些部分之间的距离，其中在外周边缘26、28之间的宽度W3基本上与气流通道52的宽度W相同，在可接受的制造公差之内。
沿着芯12的长度L的芯12的第一和第二部分106、108的位置和相对的长度是可变的。例如，在本实施例中，第二部分108a、108b靠近芯12的端部，并且设置三个部分106a、106b和106c。在其它实施例中，可以是一个第二部分108，其可以位于沿着芯12的长度L的任何地方。
在本构造中，第一部分106的长度(即106a、106b和106c结合的长度)大于第二部分108a、108b单独的和结合的长度，其中是沿着芯12的长度L测量各部分106、108的长度。部分106、108的长度可以根据这些示出的改变。然而，根据以下的说明明显的是，基于许多原因，希望使第二部分108比第一部分106更短。
如上所述的，芯12的第二部分108通过使芯板100的外周凸缘102的部分114向内延伸而形成。外周凸缘102向内延伸的最大量可以大约等于外周凸缘102的宽度。如可以从图3和5B看出的，由于减小了中心区域104和冷却剂流动通道50的宽度，凸缘102沿着芯10的第一侧面18的向内延伸导致波状翅片62的边缘部分延伸超过芯板100的升高的中心区域和冷却剂流动通道50，如图5B的左侧所示。由此，波状翅片65的侧边63在外周凸缘102向内延伸的部分114上是未支撑的，在波状翅片62的未支撑的部分和相邻的扁平管48之间留下小间隙98(图11中示出)。发明人已经发现，由于它们的尺寸小并且由于气体必须沿着扭曲的路径流过间隙98，这种间隙98不会导致显著的旁通气流。可以理解，换热器10的芯12的外观，如图5B的左侧所示，当在延伸经过芯12的高度H的面取横截面时，具有与图11和12示出的换热器200的芯12基本上相同的外观。
在第一实施例中，设置芯12的较窄的第二部分108以形成相对窄的侧面通道116、118，侧面通道116、118基本上在整个芯12的全部高度H上延伸。这种侧面通道116、118对于芯12的长度L基本上直角地延伸，不过可以理解，在某些实施例中，侧面通道116、118可以改为相对于长度L成角度。一个侧面通道116的特写在图14中示出，并且根据本实施例的侧面通道116、118在外观上是相同的。沿着芯12的每个侧面18、20设置至少一个侧面通道116、118。例如，在根据第一实施例的换热器10中，具有沿着芯12的第一侧面18的两个侧面通道116，和沿着芯12的第二侧面20的两个侧面通道118。
换热器10进一步包括至少一个侧面密封120和至少一个侧面密封122。每个侧面密封120至少部分地接纳在沿着芯12的第一侧面18的第二间隙112和侧面通道116中，并且每个侧面密封122至少部分地接纳在沿着芯12的第二侧面20的第二间隙112和侧面通道118中。侧面密封120、122延伸整个芯12的高度H和侧面通道116、118的高度。
以下说明将主要聚焦于每个侧面密封120的特征，可以理解，每个侧面密封122在本实施例中是相同的。在下面的说明中，可以参考第二实施例的侧面密封，如图16-19所示，除非以下要特别注意的，否则其与侧面密封120、122相同。
能够看出，侧面密封120具有至少一个外缘124和至少一个内缘126，外缘124相对外壳34的侧盖68基本上密封接合地被接纳，内缘126在第二部分108的一个中，以相对芯12的第一侧面18，即相对扁平管48的外周边缘26和沿着波状翅片62的侧边63设置的最末端的侧壁44基本上密封接合地被接纳。如从图16可以看出的，侧面密封120、122具有厚度T，并且这种厚度大于第一间隙110的宽度。
类似地，侧面密封122具有至少一个外缘124和至少一个内缘126，外缘124相对于外壳34的侧盖70基本上密封接合地被接纳，内缘126在第二部分108中，即相对于扁平管48的外周边缘28，并且以非常邻近或与一个冷却剂入口和出口歧管54、56接触的方式，相对于芯12的第二侧面20基本上密封接合地被接纳。这最好是在图3中可见的。
侧面密封120的内缘和外缘126、124是直边的，意味着侧面密封120的结构在形状上相对简单，并且生产时比具有已知的梳状内缘的密封更便宜。例如，侧面密封120可以只通过挤压产生，随后通过将挤出的外形切割成所需长度的区段。替换地，侧面密封120可以通过任何其它适当的方法生产，例如模制生产。
侧面密封120可以由例如泡沫聚合物的弹性材料形成。在此，侧面密封120是弹性的，它具有当被接纳在芯12和外壳34之间时足够承受某些压缩的厚度。例如，侧面密封120可以具有大于第二间隙112宽度的未压缩的厚度。
侧面密封120的横截面形状是高度可变的。例如，侧面密封120可以具有简单的截面形状，如正方形、矩形、圆形、椭圆形等。在本实施例中，并且如图16所示，侧面密封120具有U形外形，一对腿128、130从弯曲的基底区段132延伸出来，基底区段形成侧面密封120的外缘124并且接合侧盖68。腿128、130具有自由端134、136，它们位于侧面密封120的内缘126并且接合芯12的侧面18。
尽管侧面密封120是U形并且具有两个腿128、130，但可以理解，侧面密封120可以有多于两个腿128、130，例如侧面密封120可以具有三个或四个腿。而且，尽管侧面密封120定位为使腿128、130的自由端134、136接合芯12的第一侧面18，并且基底区段132接合外壳34的侧盖68，但可以理解，在某些实施例中这种定位可以是反向的，即弯曲的基底区段132接合芯12的第一侧面18，并且腿128、130的自由端134、136接合外壳34的侧盖68。
设置具有多个腿128、130的侧面密封120是有好处的，因为腿128、130提供与芯12的多个接触点，每个自由端134、136均形成与芯12的第一侧面18的密封。这种布置提供迷宫式密封，借此使流动经过在芯12的第一侧面18和腿128、130之一的自由端134、136之间的小空间的任何气体将在腿128、130之间的空间中减少能量。设置多个密封120也能提供类似的好处，因为它们提供沿着芯12的长度L的多个密封点。
在本实施例中，腿128、130也有助于将侧面密封120保持在芯12的第一侧面18中形成的侧面通道116中的适当位置。在这方面，芯12的第二部分108a、108b，并且更具体地是在第二部分108a、108b之内的外周凸缘102，可以是能提供与侧面密封120确实互锁的形状。这有助于在制造和使用换热器10期间将侧面密封120保持在侧面通道116中，并且避免对例如粘合的其它保持方法的需求。
如最好在图2和13中可见的，芯12的每个第二部分108可以包括互锁元件138，其适合于接合和保持侧面密封120的腿128、130的自由端134、136。例如，自由端134、136可以相对于腿128、130的其余部分增加厚度，并且芯12的互锁元件138可以包括相应形状地凹进140，其形状为能以过盈配合保持自由端134、136。可以理解，有许多可能的形状和构造实现将自由端134、136保持在凸缘102中。
如上所述的，在芯12的顶部14和外壳34的顶盖64之间，和/或在芯12的底部16和外壳34的底盖66之间的旁通流动也是可能的。在本实施例中，在芯12的底部16和外壳34的底盖66之间具有空间，因此换热器10包括在芯12的底部16和外壳34的底盖66之间的底部密封142。在其它实施例中，可以在芯12的顶部14和外壳34的顶盖64之间提供类似的顶部密封(没有示出)，或另外附加或代替底部密封142。
以下是对底部密封142的特征的说明，并且特别参考图5C。因为底部密封142的一些元件与侧面密封120的特征相同，所以它们用同样的附图标记标识。
底部密封142具有外缘124和至少一个内缘126，外缘124相对外壳34的底盖66基本上密封接合地被接纳，内缘126相对芯12的底部16，更具体地说相对底板58，基本上密封接合地被接纳。底部密封142的内缘和外缘126、124是直边的，因此底部密封142可以仅通过挤压或模制生产。底部密封142可以由例如泡沫聚合物的弹性材料形成，并且可以具有大于在芯12的底部16和外壳34的底盖66之间间隙宽度的未压缩的厚度，由此在安装期间它将承受压缩。底部密封142的横截面形状是高度可变的。例如，底部密封142可以具有简单的横截面形状，如正方形、矩形、圆形、椭圆形、U形或上面描述的侧面密封120的任何其它形状。在第一实施例中，底部密封142具有扁平、矩形的外形。
芯12的顶部14和底部16不包括相应于侧面通道116、118的保持特征。然而，如下所述的，在换热器10的制造和使用期间，在此描述的换热器可以包括可靠地保持底部和顶部密封142、144的特征。
尽管在此描述的密封120、122、142可以分别单独形成和安装在换热器10中，但也可能将两个或多个这种密封结合成集成的密封结构。例如，如图5C所示，侧面密封120和/或122的一个或两者可以集成为具有顶部密封142的单个结构，在此相当于一个连续密封部件150，其沿着顶部并且沿着芯12的一侧或两侧18、20延伸。这种集成的密封结构可以通过例如模制而生产。
现在下面描述根据第二实施例的换热器200。换热器200包括许多与上面描述的换热器10相同的元件。这种同样的元件在附图和在下面说明中用同样的附图标记标识，并且与换热器10连接的这种元件的说明同样适用于换热器200。
换热器200是用于汽车的增压空气冷却器，汽车通过需要压缩增压空气的发动机驱动，例如涡轮增压内燃机或燃料电池发动机。换热器200可以安装在空气压缩机的下游和发动机的空气入口歧管的上游，以在高温、压缩的增压空气到达发动机之前将它冷却。然而，在某些实施例中，换热器200可以与入口歧管集成，如上所述的。经过换热器200循环的冷却剂是液体冷却剂，其可以与发动机冷却剂相同，例如是水或水/乙二醇混合物。
如图6-11所示，换热器200包括芯12、入口端部22、出口端部24、冷却剂开口25、27、冷却剂歧管54、56、和位于入口和出口端部22、24的气体入口和出口开口30、32，其中芯12具有顶部14、底部16、第一和第二侧面18、20。芯12具有在入口和出口端部22、24之间限定的长度L、和在顶部14和底部16之间限定的高度H。可以看出，侧面18沿着芯12的长度L和高度H延伸，相对的侧面20也是。
芯12包括堆叠的扁平管48，每个管48具有限定冷却剂流动通道50的中空内部，并且外周侧边26、28沿着芯12的长度L延伸。扁平管48以在相邻的一对扁平管48之间提供空间的形式堆叠布置，这种空间限定多个气流通道52。气流通道52沿着芯12的长度L从入口22延伸到芯12的出口端部24。如可以理解的，每个气流通道52具有邻近芯12的端部22、24的一对开口端部，和沿着芯12的长度L延伸的一对基本上封闭的侧面51、53。在其基本封闭的侧面51、53之间限定每个气流通道52的宽度W1(图9)。
换热器200的紊流增强插入物包括多个波状翅片62。每个波状翅片62具有一对侧边63、65，在它们之间限定波状翅片62的宽度W2，如图9所示。在第二实施例中，宽度W2相应于或基本上与在其中提供的气流通道52的宽度W1相同。
通过沿着芯12的长度L延伸的多个平行侧壁44限定波状翅片62，其中侧壁44在它们的顶部和底部具有顶峰46，沿着顶峰46它们彼此连接并且连接到相邻的扁平管48。由此，每个波状翅片62由一排横向延伸的波纹构成，其在芯12的端部22、24开口。
沿着波状翅片62的两侧63、65，最末端的一个侧壁44基本上是不穿孔的，并且限定一个气流通道52的一个基本上封闭的侧面51或53。有利的是，至少最末端的侧壁44基本上是不穿孔的，以便使从气流通道52和波状翅片62逸出并且旁通的气体量最小化。在实施例中，希望的是提供具有百叶窗或其它类型穿孔(没有示出)的侧壁44，最末端的侧壁44可以变形，以便基本上封闭穿孔，或波状翅片62可以设置成多个区段，包括具有百叶窗或其它穿孔的中心区段、和没有穿孔的两个边缘区段。
芯12的冷却剂流动通道50通过一对冷却剂歧管54、56连接，如图7所示。在第二实施例中，通过在构成管48的每个板100中设置有孔的、直立的凸起部或鼓泡55、57(图12中示出)来形成歧管54、56，相邻板对的凸起部相连以形成连续歧管54、56。歧管54、56与每个冷却剂流动通道50连通，并且从顶部14到底部16延伸通过芯12的整个高度。歧管54、56的下端部靠近底板58，底板58限定芯12的底部16，而通过顶板60限定芯12的顶部14，冷却剂开口25、27限定在顶板60中。
冷却剂歧管54、56沿着芯12的长度L间隔开，因此空气和冷却剂流可以以相反的方向(逆流布置)或以相同的方向(同向流动布置)流动。
换热器200进一步包括环绕芯12的外壳34，外壳具有入口端部分36和出口端部分38。外壳34包括沿着芯12的至少一个侧面18或20延伸并且与之间隔开的至少一个侧盖68或70。在第二实施例中，外壳34是连续的并且环绕芯12，包括盖住芯12侧面18、20的一对所述侧盖68、70，并且进一步包括盖住芯12顶部14的顶盖64、和盖住芯12底部16的底盖66。与端部分36、38一起，外壳34的盖64、66、68、70形成围绕芯12的基本上连续的罩，只是在用于气体和冷却剂的入口和出口开口处除外。
顶板60的冷却剂开口25、27提供在歧管54、56和冷却剂开口72、74之间的连通，冷却剂开口72、74设置在外壳34的顶盖64上。外壳34进一步包括一对冷却剂配件78、80，冷却剂配件78、80与相应的冷却剂开口72、74连通，并且适于连接到冷却剂循环系统(没有示出)中的冷却剂管路(没有示出)。利用管接头将配件78、80密封地连接到芯12，管接头被钎焊到芯上，并且装配在安装于外壳34的冷却剂开口72、74之内的套环中。
芯12的两个侧面18、20与相应的外壳34的侧盖68、70间隔开，并且芯12的顶部14与外壳34的顶盖64间隔开。在这种特定的实施例中，芯12的底部16可以直接与外壳34的底盖66接触，或在芯12的底部16和底盖66之间的空间小到可以忽略旁通流动。
如最好在图8、9、15、17和18中可见的，芯12的侧面18、20与外壳34的侧盖68、70间隔开。这种空间部分地由在管48的外周侧边26、28(图8和9)和外壳34的侧盖68、70之间形成，并且部分地由在波状翅片62的侧边63、65(图9)和外壳34的侧盖68、70之间的空间形成。如果留下敞开口，这种空间将允许气体的过量旁通流动，会降低换热器200的效率。
在附图示出的芯结构中，管48的边缘由芯板100的外周凸缘102组成，管48由芯板100形成。如图9中可以看出的，波状翅片62的宽度W2大约与芯板100的升高的部分104的宽度相同。因此，插入物62不延伸到管48的外周凸缘的边缘26、28。因此，芯12的侧面18、20具有不规则的梳状形状。正如以上的讨论，这难以实现在芯12的侧面18、20和外壳34之间的可靠密封。
通过改变侧面18、20的形状而克服相对于芯12的侧面18、20形成密封方面的困难。在这方面，芯12包括至少一个第一部分106，在其中扁平管48具有宽度W(在所述第一部分106的外周侧边26和28之间测量，如图12所示)，其大于每个气流通道52的宽度W1。在芯12的这种区域中，仅在循环冷却剂的管48的这些部分之间提供波状翅片62，波状翅片62通过芯板100的升高的部分104限定，终止在冷却剂流动通道50的边缘。因此，在芯12的第一部分106，芯板100的密封的外周凸缘102向外突出超过波状翅片62的边缘63、65，沿着芯12的两侧18、20产生不规则的梳状形状。本实施例中包括三个这种第一部分106，并且在图12中标记为106a、106b和106c。
还如图12示出的，芯12也包括至少一个第二部分108，其中扁平管48具有宽度W3(在第二部分108中的外周侧边26和28之间测量)，其基本上与每个气流通道52的宽度W1相同。本实施例包括两个所述第二部分，图12中标记为108a和108b。这种芯12的较小的第二部分108通过使在这些第二部分108中的外周凸缘102朝向扁平管48的中间向内延伸而形成。这导致芯板100的升高的中心部分104的宽度局部减小，并且相应减小在第二部分108中的冷却剂流动通道50的宽度，而气流通道52的宽度W1和波状翅片62的宽度W2在整个第一和第二部分106、108保持不变。在第二部分108减小的宽度是足够的，由此使得在每个第二部分108的至少一部分的外周侧边26、28之间的宽度W3基本上与气流通道52的宽度W1和波状翅片62的宽度W2相同，在可接受的制造公差之内。
从附图可以看出，第二宽度W2相应于在第二部分108之内在外周侧边26、28之间的最小宽度，而且外周凸缘102的宽度在第二部分108中是稍微可变的。重要的是要注意到，外周凸缘102的某一最小宽度必须保持在第二部分108之内，以便确保冷却剂流动通道50的可靠密封，并且这种需要是在第二部分108中的冷却剂流动通道50变窄的原因。
对于上述构造，如最好在图15中示出的，具有在芯12的第一部分106中在侧盖68和芯12的侧面18之间的第一间隙110，第一间隙110小于在芯12的第二部分108中在侧盖68和芯12的侧面18之间的第二间隙112。在本实施例中，芯12是对称的，因此相同的第一和第二间隙110、112存在于芯12的侧面20和外壳的侧盖70之间。可以理解，第二间隙112是在外壳34和芯12的第二部分108之间的距离，更具体的是在外壳34和第二部分108的那些部分之间的距离，其中在外周侧面边缘26、28之间的宽度W3基本上与气流通道52的宽度W1和波状翅片62的宽度W2相同，在可接受的制造公差之内。
沿着芯12的长度L的芯12的第一和第二部分106、108的位置和相对的长度是可变的。例如，在本实施例中，第二部分108a、108b靠近芯12的端部，并且设置三个第一部分106a、106b和106c。
在本实施例中，第一部分106的长度(即，106a、106b和106c结合的长度)大于第二部分108a、108b单独的和结合的长度，其中部分106、108的长度是沿着芯12的长度L测量的。
外周凸缘102向内延伸的最大量可以大约等于外周凸缘102的宽度。由于减小了中心区域104和冷却剂流动通道52的宽度，凸缘102的向内延伸导致邻近边缘63、65的波状翅片62的边缘部分延伸超过芯板100的升高的中心区域104和冷却剂流动通道52。由此，波状翅片62在向内延伸的部分114是未被支撑的，在插入物62的未支撑的部分和相邻的扁平管48之间留下小的间隙98。
设置芯12较窄的第二部分108，使得基本上延伸芯12的整个全部高度H形成相对窄的侧面通道116、118。这种侧面通道116、118以基本上直角相对于芯12的长度L延伸。
换热器200进一步包括一对侧面密封120和一对侧面密封122。每个侧面密封120、122至少部分地被接纳在芯12的第二部分108a或108b和外壳34的侧盖68之间的第二间隙112中，即至少部分地被接纳在侧面通道116中。侧面密封120、122延伸整个芯的高度H和侧面通道116、118的高度。如从图9、15和16可以看出的，侧面密封120、122具有厚度T，其大于第一间隙110的宽度。
以下说明将集中于每个侧面密封120的特征，可以理解，每个侧面密封122在本实施例中都是相同的。
可以看出，侧面密封120具有至少一个外缘124和至少一个内缘126，外缘124相对外壳34的侧盖68基本上密封接合地被接纳，内缘126在第二部分108中，以相对芯12的侧面18，即相对扁平管48的外周侧面边缘24和波状翅片62最末端的侧壁44基本上密封接合地被接纳，其限定一个气流通道52的基本上封闭的侧面51或53。
侧面密封120的内缘和外缘126、124是直边的，意味着侧面密封120的结构在形状上相对简单，并且生产时比具有已知的梳状内缘的密封更便宜。例如，侧面密封120可以只通过挤压或模制产生，随后通过将挤出的外形切割成所需长度的区段。
侧面密封120可以由例如泡沫聚合物的弹性材料形成。在此，侧面密封120是弹性的，它具有当被接纳在芯12和外壳34之间时足够承受某些压缩的厚度。例如，侧面密封120可以具有大于第二间隙112宽度的未压缩的厚度。
侧面密封120的横截面形状是高度可变的。例如，侧面密封120可以具有简单的截面形状，如正方形、矩形、圆形、椭圆形等。在本实施例中，侧面密封120具有U形外形，一对腿128、130从弯曲的基底区段132延伸出来，基底区段形成侧面密封120的外缘124并且接合侧盖68。腿128、130具有自由端134、136，它们位于侧面密封120的内缘126并且接合芯12的侧面18。
尽管侧面密封120是U形的并且具有两个腿128、130，但可以理解，侧面密封120可以有多于两个腿128、130，例如侧面密封120可以具有三个或四个腿。而且，尽管侧面密封120定位为使腿128、130的自由端134、136接合芯12的第一侧面18，并且基底区段132接合外壳34的侧盖68，但可以理解，在某些实施例中这种定位可以是反向的，即弯曲的基底区段132接合芯12，并且腿128、130的自由端134、136接合侧盖68。
腿128、130也有助于将侧面密封120保持在芯12的侧面18中形成的侧面通道116中的适当位置。在这方面，芯12的第二部分108a、108b，并且更具体的是在第二部分108a、108b之内的外周凸缘102，可以是能提供与侧面密封120确实互锁的形状。这有助于在制造和使用换热器200期间将侧面密封120保持在侧面通道116中，并且避免对例如粘合的其它保持方法的需求。
如最好在图13-15中可见的。芯12的每个第二部分可以包括互锁元件138，其适合于接合和保持侧面密封120的腿128、130的自由端134、136。例如，自由端134、136可以相对于腿128、130的其余部分增加厚度，并且芯12的互锁元件138可以包括相应形状的凹进140，其形状为能以过盈配合保持自由端134、136的形状。可以理解，有许多可能的形状和构造实现将自由端134、136保持在凸缘102中。
如上所述的，在芯12的顶部14和外壳34的顶盖64之间，和/或在芯12的底部16和外壳34的底盖66之间的旁通流动也是可能的。在本实施例中，在芯12的顶部14和外壳34的顶盖64之间具有空间，因此换热器200包括在芯12的顶部14和外壳34的顶盖64之间的顶部密封142。在其它实施例中，可以在芯12的底部16和外壳34的底盖66之间提供类似的底部密封(没有示出)，或另外附加或代替顶部密封142。
以下是对顶部密封142的特征的说明，并且特别参考图7、10和19。因为顶部密封142的许多元件与侧面密封120的特征相同，所以它们用同样的附图标记标识。
如图7和10所示，顶部密封142具有外缘124和至少一个内缘126，外缘124基本上相对于外壳3的顶盖64密封接合地被接纳，内缘126基本上相对于芯12的顶部14，更具体地说相对于顶板60，密封接合地被接纳。顶部密封142的内缘和外缘126、124是直边的，因此顶部密封142可以仅通过挤压产生。顶部密封142可以由例如泡沫聚合物的弹性材料形成，并且可以具有大于在芯12的顶部14和外壳34的顶盖64之间的间隙宽度的未压缩的厚度，由此在安装期间它将承受压缩。顶部密封142的横截面形状是高度可变的。例如，顶部密封142可以具有简单的横截面形状，如正方形、矩形、圆形、椭圆形、U形或上面描述的侧面密封120的其它任何形状。在图19的实施例中，顶部密封142具有U形外形，其与侧面密封120稍有不同。然而，出于以下解释的原因，顶部密封142和底部密封144可以具有与侧面密封120、122相同的外形。
尽管芯12的顶部14和底部16不包括相应于侧面通道116、118的保持特征，但在换热器200的制造和使用期间，换热器200可以包括将底部和顶部密封142、144可靠地保持的特征。
例如，如图10所示，顶部密封142可以部分地嵌入在外壳34的顶盖64中的槽146中。类似地，当使用底部密封时，它可以嵌入在外壳34的底盖66中的类似的槽中(没有示出)。通过利用在芯12和/或外壳34之间的粘合，可以加强顶部密封142和/或底部密封的保持。
代替在外壳34中设置保持槽146或148，或除此之外还可能的是在顶板58和/或底板60中结合保持特征(没有示出)以保持顶部密封142或底部密封144的内缘126。例如，这种保持特征可以包括在换热器芯12的顶板58或底板60中形成的一个或多个升高的脊。
尽管在此描述的密封120、122、142可以分别单独形成和安装在换热器200中，也可以将两个或多个这种密封结合成集成的密封结构。例如，如图19所示，侧面密封120和/或122的一个或两者可以集成为具有顶部密封142的单个结构，在此相当于一个连续密封部件150，其沿着顶部并沿着芯12的一侧或两侧18、20延伸。
连续密封部件150包括单个、细长、弹性的挤压型材，并且可以在将芯12安装到外壳34中之前绕着芯12包裹连续密封部件150。连续密封部件150包括可包裹的角部分152(图10和19)，其绕芯12的角包裹，芯的侧面18、20与顶部14在该角部相交。可包裹的角部分152可以是预成形的或可能具有使它们便于绕芯12包裹的特征。例如，如图20和21所示，可包裹的角部分152可以包括部分地经过密封部件150的厚度延伸的V形的凹口154，凹口154在密封部件150的内缘126处开口。在挤压型材包括两个或多个腿128、130的情况下，凹口154在两个腿中形成。
图20的连续密封部件150适合于完全绕芯12包裹，如图21所示，由此提供沿着两侧18、20和沿着顶部14和底部16的密封。这种密封部件150包括三对凹口154，以在芯12的四个角的三个上提供角部分152。连续密封部件150的端部在芯12的第四个角接触，并且可以通过胶粘结合在一起。出于这种目的，连续密封部件的端部可以是斜接的。
提供以连续密封部件150形成的密封能使安装简单化，并且还可以提供改进的密封保持和在芯12的各角部处的改进的密封。
上面描述的换热器200包括两个分开的密封组件，每个密封组件包括一对侧面密封120、122和一个顶部密封142，两个密封组件位于芯12相对的端部22、24。然而，可以理解，根据本发明的换热器可以包括一个或多个密封组件，它们位于沿着芯12长度的不同位置，而且密封组件可以包括侧面密封120、侧面密封122、顶部密封142和/或底部密封，并且不管这种密封是单独形成的还是集成为连续密封部件150的。在提供单个密封组件的情况下，它可以位于沿着芯12的长度L的任何位置，包括邻近芯12的端部22、24或中间的位置。芯板100可以根据密封需要的数量和位置来配置。
现在下面描述根据第三实施例的换热器300。换热器300包括许多与上面描述的换热器10和200相同的元件。这种同样的元件在附图和下面的说明中用同样的附图标记标识，并且与换热器10和/或200相联系的那些元件的说明同样适用于换热器300。
换热器300在整体形状上类似上面描述的换热器200，主要的不同在于，换热器300的入口和出口歧管54、56在芯12之内沿着其长度L居中定位并且对齐，将每个气流通道52分成两个区段52a、52b，以及将每个波状翅片62分成两个区段62a、62b。
如上面描述的换热器200，换热器300包括外壳34，外壳34具有与芯12集成的顶盖64。顶盖64包括相对厚的、扁平的凸缘板160，其可以由铝构成并且它的底部表面钎焊到芯12的顶板60上。凸缘板160具有一对冷却剂开口72、74，它们与冷却剂歧管54、56连通，并且凸缘板160的顶部表面具有一对冷却剂配件78、80。凸缘板160的边缘可以通过任何适当的方法密封地连接到外壳34的其余部分，例如通过机械连接、钎焊或熔焊。
在本实施例中，冷却剂配件78、80从芯12的中心偏离，因此通过具有偏置通道304、306的中间板302将它们连接到凸缘板160，偏置通道304、306在冷却剂歧管54、56和相应的冷却剂配件78、80之间提供连通。
如最好在图24中可见的，芯12的侧面18、20与外壳34的侧盖68、70间隔开。这种空间部分地由在管48的外周侧边26、28和外壳34的侧盖68、70之间的空间形成，部分地由在波状翅片62的侧边63、65和外壳34的侧盖68、70之间的空间形成。这导致沿着芯12的两侧18、20的不规则的梳状形状。
换热器300的芯12与换热器10和200的不同之处在于，它包括通过一个第二部分108分开的一对第一部分106a、106b，其中第一和第二部分106、108如上面描述的第一和第二实施例中限定的。这导致在芯12的每个侧面18、20形成一个侧面通道116、118，通道116、118基本上延伸整个芯12的全部高度H。
换热器300进一步包括一个侧面密封120、一个侧面密封122和一个底部密封142，它们具有与换热器10的密封120、122和142基本上相同的构造。
每个侧面密封120、122至少部分地被接纳在芯12的第二部分108a或108b和外壳34的侧盖68或70之间的第二间隙112中，即至少部分地被接纳在侧面通道116或118中。侧面密封120、122延伸整个芯的高度H和侧面通道116、118的高度。
底部密封142具有矩形外形，并且以基本上相对于外壳34的底盖66、并相对于芯12的底板58密封接合地被接纳。
尽管结合某些实施例描述了本发明，但它不于此。相反地，本发明包括可能属于以下权利要求范围的实施例。

Claims (30)

1.一种气体/液体换热器，包括：
(a)芯，其具有长度、高度、和延伸整个芯的长度和高度的一对相对的侧面，
其中芯包括多个扁平管，其以堆叠布置，在每个相邻的扁平管对之间提供空间，每个扁平管具有限定液体流动通道的中空内部，并且每个空间都限定气流通道；
其中每个扁平管具有沿着芯的长度延伸的一对外周边缘，扁平管的外周边缘部分地限定芯的侧面；
其中每个气流通道具有一对开口端部和一对相对的侧面，其中在相对的侧面之间限定每个所述气流通道的宽度，气流通道相对的侧面部分地限定芯的侧面；
其中芯包括第一部分，在其中扁平管具有大于每个气流通道宽度的第一宽度，其中在所述第一部分中在扁平管的外周边缘之间限定第一宽度；
其中芯具有第二部分，在其中扁平管具有基本上与每个气流通道的宽度相同的第二宽度，其中在所述第二部分中在扁平管的外周边缘之间限定第二宽度；
(b)环绕芯的外壳，其中外壳包括具有气体入口开口的入口端部分和具有气体入口开口的出口端部分，其中气体入口和出口开口与芯的气流通道的开口端部连通；
其中外壳包括至少一个侧盖，其沿着芯的至少一个侧面延伸，并且与芯的至少一个侧面间隔开，其中在芯的第一部分中在侧盖和芯的侧面之间的第一间隙小于在芯的第二部分中在侧盖和芯的侧面之间的第二间隙；和
(c)侧面密封，其至少部分地被接纳在外壳的侧盖和芯的第二部分之间的间隙中；
其中侧面密封延伸整个芯的高度，并且具有大于第一间隙的厚度。
2.根据权利要求1的换热器，其中每个气流通道都具有紊流增强插入物。
3.根据权利要求2的换热器，其中每个紊流增强插入物包括由沿着芯的长度延伸的多个平行侧壁限定的波状翅片，其中侧壁在它们的顶部和底部具有顶峰，在顶峰处它们彼此相连，并且连接至相邻的某一所述扁平管，
其中每个波状翅片具有一对侧边，在它们之间限定波状翅片的宽度，其中波状翅片的至少一个侧边通过所述波状翅片的最末端的侧壁限定，并且其中最末端的侧壁基本上是不穿孔的，并且限定一个气流通道的一个相对侧面。
4.根据权利要求3的换热器，其中通过波状翅片的一个所述最末端的侧壁限定波状翅片的每个侧边。
5.根据权利要求4的换热器，其中每个所述波状翅片都具有限定其中提供的气流通道宽度的宽度，由此通过一个所述波状翅片的最末端的侧壁限定每个气流通道的每个相对侧面。
6.根据权利要求1的换热器，其中每个扁平管包括一对芯板，芯板具有环绕升高的中心区域的平的外周凸缘，并且其中通过沿着芯的长度延伸的所述平的外周凸缘的各部分限定管的所述外周边缘。
7.根据权利要求6的换热器，其中芯板的每个升高的中心区域和扁平管的每个液体流动通道在芯的第二部分中具有宽度，其小于在芯的第一部分中的宽度。
8.根据权利要求6或7的换热器，其中平的外周凸缘包括在芯的第二部分中的向内延伸的部分。
9.根据权利要求8的换热器，其中向内延伸的部分向内延伸最大量，该最大量基本上等于沿着芯的第一部分的平的外周凸缘的宽度。
10.根据权利要求9的换热器，其中每个向内延伸的部分包括互锁元件，其适合于接合和保持侧面密封的内缘。
11.根据权利要求1的换热器，其中芯的第二部分具有小于芯的第一部分的长度。
12.根据权利要求1的换热器，其中第二部分形成凹进通道，其基本上在整个芯的全部高度上延伸。
13.根据权利要求1的换热器，其中芯进一步包括顶部和底部，并且其中外壳包括顶盖、底盖和一对所述侧盖，顶盖盖住芯的顶部，底盖盖住芯的底部，侧盖盖住芯的侧面。
14.根据权利要求13的换热器，其中芯的底部与外壳的底盖间隔开，并且底部密封设置在芯的底部和外壳的底盖之间。
15.根据权利要求14的换热器，其中底部密封部分地嵌入在外壳的中的槽中。
16.根据权利要求13的换热器，其中芯的顶部与外壳的顶盖间隔开，并且顶部密封设置在芯的顶部和外壳的顶盖之间。
17.根据权利要求16的换热器，其中顶部密封部分地嵌入在外壳的顶盖中的槽中。
18.根据权利要求1的换热器，其中密封是弹性的并且具有大于所述第二间隙的未压缩的厚度。
19.根据权利要求18的换热器，其中密封包括多个腿，腿具有在其第二部分接合芯的端部。
20.根据权利要求19的换热器，其中密封是具有两个所述腿的U形形状。
21.根据权利要求20的换热器，其中芯的第二部分包括互锁元件，其接合和保持腿的端部。
22.根据权利要求21的换热器，其中腿的端部具有增加厚度的部分，其适合于通过互锁元件接合和保持。
23.根据权利要求12-22中任何一项的换热器，其中侧面密封、顶部密封和底部密封包括连续密封部件，其沿着芯的顶部、底部和侧面延伸。
24.根据权利要求23的换热器，其中连续密封的所有部分处于一单个横向平面中。
25.根据权利要求24的换热器，其中连续密封包括细长、弹性的部件。
26.根据权利要求25的换热器，其中连续密封包括可包裹的角部分，其适合于在芯的侧面和邻接的顶部和底部之间绕角包裹。
27.根据权利要求26的换热器，其中可包裹的角部分包括凹口，其部分地经过连续密封的厚度延伸。
28.根据权利要求27的换热器，其中凹口是V形的并且朝向芯开口。
29.根据权利要求1的换热器，其中换热器包括两个或多个所述侧面密封，它们沿着芯的长度间隔开，并且其中芯包括两个所述第二部分，在其中扁平管具有基本上与每个气流通道的宽度相同的第二宽度。
30.根据权利要求1的换热器，其中通过芯的冷却剂入口和出口歧管限定每个气流通道的一个相对侧面。
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