CN107208984A - 热交换器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种热交换器(1)，其包括：‑第一传热流体在其中流通的热交换芯束(3)，‑用于第二传热流体的至少一个输入箱体(5a)或输出箱体(5b)，‑布置在所述热交换芯束(3)的周边上的、且包括侧壁(5)的至少一个集管器(7)，所述侧壁(75)的至少两个部分(77)被折起，以便通过卷曲抵靠所述热交换芯束(3)而固定所述箱体(5a、5b)，所述侧壁(75)随着所述热交换芯束(7)的至少一个角部的轮廓，所述侧壁(75)在所述角部的每侧上包括折起部分(77)，且在所述角部区域中包括非折起部分(79)，所述折起部分(77)连续地连接到所述非折起部分(79)。

Description

热交换器
技术领域
本发明涉及热交换器领域，并且更具体地，涉及热交换芯束(core bundle)与传热流体输入箱体(tank)或输出箱体之间的固定。
背景技术
热交换器，例如诸如增压空气冷却器，通常包括热交换芯束，所述热交换芯束包括管，第一传热流体在所述管内流通。热交换器还包括用于第二传热流体的输入箱体和输出箱体，在这一情况下所述第二传热流体是来自涡轮增压器的增压空气。输入箱体和输出箱体固定至热交换芯束，以使得第二传热流体在所述管之间流通，并且可以与第一传热流体交换热能。
在制造热交换器的过程期间，所述箱体通常借助于集管器(collector)固定至热交换芯束。该集管器可例如是在热交换器芯束周边的金属板，其包括卷曲凸耳(crimpingtabs)，使用卷曲工具将所述卷曲凸耳折起在所述箱体上，以便卷曲所述箱体。
然而，随着时间推移且由于振动，这些卷曲凸耳可经历在其基部导致裂纹的应力。这些裂纹可最终导致卷曲凸耳破裂，且因此削弱箱体到热交换芯束的固定。
发明内容
因此，本发明的一个目的在于至少部分地克服现有技术的缺陷，并且提供一种改善第二流体输入箱体或输出箱体和热交换器芯束之间的固定的热交换器。
本发明因此涉及一种热交换器，其包括：
-热交换芯束，第一传热流体在所述热交换芯束中流通，
-用于第二传热流体的至少一个输入箱体或输出箱体，所述箱体包括支承区和在所述支承区的区域中朝向所述箱体的外部取向的至少一个肩部，
-至少一个集管器，其布置在热交换芯束的周边上，并且包括：
ο基部，所述箱体的支承区意于搁置在所述基部上，
ο侧壁，所述侧壁的至少两个部分被折起在所述肩部上，以便通过抵靠热交换芯束卷曲来固定所述箱体，
所述侧壁随着(follow)所述热交换芯束的至少一个角部的轮廓，所述侧壁在所述角部的每侧上包括折起部分，且在所述角部区域中包括非折起部分，所述折起部分连续地连接到所述非折起部分。
侧壁随着角部的轮廓的事实使得可以限制在折起部分处的破裂的风险。特别地，这一构造阻止例如由振动导致的应力集中，并且将应力分布在侧壁的整个长度之上。
根据本发明的一个方面，折起部分通过经受扭转的部分连续地连接到非折起部分。
根据本发明的另一个方面，侧壁的厚度在经受扭转的部分的区域中的减薄小于或等于20％。
根据本发明的另一个方面，所述箱体由所述集管器在其在所述热交换芯束的两个角部之间的长度的至少四分之一之上卷曲。
根据本发明的另一个方面，侧壁在热交换器的整个周边上是连续的。
根据本发明的另一个方面，密封件布置在箱体的支承区和固定装置的基部之间。
根据本发明的另一个方面，密封件放置在固定装置的基部内的凹槽中。
根据本发明的另一个方面，所述箱体在热交换芯束的至少一个角部的区域中包括压靠非折起部分的边缘面的缓冲器和垂直于所述缓冲器的腿部，所述腿部压缩密封件。
根据本发明的另一个方面，集管器形成为与热交换芯束是一体的。
根据本发明的另一个方面，集管器是固定在热交换芯束的周边上的元件。
附图说明
通过阅读以下以非限制性说明性示例方式而给出的描述，并且通过研究附图，本发明的其它特征和优势将变得更加清晰地显而易见，在附图中：
-图1是热交换器的示意性透视图，
-图2是用于固定箱体至热交换芯束的固定区域在固定之后的横截面的示意图，
-图3是在热交换器的角部区域中的集管器的示意性透视图，
-图4是根据一个特定实施例的热交换器的角部的示意性透视图，
-图5是根据图4的特定实施例的热交换器的角部的部分截面的示意图。
具体实施方式
在各附图中，相同元件具有相同的附图标记。
如图1所示，其是热交换器1的示意性透视图，在这一情况中是加压空气冷却器，后者包括：
-热交换芯束3，其包括管和一组板(未示出)，其中，第一换热流体在用于所述第一换热流体的输入管道3a和输出管道3b之间流通，
-第二传热流体的至少一个输入箱体5a或输出箱体5b，以及
-在热交换芯束3上、箱体5a、5b的至少一个集管器7。
热交换芯束3通常采用平行六面体形状，第一集管器7随着所述热交换芯束3的一个面的周边，而第二集管器7顺着相反面的周边。
集管器7可被形成为与热交换芯束3是一体的，或可替代地可以是固定至热交换芯束3的周边的元件，例如通过钎焊。
如在图2中更详细地示出，集管器7包括基部71，箱体5a、5b的支承区57意于搁置在所述基部71上。箱体5a、5b本身包括至少一个肩部51，其朝向所述箱体5a、5b的外部取向。该肩部51被布置在其支承区57的区域中。
集管器7还包括侧壁75，其折起在肩部51上，以便通过卷曲固定箱体5a、5b。为了使固定是有效的，热交换器1包括至少两个折起在肩部51上的部分77，优选地在一个和相同的面的相反侧上。
在图1所示的示例中，在热交换器1的每一侧上存在连续的折起部分77。
为了密封箱体5a、5b抵靠热交换芯束3的固定，密封件9可以放置在箱体5a、5b的支承区57和集管器7的基部71之间。当箱体5a、5b被固定时，密封件9在支承区57和基部71之间被压缩，如图2所示。密封件9可以尤其放置在集管器7的基部71内的凹槽中。然而，完全可以设想密封件9直接并入到支承区57中。
集管器7的侧壁75连续地随着热交换芯束7的角部的轮廓。该由侧壁75对角部随着在图3中更详细地示出。在角部区域中，侧壁75在热交换芯束3的角部的任一侧上，包括折起部分77，以及在热交换芯束3的角部处，包括非折起部分79。折起部分77在通过经受扭转的侧壁75的部分78连续地连接至非折起部分79。
侧壁随着角部的轮廓的事实使得可以限制在折起部分77的区域中的破裂的风险。特别地，该构造阻止例如由振动导致的应力集中，并且将应力分布在侧壁75的整个长度上。
如图1所示，集管器7的侧壁75随着热交换芯束3的一个并且相同的面的所有角部的轮廓是有利的。
为了维持承受应力的足够的能力，侧壁75的厚度在经受扭转的部分78的区域中集管器7的减薄优选小于或等于20％。
为了控制这一减薄，在热交换芯束3的角部区域中的侧壁75构造和几何形状可根据各种参数并使用以下方程来限定：
L＝P×(a1×H+b1)+(a2×H+b2)
L对应沿着部分77的折叠轴线的非折起壁79和折起部分77之间的的长度。
P对应卷曲深度，即对应在折起部分77的卷曲方向上的壁79的内侧和折起部分77的端部之间的距离。
H对应非折起部分79的高度，即对应在由肩部51形成的平面和非折起部分79的顶部之间的距离。
数值a1、a2、b1和b2是依据集管器7的厚度的各种减薄通过试验和误差获得的常数。这些常数在下表中给出：
为了使箱体5a、5b的固定是尽可能有效的坚固的，该箱体被集管器7在其在热交换芯束3的两个角部之间的长度的至少四分之一之上卷曲。
在如图1所述的实施例中，集管器7包括侧壁75，其连续地围绕热交换器1的整个周边。因此，沿着热交换器7的每一侧，集管器7不具有卷曲凸耳，但替代地具有的折起部分79，折起部分79在角部处连接经受扭转的部分79。结果，集管器7能够更好地承受应力，例如与振动相关的应力，因为应力在热交换器1的各侧的整个长度之上以及在侧壁75的整个长度之上分布。
如图4和5所示，箱体5a、5b，在热交换芯束3的至少一个角部处，可以包括缓冲器50，所述缓冲器50在热交换器1的角部处抵靠着非折叠部分79的边缘面支承。箱体5a、5b还可以包括与所述缓冲器50垂直的腿部52。随着箱体5a、5b放置在热交换芯束3上，缓冲器20与非折起部分79的边缘面接触，并且腿部52压缩密封件9。腿部52的长度确定密封件9在所述热交换器1的周边上的压缩。
因此，可以清楚地看出根据本发明的热交换器1，考虑到尤其在角部处的集管器7的特定构造，允许更好的对应力的耐受性，且因此允许在热交换芯束3和箱体5a、5b之间的更好的耐久性。

Claims (10)

1.一种热交换器(1)，包括：
-热交换芯束(3)，第一传热流体在所述热交换芯束中流通，
-用于第二传热流体的至少一个输入箱体(5a)或输出箱体(5b)，所述箱体包括支承区(57)和在所述支承区(57)的区域中朝向所述箱体(5a、5b)的外部取向的至少一个肩部(51)，
-至少一个集管器(7)，其布置在所述热交换芯束(3)的周边上，并且包括：
基部(71)，所述箱体(5a、5b)的支承区(57)意于搁置在所述基部上，
侧壁(75)，所述侧壁(75)的至少两个部分(77)被折起到所述肩部(51)上，以便通过抵靠着所述热交换芯束(3)卷曲来固定所述箱体(5a、5b)，
其特征在于，所述侧壁(75)随着所述热交换芯束(7)的至少一个角部的轮廓，所述侧壁(75)在所述角部的每侧上包括折起部分(77)，且在所述角部区域中包括非折起部分(79)，所述折起部分(77)连续地连接到所述非折起部分(79)。
2.根据前述权利要求所述的热交换器(1)，其特征在于，所述折起部分(77)通过经受扭转的部分(78)连续地连接到所述非折起部分(79)。
3.根据前述权利要求所述的热交换器(1)，其特征在于，所述侧壁(75)的厚度在所述经受扭转的部分(78)的区域中的减薄小于或等于20％。
4.根据前述权利要求中的一项所述的热交换器(1)，其特征在于，所述箱体(5a、5b)由所述集管器(7)在其在热交换芯束(3)的两个角部之间的长度的至少四分之一之上卷曲。
5.根据前述权利要求中的一项所述的热交换器(1)，其特征在于，所述侧壁(75)在所述热交换器(1)的整个周边之上是连续的。
6.根据前述权利要求中的一项所述的热交换器(1)，其特征在于，密封件(9)布置在所述箱体(5a、5b)的支承区(57)和所述固定装置(7)的基部(71)之间。
7.根据前述权利要求所述的热交换器(1)，其特征在于，所述密封件(9)放置在所述固定装置(7)的基部(71)内的凹槽中。
8.根据权利要求5和6中一项所述的热交换器(1)，其特征在于，所述箱体(5a、5b)在所述热交换芯束(3)的至少一个角部的区域中包括压靠所述非折起部分(79)的边缘面的缓冲器(50)和垂直于所述缓冲器(50)的腿部(52)，所述腿部(52)压缩所述密封件(9)。
9.根据前述权利要求中的一项所述的热交换器(1)，其特征在于，所述集管器(7)被形成为与所述热交换芯束(3)是一体的。
10.根据权利要求1至8中的一项所述的热交换器(1)，其特征在于，所述集管器(7)是固定在所述热交换芯束(3)的周边上的元件。
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