CN109154480A - 热交换器和相关的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热交换器(1)，包括：‑管(20)的束；‑歧管(3)，包括歧管板(31)和覆盖所述歧管板(31)的盖(32)，所述歧管板(31)包括孔，所述管(20)的端部插入所述孔中；‑布置在至少一个歧管中的分隔壁(33)，所述分隔壁(33)限定在歧管(3)中的两个隔室(37a，37b)。盖(32)包括至少一个流量限制器(34)，其至少部分地设置在定位成紧邻分隔壁(33)的至少一个管(20)的端部上方。

Description

热交换器和相关的制造方法

技术领域

本发明涉及特别地用于机动车辆的热交换器，以及用于制造该热交换器的方法

背景技术

它更特别地涉及一种包括多个管的热交换器，在所述多个管之间插入间隔件。在束的每个端部处，热交换器包括用于分配和/或接收在管中流动的流体的歧管。在一些类型的热交换器中，歧管或甚至两个歧管具有分隔壁，该分隔壁限定两个隔室。对于具有U形流体流动的热交换器特别地如此，其中第一歧管包括分隔壁、用于流体的到达的第一隔室和用于抽空流体的第二隔室，第二歧管是封闭的并且仅将流体从第一隔室改向至第二隔室。对于双流热交换器也是如此，其中两种分离或来自不同来源的流体在不同的隔室中流动。在这种情况下，每个歧管包括分隔壁并包括两个隔室，分开的流体在两个隔室中流动。

然而，无论是对于U形热交换器还是对于双流热交换器，在位于紧邻分隔壁的管的端部处的流体之间可能存在大的热差。该大的温差导致管和间隔件处的热冲击，这可能导致过早劣化或甚至破坏后者并因此泄漏。

发明内容

因此，本发明的目的之一是至少部分地克服现有技术的缺点并提出一种改进的热交换器。

因此，本发明涉及一种热交换器，包括：

○管的束，

○歧管，包括歧管板以及覆盖所述歧管板的盖，该歧管板包括插入管的端部的孔，以及

○布置在至少一个歧管中的分隔壁，所述分隔壁限定在所述歧管内的两个隔室，

所述盖包括至少一个流量限制器，该流量限制器至少部分地位于至少一个定位成邻近分隔壁的管的端部的上方。

该流体的流量的限制允许减小位于紧邻其的分离壁的任一侧的管之间的温差。因此，该水平处的热冲击不太大，因此空气加热器不太可能在分隔壁处恶化。将一个或多个流量限制器结合在盖中特别地使得可以便于热交换器的安装。实际上，一个或多个流量限制器通过将盖放置在位来安装，而不需要专门的放置步骤。

根据本发明的一个方面，盖包括布置在分隔壁的任一侧的两个流量限制器。

根据本发明的另一方面，定位成紧邻分隔壁的一个或多个管的流体流量为其理论流量的0％至20％之间，优选为1％至10％之间。

根据本发明的另一方面，流量限制器由与盖一起的单件构成。

根据本发明的另一方面，分隔壁由与盖一起的单件构成。

根据本发明的另一方面，盖包括指向歧管板的凹口，所述凹口形成一个或多个流量限制器以及分隔壁。

根据本发明的另一方面，流量限制器包括分隔壁的侧向突出部。

根据本发明的另一方面，流量限制器的长度使得它仅位于定位成紧邻分隔壁的管的上方。

根据本发明的另一方面，流量限制器的长度使得其位于定位成紧邻分隔壁的至少前两个管的上方。

根据本发明的另一方面，流量限制器在其上方的管的端部与所述流量限制器之间的距离随着所述管距离分隔壁的距离而增加。

附图说明

在阅读通过说明性和非限制性示例给出的以下描述以及附图，本发明的其他特征和优点将变得更清楚，其中：

-图1是根据第一实施例的热交换器的截面示意图；

-图2是根据一特定实施例的包括分隔壁的歧管的区域的截面示意图；

-图3是根据另一特定实施例的包括分隔壁的歧管的区域的截面示意图；

-图4是根据第二实施例的热交换器的截面示意图；

-图5是根据第三实施例的热交换器的截面示意图；

-图6是图5的热交换器的变型的截面示意图。

各图中的相同元件具有相同的附图标记。

具体实施方式

以下实施例是示例。尽管描述涉及一个或多个实施例，但这并不一定意味着每次提及涉及相同的实施例，或者特征仅适用于单个实施例。还可以组合各种实施例的单个特征以提供其他实施例。

在本说明书中，可以标记某些元件或参数，例如第一元件或第二元件以及第一参数和第二参数或第一标准和第二标准等。在这种情况下，它是一个简单的标记，用于区分和命名接近但不相同的元件或参数或标准。该标记不涉及一个元件、参数或标准相对于另一个的优先级，并且这些名称可以容易地互换而不脱离本说明书的范围。该标记也不涉及时间顺序，例如评估这样的一个或多个标准。

图1至6中所示的热交换器1包括由多个管20形成的束2，第一流体可在其中流动。管20彼此平行布置。间隔件21布置在管20之间，间隔件用作破坏器(disrupter)并且在第二流体在所述管20之间穿过时增加热交换表面。管20和间隔件21优选地由金属材料制成并且按顺序钎焊在一起以形成束2。相对于机械地放在一起的束，具有钎焊的束2可以改善热性能，即两种传热流体之间的热交换。管20的横截面优选地具有椭圆形和相对扁平的形状或具有圆角的大致矩形形状。

热交换器1还包括布置在束2的每个端部处的两个歧管3或水箱。这些歧管3包括歧管板31和覆盖所述歧管板31并封闭歧管3的盖32,32'。在盖32,32'和歧管板31之间的密封特别地可以由接头环4产生。这些歧管3允许第一流体的收集和/或分配，使得它在管20中流动。

歧管板31在歧管3和束2之间形成密封连接。所述歧管板31包括芯，该芯可以是大致矩形的形状，其限定多个孔，所述多个孔的截面对应于管20的截面的形状，并且所述多个孔适合于接收所述管20的端部。

如图1、4至6所示，热交换器1包括两个歧管3，其中至少一个包括分隔壁33，分隔壁限定在所述歧管3内的两个隔室37a和/或37b。每个隔室37a包括入口30a以及每个隔室37b包括流体出口30b。分隔壁33连接盖32和歧管板31并且在管20的两端之间支承抵靠在歧管板31上。该支承可以通过接头环4'密封。所述分隔壁33特别地可以由与盖32一起的单件构成。

包括分隔壁33的歧管3的盖32还包括至少一个流量限制器34，其至少部分地位于紧邻分隔壁33定位的至少一个管20的端部上方，以便降低在所述管20中流动的流体的流量。该水平处的流体的流量的该限制允许减小位于分离壁33任一侧的紧邻分离壁33的管20之间的温度差。因此，该水平处的热冲击不太大，因此空气加热器1在分隔壁33处不太可能劣化。将一个或多个流量限制器34整合在盖32中使得特别地可以便于安装。实际上，通过将盖32放置在位来安装一个或多个流量限制器34，并且不需要专门的放置步骤。

如图1至图4所示的，盖32可包括布置在分隔壁33任一侧的两个流量限制器34。在分隔壁33的每一侧具有流量限制器34允许更好地减少位于分离板33的任一侧并且流量限制器34位于其上方的管20中的流体的流量。

相比之下，完全可以设想盖32仅包括仅位于歧管壁33的一侧的单个流量限制器34，如图5和6所示的。

一个或多个流量限制器34也可以由与盖32一起的单件构成，类似于分隔壁33。结果，盖32、分隔壁31和一个或多个流量限制器34可以一次全部形成，例如通过模制。然而，在不脱离本发明的范围的情况下，也可以使一个或多个流量限制器34由仅与盖32一起的单件构成，分隔壁33是在安装期间增加和装配的部件以便分隔隔室37a和/或37b。

如图1、2和4所示，盖32可包括指向歧管板31的凹口35。该凹口35允许盖32的壁更靠近歧管板31，以便形成流量限制器34。所述凹口35延伸直到支承在歧管板31上，以便也形成分隔壁33，如图1、2和4所示的。

流量限制器34可包括分隔壁33的侧向突出部，如图3、5和6所示。

流量限制器34从分隔壁33延伸长度L。该长度L可以使得定位成紧邻分隔壁33的至少前两个管20具有位于它们上方的流量限制器34，如图2中所示的。然而，长度L可以使得定位成紧邻分隔壁33的仅前一个管20具有位于其上方的流量限制器34，如图3所示的。

具有位于它们上方的流量限制器34的一个或多个管20，更特别地定位成紧邻分隔壁33的管20，可具有其理论流量的0％至20％之间的流体流量，优选地在1％至10％之间。理论流量是指与流体入口30a和流体出口30b之间的流体流量相对应的流量除以其中流体在相同方向上流动的管20的数量(在图1所示的热交换器1的示例中，该数量三)。控制流量的第一种方法是要调节管20的流量限制器34位于其上方的端部和所述流量限制器34之间的距离D。该距离D越小，流量也越小。在流量为0的这种特定情况下，流量限制器34阻塞管20，然后距离D将为0，并防止任何流体在其中的流动。

控制流量的另一种方法是要改变流量限制器34的长度L。实际上，流量限制器34位于管20的端部上方越多，流过所述管20的流体的流量将越小。因此，当流量限制器34部分地定位在管20上方时，所述管20将具有比其中流量限制器34定位在管20的整个端部上方的管20更大的流体流量。

如图2所示，还可以设想流量限制器34，其相对于至少一个管20的端部的距离D随着所述管20与分隔壁33的距离而增加。在图2所示的示例中，流量限制器34同时位于两个管20的上方。最靠近分隔壁33的管20相对于流量限制器34具有的距离D小于离分隔壁33最远的管20相对于流量限制器34的距离。这两个管20都具有减小的流量，然而，其是相互不同的。

根据图1所示的第一实施例，热交换器1可以是具有U形流体流动的热交换器1。两个歧管3中只有一个包括分隔壁33，另一个歧管32'包括单个封闭隔室37c，其仅允许流体在管20之间流动。该热交换器1例如可以是空气-空气热交换器1。

根据图4至图6中所示的第二实施例，热交换器1可以是具有流体双流的热交换器1。在该实施例中，每个歧管3包括分隔壁33，分隔壁33限定在所述歧管3内的两个隔室37a和/或37b。每个歧管3因此具有包括入口30a的隔室37a和/或包括流体出口30b的隔室37b。在该双流热交换器1中，两种流体各自到达不同的流体入口30a，在管20中流动并且每种流体在位于歧管3上与承载其流体入口30a的歧管相反的不同流体出口30b处再次返回。

在图4和5所示的示例中，流体具有逆流，即歧管3都具有包括流体入口30a的隔室37a和包括流体出口30b的另一隔室37b。

然而，完全可以设想热交换器1，其中流体在相同的方向上流动，并且歧管3包括二者都包括流体入口30a的两个隔室37a，而另一个歧管3包括二者都包括流体出口30b的两个隔室37b，如图6所示。

因此，由于一个或多个流量限制器34由盖32承载，理解的是，根据本发明的热交换器1允许更经济的安装，因为它需要罐安装步骤同时允许位于分隔壁33的任一侧的管20中的流体的流量的减小，这降低了该位置处的热冲击强度，从而增加了空气加热器的耐用性。

Claims (10)

1.一种热交换器(1)，包括：

ο管(20)的束(2)，

ο歧管(3)，包括歧管板(31)和覆盖所述歧管板(31)的盖(32)，所述歧管板(31)包括孔，所述管(20)的端部插入所述孔中，以及

ο布置在至少一个歧管中的分隔壁(33)，所述分隔壁(33)限定在所述歧管(3)内的两个隔室(37a、37b)，

其特征在于，所述盖(32)包括至少一个流量限制器(34)，所述至少一个流量限制器至少部分地位于至少一个定位成紧邻分隔壁(33)的管(20)的端部的上方。

2.如权利要求1所述的热交换器(1)，其特征在于，盖(32)包括布置在分隔壁(33)的任一侧的两个流量限制器(34)。

3.如前述权利要求中任一项所述的热交换器(1)，其特征在于，定位成紧邻分隔壁(33)的一个或多个管(20)的流体流量在其理论流量的0％至20％之间，优选地为1％至10％之间。

4.如前述权利要求中任一项所述的热交换器(1)，其特征在于，所述流量限制器(34)由与盖(32)一起的单件构成。

5.如前述权利要求中任一项所述的热交换器(1)，其特征在于，分隔壁(33)由与盖(32)一起的单件构成。

6.如前述权利要求中任一项所述的热交换器(1)，其特征在于，盖(32)包括指向歧管板(31)的凹口(35)，所述凹口(35)形成一个或多个流量限制器(34)以及分隔壁(33)。

7.如权利要求1至6中任一项所述的热交换器(1)，其特征在于，所述流量限制器(34)包括分隔壁(33)的侧向突出部。

8.如前述权利要求之一所述的热交换器(1)，其特征在于，所述流量限制器(34)具有长度(L)，使得它仅位于定位成紧邻分隔壁(33)的管(20)的上方。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的热交换器(1)，其特征在于，所述流量限制器(34)具有长度(L)，使得其位于定位成紧邻分隔壁(33)的至少前两个管(20)的上方。

10.如权利要求9所述的热交换器(1)，其特征在于，流量限制器(34)位于其上方的管(20)的端部与所述流量限制器(34)之间的距离(D)随着所述管(20)距离分隔壁(33)的距离而增加。