CN109804217A - 具有空气动力学特征以改善性能的热交换器 - Google Patents

Abstract

诸如增压空气冷却器的气体‑液体热交换器具有芯部，该芯部包括限定液体冷却剂流动通道的堆叠的扁平管，以及在扁平管之间的多个端部开口的气体流动通道。在芯部的端板和相邻的扁平管之间限定最末端气体流动通道，使得最末端气体流动通道仅与所述扁平管的所述相邻一个接触。阻挡元件沿着芯部的正面或者背面延伸，并且至少部分地阻挡最末端气体流动通道。每个扁平管可包括成对芯板，至少一个芯板包括舌片，该舌片突出到气体流动通道中并覆盖位于湍流增强插入件的边缘和冷却剂歧管的侧部之间的气体旁路通路。

Description

具有空气动力学特征以改善性能的热交换器

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年10月14日提交的美国临时专利申请第62/408,216号和2017年7月27日提交的美国临时专利申请第62/537,772号的优先权和权益，它们的内容以参见的方式纳入本文。

技术领域

本公开总体上涉及用于利用冷却剂冷却热气体的热交换器，诸如气体-液体增压空气冷却器。

背景技术

已知使用气体-液体热交换器来冷却涡轮增压内燃机或燃料电池发动机中的压缩增压空气，或冷却热的发动机废气。例如，压缩增压空气通常可通过压缩环境空气来产生。在压缩期间，空气可以被加热到约200℃或更高的温度，并且必须在它到达发动机之前冷却。

已知各种气体冷却热交换器的结构。例如，气体冷却热交换器通常具有由堆叠的扁平管组成的铝芯部，每个管限定内部冷却剂通道。这些管间隔开以限定气体流动通道，这些气体流动通道通常设有湍流增强插入件，以改善从热气体到液体冷却剂的热传递。

铝芯部可以封围在由诸如塑料的不同材料形成的壳体内，壳体包括提供气体入口和出口开口的入口和出口歧管盖以及用于分配气流的歧管空间。

为了降低材料成本、重量和复杂性，期望封围铝芯部的侧部并消除壳体的侧部。具有封闭侧部的热交换器在本文中称为“自封围”热交换器。在自封围式热交换器中，歧管盖必须直接连接并密封到芯部，同时保持并使冷却效率最大化。

在一些气体-液体热交换器中，期望在芯部的顶部和底部提供气体流动通道，以节省空间并降低成本。然而，顶部和底部气体流动通道将具有更高的出口温度，因为它们仅与一个承载冷却剂的扁平管接触。

仍然需要提高气体冷却热交换器的效率，这是通过改进歧管盖和芯部之间的密封、使气体旁路流动最小化和/或通过在热气体和液体冷却剂之间提供最佳热交换来实现的。

发明内容

在一个方面，提供了一种气体-液体热交换器，其包括具有顶部、底部、成对侧部、敞开的正面和敞开的背面的热交换器芯部，其中气体流动方向被限定为从正面到背面通过芯部，并且其中芯部具有在其顶部和底部之间限定的高度；其中该芯部包括：彼此平行堆叠的多个扁平管，每个扁平管封围用于液体冷却剂循环的液体流动通道；多个气体流动通道，每个气体流动通道限定在相邻的成对所述扁平管之间的空间中，其中气体流动通道在芯部的正面和背面敞开；封围芯部的顶部或底部的端板，其中最末端气体流动通道被限定在端板和相邻的一个所述扁平管之间，使得最末端气体流动通道仅与相邻的一个所述扁平管接触；阻挡元件，其沿着芯部的正面或者背面延伸，并且至少部分地阻挡最末端气体流动通道。

在另一个方面，提供了一种气体-液体热交换器，其包括具有顶部、底部、成对侧部、敞开的正面和敞开的背面的热交换器芯部，其中气体流动方向被限定为从正面到背面通过芯部，并且其中芯部的顶部和底部之间限定高度；其中该芯部包括：彼此平行堆叠的多个扁平管，每个扁平管封围用于液体冷却剂循环的液体流动通道；多个气体流动通道，每个气体流动通道限定在相邻的成对所述扁平管之间的空间中，其中气体流动通道在芯部的正面和背面敞开，并且其中气体流动通道设有湍流增强插入件；其中每个扁平管包括在其周向边缘处连结在一起的成对芯板，以封围和限定冷却剂流动通道；每个芯板包括限定冷却剂歧管开口的成对凸台，其中凸台在芯部的整个高度上对齐以限定冷却剂入口和出口歧管，并且其中每个湍流增强插入件具有在气体流动方向上延伸的边缘，其位于入口和出口歧管中的至少一个的一侧附近；其中每个扁平管中的至少一个芯板包括突出到气体流动通道之一中的舌片，并且定位成覆盖在湍流增强插入件的边缘和入口和出口歧管中的至少一个的侧部之间的气体旁路通路。

附图说明

现将参考附图仅借助于示例描述具体实施例，附图中：

图1是示出根据本文公开的第一实施例的热交换器的外部的立体图；

图2是图1的热交换器的正视图，其中部分壳体被切除；

图3是示出图1的热交换器的顶板或底板的放大局部立体图；

图4是类似于图3的顶板或底板的视图，但示出了阻挡凸缘的各种构造；

图5是根据第二实施例的热交换器的部分分解立体图；

图6是图5的热交换器的正视图，示出了分离的热交换器芯部；

图7是通过图5的热交换器的芯部在中心x-y平面中的横截面；

图8是通过图5的热交换器的芯部在x-y平面中的剖面图，该x-y平面位于配件和芯部的一个侧部之间；

图9是图5的热交换器的连接元件的分离视图；

图10是穿过图9中所示的连接元件的顶部或底部的放大的局部剖视图；

图11是穿过图9中所示的连接元件的侧部之一的放大的局部剖视图；

图12示出了图9的连接元件和歧管盖之一之间的密封配置；

图13是附连到芯部的正面或背面的连接元件的放大立体剖视图；

图14是类似于图13的放大立体剖视图，示出了替代的阻挡凸缘；

图15是类似于图13的放大立体剖视图，示出了另一个替代的阻挡凸缘；

图15A是类似于图15的放大立体剖视图，示出了包括壳体的替代结构；

图16是俯视立体图，示出了图5的热交换器的分离的上芯板和下芯板；

图17是上芯板的俯视立体图；

图18是上芯板的仰视立体图；

图19是下芯板的俯视立体图；

图20是下芯板的仰视立体图；

图21是穿过图16中所示的芯板的凸台的放大的局部剖视图；

图22是类似于图21的视图，示出了包括图16中所示的芯板的两个相邻的板对；

图23示出了可以设置在图16-22中所示的板之间的流动增强插入件；

图24是图5的热交换器的顶板的俯视立体图；

图25是图5的热交换器的底板的俯视立体图；

图26是示出了根据替代实施例的热交换器的上芯板和下芯板的俯视立体图；

图27是示出了根据另一个替代实施例的热交换器的上芯板和下芯板的俯视立体图；

图27A是根据图27的实施例的热交换器的芯部的正视图；

图28是示出了根据另一个替代实施例的热交换器的上芯板和下芯板的俯视立体图；以及

图29是示出图28的三个芯板的侧视图。

具体实施方式

诸如“前”、“后”、“侧”、“顶”、“底”、“上”、“下”等术语在本文中用作方便的术语，并不表示本文所述的热交换器需要在使用中具有任何具体的取向。

在整个说明书和附图中，相同的附图标记用于标识本文描述的各种实施例的相同元件。

下面描述的热交换器是用于由需要压缩增压空气的、诸如涡轮增压内燃机或燃料电池发动机的发动机来提供动力的机动车辆的增压空气冷却器。因此，在本文所述的具体实施方案中，流过芯部的气体是增压空气。液体冷却剂循环通过芯部，其可以与发动机冷却剂相同，并且可以包括水或水/乙二醇混合物。在本文描述的增压空气冷却器可以安装在空气压缩机的下游和发动机的进气歧管的上游，以冷却热的、压缩的增压空气到达发动机之前对其进行冷却。在一些实施例中，热交换器可与进气歧管集成。

如本文所用，术语“翅片”和“湍流增强器”旨在表示波纹湍流增强插入件，其具有通过侧壁连接的多个轴向延伸的脊部或顶部，脊部为圆形或平坦的。如本文所定义的，“翅片”具有连续的脊部，而“湍流增强器”具有沿其长度中断的脊部，使得通过湍流增强器的轴向流动是曲折的。有时将湍流增强器称为偏移或切开的条带翅片，并且这种湍流增强器的示例在美国专利号Re.35,890(So)和美国专利号No.6,273,183(So等人)中描述。以参见的方式将So和So等人的专利的全部纳入本文。

现在参考图1至4描述根据第一实施例的热交换器1。

如图1和2所示，热交换器1包括矩形棱柱形状的热交换器芯部12，芯部12封闭在壳体2内。芯部12具有顶部14、底部16、成对侧部18、20、敞开的正面22和敞开的背面24。气体流动方向限定为：沿着x轴从正面22到背面24通过芯部。因此，正面22限定了芯部12的气体入口，而背面24限定了气体出口，然而，应当理解，能够反转气流的方向。

成对冷却剂配件26、28从芯部12突出并通过壳体2。冷却剂配件26示出为位于芯部的侧部18和正面22附近，而冷却剂配件28位于侧部20和背面24附近，配件26从顶部14突出并且配件28从底部16突出。冷却剂配件26、28的位置和配置是可变的，并且取决于具体应用。例如，配件26、28都可以位于相同的侧部18、20附近，配件26、28中的一个或两个可以位于侧部18、20之间的任何位置，两个配件26、28都可以设置在顶部或底部14、16上和/或它们可以沿z轴或x轴对齐。

热交换器1的芯部12通常由诸如铝或铝合金的金属构成，芯部12的部件通过钎焊连接在一起，例如在钎焊炉中进行的单次钎焊操作。如关于本文所述的所有实施例所使用的，术语“铝”旨在包括铝及其合金。应当理解，铝结构不是必需的，并且芯部12可以由诸如不锈钢的其它金属制成。壳体2可以部分或全部地由塑料构成，并且通常包括多个部段以允许芯部12插入壳体2中。虽然未示出，但是热交换器1可以包括旁路阻挡结构以限制芯部12和壳体2的内表面之间的旁路气流。

芯部12包括多个扁平管30，每个扁平管30封围冷却剂流动通道32。管30沿y轴堆叠，相邻管30之间的空间限定气体流动通道34。冷却剂流动通道32与冷却剂配件26、28通过延伸穿过芯部12的冷却剂歧管144、146连通。冷却剂流动通道32和气体流动通道34在芯部的整个高度(沿y轴)彼此交替。气体流动通道34在芯部12的正面22和背面24处开口，并且设置有湍流增强插入件36，其是在附图中示意性地示出为扁平矩形块。湍流增强插入件36可包括简单的波纹状翅片，其包括沿x轴延伸的多个连续波纹，并且包括沿x轴间隔开的多个脊部，相邻的脊部通过侧壁连接，这些侧壁可以是垂直的(沿y轴)或成角度的。

芯部12的顶部14由顶板38封围，顶板38形成最上面的气体流动通道34的上壁，并且芯部12的底部16由底板40封围，底板40形成最下面的气体流动通道34的底壁。本文有时使用更通用的术语“端板”而不是“顶板”或“底板”，本文有时使用通用术语“最末端气体流动通道”而不是“最上面的气体流动通道”或“最下面的气体流动通道”。在图2中，最上面和最下面的气体流动通道分别标记为34A和34C，并且可以看出它们各自仅与扁平管30中的一个接触，冷却剂通过扁平管30循环。

位于最上面和最下面的气体流动通道34A和34C之间的气体流动通道34在本文中有时称为“中间”气体流动通道，并且在图2中标记为34B。每个中间气体流动通道34B与位于每个中间气体流动通道34B的上方和下方的两个扁平管30接触。因此，期望可从每个中间气体流动通道34B移除的热量大于可以从最上面和最下面的气体流动通道34A、34C中的每一个移除的热量。该问题的明显的解决方案是，在芯部12的顶部和底部为管30提供冷却剂流动通道32。然而，这增加了成本和空间要求，并且可能不符合一些客户的需求。发明人已经发现，通过将至少一部分气流从最上面和最下面的气体流动通道34A、34C转移到中间气体流动通道34B，可以以简单的方式解决这个问题。

应当理解，能构造具有扁平管30的热交换器的芯部12，扁平管30在芯部12的顶部或底部处具有冷却剂流动通道32，使得芯部12仅具有与一个扁平管30接触的最上面的或者最下面的气体流动通道34A、34C。这些实施例均在本发明的范围内。

在本实施例中，芯部12的顶板38沿其向前边缘或向后边缘中的至少一个设有顶部阻挡凸缘74，其中向前边缘沿芯部12的正面22延伸，沿着z轴，而向后边缘沿芯部12的背面24延伸。类似地，底板40设有沿其向前边缘和向后边缘中的至少一个延伸的底部阻挡凸缘76。顶部和底部阻挡凸缘74、76中的每一个至少部分地阻挡气流进入和/或离开相应的最上面和最下面的气体流动通道34A、34C。顶部和底部阻挡凸缘76、78在图3和4中示出为相对于相应的顶板38和底板40成大约90度的角度并且与其一体形成，每个凸缘74、76和与其附连的板38、40之间的弯曲部沿着芯部12的正面22或背面24定位。凸缘74、76不一定与板38、40一体形成。例如，阻挡凸缘74、76可以形成在固定到相应的顶板38和底板40的分开的板上。

每个阻挡凸缘74、76具有沿y轴测量的高度，从附连到板38、40的点到远侧自由端78，其沿着阻挡凸缘74、76(沿z轴)的长度是恒定的或可变的。阻挡凸缘74、76的高度使得阻挡凸缘74、76沿着芯部12的正面22或背面24的至少一部分实现完全或部分阻挡气体流动通道34A和34C。例如，阻挡凸缘74、76的最大高度可以与气体流动通道34A、34C的高度相同或略大。应当理解，沿其整个长度具有该最大高度的阻挡凸缘74或76将完全或基本上完全阻挡气体流动通道34A或34C。为了实现部分阻挡气体流动通道34A和34C，阻挡凸缘74、76沿其整个长度可具有最大高度，该最大高度小于气体流动通道34A、34C的高度，和/或阻挡凸缘74可以沿着它们的长度(沿着z轴)设置一个或多个中断部80，以允许气体流动通过或围绕阻挡凸缘74、76。例如，中断部80可以包括沿着阻挡凸缘74、76长度的一个或多个部分，其中阻挡凸缘74、76的高度小于最大高度，并且可以为零。这些中断部80可以采用各种形式。

除了允许气体流入和/或来自气体流动通道34A、34C之外，中断部80还可以在气流内产生湍流，例如通过引起涡流和/或加速，以便增强与流动通过管30的冷却剂的热交换。

例如，如图2和3所示，顶板38和底板40的向后边缘和/或向前边缘设置有阻挡凸缘74、76，阻挡凸缘74、76具有多个呈矩形槽口形式的中断部80，其从自由端78朝向附连至顶板或底板38或40的点延伸，使得阻挡凸缘74、76各自限定多个间隔开的矩形凸片82，其中中断部80和凸片82的高度和宽度是可变的。中断部80允许一些气体流动进入和/或离开最上面和最下面的气体流动通道34A、34C，而凸片82防止至少一些气体流动进入和/或离开气体流动通道34A、34C。

顶部和底部阻挡凸缘74、76在图2中示出为具有略微不同的构造。顶部阻挡凸缘74包括矩形凸片82，其高度至少与最上面的气体流动通道34A的高度一样大，使得顶部阻挡凸缘74的凸片完全阻挡最上面的气体流动通道34A的一部分。顶部阻挡凸缘74的中断部80包括高度为零的矩形槽口，其使最上面的气体流动通道34A的一部分完全敞开。因此，顶部阻挡凸缘74具有最大高度(在凸片82处)，其等于或大于最上面的气体流动通道34A的高度，并且最小高度为零(在槽口80处)。

底部阻挡凸缘76也包括矩形凸片82和矩形槽口80，然而，凸片82处的底部阻挡凸缘76的最大高度小于最下面的气体流动通道34C的高度并且槽口80处的最小高度也小于通道34C的高度。因此，底部阻挡凸缘76的凸片82和槽口80都实现了最下面的气体流动通道34C的部分阻挡。

由阻挡凸缘74、76提供的最上面和最下面的气体流动通道34A、34C的部分阻挡，通过使来自最上面和最下面的气体流动通道34A、34C的一些气流转向到具有更大的冷却能力的中间气体流动通道34B，而改善了热交换器1的整体性能。而且，如下面进一步讨论的，阻挡凸缘74、76可以提供沿z轴、即横向于气体流动方向的气流的一些重新分布，例如以便最小化热气体和冷却剂歧管之间144、146的直接接触。因此，阻挡凸缘74、76可以在冷却剂歧管144、146的附近具有更大的高度或者具有更少的中断部80。

热交换器1的壳体2覆盖芯部12的顶部、底部和侧部14、16、18、20。壳体2还包括覆盖芯部12的正面22和背面24的歧管盖42、44，歧管盖42、44包括气体开口48，以允许气体进入和离开芯部12。在其它实施例中，芯部12可以是“自封闭的”，意味着可以除去覆盖芯部12的顶部、底部和侧部14、16、18、20的壳体2的一个或多个部分。壳体2的存在与否对于本实施例而言并不重要。

如上所述，阻挡凸缘74、76可具有多种构造。图4是类似于图3的视图，示出了这些替代构造中的一些。例如，图4示出了中断部80可以包括诸如狭槽或圆孔的各种形状的孔，这些中断部设置在阻挡凸缘74、76中，阻挡凸缘以其它方式具有恒定或可变的高度。还如图4所示，凸片82和槽口80可以具有成角度的或圆形边缘，和/或可以具有倾斜边缘，使得凸片82和槽口80是楔形的。

尽管将阻挡凸缘74、76与顶板38和底板40集成可能是方便的，但这不是必需的。阻挡凸缘74、76可以替代地与壳体2或单独的加强板集成在一起，或者可以形成为沿着芯部12的正面22或背面24应用的单独部件。此外，沿着芯部12的正面22和背面24两者设置阻挡凸缘74、76并不是必需的。例如，热交换器1的顶板38和底板40可以替代地仅沿其向前边缘和向后边缘之一设置阻挡凸缘74、76。

现在，下面参考图5至25描述根据第二实施例的热交换器10。

图5示出了热交换器10，其包括沿z轴伸长的呈矩形棱柱形状的热交换器芯部12。芯部12具有顶部14、底部、成对闭合侧部18、20、敞开的正面22和敞开的背面24。气体流动方向沿着x轴从正面22到背面24通过芯部12限定。因此，正面22限定了芯部12的气体入口，而背面24限定了气体出口，然而，应当理解，能够反转气流的方向。

从芯部12的顶部14突出的成对冷却剂配件26、28沿气体流动方向(x轴)对齐，并且位于芯部12的侧部18、20之间的大致中间位置。冷却剂歧管144、146同样沿x轴中心对齐。然而，取决于具体应用，配件26、28的位置和配置是可变的。例如，配件26、28两者都可以位于一个侧部18或20附近、相对的侧部18和20附近和/或它们可以沿z轴对齐。此外，冷却剂配件26、28中的一个或两个可位于芯部12的底部16上。

热交换器10的芯部12通常由诸如铝、铝合金或不锈钢的金属构成，芯部12的部件通过钎焊连接在一起，例如在钎焊炉中的单次钎焊操作。

芯部12包括多个扁平管30，每个扁平管30封围冷却剂流动通道32，如图6至8的横截面中最佳所示。管30沿y轴堆叠，相邻管30之间的空间限定气体流动通道34。因此，冷却剂流动通道32和气体流动通道34在芯部的整个高度(沿y轴)彼此交替。气体流动通道34设置有湍流增强插入件36，其在附图中示意性地示出为扁平矩形块，并且可以是如上述热交换器1中的波纹翅片。在本实施例中，由于冷却剂歧管144、146在中心位置，湍流增强插入件136被分成两个部段148、150(图5和6中所示)。

气体流动通道34在芯部12的正面22和背面24处开口，并且由芯部12的侧部18、20封围。可以看出，芯部12的顶部14由顶板38封围，顶板38形成最上面的气体流动通道34的上壁，并且芯部12的底部16由底板40封围，底板40形成最下面的气体流动通道34的底壁。最上面和最下面的气体流动通道34A、34C各自仅与扁平管30中的一个接触，冷却剂通过扁平管30循环，并且中间气体流动通道34B各自与两个扁平管30接触。因此，能够从每个中间气体流动通道34B移除的热量大于能够从最上面和最下面的气体流动通道34A，34C中的每一个移除的热量。

下面描述芯部12的其它结构细节。

芯部12的正面22和背面24由前歧管盖42和后歧管盖44覆盖，如图5所示。每个歧管盖42、44包括第一端46，该第一端46具有气体入口或出口开口48并且适于连接到诸如压缩机或进气歧管的增压空气供应系统的上游或下游部件，和/或连接到连接至上游或下游部件的气流导管。每个歧管盖42、44还包括第二端50，该第二端50是敞开的并且适于连接到芯部12的正面22或背面24，第二端50设置有周向连接凸缘52，其结构将在下面进一步描述。歧管盖42、44中的每一个还包括在第一端46和第二端50之间延伸并且封围歧管空间的壁部53，该歧管空间在气体开口48中的一个和穿过芯部12的正面22或背面24的气体流动通道34之间提供气流连通。

本文描述和示出的歧管盖42、44具有简单的结构，并且应当理解，歧管盖42、44的构造是高度可变的并且将随着应用而变化。此外，歧管盖42、44中的一个或两个可以与诸如进气歧管的增压空气供应系统的另一个部件集成。因此，本文描述的实施例的范围不受歧管盖42、44的构造的限制。由于歧管盖42、44可以呈现的形状方面的复杂和可变性质，这些部件通常是由塑料模制而成。

歧管盖42、44在芯部12的正面22和背面24处密封地连接到芯部12。为此目的，热交换器10还包括成对框架状连接元件54，其中一个在前歧管盖42和芯部12的正面22之间提供密封连接，另一个在后歧管盖44和芯部12的背面24之间提供密封连接。

连接元件54可以彼此相同，并且由诸如铝的金属形成。连接元件54可以通过焊接密封地固定到芯部12的正面22和背面24。连接元件54通常在钎焊到一起之后附连到芯部12，因为在钎焊期间芯部12的高度通常将改变，由于在钎焊期间芯部部件上的包覆层熔化的缘故，会形成液态填充金属。

图9至11是连接元件54及其部分的分离视图。每个连接元件54包括框架构件，该框架构件符合芯部12的正面22或背面24的形状，在这种情况下，该框架构件是沿z轴伸长的矩形。连接元件54具有第一(后)侧56和第二(前)侧58，第一(后)侧56附连到芯部12，第二(前)侧58附连到歧管盖42、44中的一个。

在本实施例中，连接元件54的第一侧56适于邻接芯部12的正面22或背面24，并通过焊接固定到其上。因此，连接元件54的第一侧56包括围绕连接元件54的外周连续延伸的平的平面表面60。

连接元件54的第二侧58包括由内周壁64和外周壁66围绕的周向凹槽62，内周壁64和外周壁66彼此间隔开，内周壁64和外周壁66都遵循芯部12的正面22和背面24的矩形周向形状以及每个歧管盖42、44的连接凸缘52的矩形形状。壁64、66各自具有顶部、底部和侧部(在图9中标记为64A-D和66A-D)，对应于芯部12的顶部14、底部16和侧部18、20。

现在参考图12描述在连接元件54和歧管盖42、44中的一个之间的密封连接的形成。凹槽62适于接纳弹性密封元件68，诸如包括弹性体泡沫的垫圈材料，并且适于接纳歧管盖42、44的连接凸缘52。连接元件54的外壁66至少大致沿x轴延伸，并且包括可变形的自由端70，在本实施例中，自由端70包括可变形的自由端70，其在本实施例中包括多个可弯曲的凸片72，它们沿着外壁66的整个周向长度彼此间隔开，即沿着芯部12的顶部14、底部16和侧部18、20彼此间隔开。在歧管盖42、44的连接凸缘52插入凹槽62中之后，将凸片72向内弯曲以固定歧管盖42、44并压缩弹性密封材料68，从而提供气密密封。

连接元件54的内壁64部分地限定凹槽62，凹槽62保持并密封周向凸缘52，并且包括至少大致沿x轴延伸的部分。在所示实施例中，内壁64的侧部(图9中标记为64C和64D)呈至少大致沿x轴延伸的简单直立壁的形式。因此，沿着壁64、66的侧部，连接元件具有大致U形或J形的横截面，如图11所示。

由于现在将讨论的原因，内壁64的顶部和底部(图9中的64A和64B)具有更复杂的构造。如上所述，流过最上面和最下面的气体流动通道34A、34C的热气体通过仅与一个扁平管30接触而被冷却，冷却剂通过该扁平管30循环。因此，从流过最上面和最下面的气体流动通道34A、34C中的每一个的气体中移除的热量将小于从流过每个中间气体流动通道34B的气体中移除的热量。如上所述，可以通过在芯部12的顶部和底部提供冷却剂流动通道32来解决该问题。然而，除了增加成本和空间要求之外，该解决方案还可能在使用焊接连接元件的热交换器中带来额外的挑战，因为将连接元件54焊接到管30的边缘可能产生冷却剂泄漏。

热交换器10还包括顶部和底部阻挡凸缘74、76，以至少部分地阻挡通过最上面和最下面的气体流动通道34A、34C的气流。在本实施例中，阻挡凸缘74、76方便地设置在连接元件54中而不是顶板38和底板40中。

顶部阻挡凸缘74可以从内周壁64的顶部64A的自由端延伸，并且底部阻挡凸缘76可以类似地从内周壁64的底部64B的自由端延伸。阻挡凸缘74、76相对于内壁64朝向竖直方向(y轴)成角度，以便实现至少部分地阻挡最上面和最下面的气体流动通道34A、34C。应当理解，内周壁64的顶部和底部64A、64B也可以部分地阻挡最上面和最下面的气体流动通道34A、34C，因此顶部和底部内壁部分64A，64B在本实施例中可以被认为包括相应的阻挡凸缘74、76的一部分。

如图13所示，顶部和底部阻挡凸缘74、76中的每一个从内周壁64的自由端朝向连接元件54的第一侧56向后弯曲，使得在内壁64和附联的顶部或底部阻挡凸缘74、76之间的夹角小于90度，例如约30-60度。因此，阻挡凸缘74、76形成朝向芯部12的正面22或背面24倾斜的表面，并且适于将一部分气流朝向竖直方向引导，远离最上面和最下面的气体流动通道34A、34C并朝向中间气体流动通道34B。

阻挡凸缘74、76各自具有远离附连到内壁64的点的自由端78，自由端78定位成能实现气体流动通道34A或34C的完全或部分阻挡。如图13所示，终端78可以沿y轴方向延伸经过气体流动通道34A或34C到达相邻的管30，并且终端78可选地弯曲而与y轴平行。

应当理解，具有等于图13中的凸片82的最大高度的恒定高度并且没有中断部的阻挡凸缘74或76将完全或基本上完全阻挡气体流动通道34A或34C。为了实现气体流动通道34A和34C的部分阻挡，阻挡凸缘74、76可以减小高度(沿y轴)和/或沿其长度(沿z轴)设置一个或多个中断部80。这些中断部80可以采用各种形式。

例如，在本实施例中，阻挡凸缘74、76各自设置有多个呈矩形槽口形式的中断部80，其从自由端78朝向附连到内壁64的点延伸，使得阻挡凸缘74、76各自限定多个间隔开的矩形凸片82。如图13所示，中断部80将允许一些气流进入最上面的气体流动通道34A，而凸片82阻止一些气流进入气体流动通道34A。底部阻挡凸缘76设有相同的部分阻挡配置。因此，本实施例的连接元件54实现了最上面和最下面的气体流动通道34A、34C的部分阻挡。

现在参考图14和15描述阻挡凸缘74、76的一些替代配置。

图14示出了替代配置，其中顶部阻挡凸缘74从内壁64的自由端以大约90度延伸，并且可以在整个最上面的气体流动通道34A的至少部分高度上平行于y轴延伸。应当理解，阻挡凸缘74与芯部12的正面22或背面24之间的间隙将允许一些气流进入气体流动通道34A中。底部阻挡凸缘76可以设有类似的配置。

图15示出了替代配置，其中顶部阻挡凸缘74包括从内壁64的基部以大约90度延伸的部分，这通过将内壁64自身向后弯曲来实现，使得其包括两层。根据这种配置，阻挡凸缘74的终端78可以与连接元件54的第一侧56上的平的平面表面60基本共面。根据该实施例，阻挡凸缘74设置有多个呈矩形槽口形式的中断部80，以便允许一些气体流入最上面的气体流动通道34A。底部阻挡凸缘76可以设有类似的配置。

不同于图13和15中所示的矩形槽口，阻挡凸缘74、76的中断部80可以包括类似于图4所示的楔形槽口，其从自由端78朝向附连到内壁64的点延伸，使得阻挡凸缘74、76各自限定多个间隔开的楔形凸片82。

替代地，图13和15中的中断部80可以由多个离散的开口代替，诸如图4中所示的狭槽形的和圆形中断部80。类似地，诸如图14中所示的连续的阻挡凸缘74、76可以设有诸如图4中所示的那些、呈离散开口形式的多个中断部80。

图5-15的实施例涉及热交换器结构，其不包括覆盖芯部12的顶部14，底部16和侧部18、20的外部壳体，并且其中用于附联歧管盖42、44的连接元件54(压接凸缘)直接附连到芯部12的正面22和/或背面24。图15A示出了替代实施例，其包括类似于图1和2的壳体2的外壳。尽管在图15A中仅示出了壳体2的顶壁的一部分，但应当理解的是，壳体2还包括底壁和侧壁，如图1和2的壳体中那样。

为了允许芯部12插入壳体2中，壳体2可以由两个或更多个部件构成。例如，壳体2可以在一端敞开以允许插入芯部12，其中歧管盖42、44中的至少一个作为单独的部件设置，如图5所示。如图15A所示，设置连接元件54以便将歧管盖42或44固定到壳体2的其余部分。然而，不同于将连接元件54的后侧56附连到芯部12，可以将它连接到壳体2的开口端，如图15A所示，壳体2可具有连接面4，该连接面沿开口端的整个周向边缘延伸。通常，连接元件54将通过机械连接而附接到壳体2，并且壳体2和/或连接元件54可包括附加元件或以其它方式适于提供机械连接。

尽管上述热交换器10包括在附连到芯部12的正面22和背面24二者的连接元件54中的阻挡凸缘74、76，但是应当理解，这不是必需的。例如，通过仅在附连到正面22的连接元件54中或仅在附连到背面24的连接元件中设置阻挡凸缘74、76，就能够实现部分或完全阻挡通过最上面和最下面的气体流动通道34A、34C的气流。

热交换器芯部12还可以设有空气动力学性能增强特征，并且现在在下面描述热交换器10的芯部的结构。应当理解，无论连接元件54是否设置有阻挡凸缘74、76，该芯部12的结构都可以结合到热交换器10中。

包括在芯部12中的每个扁平管30包括成对芯板84、86，它们在其周向边缘处结合在一起以封围和限定冷却剂流动通道32，并且板84、86在图16-22中分离地示出。因此，扁平管30有时在下面的描述中称为“板对30”。在以下讨论中，板84在本文中称为“第一芯板”或“上板”，并且板86在本文中称为“第二芯板”或“下板”。

板84和86具有相同的尺寸，并且每个板沿z轴、横向于气体流动方向(x轴)伸长。每个上板84具有大致平的平面上表面88和下表面89、相对的成对上翻侧边缘94、96、以及沿着气体流动方向(x轴)对齐的成对直立凸台98、100。侧边缘94、96沿x轴、即芯部12的侧部18、20延伸。凸台98、100的平的上表面被穿孔以限定相应的冷却剂歧管开口102、104。在凸台98之间是横向延伸的、直立的舌片或凸片106，其功能将在下面讨论。直立舌片106通过切开上板84以形成舌片106的三个侧部并沿着第四侧向上折叠舌片106而形成，第四侧保持附连到板84的其余部分，从而在板84中留下具有舌片106的形状的孔108。

每个下板86具有围绕具有上表面90和下表面92的大致平的平面中心部分112的直立的周向密封凸缘110、相对的成对上翻侧边缘114、116、以及沿气体流动方向(x轴)对齐的成对凹陷的凸台118、120。侧边缘114、116沿x轴、即芯部12的侧部18、20延伸。凸台118、120的平的下表面被穿孔以限定相应的冷却剂歧管开口122、124。下板86还具有流动分离肋126，其位于凹陷的凸台118、120之间并且横向地(沿z轴)朝向上翻侧边缘114、116延伸。流动分离肋126具有相对的终端128、130，它们与上翻侧边缘114、116隔开以限定流通间隙132、134。流动分离肋126具有与周向密封凸缘110共面的上密封表面136。另外，流动分离肋126的中心部分包括加宽部分138。

通过在图16所示的方向上将上板84和下板86联接在一起(例如通过钎焊)形成热交换器芯部12的管30，使得第二板86的周向凸缘110密封到上板84的下表面89。另外，上板84的上翻侧边缘94、96嵌套在下板86的上翻侧边缘114、116内并密封到下板86的上翻侧边缘114、116，其中，侧边缘94、96、114、116略微向外成角度(即，相对于y轴成角度)以允许这种嵌套。

当上板84和下板86联接在一起时，下板86的流动分离肋126的上密封表面136密封地接合上板84的下表面89。在这方面，流动分离肋126的加宽部分138具有足够的长度(沿z轴)和宽度(沿x轴)，以便围绕并密封地接合孔108的周边，上板84中的舌片106由孔108的周边形成。另外，上板84中的冷却剂歧管开口102、104与下板86中的相应冷却剂歧管开口122、124对齐。

每个冷却剂流动通道32被限定在包括管30之一的下板86的上表面90和上板84的下表面89之间，并且被板84、86的密封的周向边缘封围。每个冷却剂流动通道32的流体入口和出口开口由对齐的成对的冷却剂歧管开口102、122和104、124限定，其中冷却剂通过一对对齐的开口102、122或104、124进入流体流动通道32，并且在相对的横向方向上从其向外流动，经过肋126的终端128、130，在间隙132、134中改变方向，并朝向在肋126的相对侧的另一对对齐的冷却剂歧管开口102、122或104、124向后流动。因此，在每个冷却剂流动通道32中的冷却剂会遵循成对相对的U形回路。

限定冷却剂流动通道32的每个U形回路可设有湍流增强插入件140、142，其在图23中示意性地示出为U形片。湍流增强插入件140、142包括波纹翅片或湍流增强器，并且提供增加的湍流和表面积以用于热传递，以及用于芯部12的结构支承。在这方面，插入件140、142的顶表面和底表面与上板84和下板86接触并且可以钎焊到上板84和下板86。在示出的实施例中，在冷却剂流动通道32中的湍流增强插入件140、142包括具有多个横向(沿z轴)延伸的波纹排的湍流增强器。

芯部12包括沿y轴彼此堆叠的多个板对或管30。堆叠中的管30的数量是可变的，取决于热传递要求，可以在不同的应用之间变化。堆叠中的相邻管30沿侧边缘密封地固定到彼此，其中一个管30的嵌套的成对上翻侧边缘94、114与相应的相邻管30的成对上翻侧边缘94、114密封接合并部分地嵌套。类似地，在管30的相对侧上的嵌套的成对上翻侧边缘96、116也彼此密封、部分地嵌套接合。可以看出，在整个堆叠高度上的上翻侧边缘94、114和96、116的密封接合和嵌套将完全封围芯部12的侧部18、20，从而不需要外壳来覆盖侧部18、20。

另外，每个管30具有从其上表面延伸的成对凸台98、100和从其下表面延伸的成对凸台118、120。当管30被堆叠时，一个管30的直立凸台98、100的平的上表面密封地接合到相邻管30的凹陷的凸台118、120的平面下表面。因此，冷却剂歧管开口102、122在整个管30的堆叠中对齐以形成第一冷却剂歧管144，并且类似地，冷却剂歧管开口104、124在整个管30的堆叠中对齐以形成第二冷却剂歧管146，其中第一和第二冷却剂歧管144、146中的每一个用作冷却剂入口歧管或冷却剂出口歧管。

由相邻管30之间的空间限定的气体流动通道34设有湍流增强插入件36。插入件36可以是简单的波纹翅片，其包括平行于气体流动方向(x轴)延伸的多个平行波纹。波纹可以由基本上垂直的侧壁限定，这些侧壁彼此间隔开地相对于彼此平行地配置，相邻的侧壁沿着波峰和波谷连结在一起，其中波峰和波谷与相邻的管30热接触，并且可以被钎焊到其上。例如，湍流增强插入件36可以具有基本上垂直的没有穿孔的侧壁、以及圆形的波峰和波谷。然而，应该理解的是，侧壁可以相对于彼此倾斜，侧壁可以例如通过百叶窗来穿孔，和/或波峰和波谷可以是成角度的。

在所示实施例中，冷却剂歧管144、146位于芯部12的中心。因此，湍流增强插入件36包括两个部段148、150，如图5和6的横向截面中所见。插入件36的部段148由矩形板构成，该矩形板基本上完全填充歧管144、146和嵌套侧边缘94、114之间的空间；并且插入件36的部段150基本上完全填充歧管144、146和嵌套侧边缘96、116之间的空间。插入件36的两个部段148、150沿x轴、大致沿管30的整个长度延伸。

应当理解，沿着气体流动方向(x轴)通过插入件部段148、150之间的空间的旁路气流将在很大程度上被冷却剂歧管144、146阻挡。然而，至少部分地由于凸台98、100、118、120的倾斜侧部，一些气流将通过歧管144、146和相邻的插入件部段148、150之间的小间隙，从而降低了热交换器10的效率。由于制造公差，很难完全封闭该间隙。而且，取决于进入的气流的温度，热的进入气体和最靠近入口的冷却剂歧管144或146之间的接触可能引起歧管144或146内的冷却剂沸腾，这是应该避免的。

舌片106的存在可解决这些问题，即，至少部分地阻止气流通过歧管144、146附近的芯部12，包括围绕歧管144、146的边缘的小间隙。在这方面，舌片106具有横向长度(沿z轴)，该横向长度与凸台98、100、118、120的基部的宽度基本相同，并且与插入件148、150之间的间隙基本相同。舌片106的高度(沿y轴)足以使舌片106的自由端接合或紧密靠近向上相邻的管30。如图22所示，流动分离肋126的加宽部分138可形成有向下延伸的槽152，以使舌片106的自由边缘与向上相邻的管30之间的间隙最小化。

顶板38和底板40具有与芯板84、86相同的尺寸，并且每个顶板和底板沿z轴、横向于气体流动方向(x轴)伸长。现在参考图24和25在下面描述这些板。

底板40在图25中示出并且具有上表面和下表面，该上表面和下表面是大致平的且平面的，只有直立凸台154从上表面向上延伸，并且具有没有穿孔的平的顶部。将平的顶部的尺寸和形状定为密封地接合芯部12中最下面的管30的凹陷的凸台118、120。因此，底板40的直立凸台154密封两个冷却剂歧管144、146的底部，如图7中所见。

底板40还具有沿x轴、即芯部12的侧部18、20延伸的成对上翻的侧边缘156、158。在组装好的芯部12中，最下面的管30的上翻侧边缘94、114嵌套在底板40的上翻侧边缘156内并密封到底板40的上翻侧边缘156，而最下面的管30的上翻侧边缘96、116嵌套在上翻侧边缘158内并密封到上翻侧边缘158。上翻边缘156、158具有与上述芯板84、86的那些相同的构造，并且略微向外成角度(即，相对于y轴成角度)以允许嵌套。

可以看出，最下面的气体流动通道34C位于底板40和最下面的管30之间，并且设有包括部段148、150的湍流增强插入件36，如上所述。底板40没有类似于上述舌片106的舌片。

顶板38在图24中示出并且具有上表面和下表面，该上表面和下表面是大致平的且平面的，只有成对凹陷的凸台160、162从下表面向下延伸。凹陷的凸台160、162沿气体流动方向(x轴)对齐并设有冷却剂端口164、166。顶板38具有成对上翻的侧边缘168、170，在组装好的芯部12中，它们嵌套在芯部12中最上面的管30的上翻侧边缘内并密封到芯部12中最上面的管30的上翻侧边缘。更具体地，顶板38的侧边缘168嵌套在最上面的管30的上翻侧边缘94、114中，而侧边缘170嵌套在最上面的管30的上翻侧边缘96、116中。上翻边缘168、170具有与上述芯板84、86的那些上翻边缘相同的构造，并且略微向外成角度(即，相对于y轴成角度)以允许嵌套。

顶板38的凹陷的凸台160、162具有围绕端口164、166的平的下表面，端口164、166在组装好的芯部12中密封地接合最上面的管30的直立凸台98、100，使得冷却剂歧管144、146的顶部是敞开的。该配置也在图7中示出。

如上所述，热交换器10包括冷却剂配件18、20，它们沿着顶板38的上表面密封地接合凹陷的凸台160、162的周向边缘，从而提供与冷却剂歧管144、146的密封连通。配件18、20能可选地通过中间密封板172安装到顶板38，如图5-7所示。

可以看出，最上面的气体流动通道34A位于顶板38和最上面的管30之间，并且设有包括部段148、150的湍流增强插入件36，如上所述。从最上面的管30突出的舌片106突出到顶板38的凸台160、162之间的空间中，舌片106的自由端紧邻顶板38。该配置也在图7中示出。

顶板38和底板40密封芯部10的顶部和底部，从而减少或消除了在芯部12的顶部和底部14、16上方的外部壳体的需求。

在热交换器10的运行中，使诸如空气的热气体沿x轴流过在歧管盖42、44的气体开口48之间的芯部12的气体流动通道34。假设配件18是冷却剂入口并且配件20是出口，则液体冷却剂将通过配件18进入芯部12并进入冷却剂歧管144。从那里，冷却剂以与热气体交叉流动的构型流过所有冷却剂流动通道32，并从热气体吸收热量。然后冷却剂流到另一个冷却剂歧管146并通过出口配件20离开热交换器。

现在下面描述具有替代芯板构造的热交换器。

图26示出了上芯板84和下芯板86的替代形式，其可用于在类似于上述热交换器1和10的热交换器中构造冷却剂管30。图26中的上芯板84在上板84的直立凸台98、100之间没有旁路阻挡舌片106，而是具有位于上板84的边缘和直立凸台98、100之一之间的旁路阻挡舌片174，使得旁路阻挡舌片174靠近组装好的热交换器芯部12的正面22或背面24。如图所示，通过形成两个平行的狭缝并向上弯曲舌片174，可以在板84的边缘处形成舌片174。通过为周向凸缘110提供加宽区域176来修改下芯板86，加宽区域176在围绕由于形成舌片174而产生的孔或槽口的区域中密封地接合上板84。应当理解，流动分离肋126在该实施例中可以具有恒定的宽度，并且不需要加宽部分。舌片174的自由端可以在靠近芯部12的正面22或背面24的位置接合或靠近向上相邻的管30或顶板38的底表面。如果期望，可沿芯部12的正面22和背面24两者设置舌片174。除了上述差异之外，图26的上芯板84和下芯板86与上述热交换器10的芯板84、86相同，并且能以与上述芯板84、86相同的方式结合到热交换器芯部12和热交换器中。

图27和27A示出了上芯板84和下芯板86的另一种替代形式，其中旁路阻挡舌片178结合在上芯板84的至少一个边缘上，其沿着芯部12的正面22或者背面24放置。在本实施例中，舌片178形成为从上板84的前边缘突出的凸片，并且沿着与板84的前边缘共线的折叠线向上折叠。该实施例的有利之处在于，舌片178可具有一定高度(沿y轴)，使得其将与芯部12中的相邻管30的向上突出的舌片178嵌套并密封地接合，从而在芯部12的整个高度上形成连续的旁路阻挡元件180，如图27A所示。例如，舌片178可以具有与芯板84的上翻侧部94、96相同或相似的高度，并且还可以略微向外倾斜，以便改善与相邻管30的舌片178的嵌套。而且，因为舌片178将定位在湍流增强插入件36的部段148、150的前面或后面，它不需要配装在部段148、150之间的间隙内。因此，可以增加舌片178的长度(沿z轴)以沿着芯部12的正面22和/或背面24重叠于湍流增强插入件36的部段148、150的边缘，以便更完全地阻挡歧管144、146和湍流增强器148、150之间的任何间隙。如图27A所示，芯部12的底板40也可以设有向上突出的舌片178'，该舌片178'与向上相邻的芯板84的舌片178嵌套。当芯部12沿着其正面22设有嵌套的舌片178时，应当理解，热的进入气体与最靠近正面22的冷却剂歧管144的直接接触将被嵌套的舌片178有效地阻挡，从而有效地防止冷却剂歧管144、146中的冷却剂沸腾。代替由嵌套的舌片178形成连续的旁路阻挡元件180，应当理解，它也能由单件金属形成，该单件金属例如通过焊接应用到芯部12的正面22或背面24。

因为将舌片178设置成覆盖在凸台98、100、118、120的任一侧上的相对窄的旁路通路，所以能通过成对较短的舌片178'(即沿着z轴更短)替换单个细长舌片178，每个舌片178'足够宽以覆盖凸台一侧的旁路通路。图27中的虚线示出了较短舌片178'的近似尺寸。

在图27的实施例中，底板86可以与上述底板86相同，只是流动分离肋126可以具有恒定的宽度。而且，应当理解，形成每个舌片178的凸片可以设置在底板86而不是顶板84中，或者顶板84和底板86二者都可以设置有舌片178。除了上述差异之外，图27的上芯板84和下芯板86与上述热交换器10的芯板84、86相同，并且能以与上述芯板84、86相同的方式结合到热交换器芯部12和热交换器中。

虽然具有直立侧边缘的上述管30的具体构造是有利的，因为其为芯部12提供了大致平的侧部18、20和平的正面22和背面24，但该构造不是必需的。在这方面，图28和29示出了替代的芯板184，热交换器的芯部12能由该芯板184构造。该单个芯板184能代替热交换器10的芯部12中的两种类型的芯板84、86。

图28示出了用于形成待结合到热交换器的芯部12中的管30的成对相同的镜像芯板184二者。在以下描述中，芯板86和/或芯板84的元件的编号被用于描述芯板184的相同元件。芯板184具有连续的周向凸缘110，其围绕大致平的平面中心部分112并沿第一垂直方向(y轴)远离大致平的平面中心部分112延伸。芯板184设置有沿气体流动方向(x轴)对齐的成对凸台118、120，并且在与第一竖直方向相对的第二竖直方向上从中心部分112延伸。凸台118、120被穿孔以限定相应的冷却剂歧管开口122、124。芯板184还具有流动分离肋126，其位于凸台118、120之间并在第一垂直方向上从中心部分112延伸，并具有与凸缘110共面的平的密封表面136。流动分离肋126沿z轴横向延伸，具有相对的终端128、130，其与周向凸缘110间隔开以限定流通间隙132、134。

流动分离肋126的密封表面136包括凸台118、120之间的加宽部分138，该加宽部分138具有矩形形状。舌片106通过在加宽部分138中切开芯板184以形成舌片106来形成，然后将舌片106朝向第二垂直方向折叠，使得它们在与凸台118、120相同的方向上从板184突出，结果是在舌片106之间的加宽部分138中形成孔108。舌片106各自具有类似于上述舌片106的长度(沿z轴)和高度(沿y轴)，使得舌片106的自由端大致与凸台118、120的顶部共面。舌片106可以是垂直的(沿y轴)或者如附图所示可以朝向彼此倾斜。

热交换器芯部12的管30通过以面对面配置(即，图28所示的取向)将成对板184联接在一起而形成，使得两个板184的周向凸缘110密封地接合彼此，并且使得两个板184的平的密封表面136密封地接合彼此。具体地，舌片106形成为使得加宽部分138的剩余区域提供围绕孔108的密封表面，从而密封在板184之间的流体流动通道32。

图29示出了在堆叠取向中的三个板184。芯部12通过将管30堆叠在彼此的顶部上形成，由设置有如上所述的湍流增强插入件36的气体流动通道34隔开。在组装好的芯部中，对齐的凸台118、120将形成诸如以上所述的歧管144、146的冷却剂歧管。从该附图中能看出，相邻管30中的相对的板184的舌片106将彼此面对，其自由端彼此靠近，以有效地阻挡凸台118、120和待放置在气体流动通道34中的湍流增强插入件36的部段148、150之间的旁路通路，如图所示和关于以上实施例所述。

由包括芯板184的管30构造的芯部12特别适于封装在壳体中，并且可以包括芯部和壳体之间的旁路阻挡结构，例如诸如在共同转让的、2016年10月14日提交的美国临时申请第62/408,216号中描述的那些，其内容以参见的方式整体纳入本文。另外，在芯部12包括如上所述的最上面和最下面的气体流动通道34A、34C的位置，使用芯板184构造而成的热交换器可以包括如在以上任一实施例中描述的顶部和底部阻挡凸缘74、76。

尽管本文已经描述了具有用于改进性能的空气动力学特征的热交换器的某些实施例，但是应当理解，能对所描述的实施例进行某些改造和修改。因而，认为上述实施例是示意性的而非限定性的。

Claims (24)

1.一种气体-液体热交换器，所述气体-液体热交换器包括具有顶部、底部、成对侧部、敞开的正面和敞开的背面的热交换器芯部，其中气体流动方向被限定为从所述正面到所述背面通过所述芯部，并且其中所述芯部具有在其顶部和底部之间限定的高度；

其中所述芯部包括：

彼此平行堆叠的多个扁平管，每个所述扁平管封围用于液体冷却剂循环的液体流动通道；

多个气体流动通道，每个所述气体流动通道限定在相邻的成对所述扁平管之间的空间中，其中所述气体流动通道在所述芯部的所述正面和所述背面敞开，并且其中所述气体流动通道设有湍流增强插入件；

其中每个所述扁平管包括在其周向边缘处连结在一起的成对芯板，以封围和限定冷却剂流动通道；

每个所述芯板包括限定冷却剂歧管开口的成对凸台，其中所述凸台在所述芯部的整个高度上对齐以限定冷却剂入口和出口歧管，并且其中每个所述湍流增强插入件具有在所述气体流动方向上延伸的边缘，其位于所述入口和出口歧管中的至少一个的一侧附近；

其中每个所述扁平管中的至少一个所述芯板包括突出到所述气体流动通道之一中的舌片，并且定位成覆盖在所述湍流增强插入件的所述边缘和所述入口和出口歧管中的至少一个的侧部之间的气体旁路通路。

2.如权利要求1所述的气体-液体热交换器，其特征在于，所述冷却剂入口和出口歧管在所述气体流动方向上对齐，并且其中所述舌片设置在所述入口和出口歧管之间的空间中，并且在沿所述入口和出口歧管的第一侧延伸的所述湍流增强插入件的第一所述边缘和沿所述入口和出口歧管的第二侧延伸的所述湍流增强插入件的第二所述边缘之间横向于气体流动方向延伸。

3.如权利要求1或2所述的气体-液体热交换器，其特征在于，所述舌片具有自由端，所述自由端接合或紧邻所述扁平管中的相邻一个的表面。

4.如权利要求2或3所述的气体-液体热交换器，其特征在于，每个所述成对芯板包括第一芯板和第二芯板；

其中，所述舌片形成在所述第一芯板中，所述第一芯板还包括与所述舌片相邻的孔，所述孔的周边的尺寸和形状与所述舌片的尺寸和形状相对应；

其中，所述第二芯板包括分离所述凸台并横向于所述气体流动方向延伸的流动分离肋，其中所述流动分离肋具有与密封到所述第一芯板的密封表面；

其中，所述流动分离肋具有位于所述凸台之间的加宽部分，其中所述密封表面在所述肋的所述加宽部分中具有足够的尺寸，以围绕并密封地接合所述第一芯板中的所述孔的所述周边。

5.如权利要求4所述的气体-液体热交换器，其特征在于，所述流动分离肋的所述加宽部分包括由密封表面围绕的槽，其中一个所述板对的所述槽紧邻或接合所述板对中的相邻一个的所述舌片。

6.如权利要求1或2所述的气体-液体热交换器，其特征在于：

每个所述板对的两个芯板包括两个所述舌片，每个芯板还包括位于所述两个舌片附近和之间的孔，所述孔具有由密封表面围绕的周边；

其中，围绕一个所述芯板的所述孔的所述密封表面密封到围绕包括所述成对板的另一个所述芯板的所述孔的所述密封表面。

7.如权利要求6所述的气体-液体热交换器，其特征在于，每个所述舌片的高度与所述凸台的高度基本相同。

8.如权利要求6或7所述的气体-液体热交换器，其特征在于，每个所述芯板包括分离所述凸台并横向于所述气体流动方向延伸的流动分离肋，所述流动分离肋具有密封表面，其中，一个所述芯板的所述流动分离肋的所述密封表面密封到包括所述成对板的另一个所述芯板的所述流动分离肋的所述密封表面。

9.如权利要求8所述的气体-液体热交换器，其特征在于，围绕每个所述芯板中的所述孔的所述密封表面是所述流动分离肋的所述密封表面的一部分，并且设置在位于所述凸台之间的所述流动分离肋的加宽部分中。

10.如权利要求1所述的气体-液体热交换器，其特征在于，所述舌片从在所述凸台和所述芯板的向前边缘或向后边缘之间的所述芯板的表面延伸。

11.如权利要求1所述的气体-液体热交换器，其特征在于，所述舌片从所述芯板的向前边缘或向后边缘延伸，并且其高度大于所述气体流动通道的高度，以与相邻扁平管的所述舌片嵌套。

12.一种气体-液体热交换器，所述气体-液体热交换器包括具有顶部、底部、成对侧部、敞开的正面和敞开的背面的热交换器芯部，其中气流方向被限定为从所述正面到所述背面通过所述芯部，并且其中所述芯部具有在其顶部和底部之间限定的高度；

其中所述芯部包括：

彼此平行堆叠的多个扁平管，每个所述扁平管封围用于液体冷却剂循环的液体流动通道；

多个气体流动通道，每个所述气体流动通道限定在相邻的成对所述扁平管之间的空间中，其中所述气体流动通道在所述芯部的所述正面和所述背面敞开；

封围所述芯部的所述顶部或所述底部的端板，其中最末端气体流动通道被限定在所述端板和相邻的一个所述扁平管之间，使得所述最末端气体流动通道仅与相邻的一个所述扁平管接触；

阻挡元件，所述阻挡元件沿着所述芯部的所述正面或者所述背面延伸，并且至少部分地阻挡所述最末端气体流动通道。

13.根据权利要求12所述的气体-液体热交换器，其特征在于，所述端板具有沿所述芯部的所述正面延伸的向前边缘和沿所述芯部的所述背面延伸的向后边缘，并且其中所述阻挡元件包括从所述端板的所述向前边缘或所述向后边缘以一定角度突出的阻挡凸缘。

14.根据权利要求12或13所述的气体-液体热交换器，其特征在于，所述阻挡元件的最大高度与所述最末端气体流动通道沿其长度的至少一部分的高度大致相同。

15.根据权利要求12或13所述的气体-液体热交换器，其特征在于，所述阻挡元件包括一个或多个中断部，以允许气体流过所述阻挡元件或围绕所述阻挡元件。

16.根据权利要求15所述的气体-液体热交换器，其特征在于，所述中断部包括在所述阻挡元件中的离散开口。

17.根据权利要求15所述的气体-液体热交换器，其特征在于，所述中断部包括交替的槽口和凸片，其中所述凸片限定所述阻挡元件的最大高度，并且所述槽口限定所述阻挡元件的最小高度；

其中所述最小高度小于所述最末端气体流动通道的高度。

18.根据权利要求12至17中任一项所述的气体-液体热交换器，其特征在于，还包括：

歧管盖，所述歧管盖覆盖所述芯部的所述正面或所述背面，并包括具有气体开口的第一端和适于连接到所述芯部的所述正面或所述背面的第二开口端；以及

框架状连接元件，所述框架状连接元件在所述歧管盖和所述芯部的所述正面或所述背面之间提供密封连接，所述连接元件包括符合所述芯部的所述正面或所述背面的形状的框架构件，并且具有适于连接到所述芯部的所述正面或所述背面的第一侧和适于连接到所述歧管盖的所述开口端的第二侧。

19.根据权利要求18所述的气体-液体热交换器，其特征在于，所述连接元件的所述第一侧邻接所述芯部的所述正面或所述背面，并且包括围绕所述连接元件的周边连续延伸的平的平面表面。

20.根据权利要求18或19所述的气体-液体热交换器，其特征在于，所述连接元件的所述第二侧包括由彼此间隔开的内周壁和外周壁围绕的周向凹槽，其中，所述内周壁和外周壁围绕所述连接元件的周边延伸；

其中，所述周向凹槽接纳形成在所述歧管盖的所述第二端的连接凸缘并且与形成在所述歧管盖的所述第二端的所述连接凸缘形成密封连接；

其中所述外周壁包括可变形的自由端，所述自由端朝向在所述周向凹槽中的所述歧管盖的所述连接凸缘向内延伸，并且固定位于所述周向凹槽中的所述歧管盖的所述连接凸缘。

21.根据权利要求20所述的气体-液体热交换器，其特征在于，所述连接元件包括顶部或底部，所述阻挡元件附接到所述顶部或底部。

22.根据权利要求21所述的气体-液体热交换器，其特征在于，所述内周壁的顶部或底部沿着所述连接元件的所述顶部或底部延伸，并且其中所述内周壁的所述顶部或底部具有从所述阻挡元件以一定角度延伸的自由端。

23.根据权利要求22所述的气体-液体热交换器，其特征在于，所述连接元件的所述内周壁远离所述芯部的所述正面或背面延伸，并且其中所述阻挡元件从所述内周壁的所述自由端朝向所述芯部的所述正面或背面向后弯曲。

24.根据权利要求22或23所述的气体-液体热交换器，其特征在于，所述内周壁的所述顶部或底部包括所述阻挡元件的一部分。