CN109997008A - 芯壳体具有圆形边缘的热交换器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热交换器(1)，包括热交换芯束(2)和芯壳体，其基本上限定中空平行六面体，其一个面(31)是敞开的，使得相邻四个面通过联接边缘形成在壳体的外表面上界定的端部边缘，所述芯壳体至少制成两个壳体部件(34a‑34d)；其特征在于，所述联接边缘具有圆角，壳体部件(34a‑34d)布置成使得在联接边缘处，一个的外表面基本上延续另一个的外表面。

Description

芯壳体具有圆形边缘的热交换器

技术领域

本发明涉及用于机动车辆的设备的技术领域，特别是用于机动车辆的发动机的空气供应设备，更具体地，用于空气供应来源于压缩机或涡轮增压器的发动机。

背景技术

源自压缩机或涡轮增压器的供应空气也称为“增压空气”。

为了增加涡轮增压发动机的进气密度，已知通过也称为增压空气冷却器的热交换器冷却离开压缩机的增压空气。

增压空气冷却器通常包括交换束。该交换束包括一叠板或管，它们交替地形成用于待冷却的增压空气的循环通道和用于循环传热流体特别是发动机冷却剂的通道。板或管与增压空气之间的热交换部分地通过湍流器实现。该束封装在容器或壳体中，该容器或壳体通常为直中空圆柱体的形式，通常具有矩形底座，在其一个开口端连接到进气集管箱并且在另一端连接到排气集管箱(I形结构，即待冷却的空气遵循直线路径)，或者在其一个开口端连接到进气和排气集管箱，并且在另一端连接到偏转集管箱(U形结构，即待冷却的空气遵循弯曲路径，以便基本上与其进气方向共线地离开)。

目前，壳体通常由四个铝部件形成，每个形成中空圆柱体的一个侧面，在其开口端形成端部边缘。这些铝部件通常具有扁平形状，使其具有板的形状。一些板可以在其两侧具有向外的边缘。为了在钎焊之前保持壳体的形状，这四个件设有齿或夹子，以便提供机械连接，特别是在向外的边缘上。在铝部件的组装过程中，这些部件设置成使得在端部边缘附近，与两个相对的板相对的边缘在彼此相对的其两个边缘附近与另外两个板的内表面邻接。遗憾的是，很难将其中一个板的边缘与另一相邻板的外表面对齐，形成在钎焊期间非常难以密封的三重点。实际上，在钎焊期间，集管器凸缘设置在由壳体形成的中空圆柱体的每个开口端边缘处，以便连接到相应的集管箱。这些集管器凸缘呈带状，其尺寸和几何形状与壳体的端部边缘的尺寸和几何形状相对应。因此，带具有方角部，使得壳体的端部边缘的角部不能完全填充，从而在壳体和集管器凸缘之间存在在钎焊期间不能堵塞的孔。然而，这些孔导致空气泄漏，从而导致压力损失，这与性能损失同义。

此外，由于由齿或夹子引起的过厚，使用设置在向外的边缘上的齿或夹子需要外包装的尺寸过大。

发明内容

因此，本发明的目的是克服上述现有技术的至少一个缺点，特别是改善热交换器的性能。

为此，本发明提出一种热交换器，包括：

-交换束；

-束壳体，基本上限定中空平行六面体，所述中空平行六面体的一个面是敞开的，使得四个相邻面通过联接边界形成在壳体的外表面上界定的端部边缘，所述束壳体至少制成两个壳体部件，

其特征在于，所述联接边界具有圆角，壳体部件布置成使得在联接边界附近，一个部件的外表面基本上延伸另一个部件的外表面。

借助于这种壳体，在联接边界的角部附近的中空圆柱体的外表面是连续的，在两个相邻面之间具有平滑过渡，从而消除了造成压力损失的三重点。

以下提供进一步的可选和非限制性特征。

壳体可以制成四个壳体部件。

壳体可包括两个I形壳体部件和两个C形壳体部件。

热交换器还可包括在钎焊壳体部件之前用于保持的装置。

例如，两个相邻的壳体部件各自包括连接边缘用于将它们连接在一起，其中连接边缘具有匹配的形状，保持装置可以包括在两个壳体部件中的一个的连接边缘上的凸形部分和在两个壳体部件中的另一个的连接边缘上的凹形部分。这种保持装置是自锁的，允许在组装之后和钎焊之前处理壳体。因此，借助于这种保持装置，可以将壳体且因此是热交换器的外部整体尺寸减小到最严格的最小值；实际上，不再需要齿、夹子或折叠来提供保持。此外，壳体上不再有任何过厚的材料。它还允许钎焊座的几何简化。凸形部分可以是凸齿(merlon)，凹形部分可以是凹槽(crenel)。作为变型，凸形部分可以是大写字母欧米茄的对应物，而凹形部分可以具有匹配的形状。当然，连接边缘可以包括一个或多个凸形部分和一个或多个凹形部分。在这种情况下，每个凸形部分的形状可以独立于其他而在凸齿和大写字母欧米茄的对应物之间选择，并且每个凹形部分的形状可以独立于其他而凹槽和与大写字母欧米茄的对应物相匹配的形状之间选择。

作为另一示例，两个相邻的壳体部件各自包括连接边缘，其优选地是直的，用于将它们连接在一起，保持装置可以包括U形保持部分，U形保持部分部分地覆盖两个壳体部件中的每一个，包括它们的连接边缘(342a、341b；342b、341c；342c、341d；342d、341a)的一部分，优选地在连接边缘的中心部分中。借助于U形保持部分，为各种壳体部件本身获得的组件在其钎焊之前是坚固且稳定的。此外，它通过充当包层材料来加强各种壳体部件之间的钎焊连接，进一步防止形成有助于空气泄漏的孔。最后，它还允许通过在约束最大的地方增加壳体的机械抗力来加强壳体的机械阻力。在这种情况下，壳体可以制成四个壳体部件，包括两个相对的I形壳体部件和两个相对的C形壳体部件；优选地，I形壳体部件小于两个C形壳体部件。此外，I形壳体部件之一可以是集管器板，U形保持部分可以是集管箱。集管箱可以是空气箱或水箱。

附图说明

通过参考附图阅读以下详细描述，进一步的目的、特征和优点将变得显而易见，其中：

图1是根据本发明的热交换器的束壳体的示例的示意性前视图，示出了束壳体的端部边缘；

图2是热交换器的束壳体的示例的四分之三视图，在壳体部件的连接边缘上具有凸形和凹形部分形式的保持装置；

图3是热交换器的束壳体的另一示例的四分之三视图，在壳体部件的连接边缘上具有凸形和凹形部分形式的保持装置；

图4是根据本发明的热交换器的示例的四分之三视图，具有带有U形保持部分形式的保持装置的束壳体；以及

图5是黑白照片，示出了根据现有技术的壳体在钎焊后产生泄漏的示例。

具体实施方式

下面参照图1至5描述根据本发明的热交换器1。

该热交换器1包括交换束2和容纳交换束2的束壳体3。束壳体3至少制成两个壳体部件34a-34d并且基本上限定出中空的平行六面体，其一个面是敞开的(开口面31)，使得四个相邻的面32a-32d通过形成外表面的一部分的联接边界33形成在壳体的外表面上界定的端部边缘。该外表面通常由壳体部件34a-34d的面形成，而不是由其边缘形成。在本说明书的范围内使用的术语“壳体部件”表示已经组装然后固定在一起以形成束壳体3的部件。因此，它们不是彼此一体地形成。束壳体3还可以具有与该第一开口面31相对的另一开口面31，使得四个相邻面32a-32d形成另一端部边缘，该另一端部边缘也通过另一联接边界33在壳体的外表面上成边界。为了方便，说明书的其余部分仅涉及一个开口面和一个联接边界，但是对于一个开口面和一个联接边界提供的描述适用于另一相对的开口面和另一联接边界。此外，对于本说明书的要求，束壳体3将被认为具有与四个相邻面32a-32d平行的纵向轴线。

联接边界33具有圆角331(例如半径为1.5至8mm的圆弧)，并且壳体部件34a-34d布置成使得在联接边界33附近，其中一个部件的外表面基本上延伸另一个部件的外表面：换句话说，在两个壳体部件34a、34b；34b、34c；34c、34d；34d、34a之间的连接附近，两个部件的表面处于同一水平。联接边界33允许容纳集管器凸缘，该集管器凸缘包括大致中空圆柱形状的一部分，其内表面与联接边界33的内表面匹配，并且特别地具有圆角。当联接边界33与其联接时，联接边界33用于与集管器凸缘的内表面接触，由于它们的圆度，在角附近没有任何孔。从端部边缘开始的联接边界33的宽度优选地在1到10mm之间，优选地在3到7mm之间。

壳体部件34a-34d优选地由金属制成，有利地由铝制成。此外，相邻的壳体部件34a-34d优选地钎焊在一起。

有利地，束壳体3制成四个壳体部件34a-34d。例如，束壳体3可包括彼此相对的两个I形壳体部件(图1、3和4中的附图标记34b和34d；图2中的34a和34c)和彼此相对的两个C形部件(图1、3和4中的附图标记34a和34c；图2中的34b和34d)。字母I和C指的是在垂直于其表面并且与所有壳体部件相交的平面中截取的壳体部件的横截面的形状。圆角存在于C形壳体部件上。在束壳体3仅包括两个壳体部件(图中未示出)的情况下，两个壳体部件是C形壳体部件。由束壳体3形成的平行六面体的角部在C形壳体部件上产生。优选地，C形的端部限于角部的倒角。

热交换器1还可包括在钎焊壳体部件34a-34d之前用于保持的装置351a、352a；351b、352b；36。

在第一实施例中，两个相邻的壳体部件34a、34b；34b、34c；34c、34d；34d、34a各包括用于将它们连接在一起的连接边缘342a、341b；342b、341c；342c、341d；342d、341a，其中连接边缘342a、341b；342b、341c；342c、341d；342d、341a具有匹配的形状，并且保持装置包括在两个相邻的壳体部件34a、34b；34b、34c；34c、34d；34d、34a之一的连接边缘上的凸形部分351a、351b和在两个壳体部件34b、34a；34c、34b；34d、34c；34a、34d中的另一个的连接边缘上的凹形部分352a、352b。凸形部分351a、351b具有外表面，该外表面延伸在与设置它的连接边缘相邻的壳体部件的外表面。

凸形部分351a、351b的长度优选地在5到100mm之间，优选地在5到15mm之间。凸形部分351a、351b的宽度优选地在5和15mm之间。该长度应理解为凸形部分351a、351b的垂直于连接边缘的尺寸，并且宽度应理解为凸形部分351a、351b的平行于连接边缘的尺寸。

凸形部分351a可以是凸齿(merlon)，凹形部分352a可以是凹槽(crenel)，如图2所示。例如，束壳体3包括四个壳体部件34a-34d，包括两个彼此相对的I形壳体部件34a、34c和两个彼此相对的C形壳体部件34b、34d。I形壳体部件可以在它们的每个连接边缘341a、342a、341c、342c上具有三个形状为凸齿形状的凸形部分351a，并且C形壳体部件可以在它们的每个连接边缘341b、342b、341d、342d上具有三个凹槽形状的凹形部分352a。当然，根据该变型的发明不限于三个凸形部分和三个凹形部分，但是该数量也可以例如等于1、2、4、5、6或更多个部分。

作为变型，凸形部分351b可以是沿着其对称轴线切割的大写字母欧米茄Ω或所述欧米茄的一半的对应物，并且凹形部分352b可以具有匹配的形状，如图3所示。例如，束壳体3包括四个壳体部件34a-34d，包括彼此相对的两个C形壳体部件34a、34c以及两个彼此相对的I形壳体部件34b、34d。C形壳体部件可以在它们的每个连接边缘341a、342a、341c、342c上具有在连接边缘341a、342a、341c的中心处以大写字母欧米茄Ω的对应物的形状的凸形部分351b，以及在连接边缘341a、342a、341c、342c的端部处以大写字母欧米茄Ω的对应物的一半的形状的两个凸形部分351b。然后，I形壳体部件在它们的每个连接边缘341b、342b、341d、342d上具有在连接边缘341b、342b、341d、342d的中心处的与大写字母欧米茄Ω的对应物相匹配的形状的凹形部分352b，以及在连接边缘341b、342b、341d、342d的端部处的与大写字母欧米茄Ω的对应物的一半相匹配的形状的两个凹形部分352b。当然，根据该变型的发明不限于具有大写字母欧米茄Ω的对应物的形状的一个凸形部分和具有匹配形状的一个凹形部分，但是该数字也可以例如是1、2、4、5、6或更多。

当然，连接边缘341a-341d、342a-342d可包括一个或多个凸形部分351a、351b和/或一个或多个凹形部分352a、352b。在这种情况下，每个凸形部分351a、351b的形状可以独立于其他而在凸齿与大写字母欧米茄和所述大写字母欧米茄的一半的对应物之间选择，并且每个凹形部分352a、352b的形状可以独立于其他而在凹槽和与大写字母欧米茄Ω或所述大写字母欧米茄的一半的对应物相匹配的形状之间选择，但是取决于相应的凸形部分351a、351b。

在另一实施例中，两个相邻的壳体部件34a、34b；34b、34c；34c、34d；34d、34a各包括连接边缘342a、341b；342b、341c；342c、341d；342d、341a用于将它们连接在一起，并且保持装置包括U形保持部分36，其部分地覆盖两个相邻的壳体部件34a、34b；34b、34c；34c、34d；34d、34a中的每一个，包括它们的连接边缘的一部分，优选地在连接边缘的中心部分中，以便使联接边界33自由地用于将集管器凸缘连接到例如集管箱。与前述字母I和C的情况一样，字母U指的是保持部分36的在一平面上的截面的形状，所述平面与垂直于壳体部件34a-34d的表面并且与所有壳体部件34a-34d相交的平面平行。当然，C和U形状指的是相同类型的截面形状，但是它们都在本说明书中使用，以便适当地区分壳体部件和保持部分。U形保持部分压靠在其覆盖的壳体部件上。两个U形保持部分可以设置在由束壳体3形成的平行六面体的同一面上。连接边缘342a、341b；342b、341c；342c、341d；342d、341a优选地是直的，这有利于它们的制造和它们的相互调节。

例如，壳体3制成四个壳体部件34a-34d，包括两个相对的I形壳体部件和两个相对的C形壳体部件。保持部分36可以部分地覆盖I形壳体部件34b和在它们与部分覆盖的I形壳体部件34b相邻的一侧上的两个C形壳体部件34a、34c，如图4所示。更具体地，保持部分36通过沿平行于其连接边缘341b、342b的第一方向在其上部分地延伸而部分地覆盖I形壳体部件34b，但是在垂直于其连接边缘341b、342b的第二方向上提供完全覆盖。尽管不是优选的解决方案，但是保持部分36可替代地可以部分地覆盖C形壳体部件和在它们与部分覆盖的C形壳体部件相邻的一侧上的两个I形壳体部件。更具体地，保持部分36通过沿平行于其连接边缘的第一方向在其上部分地延伸而部分地覆盖中心壳体部件，但是在垂直于其连接边缘的方向上提供完全覆盖。优选地，保持部分沿平行于其连接边缘的方向在壳体部件的70％至95％上延伸。类似地，保持部分36在平行于它们的连接边缘的方向上部分地在与中心壳体部件相邻的壳体部件上延伸，部分地在垂直于它们的连接边缘的方向上，在垂直于相邻壳体部件的连接边缘的方向上在它们的5％和5％上延伸。

优选地，I形壳体部件34b、34d小于两个C形壳体部件34a、34c，如图4所示。此外，I形壳体部件34b中的一个可以是集管器板，特别是具有开口345，并且U形保持部分36可以是集管箱。在这种情况下，保持部分36部分地覆盖集管器板。集管箱可以是空气箱或水箱。

在第一变型中，仅I形壳体部件34b中的一个是集管器板。在这种情况下，两个U形保持部分36优选地覆盖I形壳体部件34b且在两个C形壳体部件34a、34c与部分覆盖的I形壳体部件34b相邻的一侧上覆盖两个C形壳体部件34a、34c，其中这两个保持部分36是集管箱。另一个I形壳体部件34d是遮挡板，即没有开口，并且保持部分36部分地覆盖另一个I形壳体部件34d，并且为此，部分地覆盖另一个I形壳体部件34d的部分是简单板。因此，从集管箱之一到板然后反过来从板到另一个集管箱而产生U形循环。

在第二变型(图中未示出)中，仅I形壳体部件34b中的一个是集管器板，并且单个U形保持部分36优选地覆盖I形壳体部件34b且在C形壳体部件34a、34c与部分覆盖的I形壳体部件34b相邻的一侧上覆盖C形壳体部件34a、34c。该单个U形保持部分36是具有两个相互密封的隔室的集管箱：传热流体入口隔室和传热流体出口隔室。另一个I形壳体部件34d是遮挡板，即没有开口，并且保持部分36部分地覆盖另一个I形壳体部件34d，并且为此，部分地覆盖另一个I形壳体部件34d的部分是简单板。因此，从集管箱的隔室之一到板然后反过来从板到集管箱的另一个隔室而产生U形循环。

在第三变型(图中未示出)中，两个I形壳体部件中的每一个是集管器板。在这种情况下，U形保持部分覆盖每个I形壳体部件且在C形壳体部件与部分覆盖的I形壳体部件相邻的一侧上覆盖C形壳体部件，其中这两个保持部分是集管箱。因此，从一个集管箱到另一个集管箱产生I形循环。

热交换器1可用于需要封闭的任何交换器，特别是高温或低温冷却散热器、汽车内部加热散热器、冷凝器、蒸发器、空气-空气或空气-水增压空气冷却器。

Claims (10)

1.一种热交换器(1)，包括：

-交换束(2)；

-束壳体(3)，基本上限定中空平行六面体，所述中空平行六面体的一个面(31)是敞开的，使得四个相邻面(32a-32d)通过联接边界(33)形成在壳体的外表面上界定的端部边缘，所述束壳体(3)至少制成两个壳体部件(34a-34d)，

其特征在于，所述联接边界(33)具有圆角(331)，壳体部件(34a-34d)布置成使得在联接边界(33)附近，一个部件的外表面基本上延伸另一个部件的外表面。

2.如权利要求1所述的热交换器(1)，其中，所述束壳体(3)制成四个壳体部件(34a-34d)。

3.如权利要求2所述的热交换器(1)，其中，所述束壳体(3)包括两个I形壳体部件(34a、34c；34b、34d)和两个C形壳体部件(34b、34d；34a、34c)。

4.如权利要求1至3中任一项所述的热交换器(1)，还包括在钎焊壳体部件(34a-34d)之前用于保持的保持装置(351a、352a；351b、352b；36)。

5.如权利要求4所述的热交换器(1)，其中，两个相邻的壳体部件(34a、34b；34b、34c；34c、34d；34d、34a)各自包括连接边缘(342a、341b；342b、341c；342c、341d；342d、341a)用于将它们连接在一起，所述连接边缘(342a、341b；342b、341c；342c、341d；342d、341a)具有匹配的形状，所述保持装置(351a、352a；351b、352b)包括在两个壳体部件(34a、34b；34b、34c；34c、34d；34d、34a)中的一个的连接边缘上的凸形部分(351a；351b)和在两个壳体部件(34b、34a；34c、34b；34d、34c；34a、34d)中的另一个的连接边缘上的凹形部分(352a、352b)。

6.如权利要求5所述的热交换器(1)，其中，所述凸形部分(351a)是凸齿，且所述凹形部分(352a)是凹槽。

7.如权利要求5所述的热交换器(1)，其中，所述凸形部分(341b)是大写字母欧米茄或所述大写字母欧米茄的一半的对应物，并且所述凹形部分(342b)具有匹配的形状。

8.如权利要求4所述的热交换器(1)，其中，两个相邻的壳体部件(34a、34b；34b、34c；34c、34d；34d、34a)各自包括连接边缘(342a、341b；342b、341c；342c、341d；342d、341a)，所述连接边缘(342a、341b；342b、341c；342c、341d；342d、341a)优选地是直的，用于将它们连接在一起，保持装置包括U形保持部分(36)，所述U形保持部分(36)部分地覆盖两个相邻的壳体部件(34a、34b；34b、34c；34c、34d；34d、34a)中的每一个，包括它们的连接边缘(342a、341b；342b、341c；342c、341d；342d、341a)的一部分，优选地在连接边缘(342a、341b；342b、341c；342c、341d；342d、341a)的中心部分中。

9.如权利要求8所述的热交换器(1)，其中，所述束壳体(3)制成四个壳体部件(34a-34d)，包括两个相对的I形壳体部件(34a、34c；34b、34d)和两个相对的C形壳体部件(34b、34d；34a、34c)，优选地，I形壳体部件(34a、34c；34b、34d)小于两个C形壳体部件(34b、34d；34a、34c)。

10.如权利要求9所述的热交换器(10)，其中，所述I形壳体部件之一(34b)是集管器板，并且所述U形保持部分(36)是集管箱。