CN1114814C - 带有适配器的热交换器 - Google Patents

Abstract

一种热交换器结构，它包括第一与第二相分开的大致平行且具有相对端部的管状水箱，以及在上述水箱间延伸并以其端部与水箱内部形成流体连通的一批相互平行分开的管子，这种热交换器可使在其中为热交换流体选择进口或出口或横连通道位置时具有最大的灵活性。在热交换器的外部上安装有一与所述水箱内部连通的适配器，以使热交换器能同相对于它设在任何位置流体导管形成流体连通。

Description

带有适配器的热交换器

本发明涉及热交换器，具体涉及到热交换器中所用多管系统。

当前使用的许多不同类型的热交换器采用了包括两或多个相分开的大致平行的管状水箱的芯体结构。在水箱之间延伸着一批管子，它们与水箱内部形成流体连通。水箱之间设有许多叶片，它们与管子形成热交换关系。

在这种结构中，出于强度和/或安装需要，通常包括侧部件。这些侧部件一般是在水箱对应端之间延伸的板件。当叶片是蛇形叶片时，最末端的成排蛇形叶片通常便与侧板结合。在侧板方面还可以采用各种安装架。

以上这些构件中典型的是所用的与水箱中之一或另一或两个相连接的进口与出口接头。当热交换器例如用于车辆上时，通常设在发动机罩或仪表板下的其它部件的位置常常会决定将与热交换器连接的导管的位置。其它种种限制，例如希望使车辆外部具有良好的空气动力学构型，或是希望获得最大的内部空间，来提高燃料的经济效益，这些也都依赖热交换器的设计，以使这些热交换器装放在发动机罩或仪表板下一定的机壳之内，并处于可使导管能自由地通到水箱的进口与出口接头的位置。

在水箱上应用进口与出口接头，常常会加大必须沿从一个水箱延伸到另一个水箱的方向设置的用来包围热交换器的机壳。

此外，当要求与水箱相对来设置连接件时，这类导管至少是在它们与水箱连接处必须留出间隔，而这又会给热交换器的安装带来一些特殊问题。

再有，当采用管式水箱时，它们一般沿其长向开有许多平行的槽以纳置下在水箱之间延伸的管子的端部。在许多这样的结构中，在水箱上与槽相对处形成有许多平直的部段，用来设置一些供安装进口和/或出口或横连接头的孔。这样就需要进行原本不希望有的成形作业。

本发明的目的即在于解决上述的一或多个问题。

本发明的主要目的在于提供一种新的和改进了的热交换器。更确切地说，本发明的目的之一在于提供一种连接到热交换器水箱上的新的和改进了的多管系统。

本发明的一个典型的实施例是以下述热交换器来实现上述目的的，此热交换器包括第一与第二相分开的大致平行具有相对端部的管状水箱。设有一批相互平行、相互分开、在水箱之间延伸且端部与水箱内部成流体连通的管子。水箱之间有一批与管子成热交换关系的叶片。在这批管子与叶片的侧部有一批侧部件，它们在水箱的各相对端部之间延伸且连接到对应的端部中相应的一端之上。侧部件中之一包括有内部通道，此内部通道终止于第一孔口，此第一孔口在水箱的相对端之一端上并与所述水箱之一成流体连通，通道的另一端则有相对的第二孔口。

在一最佳实施例中，上述叶片为蛇形叶片并结合到侧部件上。

在本发明的一个实施例中，有两个上述通道，两个上述的第一孔口和第二孔口作为各通道的第一孔口与第二孔口。这两个第一孔口各与所述水箱中的不同一个成流体连通。

在本发明的一个最佳实施例中，第二孔口位于远离这批管子与这批叶片的侧部件的一侧，得以迅速地与安装架或类似部件连接。

本发明的一个实施例则提供有与上述连接通道的水箱之一紧密领接的另一水箱。

根据本发明的另一实施例，设有另一组第一和第二水箱以及一批管子，它们与前述的第一组成并列关系，即各组的第一水箱相互紧邻，各组中的第二水箱相互紧邻。在侧部件内存在三条通道，每条通道有第一与第二孔口。第一与第二通道的第一孔口与各第一水箱相应的一个成流体连通，第一与第二通道的第二孔口则位于与各组中这批管子相对处。第三通道的孔口则同各第二水箱中相应的一个成流体通道而界定出一个横连通道。

在本发明的一个实施例中，上述侧部件包括一对板件，在这些板件的界面上有通道。在本发明的一个实施例中，这些板件之间有隔件而确定出一种叠层的侧部件。在另一实施例中，板件中之一具有周边凸缘，而板件中的另一则可套接于此周边凸缘中成为对合关系。

本发明的其它目的与优点可从下面结合附图所作的说明中获得理解。

图1是本发明的热交换点的正视图。

图2是从图1右侧观察此热交换器时的正视图。

图3是依据本发明一改进的实施例的侧部件的一部分的示意图。

图4是依据本发明一改进的实施例的侧部件的另一部分的示意图。

图5是分解图，说明将图3与图4中的部分组合到一起的情形。

图6是本发明的适配器的分解正视图。

图7是本发明的适配器的侧视图。

图8是已安装有这种适配器的热交换器的侧视图。

图1与图2示明本发明的热交换器的一种典型的实施例，可以看到其中包括一对椭圆形横剖面的一对大致呈一管状的水箱10与12。水箱10与12是细长形式，以大致平行的关系设置并相互分开。

在它们面对的一侧，水箱10与12包括有本项技术中周知的取复合曲线形式的压力圆拱14。这些压力圆拱14由一批槽16相分开，槽中纳置下一般但并不常常是具挤压结构的细长平直管子20的端部12。

如图11所示，水箱10与12之间有一批平行延伸相互分开的管子20。在水箱10与12之间有一批与管子20成热交换关系的叶片22。在通常情形。例如当叶片22是图1中所示的蛇形叶片情形，它们将钎焊到管子20之上。但要是采用了平板状叶片，便只需采用机械连接来代替治金接合。

加上统一由30和32分别标明的第一与第二侧部件便完成了主体结构。侧部件30属常规形式，在它的相对端部有向内的接头片34，经钎焊分别固定于各水箱10与12上。相邻的叶片22通常也钎焊到侧部件30上。侧部件30与32有助于稳定整体结构来抵抗使用中可能招受的各种力。例如当用在车辆中时，热交换器一般将受到剧烈的振动、压力循环与热循环的影响，而侧部件30与32则能提供抵抗因这类振动和/或循环产生的破坏力。

与侧部件30相邻的水箱10与12的端部用常规的端帽36密封。

侧部件32与侧部件30有很大的不同。它是由内多管板38、外多管板40和隔板42构成。内多管板38在各端有整体成形的短接管44。各个短接管44的大小可以恰当地纳置于水箱10与12中相应的一个的相邻开口端内，并可以钎焊而密封于其上。

隔板42包括以后将更详细描述的三个内部通道，外多管板40包括一对整体成形的短接管46，它们与短接管44相对即远离管20与叶片22伸出。短接管46可以安装下有螺纹终端50的接头48，借此可与流体导管连接。短接管44与46可借冲压作业形成于板38和40上。

如图2所示，实际有两排管子22在两个水箱10和两个水箱12之间延伸。这就是说，设置有两个芯体结构，各包括一个水箱10、一个水箱12以及在它们之间延伸的管子22。这两个芯体并列设置，两个水箱10相互紧邻，两个水箱12也相互紧邻。

叶片22可以是单组式的在两个芯体间延伸的叶片，也可以根据需要每个芯体中有它自己的一组叶片22。在这里的结构中，内多管板38有四个短接管44，各端两个。图2所示的两个上部短接管44分别设在相关的一个水箱10上，两个下部短接管44分别设在相关的一个水箱12上。

隔板42包括同两个上部短接管44对准的第一内部切口或通道60。结果，通过切口60在两个上部水箱10之间形成了流体连通，起到从一套组件(芯体)到另一套组件(芯体)的横连通道的作用。

隔板42还包括具有图示构型的内部通道62和另一内部通道64。这些内部通道是通过隔板42中的切口形成。可以看到，通道62是在短接管50中最上面的一个和短接管44左方最下面的一个之间延伸。这样，上部接头48便同在下水箱12形成成流体通道。

切口(或即内部通道)64是从右下水箱12延伸到下部接头48，由此使它们形成流体连通。

由此可知，接头50中之一可以用作热交换器的流体进口，而另一可以用作流体出口。流体于是便通过这些组件之一，进入到它的水箱12，向上通过管20到达上部水箱20，在此再经通道60沿横向与另一水箱10连通。此流体然后通过该组件的管20下降到水箱12，最后通过另一接头48从此系统排出。

如图1与2所示，侧部件32具叠层结构，使通道配置于内板38和外板40之间的界面上。在某些情形下，最好取双件式结构。下面对照图3、4与5来说明双件式结构。

参看图3与5，内板70基本上是平面式的，但包括从它的一侧延伸出的周边凸缘72和在从它的相对侧突出的两端处整体形成的短接管74。短接管74的作用与短接管44相同，将不再作说明。

由于内板70是平面形式，极适合于与蛇形叶片结合。

还设有外板76，它的尺寸与外形适于套接到内板70的周边凸缘72中。板76的上端附近在其一侧经冲压形成有一细长泡形件78，它在两个上部短接管74之间延伸并覆盖于其上，形成一个与图2中60处所示的相当的横连通道。

外板76还包括构型同于切口62的另一泡形件80和构型同于切口64的又一泡形件82。这两个泡形件80与82都有整体冲压成形的短接管84，它们从板70上伸出并如周知的那样，适合安放用来与热交换流体连通的附件。泡状件80与82的下端向下延伸，分别覆盖着左、右短接管74，这样便为通过热交换器的热交换流体提供了通道，这同前面结合图1与2所示实施例中说明的相同。

在上述泡状件之间，板76是平直的，可使它与板70对合，当施行例如钎焊一类典型的结合操作后，板70与76上的平面区域将相互钎接，使泡状件78、80与82所限定的通道相互密封，并与热交换器的外部隔绝。

正如所知道的，钎焊是组装热交换器的最佳方法。通常，当热交换器的部件是由铝材制成而需要硬焊结合时，是在这些部件之一或另一或两个之上需焊合的位置上设置一硬焊包层。

从以上所述可知，本发明具有由侧部件所提供的通常功能并可实现这种功能，还增加有效的功能，这种侧部件可以用来为热交换器提供进口、出口和/或横连通道。结果，水箱10与12间的机壳不会在存在有接头的方向上加大。此外，本发明允许将接头连接到热接换器上不在水箱上的位置，从而可以增加设计的灵活性。虽然在所示实施例中是把所述接头示明在热交换器的平面内，但内行的人当知，必要时可使例如板件70与76一类板件延伸到热交换器的一侧，并设置泡状件而延伸到使所述接头可以位于热交换器的前方或后方这样一些位置上。

类似地，需要时，短接管46和/或84可以指向热交换器的两侧，从所示位置转过90°。此外，图示的管状水箱10、12是用单件材料形成的，但也可两或多种材料来形成本发明的管状水箱，只内部通道是所示明的那种通道即可。

有可能需要将上述热交换器用于所具有的流体导管与上述短接管46、84不在一直线上的系统中。这时可在上述热交换器中加设一适配器90。

适配器90可以用于具有叠层侧部件的热交换器(图2)，和用于侧部件为双件式结构的实施例(图3～5)。适配器90可用来延长内部通道和引入新的通道端点，以使单一基础形式的热交换器结构能用在各具有不同定位的进口和出口部的种种不同环境中。

适配器90是由内板92和外板94(图6～7)组成。内板92具有周边凸缘96和与上述热交换器的短接管46和84对准的第一与第二开口98。开口98的大小可以恰当地置纳下短接管46或84，并钎焊于其上构成液密接合。外部94的大小与外形可以套接于内板92的周边凸缘96内。外板94的上端附近有第一和第二适配器孔口100。这些孔口100的位置与热交换器安装在的系统中的特定流体导管对准。为便于图示，这些孔口100是并排地对准而垂直地伸至侧部件32。对于任何特定的安装形式，孔口100易于相对侧部件32按不同角度定位。

此外，外板94具有第一泡状件102从孔口100中之一延伸到环绕开口98之一的区域。泡状件102是在外板94的一侧上冲压成形，在顶部开口98与左孔口100之间延伸并覆盖它们，由此而形成从适配器孔口100到侧部件短接管46或84中之一的一条管道。

在外板94中冲压成形出第二泡状件104，它在另一孔口100和剩下的开口98之间延伸，而在此孔口100和余剩的短接管46或84之间形成一管道。

两个泡状件102和104都在它的上端具有整体的冲压成形的短接管106，后者界定出各自的孔口100，从内板92延伸出，并适合于接纳用来与热交换流体导管连接的接头。

外板94在泡状件周围是平直的而可以与内板92对合，而在施行例如钎焊之类典型的焊接作业后，板94与92将相互钎合，使泡状件102、104界定的通道相互隔绝并同热交换器的外部隔绝。

在某些情形下，最好不用具有冲压成形通道的双件式适配器结构，而可采有在中央部段具有切口的叠层结构。

从以上所述可知，改进的结果可使热交换器适用于广大一类系统。通常的情形是，特定的热交换器是供特定用途的，但进口与出口流体导管则并不与热交换器的进口与出口部对准，使得热交换器不能用于这种情形。为有可能利用的热交换器装备加工机械是很昂贵和低效率的。但是由于有了上述的适配器，就能把单一的热交换器用于多种不同的工作。

先有技术的热交换器设计以及为此而用到的进口、出口与横连接头时所遇到的许多问题，在各式各样的情况下都可以通过采用本发明而得以避免。

Claims (13)

1.一种热交换器，它包括：

第一与第二相分开的大致平行且具有相对端部的管状水箱；

在上述水箱间延伸并以其端部与水箱内部形成流体连通的一批相互平行分开的管子；

位于所述水箱之间并与上述这排管子形成热交换关系的一批肋片；

设在上述这批管子与肋片的侧部，在水箱相对端之间延伸并连接到此相对端中相应一端之上的侧部件，侧部件之一包括有内部通道，此内部通道终止于在水箱的相对端之一端上并与所述水箱之一成流体连通的第一孔口，和在通道的另一端的第二孔口；以及

适配器，它具有与上述第一孔口连通的第一管道和与上述第二孔口连通的第二管道，由此延伸所述内部通道而上述内部通道则终止在分别同上述第一和第二孔口相分开的第一适配器孔口和第二适配器孔口。

2.如权利要求1所述热交换器，特征在于：所述肋片是蛇形肋片且结合到所述侧部件上。

3.如权利要求1所述热交换器，特征在于：有两个所述通道，以及两个所述第一孔口和两个所述第二孔口，为各个所述通道提供第一与第二孔口，所述的两个第一孔口各与所述水箱中的不同一个成流体连通。

4.如权利要求1所述热交换器，特征在于：所述第二孔口是位于所述侧部件上远离所述这批管子与肋片的一侧。

5.如权利要求1所述热交换器，特征在于：此热交换器还包括与上述水箱之一紧邻的另一水箱；且前述第二孔口与此另一水箱形成流体连通。

6.如权利要求1所述热交换器，特征在于：此热交换器还包括另一组所述第一与第二水箱和所述一批管子，这个组与前面首先提到的第一与第二水箱和那批管子成并列关系，且使这两个第一水箱相互紧邻，两个第二水箱相互紧邻；同时有三条所述通道，每条通道各有第一和第二孔口，所述第一和第二通道的第一孔口与所述第一水箱中相应的一个成流体连通，而所述第一与第二通道的第二孔口则与所述的各批管子分别相对，第三通道的孔口则分别同所述第二水箱各相应的一个成流体连通。

7.如权利要求1所述热交换器，特征在于：所述侧部件包括一对板，而所述通道则位于这对板之间。

8.如权利要求7所述热交换器，特征在于：上述这对板中之一具有周边突缘而另一则套接于此周边凸缘中，使这两块板成基本上对合的关系。

9.如权利要求7所述热交换器，特征在于：此热交换器还包括一块在上述这对板之间的隔板，由此确定出叠层式侧部件。

10.一种热交换器，它包括：

一对并列的热交换组件，每个组件包括第一与第二相分开的大致平行且具有相对端部的管状水箱；以及一批在第一和第二水箱间延伸并以其端部与第一与第二水箱内部形成流体连通的相互平行分开的管子；

位于所述水箱之间并与上述这批管子形成热交换连结关系的一批肋片；

设在上述这批管子与肋片的侧部，在水箱相对端之间延伸并连接到此相对端中相应一端之上的侧部件；

上述侧部件之一包括三条各终止于相分开的第一与第二孔口的内部通道；

两条所述通道的第一孔口与所述组件相应的一个的第一水箱成流体连通；

两个所述通道的第二孔口位于所述侧部件上并远离所述管子和肋片；

第三通道的第一孔口与所述组件之一的第二水箱连通，而此第三通道的第二孔口则与另一组件的第二水箱连通，由此形成一横连通道；以及

一个大致平直形的适配器，它安装于所述一个侧部件之上且包括一对内部通道，每个内部通道具有同所述两个通道的所述第二孔口中相应的一个对准并流体连通的第三孔口，同时每个所述内部通道具有与上述相关的第三孔口相分开且处在前述适配器的与此第三孔口相对一侧上的第四孔口，此第四孔口适合被连接成作为所述热交换器的流体进口与流体出口。

11.如权利要求10所述热交换器，特征在于：所述肋片是蛇形肋片并结合到所述管子与所述侧部件上。

12.如权利要求10所述热交换器，特征在于：所述适配器包括一对板，而所述第一管道与第二管道则位于这对板之间。

13.如权利要求12所述热交换器，特征在于：上述这对板中之一有周边凸缘，而这对板中的另一则套接于此周边凸缘中使这两块板成基本上对合关系。

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