CN112459895A - 一种中冷器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种中冷器，包括第一管板、第二管板、换热管、翅片和侧边板。第二管板与第一管板平行间隔地设置；换热管设置在第一管板和第二管板之间，用于形成第一冷却通道；翅片套设在换热管上，翅片与换热管之间用于形成增压空气通道；侧边板设置在中冷器的两侧，并与第一管板和第二管板相连接，侧边板的内部设置有第二冷却通道。根据本发明的中冷器，能够实现对侧边板的冷却，有效减小侧边板的温度变化幅度，进而减小侧边板因温度变化而产生的交变应力，减轻侧边板的疲劳损伤，有利于提升中冷器的密封效果，延长中冷器的使用寿命，提升中冷器对柴油机变工况的适应能力，并提高整个增压系统的工作可靠性和安全性。
Description
技术领域
本发明涉及热交换器制造领域，尤其涉及一种中冷器。
背景技术
相关研究表明，柴油机在相同的空气燃油比条件下，增压空气的温度每下降10℃，增压空气的密度会增大约3％，在其他条件不变的情况下，柴油机的输出功率可以提高3％～5％。柴油机的效率也会随着增压空气进气温度的下降而上升，并且同时还能降低污染物排放。因此，柴油机通常采用中间冷却技术对增压空气进行冷却。
目前常用的中冷器，由于结构的原因，在冷却增压空气时易因交变应力而产生变形，不但会影响中冷器对冷却介质的密封效果，而且容易导致增压空气的泄漏，不利于提高中冷器对柴油机变工况的适应能力，以及整个增压系统工作的可靠性和安全性。
为此，需要提供一种中冷器，以至少部分地解决相关技术中的问题。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
为了至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种中冷器，所述中冷器包括：
第一管板；
第二管板，所述第二管板与所述第一管板平行间隔地设置；
换热管，所述换热管设置在所述第一管板和所述第二管板之间，用于形成第一冷却通道；
翅片，所述翅片套设在所述换热管上，所述翅片与所述换热管之间用于形成增压空气通道；
侧边板，所述侧边板设置在所述中冷器的两侧，并与所述第一管板和所述第二管板相连接，所述侧边板的内部设置有第二冷却通道。
根据本发明的中冷器，在侧边板内设置第二冷却通道，在不增加中冷器的结构尺寸和重量的前提下，能够冷却侧边板，有效减小侧边板的温度变化幅度，进而减小侧边板因温度变化而产生的交变应力，减轻侧边板因交变应力而产生的疲劳损伤，有利于提升中冷器的密封效果，延长中冷器的使用寿命，提升中冷器对柴油机变工况的适应能力，并提高整个增压系统的工作可靠性和安全性。
可选地，所述中冷器还包括第一端盖，所述第一端盖上设置有进液口，所述第一端盖连接至所述第一管板，且与所述第一管板之间形成与所述进液口连通的第一容纳空间，所述第一管板上设置有进液孔，所述进液孔用于连通所述第一容纳空间与所述第二冷却通道。
可选地，所述侧边板包括内壁板和盖板，所述盖板与所述内壁板平行间隔地设置，所述盖板与所述内壁板之间形成所述第二冷却通道。
可选地，所述侧边板还包括加强筋，所述加强筋与所述盖板相连接，且所述加强筋凸出于所述盖板的外表面。
可选地，所述加强筋包括横向加强筋，所述横向加强筋抵接至所述内壁板，所述横向加强筋上设置有第一通水孔。
可选地，所述加强筋还包括与所述横向加强筋大致垂直设置的竖向加强筋，所述竖向加强筋抵接至所述内壁板，所述竖向加强筋上设置有第二通水孔。
可选地，所述侧边板与所述第一管板和所述第二管板构造为一体。
可选地，所述加强筋与所述盖板构造为一体。
可选地，所述第二管板上设置有出液孔，沿所述侧边板的宽度方向，所述出液孔与所述进液孔设置在所述侧边板的相同侧或相反侧。
可选地，所述中冷器还包括第二端盖，所述第二端盖连接至所述第二管板，且与所述第二管板之间形成与所述出液孔相连通的第二容纳空间，所述第二端盖上设置有与所述第二容纳空间出液口。
附图说明
本发明实施方式的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施方式及其描述，用来解释本发明的原理。
附图中：
图1为根据本发明的优选实施方式的中冷器的立体结构示意图；
图2为根据本发明的实施方式的中冷器的俯视结构示意图；以及
图3为根据本发明的优选实施方式的中冷器的前视结构示意图。
附图标记说明：
100：中冷器 110：第一管板
111：进液孔 112：第一输送通道
120：第二管板 121：出液孔
122：第二输送通道 130：换热管
131：第一冷却通道 140：侧边板
141：第二冷却通道 142：内壁板
143：盖板 144：加强筋
145：横向加强筋 146：第一通水孔
147：竖向加强筋 148：第二通水孔
149：分配通道 150：翅片
151：汇聚通道 160：第一端盖
161：进液口 162：第一容纳空间
170：第二端盖 171：第二容纳空间
172：出液口
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明实施方式可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明实施方式发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的描述，以说明本发明的中冷器。显然，本发明的施行并不限于中冷器领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施方式详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
本发明中所引用的诸如“第一”和“第二”的序数词仅仅是标识，而不具有任何其它含义，例如特定的顺序等。而且，例如，术语“第一部件”其本身不暗示“第二部件”的存在，术语“第二部件”本身不暗示“第一部件”的存在。本发明中所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明清楚，并非限制。
以下，将参照附图对本发明的具体实施方式进行更详细地说明，这些附图示出了本发明的代表实施方式，并不是限定本发明。
如图1和图2所示，根据本发明的优选实施方式的中冷器100包括第一管板110、第二管板120、换热管130、翅片150和侧边板140。
第一管板110和第二管板120平行间隔地设置，换热管130设置在第一管板110和第二管板120之间。具体地，第一管板110和第二管板120上设置有安装孔(未示出)，换热管130可以通过诸如胀接的方式安装至安装孔内，进而连接至第一管板110和第二管板120。换热管130的数量可以根据实际需要设置。翅片150间隔的套设在换热管130上，翅片150的数量也可以根据实际需要设置。各个换热管130的内部形成第一冷却通道131，翅片150和换热管130之间形成增压空气的通道。诸如水之类的冷却剂流经第一冷却通道131以实现对增压空气的冷却。
为了实现换热管130内冷却剂的均匀分布，保证对增压空气的冷却效果，中冷器100优选地还包括第一端盖160，第一端盖160与第一管板110相连接，具体的可以通过诸如焊接、螺接或者铆接等的方式相连接。在第一端盖160与第一管板110之间形成有第一容纳空间162，第一端盖160上设置有进液口161，冷却剂通过进液口161进入第一容纳空间162，通过第一容纳空间162可以将冷却剂均匀分配至各个换热管130内。
侧边板140设置在中冷器100的两侧，并与第一管板110和第二管板120相连接，具体地可以通过诸如焊接、螺接或者铆接等的方式相连接。侧边板140内设置有第二冷却通道141，以通入诸如水之类的冷却剂，实现对侧边板140的冷却，以在不增加中冷器100的结构尺寸和重量的前提下，有效减小侧边板140的温度变化幅度，进而减小侧边板140因温度变化而产生的交变应力，减轻侧边板140因交变应力而产生的疲劳损伤，有利于提升中冷器100的密封效果，延长中冷器100的使用寿命，提升中冷器100对柴油机变工况的适应能力，并提高整个增压系统的工作可靠性和安全性。
具体地，侧边板140包括内壁板142和盖板143。内壁板142和盖板143平行间隔地设置，在内壁板142和盖板143之间形成上述第二冷却通道141。
参考图2和图3，第一管板110上设置有进液孔111，进液孔111用于连通第一容纳空间162和第二冷却通道141，以将第一容纳空间162内的冷却剂输送至第二冷却通道141，实现对侧边板140的冷却。
侧边板140与第一管板110和第二管板120优选地通过焊接的方式构造为一体，以保证对第二冷却通道141内冷却剂的密封效果。
为了保证侧边板140的强度，优选地在侧边板140上设置有加强筋144，具体的参考图1。加强筋144与盖板143相连接，具体地可以通过诸如焊接、螺接或者铆接等的方式相连接。为了保证对第二冷却通道141内冷却剂的密封效果，加强筋144与盖板143优选地通过焊接的方式构造为一体。
侧边板140优选地凸出于盖板143的外表面，以预留足够的诸如焊接操作的空间，方便侧边板140与盖板143的连接操作，且能够保证二者连接处的密封性能，进而保证对第二冷却通道141内冷却剂的密封效果。此外，加强筋144的外表面能够形成安装面，以便于其它零部件的设置。
参考图1和图3，加强筋144优选地包括横向加强筋145，也就是沿着侧边板140的长度方向设置的加强筋144。横向加强筋145的一端凸出于盖板143的外表面，另一端抵接至内壁板142，既能够保证对盖板143的加强作用，又能够将盖板143与内壁板142之间的空间划分为多个第二冷却通道141。
在图3所示实施方式中，第一管板110上设置有与进液孔111相连通的第一输送通道112，侧边板140上设置有与第一输送通道112相连通的分配通道149，通过分配通道149能够将冷却剂均匀地分配至各个第二冷却通道141，以实现对侧边板140冷却的均匀性。
横向加强筋145优选地均匀间隔的设置，以方便横向加强筋145的设置，并形成大小一致的多个第二冷却通道141，进一步保证对侧边板140冷却的均匀性。
横向加强筋145上设置有第一通水孔146，以连通上下相邻的第二冷却通道141，保证冷却剂在各个第二冷却通道141分布的均匀性，进一步实现对侧边板140冷却的均匀性。
加强筋144还可以包括竖向加强筋147，也就是沿着侧边板140的宽度方向设置的加强筋144。竖向加强筋147的一端凸出于盖板143的外表面，另一端抵接至内壁板142，以保证对盖板143的加强作用。竖向加强筋147上设置有第二通水孔148，以保证冷却剂在第二冷却通道141内的流通。
竖向加强筋147优选地均匀间隔的设置，以方便竖向加强筋147的设置。
横向加强筋145和竖向加强筋147能够共同形成栅格式的加强筋框架，具体的参考图1，盖板143可以构造成与加强筋框架相连接的小单元，以有效增强盖板143的强度。
继续参考图2和图3，中冷器100还包括第二端盖170，第二端盖170与第二管板120相连接，具体的可以通过诸如焊接、螺接或者铆接等的方式相连接。第二端盖170与第二管板120之间形成有第二容纳空间171，第二管板120上设置有出液孔121，冷却剂通过出液孔121进入第二容纳空间171，然后通过设置在第二端盖170上的出液口172流出中冷器100，可以再次输送至第一端盖160进行循环使用。
在图3所示实施方式中，第二管板120上设置有与出液孔121相连通的第二输送通道122，侧边板140上设置有与第二输送通道122相连通的汇聚通道151，通过第二输送通道122和汇聚通道151，能够方便地将第二冷却通道141内的冷却剂汇聚后输送至出液孔121，然后通过出液孔121进入第二容纳空间171。
在图3所示实施方式中，沿侧边板140的宽度方向，进液孔111与出液孔121设置在侧边板140的相同侧，均设置在第一管板110和第二管板120的上方，也就是冷却剂从第一管板110的上部流入第二冷却通道141，对侧边板140进行冷却后，从第二管板120的上部流出第二冷却通道141。
可以理解，在未示出的其它实施方式中，进液孔111与出液孔121设置在侧边板140的相同侧，可以均设置在第一管板110和第二管板120的下方，也就是冷却剂从第一管板110的下部流入第二冷却通道141，对侧边板140进行冷却后，从第二管板120的下部流出第二冷却通道141。
沿侧边板140的宽度方向，进液孔111与出液孔121也可以设置在侧边板140的相反侧，如进液孔111设置在第一管板110的上方，出液孔121设置在第二管板120的下方，冷却剂从第一管板110的上部流入第二冷却通道141，对侧边板140进行冷却后，从第二管板120的下部流出第二冷却通道141。或者进液孔111设置在第一管板110的下方，出液孔121设置在第二管板120的上方，冷却剂从第一管板110的下部流入第二冷却通道141，对侧边板140进行冷却后，从第二管板120的上部流出第二冷却通道141。
根据本发明的中冷器100，在侧边内设置第二冷却通道141引入冷却剂后，能够有效降低侧边板140的温度和侧边板140的整体温差。以某柴油机中冷器100的工作条件为例，中冷器100增压空气的入口温度约250℃，出口温度约60℃。常规中冷器中，沿增压空气的流动方向，侧边板的温差近200℃。在相同工作条件下，根据本发明的中冷器100的侧边板140沿增压空气的流动方向的温差约50℃，温差减小了约150℃，极大地减小了侧边板140因温差引起的热应力，能够有效提升中冷器100对柴油机变工况的适应能力，并提高整个增压系统的工作可靠性和安全性。
除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。
本发明已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。
Claims (10)
1.一种中冷器，其特征在于，所述中冷器包括：
第一管板；
第二管板，所述第二管板与所述第一管板平行间隔地设置；
换热管，所述换热管设置在所述第一管板和所述第二管板之间，用于形成第一冷却通道；
翅片，所述翅片套设在所述换热管上，所述翅片与所述换热管之间用于形成增压空气通道；
侧边板，所述侧边板设置在所述中冷器的两侧，并与所述第一管板和所述第二管板相连接，所述侧边板的内部设置有第二冷却通道。
2.根据权利要求1所述的中冷器，其特征在于，所述中冷器还包括第一端盖，所述第一端盖上设置有进液口，所述第一端盖连接至所述第一管板，且与所述第一管板之间形成与所述进液口连通的第一容纳空间，所述第一管板上设置有进液孔，所述进液孔用于连通所述第一容纳空间与所述第二冷却通道。
3.根据权利要求2所述的中冷器，其特征在于，所述侧边板包括内壁板和盖板，所述盖板与所述内壁板平行间隔地设置，所述盖板与所述内壁板之间形成所述第二冷却通道。
4.根据权利要求3所述的中冷器，其特征在于，所述侧边板还包括加强筋，所述加强筋与所述盖板相连接，且所述加强筋凸出于所述盖板的外表面。
5.根据权利要求4所述的中冷器，其特征在于，所述加强筋包括横向加强筋，所述横向加强筋抵接至所述内壁板，所述横向加强筋上设置有第一通水孔。
6.根据权利要求5所述的中冷器，其特征在于，所述加强筋还包括与所述横向加强筋大致垂直设置的竖向加强筋，所述竖向加强筋抵接至所述内壁板，所述竖向加强筋上设置有第二通水孔。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的中冷器，其特征在于，所述侧边板与所述第一管板和所述第二管板构造为一体。
8.根据权利要求5所述的中冷器，其特征在于，所述加强筋与所述盖板构造为一体。
9.根据权利要求2所述的中冷器，其特征在于，所述第二管板上设置有出液孔，沿所述侧边板的宽度方向，所述出液孔与所述进液孔设置在所述侧边板的相同侧或相反侧。
10.根据权利要求9所述的中冷器，其特征在于，所述中冷器还包括第二端盖，所述第二端盖连接至所述第二管板，且与所述第二管板之间形成与所述出液孔相连通的第二容纳空间，所述第二端盖上设置有与所述第二容纳空间出液口。
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