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热交换器,特别是增压空气/冷却液冷却器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种热交换器，特别是增压空气/冷却液冷却器(1)，具有一个盘式结构。所述热交换器具有多个盘(2)，它被一种冷却液穿流或被一种待冷却的流体穿流。该待冷却的流体的流入和/或流出区域至少在流出侧或流入侧被加宽。

Description

热交换器，特别是增压空气/冷却液冷却器
技术领域
本发明涉及一种具有盘式结构的热交换器，特别是增压空气/冷却液冷却器。
背景技术
在传统的盘式结构增压空气/冷却液冷却器中，增压空气和冷却液通过一个唯一的、具有圆形横断面的接管进入到冷却液盘中。但这种增压空气/冷却液冷却器的冷却效率还不能令人满意。
发明内容
本发明的目的是提供一种改善了的热交换器。
这一目的是由具有下述特征的热交换器实现的。进一步的特征提供了具有优点的实施形式。
按照本发明，一种热交换器，特别是增压空气/冷却液冷却器，具有盘式结构，其中，两个相邻的盘确定一个中间空隙，它被一种热交换介质-特别是一种冷却液，优选为水和乙二醇(Glykol)的混合物-穿流，或是被一种待冷却或加热的第二介质穿流，在这里，热交换介质和/或第二介质的流入和/或流出区域至少在流出侧或流入侧被加宽。特别是作为第二介质的待冷却流体如增压空气的流入和/或流出区域被加宽。
增压空气/冷却液冷却器也可由任一种具有相同结构的其它热交换器代替，如油冷却器。这种按照本发明形成的热交换器，可以使热交换介质在构成热交换器的各盘中的传热面内均匀分布。通过流体的这种均匀分布，减少了用于临界区域的热交换器的沸腾问题。
这个区域在盘的宽度的至少三分之一、特别是一半的范围内笔直延伸。
在盘的宽度的至少一部分范围内，这个区域垂直于或以80°到100°的角度基本垂直于第二介质，特别是待冷却流体的通常流动方向。
在盘的一个端部区域的第二介质的开口，优选基本占据了整个端部区域，只有边缘区域和用于热交换介质的通道所在的区域除外。
本发明优选地为每个热交换介质进口和/或出口设置了至少两个热交换介质通道。这种结构的热交换器，可以使热交换介质在构成热交换器的各盘中与热交换有关的区域内均匀分布。通过流体的这种均匀分布，减少了用于临界区域的热交换器的沸腾问题。热交换介质通道与待冷却/加热的介质的流入或流出区域一样，优选地由特别是各盘中相互对准中心的开口形成。
在涉及热交换介质通道时，盘相对于其纵轴成轴对称，这样将会促进热交换介质的分布。如果在涉及热交换介质通道时，盘还另外相对于其横轴成轴对称，将会使装配得到简化。
本发明优选地设置一个唯一的热交换介质进口和/或一个唯一的热交换介质出口，所述进口或出口带有一个分流装置或汇流装置。由于流体分布得到改善，从而促进了热交换，因此这种布置可以使结构相对简化。
分流装置和/或汇流装置优选为圆弧形，这样就可以在将各盘连接在一起的螺栓等的周围形成一个节省空间的结构。
从流动方向看，在分流装置和/或回流装置区域优选地设有一个30°到90°的弯折部，其中，分流装置或汇流装置的叉形部分与盘平行。
通过分流装置过渡成为两个热交换介质通道的热交换介质进口优选地平行于热交换介质通道，而分流装置的两个部分则优选地布置在与热交换介质通道垂直的平面内。两个热交换介质通道通过汇流装置过渡成为热交换介质出口，它优选地平行于热交换介质通道，而分流装置的两个部分则优选地布置在与热交换介质通道垂直的平面内。这就使热交换器具有一个紧凑、节省空间的结构。介质也可以通过两个单独、分离的管输送，这两个管通过一个Y形的连接件相互连接。
这种热交换器优选地作为增压空气/冷却液冷却器，用来冷却增压空气。这里优选地采用水和乙二醇的混合物作为热交换介质(冷却液)。
附图说明
下面通过附图和实施例对本发明进行详细说明。其中，
图1是按照本发明第一个实施例的盘式结构增压空气/冷却液冷却器的立体爆炸示意图，
图2是图1中所示的增压空气/冷却液冷却器的立体图，
图3是图1中所示的增压空气/冷却液冷却器沿图4中的III-III线的截面图，
图4是图1中所示的增压空气/冷却液冷却器沿图3中的IV-IV线的截面图，
图5是一个冷却液盘的局部放大图，
图6是按照第二实施例的一个冷却液盘的局部放大图，
图7是按照第三实施例的一个冷却液盘的局部放大图。
具体实施方式
如图所示，增压空气/冷却液冷却器1作为增压空气和冷却液之间的热交换器，具有多个相互叠置的冷却液盘2。在这里，每个冷却液盘2中分别设有两个流入孔3和两个流出孔4，作为热交换介质的冷却液通过它们进入到冷却液盘2中间的空隙或从那里流出。流动方向在图中用箭头表示。冷却液在通过流入孔3进入后，就在冷却液盘2中间空隙的整个宽度内扩散，并均匀地流向流出孔4(见图3)，这样就使中间空隙在流入孔3和流出孔4之间的整个长度和宽度都被穿流，从而可以使在冷却液盘2之间穿过增压空气/冷却液冷却器1的、待冷却的增压空气的传热实现优化。
相互叠置的冷却液盘2中的孔3和4形成冷却液通道5和6。为此，孔3和4所在的区域相应升高，这样就可以获得足够的中间空隙，以便增压空气能在冷却液盘2之间穿流并被冷却。
从冷却液的流动方向看，两个冷却液通道5布置在分流装置7处，它具有一个圆弧形的叉形件8和和一个布置在圆弧形中心、并与冷却液通道5平行的冷却液进口9。这样，通过冷却液进口9进入的冷却液被均匀地分配到两个冷却液通道5中。
进口的结构与出口相同。两个冷却液通道6的终点是汇流装置10，它的结构与分流装置7相同，并带有一个冷却液出口11。
增压空气(第二介质)通过一个增压空气进口20进入，并通过一个由相互叠置的冷却液盘2上的开口22所形成的增压空气通道21，进入到位于被冷却液穿流的冷却液盘2的中间空隙之间的中间空隙中，并通过位于冷却液盘2另一侧且形成第二增压空气通道24的开23，到达增压空气出口25。
与现有技术(在图5中用虚线画出)不同，开口22和23不是圆形的，而是具有一个区域26，它按照第一个实施例基本上笔直延伸，同时，它垂直于增压空气的通常流动方向，以使这个区域26与传统的形状相切，传统的形状与开口22和23中的内圆相同。
除了外边缘27、两个冷却液通道5和6以及围绕每个冷却液通道的边缘28，开口22和23分别占据了冷却液盘2的整个端部区域。
按照图6所示的第二个实施例，开23的区域26占据了冷却液盘2的整个端部区域，在这里，它垂直于增压空气的通常流动方向。冷却液通道在这里向内位移，以便形成一个各角被倒圆的三角形。冷却液盘2另一侧的结构相同。
按照图7所示的第三个实施例，开口23与第二个实施例中的开口23大致相同，但只设置了一个冷却液通道，它被移到开口23区域中的侧面，这样，除了外边缘27、冷却液通道和围绕冷却液通道的边缘28，开口23就占据了冷却液盘2的端部区域。冷却液盘2另一侧的结构相同，特别是相对于中央横轴成轴对称或相对于冷却液盘的中心成点对称。
标号说明
1   增压空气/冷却液冷却器            2   冷却液盘
3   流入孔                           4   流出孔
5   冷却液通道                       6   冷却液通道
7   分流装置                         8   叉形件
9   冷却液进口                       10  汇流装置
11  冷却液出口                       20  增压空气进口
21  增压空气通道                     22  开口
23  开口                             24  第二增压空气通道
25  增压空气出口                     26  区域
27  外边缘                           28  边缘

Claims (13)

1.热交换器，包括增压空气/冷却液冷却器(1)，为盘式结构，其中，两个相邻的盘(2)确定一个中间空隙，它被一种热交换介质穿流或被一种待冷却或加热的第二介质穿流，其特征在于，该热交换介质和/或第二介质的流入和/或流出区域(26)至少在流出侧或流入侧被加宽。
2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，区域(26)在盘的宽度的至少三分之一、特别是一半的范围内笔直延伸。
3.根据权利要求1或2所述的热交换器，其特征在于，在盘的宽度的至少一部分范围内，区域(26)垂直于或基本垂直于第二介质的通常流动方向。
4.根据前面权利要求中的任一项所述的热交换器，其特征在于，在盘(2)的一个端部区域的第二介质的开口(23、24)基本占据了整个端部区域，而边缘区域(27、28)和通道(5、6)所在的区域除外。
5.根据前面权利要求中的任一项所述的热交换器，其特征在于，为盘(2)设置了一个共同的热交换介质进口(9)和热交换介质出口(11)，其中，为每个热交换介质进口和/或出口(9或11)设置了至少两个热交换介质通道(5、6)。
6.根据前面权利要求中的任一项所述的热交换器，其特征在于，盘(2)上的热交换介质通道(5、6)相对于盘的纵轴成轴对称。
7.根据前面权利要求中的任一项所述的热交换器，其特征在于，盘(2)上的热交换介质通道(5、6)相对于盘的横轴成轴对称。
8.根据前面权利要求中的任一项所述的热交换器，其特征在于，热交换介质进口(9)和/或热交换介质出口(11)带有一个分流装置(7)或汇流装置(10)。
9.根据权利要求8所述的热交换器，其特征在于，分流装置和/或汇流装置(7或10)为圆弧形。
10.根据权利要求8或9所述的热交换器，其特征在于，从流动方向看，在分流装置(7)和/或回流装置(10)区域设有一个30°到90°的弯折部。
11.根据权利要求8到10中任一项所述的热交换器，其特征在于，通过分流装置(7)过渡成为两个热交换介质通道(5)的热交换介质进口(9)与热交换介质通道(5)平行，而分流装置(7)的两个部分则布置在与热交换介质通道垂直的平面内。
12.根据权利要求8到11中任一项所述的热交换器，其特征在于，两个热交换介质通道(6)通过汇流装置(10)过渡成为与热交换介质通道(6)平行的热交换介质出口(11)，而分流装置(7)的两个部分则布置在与热交换介质通道垂直的平面内。
13.根据权利要求1到12中任一项所述的热交换器，用作增压空气/冷却液冷却器(1)或油冷却器。
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