CN203964728U - 热交换器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种热交换器。该热交换器包括堆叠的多层翼片以及第一冷却剂管道和第二冷却剂管道，其中每个翼片均包括重复形式的折叠，堆叠的多层翼片形成多个反复偏移的单元结构，第一冷却剂管道和第二冷却剂管道被耦接至堆叠的多层翼片中的周边翼片。热交换器还包括引导空气通过反复偏移的单元结构的风扇。所述热交换器具有增加的热传递能力。
Description
技术领域
本公开涉及一种热交换器以及用于操作热交换器的方法。
背景技术
诸如汽车的热交换器等热交换器设计可以利用轧制的和/或折叠的翼片将热从在内部经过一系列冷却剂管的冷却剂或流体传递至空气。热从管传导至翼片，其中翼片与冷却剂管物理接触。US2012/0273182公开了一种具有翼片构件的热交换器，其中所述翼片构件在管路之间以波纹状折叠形式反复延伸。翼片构件从管路去除热，并将热排放到流过翼片的空气中。
本发明人认识到在US2012/0273182中公开的热交换器的若干缺点。例如，由于翼片设计的均匀性，在流过翼片的空气中会形成少量的湍流。减少湍流会降低热交换器的热传递能力。此外，翼片和管路之间的较小接触面积会进一步降低热交换器的热传递能力。因此，可以增加热交换器的尺寸，以提供期望的冷却量。
实用新型内容
本发明人在此已经认识到上述问题，并且已经开发了一种热交换器。所述热交换器包括堆叠的多层翼片，每个翼片均包括重复形式的折叠，堆叠的多层翼片形成多个反复偏移的单元结构。热交换器还包括耦接至堆叠的多层翼片中的周边翼片的第一冷却剂管道和第二冷却剂管道。热交换器还包括引导空气通过反复偏移的单元结构的风扇。
通过偏移的单元结构产生的流动形式增加了通过堆叠的翼片层的气流中的湍流，而不会将通过单元结构的气流损失增加至超过期望值。因此，热交换器的热传递能力增加。具体地，在一个示例中，反复偏移的单元结构被配置为产生通过翼片的各向同性的湍流气流。应认识到，各向同性的湍流气流进一步增加从翼片传递至空气的热量。此外，当热交换器的热传递能力增加时，热交换器的尺寸可以减小，同时实现更大的低效热交换器的热传递能力。因此，可以增加冷却系统的紧凑性，或热交换器可以提供增加的冷却。
此外，在一个示例中，周边翼片的多个平坦表面可以被耦接至第一和第二冷却剂管道。以此方式，增加了翼片与冷却剂管道之间的接触区域的尺寸，从而进一步增加了热交换器的热传递能力。
此外，在一个示例中，提供了一种用于热交换器操作的方法。该方法包含：使冷却剂流过第一冷却剂管道和第二冷却剂管道；以及使湍流空气流过由堆叠的多层翼片形成的多个反复偏移的单元结构，每个翼片均包括重复形式的折叠。
在另一示例中，通过多个反复偏移的单元结构的气流是各向同性的湍流。
在另一示例中，相对于风扇的出口方向以非平角布置偏移的单元结构。
根据本实用新型的一个实施例，所述堆叠的多层包括第一堆叠层和第二堆叠层，所述第一堆叠层具有在所述第一冷却剂管道与第二冷却剂管道之间延伸的顺序地堆叠并在横向方向上对齐的多个翼片，所述第二堆叠层具有顺序地堆叠并在所述横向方向上对齐的多个翼片，所述第一堆叠层相对于所述第二堆叠层在纵向方向上偏移。
根据本实用新型，提供一种用于发动机的热交换器，所述热交换器包括：相互间隔开的第一冷却剂管道和第二冷却剂管道；在所述第一冷却剂管道与第二冷却剂管道之间延伸的堆叠且横向对齐的第一层翼片，每个所述翼片均包括重复形式的折叠；以及在所述第一冷却剂管道与第二冷却剂管道之间延伸的堆叠且横向对齐的第二层翼片，每个所述翼片均包括重复形式的折叠，并且所述第一层翼片相对于所述第二层翼片纵向地偏移。
根据本实用新型的一个实施例，每个所述翼片结构均包括连续布置的多个平坦表面，每个平坦表面被布置为垂直于之后的和之前的平坦表面。
当单独或结合附图时，本实用新型的上述优点和其它优点以及特征将通过以下具体实施方式变得显然。
应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一系列概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定要求保护的主题的关键或必要特征，要求保护的主题的范围被所附权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决上述或在本公开的任何部分中所述的任何缺点的实施方式。另外，本发明人在此已经认识到上述问题，并且不认为其是已知的。
附图说明
图1示出了包括发动机和热交换器的车辆系统的示意图；
图2示出了示例性的热交换器；
图3示出了图2中所示的热交换器中的翼片结构的一部分；
图4示出了图3中所示的翼片结构中的翼片；
图5示出了另一示例性的热交换器；
图6示出了图5中所示但不具有冷却剂管道中的一个的热交换器；
图7示出了图5和图6中所示的热交换器中的翼片结构的一部分；
图8示出了图7中所示的翼片结构中的翼片；
图9示出了另一热交换器；
图10示出了图9中所示但不具有冷却剂管道中的一个的热交换器；
图11示出了图9和图10中所示的翼片结构的一部分的详细视图；
图12示出了被包括在图3中所示的翼片结构中的翼片层的视图；
图13示出了示例性的锥型结构；以及
图14示出了用于操作热交换器的方法。
具体实施方式
在本文中描述了一种具有堆叠的多层翼片的热交换器，所述堆叠的多层翼片形成多个反复偏移的单元结构。堆叠的多层翼片中的周边翼片耦接至第一和第二冷却剂管道。相比于以前的设计，偏移单元的翼片设计提供了许多性能增强，诸如通过增加的湍流(例如，各向同性的湍流)产生和增加的翼片表面积而增加从翼片到空气的热传递。具体地，偏移的单元在热交换器内产生期望量的气流湍流，而不会将穿过热交换器的气流中的压降增加至高于期望水平。以此方式，增加了热交换器的散热能力。而且，偏移单元的翼片设计也不易遭受由翼片变形(例如，压坏)、单元堵塞以及其他类型的翼片退化引起的流动干扰的影响，因为单元结构中有大量相互连接的流动路径，因而在损坏/堵塞的区域周围提供了替代的流动路径。
此外，在一些示例中，周边翼片中的平坦表面可以与冷却剂管道的表面共面接触。因此，当与经由翼片的边缘耦接至管的翼片相比时，由于管与翼片之间的接触面积增加，因此从冷却剂管道(例如，冷却剂管)到翼片的热传导增加。上述益处能使热交换器的散热能力增加。因此，可以减小热交换器的尺寸和重量，或可以增加热交换器的散热能力。
图1示出了包括发动机12和热交换器50的车辆系统10的示意图。发动机12被配置为执行燃烧操作。例如，可以执行四行程燃烧循环，包括进气行程、压缩行程、做功行程和排气行程。然而，可以在其他示例中使用其他类型的燃烧循环。应认识到，热在燃烧期间产生。因此，热交换器50被配置为从发动机12移除热。
进气子系统14被包括在车辆系统10中，并且被配置为向发动机12中的汽缸16提供进气，该进气通过箭头15表示。车辆系统10还包括排气子系统18，其被配置为接收来自发动机12中的汽缸16的排气，该排气通过箭头19表示。发动机12可以由汽缸盖20和汽缸体22形成。
一个或多个冷却通道24可以横穿汽缸盖20和/或汽缸体22。如在本文中更详细地描述，冷却通道24与热交换器50流体连通。然而，在其他示例中，热交换器50可以被耦接至车辆中的其他合适的冷却系统，诸如涡轮增压器冷却系统。
风扇30也被包括在车辆系统10中。风扇30被配置为将空气引导至热交换器50，其通过箭头31表示。以此方式，可以通过风扇产生气流，从而经由热交换器增加冷却。然而，在其他示例中，热交换器可以被设置在从车辆运动产生气流的位置处。泵32也被包括在车辆系统10中。泵32被耦接至冷却剂通道24并且被配置为使冷却剂循环通过冷却剂通道24。
热交换器50被示为包括在图1中的车辆冷却系统中。然而，应认识到，热交换器可以在各种应用(诸如住宅空调、工业系统等)中使用。
图2-4示出了第一示例性热交换器200。热交换器200可以被包括在图1所示的车辆系统10中。因此，图2-4所示的热交换器200可以是在图1中示意地描述的热交换器50。
图2示出了第一示例性热交换器200的立体图。热交换器200包括与第二冷却剂管道204间隔开的第一冷却剂管道202。第一冷却剂管道202和第二冷却剂管道204均包括冷却剂入口206。此外，第一冷却剂管道202和第二冷却剂管道204均包括冷却剂出口208。冷却剂入口和出口(206和208)可以与图1所示的冷却通道24或与其他合适的冷却剂管路流体连通，其他合适的冷却剂管路是诸如涡轮增压器系统中的冷却剂管路、排气再循环(EGR)系统中的冷却剂管路等。因此，合适的冷却剂可以流过第一和第二冷却剂管道(202和204)中的每一个。在所描述的示例中，冷却剂入口被设置在热交换器的相同侧上。然而，在其他示例中，冷却剂入口可以被设置在热交换器的相对侧上。
继续图2，在第一冷却剂管道202与第二冷却剂管道204之间延伸的翼片结构210也被包括在热交换器50中。翼片结构210包括多个翼片212。翼片结构210中的周边翼片可以被耦接至第一冷却剂管道202和第二冷却剂管道204。每个翼片均可以从冷却剂管道的入口206延伸至出口208。
自入口延伸至出口的方向被称为纵向方向。垂直于纵向方向且在第一冷却剂管道202与第二冷却剂管道204之间延伸的方向被称为横向方向。垂直于纵向方向且自冷却剂管道的第一侧延伸至冷却剂管道的第二侧的方向被称为侧向方向。提供纵向轴线、横向轴线和侧向轴线以供参考。
应认识到，图1所示的风扇30可以被配置为引导空气通过翼片结构210。气流使热能够从热交换器传递至周围的空气。来自风扇的气流的大体方向可以垂直于翼片结构210的前缘。
图3示出了图2所示的翼片结构210的部分300的展开图。如上所述，翼片结构包括多个翼片212。此外，每个翼片212在尺寸与形状方面均与翼片结构中的其他翼片等同。然而，包含具有不同尺寸和/或形状的翼片的翼片结构已被预期。
翼片结构形成多个反复偏移的单元结构302。偏移单元结构在流过翼片结构的空气中产生湍流(例如，各向同性的湍流)。具体地，单元结构的翼片可以充当平板翼型，从而引起进入气流在每个翼片的两侧上分开。气流的分开导致湍流产生，当气流前行通过下一层单元时会增强该湍流产生。改变进入气流与单元轴线的相对方向能够进一步增强湍流产生，这是因为气流将分离每个平板翼型翼片的上表面。
如上所述，气流可以通过风扇产生，并被引导到单元结构302内。应认识到，翼片结构的前缘处的气流的大体方向在侧向方向上。在空气行进通过翼片结构的前缘之后，会产生湍流气流。如图所示，单元结构302具有正方形横截面，横截面的割平面在纵向和横向方向上延伸。再次提供纵向轴线、横向轴线和侧向轴线以供参考。单元可以被划分为侧向对齐的组。因此，一组中的每个单元均具有类似的侧向位置。此外，若干组对齐的单元结构在纵向和横向方向上偏移。单元结构302具有正方形横截面。横截面的割平面垂直于侧向轴线。然而，包含具有不同几何形状的横截面的单元结构已被预期。例如，在其他示例中，单元结构可以具有矩形或三角形横截面。此外，由于单元结构之间的偏移，结构的非周边部分中的单元均使空气流至四个下游的单元结构和/或接收来自四个上游的单元结构的空气。以此方式，在翼片结构中形成大量流动路径，由此增加翼片结构中的湍流，以及使其不易遭受由损坏的翼片和/或堵塞的单元引起的通过单元结构的气流中的大幅下降的影响。
多个翼片212可以被划分为若干层。每层中的翼片顺序地堆叠并在横向方向和纵向方向上对齐。然而，具有其他取向的层已被预期。具体地，在图3中示出了第一层翼片310和第二层翼片312。第一和第二层翼片在纵向和横向方向上偏移。应认识到，图3所示的每层翼片可以包括另外的翼片。此外，第一层翼片310和第二层翼片312中的每个都在图2所示的第一和第二冷却剂管道(202和204)之间延伸。以此方式，可以将热从冷却剂管道传导至翼片结构。
第一层翼片310中的每个翼片均在横向方向上对齐。这种对齐使单元(例如，正方形单元)能通过翼片结构而形成。因此，每层均形成多个单元。应认识到，第一层翼片310相对于第二层翼片312偏移。
在图3中示出了周边翼片304。周边翼片304中的拐角306可以被耦接(例如，烧制(braised))至图2所示的第一冷却剂管道202的表面(例如，周边表面)。同样，与周边翼片304间隔开的另外的周边翼片可以被耦接至图2所示的第二冷却剂管道204的表面(例如，周边表面)。翼片可以通过烧制和/或其他合适的耦接技术耦接至相邻的翼片。例如，一部分翼片结构可以被铸造、挤压等。
此外，翼片结构中的每个翼片还包括侧向周边边缘。第一层翼片310中的翼片的侧向周边边缘320与第二层翼片312中的翼片的侧向周边边缘322接触。边缘(320和322)形成相互垂直的角度。然而，其他角度已被预期。以此方式，在翼片结构内建立了大量的流动路径。因此，可以在热交换器运转期间在流过翼片结构的空气中产生增加的湍流(例如，各向同性的湍流)。
此外，当相继的翼片层被连续编号时，偶数层横向和纵向地对齐。同样，奇数层横向和纵向地对齐，并且偶数层相对于奇数层偏移(例如，纵向和横向地偏移)。
图12示出了图3所示的第一层翼片310和第二层翼片312的另一视图。用虚线表示第二层翼片312，以突出各层之间的区别。如图所示，第一层翼片310相对于第二层翼片312偏移被包括在翼片层中的一个单元的一半侧向宽度350。然而，其他偏移程度已被预期。例如，第一层翼片可以相对于第二层翼片偏移所述单元的侧向宽度的四分之一。
图4示出了被包括在图2和图3所示的翼片结构210中的翼片400中的一个。如图所示，图4所示的翼片400包括多个连续布置的平坦表面402。所有平坦表面在尺寸与形状方面都相同。然而，在其他示例中，一些平坦表面可以在尺寸和/或形状方面不同。
在连续布置的平坦表面之间形成角度402。在所描述的示例中，角度402是90度。因此，连续布置的平坦表面相互垂直。然而，连续布置的平坦表面之间的其他角度已被预期。因此，翼片400包括重复形式的折叠。
翼片400可以由连续的材料件形成。因此，可以通过挤压、铸造等制造翼片400。翼片400可以由诸如金属(例如，钛、钢等)的合适材料制成。翼片的宽度452的范围可以为2-3mm。另外，在另一示例中，翼片的宽度452可以≤10mm。可以基于外部冷却流体(例如，空气或液体)的粘度选择翼片的宽度。另外，在一些示例中，平坦表面中的一个的宽度452与长度454之比可以在1/1-1/10或1/1-1/15之间。
如图所示，翼片400限定了多个三角形气流通道410。在翼片400中，每个三角形气流通道410被两个连续布置的平坦侧面限制。应认识到，当翼片400被耦接至堆叠的一组翼片中的相邻翼片时，相邻的三角形气流通道形成正方形气流通道。
图5-8示出了可以被包括在图1所示的车辆系统中的热交换器500的另一示例。因此，在一些示例中，热交换器500可以是图1所示的热交换器50。因此，热交换器500可以接收来自图1所示的冷却剂通道24的合适的冷却剂或来自另一合适系统的冷却剂。具体地，图5示出了与第二冷却剂管道504间隔开的第一冷却剂管道502。第一冷却剂管道和第二冷却剂管道都包括入口506和出口508。热交换器500还包括在第一与第二冷却剂管道(502和504)之间延伸的翼片结构510。翼片结构510包括多个翼片512。翼片结构510还在入口506与出口508之间延伸。然而，在其他示例中，翼片结构510可以仅在入口506与出口508之间部分地延伸。提供纵向轴线、横向轴线和侧向轴线以供参考。
图6示出了图5所示但不具有第一冷却剂管道502的热交换器500。在图6中示出了被包括在翼片结构510中的周边翼片600。应认识到，周边翼片600的平坦表面602可以被耦接至图5所示的第一冷却剂管道502的表面(例如，周边表面)。具体地，平坦表面602可以与图5所示的第一冷却剂管道502的表面(例如，周边表面)共面接触。以此方式，增加了翼片与冷却剂管道之间的接触面积，由此增加了热交换器的热传递能力。再一次地，如关于图7更详细地描述的，翼片结构510包括形成多个反复偏移的单元结构的多个堆叠层。
图7示出了图5和图6所示的翼片结构510的部分700。翼片结构510包括堆叠的多层翼片，其包括形成单元结构702的第一层翼片710和第二层翼片712。单元结构702具有正方形横截面。横截面的割平面垂直于侧向轴线。提供纵向轴线和横向轴线以供参考。此外，由于单元结构之间的偏移，结构的非周边部分中的单元均使空气流至两个下游单元结构和/或接收来自两个上游单元结构的空气。以此方式，在翼片结构中形成大量的流动路径，由此增加翼片结构中的湍流，以及使它不易遭受由损坏的翼片和/或堵塞的单元引起的通过单元结构的气流中的大幅下降的影响。
此外，翼片结构中的每个翼片还包括侧向周边边缘。第一层翼片710中的翼片的侧向周边边缘730与第二层翼片712中的翼片的侧向周边边缘732接触。边缘(730和732)相互平行。然而，其他取向已被预期。
第一层翼片710相对于第二层翼片712偏移被包括在翼片层中的一个单元的一半侧向宽度。然而，其他偏移程度已被预期。例如，第一层翼片可以相对于第二层翼片偏移所述单元的侧向宽度的四分之一。
图8示出了被包括在图7所示的翼片结构510中的翼片800。翼片800包括多个连续布置的平坦表面802。翼片800限定了多个正方形气流通道804，正方形气流通道804被翼片800中的三个连续布置的平坦侧面限制。应认识到，当翼片800与堆叠的一组翼片中的相邻翼片耦接时，正方形气流通道被四个平坦侧面限制。在连续布置的平坦表面之间形成角度806。在所描述的示例中，角度806是90度。因此，连续布置的平坦表面相互垂直。
图9和图10示出了可以被包括在图1所示的车辆系统10中的热交换器900的另一示例。因此，在一些示例中，热交换器900可以是图1所示的热交换器50。
图9示出了具有第一冷却剂管道902、第二冷却剂管道904和在冷却剂管道之间延伸的翼片结构906的热交换器900。图10示出了不具有第一冷却剂管道902的热交换器900，其暴露出翼片结构906的更多可见部分。如图所示，翼片结构906被布置为使关于与翼片结构中的多个平坦表面平行的轴线1000与进入翼片结构的气流的大体方向1002成非平角的角度1001。具体地，角度1001是15°。然而，其他角度已被预期。
图11示出了图9和图10所示的翼片结构906的部分1100的详细视图。如图所示，前层翼片1102(例如，周边层翼片)是渐缩的，以适应翼片结构的非平直取向(例如，15°对齐)。前层翼片包括堆叠的多个翼片。每个翼片均可以在尺寸与几何形状方面类似，并且在纵向与侧向对齐。应认识到，后组翼片也可以是渐缩的，以适应翼片结构相对于图9和图10所示的冷却剂管路(902和904)的取向的非平直取向。因此，前层翼片和后层翼片均是渐缩的，并且前层翼片和后层翼片中的每个单元具有不同的单元尺寸。具体地，前翼片和后翼片组中的单元的侧向宽度在纵向方向上发生改变。图11所示的翼片结构的部分1100还包括相对于前层翼片1102偏移的第二层翼片1104。此外，前层翼片1102包括多个单元1106。
在另一示例中，翼片结构可以包含锥型结构，其包括具有由诸如薄棒或杆的小型金属结构组成的边缘的四个或五个面。应认识到，锥型结构也可以在热交换器中产生期望量的湍流气流。图13示出了包括多个杆1302的示例性锥型结构1300。在一些示例中，杆可以具有圆形横截面或椭圆形横截面。杆1302可以相互耦接，以形成三角形单元1304。三角形单元1304的一部分可以在横向和纵向方向上取向，而单元的另一部分可以在侧向和纵向方向上取向。应认识到，锥型结构1300可以被耦接至冷却剂管路。具体地，结构1300可以插入两个冷却剂管路。
图14示出了用于操作热交换器的方法1400。可以通过在图1-13中公开的热交换器中的一个或更多个执行该方法，或可以通过另一合适的热交换器执行该方法。
在1402处，该方法包括使冷却剂流过第一冷却剂管道和第二冷却剂管道。接下来，在1404处，该方法包括使湍流空气流过由堆叠的多层翼片形成的多个反复偏移的单元结构，每个翼片均包括重复形式的折叠。在一个示例中，经过多个反复偏移的单元结构的气流是各向同性的湍流。在另一示例中，相对于风扇的出口方向以非平角的角度布置偏移的单元结构。
注意，本文中包括的示例程序能够与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。另外，所描述的各种动作、操作或功能可以以所示顺序执行、并行地执行，或者在一些情况下被省略。同样，所述处理顺序不是实现此处所描述的示例性实施例的特征和优点所必须要求的，而是为了便于说明和描述而提供。取决于所使用的特定策略，所示出的动作或功能中的一个或多个可以被重复执行。
应认识到，本文中所公开的构造和方法本质上是示范性的，并且这些具体的实施例不被认为具有限制意义，因为许多变体是可能的。例如，上述技术能够应用于V-6、L-4、L-6、V-12、对置4缸和其它发动机类型。本实用新型的主题包括本文中所公开的各种系统和构造以及其它特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
本申请的权利要求具体地指出了某些被认为是新颖的和非显而易见的组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等价物。这些权利要求应当被理解为包括一个或多个这种元件的结合，既不要求也不排除两个或多个这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可通过修改现有权利要求或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求而要求保护。这些权利要求，无论与原始权利要求的范围相比更宽、更窄、相同或不相同，都被认为包括在本公开的主题内。
Claims (17)
1.一种热交换器，其特征在于，包括：
堆叠的多层翼片，每个翼片均包括重复形式的折叠，所述堆叠的多层翼片形成多个反复偏移的单元结构；
第一冷却剂管道和第二冷却剂管道，其被耦接至所述堆叠的多层翼片中的周边翼片；以及
风扇，其引导空气通过所述反复偏移的单元结构。
2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，经过所述反复偏移的单元结构的气流是各向同性的湍流。
3.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述堆叠的多层包括第一堆叠层和第二堆叠层，所述第一堆叠层具有在所述第一冷却剂管道与第二冷却剂管道之间延伸的顺序地堆叠并在横向方向上对齐的多个翼片，所述第二堆叠层具有顺序地堆叠并在所述横向方向上对齐的多个翼片，所述第一堆叠层相对于所述第二堆叠层在纵向方向上偏移。
4.根据权利要求3所述的热交换器，其特征在于，所述纵向方向在所述第一冷却剂管道和第二冷却剂管道的入口与出口之间延伸。
5.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，每个所述翼片均在尺寸与几何形状上相同。
6.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，每个所述翼片均在纵向方向上从所述第一冷却剂管道和第二冷却剂管道的入口延伸至所述第一冷却剂管道和第二冷却剂管道的出口。
7.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，堆叠的翼片层相对于通过所述风扇产生的气流的方向成15°角。
8.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，每个所述翼片均由连续的材料件形成。
9.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述单元结构具有正方形横截面。
10.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，每个所述翼片均包括多个连续布置的平坦表面。
11.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，每个所述翼片均包括多个正方形气流通道，并且其中每个气流通道均被三个连续布置的平坦侧面限制。
12.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，每个所述翼片包括多个三角形气流通道，并且其中每个气流通道均被两个连续布置的平坦侧面限制。
13.一种用于发动机的热交换器，其特征在于，所述热交换器包括：
相互间隔开的第一冷却剂管道和第二冷却剂管道；
在所述第一冷却剂管道与第二冷却剂管道之间延伸的堆叠且横向对齐的第一层翼片，每个所述翼片均包括重复形式的折叠；以及
在所述第一冷却剂管道与第二冷却剂管道之间延伸的堆叠且横向对齐的第二层翼片，每个所述翼片均包括重复形式的折叠，并且所述第一层翼片相对于所述第二层翼片纵向地偏移。
14.根据权利要求13所述的热交换器，其特征在于，所述第一层和第二层中的周边翼片中的多个平坦表面与所述第一冷却剂管道或所述第二冷却剂管道的表面共面接触。
15.根据权利要求13所述的热交换器，其特征在于，所述第一层和所述第二层中的所述翼片形成多个偏移的单元结构。
16.根据权利要求13所述的热交换器，其特征在于，每个重复的平坦表面的宽度与长度之比的范围是1/1-1/15。
17.根据权利要求13所述的热交换器，其特征在于，每个所述翼片结构均包括连续布置的多个平坦表面，每个平坦表面被布置为垂直于之后的和之前的平坦表面。
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| JP2002081884A (ja) * | 2000-09-07 | 2002-03-22 | Denso Corp | 熱交換器の取付構造 |
| EP1488184B1 (de) * | 2002-03-09 | 2007-12-05 | Behr GmbH & Co. KG | Wärmetauscher |
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Cited By (2)
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