CN215003091U - 换热芯体及换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及换热装置技术领域，尤其是涉及一种换热芯体及换热器。所述一种换热芯体，包括：多个堆叠设置的芯片组件，相邻两个所述芯片组件间隔设置，以形成冷却流道；所述芯片组件包括相对设置的两个芯片，两个所述芯片之间形成待冷却流道；所述芯片包括主换热部和连接在所述主换热部的一端的流体引入端部，所述流体引入端部设有冷却流体进口和待冷却流体进口，且所述冷却流体进口设置在所述待冷却流体的远离所述主换热部的一侧；所述冷却流道包括相互连通的端部引入冷却段和主冷却段，所述冷却流体进口与所述端部引入冷却段连通，所述待冷却流体进口与所述待冷却流道连通。

Description

换热芯体及换热器

技术领域

本实用新型涉及换热装置技术领域，尤其是涉及一种换热芯体及换热器。

背景技术

叠片式换热器由于其产品结构紧凑，换热效率高，得到了越来越广泛的应用，如叠片式油冷器，叠片式水空中冷器、叠片式EGR冷却器等。

叠片式换热器中的换热芯体包括多个堆叠设置的芯片组件，一个芯片组件包括两个相对设置的芯片，两个芯片之间形成一个待冷却流道，相邻两个芯片组件之间形成一个冷却流道；芯片的端部设有低温流体进口和高温流体的进口或者低温流体的出口和高温流体的出口，芯片的中间部分为有效换热部分，从而，换热器的两端为流体的进出端，换热器的中部为有效换热部分。

传统的叠片式换热器通常把高温流体的进出口设置在换热器的两端，把低温流体的进出口设置在更靠近有效换热部分的位置，低温流体进入换热器后直接流向有效换热部分，而高温流体在进入换热器时与换热器端部的壁面直接接触，这就会导致换热器端部升温速率远大于中间的有效换热部分，容易在芯片的端部与有效换热部分的交界处产生热应力集中，最终导致芯片断裂，从而导致换热器泄漏。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供换热芯体和换热器，以在一定程度上解决现有技术中存在的换热器端部升温速率远大于中间的有效换热部分，容易在芯片的端部与有效换热部分的交界处产生热应力集中，最终导致芯片断裂，从而导致换热器泄漏的技术问题。

本实用新型提供一种换热芯体，包括：多个堆叠设置的芯片组件，相邻两个所述芯片组件间隔设置，以形成冷却流道；所述芯片组件包括相对设置的两个芯片，两个所述芯片之间形成待冷却流道；

所述芯片包括主换热部和连接在所述主换热部的一端的流体引入端部，所述流体引入端部设有冷却流体进口和待冷却流体进口，且所述冷却流体进口设置在所述待冷却流体的远离所述主换热部的一侧；所述冷却流道包括相互连通的端部引入冷却段和主冷却段，所述冷却流体进口与所述端部引入冷却段连通，所述待冷却流体进口与所述待冷却流道连通。

作为一种可选方案，所述芯片的流体引入端部设有导流筋，所述导流筋位于所述待冷却流体进口的靠近所述主换热部的一侧；所述导流筋呈V型设置，且所述导流筋的中部靠近所述主换热部设置。

作为一种可选方案，所述芯片还包括辅助冷却流体进口，所述辅助冷却流体进口设置在所述待冷却流体进口的靠近所述主换热部的一侧，在所述芯片的宽度方向上，至少所述芯片的中间部位设有所述辅助冷却流体进口。

进一步地，所述辅助冷却流体进口设置在所述流体引入端部；在所述芯片的长度方向上，所述辅助冷却流体进口的靠近所述主换热部的边缘不凸出所述待冷却流体进口的靠近所述主换热部的边缘。

进一步地，所述流体引入端部的与所述主换热部的连接处呈斜面设置，且同一个所述芯片组件的两个所述芯片中，一个所述芯片的所述斜面的靠近所述主换热部的一端远离另一个所述芯片设置，从而使相邻两个所述芯片组件之间形成的端部引入冷却段的高度大于所述主冷却段的高度。

进一步地，在所述芯片的宽度方向上，所述斜面的宽度由远离所述主换热部的一端到靠近所述主换热部的一端逐渐增大。

进一步地，所述流体引入端部冷却流道段内设有加强凸起。

进一步地，所述主换热部的远离所述流体引入端部的一侧连接有流体引出端部，所述流体引出端部连通有冷却流体出口和待冷却流体出口；所述冷却流道包括连通在所述主冷却段的远离所述端部引出冷却段的端部引出冷却段，所述冷却流体出口与所述端部引出冷却段连通，所述待冷却流体出口与所述待冷却流道连通。

本实用新型提供一种换热器，包括：流体管道和上述换热芯体，所述流体管道包括冷却流体引入管道和待冷却流体引入管道，所述冷却流体引入管道与最外侧的所述芯片的所述冷却流体进口连通，所述待冷却流体引入管道与所述外侧的所述芯片的所述待冷却流体进口连通。

进一步地，所述冷却流体引入管道和所述待冷却流体引入管道一体成型设置。

本实用新型提供的换热芯体，包括：多个堆叠设置的芯片组件，相邻两个所述芯片组件间隔设置，以形成冷却流道；所述芯片组件包括相对设置的两个芯片，两个所述芯片之间形成待冷却流道；所述芯片包括主换热部和连接在所述主换热部的一端的流体引入端部，所述流体引入端部设有冷却流体进口和待冷却流体进口，且所述冷却流体进口设置在所述待冷却流体的远离所述主换热部的一侧；所述冷却流道包括相互连通的端部引入冷却段和主冷却段，所述冷却流体进口与所述端部引入冷却段连通，所述待冷却流体进口与所述待冷却流道连通。

多个芯片组件堆叠设置，相邻两个芯片组件之间形成一个冷却流道，一个芯片组件内形成一个待冷却流道，在芯片组件的堆叠方向上，一个冷却流道和一个待冷却流道交替设置；冷却流体进口依次连通，从而形成冷却流体通道，多个待冷流体依次连通，从而形成待冷却流体通道；每个冷却流体进口均冷却流道连通，且与待冷却流道相互隔离，每个待冷却流体进口均与待冷却流道连通，且与待冷却流道相互隔离。

冷却流体由最外侧的冷却流体进口进入冷却流体通道内，再进入每层冷却流道内，待冷却流体由最外侧的待冷却流体进口进入待冷却流体通道内，再进入每层待冷却流道；冷却流体进口位于待冷却流体进口的远离主换热部的位置，即冷却流体进口设置在芯片的最外侧，当冷却流体进入冷却流道后，先进入流体引入端部，然后再流向中间位置换热部，以与待冷却流道内的待冷却流体换热，冷却流体由冷却流道的端部向其中间部位流动过程，对待冷却流体进口所在的端部位置进行冷却，从而能够降低芯片的端部升温速率，进而避免芯片的端部与中间的主换热部的升温速率差距大导致芯片的流体引入端部与主换热部之间的连接处热应力集中，从而避免芯片断裂，从而避免换热芯体泄露，进而避免换热器失效。

应当理解，前述的一般描述和接下来的具体实施方式两者均是为了举例和说明的目的并且未必限制本公开。并入并构成说明书的一部分的附图示出本公开的主题。同时，说明书和附图用来解释本公开的原理。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型第一实施例的换热芯体中芯片的结构示意图；

图2为本实用新型第二实施例的换热芯体中芯片的结构示意图；

图3为本实用新型第三实施例的换热芯体的结构示意图；

图4为本实用新型第四实施例的换热芯体的结构示意图；

图5为图4所示的换热芯体的切面图；

图6为图4所示的换热芯体中芯片的结构示意图；

图7为本实用新型第四实施例的换热芯体中芯片的结构示意图；

图8为本实用新型实施例的换热器的结构示意图；

图9为图8所示的换热器中流体管道的结构示意图。

附图标记：10-芯片组件；20-冷却流道；30-待冷却流道；40-加强凸起；50-流体管道；60-换热芯体；11-芯片；111-流体引入端部；112-主换热部；113-流体引出端部；114-冷却流体进口；115-待冷却流体进口；116-辅助冷却流体进口；117-冷却流体出口；118-待冷却流体出口；119-导流筋；21-端部引入冷却段；22-主冷却段；23-端部引出冷却段；211-斜面；51-冷却流体引入管道；52-待冷却流体引入管道。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。

基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1至图7所示，本实用新型提供一种换热芯体60，包括：多个堆叠设置的芯片组件10，相邻两个芯片组件10间隔设置，以形成冷却流道20；芯片组件10包括相对设置的两个芯片11，两个芯片11之间形成待冷却流道30；芯片11包括主换热部112和连接在主换热部112的一端的流体引入端部111，流体引入端部111设有冷却流体进口114和待冷却流体进口115，且冷却流体进口114设置在待冷却流体的远离主换热部112的一侧；冷却流道20包括相互连通的端部引入冷却段21和主冷却段22，冷却流体进口与端部引入冷却段21连通，待冷却流体进口115与待冷却流道30连通。

本实施中，多个芯片组件10堆叠设置，相邻两个芯片组件10之间形成一个冷却流道20，一个芯片组件10内形成一个待冷却流道30，在芯片组件10的堆叠方向上，一个冷却流道20和一个待冷却流道30交替设置；冷却流体进口114依次连通，从而形成冷却流体通道，多个待冷流体进口依次连通，从而形成待冷却流体通道；每个冷却流体进口114均冷却流道20连通，且与待冷却流道30相互隔离，每个待冷却流体进口115均与待冷却流道30连通，且与待冷却流道30相互隔离。

冷却流体由最外侧的冷却流体进口114进入冷却流体通道内，再进入每层冷却流道20内，待冷却流体由最外侧的待冷却流体进口115进入待冷却流体通道内，再进入每层待冷却流道30；冷却流体进口114位于待冷却流体进口115的远离主换热部112的位置，即冷却流体进口114设置在芯片11的最外侧，当冷却流体进入冷却流道20后，先进入流体引入端部111，然后再流向中间位置换热部，以与待冷却流道30内的待冷却流体换热，冷却流体由冷却流道20的端部向其中间部位流动过程，对待冷却流体进口115所在的端部位置进行冷却，从而能够降低芯片11的端部升温速率，进而避免芯片11的端部与中间的主换热部112的升温速率差距大导致芯片11的流体引入端部111与主换热部112之间的连接处热应力集中，从而避免芯片11断裂，从而避免换热芯体60泄露，进而避免换热器失效。

具体的，可以在待冷却流体进口115的边缘设置环形第一凸台，同一个芯片组件10中，一个芯片11的第一凸台向远离另一个芯片11的方向延伸，从而相邻两个芯片组件10中的一个芯片11的第一凸台能够与另一个芯片组件10的一个芯片11的第一凸台抵接从而可以实现钎焊，也即第一凸台位于冷却流体内，多个待冷却流体进口115和多个第一凸台形成待冷却流体通道，第一凸台实现与冷却流道20的相互隔离，也即冷却流道20的端部引入冷却段21呈环形包围在待冷却流体通道周围，以对其内的待冷却流体换热。其中，第一凸台可以通过焊接设置在芯片11上，可选的，第一凸台直接由待冷却流体进口115的边缘翻边形成，生产效率高。

同一个芯片组件10中的两个芯片11的位于待冷却流体进口115的远离主换热部112的一侧可以相互接触直接焊接，在该部位设置冷却流体进口114，两个主换热部112之间的间隔设置，以形成待冷却流道30。

其中，冷却流体进口114的形状可以为三角形、四边形、椭圆形、圆形、腰型或者异形等。冷却流体进口114的数量可以为一个，也可以为多个(例如：两个、三个或者四个等)。

待冷却流体进口115的形状可以为三角形、四边形、椭圆形、圆形、腰型或者异形等。待冷却流体进口115的数量可以为一个，也可以为多个(例如：两个、三个或者四个等)。

需要说明的是，可以根据具体的冷却流体种类和待冷却流体种类，来设置冷却流体进口114的总流通面积以及待冷却流体进口115的总流通面积。例如，待冷却流体为气体，冷却流体为水时，待冷却流体进口115的总流通面积大于冷却流体进口114的总流通面积。

如图2所示，在上述实施例基础之上，进一步地，芯片11的流体引入端部111设有导流筋119，导流筋119位于待冷却流体进口115的靠近主换热部112的一侧；导流筋119呈V型设置，且导流筋119的中部靠近主换热部112设置。

本实施例中，在待冷却流体进口115的靠近主换热部112的一侧设置导流筋119，则当冷却流体由端部引入冷却段21进入主冷却段22时，导流筋119能够芯片11的宽度方向上将冷却流体引导至主冷却段22的中心，避免两侧的冷却流体直接向后(在芯片11的长度方向上)流动，从而避免在主冷却段22的靠近端部引入冷却段21的位置形成三角形死角区，使得换热芯体60的换热均匀。

其中，可以通过焊接或者过盈连接在芯片11上设置导流筋119，可选的直接将第一凸台的靠近主换热部112的边缘设置成V型，从而形成导流筋119，使得芯片11的结构简单，加工方便。

导流筋119的角度可以为90度、100度、110度、120度或者130度等等。

如图3所示，在上述实施例基础之上，芯片11还包括辅助冷却流体进口116，辅助冷却流体进口116设置在待冷却流体进口115的靠近主换热部112的一侧，在芯片11的宽度方向上，至少芯片11的中间部位设有辅助冷却流体进口116。

本实施例中，在待冷却流体进口115的靠近主换热部112的一侧的至少中心位置(在芯片11的宽度方向上的中心位置)设置辅助冷却流体进口116，则冷却流体可以通过辅助冷却流体仅进口直接进入主冷却段22内，且能够直接流过主冷却段22的中心位置(在芯片11的宽度方向上的中心位置)，从而避免在主冷却段22的靠近端部引入冷却段21的位置形成三角形死角区，使得换热芯体60的换热均匀。

其中，辅助冷却流体进口116的形状可以为三角形、四边形、圆形、椭圆形或者腰型等。辅助冷却流体进口116的数量可以为一个；也可以为多个(例如：两个、三个或者四个等)，其中，至少有一个设置在待冷却流体进口115的靠近主换热部112的一侧的至少中心位置(在芯片11的宽度方向上的中心位置)。

辅助冷却流体进口116可以设置在主换热部112上，也即在芯片11的长度方向上，辅助冷却流体进口116凸出待冷却流体进口115设置。

可选的，如图4至图6所示，辅助冷却流体进口116设置在流体引入端部111；在芯片11的长度方向上，辅助冷却流体进口116的靠近主换热部112的边缘不凸出待冷却流体进口115的靠近主换热部112的边缘。

本实施例中，待冷却流体进口115的靠近主换热部112的边缘的中间部位内凹设置，可以将辅助冷却流体进口116设置在该内凹处，从而实现在芯片11的长度方向上，辅助冷却流体的靠近主换热部112的边缘不凸出待冷却流体进口115的靠近主换热部112的边缘设置，这种芯片11结构规整，避免辅助冷却流体进口116占用主换热部112面积，当待冷却流道30内的与主换热部112相应的位置设置翅片时，避免对翅片再次加工，方便装配。

如图4至图6所示，在上述实施例基础之上，进一步地，流体引入端部111的与主换热部112的连接处呈斜面211设置，且同一个芯片组件10中的两个芯片11的斜面211向远离对方的方向倾斜，也即一个芯片的斜面211的远离主换热部112的一端靠近另一个芯片11设置，该斜面211的靠近主换热部112的一端远离另一个芯片11设置，上下两个芯片组件10的相邻的芯片11连接后，可以实现端部引入冷却段21的高度大于主冷却段22的高度，端部引入冷却段21，则冷却流体的流动阻力小，在对芯片11的流体引入端部111进行冷却的同时快速流向主冷却段22，从而保障主冷却段22的换热速率。

可选的，为了方便描述，定义斜面处的通道为过渡冷却段，过渡冷却段的一端与端部引入冷却段21连通，过渡冷却段的另一端与主冷却段22连通；由远离主冷却段到靠近主冷却段的方向，过渡冷却段的高度(与芯片组件的厚度方向重合)逐渐变小，而在芯片11的宽度方向上，斜面211的宽度由远离主换热部112的一端到靠近主换热部112的一端逐渐增大，那么过渡冷却段的宽度逐渐增大，那么避免过渡冷却段的横截面积变化大或者避免过渡冷却段的横截面积变化，从而可以保障冷却流体流动的均匀性。

如图7所示，在上述实施例基础之上，进一步地，端部引入冷却段21内设有加强凸起40，本实施例中，加强凸起40可以提高端部引入冷却段21的强度。其中，加强凸起40的高度可以小于端部引入冷却段21的高度的二分之一。

如图1至图7所示，主换热部112的远离流体引入端部111的一侧连接有流体引出端部113，流体引出端部113连通有冷却流体出口117和待冷却流体出口118；冷却流道20包括连通在主冷却段22的远离端部引出冷却段23的端部引出冷却段23，冷却流体出口117与端部引出冷却段23连通，待冷却流体出口118与待冷却流道30连通。可选的，芯片11结构对称设置，方便使用。

如图8和图9所示，本实用新型提供一种换热器，包括流体管道50和上述任一技术方案的换热芯体60，流体管道50包括冷却流体引入管道51和待冷却流体引入管道52，冷却流体引入管道51与最外侧的芯片11的冷却流体进口114连通，待冷却流体引入管道52与外侧的芯片11的待冷却流体进口115连通。本实用新型的实施例的换热器，包括上述任一技术方案的换热芯体60，因而，具有该换热芯体60的全部有益技术效果，在此，不再赘述。

其中，冷却流体引入管道51和待冷却流体引入管道52可以相互独立设置，可选的两者一体成型设置，结构简单，紧凑。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。

Claims (10)

1.一种换热芯体，其特征在于，包括：多个堆叠设置的芯片组件，相邻两个所述芯片组件间隔设置，以形成冷却流道；所述芯片组件包括相对设置的两个芯片，两个所述芯片之间形成待冷却流道；

所述芯片包括主换热部和连接在所述主换热部的一端的流体引入端部，所述流体引入端部设有冷却流体进口和待冷却流体进口，且所述冷却流体进口设置在所述待冷却流体的远离所述主换热部的一侧；所述冷却流道包括相互连通的端部引入冷却段和主冷却段，所述冷却流体进口与所述端部引入冷却段连通，所述待冷却流体进口与所述待冷却流道连通。

2.根据权利要求1所述的换热芯体，其特征在于，所述芯片的流体引入端部设有导流筋，所述导流筋位于所述待冷却流体进口的靠近所述主换热部的一侧；所述导流筋呈V型设置，且所述导流筋的中部靠近所述主换热部设置。

3.根据权利要求1所述的换热芯体，其特征在于，所述芯片还包括辅助冷却流体进口，所述辅助冷却流体进口设置在所述待冷却流体进口的靠近所述主换热部的一侧；在所述芯片的宽度方向上，至少所述芯片的中间部位设有所述辅助冷却流体进口。

4.根据权利要求3所述的换热芯体，其特征在于，所述辅助冷却流体进口设置在所述流体引入端部；在所述芯片的长度方向上，所述辅助冷却流体进口靠近所述主换热部的边缘不凸出所述待冷却流体进口的靠近所述主换热部的边缘。

5.根据权利要求1所述的换热芯体，其特征在于，所述流体引入端部的与所述主换热部的连接处呈斜面设置，且同一个所述芯片组件的两个所述芯片中，一个所述芯片的所述斜面的靠近所述主换热部的一端远离另一个所述芯片设置。

6.根据权利要求5所述的换热芯体，其特征在于，在所述芯片的宽度方向上，所述斜面的宽度由远离所述主换热部的一端到靠近所述主换热部的一端逐渐增大。

7.根据权利要求5所述的换热芯体，其特征在于，所述流体引入端部冷却流道段内设有加强凸起。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的换热芯体，其特征在于，所述主换热部的远离所述流体引入端部的一侧连接有流体引出端部，所述流体引出端部连通有冷却流体出口和待冷却流体出口；所述冷却流道包括连通在所述主冷却段的远离所述端部引入冷却段的端部引出冷却段，所述冷却流体出口与所述端部引出冷却段连通，所述待冷却流体出口与所述待冷却流道连通。

9.一种换热器，其特征在于，包括：流体管道和如权利要求1-8中任一项所述的换热芯体，所述流体管道包括冷却流体引入管道和待冷却流体引入管道，所述冷却流体引入管道与最外侧的所述芯片的所述冷却流体进口连通，所述待冷却流体引入管道与所述外侧的所述芯片的所述待冷却流体进口连通。

10.根据权利要求9所述的换热器，其特征在于，所述冷却流体引入管道和所述待冷却流体引入管道一体成型设置。

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