CN217953225U - 一种换热器及前端模块 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种换热器及前端模块，前端模块包括风扇装置和换热器，换热器包括换热单元和安装于换热单元流入端的集流单元。换热单元包括第一换热部和第二换热部，集流单元包括密封连接的导流单元和主板，第一换热部和第二换热部与主板密封连接，导流单元包括设置有第一腔体的第一安装部、设置有第二腔体的第二安装部和设置有通过孔的流通部，第一腔体和第二腔体分别与第一换热部和第二换热部的内腔连通，第一腔体和第二腔体均与通过孔连通，第一安装部和第二安装部之间具有间隙，通过流通部、第一安装部以及第二安装部实现分流，在换热器的尺寸一致的情况下，能够降低单个换热部的面积，进而降低换热部内的热应力，有利于降低换热器失效的风险。

Description

一种换热器及前端模块

技术领域

本申请涉及热交换技术领域，尤其涉及一种换热器及前端模块。

背景技术

矿车、大型装载机、大型液压挖掘机和化工设备冷却系统等大型设备中需要大尺寸的换热器才能够满足其换热需求，大尺寸的换热器中的换热芯体的尺寸较大，容易受热不均匀，在换热芯体内部产生热应力，会导致换热芯体容易疲劳失效，换热芯体的尺寸越大，其失效的风险就越高。

实用新型内容

本申请提供了一种换热器及前端模块，用于改善换热器的尺寸较大时换热芯体容易失效的问题。

本申请实施例提供了一种换热器，所述换热器包括：

换热单元，所述换热单元包括第一换热部和第二换热部；

集流单元，所述集流单元安装于所述换热单元的进口端，所述集流单元包括相互密封连接的导流单元和主板，所述第一换热部和所述第二换热部分别与所述主板密封连接，所述导流单元为一体结构；

所述集流单元具有第一腔体和第二腔体，所述第一腔体与所述第一换热部的内腔连通，所述第二腔体与所述第二换热部的内腔连通，所述导流单元包括第一安装部、第二安装部和流通部，所述第一安装部与所述第二安装之间具有间隙，所述第一腔体位于所述第一安装部和所述主板之间，所述第二腔体位于所述第二安装部和所述主板之间，所述流通部包括通过孔，所述第一腔体和所述第二腔体均与所述通过孔连通。

本申请提供一种换热器，包括换热单元和安装于换热单元进口端的集流单元，集流单元的第一安装部与第二安装部之间具有间隙，在换热单元的外部尺寸大致相同的情况下，通过流通部、第一安装部以及第二安装部实现分流，能够降低单个换热部的面积，进而降低换热部内的热应力，有利于降低换热器失效的风险。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

本申请实施例提供了一种前端模块，其包括风扇装置和上述的换热器。

附图说明

图1为本申请实施例提供的换热器的结构示意图；

图2为图1中I位置的局部放大示意图；

图3为本申请实施例提供的集流单元的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的主板的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的导流单元的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的导流单元另一角度的结构示意图；

图7为图6中A-A方向的剖视示意图。

附图标记：

1-换热单元；

11-第一换热部；

12-第二换热部；

13-凹陷部；

14-换热管；

2-导流单元；

21-第一连接部；

22-第一安装部；

221-第一腔体；

23-第二连接部；

24-第二安装部；

241-第二腔体；

25-流通部；

251-通过孔；

26-第一导流件；

27-第二导流件；

3-集流单元；

4-主板；

41-安装孔。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

为了更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

需要注意的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

如图1和图2所示，本申请实施例提供了一种换热器，换热器包括换热单元1和集流单元3，沿换热器的高度方向Z，集流单元3安装于换热单元1的流入端，或者在换热单元1的流入端和流出端各设置一个集流单元3。集流单元3包括相互密封连接的导流单元2和主板4。换热单元1包括第一换热部11和第二换热部12，第一换热部11和第二换热部12分别与主板4密封连接，集流单元3包括相对独立的第一腔体221和第二腔体241，第一腔体221与第一换热部11的内腔连通，第二腔体241与第二换热部12的内腔连通。导流单元2还包括第一安装部22、第二安装部24和流通部25，第一腔体221第一安装部22与主板4之间，第二腔体241位于第二安装部24与主板4之间，并且第一安装部22和第二安装部24之间具有间隙，流通部25设置有与第一腔体221和第二腔体241连通的通过孔251。

在换热器的尺寸较大时，相较于相关技术中换热器仅具有较大的单一换热部的方案，容易导致换热部内的热应力较大，能够承受外界的压力较小，换热器在使用过程中损坏的可能较大，本申请实施例中将换热单元1划分为相对独立的第一换热部11和第二换热部12，或划分为多个换热部，单个换热部的尺寸较小，因此能够提高其内部的高温气体的流场分布均匀性，降低了换热单元1内的热应力，还能够提高换热单元1的耐压能力，有利于提高换热器的可靠性。第一换热部11与第二换热部12的尺寸较小，还能够提高第一换热部11与第二换热部12生产时的产品合格率。

本申请的换热器适用于矿车、大型装载机、大型液压挖掘机和化工设备冷却系统等大型设备，本申请以中冷器为例进行说明，在使用时，待换热对象为高温气体。本实施例中，换热器包括两个集流单元3，一个集流单元3用于流体流入，另一个集流单元3用于流体流出，高温气体可以由换热器一端的集流单元3流入换热器，经位于流入侧的导流单元2分流至第一换热部11和第二换热部12，两路高温气体分别与空气换热后，由另一端的集流单元3流出换热器。导流单元2设置有相互独立且均与流通部25连通的第一腔体221和第二腔体241，使高温气体能够分别进入第一换热部11和第二换热部12内。本实施例中，两个集流单元3的结构基本一致，本申请以其中一个集流单元3为例进行说明。

如图2至图4所示，在一种可能的实施方式中，第一腔体221和第二腔体241关于流通部25的轴向对称设置，使流通部25与第一腔体221和第二腔体241对应的面积相似。

流通部25与第一腔体221对应的面积和流通部25与第二腔体241对应的面积相似，使通过流通部25的高温气体能够平均分配至第一腔体221和第二腔体241，进而能够使第一换热部11内的高温气体和第二换热部12的高温气体的量相似，有利于提高换热器的换热效率。

如图2和图3所示，在一种可能的实施例中，集流单元3包括导流单元2和主板4，导流单元2与主板4密封连接，主板4大致呈U形，导流单元2大致呈喇叭状，导流单元2的喇叭口侧有部分位于主板4的U形空间。具体地，主板4包括凹陷部13，导流单元2有部分位于凹陷部13空间内，导流单元2分别与凹陷部13的底壁和侧壁密封连接。

第一换热部11和第二换热部12分别与主板4密封连接，具体地，第一换热部11的端部穿过主板4，第一换热部11的内腔与第一腔体221连通，第二换热部12的端部穿过主板4，第二换热部12的内腔与第二腔体241连通。主板4为一体结构或为包括至少两个各自独立部件的分体结构。

如图2和图3所示，在一种可能的实施方式中，导流单元2设置有第一连接部21和第二连接部23，流通部25的一部分设置于第一连接部21，另一部分设置于第二连接部23，第一安装部22的一侧与第一连接部21远离流通部25的一侧连接，另一侧与主板4连接，第二安装部24的一侧与第二连接部23远离流通部25的一侧连接，另一侧与主板4连接，第一连接部21、第一安装部22、第二连接部23、第二安装部24和流通部25一体成型，使导流单元2为一体结构。

第一连接部21和第二连接部23均与流通部25连通，第一连接部21的内腔与第二连接部23的内腔相对独立，第一安装部22和第二安装部24分隔设置，第一连接部21的内腔与第一腔体221连通，第一腔体221与第一换热部11的内腔连通，第二连接部23的内腔与第二腔体241连通，第二腔体241与第二换热部12的内腔连通，能够将进入导流单元2的高温气体分成两部分，分流至第一换热部11和第二换热部12。

在一种可能的实施例中，流通部25分别与第一安装部22和第二安装部24连接，使高温气体由通过孔251流入导流单元2后，分别流入第一安装部22与主板4形成的第一腔体221内和第二安装部24与主板形成的第二腔体241内，再通过第一腔体221和第二腔体241分别流入第一换热部11和第二换热部12内。此实施例省略了第一连接部21和第二连接部23，有利于降低导流单元2占用的空间。

如图1和图2所示，在一种可能的实施方式中，沿自流通部25向第一安装部22的方向，第一连接部21的截面积逐渐增大。沿自流通部25向第二安装部24的方向，第二连接部23的截面积逐渐增大。

以第一连接部21为例，第一连接部21的截面积逐渐增大能够提高第一连接部21与第一安装部22连接位置的气体流通面积，有利于提高气体由第一连接部21进入第一安装部22时的流量，提高了气体流通的效率。第二连接部23的截面积逐渐增大的效果与第一连接部21的截面积逐渐增大的效果一致，在此不再赘述。

如图1和图2所示，在一种可能的实施方式中，沿自第一连接部21向第一换热部11的方向，第一安装部22的截面积逐渐增大。沿自第二连接部23向第二换热部12的方向，第二安装部24的截面积逐渐增大。

以第一安装部22为例，第一换热部11包括多个相互独立的换热管14，第一安装部22的截面积逐渐增大，使第一安装部22能够覆盖多个换热管14的开口，在气体流入换热器时，第一安装部22内的气体能够分别流入不同的换热管14，在气体流出换热器时，位于不同换热管14的气体均能够通过第一安装部22内的第一腔体221流出。第二安装部24的截面积逐渐增大的效果与第一安装部22的截面积逐渐增大的效果一致，在此不再赘述。

如图2和图4所示，在一种可能的实施方式中，在第一安装部22内设置有第一导流件26，第一导流件26位于第一腔体221，第一导流件26与位于第一腔体221周侧的内壁连接。在第二安装部24内设置有第二导流件27，第二导流件27位于第二腔体241，第二导流件27与位于第二腔体241周侧的内壁连接。

由于第一安装部22的截面积沿靠近第一换热部11的方向逐渐增大，第二安装部24的截面积沿靠近第二换热部12的方向逐渐增大，第一导流件26和第二导流件27能够使气体进入第一安装部22和第二安装部24的气体均匀的充满第一腔体221或第二腔体241，有利于使换热器对于待换热对象的分配更加均匀，从而有利于提高换热部的利用率，进而提高换热效率。

如图4所示，在一种可能的实施方式中，在沿换热器的厚度方向Y的投影中，第一导流件26的投影的一部分位于第一连接部21的投影范围内，第二导流件27的投影的一部分位于第二连接部23的投影范围内。

第一连接部21内的气体在流入第一安装部22时，一部分气体由第一导流件26的上表面流入，使气体能够沿换热器的宽度方向X，流向第一连接部21远离第一连接部21的一侧，另一部分由第一导流件26的下表面流入，使第一腔体221位于第一导流件26两侧的空间均能够充满气体。第二导流件27在第二安装部24内能够起到与第一导流件26在第一安装部22内相同的效果。

如图4所示，在一种可能的实施方式中，第一导流件26和第二导流件27均为弧形且向相互远离的方向弯曲。

沿换热器的宽度方向，换热单元1间隔设置有换热管14，第一导流件26和第二导流件27向相互远离的方向弯曲，能够使进入导流单元2内的高温气体向两侧流动，使位于两侧的换热管14内也充满高温气体，有利于降低换热单元1内由于受热不均而产生的热应力，进而延长换热单元1的使用寿命。

如图4所示，在一种可能的实施方式中，第一导流件26与第一安装部22的宽度方向X之间的夹角为α₁，α₁的范围为25°≤α₁≤50°，第二导流件27与第二安装部24的宽度方向X之间的夹角为α₂，α₂的范围为25°≤α₂≤50°。

若第一导流件26和第二导流件27的倾斜角度过大，则会导致进入导流单元2的高温气体大部分位于沿换热器宽度方向X的中间位置，使进入换热器中间位置的换热管14的高温气体多于进入两侧的换热管14内的高温气体，使换热单元1内产生热应力，容易导致换热单元1的损坏。若第一导流件26和第二导流件27的倾斜角度过小，则会导致进入导流单元2的高温气体大部分位于沿换热器宽度方向X的两侧，使进入换热器两侧的换热管14的高温气体多于进入中间位置的换热管14内的高温气体，使换热单元1内产生热应力，容易导致换热单元1的损坏。因此，第一导流件26和第二导流件27的倾斜角度为25°至50°，能够使高温气体均匀的充满多个换热管14，进而降低换热单元1的热应力，降低换热单元1损坏的可能。

如图5所示，在一种可能的实施方式中，主板4设置有凹陷部13，导流单元2的第一安装部22和第二安装部24能够伸入凹陷部13，凹陷部13的内壁能够与第一安装部22和第二安装部24的外表面抵接。

凹陷部13能够限制第一安装部22和第二安装部24与主板4之间的相对位置，在主板4上设置有多个安装孔41，多个换热管14能够伸入安装孔41，使其与第一腔体221或第二腔体241连通，主板4有利于提高换热单元1与导流单元2连接的稳定性，降低了气体泄漏的可能。

本申请实施例提供了一种换热器，包括换热单元1和至少安装于换热单元1流入端的导流单元2。换热单元1包括第一换热部11和第二换热部12，导流单元2包括第一腔体221和第二腔体241。导流单元2还包括设置有通过孔251的流通部25，第一腔体221和第二腔体241均与通过孔251连通，高温气体能够通过流通部25进入换热单元1一侧的导流单元2，经第一腔体221进入第一换热部11，经第二腔体241进入第二换热部12，经过第一换热部11和第二换热部12后流出换热器。在换热器的尺寸一致的情况下，相较于相关技术中采用尺寸较大的单个换热芯体的结构，本申请提供的换热单元1划分为相对独立的第一换热部11和第二换热部12，能够降低单个换热部的面积，进而降低换热部内的热应力，有利于降低换热器失效的风险。

在一些其他实施例中，用于流体流出的集流单元3的结构可以与用于流体流入的集流单元3的结构不同。具体地，用于流入的集流单元3为上述结构，用于流出的集流单元3的第一腔体221和第二腔体241连通，第一换热部11流入的流体和第二换热部12流入的流体在集流单元3中汇集后流出换热器。

根据本申请的前端模块一个具体实施例，前端模块包括风扇装置和上述换热器，风扇装置与换热器并排设置，风扇装置与换热器安装在一起，两者相对固定。风扇装置包括扇叶和电机，电机驱动扇叶旋转，从引导空气流经换热器的换热芯体，使得空气与换热器内的换热介质换热。

本申请的前端模块可应用于车辆，安装于车辆的进气格栅附近，通过换热器与外界环境换热，以用于对电机、电池、逆变器等会产生热量的部件散热，或者，用于通过换热器从大气环境吸热。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种换热器，其特征在于，所述换热器包括：

换热单元，所述换热单元包括第一换热部和第二换热部；

集流单元，所述集流单元安装于所述换热单元的进口端，所述集流单元包括相互密封连接的导流单元和主板，所述第一换热部和所述第二换热部分别与所述主板密封连接，所述导流单元为一体结构；

所述集流单元具有第一腔体和第二腔体，所述第一腔体与所述第一换热部的内腔连通，所述第二腔体与所述第二换热部的内腔连通，所述导流单元包括第一安装部、第二安装部和流通部，所述第一安装部与所述第二安装部之间具有间隙，所述第一腔体位于所述第一安装部和所述主板之间，所述第二腔体位于所述第二安装部和所述主板之间，所述流通部包括通过孔，所述第一腔体和所述第二腔体均与所述通过孔连通。

2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述第一安装部与所述第二安装部沿所述流通部的轴向对称设置。

3.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，所述导流单元包括第一连接部和第二连接部，所述流通部有一部分与所述第一连接部连接，另有一部分与所述第二连接部连接，所述第一连接部远离所述流通部的一侧与所述第一安装部连接，所述第二连接部远离所述流通部的一侧与所述第二安装部连接；

所述第一连接部的内腔连通所述通过孔与所述第一腔体，所述第二连接部的内腔连通所述通过孔与所述第二腔体。

4.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于，自所述流通部向所述第一安装部的方向，所述第一连接部的截面积逐渐增大；

自所述流通部所述第二安装部的方向，所述第二连接部的截面积逐渐增大。

5.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于，自所述第一连接部向所述第一换热部的方向，所述第一安装部的截面积逐渐增大；

自所述第二连接部向所述第二换热部的方向，所述第二安装部的截面积逐渐增大。

6.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于，所述导流单元包括第一导流件和第二导流件，所述第一导流件位于所述第一腔体，所述第一导流件与所述第一安装部的内壁连接；

所述第二导流件位于所述第二腔体，所述第二导流件与所述第二安装部的内壁连接。

7.根据权利要求6所述的换热器，其特征在于，在沿所述换热器的厚度方向的投影中，所述第一导流件的部分投影位于所述第一连接部的投影范围内，所述第二导流件的部分投影位于所述第二连接部的投影范围内。

8.根据权利要求6所述的换热器，其特征在于，所述第一导流件与所述第一安装部宽度方向之间的夹角为α₁，25°≤α₁≤50°；

所述第二导流件与所述第二安装部宽度方向之间的夹角为α₂，25°≤α₂≤50°。

9.根据权利要求8所述的换热器，其特征在于，所述第一导流件与所述第二导流件均为弧形，并且向相互远离的方向弯曲。

10.一种前端模块，其特征在于，包括风扇装置和权利要求1-9任一项所述的换热器。

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