专利名称：热交换装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种特别是用于燃料驱动的车辆加热器的热交换装置，该热交换装置具有在纵轴线方向上延伸的、钵形的热交换器壳体，该热交换器壳体具有周边壁区域和在周边壁区域的末端区域中的底壁区域，在热交换器壳体内，构成用于载热介质的流动空间，该流动空间包括周边流动空间和与周边流动空间连通的底部流动空间，所述热交换器壳体包括第一壳体件和第二壳体件，该第二壳体件和第一壳体件一起包围限定流动空间。
背景技术：
已知一些热交换装置，它们的通常具有钵形造型的热交换器壳体由两个本身各自构造成钵形的壳体件组装而成。其中的一个壳体件包括外周边壁和与该外周边壁一体地构造的外底壁。其中的另一个壳体件包括内周边壁和与该内周边壁一体地构造的内底壁。这两个钵形构造的壳体件相互嵌入，并且在它们的远离底壁区域的末端区域中相互对流体密封地连接，从而在两个钵形构造的壳体件之间构成用于载热介质的流动空间，该流动空间具有在各自的壁之间的周边流动空间和底部流动空间。
发明内容
本发明的目的是，构造一种特别是用于燃料驱动的车辆加热器的热交换装置，使得可达到较简单的并因此较低成本的制造性。根据本发明，该任务通过一种特别是用于燃料驱动的车辆加热器的热交换装置解决，该热交换装置具有在纵轴线方向上延伸的、钵形的热交换器壳体，该热交换器壳体具有周边壁区域和在周边壁区域的一个末端区域中的底壁区域，在热交换器壳体内构成用于载热介质的流动空间，该流动空间包括周边流动空间和与周边流动空间连通的底部流动空间，所述热交换器壳体包括第一壳体件和第二壳体件，该第二壳体件和第一壳体件一起包围限定流动空间，所述第一壳体件包括外周边壁、内周边壁、在所述一个末端区域中连接到内周边壁上的内底壁，所述第二壳体件包括在所述一个末端区域中与外周边壁连接的或可连接的外底壁。在根据本发明构造的热交换装置中，将不同的壁划分成两个壳体件不同于现有技术。特别是全部的周边壁区域、即不仅外周边壁而且内周边壁在同一个壳体件上提供并且因此作为相互一体的组成部分。特别是在此对于第一壳体件使用在吸热能力或关于耐热性方面优化的材料，而所述第二壳体件设置在关于热不那么关键的区域中并因此应该较低成本地构造。为了将载热介质导入和导出流动空间，建议在外周边壁上设置载热介质入口和载热介质出口，入口或/和出口可以例如分别带有管接头并因此可提供作为第一壳体件的一体的组成部分。为支持避免载热介质入口和载热介质出口之间的流动短接，建议载热介质入口和载热介质出口在周边方向上相互错开。
此外通过第一壳体件在内周边壁和外周边壁之间具有至少一个在纵轴线方向上延伸的分隔壁，可以支持在流动空间中的确定的导流。特别是可以如此迫使内周边壁和内底壁的非常有效的环流，即两个在周边方向上相互间隔设置的分隔壁限定与载热介质入口连接的第一周边流动空间区域以及与载热介质出口连接的第二周边流动空间区域。通过第一壳体件在内底壁的向着底部流动空间的一侧具有至少一个第一引导凸起，可以改善在第一壳体件和在流动空间中流动的传热介质之间的传热相互作用。在此通过所述至少一个第一引导凸起在从第一周边流动空间区域至第二周边流动空间区域的方向上延伸，可以支持流动空间中的载热介质的确定的导流。对确定的导流的进一步贡献可以这样实现，即第二壳体件在外底壁的向着底部流动空间的一侧具有至少一个第二引导凸起，优选可以设定，至少一个第一引导凸起和与该第一引导凸起相配的第二引导凸起在底部流动空间中在相同的方向上优选相互接触地延伸。通过这样的布置可以在底部流动空间中限定多个流动通道，这些流动通道有助于吸热特性的进一步改善。 为了连接第二壳体件和第一壳体件，建议第二壳体件在外边缘区域中具有用于将第二壳体件在第一壳体件的外周边壁上对流体密封地连接的连接边缘区域。当在此例如设置，所述连接边缘区域构造成环形的并且嵌入外周边壁中定位，则已经可以通过夹紧配合实现第二壳体件在第一壳体件上的稳定的固定，该固定也密封防止载热介质流出。不言而喻，也可以使用附加的固定机构，例如固定螺钉或类似物，以防止第二壳体件从第一壳体件松开和防止载热介质泄漏。为了能进一步影响载热介质在流动空间中的流动，建议第二壳体件具有至少一个延伸到周边流动空间中的、并且优选接触外周边壁或/和内周边壁的引导肋。这种引导肋不只是有在一定的方向上引导载热介质的功能。尤其是当所述引导肋接触各周边壁时，所述引导肋也能有助于增大用于传热的表面。导流的效果或还有改善的传热的效果还可以通过设置多个从第二壳体件的外边缘区域引出的引导肋而加强。通过根据本发明将热交换器壳体划分成两个壳体件，可在较高的热负荷的地方相应使用也能承受较强热负荷的材料，而在有相比较小的热负荷的地方可以使用较廉价的、能承受较弱热负荷的材料。特别是可以设定，第一壳体件由金属材料、优选铝材料构成或者/并且第二壳体件由塑料材料构成。本发明此外涉及一种车辆加热器，其包括燃烧器区域和根据本发明的热交换装置，该热交换装置用于将在燃烧器区域产生的燃烧热传导给优选是液态的载热介质。
本发明接着借助于附图详细地说明。附图如下图I热交换装置的纵剖面图；图2从图I的观察方向II观察的图I的热交换装置的第一壳体件；图3沿图2的线III-III剖开的第一壳体件的纵剖视图；图4图I的热交换装置的第二壳体件的纵剖视图；图5从图4的观察方向V观察的图4的第二壳体件的轴向视图。
具体实施例方式在图I中示出用于燃料驱动的车辆加热器的热交换装置10。该热交换器10包括钵形构造的热交换器壳体12，该热交换器壳体具有基本上沿纵轴线L延伸并围绕该纵轴线的周边壁区域14和底壁区域16。所述底壁区域在一个末端区域18中连接到所述周边壁区域14上。在另一个末端区域20中周边壁区域14连接到此处未示出的车辆加热器的燃烧器区域上。在所述燃烧器区域中，燃料和燃烧用空气一起燃烧。燃烧废气在焰管22中向着底壁区域16的方向流动。在焰管22的与底壁区域16相对的末端区域中，燃烧废气流出并沿着废气流动空间24流向废气出口 26。焰管22可在板状的支座28上支撑，周边壁区域14也可以紧贴在该支座上，以便从而实现废气流动空间24在末端区域20中的密封的封闭。在热交换器壳体12中构成用于载热介质、优选液态的载热介质的流动空间30。所述流动空间30在周边壁区域14中具有周边流动空间32并且在底壁区域16中具有底部流动空间34，该底部流动空间在末端区域18中和周边流动空间32邻接。 热交换器壳体12具有接着借助于图2和图3详细说明的第一壳体件36和接着借助于图4和图5详细说明的第二壳体件38。这两个壳体件36、38基本上围住用于载热介质的流动空间30。在图2和图3中示出的第一壳体件36具有作为该第一壳体件的一体的组成部分的外周边壁40和沿径向处在该外周边壁内部并与该外周边壁有径向间距地设置的内周边壁42。在末端区域20中，即在壳体件36的远离底壁区域16的末端区域中，环状的连接壁区域44将外周边壁40和内周边壁42连接起来，从而在该轴向的末端区域20中周边流动空间32对流体密封地封闭。在末端区域18中，在内周边壁42上连接内底壁46。该内底壁和内周边壁42—起包围限定废气流动空间24。从焰管22流出的燃烧废气直接流向内底壁46，燃烧废气从该内底壁沿径向向外偏转。在外周边壁40上设置例如以连接管接头形式构造的载热介质入口 48。在设计成连接管接头时，该载热介质入口可构成第一壳体件36的一体的组成部分。在周边方向上和载热介质入口 48间隔并且例如在几乎相同的轴向水平上设置例如同样以连接管接头形式构造的载热介质出口 50,该载热介质出口同样可构成第一壳体件36的一体的组成部分。废气出口 26在所示实施例中同样构造成连接管接头形式，该废气出口穿过外周边壁40，直达内周边壁42，并因此相对于被内周边壁42包围的废气流动空间24开放。该废气出口 26也可以提供作为第一壳体件36的一体的组成部分。在此要指出，不言而喻，不同的入口或出口也可以采用其他的构造，例如作为在各自的壁上的开口。此外可能的是，当这些不同的入口或出口作为连接管接头形式构造时，这些不同的入口或出口也提供作为单独的组成部分并将它们例如通过材料锁合的方式连接至第一壳体件36，这些不同的入口或出口不必一定相互一样地构造或连接至第一壳体件。在两个周边壁40、42之间的周边流动空间32通过两个彼此具有周边间距和几乎沿纵轴线L的方向延伸的分隔壁52、54划分成第一周边流动空间区域56和第二周边流动空间区域58。各分隔壁52、54同样可提供作为第一壳体件36的一体的组成部分。第一周边流动空间区域56从载热介质入口 48向底部流动空间34的方向引导。第二周边流动空间区域58从底流动空间34向载热介质出口 50的方向引回，从而在两个周边流动空间区域56,58中载热介质具有彼此基本上相反的轴向流动方向。在内底壁46的朝向底部流动空间34、即背离废气流动空间24的一侧设置多个肋条状的第一凸起60。所述凸起相互间隔并且在所述实施例中基本上直线地沿内底壁46在底部流动空间34中延伸。从图2可看出，第一凸起60基本上从第一周边流动空间区域56或与该第一周边流动空间区域对应的周边区域向第二周边流动空间区域58或与该第二周边流动空间区域对应的周边区域的方向延伸。第一突起60因此支持载热介质从第一周边流动空间区域56向第二周边流动空间区域58的流动，并且同时增大第一壳体件36的用于传热的表面。第一壳体件36可与在其上一体地构造的功能区域一起作为金属构件在压铸过程 中制造，所述功能区域尤其是两个周边壁40、42和内底壁46、第一凸起60和分隔壁52、54。对此例如可使用铝材料。这确保在具有相对高的热负荷的各个地方，即一方面在第一壳体件36以它的两个周边壁40、42连接在燃烧器区域上的地方、即在末端区域20中，以及高温的燃烧废气和第一壳体件36接触的地方、也就是内底壁46和内周边壁42，使用能非常耐热的材料。如图2和图3所示，在此借助于相当简单地构造的铸模，通过在周边壁40、42、分隔壁52、54以及第一凸起60上分别提供的脱模斜面，可容易实现这样的压铸过程。在图4和图5所示的第二壳体件38具有作为主要组成部分的外底壁62，该外底壁在组装的状态下轴向相对于内底壁46并且和该内底壁一起限定底部流动空间34。在外边缘区域64中，优选环状地在整个外边缘区域64上延伸的连接边缘66沿轴向背离外底壁62延伸地构造。在组装的状态下，连接边缘66在末端区域18中嵌入外周边壁40中并且在此处可例如通过压配合固定。外周边壁62的沿径向向外仍超过连接边缘66突出的部分可以和外周边壁40的外表面齐平地结束。在连接边缘66的外表面可构成在周边方向上优选环绕的槽状的凹陷68。在该凹陷中例如可安装密封元件，如O形环或类似物，该密封元件支持流动空间30的对流体密封的封闭。另外可在外周边壁40的内表面上构造互补的锁止凸起，该锁止凸起例如是环状环绕的，该锁止凸起和凹陷68相结合实现第二壳体件38和第一壳体件36的卡扣连接并因此实现稳定的连接。当然也可使用替换的或附加的其他连接元件，例如连接螺钉或锁止舌板或类似物，以防止第二壳体件38从第一壳体件36的不希望的松开。材料锁合的连接例如粘接也是可能的。在外底壁62的朝向底部流动空间34的一侧以相互的间隔设置多个第二凸起70。相应于第一凸起60的延伸，这些第二凸起基本上成直线延伸地构造，并且如此设置，即在第二壳体件38在第一壳体件36上固定时，第一凸起60和第二凸起70成对接触地在相同的方向上延伸，从而在由第一凸起60和第二凸起70构成的每一个配对和一个相邻的配对之间限定底部流动空间34的一个流动通道72。以这种方式方法支持从第一周边流动空间区域56向第二周边流动空间区域58的确定的导流。此外几乎在外底壁62的整个区域上实现第二壳体件38在第一壳体件36上的非常均匀的支撑。引导肋74从第二壳体件38的外边缘区域64出发地、例如基本上垂直于外底壁62地、具有相互的周边间距地延伸。如同连接边缘66和第二凸起70—样，所述引导肋提供作为第二壳体件38的一体的组成部分，并且通过所述引导肋也从连接边缘66出发延伸，所述引导肋获得在外底壁62上的稳定连接。所述引导肋74在周边流动空间32中几乎轴向地延伸，并且所述引导肋在此可以通过所述引导肋的径向外部的区域紧贴在外周边壁40的内表面上或者/和通过所述引导肋的径向内部的区域紧贴在内周边壁42的外周边表面上。所述引导肋74由此不只是支持载热介质在周边流动空间32中的导流，而且所述引导肋特别是通过所述引导肋和周边壁、尤其是内周边壁42的接触而有助于更大的传热表面并由此加强热量向载热介质的导入。
如图4和图5所示，并不是所有的引导肋74必须构造成有相同的轴向延伸长度。也不必一定设定在周边方向上的平均分布。虽然所有的引导肋74可以构造成以相同的轴向延伸长度从外底壁62出发或/和相互具有相同的周边间距。然而引导肋74的构造和定位可根据在流动空间30中希望的流动情况而改变。由于第二壳体件38处于遭受相对较小的热负荷的区域，因此不必要用相对成本高的、热稳定性高的材料例如金属材料来制造该壳体。在更多情况下可使用塑料材料用于第二壳体件38。第二凸起70和第一壳体件36的第一凸起60的接触也不会导致过高的热负荷。尤其从图4可看出，第二凸起70构造成具有基本上尖的或屋顶状的横截面轮廓，这导致和第一凸起60接触的接触表面限制在几乎是线形的接触区域，其导致相应限制从内底壁46向外底壁62的热流。具有其两个壳体件的热交换器壳体的根据本发明的结构在简单的制造性、即在压铸工艺中允许只在出现相对闻的热负荷的地方使用总体上成本闻的闻耐热的材料。在并非这种情况的地方可使用相对廉价的材料。此外有利的是，两个壳体件的连接同样发生在承受相对低的热负荷的区域，即在热交换器壳体的背离燃烧器区域的末端区域中实现连接。因此所述连接也承受较小的热负荷，这允许使用较简单的并从而较廉价的粘合剂或密封剂。
权利要求
1.热交换装置，特别是用于燃料驱动的车辆加热器，该热交换装置具有在纵轴线(L)的方向上延伸的、钵形的热交换器壳体(12)，该热交换器壳体具有周边壁区域(14)和在周边壁区域(14)的一个末端区域(18)中的底壁区域(16)，在所述热交换器壳体(12)内构成用于载热介质的流动空间(30)，该流动空间包括周边流动空间(32)和与周边流动空间连通的底部流动空间(34)，所述热交换器壳体(12)包括第一壳体件(36)和第二壳体件(38)，该第二壳体件和第一壳体件(36) —起包围限定流动空间(30)，所述第一壳体件包括外周边壁(40)、内周边壁(42)、在所述一个末端区域中连接在内周边壁上的内底壁(46)，所述第二壳体件包括在所述一个末端区域中与外周边壁(40)连接的或可连接的外底壁(62)。
2.根据权利要求I的热交换装置，其特征在于，在外周边壁(40)上设置载热介质入口(48)和载热介质出口(50)。
3.根据权利要求2的热交换装置，其特征在于，载热介质入口(48)和载热介质出口(50)在周边方向上相互错开。
4.根据权利要求2或3的热交换装置，其特征在于，第一壳体件(36)在内周边壁(42)和外周边壁(40)之间具有至少一个沿纵轴线(L)的方向延伸的分隔壁(52、54)。
5.根据权利要求3和4的热交换装置，其特征在于，两个在周边方向上相互间隔设置的分隔壁(52、54)限定与载热介质入口(48)连接的第一周边流动空间区域(56)和与载热介质出口(50)连接的第二周边流动空间区域(58)。
6.根据权利要求I至5之一的热交换装置,其特征在于,第一壳体件(36)在内底壁(46)的向着底部流动空间(34)的一侧具有至少一个第一引导凸起(60)。
7.根据权利要求5和6的热交换装置，其特征在于，所述至少一个第一引导凸起(60)在从第一周边流动空间区域(56)至第二周边流动空间区域(58)的方向上延伸。
8.根据权利要求I至7之一的热交换装置，其特征在于，第二壳体件(38)在外底壁(62)的向着底部流动空间(34)的一侧具有至少一个第二引导凸起(70)。
9.根据权利要求6和8的热交换装置，其特征在于，至少一个第一引导凸起(60)和与所述第一引导凸起相配的第二引导凸起(70)优选相互接触地在相同的方向上在底部流动空间(34)中延伸。
10.根据权利要求I至9之一的热交换器装置，其特征在于，第二壳体件(38)在外底壁的外边缘区域(64)中具有连接边缘区域(66)，用于第二壳体件(38)在第一壳体件(36)的外周边壁(40)上的对流体密封的连接。
11.根据权利要求10的热交换装置，其特征在于，所述连接边缘区域(66)构造成环形的，并且嵌入到外周边壁(40)中定位。
12.根据权利要求I至11之一的热交换器装置，其特征在于，第二壳体件(38)具有至少一个延伸到周边流动空间(32)中的、并且优选接触外周边壁(40)或/和内周边壁(42)的引导肋(74)。
13.根据权利要求12的热交换装置，其特征在于，设置多个从第二壳体件(38)的外边缘区域(64)引出的引导肋(74)。
14.根据权利要求I至13之一的热交换装置，其特征在于，第一壳体件(36)由金属材料、优选由铝材料制成，或者/并且第二壳体件(38)由塑料材料制成。
15.车辆加热器，其包括燃烧器区域和根据前述权利要求之一的热交换装置(10)，该热交换装置用于将在燃烧器区域中产生的燃烧热传导给载热介质、优选液态的载热介质。
全文摘要
本发明涉及一种热交换装置，特别是用于燃料驱动的车辆加热器，该热交换装置具有在纵轴线(L)的方向上延伸的、钵形的热交换器壳体(12)，该热交换器壳体具有周边壁区域(14)和在周边壁区域的一个末端区域(18)中的底壁区域(16)，在所述热交换器壳体内构成用于载热介质的流动空间(30)，该流动空间包括彼此连通的周边流动空间(32)和底部流动空间(34)，所述热交换器壳体包括第一壳体件(36)和第二壳体件(38)，它们共同包围限定流动空间，所述第一壳体件包括外周边壁(40)、内周边壁(42)、在所述一个末端区域中连接在内周边壁上的内底壁(46)，所述第二壳体件包括在所述一个末端区域中与外周边壁连接的或可连接的外底壁(62)。
文档编号B60H1/22GK102642455SQ20121003383
公开日2012年8月22日 申请日期2012年2月15日 优先权日2011年2月15日
发明者M·汉堡 申请人:J.艾伯施拜谢有限责任两合公司