专利名称：热交换器单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及热交换器单元，该热交换器单元具有由平板形成、用于冷却剂流和待冷却或温度待控制的流的热交换器管道，并且该热交换器单元设有用于这些流的相应入口和出口。
背景技术：
例如，EP 916816B1中公开了上述类型的热交换器单元。所述热交换器单元被用作汽车中的油冷却器。冷却剂通常是汽车发动机的冷却液体。分流从冷却发动机的冷却剂流中分支并且被用于冷却油，其中该分流在与油进行热交换之后，在散热器中被再冷却之前， 被再次添加到冷却剂流中。该分流的分支通常通过相应的阀等来实现。被分支的分流经常通过线路输送到该热交换器并返回。EP 653043B公开了另一种紧凑且无壳体的热交换器单元，该热交换器单元由平板构成并且具有适配器板。先前已经分支的冷却剂流流经所述热交换器单元。通常为了能够提供最佳的油温度，使不同温度的冷却剂流混合且经过热交换器也是公知的(EP 787929BUUS2070092)
发明内容
本发明的目的是提供一种紧凑且便宜的热交换器，其中体积极大的流量能够引导到该热交换器。根据本发明的技术方案通过具有权利要求1的特征的热交换器单元来实现。根据本发明的单元可以具有壳体构造或无壳体构造，其中无壳体构造是目前优选的变体。根据一个重要方面，根据本发明解决问题的技术方案在于，该热交换器单元设有用于第一流的入口腔室，分流从该入口腔室分支，通过关联的热交换器管道引导并且再循环到出口的第一流上游中，即再循环到该单元内。为了得到相应的热交换作用，经研究，该分流约占该冷却剂流的20% -80%。根据另一区别特征，该入口腔室被配置到该平板的一侧或该热交换器管道的一侧，其中该热交换器管道由所述平板形成。但是，优选，这并不必施加到出口腔室。所述构造构成了紧凑且便宜的单元，这是因为它能够被直接连接到例如主冷却剂线路，并且能够在不使回路配置复杂化的情况下，从该主冷却剂流中分支所要求的冷却剂流。发生热交换之后的分流在接着被供应到用于冷却的散热器之前，仍然再循环到该热交换器单元内的该主冷却剂流中。本提议与根据DE 19654365A1 (DE 19654365A1示出并描述了具有旁路的热交换器)的油冷却器的不同之处在于，所提议的热交换器形成了将明显大于分流的流(例如冷却剂流，具体优选，例如流经内燃机的全部冷却剂流)引入其中的单元，其中该分流最终流经该热交换器自身的管道。在所引证的对比文件中，被引入到该热交换器中的全部流会流经包括旁路的管道，其中在该热交换器中，已经存在冷却剂分流。
对无壳体构造的有利改进提供了 在腔室中配置板堆，并且第一流绕过或者至少部分地绕过或该腔室中的板堆流动或冲洗，并且再次与已流经关联热交换器管道的分流汇合。该腔室优选是该热交换器单元插入其中的发送机外壳腔室。在此，发动机外壳腔室通过被固定到该板堆的孔板和/或安装平板或适配器板关闭。由于第一流绕过所述腔室内的板堆流动或冲洗的事实的结果，同时获得了热力学的优点。从属权利要求218涉及本发明的限定特征，其中将通过参考详细地描述该限定特征。
此外，参考附图，通过示例性实施例的描述，这些或其它重要特征及其所述特征的效果将变得明显。附图如下图Ia与图Ib示出了本发明优选实施例的部分分解图；图加与图2b示出了优选实施例的热交换器单元的剖面图；图3示出了热交换器单元的另一剖面图；图如与图4b示出了类似于图加的剖面图；图fe与图恥示出了另一剖面图AB ；图6a与图6b示出了根据本发明第二实施例的热交换器单元；图7a、图7b与图7c示出了第三实施例；图8示出了根据另一示例性实施例的热交换器单元的剖面图。图9示出了图8中的热交换器单元的分解图；图10示出了图8中的热交换器单元的另一剖面图；图11与图12示出了另一示例性实施例，其中图11是剖视图，而图12是其分解图。
具体实施例方式图la、Ib及图eajb示出了热交换器单元，其中该热交换器单元具有由平板In形成、用于冷却剂流K和用于待冷却或温度待控制的流S的热交换器管道10、11，并且该热交换器单元设有用于这些流的相应入口和出口 2、3、4、5。该热交换器单元设有冷却剂入口腔室6，其中冷却剂分流KT能够从该冷却剂入口腔室6分支，通过关联的热交换器管道10引导并且再循环到该出口的冷却剂流K上游中，其中该冷却剂分流KT包括约20% -80%的冷却剂流。在所示的示例性实施例中，冷却剂分流平均占该冷却剂流的60%。在所示的示例性实施例中，该热交换器单元被用作油冷却器。油所流经的油过滤器(未示出)位于该热交换器上方。最上层的盖平板为该油过滤器提供了环形的密封表面 50。冷却剂分流KT的分支优选通过孔板8来实现，其中该孔板8配置在入口腔室6与出口腔室13之间。这便具有以下优点，即通过将孔板8简单地替换成具有更大或更小开口的其它孔板，可使该热交换器在一定程度上适于不同的使用条件。该热交换器的其余部分可以保持不变。如上所述，孔板8具有至少一个孔开口 80，其中该孔开口 80的开口边缘被加强。该开口边缘通过塑料涂层或通过高级钢衬来提供。为此目的，可以将橡胶或塑料接箍82固定到该开口边缘。可替换地，可以在该开口边缘上冲压或铸造由高级钢所构成的接箍82。经研究，在流速高于约2m/s (这可能在一些应用中出现)的情况下，优选由便利的焊料涂层铝平板制成的孔板8与所有其它平板In或个别部件一样，会受到极高的侵蚀力，其中该腐蚀力应该以所描述的方式抵消(见图1、2、4或8)。该冷却剂入口腔室6容纳液冷内燃机(未示出)的全部冷却剂流。冷却剂的出口腔室13或出口 3被配置为大约与冷却剂的入口 2同侧，这便导致不再需要输送管道。入口腔室6和出口腔室13以及孔板8的孔开口 80位于板堆1 一侧或一堆板对一侧，也就是说，相对而言与板堆1或一堆板对靠近邻接。该单元还包括具有开口的平板，作为下端口板20a，其中在该下端口板20a边缘上一体地形成了连接件21。这例如在图加与图2b中被示出。连接件21的一体形成减少了单个部件的数目。为了提供密封环22位于其中的密封槽，连接件21通过拉伸并滚压开口边缘来产生。由此可以将连接件21密封地插入到系统一侧的流动开口中。在所示的示例性实施例中，通过所述连接件21，冷却剂流K与冷却剂分流KT 一起再循环到冷却剂回路(未示出)中。在其它附图中，连接件21作为被焊接到端口板20a的开口中的单独的部件被插入。也提供了另一平板作为上端口板20a，其中上端口板20b具有入口连接件2。同样地， 即使在附图中，连接件2被示为单独的部件，上面的描述也可以引用所述上端口板的设计。根据图6a与图6b的热交换器单元具有壳体30，其中冷却剂入口 2和冷却剂出口 3被配置在该壳体30上。在此情况下，关联的热交换器管道10在两个板对之间的各个箱体中延伸，其中待冷却或温度待控制的流在各个板对11中流动。带有开口 80的孔板8位于入口腔室6与出口腔室13之间。从图6a可以看出，本实施例中的孔板8并不完全是类似于平板的平面型，而是具有匹配的弯曲部，使得它可以被相应地固定在腔室6中。相应的箭头，用于冷却剂流的虚线箭头和用于油的实现箭头，在此已经被示出并且阐明了上面的描述。在冷却剂流K经由出口 3离开热交换器单元之前，该冷却剂分流KT进入关联的热交换器管道10，流经上述通道并且进入孔板8下方的出口腔室13，其中在该示例性实施例中，该热交换器管道10被示为在两个板对之间的各个箱体中侧向开口的通道。同样地，在本实施例中，入口和出口与平板In侧向邻接。但是，该单元被形成为不具有壳体30，如其余附图所示。在此，用于冷却剂分流KT 的关联热交换器管道10和用于待冷却或温度待控制的流的热交换器管道11例如由堆栈的凹槽形板In形成，其中该堆栈的凹槽形板In具有倾斜的突起边缘并且可以通过焊接的方式连接，其中在该倾斜的突起边缘处，平板In互相挤压。板堆1也具有至少一个孔板8和适配器板90。通过孔板8部分分离的冷却剂入口腔室6和冷却剂出口 13形成在适配器板 90中。同样地，从冷却剂入口腔室6开始，配置了通向冷却剂分流KT用的分配腔室的至少一个供应管道91，其中该分配腔室自板中的开口形成，并延伸通过板堆。该分配腔室被流体连通到关联的热交换器管道10和以相同方式形成的汇集腔室。在本文中，“以相同的方式” 意为平板In具有另一开口，其中该另一开口在板堆1中提供了所述汇集腔室。此外，从该汇集腔室开始，设置了指向出口腔室13的排放管道92。出口腔室13也被形成在该适配器板90中。入口腔室6、出口腔室13、流入管道91和流出管道92的尺寸可通过层压多个适配器板90a、90b、90c和90d来实现。从附图(例如，图5a)中可以看出，(多个)适配器板被焊接到板堆，其中该板堆也适用于整个单元。在所示的示例性实施例中，孔板8位于两个适配器板之间的各个箱体中。
图IaJa及图4也示出了位于该单元下侧处的环形密封圈25，其中该环形密封25 能够通过突起插入到相应的开口中，以便固定保持在其中，并且为热交换器的操作做好准备。在图7a、7b和7c所示的本发明的另一实施例中，适配器板90被端口适配器90替代，其中端口适配器90是铸造的，并且集成了上述功能。在这个实施例中，端口适配器90 接着通过密封环的插入被机械地固定到所焊接的板堆。同样地，在本实施例中，排放通道92 位于孔开口 80下方，但是所述排放管道92在视图中是不可见的。在本实施例中，热交换器平板In可以与根据图1的优选实施例的设计相同。图8至图12示出了无壳体构造的另一热交换器单元，其中该热交换器单元具有由板堆1中的平板In形成、用于冷却剂流K(实线箭头)和用于待冷却的或温度待控制的流 S(虚线箭头)的热交换器管道10、11，并且该热交换器单元设有用于这些的相应入口和出口 2、3、4、5。该热交换器单元设有冷却剂入口腔室6，冷却剂分流KT能够从该冷却剂入口腔室6分支，通过关联的热交换器管道10引导并且再循环到冷却剂流K中，其中该冷却剂分流KT包括约50%的冷却剂流。冷却剂分流KT通过开口在与入口 2相对的一侧上流出板堆1，其中该开口在平板ln(也见图1 形成了汇集管道17。这里，冷却剂分流KT进入到腔室100中，并且优选在该腔室100中与流经腔室100并且流过板堆的冷却剂流K汇合。 在全部冷却剂流K被供给例如散热器(未示出)进行再冷却之前，经由发动机外壳中的出口 3离开该腔室100。在本实施例中，也使用了具有上述优点的孔板8。在此，冷却剂入口腔室6也容纳例如液冷内燃机(未示出)的全部冷却剂流。板堆1被配置在腔室100中，使得平板In的倾斜突起边缘指向该腔室100。孔板 8和关闭腔室100的适配器板90被相应地配置在板堆1的一侧上，其中倾斜的边缘从该板堆1处变尖。此外，在本实施例中，板堆1中的平板In中具有四个开口，其中这四个开口形成了用于两种介质流的相应的汇集腔室和分配腔室。在图9中，由平板开口所形成的汇集管道和分配管道部分可见，并且通过标号14-17给出。如果有第三介质流参与到该热交换器中，就在平板In中相应地设置六个开口。优选地，被焊接的板堆1也具有所要求保护的孔板8，和示例情况下的两个适配器板90a、90b。此外，从冷却剂入口腔室6开始，配置有通向冷却剂分流KT用的所述分配器腔室的至少一个供应管道91，所述供应管道91延伸通过板堆1。分配腔室被流体连通到关联的热交换器管道11和以相同方式形成的汇集腔室。油经由入口 4通过发动机外壳，流经适配器90中的管道到达设定的入口位置(分配腔室)进而流到板堆1中，并且在经由关联的汇集腔室并且通过适配器爱不能90中的另一管道到达出口 5，即返回到发送机壳体中之前(图9)，流经板堆1中的所述热交换器管道 10。由此可以看出，油在板堆1的相同侧处流入并流出。在图11与图12所示的本发明的另一实施例中，适配器板90a、90b被端口适配器 90取代，其中该端口适配器90是铸造的并且集成了上述功能。在这个实施例中，端口适配器90接着通过密封环70的插入被机械地固定到所焊接的板堆1。密封环必须设置在发动机壳体的凹入方向上。作为与上述实施例的另一不同点，在此情况下，孔开口 80并未被形成为贯穿孔板的通道孔，而是作为孔板8上的切割部分。该切割部分提供了孔开口 80，这是因为发动机壳体中的凹入(腔室100)与孔板8之间的尺寸不同。结果，在图11中，密封环 70位于孔板8上方，而从图8及图9可以看出，密封环70位于孔板8下方。由于图11中并未使用某些标号，所以可以参考图8。在图12的示例中，尽管发动机外壳腔室100实际存在，但是却被忽略了。在这些实施例中，为了将平板形热交换器1固定在腔室100中，设置并概要地示出了螺纹等形式的相应固定件，包括贯穿适配器板90和孔板8的相应钻孔。
权利要求
1.一种热交换器单元，所述热交换器单元具有由平板(In)形成、用于第一流(K)例如冷却剂流(K)和用于第二流( 例如待冷却或温度待控制的流(S)的热交换器管道(10、 11)，并且所述热交换器单元设有用于所述流(K、S)的相应入口和出口 0、3、4、5)，其特征在于，所述热交换器单元具有用于所述第一流(K)的入口腔室(6)，其中分流(KT)能够从所述入口腔室(6)分支，通过关联的热交换器管道(10)引导并且在所述单元内再循环到所述第一流⑷的所述开口(3)。
2.根据权利要求1所述的热交换器单元，其特征在于所述分流(KT)能够通过孔板(8) 分支，其中所述孔板⑶被配置在所述入口腔室(6)与出口腔室(13)之间。
3.根据权利要求2所述的热交换器单元，其特征在于所述孔板(8)具有至少一个孔开口(80)，其中所述至少一个孔开口(80)的开口边缘被加强。
4.根据权利要求3所述的热交换器单元，其特征在于通过橡胶或塑料涂层或者通过高级钢衬保护所述开口边缘不受腐蚀。
5.根据权利要求1-4任一项所述的热交换器单元，其特征在于所述冷却剂入口腔室 (6)容纳例如液冷内燃机的全部流。
6.根据权利要求1-5任一项所述的热交换器单元，其特征在于所述第一流的所述出口 (3)被配置为与所述第一流(K)的入口(2)大约同侧。
7.根据先前权利要求任一项所述的热交换器单元，其特征在于所述单元包括至少一个具有开口的平板(20)，其中在所述开口的边缘上一体地形成连接件(21)，所述连接件能够被插入到流动开口中。
8.根据先前权利要求任一项所述的热交换器单元，其特征在于所述入口腔室(6)被配置到所述平板(In)或所述热交换器管道(10、11)的一侧。
9.根据先前权利要求任一项所述的热交换器单元，其特征在于所述单元具有壳体 (30)，其中在所述壳体(30)上配置有所述入口( 和所述出口(3)。
10.根据权利要求1和9所述的热交换器单元，其特征在于所述关联的热交换器通道 (10)在板对之间的各个箱体中延伸，其中待冷却或温度待控制的流在所述板对中流动。
11.根据权利要求1至8任一项的热交换器单元，其特征在于所述单元被形成为不具有壳体(30)。
12.根据权利要求1和11所述的热交换器单元，其特征在于用于所述分流(KT)的所述关联的热交换器管道(10)和用于待冷却或温度待控制的流(S)的所述热交换器管道(11) 由堆栈的凹槽形板(In)形成。
13.根据权利要求1、11和12所述的热交换器单元，其特征在于所述板堆1包括至少一个孔板(8)和至少一个适配器板(90)。
14.根据权利要求13所述的热交换器单元，其特征在于所述孔板(8)具有回流开口 (81)。
15.根据权利要求1和11-14所述的热交换器单元，其特征在于所述入口腔室形成在所述适配器板(90)中。
16.根据权利要求1和11-15所述的热交换器单元，其特征在于从所述入口腔室开始， 配置有通向分配腔室的至少一个供应管道(91)，其中所述分配腔室由所述平板(In)中的开口形成并且延伸通过所述板堆(1)，其中所述分配腔室流体连通到所述关联的热交换器管道(10)和以相同方式形成的汇集腔室。
17.根据权利要求16所述的热交换器单元，其特征在于至少一个排放管道(9 从所述汇集腔室指向所述出口腔室。
18.根据权利要求17所述的热交换器单元，其特征在于所述出口腔室形成在所述适配器板中。
19.根据权利要求11-18任一项所述的热交换器单元，其特征在于所述适配器板(90) 由多个单独的平板(90a、90b、90c、90d)构成。
20.根据权利要求11-19任一项所述的热交换器单元，其特征在于所述孔板(8)被配置在多个适配器板之间。
21.根据权利要求11-19任一项所述的热交换器单元，其特征在于所述供应管道和所述排放管道形成在多个适配器板中。
22.根据先前权利要求任一项所述的热交换器单元，其特征在于所述板的至少一者被形成为端口板(20)，其中在所述端口板00)的边缘上一体地形成了连接件01)。
23.根据先前权利要求任一项所述的热交换器单元，其特征在于所述适配器板(90)被焊接到或者被机械密封地连接到所述板堆(1)。
24.根据权利要求1-5和11-23任一项所述的热交换器单元，其特征在于所述板堆(1) 被配置在腔室(100)中，以及所述第一流(K)至少部分地绕过所述腔室(100)中的所述板堆(1)流动，并且与已流经所述关联交换器管道(11)的所述分支分流(KT)再次汇合。
25.根据权利要求M所述的热交换器单元，其特征在于所述第一流(K)与所述分流 (KT)的汇合优选发生在所述腔室(100)中，其中所述腔室(100)优选由发动机外壳中的沟槽形成，其中所述板堆(1)可以插入到所述沟槽中。
26.根据权利要求1-5和11-25任一项所述的热交换器单元，其特征在于所述孔板(8) 被配置为具有所述入口腔室(6)与所述腔室(100)之间的所述孔开口(80)。
27.根据权利要求1-5和1146任一项所述的热交换器单元，其特征在于所述第一流 ⑷的所述开口(3)由所述腔室(100)中的开口(3)形成。
28.根据权利要求1-5和11-27任一项所述的热交换器单元，其特征在于所述凹槽形板 (In)的所述边缘指向所述腔室(100)。
全文摘要
本发明涉及一种热交换器单元，该热交换器单元具有由平板(1n)形成、用于冷却剂流(K)和用于待冷却或温度待控制的流(S)的热交换器管道(10、11)，并且该热交换器单元具有用于这些流的相应入口和出口(2、3、4、5)。根据本发明所设置的紧凑且便宜的单元在于，该热交换器单元具有冷却剂入口腔室(6)，其中冷却剂分流(KT)能够从该冷却剂入口腔室(6)分支，通过关联的热交换器管道(10)引导并且再循环到该冷却剂流(K)的开口。
文档编号F01M5/00GK102449422SQ201080023519
公开日2012年5月9日 申请日期2010年5月3日 优先权日2009年5月27日
发明者斯蒂芬·劳克斯, 斯蒂芬·穆勒-路弗特, 莱因哈特·斯托尔, 阿尔弗雷多·吉迪尼 申请人:摩丁制造公司