用于热交换器的板和装备有这种板的热交换器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种板(4)，意图允许与板(4)接触循环的第一流体(C)和第二流体(G)之间的热交换，所述板(4)构造为限定用于第一流体(C)的回路(8)。根据本发明，所述板(4)包括一个或多个突出部(38，39)，其意图伸入到收集第一流体(C)的板并限定回路(8)的入口(40)和/或出口(42)。本发明还涉及这样的板(4)的阵列(2)且涉及包括这样的阵列(2)的热交换器(1)。
【专利说明】用于热交换器的板和装备有这种板的热交换器
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于热交换器的板，和板式热交换器，特别地用于机动车辆。
【背景技术】
[0002]在本领域熟知称为增压空气冷却器的交换器，其允许意图供应给车辆发动机的增压空气和冷却剂液体之间的热交换。它们包括热交换阵列，热交换阵列包括堆叠的板，在它们之间确定用于增压空气和用于冷却剂液体的交替循环通道。
[0003]每个板在包括多个通路的回路中引导冷却剂液体。这些板具有细长矩形的大体形状，其具有两个长边和短边，每个板包括两个突起，第一突起具有用于冷却剂液体循环的回路的入口，另一突起具有进入用于冷却剂液体循环的回路的出口。突起沿板的同一个小边定位。它们意图与邻近板的突起接触，以便允许冷却剂液体从一个循环通道流至另一循环通道。冷却剂流体由此在板之间经由入口突起分配。其然后在出口凸起的水平处从所述板离开之前沿回路中的用于冷却剂液体循环的通路流动。
[0004]在一个长边的水平处离开每个板之前，增压空气在该板的另一个长边的水平处进入阵列。每个板由此包括用于冷却剂液体和增压空气之间的热交换的区域，其位于通路的水平处，和入口 /出口区域，其允许冷却剂液体进入和离开每个板。
[0005]由于突起所在的区域使得机械应力集中而导致一个缺点，该机械应力能够导致钎焊到彼此的元件破裂。由于该区域对热性能高度不利而导致另一缺点，由于经过该区域，特别是板的第一纵向端和凸起之间，的增压空气没有经过两个流体之间的交换区域并相应地没有与冷却剂液体交换热或几乎没有交换热。
[0006]解决该问题的熟知方法是改变交换器的组成部件或增加补充部件，其构成屏障并允许要被冷却的流体对该区域的通过被限制。但是，这具有使组成部件和/或交换器的制造过程复杂化的效果，其可导致额外的成本，且可能增加交换器的质量。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是改进这种情形。
[0008]为此，本发明提出一种板，意图允许与板接触循环的第一和第二流体之间的热交换，所述板构造为限定用于第一流体的回路。
[0009]根据本发明，所述板包括一个或多个突出部，其意图伸入到用于第一流体的集管板并限定进入回路的入口和/或离开回路的出口。
[0010]用于两种流体之间热交换的每个板的区域以此方式增加尺寸，每个板的不参与热交换的区域尺寸减小。实际上，仅板的不直接参与热交换的部分位于突出部的水平处。还可意识到，通过以不同方式取向，突出部经历比已知板的包括凸起的用于第一流体的入口 /出口区域更少的应力。
[0011]根据本发明的一个方面，所述板包括两个突出部。例如,板包括一个入口突出部，第一流体通过其能够进入，还包括一个出口突出部，第一流体意图通过其离开。[0012]根据本发明的另一个方面，所述板包括两个短边和两个长边，从而所述板具有矩形形状，所述一个或多个所述突出部定位在矩形短边的水平处。
[0013]根据一个示例性实施例，所述板和所述突出部包括限定所述回路的底部和边沿，所述一个或多个所述突出部的所述底部和所述板的所述底部沿同一个平面延伸。所述一个或多个突出部的底部例如具有一个没有边沿的远端，从而第一流体能够经由突出部的远端进入和/或离开回路。
[0014]根据另一个示例性实施例，界定回路的边沿在所述一个或多个突出部的水平处平行于彼此，且沿回路的其余部分的方向张开。它们可继续平行于彼此，直到第一流体流动方向发生改变的区域。边沿由此具有靠近突出部的隧道的形式。术语靠近在此用于表示距突出部O至30m定位的区域。
[0015]本发明还涉及用于热交换的阵列，包括堆叠的前述类型的板，所述板成对设置，从而同一对的两个板在它们之间确定用于第一流体的循环通道。类似地，彼此相对设置且属于两个相邻板对的两个板在它们之间确定用于第二流体的循环通道。
[0016]本发明还涉及一种热交换器，包括前述用于热交换的阵列和所述集管板，所述集管板意图被所述板的所述突出部通过。
[0017]根据本发明的一个方面，所述交换器包括设置有四个壁的壳体，且所述阵列存在于该壳体内部，四个壁中的一个是所述集管板。集管板例如是壳体的侧壁，也就是说，与设置有突出部的板的周边侧边缘相对定位的板。
[0018]根据本发明的另一方面，所述热交换器包括至少一个入口集管器，限定所述回路的入口的所述板的突出部向该入口集管器内部排放，还包括一个出口集管器，限定所述回路的出口的所述板的突出部向该出口集管器内部排放。以此方式，所述一个或多个入口和/或出口集管器存在于壳体的外部，也即是说，在阵列的外部上，从而阵列整体参与两种流体之间的热交换。
[0019]根据一个示例性实施例，集管板包括平面部分和领圈，其围绕所述突出部。领圈参与板相对于壳体的机械支撑且顺应突出部的轮廓，从而两个流体以不可透过的方式分开。
[0020]根据本发明的一个方面，突出部的边沿终结为平表面，所述平表面允许突出部钎焊到彼此，且沿平行于突出部的底部延伸所沿的平面的平面延伸。形成一对板的两个板在平表面的内表面的水平处接触。领圈顺应突出部的边沿的外表面和突出部的底部的外表面，平表面的侧表面则具有与集管板的平面部分接触的能力。围绕一对板的突出部的每个领圈由此包括上部分和下部分，领圈的下部分与该对板的下板的突出部接触，领圈的上部分与该对板的上板的突出部接触。每个领圈的上板和下板不与彼此接触。
[0021]根据本发明的一个方面，挡板设置在交换器内，所述挡板在两对板之间延伸，直到它们靠近所述集管板。以此方式，挡板干扰第二流体的流动，该第二流体在板对之间从壳体的一个侧壁循环到另一个侧壁。术语靠近在此用于表示O至1_的距离。
[0022]本发明还涉及一种用于允许空气进入的模块，包括前述类型的交换器。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]本发明的其他特征和优点将根据作为例子参考附图提供的示例性实施例的以下描述而显现。在这些图中:[0024]图1是局部示出根据本发明的包括板的热交换器的透视图；
[0025]图2图1中交换器的板的顶视图；
[0026]图3是集管板的局部透视图，其在领圈水平处被交换器的板的突出部通过，和
[0027]图4是示出具有集管板的交换器的侧部的局部图。
【具体实施方式】
[0028]如图1所示，本发明涉及热交换器1，其允许第一流体和第二流体之间的热交换，第一流体例如是冷却剂液体C，第二流体特别是要被冷却的流体G。其可以是增压空气冷却器，在其内，要被冷却的流体是压缩空气流，压缩空气流意图供应给内燃机，例如机动车辆的发动机。该压缩空气流被冷却剂液体冷却，其特别具有水和乙二醇的混合物的形式。
[0029]所述交换器I包括用于热交换的阵列2，阵列2包括堆叠的板4，在它们之间确定用于冷却剂液体C和用于要被冷却的流体G的交替回路6、8。阵列2在该情况下是大体平行六面体形状，且具有用于第二流体G的入口表面10和相反的出口表面，但是没有在此示出。板4在该情况下成对设置，从而同一对的两个板4在它们之间确定用于冷却剂液体C的循环通道。用于要被冷却的流体G的循环的回路6设置在布置为与两对相邻板相对的两个板4之间。
[0030]交换器可还包括壳体5，在其内定位有阵列2。在该情况下，其包括位于图1左边的左侧壁18和位于图1右边的右侧壁19。左侧壁18与板4的左侧边缘(图2中标记为16)接触，而右侧壁19与板4的右侧边缘(图2中标记为17)接触。壳体5同样包括上壁(未在此示出)和下壁22，它们将侧向壁18、19链接到一起。壳体5在板4之间引导要被冷却的流体G，从阵列2的入口表面10直到出口表面。
[0031]交换器I可还包括副交换表面，设置在回路6内用于第二流体的循环。副交换表面在属于两对相邻板的布置为彼此相对的两个板4之间延伸。在该情况下，副交换表面包括波纹挡板52，在用于要被冷却的流体的循环的回路6内插入在板之间。
[0032]图2绘了根据本发明的板4。这样的板4包括底部31，例如其是大体平坦的，被平表面34终结的周边边沿32围绕，允许板钎焊至彼此。用于冷却剂液体的回路8 一方面被所述周边边沿32限定，另一方面被一个或多个中央边沿60限定，例如从板的底部31的材料得到。板4具有细长矩形的大体形状，例如，具有两个长边和两个短边，与侧向边缘16、17相对应。
[0033]根据本发明，每个板包括两个突出部38、39，其意图伸入到用于冷却剂液体的集管板中(对应于图1的左侧壁18)且限定进入回路8的入口 40和/或自回路8的出口 42。在该情况下，所述突出部的入口突出部38具有入口 40，出口突出部39具有出口 42。
[0034]突出部38、39定位在板的短边16、17，在该情况下为定位在图2中左边的短边16的水平处。它们包括底部42和边沿44，底部42和边沿44分别使板4的底部31和边沿32朝向板4的外部延伸，也就是说，超过其侧向边沿16。突出部38、39由此相对于板4的底部31凸伸。突出部38、39的底部43例如沿板4的底部31延伸所沿的平面延伸。突出部38,39具有没有边沿的一个远端45和设置有边沿44的两个侧端。冷却剂液体由此能够经由突出部38、39的远端45穿入到板4中或离开板4，且在板4的回路8内经由板4和突出部38,39的边沿32、60、44和基部31,42引导。[0035]类似板4的周边边沿32，突出部38、39以平表面46终结，其沿平行于突出部38、39的底部43的平面延伸。同一对板的入口突出部38和/或出口突出部39在这些平表面46的内表面的水平处彼此接触并钎焊到彼此。
[0036]边沿32、44、60在突出部38、39的水平处平行于彼此。它们在突出部38、39附近具有张开形状，也即是说，在特别是距离突出部O至30mm的区域中具有张开形状。边沿32、44,60的该张开使得，在入口突出部38附近存在拓宽的情况下，可以扩大用于冷却剂液体的循环的回路8，在出口突出部39附近存在拓宽的情况下，可以减小用于冷却剂液体的循环的回路8。板4的边沿32、60则平行于彼此，直到冷却剂液体流动方向发生改变的区域。
[0037]由板4限定的回路8使得可以将冷却剂液体引导到数量为η的相继通路，在该情况下，数量为两个，其中，冷却剂液体从入口 40朝向出口 42循环。两个相邻通路间隔开，例如被板4的中央边沿60的该一个或多个间隔开。通路布置为沿延伸方向彼此平行，在该情况下为板4的长边。它们可还一个接一个地串联设置。
[0038]冷却剂液体的循环，从一个通路到另一个通路改变其流动方向，由此沿一方向发生，该方向大体垂直于从阵列入口表面到其出口表面(也就是说，从板4的两个长边的一个至两个长边的另一个)通过交换器的要被冷却的流体的流动方向。
[0039]在所示例子中，其中板4限定两个通路，板包括单个中央边沿60。其可还包括半个边沿60’，半个边沿平行于中央边沿60和周边边沿32，从而将单个通路分为多个子通路。中央边沿60由此朝向板4的长边取向，以便限定冷却剂液体在用于冷却剂液体循环的每个回路8的每个通路中的蛇形循环。中央边沿60例如从板的左侧边缘16朝向右侧边缘17延伸，同时空出通路以使得冷却剂液体能从中央边沿60的一侧上存在的通路流动至中央边沿60的另一侧上存在的通路。
[0040]板在该情况下包括多个挡板55，定位在回路8内。这些挡板55例如从板4的底部的材料升起，特笔是通过将板深拉。它们可具有半圆形状，如图2所示，或例如更细长的形状。
[0041]一旦组装，板4按对分组，且在它们的平表面34、46和/或它们的边沿32、60、44的水平处接触。以此方式，同一对板的上板和下板的回路8彼此互补，以便构成用于冷却剂液体的循环通道。板4由此按对堆叠，从而两个板的一个的用于冷却剂液体循环的回路8定位为对着同一对板的两个板的另一个的用于冷却剂液体循环的回路8，以便形成用于冷却剂液体的循环通道。
[0042]以此方式，一对板的下板4的突出部38、39定位为对着同一对板的上板4的多个突出部38,390
[0043]现回到图1所示的热交换器，应指出，突出部伸入到交换器的集管板，在该情况下为壳体5的左壁18。
[0044]为了使冷却剂液体C进入和离开交换器I的各板4的回路8，交换器I包括用于冷却剂液体C的入口集管箱71和出口集管箱72。入口集管箱71定位为对着板4的多个入口突出部38，与左壁18的区域(在该水平处，入口突出部排放)一起形成用于冷却剂液体C的入口集管器73。以相同方式，出口集管箱72定位为对着板4的多个出口突出部，与左壁18的区域(在该水平处，出口突出部39排放)一起形成用于冷却剂液体的出口集管器74。
[0045]集管箱71、72具有裙部的形状，其在壳体5的左壁18的水平处敞开，以便通过突出部允许冷却剂液体C进入和/或离开用于冷却剂液体循环的回路8。集管箱71、72同样具有开口，未在此示出，以便允许冷却剂液体C进入和/或离开集管器73、74，也即是说，进入和/或离开交换器I。
[0046]在该情况下，裙部包括定位在突出部两侧的两个侧表面75、76和一个称为左表面77的表面，左表面77链接两个侧表面75、76。必须指出，侧表面75、76可具有从箱的下边缘或上边缘朝向相对表面张开的形式，该相对表面设置有用于冷却剂流体的入口 /出口开口。换句话说，沿一平面的裙部的截面从上表面减小直到下表面，该平面平行于板4的底部延伸所沿的平面。
[0047]箱71、72通过远端轮廓固定至集管板18，该远端轮廓在此通过折叠边缘90限定，该折叠边缘撑靠所述集管板18。由于施加给突出部附近的回路8的张开形式，箱可被构造为在所述箱71、72的两个侧表面75、76之间具有一宽度，也即是说，一距离，其使得集管板在用于要被冷却的流体的入口 /出口表面之间具有一宽度，也就是说一距离，该宽度大体等于或略微大于板4的侧向边缘的长度。
[0048]冷却剂液体C由此通过进入入口集管器73(例如通过入口 /出口管(未在此示出))而进入交换器I。其然后在用于冷却剂液体循环的回路8中通过入口突出部分布在板4之间。其然后通过从入口到出口折返到用于冷却剂液体循环的回路8的两个通路而流动，在出口水平处，其在进入出口集管器74之前离开阵列2。冷却剂液体C则能够离开交换器1，例如经由入口 /出口管。
[0049]图3允许本发明的一方面被示出，根据其，箱5的左壁18，也即是说集管板，包括平面部分80和领圈81，其围绕突出部38、39。在该情况下，每个领圈81包括两个突出部38、39，它们彼此接触且属于同一对板。它们的作用是辅助突出部38、39插入到集管板中，以便确保它们的机械支撑和确保入口和/或出口集管器及用于冷却液体和要被冷却的流体热交换的阵列2之间的密封。领圈81例如通过使集管板分槽而制造，且钎焊至突出部38、39，特别是以与交换器其余部分同时钎焊的方式。
[0050]领圈81包括与一对板的上板的突出部38、39接触的上部分82和与同一对板的下板的突出部38、39接触的下部分83。领圈81的上和下部分82、83关于通过突出部38、39的平表面46的平面相互对称。
[0051]在领圈81和突出部之间的接触特别在突出部38、39的边沿44和底部43的水平处发生。实际上，领圈81顺应突出部38、39的边沿44的外表面和突出部38、39的底部43的外表面。
[0052]突出部38、39的平表面46在侧表面84的水平处终止。这些侧表面84不与领圈81接触。实际上，领圈81的上部分82和下部分83在突出部38、39的平表面46的外表面的水平处终止，且不围绕平表面46的侧表面。这些侧表面由此与集管板的平面部分80直接接触。
[0053]图4允许用于要被冷却的流体流的挡板52的示意，所述挡板在两个相邻板对之间延伸。由于本发明，这些挡板52从箱的一个侧壁延伸到另一个。左侧壁18在该情况下具有用于冷却剂流体的集管板的作用，挡板52靠近集管板定位，也就是说，距集管板至少1_。热交换因此被优化，因为其发生在从箱的左侧壁18延伸至箱的右侧壁的区域中。
[0054]交换器的不同组成部件例如由铝或铝合金制成。特别地，它们钎焊到彼此。
【权利要求】
1.一种板(4)，意图允许与板(4)接触循环的第一流体(C)和第二流体(G)之间的热交换，所述板(4)构造为限定用于第一流体(C)的回路(8)，其特征在于，所述板(4)包括一个或多个突出部(38，39)，所述突出部意图伸入到用于第一流体(C)的集管板(18)并限定进入回路⑶的入口(40)和/或离开回路⑶的出口(42)。
2.如权利要求1所述的板(4)，其中，所述板(4)包括两个突出部(38，39)，分别限定进入回路⑶的入口(40)和离开回路⑶的出口(42)。
3.如前述权利要求中的任一项所述的板(4)，其中，所述板(4)包括两个短边(16，17)和两个长边，从而所述板(4)具有矩形形状，所述一个或多个所述突出部(38，39)定位在矩形的短边(16，17)的水平处。
4.如前述权利要求中的任一项所述的板(4)，所述板(4)和所述突出部(38，39)包括限定所述回路(8)的底部(31，43)和边沿(32，60，46)，所述一个或多个所述突出部(38，39)的所述底部(43)和所述板(4)的所述底部沿同一个平面延伸。
5.如权利要求4所述的板(4)，其中，界定回路(8)的边沿(32、60、46)在所述一个或多个突出部(38、39)的水平处平行于彼此，且沿回路(8)的其余部分的方向张开。
6.一种用于热交换的阵列(2)，包括堆叠的如前述权利要求中任一项所述的板(4)，所述板(4)成对设置，从而同一对的两个板(4)在它们之间确定用于第一流体(C)的循环通道。
7.一种热交换器(I)，包括如权利要求6所述的用于热交换的阵列(2)和所述集管板(18)，所述集管板意图被所述板(4)的所述突出部(38，39)通过。
8.如权利要求7所述的热交换器(I)，所述交换器包括设置有四个壁(18、19、22)的壳体(5)，且所述阵列(2)存在于该壳体内部，四个壁(18、19、22)中的一个是所述集管板(18)。
9.如权利要求7或8所述的热交换器(I)，所述交换器(I)包括至少一个入口集管器(73)，限定进入所述回路(8)的入口(40)的所述板(4)的突出部(38)向该入口集管器内部排放，还包括一个出口集管器(74)，限定离开所述回路(8)的出口(42)的所述板(4)的突出部(39)向该出口集管器内部排放。
10.如权利要求7至9中的任一项所述的热交换器(I)，其中，集管板(18)包括平面部分(80)和领圈(81)，其围绕所述突出部(38，39)。
11.如权利要求10所述的热交换器(I)，其中，突出部(38，39)的边沿(44)终结为平表面(46)，所述平表面(46)允许突出部(38，39)钎焊到彼此，且沿一平面延伸，所述平面平行于突出部(38，39)的底部(31)延伸所沿的平面的平面。
12.如权利要求11所述的热交换器(I)，其中，形成一对板的两个板(4)在平表面(46)的内表面的水平处接触。
13.如权利要求11或12所述的热交换器(1)，其中，领圈(81)顺应突出部(38、39)的边沿(44)的外表面和突出部(38、39)的底部(43)的外表面，和/或平表面(46)的侧表面(84)与集管板(18)的平面部分(80)接触。
14.如权利要求7至13中的任一项所述的热交换器(1)，挡板(52)设置在其内，所述挡板(52)在两对板之间延伸，直到它们靠近所述集管板(18)。
15.一种允许空气进入的模块，包括如权利要求7至14中的任一项所述的交换器。
【文档编号】F28D1/03GK103975215SQ201280059699
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2012年10月2日 优先权日:2011年10月4日
【发明者】N.瓦利, D.奥尼蒂, Y.诺丁 申请人:法雷奥热系统公司