热交换器芯体、热交换器和工作机器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种热交换器芯体，包括：多组成对的并排设置的板，每对板之间夹置有封条以形成用于第一流体的第一流动通道；多根间隔条，所述间隔条设置在相邻两组成对板之间以在该相邻的两组成对板之间形成用于第二流体的第二流动通道，其中第一流动通道的入口和出口在该成对的板的同一端侧彼此相间隔地形成，在该成对的板之间沿着第一流动通道的延伸方向夹置有至少一个折流件，所述折流件在第一流动通道的部分高度上延伸，用以将第一流动通道分成具有至少两个沿通道高度的流程。本实用新型还涉及具有上述热交换器芯体的热交换器以及工作机器。
【专利说明】热交换器芯体、热交换器和工作机器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种热交换器芯体，本实用新型进一步涉及设置有该芯体的热交换器和工作机器。
【背景技术】
[0002]现有的板翅式热交换器广泛地用作用于工程机械、压缩制冷机、发电机组的油冷器、中冷器和水散热器。对于传统的发动机机油冷却器，通常该冷却器的芯体由长封条、短封条、隔板、内扰流片(例如翅片)、外扰流片(例如翅片)组成。包围芯体设置有壳体，并且在壳体上设置有与芯体流体连通的进口或出口。所述内扰流片、隔板和外扰流片交替叠置，芯体的最外侧用侧挡板固定，内扰流片与其两侧的长封条和隔板包围形成热侧通道，夕卜翅片与其两侧的短封条以及隔板包围形成横向于热侧通道延伸的冷侧通道。其中，冷侧通道通常用于流动通过冷却水，冷侧通道流动通过发动机机油。这样的发动机机油冷却器的进油口和出油口通常位于冷却器芯体的两相对侧。而出于有效利用空间的目的，已经设计出在同一侧上设置进油口和出油口的壳体。例如专利文献CN2559793Y中所公开的发动机机油冷却器。该传统的发动机机油冷却器的壳体上的进油口和出油口的布置方式受到芯体上的出油口和进油口的布置的限制。例如专利文献CN2559793Y中所公开的发动机机油冷却器中，壳体上的出油口和进油口之间的距离决定了冷却器芯体的纵向尺寸。对于在同一侧上出油口和进油口之间的距离较近的壳体，传统的冷却器芯体无法与之匹配。即使设计出相应尺寸的冷却器芯体，由于热油侧的流动通道短，换热效果不佳。
[0003]因此，本实用新型旨在克服现有技术中上述一个或多个问题。
实用新型内容
[0004]本实用新型目的在于提供一种能够与特定类型的发动机结构设计匹配并且具有高换热效率的热交换器芯体。
[0005]根据本实用新型的一方面，提供一种热交换器芯体，包括:多组成对的并排设置的板，每对板之间夹置有封条以形成用于第一流体的第一流动通道；多根间隔条，所述间隔条设置在相邻两组成对板之间以在该相邻的两组成对板之间形成用于第二流体的第二流动通道，其中第一流动通道的入口和出口在该成对的板的同一端侧彼此相间隔地形成，在该成对的板之间沿着第一流动通道的延伸方向夹置有至少一个折流件，所述折流件在第一流动通道的部分高度上延伸，用以将第一流动通道分成具有至少两个大致沿通道高度方向的流程。根据本实用新型的热交换器芯体使得可以提高第一流动通道侧的换热系数，并且适配于特定类型的发动机结构设计。
[0006]有利地，在每对板之间夹置有内扰流片以增强第一流动通道侧的换热系数。
[0007]有利地，所述内扰流片上设置有用于容纳折流件的凹口。
[0008]有利地，所述折流件的个数为一个。
[0009]有利地，所述折流件的个数为多个，所述折流件交替地自相对侧的封条向第一流动通道内延伸并彼此错开。
[0010]根据本实用新型的另一方面，提供一种热交换器，其具有上述的热交换器芯体。
[0011]有利地，所述热交换器为发动机机油冷却器。
[0012]有利地，所述第一流体为机油。
[0013]根据本实用新型的又一方面，提供具有上述的热交换器的工作机器。
[0014]根据本实用新型，使得能合理地设计热交换器，从而使得其适配于进油口和出油口设置于同一侧的端盖或壳体，并且，在满足特定类型发动机设计的安装空间的需要的情况下，热交换器的换热效率尽可能得到提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]下文将参考附图进一步描述本实用新型的实施例，在附图中:
[0016]图1是根据本实用新型的热交换器的部分剖开的透视图；
[0017]图2是根据本实用新型的热交换器芯体的局部截面示意图，其示出根据本实用新型的热交换器芯体的第一流动通道和第二流动通道内流体各自的流动路线；
[0018]图3是根据本实用新型的热交换器芯体的一部分的分解示意图；
[0019]图4是根据本实用新型的热交换器芯体的一部分的透视图；以及
[0020]图5示出根据本实用新型的热交换器芯体的第一流动通道内的扰流片的示意图。
【具体实施方式】
[0021]参见图1，显示了一个可安装在工作机器例如挖掘机、推土机上的热交换器I。该热交换器I例如为发动机机油冷却器。热交换器I包括芯体100和在芯体外围设置的壳体200。该壳体的面对芯体的一部分设置有带有进口室211和出口室212的端盖201。第一流体、例如机油、经流入通道28进入进口室211，并从出口室222经流出通道29流出热交换器I。第二流体，例如冷却水，流动穿过芯体100以冷却在芯体100中循环的第一流体。
[0022]具体参见图2，第一流体沿着实心箭头所示的方向流动经过端盖的进口室211进入芯体100的第一流动通道101，并经端盖的出口室222流出。第二流体沿空心箭头所示方向流动通过芯体100的第二流动通道102。
[0023]为了便于说明，在本文中“上侧”、“下侧”、“左侧”、“右侧”是指图2中的上、下、左、
右方向。“前侧”是指图2中垂直纸面向外的方向，“后侧”指图2中垂直纸面向里的方向。
[0024]具体地，结合图2和图3所示，芯体100包括多组成对的板40，40’。该多组成对的板40，40’竖直放置。在每组成对的板40，40’之间并且在该组成对的板40，40’的左右侧和下侧的端部处设置有封条50。在该组成对的板40，40’的上端侧设置有与进口室211连通的入口 2110和与出口室222连通的出口 2220。入口 2110和出口 2220之间可通过封条50隔开。和封条50以及其前后两侧的板40,40’包围形成第一流动通道101。入口和出口为第一流动通道的入口和出口。该第一流动通道用于第一流体，例如待被冷却的油。本文中，第一流动通道的延伸方向为从入口到出口的总体流动方向，第一流动通道的延伸方向的宽度方向为成对的板之间的间隔方向，第一流动通道的高度方向为与板所在的平面平行并且与第一流动通道的延伸方向垂直的方向。
[0025]在图2所示的实施例中，端盖201在该组成对的板40，40’的上端侧之间在入口和出口之间设置有隔离件70，以防止进口室211和出口室212之间的短路连接。在一具体实施例中，该隔离件70与位于入口 2110和出口 2220之间的封条50—体形成。优选地，隔离件由隔热材料制成，从而防止入口流体和出口流体之间的热连通。
[0026]另外，结合图4和图5可以看出，在该成对的板40，40’之间在上侧区域还设置有条形的折流件80，该折流件80从第一流动通道101的入口 2110和出口 2220所在的一侧(图中显示为上侧)大致沿竖直方向延伸，但并未抵靠在下侧的封条50上，因此，该折流件80与下侧的封条50之间形成有一间隙，以允许第一流体从该折流件一侧流向该折流件的另一侧，从而形成U形的流路。在图示的实施例中，由于该折流件的设置，使得第一流动通道被分成具有两个大致沿通道高度方向的流程(因此使得第一流动通道大致呈U形，本文中，单个的流程指的是构成“U”形流道的两分段中的一个)，从而增加了第一流体经过芯体的流程数，进而相当于增加了第一流体与第二流体的换热时间，从而提高了第一流动通道侧的换热系数。
[0027]虽然图中示出折流件大致沿竖直方向延伸，但是，本领域技术人员可以想到，根据流动通道的形状可以略微倾斜地或相对于成对的板的上端侧成角度地设置折流件的延伸方向。在一具体实施例中，折流件的延伸长度也可以根据换热系数的优化而做出改变，而不仅仅局限于图示的情形。
[0028]在图2中所示的实施例中，位于入口和出口之间的封条50与折流件80 —体地形成，或者说图2中所示的折流件同时也起到了密封隔离入口和出口的作用，从而防止从入口 2110进入的第一流体直接取道于隔离件与折流件之间的间隙而直接流入到出口 2220中。因此，图3和图4中都省略示出设置在成对的板的上侧部分周缘之间以限定并密封隔离入口和出口的封条。
[0029]此外，虽然图中所示的第一流动通道被折流件分隔成具有两个流程，但是，本领域技术人员可以想到，可以在成对的板之间沿着第一流动通道的延伸方向夹置多个折流件，所述折流件交替地自相对侧的封条向第一流动通道内并在第一流动通道的部分高度上延伸并彼此错开，从而将第一流动通道分隔成具有四个、六个、八个等偶数个大致沿通道高度方向的流程。虽然图2中示出单个的流程大致贯穿第一流动通道的整个高度，本领域技术人员容易想到折流件也可以不与其端部的封条密封连接。
[0030]参见图3和图5，为了进一步提高第一流动通道侧的换热系数，在该第一流动通道内还设置有呈波形曲折延伸的内扰流片10。内扰流片10上设置有用于容纳折流件的凹口105。各个波形结构的波峰部与该成对的板40，40’中的一个板40例如通过钎焊连接，波谷部与该成对的板40，40’中的另一个板40’例如通过钎焊连接，从而将该第一流动通道101分成多个细小的流动通道。为了进一步增强内扰流片10的扰流度，在位于波峰和波谷之间的波壁上可设置带有穿孔的凹凸结构。
[0031]回到图3和图4，在相邻的两组成对的板40，40’之间由彼此相对的板40，40’形成有一间隙60，在该间隙的上下两侧设置有间隔条20，由此，包围形成沿左右方向延伸的第二流动通道102，该第二流动通道用于第二流体，例如冷却水。同样为了提高第二通道102侧的换热系数，在该第二通道102内设置有呈波形曲折延伸的外扰流片30，各个波形结构的波峰部与该彼此相对的板中的一个板40例如通过钎焊连接，波谷部与该彼此相对的板中的另一个板40’例如通过钎焊连接，从而将该第二流动通道102分成多个细小的流动通道。此外，在最左侧的板40’以及最右侧的板40的外侧各设置有侧板106，相应地在侧板和与该侧板相对的板40，40’之间在上下侧设置有间隔条20，以加设用于第二流体的第二流动通道，并有利地保护最靠外的板40，40’以防止其因受到碰撞而损坏。
[0032]虽然在所示出的实施例中折流件设置在第一流动通道侧，但是，本领域技术人员可以想到，如有必要，也可以通过在第二流动通道侧设置折流件来增加第二流体的流程数，当然，也可以通过合适地设计折流件的布置方式来改变第二流体的入口和出口在芯体上的布置方式。
[0033]工业实用性
[0034]所公开的热交换器芯体可应用于各种工程机械一在该工程机械中需要安装热交换器来辅助工程机械的运行。所公开的热交换器芯体具有提高的整体换热系数，并且方便组装定位。下面对该热交换芯体的组装过程以及其运行原理进行说明。
[0035]首先，提供多组竖直放置的成对的板40，40’，在每组成对的板40，40’之间插置内扰流片10以及封条50以及折流件80，使得板40，40’的左右侧缘和下侧缘抵靠在封条50上，并且折流件80的上端与板40，40’的上端对齐，并且使折流件80容纳在内扰流片10的相应凹口内，由此在成对的板40，40’之间形成第一流动通道101。接着，在相邻的两组成对的板之间的间隙60中插置外扰流片30以及间隔条20，从而形成沿左右方向延伸的第二流动通道102。然后，在最靠外的板40，40’的外侧竖直放置侧板106，并且在侧板与该最靠外的板之间的间隙中放置间隔条20和外扰流片30，从而形成额外的第二流动通道。接着，将整个临时组装的芯体100进行真空钎焊以形成牢固的热交换器芯体产品。
[0036]随后，在芯体100的上端安装带有进口室211和出口室212的端盖，使得进口室211和出口室212与芯体100的第一流动通道101的入口和出口分别流体连通，来自进口室211的第一流体自第一流动通道101的上端入口流入第一流动通道，期间遇到折流件时，第一流体绕道并经折流件与封条之间的空隙流到折流件的另一侧，因此，总体上呈U形地流动。第一流体在于第一流动通道内流动期间与流经芯体100的第二流动通道102的第二流体经由板40，40’的导热进行热交换，最后，经热交换的第一流体自第一流动通道101流出进入出口室212汇合，接着自出口室212排出流入到其循环系统。
[0037]各种工程机械例如液压挖掘机、轮式装载机、非公路卡车、轮式牵引铲运机等都可受益于所公开的热交换器芯体的应用。
[0038]以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对本领域的技术人员而言，可以在不偏离本实用新型的范围的情况下对本实用新型的装置做出多种改良和变型。本领域的技术人员通过考虑本说明书中公开的内容也可得到其它实施例。本说明书和示例仅应被视为示例性的，本实用新型的真实范围由所附权利要求以及等同方案限定。
【权利要求】
1.一种热交换器芯体，包括:多组成对的并排设置的板，每对板之间夹置有封条以形成用于第一流体的第一流动通道；多根间隔条，所述间隔条设置在相邻两组成对板之间以在该相邻的两组成对板之间形成用于第二流体的第二流动通道，其中第一流动通道的入口和出口在该成对的板的同一端侧彼此相间隔地形成，在该成对的板之间沿着第一流动通道的延伸方向夹置有至少一个折流件，所述折流件在第一流动通道的部分高度上延伸，用以将第一流动通道分成具有至少两个大致沿通道高度方向的流程。
2.根据权利要求1所述的热交换器芯体，其特征在于，在成对的板之间夹置有内扰流片以增强第一流动通道侧的换热系数。
3.根据权利要求2所述的热交换器芯体，其特征在于，所述内扰流片上设置有用于容纳折流件的凹口。
4.根据权利要求1-3之一所述的热交换器芯体，其特征在于，所述折流件的个数为一个。
5.根据权利要求1-3之一所述的热交换器芯体，其特征在于，所述折流件的个数为多个，所述折流件交替地自相对侧的封条向第一流动通道内延伸并彼此错开。
6.一种热交换器，具有权利要求1-5之一所述的热交换器芯体。
7.根据权利要求6所述的热交换器，其特征在于，所述热交换器为发动机机油冷却器。
8.根据权利要求7所述的热交换器，其特征在于，所述第一流体为机油。
9.一种工作机器,具有权利要求6-8之一所述的热交换器。
【文档编号】F01M5/00GK204041149SQ201420525246
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月12日 优先权日:2014年9月12日
【发明者】肖婵, 田国平, 李国超 申请人:卡特彼勒公司