CN101672598B - 热交换器的芯子用中空封条 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热交换器的芯子用中空封条，该封条与处于其上下方的隔板围成流体通道，封条上开有孔，该孔沿封条的长度方向贯穿封条。通过在封条上开孔的方式，来增加封条的柔性，可降低热应力的冲击。将这种封条设置于热交换器的芯子中，可使整个热交换器的芯子柔性增强，特别是在热流体流过的区域，应用这种封条的意义更明显，这样便可降低热应力的冲击影响，避免在热流体流入的区域因温度突变而导致产生裂纹的现象。

Description

热交换器的芯子用中空封条

技术领域

本发明涉及一种用于冷却高温介质的热交换器的芯子。

背景技术

在工业应用领域中，有许多场合需要使用冷却高温介质的热交换器，比如车辆发动机的中冷器就是要将超过200℃的增压空气通过冷空气或水进行冷却；空气压缩机经压缩后的空气温度有时也超过250℃，在使用前必须用热交换器进行冷却；而有时高温液体也需要冷却。

传统的热交换器的芯子如附图5所示，这种传统芯子上所使用的封条如图9所示，封条为实心的，截面大致呈长方形或正方形。采用这种传统芯子的热交换器在工作过程中承受着很大的热应力负荷和机械负荷，尤其是在冷却介质持续地通过热交换器而被冷却介质(热流体)仅是间歇地流过热交换器的情况下，热流体通道在热流体流入区域一直经受着经常的温度突变，这样会导致通过钎焊连接构成的刚性热交换器芯子的各个零件频繁地热胀冷缩，导致热交换器芯子上产生裂纹，尤其是在钎焊连接的地方比较严重，从而降低了冷却功率和产品的使用寿命。

因此，如何减少热交换器芯子的热应力、延长使用寿命，成了行业内需要解决的问题。

发明内容

本发明是为解决上述问题而提出的，其目的就是提供一种热交换器的芯子用封条，可降低热应力对芯子冲击的影响。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种热交换器的芯子用中空封条，该封条与处于其上下方的隔板围成流体通道，封条上开有孔，该孔沿封条的长度方向贯穿封条。通过在封条上开孔的方式，来增加封条的柔性，可降低热应力的冲击。

优选地，孔最好开设于封条的中部，这种开孔方式有利于理想地增强封条的柔性。

封条上在孔的侧部可以开设缺口，该缺口将孔与流体通道连通，以更有效地增强封条的柔性。

而缺口应位于封条的与所述流体通道相邻的一侧，这样的话，缺口直接与流体通道相对。

在一种优选的实施方案中，孔可以为圆形孔，缺口为狭长口。

进一步地，缺口的中心线可以与圆形孔的轴心线相交。

在另一种优选方案中，孔可以为异形孔。

而异形孔也可以有多个，且各孔之间可以相互连通，也可以不连通。

优选地，封条的外壁上最好开设有凹槽，以达到增强封条的柔性和降低温度突变的效果。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：将这种封条设置于热交换器的芯子中，可使整个热交换器的芯子柔性增强，特别是在热流体流过的区域，应用这种封条的意义更明显，这样便可降低热应力的冲击影响，避免在热流体流入的区域因温度突变而导致产生裂纹的现象。

附图说明

附图1为应用按照本发明实施的封条的热交换器芯子的立体分解图；

附图2为图1所示芯子钎焊后的立体图；

附图3为图2所示结构的正视图；

附图4为图3中所示A-A的剖视图；

附图5为传统的热交换器芯子的立体图；

附图6为图3所示结构的俯视图；

附图7为应用按照本发明实施的封条的热交换器芯子的局部剖面放大图，图中显示了五种不同形式的封条；

附图8为图7中所示M-M的剖视图；

附图9为传统实心封条的放大正面图；

附图10-14显示了按照本发明实施的五种不同形式的封条的正视图；

附图15显示了传统的热交换器芯子的温度变化曲线图；

附图16显示了应用按照本发明实施的封条的热交换芯子的温度变化曲线图；

附图17显示了应用按照本发明实施的一种封条的热交换器芯子的部分结构放大图；

附图18-21显示了其他四种按照本发明实施的封条的正面图；

其中：1、热交换器芯子；2、隔板；3、冷流通道封条；4、冷流体通道；5、热流体通道；6、热流通道封条；7、流体流入封头；9、流体流出封头；10、冷边翅片；11、热边翅片；

20、孔；24、缺口；40、凹槽。

具体实施方式

以下根据本发明的实施例结合附加的图纸进行说明，对于和以往技术相同的部分，只给予相同的参照符号，而详细说明将会省略。

见图1-4及图6-8所示的一种热交换器芯子1的结构图，与传统技术一致的是，冷流体通道4和热流体通道5间隔、交叉并层叠地设置，在冷流体通道4和热流体通道5之间由隔板2隔开。如图2-4所示，左右设置的两根冷流通道封条3和位于其上下方的两块隔板2形成前后向的冷流体通道4，前后设置的两根热流通道封条6和位于其上下方的两块隔板2形成左右向的热流体通道5，在芯子的左右两端分别设置有流体流入封头7和流体流出封头9。热流体W通过流体流入封头7流入热流体通道5，在自左向右流经热流体通道5的过程中，与冷流体通道4中的冷流体V进行换热，热流体W冷却后从右侧的流体流出封头9中流出，供继续工作使用。以上所述及后面会提到的“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”为相对的位置定义，参考图3，纸面所示的上下方向和左右方向对应于本文中的“上”和“下”以及“左”和“右”，而垂直于纸面的方向按自外向内的顺序定义“前”和“后”。

冷流体通道4中流过的冷流体V即冷却介质，其一般持续地通过冷流体通道4，通常冷流体为冷空气，当然也可以采用其他冷却介质。

冷流体通道4和热流体通道5中分别设置有翅片，以提高换热效率，这些翅片通过钎焊的方式与隔板2分别连接，如图2所示，冷流体通道4中设置有冷边翅片10，热流体通道5中设置有热边翅片11。

热交换器芯子1优选采用铝材制造，当然也可以采用铜及铜合金、钢、不锈钢等制造。

为了提高热交换器芯子1的抗热负荷和机械负荷的能力，本发明提出了中空封条的方案，如图10-14及图17-21所示，这种封条主要用作冷流通道封条3，其上开有孔20，这种孔20可以为圆形孔，也可以为异形孔，孔20最好开在封条的中部并沿封条的长度方向贯穿封条，而此处的中部指的是封条在上下方向的大体中间位置，如图10-14所示的圆形孔的情况，孔20都大致处于封条的中部，而图17-20所示的异形孔的情况中，孔20可以有一个或多个，而所有孔20在纵向基本都处于封条的中部。

冷流通道封条3上还可在孔20的侧部开设缺口24，缺口24应该处于封条的与冷流体通道4相邻的一侧，这样缺口24便直接与冷流体通道4相对，且顺利地将孔20和冷流体通道4连通。而对于有多个孔20的情况，如图17-18所示，在各孔20之间，也可利用缺口24来连通，当然异形孔之间也可以不连通，如图19所示的孔20本身具有波形的情况，这种设置方式也能有效增强封条的弹性。对于图10-14所示的圆形孔的情况，缺口24为狭长口而缺口24的中心线可以与圆形孔的轴心线相交，当然也可以处在偏离圆形孔的轴心线的一虚拟直线上，如图11和图13所示。

图20所示的实施例中，缺口24为狭长形，而孔20大致呈椭圆形，在封条(主要是缺口24所经过的位置)的外壁上开设有多个凹槽40，凹槽40分布在上侧和下侧。

对于图21所示冷流通道封条3的实施例，在封条的外侧壁上开有多个凹槽40，这些凹槽40主要起到减小温度突变的作用，也可增强封条的柔性。图21所示的这种结构尽管表面看起来没有开中间孔，但也是按照本发明思想实施的一种封条，属于本发明的范畴。

上述结构的冷流通道封条3主要用在高温热流体流入的区域，也就是说在热流体通道5的入口处的上下方，利用上面描述的冷流通道封条3比较理想，这种封条通过开孔20和开缺口24以及开设凹槽40的方式，来增强其柔性，也就增强了整个高温热流体流入区域的抗热负荷和机械负荷的能力，当热流体通道5的入口处流入高温热流体时，由于热流体流入区域的柔韧性的增强，故可降低热应力的冲击影响，因而可避免因温度突变而导致的裂纹现象。

而在热流体流出的一侧，封条仍可以采用传统的方式。

图17-21所示的冷流通道封条3为加宽封条，通过在这些封条上开孔20、开缺口24、开凹槽40等方式来达到降低温度突变的目的，也是理想的实施方式，其中开孔开槽的大小、形状、数量和位置可根据具体情况而定。

实践证明，应用以上所述的各种中空封条生产的热交换器芯子1，不再会出现在热流体流入区域因温度突变而导致产生裂纹的现象，图15和图16分别示出了传统的芯子和应用按照本发明实施的冷流通道封条3的热交换器芯子1的温度变化曲线图，从这两个图表中可以看出，特别是利用图17-21所示的加宽封条后，热交换器芯子1的温度突变得以降低。

以上实施例仅针对附图所示的几个实施例对本发明的封条进行了说明，实际上，封条可以有多种构造形式，适用于本发明的不限于图示及以上说明所指的这些形式。

Claims (8)

1.一种热交换器的芯子用中空封条，该封条与处于其上下方的隔板围成流体通道，其特征在于：所述封条上开有孔，所述孔沿封条的长度方向贯穿封条，该封条上在孔的侧部还开有缺口，该缺口将孔与流体通道连通。

2.根据权利要求1所述的封条，其中，所述孔开设于封条的中部。

3.根据权利要求1或2所述的封条，其中，所述缺口位于封条的与所述流体通道相邻的一侧。

4.根据权利要求1或2所述的封条，其中，所述孔为圆形孔，所述缺口为狭长口。

5.根据权利要求4所述的封条，其中，所述缺口的中心线与圆形孔的轴心线相交。

6.根据权利要求1或2所述的封条，其中，所述孔为异形孔。

7.根据权利要求6所述的封条，其中，所述孔有多个，且各孔之间相连通。

8.根据权利要求1或2所述的封条，其中，封条的外壁上开设有凹槽。

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