CN102138055A - 包括热交换器束和壳体的热交换器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种热交换器(10)，包括热交换芯(12)和壳体(14)，热交换芯被容置在该壳体内。根据本发明，壳体(14)包括具有至少一个开口面的本体，所述本体限定围绕所述开口面的框架。所述本体包括至少两个部分(30；32；34；36)，该部分通过钎焊组装在一起，所述部分的至少两个是相邻的，并包括用于形成用于歧管(48)的支撑表面的装置(40)。本发明特别可应用于机动车领域。

Description

包括热交换器束和壳体的热交换器
技术领域
本发明涉及热交换器领域，特别是用于机动车的热交换器。
更具体地涉及一种包括热交换芯和壳体的热交换器，所述热交换芯容置于该壳体内。
背景技术
这种类型的热交换器被特别用作机动车内燃机的中冷器(intercooler)。
在这种情况下，要被冷却的气体是增压空气(charge air)(或增压空气与再循环排气的混合物)。一旦其通过热交换器，该空气通过空气分配器被允许进入内燃机。
这种类型的热交换器特别从文献DE 199 02 504中可获知。该文献提供了一种热交换器，其中增压空气被热传递流体冷却，该流体在这种情况下是冷却剂，也就是说其中加入了乙二醇的水，该流体来自于所谓的机动车的低温回路。
该热交换器包括容置在塑料壳体内的热交换芯，该壳体被盖体关闭。该方案使得可以容易地集成用于增压空气的进口/出口壳体。
但是，该类型的交换器具有一些缺点，特别是关于耐压性。
发明内容
本发明目的是要通过提供一种交换器改进这种状况，特别是要改进耐压性同时提供一种方案以固定增压空气的进口/出口壳体。
为此，提供一种交换器，包括热交换芯和壳体，该热交换芯容置在该壳体内。该壳体包括具有至少一个开口面的本体，该本体围绕该开口面限定框架。本体由至少两个部分形成，其通过钎焊组装在一起，被彼此相邻地设置的所述至少两个部分包括用于形成用于歧管的支撑表面的装置。
因此，由于本发明，形成一种结实的壳体，其可容易地容纳用于增压空气的进口/出口壳体。
附图说明
通过阅读附图所示例子的示意性和非限制性说明，本发明的进一步优点和特征将变得更加明显，在附图中：
图1示出了根据本发明的热交换器的部分组装视图；
图2示出了根据本发明的热交换器的简化的分解视图；
图3示出了本发明的实施例，其中增压空气出口壳体是用于发动机的进气分配器。
具体实施方式
本发明涉及热交换器10，其包括热交换芯12和壳体14，热交换芯12容置在该壳体内。
热交换芯，以本领域技术人员已知的方式，由堆叠的板16和波状插件(未示出)制造。该芯12包括用于增压空气的进口和出口。
板16例如可以是冲压板，包括设置有开口的两个突起。板16被成对设置且属于一对的板的相应突起被连接到属于一对相邻板的相邻板的相应突起。这在各对的板之间建立了流体连接，在这里是热传递液体的连接。
图1示出了热交换器，其中壳体的上部已被移除以露出热交换芯12的板16的结构。
在该实施例中，板16包括一组第一压制部，称为相邻压制部，用于限定通道和返回路径以使热传递流体流动通过。这里，板16包括四个通道和三个返回路径用于限定热传递液体的四个流动通路。
板16还包括第二组压制部，其比上述第一组压制部的深度小。该第二组压制部被定位在热传递液体的各流动通路中。这些压制部能干扰热传递液体的流动，由此改善后者与增压空气之间的热交换。
热交换芯10还包括总是位于相邻对的板之间的且钎焊至板16的波状插件(其在图1和2中不可见)。增压空气在每对板之间流动穿过波状插件。
换句话说，芯12界定用于要被冷却气体的第一通道(包括波状插件)和用于热传递液体流动通过的第二通道。在提出的实施例中，热交换液体可以是发动机冷却剂，即添加了乙二醇的水，例如源自于所谓的机动车低温回路。
增压空气由此被进入芯12的冷却剂冷却，该冷却剂例如通过进口管18，流进芯的第二通道，以与要被冷却的增压空气交换热量且最终离开该芯，例如通过出口管20。
热交换芯12被容置在壳体14中且被钎焊至后者。在图1至3所示的实例中，壳体14包括具有至少一个开口面的本体。壳体14可以金属的，且特别是由铝或铝合金制造。
在本申请所示的实施例中，壳体14包括彼此相对地定位的两个开口面。在热交换芯12中，这些开口面与用于增压空气的进口和出口相对地定位。
该类型的构造使得本体围绕开口面(一个或多个)限定框架。
壳体14的本体由至少第一部分和第二部分形成，其通过钎焊组装在一起。在图1和2所示的实施例中，壳体的本体具有四个单独的部分30；32；34和36，其在图2中可清楚地看到。在热交换器的该分解视图中，为了简单起见，示出了热交换芯的单个板16。
这里，四个部分30；32；34和36被以四个近似矩形板的形式制造。
换句话说，壳体14具有平行六面体的形式，其具有四个实心面，即所谓的底部面36、所谓的上部面32、两个所谓的侧面30和34以及彼此相对定位的两个开口面。这些开口面使得增压空气能在热交换芯12内流动。
壳体14包括用于热传递流体在交换器10内的进口和出口的两个管18和20。管18和20被设置在壳体14的所述部分30；32；34；36中的一个处。这里，管18和20位于上部面32上。
这里，底部面36和上部面32以及两个侧面30和34分别彼此相对地定位。
形成壳体14的这些部分的至少一个接触热交换芯12的堆叠的板的每个板16的一个端部。
在图1和2所示的实施例中，与每个板16的一端接触的部分称为第二部分，第二部分在这里被制造为侧面30或34中的至少一个的形式。
换句话说，壳体14的第一部分被制造为上部面32和/或底部面36的形式。就壳体14的第二部分而言，其包括两个侧面30或34中的至少一个或者甚至两个侧面。
这里，两个侧面30和34彼此相对地被定位在壳体14的开口面的任一侧上。它们都接触形成热交换芯12的堆叠的板的所有板16，每个侧面都接触所述板16的一端。
该特征特别使得热交换器可以更耐受热交换器在用于机动车时受到的各种机械应力，特别是其耐压性。
在热交换器的各元件的钎焊过程中，侧面30和34用作上部部分32的端部止挡件。这些侧部件30和34还保证了热交换器10的壳体14的大致平行六面体的几何构造。
具体地，热交换芯12如上所述包括板16和插件。在钎焊过程中，这些各种元件的高度经受损失，因为它们在它们的表面上包括钎焊涂层，该涂层在钎焊操作过程中熔化。组装后的产品和钎焊后的产品之间的高度的损失现象还被称为产品“松弛(loosening)”。
在所示的实施例中，侧面30和34在这里接触所述板16的短侧。“短侧”是板16的定位为彼此相对的侧部的名字，其中一个侧部在该实施例中包括突起。
一个实施例(未示出)提出，壳体14的第二部分包括U形形状且壳体14的第一部分形成用于第二部分的盖体。换句话说，可以提供一种两部分形式的壳体本体，该两部分即包括底部面和两个侧面(形成U的腿)的U形部分(称为第二部分)，以及另一部分，其例如是平面的，封闭第二部分的体积。
还提供的是，壳体14的第一部分相对于壳体14的第二部分具有沿热交换芯12的堆叠的板16的方向的自由度。
在图1和2所示的示例性实施例中，该自由度通过至少一个凸片42获得，其位于壳体14的第二部分上，与位于壳体14的第一部分上的凹陷或凹痕46接合。
具体地，凸片42使得在钎焊操作过程中，底部面36和上部面32可以相对于侧部件30和34滑动且由此伴随热交换芯12的高度的损失，应想起这种减小是由于松弛现象。
凸片42和凹陷46从而成为被设置用于管理/控制热交换器10的松弛的相互组装装置。
而且，这些组装装置还具有的优点是，作为壳体14的第一部分在壳体14的第二部分上自定心的装置。
具体地，侧面30和34的凸片42靠在上部面32和底部面36中的凹陷46之外。这具有的优点是，在钎焊过程中不必侧向地施压在侧面30和34上。由此，在钎焊过程中仅垂直力被施加在上部面32和底部面36上，由此使得壳体能自定心其自身。
凸片42在这里大致沿与热交换芯12的堆叠的板的方向相同的方向延伸。
如图2所示，侧面30和34的每个都在侧向面30和34的每侧上包括两个凸片42，其分别与上部面32和底部面36接触。
换句话说，在该例子中，壳体14的每个第二部分(或这里是侧面30或34)都在其彼此相对地定位的两个侧部上包括两个凸耳42，其能与壳体14的第一部分(这里是上部面32和底部面36)上的定位为与这些凸耳42相对的凹陷46接合。
在所示的实施例中，每个侧面30和34还包括至少一个凸起边缘44，称为第一凸起边缘44或壳体的组装边缘。第一凸起边缘44在这里相对于形成有其的侧面的大致延伸平面成直角延伸。
壳体的组装边缘44或第一凸起边缘通过折叠每个侧面30或34的材料形成。
这里，第一凸起边缘44形成在侧面30和34的分别与上部面32和底部面36接触的那些部分上。
在该实施例中，凸片42通过切割和折叠第一凸起边缘44获得。
换句话说，壳体14的第二部分包括至少一个第一凸起边缘44，其设置有凸片42，且凸片42能与第一部分中的凹陷46接合。第一凸起边缘44或壳体的组装边缘由此参与壳体14的各个元件的组装。
还换句话说，形成壳体14的每个部分30；32；34和36包括至少一个组装装置42；46和/或44，其能与相邻部分接合以组装该壳体14。
由此，且由于第一凸起边缘44、凸片42和凹陷46之间的接合，侧面至上部面32和底部面36的钎焊通过降低增压空气泄漏的风险而导致壳体14的增强的密封。
由于热交换器10的该构造，在钎焊操作过程中，可以在单一步骤中把形成热交换芯12的所有元件与形成壳体14的那些元件组装。
热交换器10具有一特征，根据该特征，壳体14的本体的至少两个相邻部分包括用于形成用于歧管48的支撑表面的装置。术语“歧管”在这里应被理解为表示用于发动机的盖体和进气分配器。
在图1和2所示的实施例中，每个歧管48是用于增压空气的进口或出口盖体。这些歧管48分别设置有气体进口管和至少一个气体出口管。
在图1和2所示的实施例中，形成壳体14的四个部分30；32；34和36中的每个都包括用于形成用于歧管的支撑表面的装置40，用于壳体的每个开口面。换句话说，壳体14的本体的开口面的每个都至少部分地以用于形成用于歧管48的支撑表面的装置40为边沿。
换句话说，在此，壳体的本体由至少两个部分形成，其通过钎焊组装在一起且所述部分的至少两个彼此相邻地设置且包括用于形成用于歧管48的支撑表面的装置40。
用于形成用于歧管48的支撑表面的装置40由此用作壳体14的本体和歧管(一个或多个)48之间的接口。
这里，用于形成支撑表面的装置是第二凸起边缘40，其还可被称为歧管组装边缘。
由此，由于这些用于形成用于歧管的支撑表面的装置40，不必连接额外的连接件至热交换芯以形成增压空气进口/出口壳体。
用于形成支撑表面的装置40在这里包括凸起边缘40或歧管组装边缘40。
部分30；32；34或36的第二凸起边缘40相对于所述部分的大致延伸平面大致垂直地延伸。
换句话说，在该实施例中，壳体14的本体的这些部分30；32；34；36每个都包括板，该板在其周边的至少部分上设置有用于形成支撑表面的装置40，这些装置在这里包括凸起边缘，也称为歧管组装边缘40。
这里，每个部分30；32；34或36都包括至少一个第二凸起边缘，其与相邻部分的第二凸起边缘在其一个端部处接触，以在壳体的本体的开口面的整个周边上限定支撑表面。由第二凸起边缘40形成的支撑表面在这里是平面的。
该平面表面的目的是要形成“连续”的支撑表面，其可用于歧管或具有类似平坦周边的凸缘的焊接，以获得密封的焊接。
换句话说，在图1的实施例中，部分36(或底部面)的第二凸起边缘与部分30(或侧面30)的第二凸起边缘以及与部分34(或侧面34)的第二凸起边缘接触。
类似地，部分32(或上部面)的第二凸起边缘与部分30(或侧面30)的第二凸起边缘以及与部分34(或侧面34)的第二凸起边缘接触。
换句话说，环绕壳体14的本体的开口面的框架在其整个周边上包括一组第二凸起边缘，每个第二凸起边缘40或歧管组装边缘40在其每个端部处与另一第二凸起边缘40接触。
还换句话说，第二凸起边缘围绕环绕壳体14的本体的开口面的框架形成边沿。该边沿用作壳体14和歧管48之间的接口。
在这些实例中，第二凸起边缘40通过钎焊结合连接。
侧面30和34可由此被看作大致矩形板，其包括由两组凸起边缘作为边沿的周边，这些凸起边缘包括两个第一凸起边缘44和两个第二凸起边缘40，不同种类凸起边缘的每个构件被定位为与相同种类凸起边缘的构件相对。第一凸起边缘44的功能是参与壳体14的组装，第二凸起边缘40用于在壳体14的本体上组装歧管48。
换句话说，壳体14的至少一个部分30；32；34或36包括由凸起边缘作为边沿的周边，这些凸起边缘在这里包括两个第一凸起边缘44和两个第二凸起边缘40，第一凸起边缘44参与壳体14的组装，第二凸起边缘40参与歧管48在壳体14上的组装。
还换句话说，侧面30和34在这里在它们的整个周边上被肋环绕，该肋由第一凸起边缘44和由第二凸起边缘40形成。该肋有助于热交换器10的机械强度。
一个或多个歧管48在壳体14上的组装例如通过焊接一个或多个歧管至边沿而被执行，该边沿由第二凸起边缘40围绕环绕壳体14的本体的开口面的框架形成。
歧管例如可以是铝壳体，其优选地通过压铸方法获得。
本发明的一个实施例还提出，部分30；32；34或36中的至少一个包括局部变形部，其能降低相对于另一部分30；32；34或36的钎焊间隙，该另一部分与包括局部变形部的部分30；32；34或36相邻。
这里，每个部分30；32；34和36包括局部变形部，其能降低相对于壳体的各部分的钎焊间隙且由此改善形成与歧管的接口的平面表面的连续性。
根据另一实施例，上部面32和底部面36具有比热交换芯的板稍大的宽度。以这种方式，歧管的焊接区域与钎焊区域间隔开。
术语“宽度”在这里被理解为表示两个侧部之间的距离，该距离或者从上部面32或底部面36、或者从板16，沿热交换器中的增压空气的流动方向，换句话说，沿板16的短侧的方向。
图3提出本发明的一实施例，其中增压空气出口歧管被制造为用于发动机的进气分配器48-B的形式。
用于发动机的进气分配器使得能经由孔与发动机的进气室的进气管的至少一部分连通。
还换句话说，该分配器用作热交换器和发动机的气缸盖之间的接口，热交换器10’被安装在其上。
该分配器还被称为进气歧管。其被固定至燃烧室的气缸盖。
在该实施例中，增压空气进入至热交换器经由进口壳体48-A进行，该壳体在这里被制造为盖体的形式。增压空气从热交换器10’离开经由分配器48-B进行，其在这里用作增压空气的出口壳体。
热交换器的壳体的侧面34’在该实施例中包括增强肋50，其在本例中为三个。
本发明不限于上述实施例，其仅作为实例描述，但是还包括本领域技术人员在所附权利要求的范围内可设想的所有变化。上述变化可单独或彼此组合使用。

Claims (12)

1.一种热交换器(10)，包括热交换芯(12)和壳体(14)，所述热交换芯(12)被容置在该壳体内，其特征在于，所述壳体(14)包括具有至少一个开口面的本体，所述本体限定围绕所述开口面的框架，且在于，所述本体由至少两个部分(30；32；34；36)形成，该部分通过钎焊组装在一起，所述部分的被设置为彼此相邻的至少两个包括用于形成用于歧管(48)的支撑表面的装置(40)。
2.如权利要求1所述的热交换器，其中，所述壳体(14)包括四个部分(30；32；34；36)，所述本体的所述部分(30；32；34；36)每个都包括板，该板在其周边的至少部分上设置有用于形成支撑表面的所述装置(40)，且其中，用于形成支撑表面的所述装置(40)包括凸起边缘(40)，该凸起边缘被称为歧管组装边缘(40)。
3.如权利要求1或2所述的热交换器，其中，所述歧管组装边缘(40)与相邻的部分(30；32；34；36)的歧管组装边缘(40)在其一端处接触，以在壳体(14)的所述本体的开口面的整个周边上限定所述支撑表面。
4.如权利要求2或3所述的热交换器，其中，所述歧管组装边缘(40)通过钎焊结合而被连接。
5.如前述权利要求中的一项所述的热交换器，其中，所述部分(30；32；34和36)中的至少一个包括局部变形部，该局部变形部能降低与所述壳体(14)的相邻部分(30；32；34和36)的钎焊间隙。
6.如前述权利要求中的一项所述的热交换器，其中，壳体(14)的部分的至少一个(30；34)包括由凸起边缘形成边沿的周边，这些凸起边缘包括第一凸起边缘(44)和第二凸起边缘(40)，第一凸起边缘(44)参与壳体(14)的组装，第二凸起边缘(40)参与歧管(48)在壳体(14)上的组装。
7.如前述权利要求中的一项所述的热交换器，其中，所述本体包括彼此相对地定位的两个开口面。
8.如前述权利要求中的一项所述的热交换器，其中，所述壳体包括两个管(18；20)，设置在所述壳体(14)的所述部分(30；32；34；36)的一个上，用于热传递流体在所述交换器(10)中的进入和流出。
9.如权利要求8所述的热交换器，其中，所述热交换芯(12)确定用于气体流过的第一通道和用于热传递流体流过的第二通道。
10.如前述权利要求中的一项所述的热交换器，其中，所述热交换芯(12)包括堆叠的板(16)。
11.如前述权利要求中的一项所述的热交换器，其中，壳体(14)的所述部分(30；32；34；36)的每个都包括组装装置(42；46)，该组装装置能与相邻部分接合以组装所述壳体(14)。
12.如前述权利要求所述的热交换器，其中，所述组装装置是凸片(42)和/或凹陷(46)。
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