CN103162559A - 用于车辆的热交换器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的热交换器，其提供的用于车辆的热交换器装置可以包括：箱体，所述箱体通过第一流入端口将第一操作流体接收在其中并通过第一排放端口从其中排放第一操作流体；第一封头和第二封头，所述第一封头和第二封头形成至所述箱体的下部和上部，并通过分别形成在所述箱体的下部和上部的第二流入端口和第二排放端口分别接收和排放第二操作流体，所述第一封头和第二封头分别安装在所述箱体的下部和上部以在所述箱体的下部和上部形成第一室和第二室；以及至少一个散热单元，其具有至少一个联接管道，该联接管道流体连接所述第一封头的第一室和所述第二封头的第二室。

Description

用于车辆的热交换器

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年12月9日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2011-0131911号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的热交换器。更具体地，本发明涉及这样一种用于车辆的热交换器，其可以通过其间的热交换控制在热交换器中流动的操作流体的温度。

背景技术

最近，在车辆工业中已经开展了对于较小尺寸、较轻重量和较高效率的研究，因为消费者对于环境和能量显示出了较高的兴趣。

热交换器通过传热表面从高温流体向低温流体传递热量，并用于散热器、加热器、冷却器、蒸发器和冷凝器中。热交换器在具有温差的两个环境之间从一个环境吸收热量并向另一环境散发热量。

这样的热交换器重新使用热能或控制在其中流动的操作流体的温度以达所需的性能。热交换器应用于车辆的空调***或变速器油冷却器，并安装在发动机舱处。

热交换器难以安装在具有限制空间的发动机舱处。已经开展了对于具有较小尺寸、较轻重量和较高效率的热交换器的研究。

最近，已经研究了板型热交换器或壳管型热交换器。板型的热交换器通过堆叠板而形成，并使用冷却剂作为传热介质，壳管型热交换器具有形成在多个管的内圆周处的减小的直径部分，从而改变操作流体的流动并形成湍流（turbulence）。

由于当在高压和低压流体之间进行热交换时，板型热交换器的内部压力比壳管型热交换器的低，因此板的厚度应该被增加。因此，操作流体之间的热交换效率可能变差，并且制造成本、重量和尺寸可能增加。

由于减小的直径部分应该形成在根据壳管型热交换器（其与板型热交换器相比具有优异的热交换效率）的每个管道的内圆周处，因此制造成本可能增加。此外，由于管道的外圆周是平滑的，因此难以在空气中形成湍流。所以，相比于制造成本，热交换效率可能没有有效地增加。

公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面致力于提供一种用于车辆的热交换器，其具有的优点在于，通过促进经过热交换器的操作流体的流量变化和湍流形成来提高操作流体的热交换效率和热交换器的冷却性能。

根据本发明的示例性实施方式的用于车辆的热交换器可以包括：箱体，所述箱体适于通过第一流入端口将第一操作流体接收在其中并通过第一排放端口从其中排放第一操作流体；第一封头和第二封头，所述第一封头和第二封头适于通过分别形成在所述箱体的下部和上部的第二流入端口和第二排放端口分别接收和排放第二操作流体，所述第一封头和第二封头分别安装在所述箱体的下部和上部以在所述箱体形成第一和第二室；至少一个散热单元，其具有至少一个联接管道，所述联接管道通过联接至少一个板而形成，至少一个突出部分沿着长度方向形成在该板处，所述至少一个散热单元适于流体连接所述第一封头的所述第一室和所述第二封头的所述第二室，其中连接管线形成在所述联接管道中从而使第二操作流体在其中流动，在所述联接管道中流动的第二操作流体通过与经过所述联接管道的外部的第一操作流体的热交换而冷却。

连接至第一室和第二室的第一安装孔和第二安装孔可分别形成在第一封头和第二封头处，散热单元的两端可以分别插在第一和第二安装孔中。

第一流入端口和第一排放端口可以在第一室和第二室之间沿着对角线方向分别设置在箱体一侧表面的上部和箱体另一侧表面的下部。

第二流入端口和第二排放端口可以沿对角线方向分别设置在箱体的下表面和上表面处。

突出部分可以通过挤压而一体地形成在板处。

突出部分可以具有形成为半圆形的外圆周和内圆周，并沿板的长度方向设置为螺旋形。

散热单元的两端可以分别***所述第一封头和所述第二封头中，并且所述突出部分可以不形成在所述散热单元的两端处。

联接管道可以为通过多个突出部分形成的圆形管道，所述联接管道的内圆周和外圆周可以形成为螺旋形，从而使得通过第二操作流体的旋转而在所述连接管线中流动的第二操作流体处生成涡流，并且经过所述连接管线的外部的第一操作流体被引起形成湍流。

可以通过联接一对板而形成所述联接管道，该联接管道处于使得一对板的突出部分设置成朝向外部突出的状态。

邻近的散热单元可以沿宽度方向交替设置，从而使得邻近的散热单元中的一个的联接管道设置在邻近的散热单元的其它的邻近的联接管道之间。

包括在所述散热单元中的所述联接管道的数目可以根据所述第一封头和所述第二封头的尺寸而变化。

包括一个散热单元的联接管道可以彼此可释放地组装。

多排突出部分可以形成在一个板处，并且这一个板可以折叠形成所述散热单元，使得突出部分的一排连接至突出部分的另一排从而形成所述联接管道。

所述板可以具有至少一个在联接管道之间形成的流动孔。

经过联接管道的连接管线的第二操作流体的流动方向可以垂直于经过联接管道的外部的第一操作流体的流动方向。

根据本发明的另一示例性实施方式，第一流入端口和第一排放端口可以在所述箱体的上部和下部穿过所述第二封头和所述第一封头，并可以沿对角线方向分别位于所述箱体的上表面和下表面处。

第二流入端口可以形成在与所述第一排放端口成对角线方向的所述箱体的下表面处，第二排放端口可以形成在与所述第一流入端口成对角线方向的所述箱体的上表面处。

流动经过所述第一流入端口的第一操作流体和流动经过所述第二流入端口的第二操作流体可以在所述箱体中沿相反方向流动并可以彼此交换热量。

通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。

附图说明

图1为根据本发明的示例性实施方式的用于车辆的热交换器的投影立体图。

图2为沿着图1中的线A-A所获得的横截面图。

图3为沿着图1中的线B-B所获得的横截面图。

图4为可应用于根据本发明的示例性实施方式的用于车辆的热交换器的散热单元的立体图。

图5为可应用于根据本发明的示例性实施方式的用于车辆的热交换器的散热单元的分解立体图。

图6和图7为显示根据本发明的示例性实施方式的用于车辆的热交换器的操作的示意图。

图8为根据本发明的另一示例性实施方式的用于车辆的热交换器的立体图。

图9为沿着图8中的线C-C所获得的横截面图。

图10是显示根据本发明的另一示例性实施方式的用于车辆的热交换器的操作的示意图。

应当了解，所附附图并非按比例地显示了本发明的基本原理的图示性的各种特征的略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记引用本发明的同样的或等同的部分。

具体实施方式

现在将对本发明的各个实施方式详细地作出引用，这些实施方式的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方式相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方式。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方式，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方式。

下面将参考所述附图对本发明的示例性实施方式进行详细描述。

在该说明书和附图中描述的示例性实施方式仅仅是本发明的示例性实施方式。应该理解的是各种修改和等同方案可以包括在提交本申请时本发明的精神内。

图1为根据本发明的示例性实施方式的用于车辆的热交换器的投影立体图。图2为沿着图1中的线A-A所获得的横截面图。图3为沿着图1中的线B-B所获得的横截面图。图4为可应用于根据本发明的示例性实施方式的用于车辆的热交换器的散热单元的立体图。图5为可应用于根据本发明的示例性实施方式的用于车辆的热交换器的散热单元的分解立体图。

参照附图，根据本发明的一个示例性实施方式的用于车辆的热交换器100适于通过促进在热交换器100中经过的操作流体的流量变化和湍流形成，从而提高操作流体的热交换效率和热交换器100的冷却性能。

为了这些目的，根据本发明的示例性实施方式的用于车辆的热交换器100，如图1和图2所示，包括箱体110、第一封头和第二封头120和130以及散热单元140。

箱体110具有第一流入端口112和第一排放端口114。第一操作流体通过第一流入端口112流动进入箱体110，并通过第一排放端口114从箱体110排出。

根据本发明的示例性实施方式，第一封头和第二封头120和130分别安装在箱体110的下部和上部。第一封头120具有第二流入端口122从而在其中接收第二操作流体，第二封头130具有第二排放端口132从而从其中排放第二操作流体。

第一封头和第二封头120和130在箱体110中形成第一室和第二室124和134从而防止通过第二流入端口122流动进入箱体110的第二操作流体与通过第一流入端口112流入进入箱体110的第一操作流体混合。

也就是说，第一室124位于箱体110的下部，第二室134位于箱体110的上部。第一室124在其中暂时地存储流动通过第二流入端口122的第二操作流体，并且第二室134暂时地存储将通过第二排放端口132排放的第二操作流体。

在此，第一流入端口112和第一排放端口114在第一室和第二室124和134之间沿着对角线方向分别设置在箱体110的一侧表面的上部和箱体110的另一侧表面的下部。

因此，流动通过第一流入端口112的第一操作流体流动至第一排放端口114，并均匀地分布在在第一封头和第二封头124和134之间的箱体110中。

此外，第二流入端口122和第二排放端口132沿对角线方向分别设置在箱体110的下表面和上表面处。

也就是说，第二流入端口122形成在箱体100的下表面的侧部，而第二排放端口132形成在箱体100的上表面的另一侧部。

根据本发明的示例性实施方式，第一安装孔和第二安装孔126和136分别形成在第一封头120的上表面和第二封头130的下表面处。散热单元140的两个端部分别安装在第一室和第二室124和134中，并分别连接至第一安装孔和第二安装孔126和136。

此外，散热单元140包括通过组装板142形成的多个联接管道148，至少一个突出部分144沿着长度方向形成在该组装板142处。用于流体连接第一室124和第二室134的连接管线146形成在联接管道148中。因此，第一室124中的第二操作流体通过连接管线146流动至第二室134。

多个散热单元140彼此平行地设置在第一室124和第二室134之间。在箱体110中，流动通过联接管线148的第二操作流体通过与经过联接管道148的外部的第一操作流体进行热交换而冷却。在箱体110中，多个散热单元140连接第一封头120与第二封头130。

亦即，散热单元140的下端***形成在第一封头120处的第一安装孔126中，散热单元140的上端***形成在第二封头130处的第二安装孔136中。因此，散热单元140流体连接第一室124和第二室134。

此外，如图3所示，邻近的散热单元140沿着宽度方向交替设置。也就是说，邻近的散热单元140中的一个的联接管道148设置在邻近的散热单元140的其它的邻近的联接管道148之间。

因此，多个散热单元140在箱体110中设置成第一封头和第二封头120和130之间的多层，由此经过散热单元140的外部的第一操作流体与联接管道148的外圆周之间的接触面积可得以增加。

在此，在联接管道148的连接管线146中流动的第二操作流体的流动方向垂直于经过联接管道148的外部的第一操作流体的流动方向。

因此，由于第一操作流体和第二操作流体彼此交换热量，同时根据热交换器110沿着不同的方向流动，因此热量可以更有效地得以交换。

如图4和图5所示，突出部分144的外圆周和内圆周根据本发明的示例性实施方式形成为半圆形。多个突出部分144沿着板142的长度方向设置为螺旋形。

在此，突出部分144不形成在散热单元140的两端部。由于散热单元140的两端部分别***形成在第一封头120和第二封头130处的第一安装孔和第二安装孔126和136，因此直线区段形成在散热单元140的两端部，从而密封在散热单元140的两端部以及第一安装孔和第二安装孔126和136之间。

突出部分144可以通过挤压而整体形成在板142处。

根据本发明的示例性实施方式，联接管道148为通过多个突出部分144形成的圆形管道，联接管道148的内圆周和外圆周形成为螺旋形。

当第二操作流体在连接管线146中流动时，联接管道148使得第二操作流体旋转从而生成涡流（vortex）。

此外，经过联接管道148的外部的第一操作流体被引发形成湍流，使得第一操作流体与第二操作流体之间的热交换效率可得以提高。

一对板142联接成形成处于如下状态的管道形状：在该状态下该一对板142的突出部分144设置成使得朝向外部突出。由此，形成联接管道148。

亦即，在该一对板142设置成使得在该一对板142处形成的突出部分144的内表面彼此对面的状态下，该一对板142彼此联接从而形成联接管道148，在联接管道148中具有连接管线146。

在此，该一对板142可以通过焊接联接。

包括在散热单元140中的联接管道148的数目可以根据第一封头120和第二封头130的尺寸加以控制。此外，包括一个散热单元140的联接管道148可释放地组装。

如图3所示，根据本发明的示例性实施方式的散热单元140包括七个联接管道148，但不限于此。亦即，包括一个散热单元140的联接管道148的数目可以根据第一封头和第二封头120和130的尺寸加以控制。此外，联接管道148的所需数目可以根据联接管道148的数目从包括多个联接管道148的散热单元140拆开。

同时，至少一个流动孔149可以根据本发明的示例性实施方式形成在板142的联接管道148之间。流动孔149沿着板142的长度方向形成。

在突出部分144通过挤压形成在板142处之后，流动孔149可通过冲压形成。

在此，流动孔149使得通过散热单元140外部的第一操作流体能够相对于散热单元140向上或向下流动。因此，第一操作流体在联接管道148的外圆周处的流动可得以均匀化。所以，第一操作流体和第二操作流体之间的热交换效率可得以进一步提高。

根据本发明的示例性实施方式，两个板142彼此组装从而形成散热单元140。但是，并不限于此。多排突出部分144形成在一个板142处，这一个板142折叠形成所述散热单元140，使得突出部分144的一排连接至突出部分144的另一排以形成具有连接管线146的联接管道148。

在下文中，将详细描述根据本发明的示例性实施方式的用于车辆的热交换器100的操作和功能。

图6和图7为显示根据本发明的示例性实施方式的用于车辆的热交换器的操作的示意图。

如图6所示，第一操作流体通过第一流入端口112流动进入箱体110中。在第一操作流体经过散热单元140的联接管道148的外部之后，第一操作流体通过第一排放端口114从箱体110排出。

此外，通过第二进入端口122流动进入第一室124第二操作流体沿着在散热单元140处形成的联接管道148的连接管线146而流动至第二室134。

此时，由于联接管道148的突出部分144形成为螺旋形，因此在连接管线146中流动的第二操作流体旋转产生涡流。

在此，第一操作流体在箱体110中经过散热单元140的外部。此时，如图7所示，当第一操作流体经过联接管道148的外部时，由于突出部分144的螺旋形而在第一操作流体处形成湍流。

同时，第一操作流体均匀分布在通过流动孔149设置为多层的散热单元140的上方和下方。因此，第一操作流体与连接管线146中流动的第二操作流体有效地进行热交换。

根据本发明的示例性实施方式，流动进入用于车辆的热交换器100的第一操作流体和第二操作流体可以为冷却剂、发动机油、变速器油、空调制冷剂和车辆排放气体。

此外，根据本发明的示例性实施方式的热交换器100可以用于包括车辆在内的各种应用。

图8为根据本发明的另一示例性实施方式的用于车辆的热交换器的立体图。图9为沿着图8中的线C-C所获得的横截面图。图10是显示根据本发明的另一示例性实施方式的用于车辆的热交换器的操作的示意图。

参照附图，根据本发明的另一示例性实施方式的用于车辆的热交换器200与根据本发明的示例性实施方式的热交换器100除了第一流入端口212和第一排放端口214的位置以外均相同。

亦即，如图8所示，第一流入端口212和第一排放端口214穿过第二封头230和第一封头220，所述第二封头230和第一封头220在根据本发明的另一示例性实施方式的用于车辆的热交换器200中分别位于箱体210的上部和下部。

第一流入端口212和第一排放端口214沿对角线方向分别置于箱体110的上表面和下表面处。

此外，第二流入端口222形成在箱体210的下表面处，第二排放端口232形成在箱体210的上表面处，并且第二流入端口222和第二排放端口232沿对角线方向设置。此外，第二排放端口232设置在第一流入端口212的对角线方向上，第二流入端口222设置在第一排放端口214的对角线方向上。

由于第一流入端口212和第二流入端口222彼此对应地分别设置在箱体110的上表面和下表面处，因此通过流入端口212和222流动进入箱体210的第一操作流体和第二操作流体彼此沿相反方向流动。

亦即，如图10所示，根据本发明的另一示例性实施方式，由于第一操作流体和第二操作流体彼此交换热量同时沿相反方向流动，因此热交换效率可进一步得以提高。

由于根据本发明的另一示例性实施方式的用于车辆的热交换器200的其他构成元件与根据本发明的示例性实施方式的用于车辆的热交换器100的其他构成元件相同，因此将省略对其的详细描述。

由于根据本发明的示例性实施方式促进了经过热交换器100和200中的操作流体的流量变化和湍流形成，因此操作流体的热交换效率以及热交换器100和200的冷却性能可得以提高。

此外，形成有螺旋形突出部分144的至少一个板142被组装，从而形成具有连接管线146的螺旋形联接管道148。因此，制造成本可以降低，并且热交换器100和200的重量可以减轻。

由于高压操作流体在其中流动的连接管线146的横截面形状为圆形，因此与常规板型热交换器相比，内部压力可升高且耐久性可得以提高。

为了便于在所附权利要求中解释和精确定义，术语“上”、“下”、“内”和“外”用于参考在图中所示的示例性实施方式的特征的位置来对这些特征进行描述。

前面对本发明具体示例性实施方式所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方式并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方式及其各种选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等效形式所限定。

Claims (19)

1.一种用于车辆的热交换器装置，其包括：

箱体，所述箱体通过第一流入端口将第一操作流体接收到其中并通过第一排放端口从其中排放第一操作流体；

第一封头和第二封头，所述第一封头和第二封头形成至所述箱体的下部和上部，并通过分别形成在所述箱体的下部和上部的第二流入端口和第二排放端口分别接收和排放第二操作流体，所述第一封头和第二封头分别安装在所述箱体的下部和上部以在所述箱体的下部和上部形成第一室和第二室；以及

至少一个散热单元，其具有至少一个联接管道，所述联接管道通过联接至少一个板而形成，至少一个突出部分沿着板的长度方向形成在该板处，并且所述散热单元流体连接所述第一封头的所述第一室和所述第二封头的所述第二室，

其中连接管线形成在所述联接管道中从而使第二操作流体在其中流动，在所述联接管道中流动的第二操作流体通过与经过所述联接管道的外部的第一操作流体进行热交换而冷却。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的热交换器装置，其中连接至所述第一室和第二室的第一安装孔和第二安装孔分别形成在所述第一封头和第二封头处，所述散热单元的两端分别***所述第一安装孔和第二安装孔中。

3.根据权利要求1所述的用于车辆的热交换器装置，其中所述第一流入端口和所述第一排放端口在所述第一室和第二室之间沿对角线方向分别设置在所述箱体的一个侧表面的上部和所述箱体的另一侧表面的下部。

4.根据权利要求1所述的用于车辆的热交换器装置，其中所述第二流入端口和所述第二排放端口沿对角线方向分别设置在所述箱体的下表面和上表面处。

5.根据权利要求1所述的用于车辆的热交换器装置，其中所述突出部分通过挤压而整体形成在所述至少一个板处。

6.根据权利要求1所述的用于车辆的热交换器装置，其中所述突出部分具有形成为半圆形的外圆周和内圆周，并沿所述至少一个板的长度方向设置为螺旋形。

7.根据权利要求6所述的用于车辆的热交换器装置，其中所述散热单元的两端分别***所述第一封头和所述第二封头中，并且所述突出部分不形成在所述散热单元的两端处。

8.根据权利要求1所述的用于车辆的热交换器装置，其中所述至少一个联接管道为通过多个突出部分形成的圆形管道，所述联接管道的内圆周和外圆周形成为螺旋形，从而使得通过第二操作流体的旋转而在所述连接管线中流动的第二操作流体处生成涡流，并且经过所述连接管线的外部的第一操作流体被引起形成湍流。

9.根据权利要求1所述的用于车辆的热交换器装置，其中通过联接一对板而形成所述联接管道，该联接管道处于使得一对板的突出部分设置成朝向外部突出的状态。

10.根据权利要求1所述的用于车辆的热交换器装置，其中邻近的散热单元沿宽度方向交替设置，从而使得邻近的散热单元中的一个的联接管道设置在邻近的散热单元的其它的邻近的联接管道之间。

11.根据权利要求1所述的用于车辆的热交换器装置，其中包括在所述散热单元中的所述联接管道的数目根据所述第一封头和所述第二封头的尺寸而变化。

12.根据权利要求11所述的用于车辆的热交换器装置，其中由一个散热单元构成的所述联接管道彼此可释放地组装。

13.根据权利要求1所述的用于车辆的热交换器装置，其中多排突出部分形成在一个板处，并且该一个板折叠形成所述散热单元，使得突出部分的一排连接至突出部分的另一排从而形成所述联接管道。

14.根据权利要求1所述的用于车辆的热交换器装置，其中所述至少一个板具有至少一个形成在所述联接管道之间的流动孔。

15.根据权利要求1所述的用于车辆的热交换器装置，其中经过所述联接管道的连接管线的第二操作流体的流动方向垂直于经过所述联接管道的外部的第一操作流体的流动方向。

16.根据权利要求1所述的用于车辆的热交换器装置，其中所述第一流入端口和所述第一排放端口在所述箱体的上部和下部穿过所述第二封头和所述第一封头，并沿对角线方向分别位于所述箱体的上表面和下表面处。

17.根据权利要求16所述的用于车辆的热交换器装置，其中第二流入端口形成在与所述第一排放端口成对角线方向的所述箱体的下表面处，第二排放端口形成在与所述第一流入端口成对角线方向的所述箱体的上表面处。

18.根据权利要求17所述的用于车辆的热交换器装置，其中流动经过所述第一流入端口的第一操作流体和流动经过所述第二流入端口的第二操作流体在所述箱体中沿相反方向流动并彼此交换热量。

19.根据权利要求1所述的用于车辆的热交换器装置，其中所述第一流入端口和所述第一排放端口的纵轴垂直于所述至少一个联接管道的纵轴。

Images