熱交換器的芯體裝置以及具有該芯體裝置的熱交換器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種熱交換器的芯體裝置，包括：多組成對的板，每對板至少在一端側(cè)被一細(xì)長封條間隔并在其間形成用于第一流體的第一通道；多根間隔條，每根間隔條設(shè)置在相鄰兩組成對板之間以便在該相鄰的兩組成對板之間形成橫向于所述第一通道延伸的用于第二流體的第二通道，其中所述細(xì)長封條具有朝向所述芯體裝置的外側(cè)凸出的分流凸緣，該分流凸緣適用于引導(dǎo)朝向該分流凸緣流動(dòng)的第二流體進(jìn)入所述第二通道。此外，本發(fā)明涉及一種具有上述芯體裝置的熱交換器。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種熱交換器的芯體裝置，本發(fā)明進(jìn)一步涉及設(shè)置有該芯體裝置的熱 交換器。 熱交換器的芯體裝置以及具有該芯體裝置的熱交換器

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的板翅式熱交換器廣泛地用作用于工程機(jī)械、壓縮制冷機(jī)、發(fā)電機(jī)組的油冷 器、中冷器和水散熱器。通常板翅式熱交換器的芯體由長封條、短封條、隔板、內(nèi)翅片、外翅 片組成。所述內(nèi)翅片、隔板和外翅片交替疊置，芯體的最外側(cè)用側(cè)擋板固定，內(nèi)翅片與其兩 側(cè)的長封條和隔板包圍形成熱側(cè)通道，外翅片與其兩側(cè)的短封條以及隔板包圍形成橫向于 熱側(cè)通道延伸的冷側(cè)通道。該冷側(cè)通道通常用于流動(dòng)通過冷卻空氣。
[0003] 現(xiàn)有的板翅式熱交換器的長封條和短封條通常設(shè)計(jì)成具有矩形的橫截面。因此， 冷卻空氣在流入到冷側(cè)通道時(shí)，有一部分冷卻空氣與長封條的平面型的外表面相遇，因而 受到阻擋并可能對隨后的空氣流動(dòng)造成不利影響，進(jìn)而導(dǎo)致空氣側(cè)的熱交換系數(shù)降低。此 夕卜，橫截面為矩形的長封條難以組裝定位，進(jìn)而不利于臨時(shí)組裝熱交換器的操作。
[0004] 因此，本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)中上述一個(gè)或多個(gè)問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種熱交換器的芯體裝置，包括：多組成對的板，每對 板至少在一端部被一細(xì)長封條間隔并在其間形成用于第一流體的第一通道；多根間隔條， 每根間隔條設(shè)置在相鄰兩組成對板之間以便在該相鄰的兩組成對板之間形成橫向于所述 第一通道延伸的用于第二流體的第二通道，其中所述細(xì)長封條具有朝向所述芯體裝置的外 側(cè)凸出的分流凸緣，該分流凸緣適用于引導(dǎo)朝向該分流凸緣流動(dòng)的第二流體進(jìn)入所述第二 通道。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種具有上述芯體裝置的熱交換器。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007] 下文將參考附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中：
[0008] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的熱交換器的總體透視圖；
[0009] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的芯體裝置的一部分的透視圖；
[0010] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的芯體裝置的一角部部分的透視圖；以及
[0011] 圖4是根據(jù)本發(fā)明的芯體裝置的局部截面示意圖，其示出根據(jù)本發(fā)明的芯體裝置 的成對板之間的細(xì)長封條的橫截面以及第二流體流向第二通道的流動(dòng)路線。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 參見圖1，顯示了一個(gè)可安裝在一個(gè)冷卻包框架(沒有顯示）的熱交換器1，熱交換 器1包括在相對兩端密封焊接有進(jìn)口箱體211和出口箱體212的芯體100。第一流體、例如 油、進(jìn)入與進(jìn)口箱體211流體連接的進(jìn)口管28,并通過與出口箱體222流體連接的出口管 29流出熱交換器1。第二流體，例如冷卻用空氣，流動(dòng)穿過芯體100以冷卻在芯體中循環(huán)的 第一流體。
[0013] 為了便于說明，在本文中"上側(cè)"、"下側(cè)"、"左側(cè)"、"右側(cè)"是指圖2中的上、下、左、 右方向。"前側(cè)"是指與圖2中箭頭A所指的方向相反的方向，"后側(cè)"指圖2中箭頭A所指 的方向。
[0014] 具體地，如圖2所示，芯體100包括多組成對的板40,40'。該多組成對的板40,40' 堅(jiān)直放置。在每組成對的板40,40'之間并且在該組成對的板40,40'的前后端側(cè)的端部處 設(shè)置有細(xì)長封條50,細(xì)長封條50以及其左右兩側(cè)的板40,40'包圍形成沿堅(jiān)直方向延伸的 第一通道101，該第一通道用于第一流體，例如待被冷卻的油。為了提高第一通道側(cè)的換熱 系數(shù)，在該第一通道內(nèi)設(shè)置有呈波形曲折延伸的內(nèi)翅片10,各個(gè)波形結(jié)構(gòu)的波峰部與該成 對的板40,40'中的一個(gè)板40例如通過釬焊連接，各個(gè)波形結(jié)構(gòu)的波谷部與該成對的板40， 40'中的另一個(gè)板40'例如通過釬焊連接，從而將該第一通道101分成多個(gè)細(xì)小的流動(dòng)通 道。在相鄰的兩組成對的板40，40 '之間由彼此相對的板40，40 '形成有一間隙60，在該間隙 的上下兩端側(cè)設(shè)置有間隔條20,由此，包圍形成沿前后方向（即箭頭A所示的方向）延伸的 第二通道102,該第二通道用于第二流體，例如冷卻用的空氣。同樣為了提高第二通道102 側(cè)的換熱系數(shù)，在該第二通道102內(nèi)設(shè)置有呈波形曲折延伸的外翅片30,各個(gè)波形結(jié)構(gòu)的 波峰部與該彼此相對的板中的一個(gè)板40例如通過釬焊連接，各個(gè)波形結(jié)構(gòu)的波谷部與該 彼此相對的板中的另一個(gè)板40'例如通過釬焊連接，從而將該第二通道102分成多個(gè)細(xì)小 的流動(dòng)通道。此外，在最左側(cè)的板40'以及最右側(cè)的板40的外側(cè)各設(shè)置有側(cè)板100a，100b， 相應(yīng)地在側(cè)板100a，100b和與該側(cè)板相對的板40,40'之間在上下端側(cè)設(shè)置有間隔條20,以 加設(shè)用于第二流體的第二通道，并有利地保護(hù)最靠外的板40,40'以防止其因受到碰撞而損 壞。
[0015] 進(jìn)一步參照圖3,為了清楚起見，圖3中沒有示出外翅片30。在圖3中更詳細(xì)地示 出了細(xì)長封條50的結(jié)構(gòu)以及其安裝位置。細(xì)長封條50的一部分501夾置在成對的板40， 40'之間，限定第一通道101的一密封壁面。該部分501大體為條柱狀。自部分501向芯體 100的外側(cè)凸出有一分流凸緣502。在一有利實(shí)施例中，該分流凸緣502設(shè)計(jì)成沿著朝向所 述芯體裝置外側(cè)的方向具有大致漸縮的寬度。
[0016] 在圖3和圖4中示出分流凸緣具有圓拱形的橫截面形狀。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想 至IJ，分流凸緣502的橫截面形狀也可以為三角形或其他異形形狀例如桃形、塔形等。
[0017] 在芯體100的組裝狀態(tài)下，細(xì)長封條50的部分501與成對的板40,40'形成密封 連接。朝向分流凸緣502流動(dòng)(例如沿箭頭A所指示的方向自芯體100的前側(cè)向后側(cè)流動(dòng)） 的第二流體遇到分流凸緣502的頂部51時(shí)，由于頂部51具有類似刀刃的作用，朝著分流凸 緣502流動(dòng)的第二流體在分流凸緣502的頂部51分流并順沿分流凸緣502的側(cè)表面流入到 該細(xì)長封條50兩側(cè)的第二通道102,從而形成了在流體動(dòng)力學(xué)上有利的分流(導(dǎo)流）結(jié)構(gòu)， 因而使得更多的第二流體流入第二通道。
[0018] 有利地，分流凸緣502的頂部51和其側(cè)表面光滑過渡，使得分流凸緣的橫截面形 狀具有光滑的弧形線段，因此更有利于提高第二流體在第二通道內(nèi)的流動(dòng)速度以及因而第 二通道側(cè)的傳熱系數(shù)并進(jìn)而提高整個(gè)芯體的換熱系數(shù)。
[0019] 在一有利實(shí)施例中，分流凸緣502的兩側(cè)邊502a，502b在左右方向上各自沿遠(yuǎn)離 部分501的方向延伸，由此與部分501形成臺肩503a，503b。因此，分流凸緣502的兩側(cè)邊 502a，502b的邊緣之間在左右方向上的距離（即分流凸緣502的在靠近成對板40,40'的一 側(cè)的寬度）大于部分501的沿左右方向上的寬度，具體如圖3和圖4所示。在芯體100的 組裝狀態(tài)下，夾置有部分501的板40,40'在臺肩503a，503b處抵靠在分流凸緣502的側(cè)邊 502a，502b上。該臺肩503a，503b的形成使得能夠在安裝細(xì)長封條50時(shí)方便于細(xì)長封條 50的定位并且使得細(xì)長封條50與板40, 40'之間的密封連接更為緊密、牢固。
[0020] 優(yōu)選地，分流凸緣502在靠近板40,40'的一側(cè)的寬度等于相應(yīng)的成對的板40,40' 在與臺肩503靠接的端部處在板40,40'的外側(cè)(相對于第一通道101而言）之間的距離。 由此，進(jìn)一步使得第二流體如圖4中箭頭流所示在順沿分流凸緣502的側(cè)表面流向第二通 道102的入口時(shí)不會(huì)受到板40,40'的端面的阻撓，而是直接順利地流過第二通道入口，因 此，有利于提高第二通道側(cè)的換熱系數(shù)。
[0021] 為便于焊接，細(xì)長封條50通常由金屬制成。在一優(yōu)選實(shí)施例中細(xì)長封條50由分 流凸緣502和條柱狀的部分501 -體地形成。更有利地，細(xì)長封條50通過擠出成型工藝一 體成型，因此使得能夠批量生產(chǎn)細(xì)長封條50,并從而提高芯體的生產(chǎn)效率。此外，有利地，細(xì) 長封條50為實(shí)心桿狀件，從而使得所形成的第一通道101結(jié)構(gòu)強(qiáng)度增強(qiáng)，因而能耐受更高 的壓力，進(jìn)而使得所制得的芯體使用壽命增加。
[0022] 此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以想到，間隔條20的至少一部分也可成型為具有與細(xì) 長封條的分流凸緣的功能相類似的另一分流凸緣，以利于第一流體流入到第一通道中。雖 然在圖2和3中以位于芯體前側(cè)的細(xì)長封條為例進(jìn)行說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到，可以 根據(jù)第二流體的入流方向在芯體的任一側(cè)設(shè)置具有朝向芯體外側(cè)凸出的分流凸緣的細(xì)長 封條。
[0023] 工業(yè)實(shí)用性
[0024] 所公開的熱交換器芯體可應(yīng)用于各種工程機(jī)械--在該工程機(jī)械中需要安裝熱 交換器來輔助工程機(jī)械的運(yùn)行。所公開的熱交換器芯體具有提高的整體換熱系數(shù)以及延長 的使用壽命，并且方便組裝定位，有利于熱交換器的高質(zhì)量的批量生產(chǎn)。下面對該熱交換芯 體的組裝過程以及其運(yùn)行原理進(jìn)行說明。
[0025] 首先，提供多組堅(jiān)直放置的成對的板40,40'，在每組成對的板40,40'之間插置內(nèi) 翅片10以及細(xì)長封條50,使得板40,40'的前后側(cè)緣抵靠在細(xì)長封條50的臺肩30上，從而 形成沿堅(jiān)直方向延伸的第一通道101。接著，在相鄰的兩組成對的板之間的間隙60中插置 外翅片30以及間隔條20,從而形成沿前后方向延伸的第二通道102。然后，在最靠外的板 40,40'的外側(cè)堅(jiān)直放置側(cè)板100a, 100b，并且在側(cè)板與該最靠外的板之間的間隙中放置間 隔條20和外翅片30,從而形成額外的第二通道。最后，將整個(gè)臨時(shí)組裝的芯體100進(jìn)行真 空釬焊以形成牢固的熱交換器芯體產(chǎn)品。
[0026] 隨后，在芯體100的上下兩端焊接進(jìn)口箱體211和出口箱體212,使得進(jìn)口箱體 211和出口箱體212與芯體100的第一通道101流體連通，來自進(jìn)口箱體211的第一流體自 第一通道101的上端入口流入第一通道，期間與流經(jīng)芯體100的第二通道102的第二流體 經(jīng)由板40,40'的導(dǎo)熱進(jìn)行熱交換，最后，經(jīng)熱交換的第一流體自第一通道101流出進(jìn)入出 口箱體212匯合，接著自出口箱體212排出流入到其循環(huán)系統(tǒng)。
[0027] 各種工程機(jī)械例如液壓挖掘機(jī)、輪式裝載機(jī)、非公路卡車、輪式牽引鏟運(yùn)機(jī)等都可 受益于所公開的熱交換器芯體的應(yīng)用。
[0028] 以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員 而言，可以在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下對本發(fā)明的裝置做出多種改良和變型。本領(lǐng)域 的技術(shù)人員通過考慮本說明書中公開的內(nèi)容也可得到其它實(shí)施例。本說明書和示例僅應(yīng)被 視為示例性的，本發(fā)明的真實(shí)范圍由所附權(quán)利要求以及等同方案限定。
[0029] 附圖標(biāo)記列表
[0030] 1 熱交換器
[0031] 211 進(jìn)口箱體
[0032] 212 出 口箱體
[0033] 28 進(jìn)口管
[0034] 29 出口管
[0035] 100 芯體
[0036] 10 內(nèi)翅片
[0037] 20間隔條
[0038] 30外翅片
[0039] 40,40' 板
[0040] 101 第一通道
[0041] 60 間隙
[0042] 102 第二通道
[0043] 100a, 100b 側(cè)板
[0044] 50細(xì)長封條
[0045] 51 頂部
[0046] 501 部分
[0047] 502分流凸緣
[0048] 502a，502b 側(cè)邊
[0049] 5〇3a，5〇3b 臺肩
【權(quán)利要求】
1. 一種熱交換器的芯體裝置，包括：多組成對的板，每對板至少在一端側(cè)被一細(xì)長封 條間隔并在其間形成用于第一流體的第一通道；多根間隔條，每根間隔條設(shè)置在相鄰兩組 成對板之間以便在該相鄰的兩組成對板之間形成橫向于所述第一通道延伸的用于第二流 體的第二通道，其中所述細(xì)長封條具有朝向所述芯體裝置的外側(cè)凸出的分流凸緣，該分流 凸緣適用于引導(dǎo)朝向該分流凸緣流動(dòng)的第二流體進(jìn)入所述第二通道。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯體裝置，其特征在于，所述細(xì)長封條的夾置在成對板之間 的部分的寬度小于相應(yīng)分流凸緣的靠近該成對板的一側(cè)的寬度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的芯體裝置，其特征在于，所述成對板在所述端側(cè)處在構(gòu)成該 成對板的兩個(gè)板的外側(cè)之間的距離等于相應(yīng)分流凸緣的靠近該成對板的一側(cè)的寬度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的芯體裝置，其特征在于，所述分流凸緣沿著朝著所述 芯體裝置外側(cè)的方向具有大致漸縮的寬度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的芯體裝置，其特征在于，所述分流凸緣的橫截面形狀 為圓拱形、三角形、桃形、塔形。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5之一所述的芯體裝置，其特征在于，所述細(xì)長封條為金屬制的擠 出成形構(gòu)件。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6之一所述的芯體裝置，其特征在于，所述細(xì)長封條為實(shí)心桿狀件。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7之一所述的芯體裝置，其特征在于，所述第一流體為油或水，所述 第二流體為冷卻用空氣。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-8之一所述的芯體裝置，其特征在于，所述間隔條至少一部分形成 為具有朝向所述芯體裝置的外側(cè)凸出的另一分流凸緣，該另一分流凸緣適用于引導(dǎo)朝向該 另一分流凸緣流動(dòng)的第一流體進(jìn)入所述第一通道。
10. -種熱交換器，具有權(quán)利要求1-9之一所述的芯體裝置。
【文檔編號】F28F11/00GK104110997SQ201310139546
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月22日
【發(fā)明者】張振華, 田國平 申請人:卡特彼勒公司