專利名稱：具有流連接器的熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有流連接器的熱交換器。在一些實(shí)施例中，該熱交 換器可以為增壓空氣冷卻器，其中增壓空氣由冷卻空氣冷卻，并且具有集 成的預(yù)冷卻器，其中增壓空氣由冷卻劑冷卻。
背景技術(shù)：
在一些實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種具有流連接器的熱交換器(例如， 增壓空氣冷卻器)，其中增壓空氣由冷卻空氣冷卻，并且具有集成的預(yù)冷 卻器，其中增壓空氣由冷卻劑冷卻。此外，本發(fā)明涉及一種用于熱交換器 的流連接器。
所描述的增壓空氣冷卻器的一些獨(dú)立方面在JP 59-145325A中公開。 之后在其他的文件中也描述了此參考文件并使其得到了部分地發(fā)展，例如 在DE3722248C1、 WO 02/090739A1或DE 10136861A1中(在這里僅列舉 這三個(gè)文件)。
在傳統(tǒng)應(yīng)用中，預(yù)冷卻器可以被集成到增壓空氣冷卻器的收集箱中， 構(gòu)成己經(jīng)在實(shí)踐中被驗(yàn)證為合適的方法。但是，此設(shè)計(jì)使得預(yù)冷卻器所集 成的收集箱在大部分情況下需要被構(gòu)造得具有相對大的尺寸以能夠?qū)崿F(xiàn)可 察覺的預(yù)冷卻。因此，特別在客車應(yīng)用中，這種集成預(yù)冷卻器的方式通常 不是最好的選擇。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)獨(dú)立的目的是提供將預(yù)冷卻器集成到例如增壓空氣冷卻 器的熱交換器內(nèi)的方法，其為多種應(yīng)用而改進(jìn)并需要較少的安裝空間和/或 相對地增加可以被用來進(jìn)行熱交換的空間，并且相比于沒有集成預(yù)冷卻器 的增壓空氣冷卻器來說，不會(huì)顯著地增加所需要的總體安裝空間。在一些實(shí)施例中，本發(fā)明也包括用于熱交換器的流連接器，其支持熱 交換器的緊湊設(shè)計(jì)。
因?yàn)轭A(yù)冷卻器和/或后冷卻器被集成在冷卻網(wǎng)絡(luò)或熱交換器體的部分 中，所以使得熱交換器的收集器有可能相對地顯著地變得更小。除了或代 替預(yù)冷卻器，也有可能提供所提議類型的后冷卻器。在預(yù)冷卻器中，增壓 空氣在流進(jìn)增壓空氣冷卻器之前首先流進(jìn)預(yù)冷卻器中。在結(jié)合后冷卻器的 情況下，增壓空氣流進(jìn)應(yīng)用了冷卻空氣的增壓空氣冷卻器的網(wǎng)絡(luò)，之后流 進(jìn)應(yīng)用了冷卻劑的后冷卻器中。
發(fā)明人將其出發(fā)點(diǎn)放在這些認(rèn)識上收集箱或接收空間為功能地受限 制的、必備的熱交換器的元件，但是其自身幾乎不能適合交換熱量，為 此，假定現(xiàn)有技術(shù)中預(yù)冷卻器也容納在其中。相反，發(fā)明人提供了盡可能 小(特別是盡可能扁平)的收集箱，并且發(fā)明人將預(yù)冷卻器和/或后冷卻器 移出收集箱，移入增壓空氣冷卻器的冷卻網(wǎng)絡(luò)中。
發(fā)明人優(yōu)選設(shè)置具有位于扁平管之間的間隔中的扁平冷卻劑管的預(yù)冷 卻器/后冷卻器。發(fā)明人認(rèn)為這樣是有優(yōu)點(diǎn)的，即預(yù)冷卻器/后冷卻器優(yōu) 選地在冷卻網(wǎng)絡(luò)的整個(gè)深度上延伸，但僅在冷卻網(wǎng)絡(luò)或扁平管的高度或長 度的一小部分上延伸。發(fā)明人還優(yōu)選地使冷卻劑管相對于扁平管橫向地布 置。發(fā)明人認(rèn)為此部分或區(qū)域大約占據(jù)冷卻網(wǎng)絡(luò)或熱交換器體的5-40%是 正確的。
發(fā)明人的目的在于實(shí)現(xiàn)熱交換器(例如增壓空氣冷卻器)的緊湊設(shè)計(jì) 和低制造成本，并因此將預(yù)冷卻器/后冷卻器設(shè)置為僅具有單流連接器，其 中流連接器中將入口和出口集成在一起，以便于例如能夠引導(dǎo)冷卻劑進(jìn)入 以及離開預(yù)冷卻器/后冷卻器。
發(fā)明人具有可理解的觀點(diǎn)，即流連接器適合于整個(gè)系列的不同應(yīng) 用，特別是熱交換應(yīng)用，當(dāng)然也適合于沒有任何預(yù)冷卻器/后冷卻器的熱交 換器。發(fā)明人因此要求了單獨(dú)的保護(hù)。流連接器由至少兩個(gè)管狀部分組 成，所述管狀部分中的一個(gè)可以被共軸地插入另一個(gè)中、鎖止并密封。流 連接器可以包括在管狀部分之一中延伸的分隔壁，其中至少一個(gè)入口連接 器和/或至少一個(gè)出口連接器設(shè)置在一個(gè)或另一個(gè)管狀部分中。管狀部分之一與位于收集箱的壁上的相鄰的至少兩個(gè)開口相連接，收 集箱具有至少一個(gè)將所述收集箱分為入口部分和出口部分的子分隔壁。分
隔壁和子分隔壁近似在一個(gè)平面內(nèi)。也可以提供連續(xù)地作為分隔壁的子分 隔壁。在這種情況下，設(shè)置在收集箱中的子分隔壁將會(huì)從收集箱的壁中的 單開口中突出，其然后將此開口分為兩個(gè)開口并延伸進(jìn)入管狀部分。為 此，涉及流連接器的權(quán)利要求應(yīng)當(dāng)被理解為分隔壁連接到管狀部分或者是 管狀部分的一部分或者僅僅是延伸進(jìn)入其中。上述開口或開口部分之一指 定為入口部分，其他開口或另一個(gè)開口部分與出口部分相通。
可以相互插入的部分相對地近似于封口成形領(lǐng)域和鎖閉領(lǐng)域的現(xiàn)有技
術(shù)，特別是近似于所稱的VDA耦合，其己經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在特別是汽車 領(lǐng)域并已經(jīng)驗(yàn)證在此領(lǐng)域應(yīng)用極佳(VDA-德國汽車工業(yè)協(xié)會(huì))。在所述 位置，通常存在允許將兩個(gè)耦合部分相互迅速插入的圓錐形區(qū)域。此部分 通過定位夾被鎖止，其中定位夾鎖止在凹槽中并被用在例如"快松耦合" 中。凹槽形成在一個(gè)管狀部分的壁中。在其他管狀部分的壁中有兩個(gè)縫 隙。如果縫隙與在平面內(nèi)的凹槽相應(yīng)，安裝到縫隙中的定位夾與凹槽相配


以下將參考示例性實(shí)施例描述本發(fā)明。描述中將包括其他特征(在特 定情況下也是必須的)以及他們的優(yōu)點(diǎn)。在附圖中 圖l為熱交換器的立體圖； 圖2為相同的熱交換器的不同的立體圖； 圖3為具有流連接器的熱交換器的局部圖； 圖4示出了通過熱交換器和流連接器的截面； 圖5為另一個(gè)具有流連接器的熱交換器的視圖； 圖6示出了通過熱交換器和流連接器的截面。
具體實(shí)施例方式
在詳細(xì)描述本發(fā)明的任何實(shí)施例之前，應(yīng)該認(rèn)為本發(fā)明不限于應(yīng)用到
6在以下描述中闡明或在附圖中描繪的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)和組件布置中。本發(fā)明能夠 有其他實(shí)施例并能夠以不同方式實(shí)踐或?qū)崿F(xiàn)。同樣，應(yīng)該認(rèn)為這里使用的 措辭和術(shù)語是為了描述的目的并且不應(yīng)被認(rèn)為是限制。這里使用的"包 括"、"包含"、"具有"以及它們的變化是意圖包括其后列出的項(xiàng)目以 及它們的等價(jià)物和其他項(xiàng)目。除非說明或限制了，否則術(shù)語"安裝"、
"連接"、"支持"和"耦合"以及它們的變化都是寬泛地使用的并包括 直接和間接地安裝、連接、支持和耦合。此外，"連接"和"耦合"并不 局限于實(shí)體地或機(jī)械地連接或耦合。
附圖中示出的熱交換器為具有集成的增壓空氣預(yù)冷卻器5的空氣冷卻 式增壓空氣冷卻器。根據(jù)圖1和圖2，熱交換器具有冷卻網(wǎng)絡(luò)1，由設(shè)置 有間隔2的扁平管3構(gòu)成，并且在間隔2中具有波狀鰭片4，其中扁平管3 中的增壓空氣被流經(jīng)波狀鰭片4的冷卻空氣冷卻。在圖1中，深色方箭頭 示出了冷卻空氣。白色方箭頭示出了增壓空氣的流入和流出，虛箭頭示出 了預(yù)冷卻器5的液體冷卻劑的流入和流出。
如上所述，示出的熱交換器同樣具有集成的預(yù)冷卻器5，其中增壓空 氣被機(jī)動(dòng)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻劑冷卻。此外，熱交換器具有兩個(gè)流連接器 51，已經(jīng)被設(shè)置在根據(jù)圖l和圖2的示例性實(shí)施例中，用于連接將要被冷 卻的增壓空氣的饋送線和冷卻的增壓空氣的排出線。設(shè)置在示例性實(shí)施例 中的流連接器51并不是特殊的流連接器51，而是現(xiàn)有技術(shù)中的連接器。 在此示例性實(shí)施例中，只有連接器40用于連接預(yù)冷卻器5上的冷卻劑 管。連接器40被布置在預(yù)冷卻器5的收集箱60上。在預(yù)冷卻器5的另一 端設(shè)置有偏導(dǎo)箱70。預(yù)冷卻器5已經(jīng)被集成到冷卻網(wǎng)絡(luò)1的一部分中，特 別是直接地集成在冷卻網(wǎng)絡(luò)1的起點(diǎn)，即直接鄰近增壓空氣進(jìn)入的收集箱 20。如果將冷卻器5設(shè)置在熱交換器相反的一側(cè)，即鄰近收集箱30，可以 將其認(rèn)為是后冷卻器5。上述集成已經(jīng)通過以下方式實(shí)現(xiàn)預(yù)冷卻器5的 冷卻劑管50設(shè)置在增壓空氣冷卻器的扁平管3與熱交換器的扁平管3之間 的前述間隔2處。其相對于扁平管3的縱方向橫向地延伸。在扁平管3 中，存在僅在圖3中的兩個(gè)扁平管3中示出的內(nèi)部插入物10。除了內(nèi)部插 入物10，扁平管3也可以有其他的湍流產(chǎn)生結(jié)構(gòu)。如圖所示，預(yù)冷卻器5
7在冷卻網(wǎng)絡(luò)1的整個(gè)深度上延伸，但僅僅在冷卻網(wǎng)絡(luò)1的高度或長度的一 小部分上延伸。
在圖3和圖4中示出的示例性實(shí)施例中，預(yù)冷卻器5也具有收集箱60 和偏導(dǎo)箱70。與上述示例性實(shí)施例相反，用于冷卻劑的單流連接器51已 經(jīng)被連接到所述收集箱60，其中收集箱的入口 513和出口 514被集成在一起。
流連接器51至少包括兩個(gè)管狀部分510、 511，它們中的一個(gè)可以被 插入另外一個(gè)、鎖止并密封，其中分隔壁512已經(jīng)被設(shè)置在部件510或 511中的一個(gè)中。如圖4所示，第一部件511已經(jīng)經(jīng)由收集箱60的壁中的 兩個(gè)開口 61、 62得到連接。 一個(gè)開口 61為流入開口，另一個(gè)開口 62為相 應(yīng)的流出開口。在圖4中，已經(jīng)通過意在示出空氣流通的相應(yīng)箭頭進(jìn)行了 表示。第二耦合部件510已經(jīng)被共軸地插在第一耦合部件511上。在未示 出的實(shí)施例中，第一部件511可以被共軸地插在第二部件510上。部件 510、 511將要被相互鎖止并密封，與實(shí)質(zhì)上對于這種耦合部件所公知的相 同，因此這里不需要更多的解釋。在示出的示例性實(shí)施例中，分隔壁512 已經(jīng)被連接到第一耦合部件511。這里，術(shù)語"連接"包括全部的可能的 實(shí)施例，例如，用做整體部分并連接，與耦合部分510或511整體地實(shí)施 或者與子分隔壁63整體地實(shí)施。在此示例性實(shí)施例中示出的分隔壁512 在其一側(cè)與第二耦合部件510相結(jié)合，在另外一側(cè)與收集箱60的壁相結(jié) 合，以確保將流入側(cè)與流出側(cè)之間充分地分離。如上所述，在收集箱60 中的整個(gè)長度上使子分隔壁63延伸，也起到將上述兩側(cè)分離的作用。
參考示出了在預(yù)冷卻器5區(qū)域通過熱交換器的水平截面的上述圖4， 可以容易理解在不脫離權(quán)利要求的內(nèi)涵范圍的前提下，很有可能實(shí)現(xiàn)流連 接器51的一系列的變化。例如，可以在收集箱60的壁上設(shè)置單開口，并 使得子分隔壁63具有向外延伸通過單開口的突出部分，并起到耦合部件 中的分隔壁512的作用(未示出)。對于材料的問題可以同樣地保持開 放，因?yàn)檫@是由本領(lǐng)域的技術(shù)人員不需要通過參考特定應(yīng)用的情況所決定 的。例如，部件510可以由金屬制成并被焊接到金屬收集箱60的壁上。 第二部件512可以由金屬或者塑料制成。但是，第一部件510也可以由塑料制成，也可以以使其與收集箱60的壁相集成的方式來實(shí)施。
圖3和圖4中示出并描述的流連接器51可以簡單地被圖1或圖2中的 兩個(gè)連接器40所替換。此外，這種流連接器51也可以被方便地提供給所 有的熱交換器應(yīng)用。盡管圖1-4示出的流連接器51僅與預(yù)冷卻器5相結(jié) 合，但是這并不是打算將其限制于此，它們根本不應(yīng)被限制到在預(yù)冷卻器 5中使用。
所提出的流連接器51有利于熱交換器的緊湊設(shè)計(jì)并可以使得成本減少。
這也可以通過參考圖5和圖6看出。這兩幅圖示出了一種平板熱交換 器，其類型是公知的并可以為例如油冷卻器。流連接器51被布置在其罩 板80上。此流連接器51同樣具有相互共軸地接合的兩個(gè)耦合部件510和 511。分隔壁512確保從入口 513流入的介質(zhì)與從出口 514流出的介質(zhì)之間 被分隔開。在此示例性實(shí)施例中入口 513和出口 514也設(shè)置在外部耦合部 件510上。內(nèi)部耦合部件511圍繞被分隔壁512分開的開口 61設(shè)置。如圖 5所示，平板熱交換器還具有用于其他介質(zhì)的兩個(gè)連接器或類似物。
所附權(quán)利要求書中闡明了本發(fā)明的各種特征和優(yōu)點(diǎn)。
相關(guān)申請的交叉引用
這里要求于2007年6月12日申請的PCT專利申請No. PCT/EP2007/005150的優(yōu)先權(quán)，以及于2006年7月12日申請的德國專利 申請No. DE 10 2006 032 205.3的優(yōu)先權(quán)，通過引用將其全部內(nèi)容結(jié)合在本 說明書中。
權(quán)利要求
1. 一種具有耦合連接器的熱交換器，例如增壓空氣冷卻器，具有由以間隔(2)排列的扁平管(3)組成的冷卻網(wǎng)絡(luò)(1)，并在所述間隔(2)中設(shè)置有波狀鰭片(4)，其中，例如，扁平管(3)中的增壓空氣依靠流經(jīng)所述波狀鰭片(4)的冷卻空氣冷卻，其中所述熱交換器具有集成的預(yù)冷卻器(5)，其中諸如增壓空氣的介質(zhì)依靠冷卻劑冷卻，其特征在于所述預(yù)冷卻器/后冷卻器(5)集成在所述冷卻網(wǎng)絡(luò)(1)中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征在于所述預(yù)冷卻器/后冷 卻器(5)具有位于所述間隔(2)中的扁平的冷卻劑管(50)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱交換器，其特征在于所述冷卻劑管(50) 相對于所述扁平管(3)橫向地布置。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的熱交換器，其特征在于所述預(yù) 冷卻器/后冷卻器(5)在所述冷卻網(wǎng)絡(luò)(1)的整個(gè)深度上延伸，但是僅在 所述冷卻網(wǎng)絡(luò)(1)的高度或長度的一小部分上延伸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的熱交換器，其特征在于所述部分或區(qū) 域占據(jù)所述冷卻網(wǎng)絡(luò)(1)的約5%-40%。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的熱交換器，其特征在于所述預(yù) 冷卻器/后冷卻器(5)具有至少一個(gè)收集箱(60)和一個(gè)耦合連接器(51) ，例如用于冷卻劑，其中所述耦合連接器的入口和出口是集成到一 起的。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的熱交換器，其特征在于所述耦 合連接器(51)由至少兩個(gè)管狀部分構(gòu)成(510， 511)，其中一個(gè)管狀部 分可以被插入另外一個(gè)管狀部分并被鎖止密封，其中分隔壁(512)被設(shè) 置在所述管狀部分之一 (510或511)中，并且其中至少一個(gè)入口連接器(513)和至少一個(gè)出口連接器(514)設(shè)置在所述管狀部分的一個(gè)或另一 個(gè)(510或511)中，并且其中所述管狀部分之一設(shè)置在所述收集箱 (60)的壁中的至少一個(gè)開口 (61， 62)上。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的熱交換器，其特征在于所述收集箱(60)具有將所述收集箱(60)分為入口部分(64)和出口部分 (65)的子分隔壁(63)，其中一個(gè)開口 (61)與所述入口部分相通，另 一個(gè)開口 (62)與所述出口部分相通。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的熱交換器，其特征在于所述管 狀部分之一由金屬制成并被焊接到所述收集箱(60)的壁上，另一管狀部 分可以由塑料構(gòu)造。
10. —種用于熱交換器的耦合連接器(51)，所述耦合連接器至少包 括兩個(gè)管狀部分(510， 511)，其中一個(gè)可以被插入另外一個(gè)并被鎖止密 封，其特征在于分隔壁(512)在所述管狀部分之一 (510或511)中延 伸，并且其中在所述管狀部分之一或另一個(gè)(510或511)上設(shè)置至少一 個(gè)入口連接(513)和/或至少一個(gè)出口連接(514)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的耦合連接器，其特征在于所述管狀部分 (510， 511)之一被安裝至收集箱(60)的壁中相鄰布置的至少兩個(gè)開口 (61， 62)，所述收集箱(60)具有至少一個(gè)將所述收集箱(60)分為入口部分(64)和出口部分(65)的子分隔壁(63)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的耦合連接器，其特征在于所述分隔壁 (512)為所述子分隔壁(63)的突出部分，其中所述部分從所述收集箱 (60)的壁中的開口延伸進(jìn)入所述管狀部分(510， 511)之一。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10-12中任一項(xiàng)所述的耦合連接器，其特征在于安 裝至所述收集箱(60)的所述部分(510)由諸如鋁的金屬制成，并被焊 接在所述收集箱(60)的壁上，其中所述另一部分(511)可以由塑料構(gòu) 造。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10-12中任一項(xiàng)所述的耦合連接器，其特征在于所 述耦合連接器(51)可以用于存在或不存在預(yù)冷卻器/后冷卻器(5)的任 何熱交換器。
15. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的耦合連接器，其特征在于所 述熱交換器為平板熱交換器，在其罩板或基板上設(shè)置有所述耦合連接器(51)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有冷卻體的熱交換器(例如，增壓空氣冷卻器)，其中冷卻體由以間隔排列的扁平管組成并在間隔中安置有波狀鰭片。扁平管中的增壓空氣在所述扁平管中可以由流經(jīng)所述波狀鰭片的冷卻空氣冷卻。熱交換器可以包括流連接器和結(jié)合的預(yù)冷卻器，其中諸如增壓空氣的介質(zhì)被冷卻劑冷卻。預(yù)冷卻器/后冷卻器可以被集成到冷卻體的一部分中。流連接器至少包括兩個(gè)管狀部分，其中一個(gè)可以被插入另外一個(gè)并被鎖止和密封，可以包括在管狀部分之一中延伸的分隔壁。至少一個(gè)入口連接器和/或至少一個(gè)出口連接器可以被設(shè)置在一個(gè)或其他所述管狀部分中。
文檔編號F02B29/04GK101490382SQ200780026297
公開日2009年7月22日 申請日期2007年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月12日
發(fā)明者克勞斯·卡巴謝爾 申請人:摩丁制造公司