[實用新型]熱交換器

有效

• 申請號: 201420215187.2
• 申請日: 2014-04-29
• 公開（公告）號: CN203964728U
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: C·M·格雷納;L·M·羅斯
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: F28D9/00
• 分類號: F28D9/00;F28F3/08;F01P11/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

技術領域

本公開涉及一種熱交換器以及用于操作熱交換器的方法。

背景技術

諸如汽車的熱交換器等熱交換器設計可以利用軋制的和/或折疊的翼片將熱從在內部經過一系列冷卻劑管的冷卻劑或流體傳遞至空氣。熱從管傳導至翼片，其中翼片與冷卻劑管物理接觸。US2012/0273182公開了一種具有翼片構件的熱交換器，其中所述翼片構件在管路之間以波紋狀折疊形式反復延伸。翼片構件從管路去除熱，并將熱排放到流過翼片的空氣中。

本發明人認識到在US2012/0273182中公開的熱交換器的若干缺點。例如，由于翼片設計的均勻性，在流過翼片的空氣中會形成少量的湍流。減少湍流會降低熱交換器的熱傳遞能力。此外，翼片和管路之間的較小接觸面積會進一步降低熱交換器的熱傳遞能力。因此，可以增加熱交換器的尺寸，以提供期望的冷卻量。

實用新型內容

本發明人在此已經認識到上述問題，并且已經開發了一種熱交換器。所述熱交換器包括堆疊的多層翼片，每個翼片均包括重復形式的折疊，堆疊的多層翼片形成多個反復偏移的單元結構。熱交換器還包括耦接至堆疊的多層翼片中的周邊翼片的第一冷卻劑管道和第二冷卻劑管道。熱交換器還包括引導空氣通過反復偏移的單元結構的風扇。

通過偏移的單元結構產生的流動形式增加了通過堆疊的翼片層的氣流中的湍流，而不會將通過單元結構的氣流損失增加至超過期望值。因此，熱交換器的熱傳遞能力增加。具體地，在一個示例中，反復偏移的單元結構被配置為產生通過翼片的各向同性的湍流氣流。應認識到，各向同性的湍流氣流進一步增加從翼片傳遞至空氣的熱量。此外，當熱交換器的熱傳遞能力增加時，熱交換器的尺寸可以減小，同時實現更大的低效熱交換器的熱傳遞能力。因此，可以增加冷卻系統的緊湊性，或熱交換器可以提供增加的冷卻。

此外，在一個示例中，周邊翼片的多個平坦表面可以被耦接至第一和第二冷卻劑管道。以此方式，增加了翼片與冷卻劑管道之間的接觸區域的尺寸，從而進一步增加了熱交換器的熱傳遞能力。

此外，在一個示例中，提供了一種用于熱交換器操作的方法。該方法包含：使冷卻劑流過第一冷卻劑管道和第二冷卻劑管道；以及使湍流空氣流過由堆疊的多層翼片形成的多個反復偏移的單元結構，每個翼片均包括重復形式的折疊。

在另一示例中，通過多個反復偏移的單元結構的氣流是各向同性的湍流。

在另一示例中，相對于風扇的出口方向以非平角布置偏移的單元結構。

根據本實用新型的一個實施例，所述堆疊的多層包括第一堆疊層和第二堆疊層，所述第一堆疊層具有在所述第一冷卻劑管道與第二冷卻劑管道之間延伸的順序地堆疊并在橫向方向上對齊的多個翼片，所述第二堆疊層具有順序地堆疊并在所述橫向方向上對齊的多個翼片，所述第一堆疊層相對于所述第二堆疊層在縱向方向上偏移。

根據本實用新型，提供一種用于發動機的熱交換器，所述熱交換器包括：相互間隔開的第一冷卻劑管道和第二冷卻劑管道；在所述第一冷卻劑管道與第二冷卻劑管道之間延伸的堆疊且橫向對齊的第一層翼片，每個所述翼片均包括重復形式的折疊；以及在所述第一冷卻劑管道與第二冷卻劑管道之間延伸的堆疊且橫向對齊的第二層翼片，每個所述翼片均包括重復形式的折疊，并且所述第一層翼片相對于所述第二層翼片縱向地偏移。

根據本實用新型的一個實施例，每個所述翼片結構均包括連續布置的多個平坦表面，每個平坦表面被布置為垂直于之后的和之前的平坦表面。

當單獨或結合附圖時，本實用新型的上述優點和其它優點以及特征將通過以下具體實施方式變得顯然。

應當理解，提供以上概述是為了以簡化的形式介紹一系列概念，這些概念在具體實施方式中被進一步描述。這并不意味著確定要求保護的主題的關鍵或必要特征，要求保護的主題的范圍被所附權利要求唯一地限定。此外，要求保護的主題不限于解決上述或在本公開的任何部分中所述的任何缺點的實施方式。另外，本發明人在此已經認識到上述問題，并且不認為其是已知的。

附圖說明

圖1示出了包括發動機和熱交換器的車輛系統的示意圖；

圖2示出了示例性的熱交換器；

圖3示出了圖2中所示的熱交換器中的翼片結構的一部分；

圖4示出了圖3中所示的翼片結構中的翼片；

圖5示出了另一示例性的熱交換器；

圖6示出了圖5中所示但不具有冷卻劑管道中的一個的熱交換器；

圖7示出了圖5和圖6中所示的熱交換器中的翼片結構的一部分；

圖8示出了圖7中所示的翼片結構中的翼片；