[發明專利]包括管芯的熱交換器

在審

• 申請號: 201580021122.1
• 申請日: 2015-04-20
• 公開（公告）號: CN106662407A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 阿諾德·孔泰;安德斯·布羅爾松;弗雷德里克·羅姆尼茨
• 申請（專利權）人: 泰坦X引擎冷卻控股公司
• 主分類號: F28D1/053
• 分類號: F28D1/053
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司11262
• 代理人: 湯慧華,鄭霞

技術領域

本發明涉及一種熱交換器，該熱交換器包括具有用于流體的流體入口的入口箱，和具有用于所述流體的流體出口的出口箱，以及將所述入口箱和所述輸出箱連接在一起并形成用于所述流體的從所述入口箱至所述出口箱的多個流體流動路徑的管芯(core of tubes)，其中所述管屬于管的主組和輔助組。

現有技術

根據前文的熱交換器從專利US 4791982是已知的。在該專利中所披露的熱交換器是冷卻劑散熱器，其具有芯，該芯包含屬于管的主組和輔助組的管。在兩個組之間的管的尺寸上存在差異，這種差異主要用于流動分布，并因此提高特別是在低流速下的效率。

發明目的

現有技術的熱交換器的缺點在于，當涉及到多功能性時，它的技術概念是相當受限制的。因為它包括使用不同尺寸的管，它使得使用具有管插入孔口的集管板成為必要，對于每一個系列的熱交換器，該管插入孔口根據唯一的模式被設定尺寸和布局。這使得小型系列的熱交換器的生產效率低下，并且阻礙產品的多功能性。

針對這種背景，本發明的目的是改進已知的熱交換器，使得其生產被簡化并且特別是呈現更加有效和多功能。

發明概述

根據本發明，這通過根據前文的熱交換器得到實現，所述熱交換器的特征在于，所述入口箱和所述出口箱具有集管板，所述集管板形成芯接口并且包括用于管的主組和管的輔助組兩者的全部相同的管插入孔口，作為主組的成員的管是基管，并且作為輔助組的成員的管是適應管(adaptation tube)，該適應管與基管不同并且用于在熱交換器的關鍵區域中局部地改善熱交換器性能。

具有全部相同的管插入孔口的集管板的使用無疑使得有必要使用具有全部相同的外形的管，因為它們否則將不匹配集管板。然而，這已不成問題，因為管的特性可以在內部以不同的方式變化，例如通過選擇適當的管壁厚，通過提供凹處(dimple)或紊流器或通過使用不同的管插入件。因此，本發明使得通過相同的集管板但在選定位置處的不同的管例如來有效地生產小型系列的適合的熱交換器是可能的。

根據一個實施方案，為了延長熱交換器的壽命，管的所述輔助組包括適應管，適應管各自提供與由所述基管中的每一個提供的基本強度相比增強的強度，其中，所述適應管在熱交換器的應力水平趨向于比整個熱交換器的中等應力水平高的區域中使用。熱交換器的這樣的加固管是有用的區域是，例如大體上平行六面體的熱交換器芯的角部區域。

根據另外的實施方案，所述適應管可以通過具有超過基管的壁厚的壁厚來提供增強的強度。增加管壁厚度是增強強度的簡單方法，但是，如果管是金屬片管(這是本領域中的正常工藝)，則對于與第一組和第二組有關的管而言，需要分別使用不同規格的金屬片。

根據另外的實施方案，所述適應管通過包括布置在管開口中的加強插入件來提供增強的強度。提供加強插入也是增強強度的簡單方法，并且使利用具有相同壁厚的管成為可能。然而，生產、插入和緊固這樣的加強插入件將是應考慮的方面。

根據另外的實施方案，所述適應管通過包含比布置在所述基管中的紊流器硬的紊流器來提供增強的強度。在本領域中，在熱交換管的內部使用所謂的紊流器相當普遍。鑒于此，使用不同設計的紊流器來實現根據本發明的熱交換器是有吸引力的解決方案。

根據另外的實施方案，所述適應管通過包括內部加強肋來提供增強的強度。內部加強肋可以例如通過模壓相應地生產管的金屬片來提供。

根據另外的實施方案，所述適應管通過包含由全部平滑的管壁產生的特別耐用的管接縫來提供增強的強度。當制造由金屬片制成的管時，將產生沿著管延伸的釬接縫。如果初始片是全部平滑的并且沒有例如模壓的凹處的話，則使得該接縫更耐用。

根據另外的實施方案，所述熱交換器包括第一排的管和第二排的管，其中至少所述第一排的多個管屬于管的主組并且第二排的全部管屬于管的輔助組。例如，如果熱交換器是冷卻劑散熱器，該冷卻劑散熱器被螺栓固定到另一個單元，例如增壓空氣冷卻器，這助于穩定緊挨其的冷卻劑散熱器管排，那么像這樣的解決方案可能是有利的。

根據另外的實施方案，為了改善熱交換器的效率，管的所述輔助組包括適應管，適應管各自提供比由所述基管中的每一個提供的流動阻力低的流動阻力，其中，所述適應管布置在熱交換器的流體流動水平趨向于比整個熱交換器的中等流體流動水平低的區域中。熱交換器的低流動趨向于成為問題的區域主要是遠離流體進入或出口的區域，是在支架或類似物附近的區域，以及是流體入口的緊鄰的下方的區域。