[發明專利]具有空氣動力學特征以改善性能的熱交換器

在審

• 申請號: 201780063010.1
• 申請日: 2017-10-13
• 公開（公告）號: CN109804217A
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: E·J·斯考滕;C·L·M·史蒂文斯;B·A·肯內;L·M·金德
• 申請（專利權）人: 達納加拿大公司
• 主分類號: F28F13/06
• 分類號: F28F13/06;F28D9/02;F28F3/08;F28F3/14;F28F9/04;F28F9/22
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 顧峻峰

諸如增壓空氣冷卻器的氣體?液體熱交換器具有芯部，該芯部包括限定液體冷卻劑流動通道的堆疊的扁平管，以及在扁平管之間的多個端部開口的氣體流動通道。在芯部的端板和相鄰的扁平管之間限定最末端氣體流動通道，使得最末端氣體流動通道僅與所述扁平管的所述相鄰一個接觸。阻擋元件沿著芯部的正面或者背面延伸，并且至少部分地阻擋最末端氣體流動通道。每個扁平管可包括成對芯板，至少一個芯板包括舌片，該舌片突出到氣體流動通道中并覆蓋位于湍流增強插入件的邊緣和冷卻劑歧管的側部之間的氣體旁路通路。

相關申請的交叉引用

本申請要求2016年10月14日提交的美國臨時專利申請第62/408,216號和2017年7月27日提交的美國臨時專利申請第62/537,772號的優先權和權益，它們的內容以參見的方式納入本文。

技術領域

本公開總體上涉及用于利用冷卻劑冷卻熱氣體的熱交換器，諸如氣體-液體增壓空氣冷卻器。

背景技術

已知使用氣體-液體熱交換器來冷卻渦輪增壓內燃機或燃料電池發動機中的壓縮增壓空氣，或冷卻熱的發動機廢氣。例如，壓縮增壓空氣通常可通過壓縮環境空氣來產生。在壓縮期間，空氣可以被加熱到約200℃或更高的溫度，并且必須在它到達發動機之前冷卻。

已知各種氣體冷卻熱交換器的結構。例如，氣體冷卻熱交換器通常具有由堆疊的扁平管組成的鋁芯部，每個管限定內部冷卻劑通道。這些管間隔開以限定氣體流動通道，這些氣體流動通道通常設有湍流增強插入件，以改善從熱氣體到液體冷卻劑的熱傳遞。

鋁芯部可以封圍在由諸如塑料的不同材料形成的殼體內，殼體包括提供氣體入口和出口開口的入口和出口歧管蓋以及用于分配氣流的歧管空間。

為了降低材料成本、重量和復雜性，期望封圍鋁芯部的側部并消除殼體的側部。具有封閉側部的熱交換器在本文中稱為“自封圍”熱交換器。在自封圍式熱交換器中，歧管蓋必須直接連接并密封到芯部，同時保持并使冷卻效率最大化。

在一些氣體-液體熱交換器中，期望在芯部的頂部和底部提供氣體流動通道，以節省空間并降低成本。然而，頂部和底部氣體流動通道將具有更高的出口溫度，因為它們僅與一個承載冷卻劑的扁平管接觸。

仍然需要提高氣體冷卻熱交換器的效率，這是通過改進歧管蓋和芯部之間的密封、使氣體旁路流動最小化和/或通過在熱氣體和液體冷卻劑之間提供最佳熱交換來實現的。

發明內容

在一個方面，提供了一種氣體-液體熱交換器，其包括具有頂部、底部、成對側部、敞開的正面和敞開的背面的熱交換器芯部，其中氣體流動方向被限定為從正面到背面通過芯部，并且其中芯部具有在其頂部和底部之間限定的高度；其中該芯部包括：彼此平行堆疊的多個扁平管，每個扁平管封圍用于液體冷卻劑循環的液體流動通道；多個氣體流動通道，每個氣體流動通道限定在相鄰的成對所述扁平管之間的空間中，其中氣體流動通道在芯部的正面和背面敞開；封圍芯部的頂部或底部的端板，其中最末端氣體流動通道被限定在端板和相鄰的一個所述扁平管之間，使得最末端氣體流動通道僅與相鄰的一個所述扁平管接觸；阻擋元件，其沿著芯部的正面或者背面延伸，并且至少部分地阻擋最末端氣體流動通道。