專利名稱：熱交換裝置以及工作介質(zhì)的調(diào)節(jié)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱交換裝置以及一種用來(lái)調(diào)節(jié)工作介質(zhì)-即工質(zhì)的方法，特別是通過(guò)該熱交換裝置來(lái)調(diào)節(jié)該工質(zhì)。
背景技術(shù)：
在一種熱交換裝置中，工質(zhì)通過(guò)換熱面與熱交換介質(zhì)進(jìn)行熱量交換從而達(dá)到所要求的工作點(diǎn)。這類熱交換裝置已公開(kāi)多種。例如，這種熱交換裝置可以是汽車散熱器，它的工質(zhì)是發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液，而熱交換介質(zhì)則是所流經(jīng)的周圍空氣。而內(nèi)燃機(jī)之類的發(fā)動(dòng)機(jī)的其它工質(zhì)也需要使用熱交換介質(zhì)。例如，內(nèi)燃機(jī)的燃燒用空氣在回到燃燒腔室之前被一個(gè)熱交換器冷卻。同樣已為人所知的是，為了操縱汽車制動(dòng)或汽車發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)，需壓縮空氣冷卻。
這些已公開(kāi)的熱交換器是特殊的部件，它們被安裝在單獨(dú)的外殼之內(nèi)，并且只是部分地參加到發(fā)動(dòng)機(jī)的的整個(gè)冷卻系統(tǒng)中。
在這種熱交換器中，工質(zhì)以強(qiáng)制流動(dòng)的方式流經(jīng)一個(gè)區(qū)域，而熱交換介質(zhì)也流經(jīng)這個(gè)區(qū)域，其缺點(diǎn)在于，外殼必須相應(yīng)匹配并且耐壓性好；此外，還必須以強(qiáng)制的方式使工質(zhì)流動(dòng)。因此，本發(fā)明的目的是提供一種熱交換裝置，從而以一種盡可能簡(jiǎn)單的方式對(duì)工質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是由本發(fā)明所涉及的一種熱交換裝置實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明所涉及的一種工質(zhì)的調(diào)節(jié)方法同樣適用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的。
在一個(gè)熱交換裝置中，通過(guò)熱交換介質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)工質(zhì)。在這一過(guò)程中，調(diào)節(jié)是通過(guò)工質(zhì)和熱交換介質(zhì)之間的熱交換來(lái)達(dá)到所需要的工作點(diǎn)。為此目的，換熱面在熱交換裝置中形成，而兩種介質(zhì)之間相互分隔并通過(guò)這一換熱面進(jìn)行熱量交換。在本發(fā)明中，一個(gè)腔室相應(yīng)形成，工質(zhì)則流入到這個(gè)腔室中。這個(gè)腔室至少有一部分被一根管道貫穿，而熱交換介質(zhì)在這根管道中流過(guò)。
在這種結(jié)構(gòu)中，工質(zhì)不必主動(dòng)地流過(guò)換熱面，這樣，熱交換就可以在部分強(qiáng)制流動(dòng)或完全沒(méi)有強(qiáng)制流動(dòng)的情況下通過(guò)自由的對(duì)流實(shí)現(xiàn)。在這種情況下，工質(zhì)的調(diào)節(jié)就特別指對(duì)工質(zhì)的冷卻。
按照本發(fā)明的優(yōu)選結(jié)構(gòu)，所述腔室在其縱向長(zhǎng)度為最大的這一方向上至少被一根管道貫穿。管道沿著腔室的縱向長(zhǎng)度為最大的這一方向，可以使管道在腔室中的表面積盡可能的大，從而形成一個(gè)盡可能大的換熱面。如果熱量交換主要是或者幾乎僅僅通過(guò)自由的對(duì)流實(shí)現(xiàn)，這種結(jié)構(gòu)對(duì)熱量交換就尤為有利。
按照本發(fā)明的優(yōu)選結(jié)構(gòu)，至少一根管道具有熱交換翅片，如換熱片。熱交換翅片用來(lái)增大管道的表面，從而增大換熱面，進(jìn)而提高兩種介質(zhì)之間的熱量交換。按照一個(gè)優(yōu)選改型，熱交換翅片布置在管道的外側(cè)，并從管道向腔室中突出。這樣將尤其增大由熱交換翅片形成的、與工質(zhì)接觸的換熱面面積。通過(guò)采用合適的、導(dǎo)熱性好的材料如金屬，可以提高材料中的熱傳導(dǎo)。這樣，即使熱交換翅片的內(nèi)側(cè)沒(méi)有被熱交換介質(zhì)流過(guò)，表面的增大也能發(fā)揮效果。按照實(shí)際情況以及工質(zhì)進(jìn)出腔室的要求，也可以使熱交換翅片的延伸方向垂直于腔室中管道的延伸方向，這有利于形成良好的熱量交換。在這里，特別具有優(yōu)點(diǎn)的是，將翅片與重力的作用方向平行布置。
按照本發(fā)明的優(yōu)選改型，熱交換翅片按照工質(zhì)流入腔室的方向和/或流出腔室的方向形成。
按照本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選結(jié)構(gòu)，至少一根管道布置在腔室的至少一個(gè)流入口的區(qū)域。通過(guò)將管道布置在流入口的區(qū)域，使管道出現(xiàn)強(qiáng)制性的繞流，這樣，除了一種單純的自由對(duì)流的熱量交換之外，還部分地出現(xiàn)了一種強(qiáng)制對(duì)流的熱量交換。按照另外的結(jié)構(gòu)，也可以為腔室設(shè)置多個(gè)流入口，在每個(gè)流入口區(qū)域都有一根管道。當(dāng)然也可以為多個(gè)流入口設(shè)置一根共同的管道。特別是，也可以出現(xiàn)以下情況只設(shè)置少量的管道，而其中的每個(gè)管道布置在多個(gè)流入口區(qū)域。另一方面，也可以為每個(gè)流入口設(shè)置另一根只屬于它的管道。這樣，管道的數(shù)量與流入口的數(shù)量至少是相同的。
同樣地，作為替代性的或補(bǔ)充性的設(shè)置，至少一根管道布置在至少一個(gè)流出口區(qū)域。在這里，當(dāng)工質(zhì)從腔室中流出時(shí)，管道的繞流也導(dǎo)致一種強(qiáng)制對(duì)流，從而形成對(duì)自由對(duì)流的補(bǔ)充。特別是在這種情況下，每個(gè)流出口區(qū)域都布置一根管道。在這種情況下，一根管道同樣也可以對(duì)應(yīng)多個(gè)流出口。但也可以這樣設(shè)置每個(gè)流出口都有另一個(gè)相對(duì)應(yīng)的管道。而流入口和流出口也可以為同一個(gè)開(kāi)口，也就是說(shuō)，一個(gè)開(kāi)口在循環(huán)上可以既作為流入口也作為流出口。
按照特殊的結(jié)構(gòu)，每根管道對(duì)應(yīng)至少一個(gè)流入口，優(yōu)選的是精準(zhǔn)地對(duì)應(yīng)一個(gè)流入口，并且對(duì)應(yīng)至少一個(gè)流出口，優(yōu)選的是至少精準(zhǔn)地對(duì)應(yīng)一個(gè)流出口。尤其是，可以設(shè)置一根管道對(duì)應(yīng)多個(gè)流入口，但只對(duì)應(yīng)一個(gè)流出口。
按照一種具有優(yōu)點(diǎn)的方式，當(dāng)工質(zhì)在從流入口開(kāi)始的或流向流出口的流路上直接流經(jīng)設(shè)有熱交換翅片的區(qū)域，那么這個(gè)區(qū)域就可以被介質(zhì)很好地穿流。這樣就使流入或流出的工質(zhì)出現(xiàn)一種特別有益的強(qiáng)制流動(dòng)，從而提高強(qiáng)制對(duì)流的效率。
按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選結(jié)構(gòu)，腔室成為工質(zhì)的一個(gè)儲(chǔ)存器。通過(guò)這種方法，一個(gè)可能需要的儲(chǔ)存器同時(shí)成為一個(gè)熱交換裝置。這樣就可以省去熱交換裝置的單獨(dú)的外殼。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)特別在于，對(duì)熱交換裝置的外殼的結(jié)構(gòu)要求至少在主要部分上與一個(gè)儲(chǔ)存器相同。兩者對(duì)密封性、耐壓性和熱允許負(fù)荷的要求基本一致。
在本發(fā)明的進(jìn)一步改型中，腔室也可以成為蓄壓器。特別是當(dāng)工質(zhì)為氣相時(shí)，蓄壓器具有以下優(yōu)點(diǎn)處于壓力之下的工質(zhì)與熱交換介質(zhì)之間的熱量交換優(yōu)于大氣壓力下的工質(zhì)與熱交換介質(zhì)的熱量交換。
按照發(fā)明的另一個(gè)改型結(jié)構(gòu)，腔室成為發(fā)動(dòng)機(jī)部件或壓縮機(jī)部件、特別是發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣循環(huán)系統(tǒng)、廢氣循環(huán)裝置或制動(dòng)裝置的組成部分。無(wú)論熱交換裝置是否具有儲(chǔ)存器的功能，一旦使其成為功能元件，將會(huì)大幅度降低熱交換裝置的制造成本。按照優(yōu)選的結(jié)構(gòu)，熱交換裝置所需的腔室可以直接成形在發(fā)動(dòng)機(jī)組區(qū)域上或成為其組成部分。這樣，就可以用特別簡(jiǎn)單的方式制成腔室。
在本發(fā)明中，通過(guò)熱交換介質(zhì)對(duì)工質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法規(guī)定，工質(zhì)流入一個(gè)腔室中，而熱交換介質(zhì)則通過(guò)一根貫穿這個(gè)腔室的管道從這個(gè)腔室流過(guò)。這種工作方式使得熱量交換能夠不再依靠工質(zhì)強(qiáng)制穿流經(jīng)過(guò)熱交換器的方式實(shí)現(xiàn)。按照具有優(yōu)點(diǎn)的方式，工質(zhì)在腔室中的調(diào)節(jié)至少部分地通過(guò)自由對(duì)流。這種熱量交換可以通過(guò)特別簡(jiǎn)單方便的方式實(shí)現(xiàn)。按照具有優(yōu)點(diǎn)的實(shí)施方式，工質(zhì)至少在流入或流出腔室的時(shí)候流經(jīng)一個(gè)帶有熱交換翅片的區(qū)域。介質(zhì)流經(jīng)帶有熱交換翅片的區(qū)域，從而形成了一種強(qiáng)制性的對(duì)流，它將提高熱交換的效率，但不會(huì)要求工質(zhì)必須強(qiáng)制穿流熱交換裝置?？傊?，它只會(huì)充分利用已有的工質(zhì)的流動(dòng)。這種流動(dòng)尤其是通過(guò)壓降產(chǎn)生，或者在大多數(shù)情況下，它的產(chǎn)生具有介質(zhì)自動(dòng)形成的流動(dòng)特征，除了工質(zhì)必需的繞流或者從腔室中流出的情況。按照優(yōu)選的方式，熱交換翅片應(yīng)沿著工質(zhì)的流入或流出方向定向，這樣工質(zhì)就可以特別方便地從翅片中間流過(guò)。這種定向方式將會(huì)減少流動(dòng)阻力，同時(shí)使介質(zhì)可以很好地從熱交換翅片之間穿過(guò)。
按照本發(fā)明中方法的優(yōu)選實(shí)施方式，熱交換翅片沿著對(duì)流流動(dòng)的方向定向。在停留時(shí)間相當(dāng)長(zhǎng)和腔室中的結(jié)構(gòu)有利于對(duì)流流動(dòng)的情況下，這種定向?qū)⒋龠M(jìn)對(duì)流流動(dòng)在腔室中的生成。這種流動(dòng)面臨的流動(dòng)阻力小，并且可以很好地圍繞熱交換翅片流動(dòng)，從而加強(qiáng)了自由對(duì)流。如果與腔室的容積相比工質(zhì)的流出量相對(duì)較少，并且流動(dòng)速度低，將會(huì)首先出現(xiàn)對(duì)流流動(dòng)。通過(guò)腔室的這種結(jié)構(gòu)和腔室的容積，可以使工質(zhì)得到很好的調(diào)節(jié)，因?yàn)橥ㄟ^(guò)工質(zhì)在腔室中與之相關(guān)的、較長(zhǎng)的平均停留時(shí)間，工質(zhì)和熱交換介質(zhì)之間能夠?qū)崿F(xiàn)非常良好的熱量交換。當(dāng)然也可以在布置流入口和流出口時(shí)，通過(guò)它們的穿流方向以及在腔室上的位置來(lái)促進(jìn)對(duì)流流動(dòng)的產(chǎn)生。
按照本方法的另外的優(yōu)選實(shí)施方式，工質(zhì)在腔室中被施加壓力。當(dāng)工質(zhì)處于氣相狀態(tài)時(shí)，這種工質(zhì)在腔室中的增壓儲(chǔ)存尤其具有優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)增壓可以提高質(zhì)點(diǎn)的密度，從而改善自由對(duì)流所進(jìn)行的熱量交換。通過(guò)具有優(yōu)點(diǎn)的方式，工質(zhì)可以用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)(內(nèi)燃機(jī))、制動(dòng)裝置或蓄壓器的運(yùn)行。
優(yōu)選的方式是，本發(fā)明中的方法通過(guò)根據(jù)本發(fā)明形成的熱交換裝置實(shí)施。
下面通過(guò)附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。其中圖1為本發(fā)明中的熱交換裝置的第一個(gè)實(shí)施例的橫截面示意圖；圖2為本發(fā)明中的熱交換裝置的第二個(gè)實(shí)施例的橫截面示意圖；圖3為本發(fā)明中的熱交換裝置的第三個(gè)實(shí)施例的縱截面示意圖；圖4為本發(fā)明中的熱交換裝置的第四個(gè)實(shí)施例的縱截面示意圖；圖5為本發(fā)明中的熱交換裝置上管道區(qū)域處的熱交換翅片；圖6為第五個(gè)熱交換裝置的橫截面示意圖；圖7為第六個(gè)熱交換裝置的橫截面示意圖；圖8為一個(gè)熱交換裝置的縱截面示意圖；
圖9為一個(gè)熱交換裝置變型實(shí)施形式的縱截面示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1到圖4中為腔室和布置在其中的管道的不同實(shí)施例，其中，熱交換翅片在管道上成形。這些實(shí)施例的不同在于腔室10的不同結(jié)構(gòu)、至少一個(gè)的流入口和流出口的不同形式以及至少一根管道在腔室中所具有的不同定位。
圖1中為熱交換裝置99，它帶有一個(gè)腔室10，其截面為矩形。在這里，這個(gè)腔室形成了工質(zhì)的儲(chǔ)存器，特別是在工質(zhì)被施加壓力的情況下。
在圖中所示的實(shí)施形式中，腔室10被三根管道20貫穿，而熱交換介質(zhì)21在管道20中流過(guò)。同時(shí)三根管道20中的每根都在外面被熱交換翅片22包圍。在圖示平面中可以看到流入口11，工質(zhì)13通過(guò)它進(jìn)入到腔室10中。在這里，三根管道20的布置使得進(jìn)入的工質(zhì)13直接從管道旁掠過(guò)或穿過(guò)熱交換翅片區(qū)域。在圖中所示的實(shí)施形式中，流入口11對(duì)應(yīng)著多個(gè)管道20。在熱交換裝置99的縱向上，還可以對(duì)應(yīng)這些管道布置另外的流入口，或者作為替代或補(bǔ)充，相應(yīng)地布置一個(gè)或多個(gè)流出口12，如后面的圖3和4中的縱截面圖所示。
在這里，工質(zhì)13和熱交換介質(zhì)21之間的熱量交換，一方面通過(guò)工質(zhì)13流入時(shí)與熱交換翅片22的接觸得以實(shí)現(xiàn)，另一方面通過(guò)工質(zhì)13隨后在腔室10中的停留并且以自由對(duì)流的方式冷卻而實(shí)現(xiàn)。
在圖1中所示的發(fā)明的實(shí)施例中，管道20由圓管構(gòu)成，它們由外部輪廓同樣為圓形的熱交換翅片所包圍，這些翅片優(yōu)選地位于一個(gè)以管道20為軸心沿徑向延伸的平面內(nèi)，如圖5所示。
圖2中為一個(gè)廢氣熱交換裝置的變型結(jié)構(gòu)。圖1和2中的熱交換裝置基本相同，所以圖2中只展示了兩個(gè)結(jié)構(gòu)之間的差別。在圖2中，熱交換翅片22的外部輪廓為矩形，這樣，熱交換翅片就構(gòu)成了腔室的一個(gè)中間被隔斷的區(qū)域，這個(gè)區(qū)域與熱交換翅片間沒(méi)有間隙區(qū)。另外還形成了一個(gè)單獨(dú)的儲(chǔ)存器14，它不帶有熱交換翅片，并且儲(chǔ)存器容積與腔室10基本相同。除此之外，圖2中的熱交換裝置99的結(jié)構(gòu)與圖1中相同。熱交換翅片的這種結(jié)構(gòu)，一方面增大了換熱面，另一方面使流入的工質(zhì)更好地穿過(guò)翅片區(qū)域。
圖1和2顯示的是本發(fā)明的熱交換裝置99結(jié)構(gòu)的橫截面。隨后的圖3和4顯示的是腔室10的縱截面。
圖3為帶有腔室10的熱交換裝置99，它在縱向上被一根管道20貫穿。同時(shí)，管道20在其外側(cè)帶有向腔室10內(nèi)部突出的熱交換翅片，在這里，熱交換介質(zhì)21(圖未示)按箭頭23所示從管道中流過(guò)。其中，熱交換翅片22按圖中所示從管道20沿徑向向四周突出。工質(zhì)13(圖未示)通過(guò)流入口11進(jìn)入到工作腔室10中。流入口11則沿管道20的縱向走向依次布置，它們當(dāng)然也可以不按圖中所示在垂直方向上相互錯(cuò)開(kāi)，并且不必對(duì)應(yīng)同一根管道20。流入的工質(zhì)13首先到達(dá)管道20和熱交換翅片22的區(qū)域，并按箭頭16所示方向穿過(guò)這些區(qū)域。另外，腔室10還具有一個(gè)儲(chǔ)存區(qū)域14，在這個(gè)區(qū)域中沒(méi)有熱交換翅片22，并最大限度地儲(chǔ)存工質(zhì)13。在這個(gè)區(qū)域，工質(zhì)通過(guò)自由對(duì)流進(jìn)行調(diào)節(jié)，在這一過(guò)程中，工質(zhì)和熱交換介質(zhì)之間進(jìn)一步進(jìn)行熱量交換。所有的對(duì)熱交換介質(zhì)通過(guò)熱量交換對(duì)工質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)的描述，要么是指對(duì)工質(zhì)的冷卻，要么是指對(duì)工質(zhì)的加熱。調(diào)節(jié)的類型僅取決于溫差的走向。不論是加熱還是冷卻，本發(fā)明中的熱交換裝置的結(jié)構(gòu)原理不受影響。
在圖3中有兩個(gè)作為替代或可同時(shí)使用的流出口12的布置形式。其中一個(gè)流出口12布置在流入口11的縱向延長(zhǎng)方向上，而另一個(gè)則是沿軸向從儲(chǔ)存區(qū)域向外布置。在第一個(gè)所述的流出口12的情況下，流出的工質(zhì)13再次穿過(guò)帶有至少一根管道20和熱交換翅片22的區(qū)域，而在第二個(gè)所述的流出口的情況下，工質(zhì)直接由儲(chǔ)存區(qū)域14經(jīng)流出口12流出，不再直接從熱交換翅片22和管道20旁掠過(guò)。在這兩種流出口的結(jié)構(gòu)中可以設(shè)置一個(gè)閥15(圖未示)來(lái)對(duì)流出介質(zhì)進(jìn)行控制，并且兩個(gè)流出口的閥可以相互獨(dú)立操作。
圖4同樣為熱交換裝置或加壓冷卻器的腔室10的縱截面圖。在腔室10的縱向側(cè)交替布置著流入口11和流出口12。在腔室10中，沿流入方向16首先為一個(gè)間隙區(qū)18。在間隙區(qū)18中布置著隔板19，它們將間隙區(qū)18中對(duì)應(yīng)流入口和流出口的區(qū)域相互分隔開(kāi)。
流入腔室10的工質(zhì)首先按箭頭16所示穿過(guò)流入口11，流經(jīng)間隙區(qū)18到達(dá)帶有熱交換翅片22的區(qū)域。在這一過(guò)程中，介質(zhì)繞流經(jīng)過(guò)管道20。然后工質(zhì)到達(dá)溢流區(qū)14。在本發(fā)明的這個(gè)結(jié)構(gòu)中特別有利的是，熱交換翅片22與管道20的縱向延伸相對(duì)，沿徑向突出，介質(zhì)從它們之間穿過(guò)，同時(shí)保證了與熱交換翅片22所形成的換熱面的長(zhǎng)時(shí)間接觸。在溢流區(qū)14，工質(zhì)13通過(guò)自由對(duì)流得到進(jìn)一步調(diào)節(jié)。工質(zhì)受自由對(duì)流的調(diào)節(jié)也發(fā)生在間隙區(qū)18中。工質(zhì)按箭頭17所示流向流出口12，在這一過(guò)程中，管道20和熱交換翅片22的區(qū)域被介質(zhì)再次繞流或穿流經(jīng)過(guò)。
另外，還可以設(shè)置一個(gè)直接從溢流區(qū)14向外的流出口12。并且也可以采用下列結(jié)構(gòu)替代，即在側(cè)面只布置流入口11，而兩個(gè)流入口之間的間隙區(qū)18由隔板19相互隔開(kāi)，并且各單獨(dú)流入的工質(zhì)只是在溢流區(qū)14才匯合在一起。然后，工質(zhì)通過(guò)唯一的、直接從溢流區(qū)14向外的流出口12流出，這個(gè)流出口之前被稱為是補(bǔ)充的流出口，并沿縱向從腔室10向外伸出。
圖5中為翅片22，它們沿徑向從管道20上突出。如果工質(zhì)的流入或流出垂直于管道20的延伸方向并且在流入或流出時(shí)工質(zhì)13相對(duì)于管道20內(nèi)的穿流進(jìn)行橫向流動(dòng)，使用這種定向的翅片22就特別有利。特別的是，熱交換翅片與重力的作用方向平行。翅片的高度優(yōu)選為1mm到約40mm之間，翅片間距優(yōu)選為0.1到大約20mm之間。
圖6是本發(fā)明的熱交換裝置的100的另一個(gè)實(shí)施例，它基本上與圖1中所示的實(shí)施例相同。工質(zhì)113首先經(jīng)過(guò)流入口111進(jìn)入到腔室110中。腔室110被管道120貫穿，熱交換介質(zhì)121從管道中流過(guò)，并且管道被熱交換翅片122包圍。為了增加熱交換介質(zhì)121和工質(zhì)113之間的熱量交換，在腔室110的壁130中設(shè)置了另一根用來(lái)容納熱交換介質(zhì)121的管道140，這樣腔室110就以管道140為界。管道140包圍了腔室110的至少一部分。為了增加腔室110和管道140之間的換熱面，壁130還帶有熱交換翅片150，它們?cè)诒緦?shí)施例中與貫穿腔室110的管道120平行，并與熱交換翅片122垂直。
圖7中為熱交換裝置200，它與圖6中的熱交換裝置100的基本區(qū)別在于，管道220的熱交換翅片222在腔室210的截面中所占的比例較大，這樣就使工質(zhì)213和熱交換介質(zhì)221之間的換熱面增大，與圖2中所示的熱交換裝置99相似。
圖8中為熱交換裝置300的縱截面圖。熱交換裝置300基本上與圖6中的熱交換裝置100相同，包括工質(zhì)313的流入口311、腔室310和流出口312以及熱交換介質(zhì)321的流入口324、管道320、340和流出口325，其中，管道320和340帶有熱交換翅片322以及350。
工質(zhì)313經(jīng)過(guò)流入口311進(jìn)入到腔室310中，然后沿箭頭355所示從熱交換翅片322流向熱交換翅片350，然后沿箭頭360所示方向流動(dòng)，并沿箭頭365、366之一所示再次流經(jīng)熱交換翅片322，并最終經(jīng)流出口312從腔室310中流出。翅片322、350通過(guò)它們的布置成為流動(dòng)介質(zhì)313的導(dǎo)向件，這就使得工質(zhì)和沿箭頭370所示流動(dòng)的熱交換介質(zhì)321之間的熱量交換得到提高，并在必要時(shí)受到控制。
由于在熱交換裝置300上，流入口311與流出口312之間沒(méi)有一一對(duì)應(yīng)，這樣，工質(zhì)313可以任意通過(guò)一個(gè)或多個(gè)流入口311流進(jìn)腔室310和/或通過(guò)一個(gè)或多個(gè)流出口312從腔室310中流出。
圖9中是圖8中所示熱交換裝置300的簡(jiǎn)化實(shí)施例。該熱交換裝置400帶有腔室410以及用于熱交換介質(zhì)421的、貫穿腔室410并帶有翅片422的管道420，以及帶有翅片450的壁430。翅片450用于增大腔室410中的工質(zhì)413和熱交換裝置400的周圍環(huán)境之間的熱量交換。在一個(gè)圖中未示的實(shí)施例中，壁430中布置另一根用于熱交換介質(zhì)的管道，與圖8中的實(shí)施形式相似。
各翅片450均為中間間斷，在這種情況下，各中斷的翅片優(yōu)選地分別位于工質(zhì)413的流入或流出口411、412的區(qū)域，以減少工質(zhì)413在這些區(qū)域中的流動(dòng)阻力，這樣可以在對(duì)工質(zhì)有利的情況下減少腔室410中的壓力損失。
除此之外，熱交換裝置400的工作原理與圖8中所示相同。
權(quán)利要求
1.熱交換裝置，具有工質(zhì)和熱交換介質(zhì)，其中，工質(zhì)通過(guò)換熱面與熱交換介質(zhì)進(jìn)行熱量交換從而達(dá)到所要求的工作點(diǎn)，其特征在于，該裝置形成一個(gè)工質(zhì)可流入的腔室，并且該腔室被至少一根管道貫穿和/或分界或包圍，熱交換介質(zhì)則在管道中流過(guò)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換裝置，其特征在于，腔室在其縱向長(zhǎng)度為最大的這一方向上至少被一根管道貫穿。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱交換裝置，其特征在于，至少一根管道具有熱交換翅片。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱交換裝置，其特征在于，熱交換翅片布置在管道的外側(cè)，并從管道向腔室中突出。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱交換裝置，其特征在于，熱交換翅片的走向垂直于至少一根管道的延伸方向，尤其是沿徑向向外突出。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的熱交換裝置，其特征在于，熱交換翅片按照工質(zhì)流入腔室的方向形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求4到6之一所述的熱交換裝置，其特征在于，熱交換翅片按照工質(zhì)流出腔室的方向形成。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的熱交換裝置，其特征在于，至少一根管道布置在腔室的至少一個(gè)流入口的區(qū)域。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱交換裝置，其特征在于，它還設(shè)置有多個(gè)流入口，在每個(gè)流入口區(qū)域都有一根管道。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的熱交換裝置，其特征在于，多個(gè)流入口各自對(duì)應(yīng)一根共同的管道。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的熱交換裝置，其特征在于，每個(gè)流入口都有另一根相對(duì)應(yīng)的管道。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的熱交換裝置，其特征在于，至少一根管道布置在至少一個(gè)流出口區(qū)域。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的熱交換裝置，其特征在于，設(shè)置多個(gè)流出口，同時(shí)每個(gè)流出口區(qū)域布置一根管道。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的熱交換裝置，其特征在于，多個(gè)流出口各自對(duì)應(yīng)一根共同的管道。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的熱交換裝置，其特征在于，每個(gè)流出口都有另一根相對(duì)應(yīng)的管道。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的熱交換裝置，其特征在于，每根管道對(duì)應(yīng)至少一個(gè)流入口和至少一個(gè)流出口，至少一個(gè)特別是正好一個(gè)流入口對(duì)應(yīng)一個(gè)流出口。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的熱交換裝置，其特征在于，至少一個(gè)包圍腔室的管道布置在腔室的壁之中，其中，壁帶有熱交換翅片。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的熱交換裝置，其特征在于，壁的熱交換翅片及貫穿腔室的管道的熱交換翅片形成工質(zhì)的導(dǎo)向件。
19.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的熱交換裝置，其特征在于，工質(zhì)在從流入口通向流出口的流路上流經(jīng)設(shè)有熱交換翅片的區(qū)域。
20.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的熱交換裝置，其特征在于，腔室形成工質(zhì)的儲(chǔ)存器。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的熱交換裝置，其特征在于，腔室形成一個(gè)蓄壓器。
22.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的熱交換裝置，其特征在于，腔室是汽車功能元件的組成部分
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的熱交換裝置，其特征在于，腔室成為發(fā)動(dòng)機(jī)部件、特別是發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣循環(huán)系統(tǒng)、廢氣循環(huán)裝置、制動(dòng)裝置或壓縮機(jī)的組成部分。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的熱交換裝置，其特征在于，腔室直接成形在發(fā)動(dòng)機(jī)組區(qū)域上或成為其組成部分。
25.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的熱交換裝置，其特征在于，翅片的高度為1mm到40mm之間，翅片間距為0.1到20mm之間。
26.一種通過(guò)熱交換介質(zhì)對(duì)工質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法，其特征在于，工質(zhì)流入到腔室中，熱交換介質(zhì)在至少一根貫穿腔室的管道中流過(guò)。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，工質(zhì)在腔室中的調(diào)節(jié)至少一部分通過(guò)自由對(duì)流。
28.根據(jù)權(quán)利要求26或27所述的方法，其特征在于，工質(zhì)至少在流入或流出腔室的時(shí)候穿過(guò)帶有熱交換翅片的區(qū)域。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，熱交換翅片沿工質(zhì)的流入或流出方向定向。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，熱交換翅片沿著腔室中對(duì)流流動(dòng)的方向定向。
31.根據(jù)權(quán)利要求26到30中之一所述的方法，其特征在于，工質(zhì)儲(chǔ)存在腔室中，同時(shí)工質(zhì)在腔室中被施加壓力。
32.根據(jù)權(quán)利要求26到31中之一所述的方法，其特征在于，工質(zhì)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)或制動(dòng)器的運(yùn)行。
33.根據(jù)權(quán)利要求26到32中之一所述的方法，其特征在于，該方法由如前述權(quán)利要求1到23中之一所述的熱交換裝置實(shí)施。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種熱交換裝置，在該裝置中通過(guò)熱交換介質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)工作介質(zhì)。在調(diào)節(jié)過(guò)程中，通過(guò)工質(zhì)和熱交換介質(zhì)的熱量交換達(dá)到所要求的工作點(diǎn)。換熱面在熱交換裝置中形成，兩種介質(zhì)之間相互分隔并通過(guò)這一換熱面進(jìn)行熱量交換。在本發(fā)明中，所述的裝置具有一個(gè)腔室，工作介質(zhì)流入到這個(gè)腔室中。腔室至少被一個(gè)管道貫穿或者分界，熱交換介質(zhì)從該管道中流過(guò)。
文檔編號(hào)F28F1/24GK1754078SQ200380109945
公開(kāi)日2006年3月29日 申請(qǐng)日期2003年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月25日
發(fā)明者卡斯滕·埃姆里希, 沃爾夫?qū)た死啄? 埃伯哈德·潘托 申請(qǐng)人:貝洱兩合公司