專利名稱：熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種例如用作排氣熱交換器的熱交換器，用于內(nèi)燃機(jī)的廢 氣再循環(huán)系統(tǒng)，用于執(zhí)行廢氣和冷卻劑之間的熱交換。
背景技術(shù)：
在廢氣再循環(huán)系統(tǒng)(以下稱EGR系統(tǒng))中，從內(nèi)燃機(jī)中排出的廢氣部 分地返回到發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)口側(cè)。設(shè)置廢氣熱交換器以執(zhí)行冷卻劑和要返回到 發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口側(cè)的部分廢氣(以下稱EQR氣體)之間的熱交換，從而冷卻EGR 氣體。在EGR系統(tǒng)中，降低了二氧化氮的體積。由于EGR氣體在通過(guò)熱交換 器冷卻后被返回到發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)口側(cè)，所以進(jìn)一步改善了降低二氧化氮的效 果。如果EGR氣體僅僅再循環(huán)，那么微粒材料發(fā)射量和碳?xì)浠衔锇l(fā)射量 將根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的操作情況而增加。即，EGR氣體具有可以降低二氧化氮發(fā) 射量和微粒材料的量的最佳溫度。日本專利公開(kāi)出版物第2004-257366號(hào)披露了一種用于EGR系統(tǒng)的 EGR熱交換器。公開(kāi)的熱交換器具有用于通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑冷卻EGR氣體 的EGR冷卻通道和EGR氣體不在其中被冷卻的旁路通道。旁路通道由填充 有空氣的層包圍，使得通過(guò)旁路通道的EGR氣體不被冷卻。EGR冷卻通道 和旁路通道互相平行設(shè)置。在公開(kāi)的EGR系統(tǒng)中，通過(guò)串聯(lián)地連接到EGR 熱交換器的開(kāi)關(guān)閥控制流到EGR冷卻通道和旁路通道中的EGR氣體的體 積，從而將EGR氣體溫度控制為最佳溫度。在公開(kāi)的EGR熱交換器中，限定EGR冷卻通道的冷卻管和限定旁路通 道的旁路管堆疊在管狀殼體的內(nèi)部。蓋連接至管狀殼體的端部，用于將 EGR熱交換器固定到EGR系統(tǒng)的EGR氣體通道。在殼體中，分離壁設(shè)置在 冷卻管和旁路管之間，使得殼體的內(nèi)部分成兩個(gè)空間。冷卻管設(shè)置在第一空間中，且旁路管設(shè)置在第二空間中。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻
劑被引入第一空間中，使得執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑和經(jīng)由冷卻管通過(guò)冷卻管的EGR氣體之間的熱交換。另一方面，空氣代替發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑被裝入第二空 間中。即，填充有空氣的層形成在第二空間中的旁路管的外部。因此，通 過(guò)旁路管的EGR氣體幾乎不被冷卻。然而，在該結(jié)構(gòu)中，需要?dú)饷芮艺w 地將分離壁固定到殼體的內(nèi)表面。發(fā)明內(nèi)容考慮到前述問(wèn)題提出本發(fā)明，并且本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于 執(zhí)行第一流體和第二流體之間的熱交換的熱交換器，所述熱交換器具有在 不需要分離壁的情況下能夠使不執(zhí)行熱交換的空間和執(zhí)行熱交換的空間 分離的結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，熱交換器包括殼體、多個(gè)第一管子、和第二 管子。所述多個(gè)第一管子設(shè)置在殼體中并以預(yù)定的間隔層疊，使得第一空 間設(shè)置在相鄰的第一管子之間。第一管子在其內(nèi)部限定用于使第一流體流 動(dòng)的第一流體通道。第一空間限定用于使第二流體流動(dòng)的第二流體通道。 第二管子設(shè)置在殼體中并沿端部第一管子設(shè)置，所述端部第一管子是多個(gè) 第一管子中的一個(gè)并設(shè)置在端層處，使得在第二管子的周邊上限定第二空 間。第二管子在其內(nèi)部限定用于使第一流體流動(dòng)的另一第一流體通道。所 述熱交換器進(jìn)一步包括連接凸緣和芯板。連接凸緣設(shè)置在第一管子和第二 管子的端部處。芯板連接至第一管子和第二管子的端部，使得第一流動(dòng)通 道與連接凸緣相連通，并且第二流體通道和第二空間與連接凸緣分離。所 述殼體包括殼體側(cè)壁和第一擴(kuò)張部分。所述殼體側(cè)壁沿多個(gè)第一管子和第 二管子的側(cè)壁設(shè)置。第一擴(kuò)張部分從殼體側(cè)壁沿殼體向外的方向擴(kuò)張，以 在所述第一擴(kuò)張部分內(nèi)設(shè)置第一連通室。第一連通室與第二流體通道連 通。殼體側(cè)壁具有與端部第一管子的側(cè)壁接觸的內(nèi)表面，使得第二空間與 第一連通室和第二流體通道分離。因此，在第一管子中流動(dòng)的第一流體和在設(shè)置在相鄰的第一管子之間 的第二流動(dòng)通道中流動(dòng)的第二流體之間執(zhí)行熱交換。另一方面，由于第二 空間與第一連通室和第二流體通道分離，所以第二流體不在第二空間中流 動(dòng)。S卩，設(shè)置在第二管子的周邊上的第二空間用作熱絕緣空間，并且在第
二管子中不執(zhí)行熱交換。因此，第二管子設(shè)有旁路通道，并且在旁路通道 中流動(dòng)的第一流體不與第二流體進(jìn)行熱交換。第二空間在不需要分離壁的 情況下與第一空間分離。根據(jù)本發(fā)明的第二方面， 一種熱交換器包括多個(gè)管子、連接至多個(gè) 管子的板件、和被連接至第二流體流動(dòng)通過(guò)的第二流體回路的連接件。各 管子內(nèi)限定用于使第一流體流動(dòng)的第一流體通道并包括管主壁。每一個(gè)管 子的管主壁中的至少一個(gè)包括突出部和凹部。所述突出部在管子的向外的 方向上沿管主壁的周邊端部突出。凹部設(shè)置在管主壁的周邊端上并從突出 部的端部凹入。管子被堆疊成使管主壁互相相對(duì)，在相鄰管子的相對(duì)的管 主壁和突出部之間限定空間，并且通過(guò)與空間相連通的管子的側(cè)壁上的凹 部提供開(kāi)口。板件包括壁部分和凸出部分。所述壁部分沿管子的側(cè)壁設(shè)置 并具有封閉至少一個(gè)開(kāi)口的內(nèi)表面，使得封閉與通過(guò)內(nèi)表面封閉的所述開(kāi) 口相對(duì)應(yīng)的空間以提供絕熱空間。凸出部分從壁部分?jǐn)U張以在所述凸出部 分內(nèi)限定連通室。凸出部分被限定在與其余開(kāi)口相對(duì)應(yīng)的位置處，使得與 其余開(kāi)口相對(duì)應(yīng)的空間通過(guò)其余開(kāi)口與連通室相連通，并且限定第二流體 流動(dòng)通過(guò)的第二流體通道。連接件連接至所述凸出部分并與連通室相連通o因此，第二流體流動(dòng)通過(guò)與凸出部分的連通室相連通的空間。另一方 面，由于絕熱空間的開(kāi)口被板件的壁部分封閉，所以第二流體在絕熱空間 中不流動(dòng)。同樣地，不在其中執(zhí)行熱交換的空間在不需要分離壁的情況下 與執(zhí)行熱交換的空間分離。


參照附圖從以下的詳細(xì)說(shuō)明中使本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)變得更顯而易見(jiàn)，其中相同的部件由相同的附圖標(biāo)記表示，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的EGR氣體冷卻器的示意性主視圖；圖2是沿圖1中的箭頭II觀察時(shí)的EGR氣體冷卻器的示意性側(cè)視圖； 圖3是沿圖1中的箭頭III觀察時(shí)的EGR氣體冷卻器的示意性端視圖 圖4是根據(jù)第一實(shí)施例的EGR氣體冷卻器的分解立體圖； 圖5A是根據(jù)第一實(shí)施例的EGR氣體冷卻器的管子的俯視圖5B是根據(jù)第一實(shí)施例的管子的側(cè)視圖； 圖5C是根據(jù)第一實(shí)施例的管子的仰視圖；圖6是根據(jù)第一實(shí)施例的沿圖5B中的線VI-VI截取的作為實(shí)例的管子 的一部分的示意性橫截面圖；圖7是根據(jù)第一實(shí)施例的沿對(duì)應(yīng)于圖5B中的VI-V域的位置截取的作為另一實(shí)例的管子的一部分的示意性橫截面圖；圖8是根據(jù)第一實(shí)施例的EGR氣體冷卻器的管子疊列的示意性側(cè)視圖；圖9是沿圖1中的IX-IX線截取的EGR氣體冷卻器的示意性橫截面圖； 圖10是根據(jù)第一實(shí)施例的EGR氣體冷卻器的殼體的殼體件的連接部分的局部橫截面圖；圖1 l是沿圖1中的XI-XI線截取的EGR氣體冷卻器的橫截面圖； 圖12是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的在與圖1中的線XI-XI相對(duì)應(yīng)的位置截取的、作為實(shí)例的EGR氣體冷卻器的示意性橫截面圖；圖13是根據(jù)第二實(shí)施例的在與圖1中的線XI-XI相對(duì)應(yīng)的位置處截取的、作為另一實(shí)例的EGR氣體冷卻器的示意性橫截面圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的EGR氣體冷卻器的分解立體圖；以及圖15是根據(jù)第三實(shí)施例的在與圖1中的線XI-XI相對(duì)應(yīng)的位置處截取 的EGR氣體冷卻器的示意性橫截面圖。
具體實(shí)施方式
將參照?qǐng)Dl至ll說(shuō)明本發(fā)明的第一實(shí)施例。例如，圖l中示出的熱交換 器100作為用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)(EGR系統(tǒng))的EGR氣體冷 卻器。在EGR系統(tǒng)中，從發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣與進(jìn)入的空氣一起部分地被引入 到燃燒室中。EGR氣體冷卻器100設(shè)置在連通發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管和發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣 管的EGR通道上。EGR氣體冷卻器1 OO通常執(zhí)行要被返回到進(jìn)氣管的廢氣 (例如，第一流體)和發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑(例如，第二流體)之間的熱交換， 從而冷卻廢氣。
具體地，EGR氣體冷卻器100具有冷卻通道C1和旁路通道B1，廢氣流 動(dòng)通過(guò)冷卻通道C1以通過(guò)與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的熱交換而冷卻，流動(dòng)通過(guò)旁路 通道B1的廢氣不會(huì)被冷卻。例如，通過(guò)設(shè)置在EGR氣體冷卻器100的入口 側(cè)的控制閥控制流入冷卻通道C1和旁路通道B1中的廢氣的體積。g卩，由 于控制通過(guò)冷卻通道C1的廢氣的體積和通過(guò)旁路通道B1的廢氣的體積， EGR氣體冷卻器100的出口側(cè)的廢氣的溫度(g卩，要被引入到進(jìn)氣管的EGR 氣體的溫度)可被控制為預(yù)定溫度。然后將說(shuō)明EGR氣體冷卻器100的結(jié)構(gòu)。在視圖中，箭頭CL表示發(fā)動(dòng) 機(jī)冷卻劑的流動(dòng)，并且箭頭EG表示廢氣的流動(dòng)。EGR氣體冷卻器100通常包括管子110、殼體130和連接凸緣151及類似 的部件。因?yàn)镋GR氣體冷卻器100直接接觸冷卻劑和廢氣，所以EGR氣體 冷卻器100的零部件由具有足夠抗腐蝕性和耐熱性的諸如不銹鋼的材料制 成。各零部件通過(guò)諸如硬焊或焊接連接。如圖4至6、 9和U所示，管子110中的每一個(gè)都具有基本平坦的管形形 狀，并限定使廢氣流動(dòng)通過(guò)其中的氣體通道(第一流體通道)114。管子 110具有在垂直于管子110的縱向方向的方向上限定的基本長(zhǎng)方形的橫截 面。內(nèi)部散熱片120設(shè)置在管子110的內(nèi)部。例如，每一個(gè)管子110都由第一管板(第一管件)110a和第二管板(第 二管件)110b構(gòu)成。第一和第二管板110a、 110b中的每一個(gè)都通過(guò)諸如壓 制和軋制從平坦的板件成形為具有大致呈U形的橫截面。具體地，管板 110a、 110b具有主壁和在主壁相對(duì)側(cè)的側(cè)壁。第一和第二管板110a、 110b互相連接，使得主壁互相相對(duì)并且各自的 側(cè)壁互相部分重疊。因此，由限定在第一和第二管板110a、 110b之間的空 間提供氣體通道114。圖6示出第一和第二管板110a、 110b的連接部分的實(shí)例。在圖6中，側(cè) 壁在管子110的一側(cè)基本中間的部分處重疊。圖7示出第一和第二管板 110a、 110b的連接部分的另一實(shí)例。在圖7中，側(cè)壁在靠近第二管板110b 的主壁的位置處重疊。管板110a、 110b中的每一個(gè)的主壁都設(shè)置管主壁(相對(duì)壁)111。管 主壁與扁平管UO的平壁相對(duì)應(yīng)。g卩，管主壁與矩形橫截面中的縱向側(cè)相
對(duì)應(yīng)。管板110a、 110b相連接的側(cè)壁提供管側(cè)壁118。管側(cè)壁118與管子110 的縱向側(cè)相對(duì)應(yīng)。即，側(cè)壁118與矩形橫截面中的短邊相對(duì)應(yīng)。例如，內(nèi)部散熱片120是通過(guò)壓制由薄板件形成的波狀散熱片。內(nèi)部 散熱片120位于第一和第二管板110a、 110b之間并通過(guò)諸如硬焊連接至管 主壁lll的內(nèi)表面。在制造中，例如，內(nèi)部散熱片120設(shè)置在第一和第二管 板110a、 110b之間，并且在該情況下硬焊第一和第二管板110a、 110b。因 此，硬焊第一和第二管板110a、 110b的同時(shí)，將內(nèi)部散熱片120與第一和 第二管板110a、 110b硬焊在一起。如圖4、 8和9所示，管子110堆疊或?qū)盈B成使管主壁111互相相對(duì)。在 相鄰的管子110的管主壁111之間設(shè)置空間。冷卻劑流動(dòng)通過(guò)的冷卻劑通道 (第二流體通道)115由相鄰的管子110之間的空間提供。氣體通道114形 成在管子110的內(nèi)部。設(shè)置在管子110的疊列的最外層上的最外的管子110 的主壁lll提供最外管壁llla。如圖5A至5C所示，每一個(gè)管子110在其兩個(gè)管主壁111上都具有突出 部112和凹部113。例如，突出部112通過(guò)在形成第一和第二管板110a、 110b 的同時(shí)進(jìn)行壓制而形成。在本實(shí)施例中，所有的管子110都具有相同的形 狀和結(jié)構(gòu)。因此，如圖4所示，最外管子110在最外管壁llla上也具有突出 部112和凹部113。突出部112從管主壁111沿管子110的向外方向突出。例如，突出部112 通過(guò)壓制形成。突出部112沿管主壁111的周邊端部形成，類似于連續(xù)的水 壩或岸堤。凹部113部分地形成在管主壁111的周邊端部，并且朝向管主壁lll從 突出部112的頂端凹入。凹部113中的每一個(gè)在管主壁111的縱向方向上都 具有預(yù)定長(zhǎng)度。在本實(shí)施例中，例如，凹部113的深度與相對(duì)于管主壁111 的垂直方向上的突出部112的高度相等。即，凹部113的底面與管主壁111 共面。例如，突出部112不全部沿管子110的周邊端部形成，而只是部分沿管 子110的周邊端部形成，使得由沒(méi)有形成突出部112的部分提供凹部113。 這里，每一個(gè)管主壁111上形成兩個(gè)凹部113。并且，兩個(gè)凹部113位于對(duì) 角位置并沿管主壁lll的縱向側(cè)定位。 如圖9所示，因此，當(dāng)管子110層疊時(shí)，設(shè)置在相鄰管子110的管主壁 111和突出部112之間的空間作為冷卻劑通道115。并且，通過(guò)相鄰管子110 的相對(duì)的凹部113形成開(kāi)口113a、 113b，以使冷卻劑通道115的空間與管子 110疊列的外部相連通。SP，只通過(guò)開(kāi)口就可使冷卻劑通道115與管子110 疊列的外部相連通。開(kāi)口113a、 113b用作用于將冷卻劑引入冷卻劑通道115 和將冷卻劑從冷卻劑通道l 15排出的冷卻劑入口 113a和冷卻劑出口 113b。由于凹部113沿管主壁111的縱向側(cè)(即，沿管側(cè)壁118)形成，因此 冷卻劑通道115在管子110的縱向端封閉。在該情況下，不需要通常為了提供相鄰管子之間的空間用于以預(yù)定間隔保持管子的芯板。另外，管子110在其兩個(gè)管主壁111上具有第一升高部分116。第一升 高部分116以預(yù)定的間隔布置在管主壁111上。每一個(gè)成管形或圓柱形的升 高部分116從管主壁111向外突出，并在垂直于管主壁lll的方向上具有與 突出部112相同的尺寸(高度)。管子110進(jìn)一步具有在其管主壁111上、作為用于調(diào)節(jié)或布置冷卻劑流 動(dòng)的流動(dòng)調(diào)節(jié)部分或整流部分的第二升高部分117。每一個(gè)第二升高部分 117與一個(gè)凹部113 (例如，相對(duì)于廢氣的流動(dòng)與管子110的上游端相鄰的 凹部113)相鄰。并且，第二升高部分117位于靠近形成冷卻劑入口113a的 凹部113處。在圖5A和5C示出的實(shí)例中，第二升高部分117位于靠近左側(cè)凹部113 處。并且，第二升高部分117位于靠近形成氣體通道114的入口的端部處。第二升高部分117平行于管主壁111的短側(cè)延伸，g卩，垂直于管子IIO 的縱向方向延伸。第二升高部分117具有與突出部112相同的高度。如圖5A 中的虛線CL所示，由于第二升高部分117與冷卻劑入口113a相鄰形成，所 以冷卻劑在冷卻劑通道115中流動(dòng)。通過(guò)第二升高部分117，冷卻劑被引入 到冷卻劑通道115中，使得冷卻劑均勻地分布在管主壁1U上。因此，改善 了冷卻劑和廢氣之間的熱交換效率。如圖4所示，具有上述結(jié)構(gòu)的管子110堆疊，使得管主壁lll互相相對(duì) 并且各突出部112彼此相對(duì)并互相接觸。同樣地，管子110在突出部112處 互相連接。以下，管子110的疊列被稱作管堆疊體L1。由于第一升高部分116和第二升高部分117具有與突出部112相同的高
度，所以相鄰的管子110也與第一升高部分116和第二升高部分117接觸并 在第一升高部分116和第二升高部分117處連接。另外，內(nèi)部散熱片120連 接至管子110的內(nèi)表面。因此，改善了管堆疊體L1的強(qiáng)度。在管堆疊體L1中，由于突出部112形成在管主壁111上，所以在相鄰的 管子之間設(shè)有空間。每一個(gè)空間被突出部112包圍。如圖9和12所示，冷卻 劑通道115由除了第一升高部分116和第二升高部分117之外的該空間限 定。另外，冷卻劑通道115中每一個(gè)都具有兩個(gè)開(kāi)口113a、 113b，每一個(gè) 開(kāi)口都由相鄰的管子110的相對(duì)凹部113提供。這里，開(kāi)口113a、 113b中的 一個(gè)是用于將冷卻劑引入到冷卻劑通道115中的冷卻劑入口，而另一個(gè)是 用于從冷卻劑通道115排出冷卻劑的冷卻劑出口。在本實(shí)施例中，相鄰于 第二升高部分117的開(kāi)口113a是冷卻劑入口，而相對(duì)于第二升高部分117比 開(kāi)口 113a更遠(yuǎn)的開(kāi)口 113b是冷卻劑出口 。如圖4所示，設(shè)置殼體130以包圍管堆疊體L1。殼體130連接到所有的 管子IIO。例如，殼體130包括在管堆疊體L1的縱向方向上對(duì)齊的第一殼體 件130a和第二殼體件130b。第一殼體件130a相鄰于管堆疊體Ll的冷卻劑入 口113a設(shè)置，并且第二殼體件130b相鄰于管堆疊體Ll的冷卻劑出口113b 設(shè)置。第一和第二殼體件130a、 130b中的每一個(gè)是基本U形，并且包括殼體 外壁131和外壁131之間的連接壁(板件)132。例如，外壁131互相平行。 例如，第一和第二殼體件130a、 130b由板件通過(guò)彎曲而形成。第一和第二殼體件130a、 130b連接到管堆疊體Ll，使得外壁131與最 外管壁llla相對(duì)，以及連接壁132與管側(cè)壁118相對(duì)。另外，第一和第二殼 體件130a、 130b連接到管堆疊體Ll，使得連接壁132與管側(cè)壁118接觸，并 且覆蓋冷卻劑入口和出口130a、 130b。在該情況下，由于冷卻劑入口113a和冷卻劑出口113b位于管堆疊體Ll 的對(duì)角位置上，第一和第二殼體件103a、 130b從管堆疊體Ll的相對(duì)側(cè)連接。 具體地，第一殼體件130a的連接部分132與冷卻劑入口113a相對(duì)，并且第 二殼體件130b的連接部分132與冷卻劑出口 113b相對(duì)。另外，如圖1所示，第一和第二殼體件130a、 130b中的每一個(gè)在與管
堆疊體L1的大致中間部分相對(duì)應(yīng)的位置上沿縱向方向互相接合并連接。例 如，如圖10所示，第一和第二殼體件130a、 130b的端部互相重疊。盡管第一和第二殼體件130a、 130b在相對(duì)的方向上并在不同的位置處 連接到管堆疊體L1，但是所述第一和第二殼體件具有相似的結(jié)構(gòu)。因此， 以下將根據(jù)作為實(shí)例的第一殼體件130a的結(jié)構(gòu)詳細(xì)說(shuō)明第一和第二殼體 件130a、 130b的結(jié)構(gòu)。如圖l、 2和9所示，每一個(gè)外壁131的周邊端部與最外管壁llla的突出 部112接觸并連接。每一個(gè)外壁131除了周邊端部的主要部分從周邊端部沿 U形殼體件130a向外的方向升高。另外，第一凹部135、第二凹部136和加 強(qiáng)肋137形成在每一個(gè)外壁137的升高的主要部分上。第一凹部135從升高的主要部分沿U形殼體件130a的向內(nèi)的方向凹入， 以便與最外管壁llla的第一升高部分116相接觸并連接至最外管壁llla的 第一升高部分116。第二凹部136從升高的主要部分沿U形殼體件130a的向 內(nèi)的方向凹入，以便與作為流動(dòng)調(diào)節(jié)部分的最外管壁llla的第二升高部分 117相接觸并連接至最外管壁llla的第二升高部分117。加強(qiáng)肋137位于第 一凹部135之間并從升高的主壁沿U形殼體件130a的向外的方向突出，如圖 2所示。形成加強(qiáng)肋137以提高外壁131的強(qiáng)度。如圖9和11所示，在一個(gè)外壁131和最外管壁llla之間設(shè)有空間。由外 壁131的周邊端部和最外管壁llla的突出部112包圍該空間。與設(shè)置在相鄰 管子110之間的冷卻劑通道115相似，除了第一升高部分116、第一凹部135 以及第二升高部分117和第二凹部136之外，通過(guò)該空間提供端部冷卻劑通 道115。另外，如圖8所示，端部開(kāi)口113a形成在外壁131和最外管子110的凹 部113之間，作為用于將冷卻劑引入到端部冷卻劑通道115內(nèi)的冷卻劑入 口。同樣地，端部開(kāi)口113b形成在外壁131和最外管子110的另一凹部113 之間，作為用于將冷卻劑從端部冷卻劑通道115排出的冷卻劑出口。第一殼體件130a的連接壁132與側(cè)壁118接觸并連接到側(cè)壁118，冷卻 劑入口113a形成在側(cè)壁118上。同樣地，第二殼體件130b的連接壁132與側(cè) 壁118接觸并連接到側(cè)壁118,冷卻劑出口113b、 113c形成在側(cè)壁118上。第一殼體件130a在與冷卻劑入口133a相對(duì)應(yīng)的位置處還形成有凸出 部分133。在圖ll示出的實(shí)例中，凸出部分133形成在與除了下部三個(gè)冷卻 劑入口133a之外的預(yù)定的冷卻劑入口133a相對(duì)應(yīng)的位置處。凸出部分133 沿U形第一殼體件130a的向外的方向擴(kuò)張，并且在其內(nèi)表面和管子110的側(cè) 壁118之間設(shè)置間隙(連通室)133a。在圖11中，省略內(nèi)部散熱片120的說(shuō) 明。另一方面，下部三個(gè)冷卻劑入口133a由連接壁132的內(nèi)表面封閉。同 樣地，第二殼體件130b在與除了下部三個(gè)冷卻劑出口 133a之外的預(yù)定的冷 卻劑出口133b相對(duì)應(yīng)的位置處具有凸出部分133。下部三個(gè)冷卻劑出口 133a由第二殼體件130b的連接壁132的內(nèi)表面封閉。同樣地，設(shè)置在下部三個(gè)管子110和下部外壁131之間的空間被封閉， 并且冷卻劑不會(huì)在該空間內(nèi)流動(dòng)。相反地，封閉的空間被空氣填充，從而 提供絕熱空間119。換言之，下部?jī)蓚€(gè)管子110由絕熱空間119包圍。因此，限制了通過(guò)下 部?jī)蓚€(gè)管子110的氣體通道114的廢氣的溫度的降低。因此，下部?jī)蓚€(gè)管子 110的氣體通道114提供旁路通道B1。另一方面，其它管子(例如，圖ll中的上部五個(gè)管子)110被冷卻通 道115包圍。因此，在冷卻劑和通過(guò)其它管子110的氣體通道114的廢氣之 間執(zhí)行熱交換。結(jié)果，降低了廢氣的溫度。因此，其它管子110的氣體通 道114與冷卻通道C1相對(duì)應(yīng)。位于與形成旁路通道B1的管子110相鄰處的 管子IIO (即，圖11的上部的第五個(gè)管子110)面對(duì)冷卻通道115和絕熱空 間119。在第一殼體件130a中，凸出部分133在旁路通道B1相對(duì)側(cè)上的一個(gè)外 壁131 (即，圖4中的上部外壁131)上延伸。因此，設(shè)置在最外管壁llla 和上部外壁131之間的端部冷卻劑通道115部分?jǐn)U張。凸出部分133具有開(kāi) 口134，作為連接件的冷卻劑入口管141連接到開(kāi)口134。在第二殼體130b 中，凸出部分133具有開(kāi)口，并且作為連接件的冷卻劑出口管142連接到該 開(kāi)口。同樣地，冷卻劑入口管141通過(guò)第一殼體件130a的間隙133a、冷卻劑 入口113a、冷卻劑通道115、冷卻劑出口113b和第二殼體件130b的間隙133b 與冷卻劑出口管142相連通。當(dāng)冷卻劑入口管141和冷卻劑出口管142連接
到發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑回路時(shí)，冷卻劑可以流動(dòng)通過(guò)冷卻劑通道U5。另一方面，廢氣通常沿管堆疊體L1的縱向方向通過(guò)氣體通道114。連 接凸緣151連接到管堆疊體L1的縱向端。EGR氣體冷卻器100通過(guò)凸緣連接 到EGR通道(未顯示)，該EGR通道將排出管連接到進(jìn)入管。如圖3所示，連接凸緣151中的每一個(gè)都具有基本呈矩形或正方形的形 狀，并且作為固定孔的通孔151a形成在連接凸緣151的拐角。諸如螺栓的 固定件插入用于將EGR氣體冷卻器100連接并固定到EGR通道的通孔 151a。如圖1中的箭頭EG所示，廢氣從諸如圖1中的左端的一個(gè)端部流入氣 體通道114。廢氣沿氣體冷卻器EGR100的縱向方向通過(guò)氣體通道114，并 從諸如圖l中右端的另一端流出。另一方面，如圖1中箭頭CL所示，冷卻劑從冷卻劑入口管141流入EGR 氣體冷卻器100。冷卻劑通過(guò)間隙133a和沒(méi)有被第一殼體件130a的連接壁 132封閉的冷卻劑入口133a流入冷卻劑通道115，并通過(guò)沒(méi)有被第二殼體件 130b的連接壁132封閉的冷卻劑出口113b從冷卻劑通道115中流出。然后， 冷卻劑從冷卻劑出口管132從EGR氣體冷卻器1 OO流出。關(guān)于設(shè)置冷卻劑通道Cl的管子llO，如圖11所示，冷卻劑通道115形成 在所述管子的至少一側(cè)上。因此，在通過(guò)氣體通道114的廢氣和通過(guò)冷卻 劑通道115的冷卻劑之間執(zhí)行熱交換，并由此冷卻廢氣。另一方面，如圖11所示，在設(shè)置旁路通道B1的管子110中，空氣填充 的絕熱空間119形成在所述管子的兩側(cè)。因此，很難降低通過(guò)旁路通道B1 的廢氣的溫度。在本實(shí)施例中，冷卻劑通道115通過(guò)連通預(yù)定的管子110的冷卻劑入口 和出口113a、 113b與凸出部分133的間隙133a而形成。絕熱空間119通過(guò)用 殼體130的連接壁132的內(nèi)表面封閉其它管子110的冷卻劑入口和出口 113a、 113b而形成。這里，冷卻通道C1和旁路通道B1彼此分離而在其之間 不需要分離壁。換言之，冷卻通道C1和旁路通道B1通過(guò)設(shè)計(jì)殼體130的形 狀(即，通過(guò)凸出部分133的結(jié)構(gòu))而被分離。由于不需要分離壁，所以 不需要將分離壁組裝及連接到殼體的步驟。因此，減少了EGR氣體冷卻器 IOO的制造成本。
突出部112和凹部113形成在管主壁111上，并使管子110堆疊成使突出 部112互相接觸。因此，通過(guò)設(shè)置在相鄰的管子110之間并被突出部112包 圍的空間提供冷卻劑通道115。在該情況下，通過(guò)連接突出部112而氣密地 形成冷卻劑通道115。氣體通道114和冷卻劑通道115在不使用芯板的情況 下彼此分離。換言之，用于冷卻劑通道115和絕熱空間119的空間在不使用 芯板的情況下設(shè)置在相鄰的管子110之間。由于不需要芯板，所以減少了 將管子110的端部插入到芯板的孔中的步驟。結(jié)果，進(jìn)一步減少了EGR氣 體冷卻器100的制造成本。在本實(shí)施例中，凹部113的尺寸(深度)與突出部112的高度相同。因 此，增加了冷卻劑入口和出口113a、 113b的尺寸。因此，降低了冷卻劑流 入和流出水通道115的阻力。并且，冷卻劑入口113a和冷卻劑出口I13b位于管主壁lll的對(duì)角位置 上。因此，減少了冷卻劑易于停滯的區(qū)域。B口，冷卻劑在水通道115中較 少可能地停滯。因此，提高了熱交換效率。另外，第二升高部分117形成在管主壁111上作為流動(dòng)調(diào)節(jié)部分。因此， 從冷卻劑入口113a進(jìn)入的冷卻劑可被基本均勻地分布在冷卻劑通道115 中。即，在管主壁lll上有效地執(zhí)行冷卻劑和廢氣之間的熱交換。因此， 進(jìn)一步提高了熱交換效率。在冷卻劑在與高溫廢氣流動(dòng)的部分相對(duì)應(yīng)的位置處在水通道115中停 滯的情況下，過(guò)度地執(zhí)行熱交換將導(dǎo)致冷卻劑沸騰。然而，在本實(shí)施例中， 第二升高部分117位于相對(duì)于廢氣的流動(dòng)的管主壁111的上游端。因此，冷卻劑將較少可能由于過(guò)度熱交換而沸騰。在本實(shí)施例中，每一個(gè)管子110都通過(guò)連接第一和第二管板110a、 110b而構(gòu)成。通過(guò)諸如彎曲、壓制、軋制和相似的方式形成第一和第二管板 110a、 110b。因此，與通過(guò)將圓柱形的管件成形為管狀而形成管子的情況 相比，容易且以低成本制造管子IIO。由于內(nèi)部散熱片120設(shè)置在管子110的氣體通道114中，為廢氣的流動(dòng)提供紊流效果。同樣地，提高了熱交換的效率。突出部112和凹部113也形成在最外管子110的最外管壁llla上，并且 殼體件130a、 130b的外壁131連接至最外管壁llla的突出部112。因此，具
有端部冷卻劑入口 130a和端部冷卻劑出口 130b的端部冷卻劑通道115端形 成在最外管壁llla和外壁131之間。由于增加了熱交換的面積，所以提高 了熱交換效率。在每一個(gè)殼體件130a、 130b中，外壁131通過(guò)連接壁132相連。即，外 壁131—體地形成殼體件130a、 130b。因此，通過(guò)將管堆疊體L1插入到外 壁131之間限定的空間中使殼體件130a、 130b容易地連接至管堆疊體Ll。第一和第二殼體件130a、 130b的連接壁132與管子110的側(cè)壁118相對(duì) 并連接至管子110的側(cè)壁118。凸出部分133形成在與冷卻劑入口和出口 113a、 113b相對(duì)應(yīng)的位置處的連接壁132上，使得在凸出部分133的內(nèi)表面 和冷卻劑的入口和出口113a、 113b之間設(shè)有預(yù)定的間隙133a。另外，冷卻 劑入口管141和冷卻劑出口管142連接至形成在凸出部分133上的管孔134。由于該結(jié)構(gòu)，減少冷卻劑流入到冷卻劑通道115中及從冷卻劑通道115 中流出時(shí)的擴(kuò)張損失或縮減損失。即，由于降低冷卻劑流動(dòng)的壓力損失， 所以提高了熱交換效率。在本實(shí)施例中，預(yù)定管子110的冷卻劑入口和出口113a、 113b通過(guò)殼 體130的連接壁132封閉，使得形成絕熱空間119。通過(guò)位于絕熱空間119之 間的管子110的氣體通道114的廢氣不與冷卻劑進(jìn)行熱交換。因此，將基本 保持氣體冷卻器的溫度。位于絕熱空間119之間的管子110設(shè)有旁路通道 Bl。換言之，通過(guò)僅用殼體130的連接壁132的內(nèi)表面封閉預(yù)定管子110的 冷卻劑入口和出口113a、 113b而容易形成旁路通道Bl。因此，與具有用于 以流體密封方式將殼體內(nèi)部分離成兩個(gè)空間的分離壁的EGR氣體冷卻器 相比，減少了EGR氣體冷卻器100的零部件的數(shù)量，并減少了組裝步驟。在所說(shuō)明的實(shí)例中，管堆疊體Ll具有七個(gè)管子llO。然而，管子IIO 的數(shù)量不限于此，而可以是兩個(gè)或更多。并且，設(shè)置旁路通道Bl的管子llO 的數(shù)量也不限于兩個(gè)。EGR氣體冷卻器100對(duì)于旁路通道B1具有至少一個(gè) 管子IIO。在本實(shí)施例中，所有的管子110都具有內(nèi)部散熱片120。然而，可以除 去或修改用于旁路通道B1的管子110的內(nèi)部散熱片120。 (第二實(shí)施例)
將參照?qǐng)D12和13說(shuō)明第二實(shí)施例。在第二實(shí)施例的EGR氣體冷卻器 100中，設(shè)置旁路通道B1的管子110具有代替內(nèi)部散熱片120的隔離物(空 間保持件)121。在圖12示出的實(shí)例中，隔離物121設(shè)置在下部?jī)蓚€(gè)管子110的氣體通道 114中。隔離物121由與管子110的零部件相似的諸如不銹鋼的材料制成。例如，在管堆疊體L1的制造過(guò)程中，例如，在通過(guò)夾具沿諸如圖12 的向上或向下的管堆疊的方向按壓堆疊的管子110的情況下，管子110在熔 爐中被硬焊。此時(shí)，夾具的壓力將被施加以使管板110a、 UOb變形。在內(nèi) 部散熱片120設(shè)置在管板110a、 110b之間的情況下，內(nèi)部散熱片120用作具 有抵抗夾具的壓力的阻力的加強(qiáng)件。因此，限制了管板110a、 110b的變形。盡管內(nèi)部散熱片120提供了提高廢氣和冷卻劑之間的熱交換效率的效 果，然而將增加對(duì)氣體通道114的流動(dòng)的阻力。在旁路通道Bl的管子llO 中，不執(zhí)行廢氣和冷卻劑之間的熱交換。因此，不總需要內(nèi)部散熱片120。 并且，考慮到對(duì)氣體通道114的流動(dòng)的阻力的降低，而不總需要內(nèi)部散熱 片120。因此，在第二實(shí)施例中，設(shè)置隔離物121，使得限制了在形成管堆疊 體Ll過(guò)程中的管板110a、 110b的變形，并且氣體通道114的流動(dòng)阻力被減 少為小于具有內(nèi)部散熱片120的氣體通道114的流動(dòng)阻力。例如，隔離物121 由具有小于內(nèi)部散熱片120的構(gòu)件的厚度并同時(shí)具有高剛性的板制成。并 且，各隔離物121形成為使其面積小于沿氣體通道114的廢氣的流動(dòng)方向突 出的內(nèi)部散熱片120的面積。同樣地，提供了能夠在制造期間減少管板110a、 110b的變形并且降低 氣體通道114的流動(dòng)阻力的EGR氣體冷卻器100。由于隔離物121，可以采用具有大于內(nèi)部散熱片120的間距的內(nèi)部散熱 片。在圖12示出的實(shí)例中，隔離物121設(shè)置在管子110中作為分離管子110 的構(gòu)件。可選地，隔離物121可以與管子110—體形成。例如，在圖13中， 突出部lllb形成在管板110a、 110b上，并且管板110a、 110b被設(shè)置成使得 突出部lllb向內(nèi)突出并作為隔離物互相連接。在該情況下，將減少零部件 的數(shù)量和組裝步驟的數(shù)量。 (第三實(shí)施例) 將參照?qǐng)D14和15說(shuō)明第三實(shí)施例。在第三實(shí)施例的EGR氣體冷卻器 200中，管子和殼體的形狀與第一實(shí)施例的EGR氣體冷卻器100的管子和殼 體的形狀不同。如圖14所示，EGR氣體冷卻器200具有都具有簡(jiǎn)單的扁平 管狀的第一管子210和第二管子270、和具有基本管形形狀的殼體230。以 下，將說(shuō)明EGR氣體冷卻器200的結(jié)構(gòu)。由于EGR氣體冷卻器200直接接觸廢氣和冷卻劑，EGR氣體冷卻器200 的零部件與第一實(shí)施例相似由具有抗腐蝕性和耐高溫的材料制成，例如不銹鋼。另外，零部件通過(guò)諸如硬焊或焊接互相連接。在圖14中，箭頭X表示第一管子210的縱向方向，并且箭頭Y表示第一 管子210堆疊或?qū)盈B的方向。第一管子210內(nèi)具有內(nèi)部散熱片220。第一管 子210在保持其之間的預(yù)定間隙D的同時(shí)堆疊。并且，第一管子210的兩端 都連接至芯板260。因此，第一管子210形成如圖15所示的第一管組A1。芯板260形成有開(kāi)口261。在管子210的端部與開(kāi)口261接合的情況下， 第一管子210連接并固定至芯板260。第二管子270沿最外第一管子110A設(shè)置，最外第一管子110A沿管子堆 疊的方向Y設(shè)置在最外層或疊列的第一管子110上，例如，圖15中的下部第 一管子110A。包括最外第一管子110A的第一管子110設(shè)有冷卻劑通道C1， 冷卻劑通道C1執(zhí)行在其中流動(dòng)的廢氣和冷卻劑之間的熱交換。另一方面，第二管子270設(shè)有旁路通道B1，旁路通道B1不執(zhí)行廢氣和 冷卻劑之間的熱交換，用于限制廢氣的溫度的降低。在第二管子270的端 部與芯板260的開(kāi)口261相接合的情況下，第二管子270也連接并固定至芯 板260。如圖14所示，連接凸緣251連接并固定至芯板260的外表面，即，作為 第一和第二管子210、 270的疊列的相對(duì)側(cè)上。EGR氣體冷卻器200通過(guò)連 接凸緣251連接到使排出管和進(jìn)入管之間連通的EGR通道(未顯示)。連接 凸緣251中的每一個(gè)都具有大致呈正方形或矩形的形狀，并形成有作為使 諸如螺栓的固定件插入以將EGR氣體冷卻器200固定至EGR通道的固定孔 的通孔251a。殼體230包括第一殼體件230A和第二殼體件230B。第一殼體件230A 和第二殼體件230B中的每一個(gè)都具有基本U形的、在與每一個(gè)殼體件的縱 向方向相垂直的方向上限定的橫截面。第一和第二殼體件230A、 230B的 開(kāi)口互相相對(duì)并互相連接，使得形成具有正方形或矩形橫截面的大致呈管 形的殼體230。具體地，放置第一和第二殼體件230A、 230B以在其縱向端部與芯板 260接觸時(shí)覆蓋第一和第二管子210、 270的疊列，并然后使所述殼體件的 開(kāi)口的周邊互相重疊并互相連接。在圖14示出的實(shí)例中，第一和第二殼體 件230A、230B被連接成使開(kāi)口的周邊重疊。然而，第一和第二殼體件230A、 230B可以通過(guò)其它方式互相連接。例如，第一和第二殼體件230A、 230B 可以連接成使開(kāi)口的周邊互相直接相對(duì)。殼體230形成有第一擴(kuò)張(凸出)部分231和第二擴(kuò)張(凸出)部分235。 第一擴(kuò)張部分231從第一殼體件230A的平坦側(cè)壁232沿與第一和第二管子 210、 270的縱向方向垂直的方向(即，沿與第一管子210的平坦主壁平行 的方向)擴(kuò)張。第二擴(kuò)張部分235從第二殼體件230B的平坦側(cè)壁232沿與第 一和第二管子210、 270的縱向方向垂直的方向(即，沿與第一管子210的 平坦主壁平行的方向)擴(kuò)張。第二擴(kuò)張部分235設(shè)有大于第一擴(kuò)張部分231的內(nèi)部空間(連通室)。 第一和第二擴(kuò)張部分231、 235與冷卻劑通道(第二流體通道)215相連通， 如圖15所示。如圖15所示，第一擴(kuò)張部分231形成有管口234。作為連接件的冷卻劑 入口管241連接并連結(jié)至管口234，用于將冷卻劑引入EGR氣體冷卻器200 中。同樣地，第二擴(kuò)張部分235形成有管口234。作為連接件的冷卻劑出口 管242連接并連結(jié)至第二殼體件230B的管口234,用于將冷卻劑從EGR氣體 冷卻器200排出。冷卻劑入口管241和冷卻劑出口管242與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑回 路(未顯示)相連通。殼體230具有作為分隔壁的平坦側(cè)壁232。如圖15所示，平坦側(cè)壁232 與端部第一管子210A的側(cè)壁接觸并連接至端部第一管子210A的側(cè)壁，該 端部第一管子是第一管子210中的一個(gè)并位于與第二管子270相鄰處。并 且，絕熱空間219形成在第二管子270的周邊上。由于殼體230的側(cè)壁232 與端部第一管子210A的側(cè)壁相接觸，所以絕熱空間219與冷卻劑通道215 完全分離。 取代冷卻劑，用空氣填充絕熱空間219。因此，減少了通過(guò)第二管子270的廢氣的熱輻射。在圖15示出的實(shí)例中，殼體230的側(cè)壁232也與第二管子270的側(cè)壁接 觸并連接至第二管子270的側(cè)壁。然而，側(cè)壁232不需要總與第二管子270 的側(cè)壁相接觸。殼體230的側(cè)壁232可與第二管子270的側(cè)壁分開(kāi)。只要側(cè) 壁232的內(nèi)表面與端部第一管子210A的側(cè)壁接觸以使絕熱空間219與冷卻 劑通道215分離，則側(cè)壁232可以不限于平坦壁。在氣體冷卻器200中，廢氣從諸如圖14中的左端流入第一管子210的氣 體通道214，并從諸如圖14中的右端從第一管子210中流出。另一方面，冷 卻劑從冷卻劑入口管241和第一擴(kuò)張部分231流入冷卻劑通道215。冷卻劑 通過(guò)冷卻劑通道215并流至位于相對(duì)于第一擴(kuò)張部分231的大體對(duì)角位置 上的第二擴(kuò)張部分235。冷卻劑由冷卻劑出口管242從EGR氣體冷卻器200 流出。因此，在設(shè)置有冷卻通道C1的第一管子210中，在流入氣體通道214 的廢氣和流出到第一管子210的外部的冷卻劑之間執(zhí)行熱交換，從而冷卻 廢氣。另一方面，設(shè)有旁路通道B1的第二管子270被絕熱空間219包圍。因 此，限制了流動(dòng)通過(guò)氣體通道214的廢氣的溫度的降低。如上所述，殼體230的側(cè)壁232的內(nèi)表面與位于與第二管子270相鄰處 的第一管子210A的側(cè)壁緊密接觸。因此，環(huán)繞第一管子210形成的冷卻劑 通道215與絕熱空間219相分離。換言之，冷卻通道C1和旁路通道B1在第 一管子210和第二管子270之間不需要額外分離板的情況下互相分離。在第三實(shí)施例中，由于由第二擴(kuò)張部分235限定的空間大于由第一擴(kuò) 張部分231限定的空間。由于減少了冷卻劑通道215的反壓，所以冷卻劑平 穩(wěn)地流過(guò)冷卻劑通道215。同樣地，進(jìn)一步提高了熱交換效率。并且，在EGR氣體冷卻器200中，例如，與第二實(shí)施例相似，第二管 子270的內(nèi)部散熱片220可以被替換為隔離物121、 lllb。在第一和第二實(shí)施例中，管主壁111的凹部113的形狀可以改變成不同 方式。在上述實(shí)施例中，凹部113的深度與突出部112的高度相等。然而， 凹部113的深度可根據(jù)通過(guò)冷卻劑入口113a和冷卻
并且，還可以改變凹部113的位置。代替對(duì)角的位置，凹部113可被形 成在管子110的相同的側(cè)壁118上。在該情況下，冷卻劑入口管141和冷卻 劑出口管142連接到管堆疊體L1的相同側(cè)。因此，不需要由兩個(gè)分開(kāi)的殼 體件130a、 130b構(gòu)成殼體130。殼體130可由單個(gè)箱件構(gòu)成。在上述實(shí)施例中，第二升高部分117平行于矩形管主壁111的短邊形 成。然而，可根據(jù)冷卻劑的流動(dòng)情況修改第二升高部分117。例如，第二 升高部分117可相對(duì)于管主壁111的短邊傾斜，使得管子110的縱向端和第 二升高部分117之間的距離隨距冷卻劑入口113a的距離而逐漸增加?？蛇x 地，第二升高部分117可具有曲形形狀。另外，可去除第二升高部分117。另外，殼體130的外壁131的一個(gè)或兩個(gè)可根據(jù)所需的廢氣的熱交換效 率而被去除。在第一和第二實(shí)施例中，與第三實(shí)施例的第一和第二擴(kuò)張部 分231、 235相似，由凸出部分133限定的空間133a可以被區(qū)分開(kāi)，以增強(qiáng) 冷卻劑通道115中的冷卻劑的流動(dòng)。并且，本發(fā)明的使用不限于EGR氣體冷卻器，還可被用于任何其它的 熱交換器。例如，熱交換器IOO、 200可被用作執(zhí)行排出到空氣中的廢氣和 冷卻劑之間的熱交換并從而加熱冷卻劑的廢氣回收熱交換器。另外，熱交換器的零部件的材料也不限于不銹鋼。零部件可由諸如鋁 合金、或銅合金的其它材料制成，取決于使用情況。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將很容易地發(fā)現(xiàn)其它的優(yōu)點(diǎn)和改進(jìn)。本發(fā)明具有較 廣的范圍，因此不限于具體的細(xì)節(jié)、典型的設(shè)備和示出及描述的說(shuō)明性實(shí) 例。
權(quán)利要求
1.一種用于執(zhí)行第一流體和第二流體之間的熱交換的熱交換器，包括殼體(230)；多個(gè)第一管子(210，210A)，所述多個(gè)第一管子設(shè)置在殼體(230)中并以預(yù)定的間隔層疊，使得第一空間(215)設(shè)置在相鄰的第一管子(210，210A)之間，所述多個(gè)第一管子(210、210A)在其內(nèi)部限定用于使所述第一流體流動(dòng)的第一流體通道(214)，并且第一空間(215)限定用于使所述第二流體流動(dòng)的第二流體通道(215)；第二管子(270)，所述第二管子設(shè)置在殼體(230)中并沿端部第一管子(210A)設(shè)置，所述端部第一管子是多個(gè)第一管子(210，210A)中的一個(gè)并設(shè)置在端層，使得在第二管子(270)的周邊上限定第二空間(219)，第二管子(270)在其內(nèi)部限定用于使所述第一流體流動(dòng)的另一第一流體通道(214)；連接凸緣(251)，所述連接凸緣設(shè)置在多個(gè)第一管子(210，210A)和第二管子(270)的端部處；以及芯板(260)，所述芯板連接至多個(gè)第一管子(210，210A)和第二管子(270)的端部，使得第一流動(dòng)通道(214)與連接凸緣(251)相連通，并且第二流體通道(215)和第二空間(219)與連接凸緣(251)分離，其中所述殼體(230)包括殼體側(cè)壁(232)和第一擴(kuò)張部分(231，235)；所述殼體側(cè)壁(232)沿多個(gè)第一管子(210，210A)和第二管子(270)的側(cè)壁設(shè)置；第一擴(kuò)張部分(231，235)從殼體側(cè)壁(232)沿殼體(230)向外的方向擴(kuò)張，以在所述第一擴(kuò)張部分內(nèi)提供第一連通室；所述第一連通室與第二流體通道(215)連通；和所述殼體側(cè)壁(232)具有與端部第一管子(210A)的側(cè)壁接觸的內(nèi)表面，使得第二空間(219)與所述第一連通室和第二流體通道(215)分離。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的熱交換器，進(jìn)一步包括第二流體引入管(214)，所述第二流體引入管連接至殼體(230)，用 于將所述第二流體引入到第二流體通道(215)中；以及第二流體排出管(242)，所述第二流體排出管連接至殼體(230)，用 于將所述第二流體從第二流體通道(215)排出，其中所述第一擴(kuò)張部分(231)設(shè)置在第二流體引入管(241)和殼體(230) 之間的連接部分和第二流體排出管(242)和殼體(230)之間的連接部分 中的至少一個(gè)連接部分中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的熱交換器，進(jìn)一步包括 第二流體引入管(241)，所述第二流體引入管連接至殼體(230)，用于將所述第二流體引入到第二流體通道(215)中；以及第二流體排出管(242)，所述第二流體排出管連接至殼體(230)，用 于將所述第二流體從第二流體通道(215)排出，其中所述第一擴(kuò)張部分(231)設(shè)置在第二流體引入管(241)和殼體(230) 之間的連接部分處；所述殼體(230)進(jìn)一步包括在第二流體排出管(242)和殼體(230) 之間的連接部分處的第二擴(kuò)張部分(235);所述第二擴(kuò)張部分(235)限定使第二流體通道(215)和第二流體排 出管(242)之間相連通的第二連通室；以及所述第二連通室大于所述第一連通室。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的熱交換器，進(jìn)一步包括多個(gè)內(nèi) 部散熱片(220)，所述多個(gè)內(nèi)部散熱片設(shè)置在多個(gè)第一管子(210, 210A) 中。
5. —種用于執(zhí)行第一流體和第二流體之間的熱交換的熱交換器，包括多個(gè)管子(110)，每一個(gè)管子(110)均在其內(nèi)限定用于使所述第一 流體流動(dòng)的第一流體通道(114)并包括管主壁(111)，其中每一個(gè)管子 (110)的管主壁(111)中的至少一個(gè)包括突出部(112)和凹部(113)， 所述突出部(112)在管子(110)的向外的方向上沿管主壁(111)的周 邊端部突出，凹部(113)設(shè)置在管主壁(111)的周邊端部并從突出部(112)的端部凹入，多個(gè)管子(110)被堆疊成使管主壁(111)互相相對(duì)，在相 鄰管子(110)的相對(duì)的管主壁(111)和突出部(112)之間限定空間(115， 119)，并且通過(guò)與空間(115， 119)相連通的管子(110)的側(cè)壁(118) 上的凹部(113)設(shè)置開(kāi)口 (U3a， 113b);板件(132)，所述板件連接至多個(gè)管子(110)，并且包括壁部分和凸 出部分(133)，其中所述壁部分沿管子(110)的側(cè)壁(118)設(shè)置并具有 封閉至少一個(gè)開(kāi)口 G13a， 113b)的內(nèi)表面，使得封閉與通過(guò)所述內(nèi)表面 封閉的開(kāi)口 (U3a， 113b)相對(duì)應(yīng)的空間(119)以提供絕熱空間(119)， 凸出部分(133)從所述壁部分?jǐn)U張以在所述凸出部分內(nèi)限定連通室 (133a)，凸出部分(133)被限定在與其余開(kāi)口 (113， 113b)相對(duì)應(yīng)的 位置處，使得與其余開(kāi)口 (U3a， 113b)相對(duì)應(yīng)的空間(115)通過(guò)其余 開(kāi)口 (113a， 113b)與連通室(133a)相連通，并且限定所述第二流體流 動(dòng)通過(guò)的第二流體通道(115);以及連接件(141， 142)，所述連接件連接至所述第二流體流動(dòng)通過(guò)的外 部回路，其中連接件(141， 142)連接至凸出部分(133)并與連通室(133a) 相連通。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱交換器，其中多個(gè)管子(110)包括設(shè)置在第一最外側(cè)的第一最外管子；以及 所述第一最外管子具有包括端部突出部(112)和端部凹部(113)的 第一最外管壁(llla)，所述端部突出部在所述第一最外管子的向外的方 向上沿其周邊端部突出，所述端部凹部從端部突出部(112)朝向第一最 外管壁Olla)凹入，所述熱交換器進(jìn)一步包括第一外壁件(131)，所述第一外壁件沿第一最外管壁(llla)設(shè)置， 其中所述第一外壁件(131)的內(nèi)表面與端部突出部(112)相接觸，使得 在第一外壁件(131)的內(nèi)表面和第一最外管壁(llla)之間限定第一端 部空間(115)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱交換器，其中多個(gè)管子(110)包括設(shè)置在第二最外側(cè)的第二最外管子；以及 所述第二最外管子具有包括端部突出部(112)和端部凹部(113)的 第二最外管壁(llla)，所述端部突出部在所述第二最外管子的向外的方向上沿其周邊端部突出，所述端部凹部從端部突出部(112)凹入，所述熱交換器進(jìn)一步包括第二外壁件(131)，所述第二外壁件沿第二最外管壁(llla)設(shè)置， 其中所述第二外壁件(131)的內(nèi)表面與第二最外管壁(llla)的端部突 出部(112)相接觸，使得在第二外壁件(131)的內(nèi)表面和第二最外管壁 (llla)之間限定第二端部空間；以及所述第二外壁件(131)通過(guò)板件(132)連接至第一外壁件(131)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的熱交換器，其中凹部(113)中的每一個(gè)的尺寸相對(duì)于與管主壁(111)垂直的方向與 突出部(112)中的每一個(gè)的尺寸相等。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱交換器，其中所述管主壁中的每一個(gè)都具有另一凹部(113)，并且所述凹部(113) 和所述另一凹部(113)位于對(duì)角位置。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的熱交換器，其中 設(shè)有第二流體通道(115)的所述管子(110)在其管主壁(111)上具有流動(dòng)調(diào)節(jié)部分或整流部分(117)，所述流動(dòng)調(diào)節(jié)部分或整流部分(117) 中的每一個(gè)都突出到第二流體通道(115)中，并位于與相對(duì)于在第一流 體通道(114)中流動(dòng)的所述第一流體的流動(dòng)的上游位置相對(duì)應(yīng)的位置處; 并且所述流動(dòng)調(diào)節(jié)部分或整流部分(117)被構(gòu)造成使所述第二流體遍布 第二流動(dòng)通道(115)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的熱交換器，其中管子(110)中的每一 個(gè)都由一對(duì)板件(110a， 110b)構(gòu)成。
12. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的熱交換器，進(jìn)一步包括設(shè)置在多個(gè)管子 (110)中的多個(gè)內(nèi)部散熱片(120)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的熱交換器，進(jìn)一步包括 多個(gè)內(nèi)部散熱片(120)，所述多個(gè)內(nèi)部散熱片設(shè)置在設(shè)有第二流體通道(115)的管子(110)中；以及多個(gè)隔離物或空間保持件(121， lllb)，所述多個(gè)隔離物或空間保持件設(shè)置在設(shè)有絕熱空間(119)的管子(110)中。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的熱交換器，其中通過(guò)從所述管主壁(111)沿管子(110)的向內(nèi)的方向突出的多個(gè)突 出部(lllb)設(shè)置多個(gè)隔離物或空間維持件(121， lllb)。
全文摘要
一種熱交換器，包括在殼體(230)中的第一管子(210，210A)和第二管子(270)。第一管子(210，210A)和第二管子(270)成層布置，使得第一空間(215)設(shè)置在相鄰的第一管子(210，210A)之間以及第二空間(219)被限定在第二管子(270)的周邊上。第一管子(210，210A)和第二管子(270)的端部連接至芯板(260)，使得被限定在第一管子(210，210A)和第二管子(270)內(nèi)的第一流體通道(214)與連接凸緣(251)相連通，并且第一和第二空間(215，219)與連接凸緣(251)分離。殼體(230)包括與第一空間(215)相連通的擴(kuò)張部分(231，235)，并且與端部第一管子(210A)的側(cè)壁相接觸的側(cè)壁位于相鄰于第二管子(270)的位置處，使得第二空間(219)與第一空間(215)和連通室分離。
文檔編號(hào)F02M25/07GK101165332SQ20071016713
公開(kāi)日2008年4月23日 申請(qǐng)日期2007年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月18日
發(fā)明者大船悠, 林孝幸 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝