熱交換器芯體、熱交換器和工作機器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種熱交換器芯體，包括：多組成對的并排設置的板，每對板之間夾置有封條以形成用于第一流體的第一流動通道；多根間隔條，所述間隔條設置在相鄰兩組成對板之間以在該相鄰的兩組成對板之間形成用于第二流體的第二流動通道，其中第一流動通道的入口和出口在該成對的板的同一端側彼此相間隔地形成，在該成對的板之間沿著第一流動通道的延伸方向夾置有至少一個折流件，所述折流件在第一流動通道的部分高度上延伸，用以將第一流動通道分成具有至少兩個沿通道高度的流程。本實用新型還涉及具有上述熱交換器芯體的熱交換器以及工作機器。
【專利說明】熱交換器芯體、熱交換器和工作機器

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種熱交換器芯體，本實用新型進一步涉及設置有該芯體的熱交換器和工作機器。

【背景技術】
[0002]現(xiàn)有的板翅式熱交換器廣泛地用作用于工程機械、壓縮制冷機、發(fā)電機組的油冷器、中冷器和水散熱器。對于傳統(tǒng)的發(fā)動機機油冷卻器，通常該冷卻器的芯體由長封條、短封條、隔板、內(nèi)擾流片(例如翅片)、外擾流片(例如翅片)組成。包圍芯體設置有殼體，并且在殼體上設置有與芯體流體連通的進口或出口。所述內(nèi)擾流片、隔板和外擾流片交替疊置，芯體的最外側用側擋板固定，內(nèi)擾流片與其兩側的長封條和隔板包圍形成熱側通道，夕卜翅片與其兩側的短封條以及隔板包圍形成橫向于熱側通道延伸的冷側通道。其中，冷側通道通常用于流動通過冷卻水，冷側通道流動通過發(fā)動機機油。這樣的發(fā)動機機油冷卻器的進油口和出油口通常位于冷卻器芯體的兩相對側。而出于有效利用空間的目的，已經(jīng)設計出在同一側上設置進油口和出油口的殼體。例如專利文獻CN2559793Y中所公開的發(fā)動機機油冷卻器。該傳統(tǒng)的發(fā)動機機油冷卻器的殼體上的進油口和出油口的布置方式受到芯體上的出油口和進油口的布置的限制。例如專利文獻CN2559793Y中所公開的發(fā)動機機油冷卻器中，殼體上的出油口和進油口之間的距離決定了冷卻器芯體的縱向尺寸。對于在同一側上出油口和進油口之間的距離較近的殼體，傳統(tǒng)的冷卻器芯體無法與之匹配。即使設計出相應尺寸的冷卻器芯體，由于熱油側的流動通道短，換熱效果不佳。
[0003]因此，本實用新型旨在克服現(xiàn)有技術中上述一個或多個問題。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型目的在于提供一種能夠與特定類型的發(fā)動機結構設計匹配并且具有高換熱效率的熱交換器芯體。
[0005]根據(jù)本實用新型的一方面，提供一種熱交換器芯體，包括:多組成對的并排設置的板，每對板之間夾置有封條以形成用于第一流體的第一流動通道；多根間隔條，所述間隔條設置在相鄰兩組成對板之間以在該相鄰的兩組成對板之間形成用于第二流體的第二流動通道，其中第一流動通道的入口和出口在該成對的板的同一端側彼此相間隔地形成，在該成對的板之間沿著第一流動通道的延伸方向夾置有至少一個折流件，所述折流件在第一流動通道的部分高度上延伸，用以將第一流動通道分成具有至少兩個大致沿通道高度方向的流程。根據(jù)本實用新型的熱交換器芯體使得可以提高第一流動通道側的換熱系數(shù)，并且適配于特定類型的發(fā)動機結構設計。
[0006]有利地，在每對板之間夾置有內(nèi)擾流片以增強第一流動通道側的換熱系數(shù)。
[0007]有利地，所述內(nèi)擾流片上設置有用于容納折流件的凹口。
[0008]有利地，所述折流件的個數(shù)為一個。
[0009]有利地，所述折流件的個數(shù)為多個，所述折流件交替地自相對側的封條向第一流動通道內(nèi)延伸并彼此錯開。
[0010]根據(jù)本實用新型的另一方面，提供一種熱交換器，其具有上述的熱交換器芯體。
[0011]有利地，所述熱交換器為發(fā)動機機油冷卻器。
[0012]有利地，所述第一流體為機油。
[0013]根據(jù)本實用新型的又一方面，提供具有上述的熱交換器的工作機器。
[0014]根據(jù)本實用新型，使得能合理地設計熱交換器，從而使得其適配于進油口和出油口設置于同一側的端蓋或殼體，并且，在滿足特定類型發(fā)動機設計的安裝空間的需要的情況下，熱交換器的換熱效率盡可能得到提高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]下文將參考附圖進一步描述本實用新型的實施例，在附圖中:
[0016]圖1是根據(jù)本實用新型的熱交換器的部分剖開的透視圖；
[0017]圖2是根據(jù)本實用新型的熱交換器芯體的局部截面示意圖，其示出根據(jù)本實用新型的熱交換器芯體的第一流動通道和第二流動通道內(nèi)流體各自的流動路線；
[0018]圖3是根據(jù)本實用新型的熱交換器芯體的一部分的分解示意圖；
[0019]圖4是根據(jù)本實用新型的熱交換器芯體的一部分的透視圖；以及
[0020]圖5示出根據(jù)本實用新型的熱交換器芯體的第一流動通道內(nèi)的擾流片的示意圖。

【具體實施方式】
[0021]參見圖1，顯示了一個可安裝在工作機器例如挖掘機、推土機上的熱交換器I。該熱交換器I例如為發(fā)動機機油冷卻器。熱交換器I包括芯體100和在芯體外圍設置的殼體200。該殼體的面對芯體的一部分設置有帶有進口室211和出口室212的端蓋201。第一流體、例如機油、經(jīng)流入通道28進入進口室211，并從出口室222經(jīng)流出通道29流出熱交換器I。第二流體，例如冷卻水，流動穿過芯體100以冷卻在芯體100中循環(huán)的第一流體。
[0022]具體參見圖2，第一流體沿著實心箭頭所示的方向流動經(jīng)過端蓋的進口室211進入芯體100的第一流動通道101，并經(jīng)端蓋的出口室222流出。第二流體沿空心箭頭所示方向流動通過芯體100的第二流動通道102。
[0023]為了便于說明，在本文中“上側”、“下側”、“左側”、“右側”是指圖2中的上、下、左、
右方向。“前側”是指圖2中垂直紙面向外的方向，“后側”指圖2中垂直紙面向里的方向。
[0024]具體地，結合圖2和圖3所示，芯體100包括多組成對的板40，40’。該多組成對的板40，40’豎直放置。在每組成對的板40，40’之間并且在該組成對的板40，40’的左右側和下側的端部處設置有封條50。在該組成對的板40，40’的上端側設置有與進口室211連通的入口 2110和與出口室222連通的出口 2220。入口 2110和出口 2220之間可通過封條50隔開。和封條50以及其前后兩側的板40,40’包圍形成第一流動通道101。入口和出口為第一流動通道的入口和出口。該第一流動通道用于第一流體，例如待被冷卻的油。本文中，第一流動通道的延伸方向為從入口到出口的總體流動方向，第一流動通道的延伸方向的寬度方向為成對的板之間的間隔方向，第一流動通道的高度方向為與板所在的平面平行并且與第一流動通道的延伸方向垂直的方向。
[0025]在圖2所示的實施例中，端蓋201在該組成對的板40，40’的上端側之間在入口和出口之間設置有隔離件70，以防止進口室211和出口室212之間的短路連接。在一具體實施例中，該隔離件70與位于入口 2110和出口 2220之間的封條50—體形成。優(yōu)選地，隔離件由隔熱材料制成，從而防止入口流體和出口流體之間的熱連通。
[0026]另外，結合圖4和圖5可以看出，在該成對的板40，40’之間在上側區(qū)域還設置有條形的折流件80，該折流件80從第一流動通道101的入口 2110和出口 2220所在的一側(圖中顯示為上側)大致沿豎直方向延伸，但并未抵靠在下側的封條50上，因此，該折流件80與下側的封條50之間形成有一間隙，以允許第一流體從該折流件一側流向該折流件的另一側，從而形成U形的流路。在圖示的實施例中，由于該折流件的設置，使得第一流動通道被分成具有兩個大致沿通道高度方向的流程(因此使得第一流動通道大致呈U形，本文中，單個的流程指的是構成“U”形流道的兩分段中的一個)，從而增加了第一流體經(jīng)過芯體的流程數(shù)，進而相當于增加了第一流體與第二流體的換熱時間，從而提高了第一流動通道側的換熱系數(shù)。
[0027]雖然圖中示出折流件大致沿豎直方向延伸，但是，本領域技術人員可以想到，根據(jù)流動通道的形狀可以略微傾斜地或相對于成對的板的上端側成角度地設置折流件的延伸方向。在一具體實施例中，折流件的延伸長度也可以根據(jù)換熱系數(shù)的優(yōu)化而做出改變，而不僅僅局限于圖示的情形。
[0028]在圖2中所示的實施例中，位于入口和出口之間的封條50與折流件80 —體地形成，或者說圖2中所示的折流件同時也起到了密封隔離入口和出口的作用，從而防止從入口 2110進入的第一流體直接取道于隔離件與折流件之間的間隙而直接流入到出口 2220中。因此，圖3和圖4中都省略示出設置在成對的板的上側部分周緣之間以限定并密封隔離入口和出口的封條。
[0029]此外，雖然圖中所示的第一流動通道被折流件分隔成具有兩個流程，但是，本領域技術人員可以想到，可以在成對的板之間沿著第一流動通道的延伸方向夾置多個折流件，所述折流件交替地自相對側的封條向第一流動通道內(nèi)并在第一流動通道的部分高度上延伸并彼此錯開，從而將第一流動通道分隔成具有四個、六個、八個等偶數(shù)個大致沿通道高度方向的流程。雖然圖2中示出單個的流程大致貫穿第一流動通道的整個高度，本領域技術人員容易想到折流件也可以不與其端部的封條密封連接。
[0030]參見圖3和圖5，為了進一步提高第一流動通道側的換熱系數(shù)，在該第一流動通道內(nèi)還設置有呈波形曲折延伸的內(nèi)擾流片10。內(nèi)擾流片10上設置有用于容納折流件的凹口105。各個波形結構的波峰部與該成對的板40，40’中的一個板40例如通過釬焊連接，波谷部與該成對的板40，40’中的另一個板40’例如通過釬焊連接，從而將該第一流動通道101分成多個細小的流動通道。為了進一步增強內(nèi)擾流片10的擾流度，在位于波峰和波谷之間的波壁上可設置帶有穿孔的凹凸結構。
[0031]回到圖3和圖4，在相鄰的兩組成對的板40，40’之間由彼此相對的板40，40’形成有一間隙60，在該間隙的上下兩側設置有間隔條20，由此，包圍形成沿左右方向延伸的第二流動通道102，該第二流動通道用于第二流體，例如冷卻水。同樣為了提高第二通道102側的換熱系數(shù)，在該第二通道102內(nèi)設置有呈波形曲折延伸的外擾流片30，各個波形結構的波峰部與該彼此相對的板中的一個板40例如通過釬焊連接，波谷部與該彼此相對的板中的另一個板40’例如通過釬焊連接，從而將該第二流動通道102分成多個細小的流動通道。此外，在最左側的板40’以及最右側的板40的外側各設置有側板106，相應地在側板和與該側板相對的板40，40’之間在上下側設置有間隔條20，以加設用于第二流體的第二流動通道，并有利地保護最靠外的板40，40’以防止其因受到碰撞而損壞。
[0032]雖然在所示出的實施例中折流件設置在第一流動通道側，但是，本領域技術人員可以想到，如有必要，也可以通過在第二流動通道側設置折流件來增加第二流體的流程數(shù)，當然，也可以通過合適地設計折流件的布置方式來改變第二流體的入口和出口在芯體上的布置方式。
[0033]工業(yè)實用性
[0034]所公開的熱交換器芯體可應用于各種工程機械一在該工程機械中需要安裝熱交換器來輔助工程機械的運行。所公開的熱交換器芯體具有提高的整體換熱系數(shù)，并且方便組裝定位。下面對該熱交換芯體的組裝過程以及其運行原理進行說明。
[0035]首先，提供多組豎直放置的成對的板40，40’，在每組成對的板40，40’之間插置內(nèi)擾流片10以及封條50以及折流件80，使得板40，40’的左右側緣和下側緣抵靠在封條50上，并且折流件80的上端與板40，40’的上端對齊，并且使折流件80容納在內(nèi)擾流片10的相應凹口內(nèi)，由此在成對的板40，40’之間形成第一流動通道101。接著，在相鄰的兩組成對的板之間的間隙60中插置外擾流片30以及間隔條20，從而形成沿左右方向延伸的第二流動通道102。然后，在最靠外的板40，40’的外側豎直放置側板106，并且在側板與該最靠外的板之間的間隙中放置間隔條20和外擾流片30，從而形成額外的第二流動通道。接著，將整個臨時組裝的芯體100進行真空釬焊以形成牢固的熱交換器芯體產(chǎn)品。
[0036]隨后，在芯體100的上端安裝帶有進口室211和出口室212的端蓋，使得進口室211和出口室212與芯體100的第一流動通道101的入口和出口分別流體連通，來自進口室211的第一流體自第一流動通道101的上端入口流入第一流動通道，期間遇到折流件時，第一流體繞道并經(jīng)折流件與封條之間的空隙流到折流件的另一側，因此，總體上呈U形地流動。第一流體在于第一流動通道內(nèi)流動期間與流經(jīng)芯體100的第二流動通道102的第二流體經(jīng)由板40，40’的導熱進行熱交換，最后，經(jīng)熱交換的第一流體自第一流動通道101流出進入出口室212匯合，接著自出口室212排出流入到其循環(huán)系統(tǒng)。
[0037]各種工程機械例如液壓挖掘機、輪式裝載機、非公路卡車、輪式牽引鏟運機等都可受益于所公開的熱交換器芯體的應用。
[0038]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并不用于限制本實用新型，對本領域的技術人員而言，可以在不偏離本實用新型的范圍的情況下對本實用新型的裝置做出多種改良和變型。本領域的技術人員通過考慮本說明書中公開的內(nèi)容也可得到其它實施例。本說明書和示例僅應被視為示例性的，本實用新型的真實范圍由所附權利要求以及等同方案限定。
【權利要求】
1.一種熱交換器芯體，包括:多組成對的并排設置的板，每對板之間夾置有封條以形成用于第一流體的第一流動通道；多根間隔條，所述間隔條設置在相鄰兩組成對板之間以在該相鄰的兩組成對板之間形成用于第二流體的第二流動通道，其中第一流動通道的入口和出口在該成對的板的同一端側彼此相間隔地形成，在該成對的板之間沿著第一流動通道的延伸方向夾置有至少一個折流件，所述折流件在第一流動通道的部分高度上延伸，用以將第一流動通道分成具有至少兩個大致沿通道高度方向的流程。
2.根據(jù)權利要求1所述的熱交換器芯體，其特征在于，在成對的板之間夾置有內(nèi)擾流片以增強第一流動通道側的換熱系數(shù)。
3.根據(jù)權利要求2所述的熱交換器芯體，其特征在于，所述內(nèi)擾流片上設置有用于容納折流件的凹口。
4.根據(jù)權利要求1-3之一所述的熱交換器芯體，其特征在于，所述折流件的個數(shù)為一個。
5.根據(jù)權利要求1-3之一所述的熱交換器芯體，其特征在于，所述折流件的個數(shù)為多個，所述折流件交替地自相對側的封條向第一流動通道內(nèi)延伸并彼此錯開。
6.一種熱交換器，具有權利要求1-5之一所述的熱交換器芯體。
7.根據(jù)權利要求6所述的熱交換器，其特征在于，所述熱交換器為發(fā)動機機油冷卻器。
8.根據(jù)權利要求7所述的熱交換器，其特征在于，所述第一流體為機油。
9.一種工作機器,具有權利要求6-8之一所述的熱交換器。
【文檔編號】F01M5/00GK204041149SQ201420525246
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月12日 優(yōu)先權日:2014年9月12日
【發(fā)明者】肖嬋, 田國平, 李國超 申請人:卡特彼勒公司