熱交換器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種熱交換器，特別是用于機動車輛的熱交換器，所述交換器包括：在流體之間熱傳遞的陣列，用于容納所述陣列的外殼(3)，用于收集進入流體的容器(5)，和-用于收集排出流體的容器(7)，其特征在于，所述外殼具有鄰近所述至少一個入口收集容器(5)的至少一個用于吸收應(yīng)力的區(qū)域，使其能抵抗在所述流體在所述陣列中從所述流體入口(5)容器流動至所述流體排出(7)容器時施加在所述外殼(3)上的機械應(yīng)力。
【專利說明】熱交換器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱交換器，特別用于機動車輛的熱交換器。
[0002]更具體地，本發(fā)明涉及用于機動車輛發(fā)動機空氣供應(yīng)回路的熱交換器。
[0003]本發(fā)明涉及對機動車輛發(fā)動機的空氣供應(yīng)的通常領(lǐng)域，更具體地，涉及增壓空氣來自壓縮機或渦輪增壓機的發(fā)動機，從而其稱為超增壓空氣。
【背景技術(shù)】
[0004]已知的實踐是，利用熱交換器冷卻離開壓縮機的超增壓空氣，該熱交換器還稱為增壓空氣冷卻器(或簡稱CAC)。
[0005]在該情況下，CAC熱交換器允許超增壓發(fā)動機增壓空氣通過與另外的流體進行熱交換而被冷卻，該流體諸如外部空氣或液體，比如來自發(fā)動機冷卻回路的水，由此形成空氣/空氣或液體/空氣類型的交換器。
[0006]這樣的交換器大體包括熱交換芯束，芯束包括堆疊的管或板，限定用于流體的各循環(huán)通道，以便允許在芯束內(nèi)循環(huán)的兩種流體之間的熱交換。
[0007]芯束以已知的方式容納在外殼中。這樣的外殼可包括端板，位于限定流體循環(huán)通道的芯束的堆疊板或管的每側(cè)；且包括連接這些端板的大體一個或多個側(cè)壁。
[0008]為了允許流體進入芯束然后離開芯束，流體入口和出口集管箱根據(jù)已知方案附連到容納熱交換芯束的外殼。
[0009]容納芯束的外殼具有結(jié)構(gòu)作用，其有助于交換器的剛度。
[0010]但是，在操作中，升壓壓力可使外殼變形，特別是外殼的側(cè)壁。
[0011]該壓力導(dǎo)致一定水平的機械應(yīng)力，其可超過所用材料的限制。
[0012]已知的實踐是增加材料的厚度，或甚至提供額外的部件，以便抵抗這樣的機械應(yīng)力。
[0013]此外，為了特別限制交換器的制造成本，越來越傾向于材料的減小的厚度。但是，這導(dǎo)致抵抗機械應(yīng)力的能力降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明的目的是提出一種熱交換器，其不具有現(xiàn)有技術(shù)的缺點。
[0015]為此，本發(fā)明的一個主題是熱交換器，特別用于機動車輛的熱交換器，所述交換器包括:
[0016]-用于在流體之間熱交換的芯束，
[0017]-用于容納所述芯束的外殼，
[0018]-流體入口集管箱，和
[0019]-流體出口集管箱，
[0020]其特征在于，所述外殼具有鄰近所述至少一個入口集管箱的至少一個應(yīng)力吸收區(qū)域，以便抵抗在所述流體從所述流體入口箱朝向所述流體出口箱流動通過所述芯束時施加給所述外殼的機械應(yīng)力。
[0021]所述交換器可還包括一個或多個以下特征，分別采用或結(jié)合采用:
[0022]所述外殼沿流體循環(huán)通道的堆疊方向包括至少兩個端板，所述芯束的每側(cè)上有一個端板，還包括至少一個側(cè)壁，其連接所述至少兩個端板，所述至少一個側(cè)壁具有至少一個應(yīng)力吸收區(qū)域；
[0023]所述至少一個吸收區(qū)域具有至少一個凸表面,該凸面沿應(yīng)力的大體方向朝向；
[0024]所述至少一個凸表面大體形成在所述至少一個側(cè)壁的中心；
[0025]所述至少一個凸表面大體在整個所述至少一個側(cè)壁上延伸；
[0026]所述外殼包括與所述外殼形成為一體的增強器件；
[0027]所述增強器件通過使所述外殼變形而被制造；
[0028]至少一個應(yīng)力吸收區(qū)域包括增強器件；
[0029]所述至少一個側(cè)壁具有至少一個邊沿，其沿用于連接至端板的彎曲邊緣彎折，且所述至少一個側(cè)壁具有大體設(shè)置在彎曲邊緣處的增強器件；
[0030]所述至少一個側(cè)壁在連接至端板的至少一個區(qū)域上包括應(yīng)力限制器件；
[0031]所述至少一個側(cè)壁在所述至少一個側(cè)壁的至少一個周邊輪廓上具有至少一個應(yīng)力限制溝槽；
[0032]所述交換器構(gòu)造為冷卻機動車輛發(fā)動機的超增壓空氣，且在于，所述流體出口集管箱構(gòu)造為允許超增壓空氣進入所述發(fā)動機。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)勢將從閱讀以下通過非限制性示例給出的描述和從研究附圖而變得顯而易見，在附圖中:
[0034]圖1示出了熱交換器，
[0035]圖2是圖1的交換器外殼的側(cè)壁的凸表面的示意簡化圖，和
[0036]圖3示出熱交換器的替換形式，其具有包括兩個凸表面的側(cè)壁。
【具體實施方式】
[0037]在這些附圖中，大致相同的元件具有相同的附圖標(biāo)記。
[0038]圖1示出特別用于機動車輛的熱交換器I。
[0039]該交換器意圖布置在發(fā)動機空氣供應(yīng)回路中。
[0040]這樣的交換器I特別構(gòu)造為冷卻用于機動車輛的燃燒發(fā)動機的超增壓空氣。
[0041]該交換器I包括管或板的芯束，用于第一流體(諸如超增壓空氣)和第二流體(諸如液體冷卻劑)之間的熱交換。
[0042]管或板的該芯束容納在外殼3中。
[0043]交換器I還包括用于第一流體入口的第一集管箱5，和用于流體出口的第二集管箱7。
[0044]根據(jù)所示的實施例，出口箱7固定到發(fā)動機的汽缸蓋(發(fā)動機未示出)，以允許被冷卻空氣進入，且因此形成用于第一流體的進入箱。
[0045]根據(jù)所示例子，外殼3包括例如:[0046]-兩個端板9，沿限定流體循環(huán)通道的板或管的堆疊方向在芯束的每側(cè)，和
[0047]-至少一個側(cè)壁11、12，連接所述兩個端板9。
[0048]根據(jù)所示實施例，熱交換器I包括鄰近入口箱5的第一側(cè)壁11、和第二側(cè)壁12。
[0049]第一側(cè)壁11設(shè)置為靠近入口箱5，且因此相對于空氣流動所沿的方向大致定位在超增壓空氣到達處的水平。
[0050]其因此相對于流體流動所沿的方向稱為前壁11。交換器I的后部部分通過出口箱7限定，出口箱安裝在發(fā)動機的汽缸蓋(發(fā)動機未示出)上。
[0051]一個或多個側(cè)壁11、12具有連接至端板9的區(qū)域。
[0052]在所示例子中，側(cè)壁11、12分別具有周邊邊沿15、17，所述周邊邊沿彎折用于連接至端板。
[0053]這些邊沿15、17沿彎曲邊緣19彎折。
[0054]這些邊沿15、17保持在端板9上,例如通過卷邊。
[0055]該組件自此之后則例如被釬焊。
[0056]外殼3還包括至少一個應(yīng)力吸收區(qū)域，用于抵抗在超增壓空氣流動時施加到外殼3的應(yīng)力。
[0057]一個或多個吸收區(qū)域設(shè)置為鄰近入口箱5。
[0058]根據(jù)圖1所示的實施例，第一側(cè)壁11具有這樣的吸收區(qū)域。
[0059]這例如涉及在側(cè)壁11上提供大體凸的表面，如圖2示意性地示出的。
[0060]當(dāng)超增壓空氣流動(如箭頭F示意性地指示)時，凸面沿施加到外殼3的應(yīng)力的大體方向取向。
[0061]該凸表面13在該情況下大體設(shè)置在側(cè)壁11的中心處。
[0062]另外，該凸表面13大體在整個側(cè)壁11上延伸。該表面13因此大體在側(cè)壁11的整個高度和整個寬度上延伸。
[0063]當(dāng)超增壓空氣從入口箱5朝向出口箱7流動時，這樣的凸表面13使得可以限制側(cè)壁11的表面的運動。
[0064]具體地，獲得側(cè)壁11，其更剛硬，且因此在超增壓空氣朝向發(fā)動機(未示出)流動時，更能抵抗施加到側(cè)壁11的機械應(yīng)力。
[0065]對于抵抗機械應(yīng)力的相同量級的能力，因此可以設(shè)置比現(xiàn)有技術(shù)更薄的側(cè)壁11。作為例子，對于同樣量級的強度，可以將3mm厚的壁降至具有這樣的凸表面13的1.5mm厚的壁。
[0066]根據(jù)實施例的替換形式，側(cè)壁11可設(shè)置為具有兩個凸表面13，而不是僅一個，如圖3所示。
[0067]通過這兩個凸表面13，側(cè)壁11甚至更強，使得可以進一步減小壁11的厚度。
[0068]外殼3可還具有增強器件(未在圖中示出)。
[0069]這些增強器件與外殼3形成為一體。例如，增強器件通過使外殼3變形而制造。
[0070]例如，增強器件形成在外殼3的一個或多個應(yīng)力吸收區(qū)域處。
[0071]作為凸表面13的替換，或除了該凸表面13，偵彳壁11可具有這樣的增強器件。
[0072]作為增強器件的例子，可以注意大體十字形的變形部。這樣的十字形變形部可基本設(shè)置在側(cè)壁11的中心或壁11的一個或多個凸表面13的中心。[0073]作為替換，可設(shè)置大體為圓頂形式的變形部。
[0074]根據(jù)實施例的替換形式，第一側(cè)壁11可在周邊邊沿15的彎曲邊緣19處具有增強器件，該周邊邊沿彎折用于連接至端板9。
[0075]這樣的增強器件可例如通過使壁11的材料在彎曲邊緣19處變形而制造，例如通過形成凸起。這些增強器件例如具有大體三角形形狀，其頂點水平具有彎曲邊緣19，其基部連接彎折周邊邊沿15和側(cè)壁11。這樣的增強器件通常稱為“推土機(bulldozer)”。
[0076]此外，外殼3可在將一個或多個側(cè)壁11、12連接至端板9的一個或多個區(qū)域中包括應(yīng)力限制器件21。
[0077]根據(jù)所示實施例，第一側(cè)壁11在其周邊輪廓上包括這樣的限制器件21。
[0078]例如，限制器件可包括限制溝槽21 (見圖2)。
[0079]根據(jù)所示實施例，第一側(cè)壁11因此在其形成連接至端板9的區(qū)域的周邊輪廓上包括限制溝槽21。
[0080]此外，外殼3可還包括用于第二流體的入口和出口噴嘴23 (見圖3)。
[0081]再次參考圖1，集管箱5、7本身例如通過模制制造。
[0082]集管箱5和7設(shè)置為已經(jīng)穿過芯束，被冷卻空氣離開交換器I以便被供應(yīng)至發(fā)動機。
[0083]為此，入口箱5與空氣入口管25連通。
[0084]為了允許被冷卻空氣進入發(fā)動機(未示出)的每個汽缸，出口箱7敞開，以允許被冷卻空氣通向發(fā)動機。
[0085]入口箱5和出口箱7的定位通過示意給出。
[0086]由此，超增壓空氣經(jīng)由用于第一流體的入口箱5進入交換器1，循環(huán)通過熱交換芯束3，然后經(jīng)由用于第一流體的出口箱7離開交換器1，以便供給到發(fā)動機(未示出)。
[0087]對于第二流體，其經(jīng)由用于第二流體的入口噴嘴23進入熱交換芯束，循環(huán)通過熱交換芯束，以與要被冷卻的超增壓空氣進行熱交換，然后經(jīng)由用于第二流體的出口噴嘴23離開熱交換芯束。
[0088]因此應(yīng)意識到，由于例如通過鄰近入口箱5的側(cè)壁11的一個或多個凸表面提供的吸收區(qū)域和/或由于該側(cè)壁11的幾何可變變形部，用于使超增壓空氣進入燃燒發(fā)動機的這樣的熱交換器外殼3更能抵抗空氣流動通過交換器I時施加的應(yīng)力。
【權(quán)利要求】
1.一種熱交換器，特別是用于機動車輛的熱交換器，所述交換器包括: -用于在流體之間熱交換的芯束， -用于容納所述芯束的外殼(3)， -流體入口集管箱(5)，和 -流體出口集管箱(7)， 其特征在于，所述外殼具有鄰近所述至少一個入口集管箱(5)的至少一個應(yīng)力吸收區(qū)域，以便抵抗在所述流體從所述流體入口箱(5)朝向所述流體出口箱(7)流動通過所述芯束時施加給所述外殼(3)的機械應(yīng)力。
2.如權(quán)利要求1所述的交換器，其特征在于， 所述外殼沿流體循環(huán)通道的堆疊方向包括至少兩個端板(9)，所述芯束的每側(cè)上有一個端板，還包括至少一個側(cè)壁(11)，所述側(cè)壁連接所述至少兩個端板(9)，且在于 所述至少一個側(cè)壁(11)具有至少一個應(yīng)力吸收區(qū)域。
3.如權(quán)利要求1或2中的任一項所述的交換器，其特征在于，所述至少一個吸收區(qū)域具有至少一個凸表面(13)，所述凸面沿應(yīng)力的大體方向朝向。
4.如權(quán)利要求2結(jié)合權(quán)利要求3所述的交換器，其特征在于，所述至少一個凸表面(13)大體形成在所述至少一個側(cè)壁(11)的中心。
5.如權(quán)利要求2結(jié)合權(quán)利要求3或4中的一項所述的交換器，其特征在于，所述至少一個凸表面(13)大體在整個所述至少一個側(cè)壁(11)上延伸。
6.如前述權(quán)利要求中的任一項所述的交換器，其特征在于，所述外殼(3)包括與所述外殼形成為一體的增強器件。
7.如權(quán)利要求6所述的交換器，其特征在于，所述增強器件通過使所述外殼變形而被制造。
8.如權(quán)利要求6或7中的一項所述的交換器，其特征在于，所述至少一個應(yīng)力吸收區(qū)域包括增強器件。
9.如權(quán)利要求2結(jié)合權(quán)利要求6或7中的一項所述的交換器，其特征在于，所述至少一個側(cè)壁(11)具有至少一個邊沿(15)，其沿用于連接至端板(9)的彎曲邊緣(19)彎折，且在于，所述至少一個側(cè)壁(11)具有大體設(shè)置在彎曲邊緣(19)處的增強器件。
10.如權(quán)利要求2結(jié)合前述權(quán)利要求任一項所述的交換器，其特征在于，所述至少一個側(cè)壁(11)在連接至端板(9)的至少一個區(qū)域上包括應(yīng)力限制器件。
11.如權(quán)利要求10所述的交換器，其特征在于，所述至少一個側(cè)壁(11)在所述至少一個側(cè)壁(11)的至少一個周邊輪廓上具有至少一個應(yīng)力限制溝槽(21)。
12.如前述權(quán)利要求中的任一項所述的交換器，其特征在于，其構(gòu)造為冷卻機動車輛發(fā)動機的超增壓空氣，且在于，所述流體出口集管箱(7)構(gòu)造為允許超增壓空氣進入所述發(fā)動機。
【文檔編號】F28F9/00GK103959000SQ201280059639
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2012年10月2日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月4日
【發(fā)明者】L.奧迪拉德 申請人:法雷奧熱系統(tǒng)公司