專(zhuān)利名稱(chēng)：熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種特別適用于汽車(chē)的熱交換器以及包括熱交換器的循環(huán)。
背景技術(shù)：
熱交換器在汽車(chē)上得到了廣泛應(yīng)用，如作為散熱器、加熱元件、冷凝器或汽化器等。在一輛現(xiàn)代的汽車(chē)上裝備了多種不同的熱交換器，例如，它以散熱器的形式出現(xiàn)，用來(lái)冷卻汽車(chē)上的發(fā)動(dòng)機(jī)組或零部件，或汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)組或零部件中的介質(zhì)。又例如，在一輛汽車(chē)中由于使用范圍不同，可以有用來(lái)冷卻驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、內(nèi)燃機(jī)或電動(dòng)機(jī)的冷卻液散熱器、變速器油散熱器、廢氣散熱器、增壓空氣散熱器、液壓油散熱器或其它散熱器等。
在汽車(chē)中有多個(gè)散熱器時(shí)，其布置就需要更大的結(jié)構(gòu)空間，因而總是會(huì)暴露出現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)空間和散熱器的布置之間的矛盾。在這種情況下，往往會(huì)對(duì)某個(gè)散熱器的布置作出一定的讓步，從熱力學(xué)的角度看，這種布置當(dāng)然不是最理想的。而考慮到現(xiàn)有的加工公差，在必要情況下，需提供比必要的空間還要大的結(jié)構(gòu)空間，所以，即使是某個(gè)熱交換器的單一布置也會(huì)需要更大的結(jié)構(gòu)空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的任務(wù)是提供一種對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)的熱交換器。
這一任務(wù)的解決是通過(guò)以下方式一種熱交換器，特別是用于汽車(chē)?yán)鋮s設(shè)備的熱交換器，應(yīng)具有至少一個(gè)流體進(jìn)口和至少兩個(gè)流體出口，并且在進(jìn)水室、集流室、偏轉(zhuǎn)室和/或出水室之間布置有流道(Fluidverbindungen)在這種情況下，流道被分成若干不同區(qū)域，在至少一個(gè)進(jìn)口和第一個(gè)出口之間為第一個(gè)流道區(qū)域，在第一個(gè)出口和第二個(gè)出口之間為第二個(gè)流道區(qū)域。
特別是該熱交換器還可以有第三個(gè)出口，這樣，在第二個(gè)出口和第三個(gè)出口之間為第三個(gè)流道區(qū)域。并且，可以布置第n個(gè)出口，在第n個(gè)出口和第n-1個(gè)出口之間有一個(gè)流道區(qū)域，在這里，n為3，4，5，6，7，8，9，10或大于10的數(shù)字。
在進(jìn)水室、集流室、偏轉(zhuǎn)室和/或出水室之間的各流道區(qū)域同其它的流道區(qū)域相連，并/或同至少一個(gè)進(jìn)口和/或至少一個(gè)出口相連。
一個(gè)優(yōu)選方案是，進(jìn)水室、集流室、偏轉(zhuǎn)室和/或出水室布置在流道兩側(cè)的側(cè)箱之內(nèi)，而側(cè)箱則被隔板分成若干室。在這里，隔板可以是垂直的、水平的，或呈l形、z形、c形、t形，或由上述各形狀組成的形狀。
在一個(gè)實(shí)施例中，在至少第一個(gè)流道區(qū)域和第二個(gè)流道區(qū)域之間，在寬度方向上即在流道的一個(gè)層面上存在著流體偏轉(zhuǎn)。
在另一個(gè)實(shí)施例中，在至少第一個(gè)流道區(qū)域和第二個(gè)流道區(qū)域之間，在高度方向上即在與流道層面相垂直的一個(gè)層面上存在著流體偏轉(zhuǎn)。
在另一個(gè)實(shí)施例中，在至少第一個(gè)流道區(qū)域和第二個(gè)流道區(qū)域之間，在流道的寬度方向和高度度方向上，即在流道的一個(gè)層面和在與流道層面相垂直的一個(gè)層面上存在著流體偏轉(zhuǎn)。
同樣，如果兩個(gè)流道區(qū)域之間沒(méi)有出口，那么，這兩個(gè)流道區(qū)域之間以逆流方式流動(dòng)。
此外，在各流道之間可以有用于其它介質(zhì)或流體通過(guò)的管道。在這種情況下，如果由流道之間的翅片來(lái)形成管道將會(huì)是特別合適的。介質(zhì)可以是氣體。介質(zhì)也可以是流體的或液體的介質(zhì)。
合適的流道是由管子構(gòu)成的，優(yōu)選的管子是扁平管或圓管或橢圓管。同樣，管子內(nèi)可以有若干流體管道，在管子的長(zhǎng)度內(nèi)這些管道互不相通。另外，管子內(nèi)也可以有若干流體管道，這些管道在管子的長(zhǎng)度內(nèi)互相接通。再者，對(duì)于每層流道，流道或管子既可以是單排，也可以是多排并列。
按照本發(fā)明的進(jìn)一步設(shè)想，可通過(guò)以下方式提供一個(gè)流體循環(huán)至少一個(gè)帶有至少一個(gè)進(jìn)口和至少兩個(gè)出口的熱交換器，以及至少兩個(gè)帶有一個(gè)流體進(jìn)口和一個(gè)流體出口的機(jī)組，機(jī)組由熱交換器通過(guò)流體管道向其輸送流體，這種循環(huán)的特征在于，在至少一個(gè)熱交換器的至少一個(gè)出口和至少一個(gè)機(jī)組的一個(gè)進(jìn)口之間有一個(gè)帶有進(jìn)出口的泵，并且另一個(gè)機(jī)組的至少一個(gè)出口可以同泵的進(jìn)口相連。這樣，就可以適當(dāng)?shù)販p少所使用的泵的數(shù)量，并同時(shí)能將用來(lái)冷卻其它機(jī)組的流體用于如汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)之類(lèi)的主機(jī)組的冷卻。這樣就進(jìn)一步提高了冷卻系統(tǒng)的效率。.通過(guò)以上方式，可以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)上的更改，從而減少零部件和降低成本，或縮小其尺寸大小。
汽車(chē)上的機(jī)組如驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、變速器、渦輪增壓器、高壓噴油泵、電氣設(shè)備、排氣裝置、液壓裝置或其它機(jī)組均被當(dāng)作是熱源。對(duì)于這些熱源，為了達(dá)到冷卻和調(diào)溫的目的，經(jīng)常有必要將其熱量散發(fā)到周?chē)h(huán)境中。如果其它機(jī)組的進(jìn)口同熱交換器的一個(gè)出口相連，這將是有利的。并且，若干其它機(jī)組可以形成串聯(lián)，并讓流體通過(guò)它們。此外，若干其它機(jī)組可以形成并聯(lián)，并讓流體通過(guò)它們。特別有利的是，一個(gè)機(jī)組的進(jìn)口同熱交換器的一個(gè)出口相連。


圖1是一種熱交換器的示意圖，圖2是一種熱交換器的示意圖，圖3是一種熱交換器的示意圖，圖4是一種熱交換器的示意圖，圖5是一種熱交換器的示意圖，圖6是一種熱交換器的示意圖，圖7是一種熱交換器的示意圖，圖8是一種熱交換器的示意圖，圖9是一種熱交換器的示意圖，圖10是一種熱交換器的示意圖，圖11是一種熱交換器的示意圖，圖12是一種熱交換器的示意圖，圖13是一種熱交換器的示意圖，圖14是一種熱交換器的示意圖，圖15是一種熱交換器的示意圖，圖16是一種熱交換器的示意圖，圖17是一種熱交換器的示意圖，圖18是一種熱交換器的示意圖，及圖19是一種冷卻循環(huán)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面將通過(guò)實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖1展示的是一種熱交換器，例如散熱器、加熱器、冷凝器或蒸發(fā)器。下面，在不限制其通用性的條件下，將通過(guò)熱交換器的一種功能即冷卻液散熱器對(duì)其進(jìn)行說(shuō)明。
熱交換器1上有一個(gè)流體進(jìn)口2和一個(gè)流體出口3，這樣，一種流體就能夠通過(guò)這個(gè)進(jìn)口和出口流過(guò)熱交換器。進(jìn)口連接到集流室4，出口則與集流室5相連。流體從進(jìn)口2進(jìn)入到進(jìn)口一側(cè)的集流室4。流體從出口一側(cè)的集流室5流到出口3。在圖1中，一個(gè)箱形的元件6或7，如水箱或流體箱，形成了進(jìn)口側(cè)的集流室4或出口側(cè)集流室，并與一個(gè)壁狀物一如管板8或9相連并且密封以防流體透過(guò)。進(jìn)口側(cè)的部件6和8以及出口側(cè)的部件7和9相互連接時(shí)，應(yīng)首先保證內(nèi)部的流體不會(huì)泄漏到外面。
在集流室4和5之間是流道10，流體可以通過(guò)它從集流室4流到另一個(gè)集流室。
流道10基本上由若干平行的管子11組成，通過(guò)這些管子流體可以從一側(cè)流向另一側(cè)。這些管子可以是扁平管、圓管或其它的連接管。并且，這些管子的內(nèi)部可以有不同的流道，這些流道互不相連，或至少在某個(gè)位置至少部分地相連。在布置管子11時(shí)，應(yīng)在它們之間留出自由空間，以便能讓空氣通過(guò)。在這些自由空間12中，應(yīng)優(yōu)先至少在幾個(gè)空間中布置翅片13，以便按照箭頭14所示形成空氣通道，并改善流體和經(jīng)過(guò)的空氣之間的熱交換。通過(guò)這種方式將盡可能有效地?cái)U(kuò)大冷卻空氣側(cè)的面積。
這種熱交換器具有以下特征，即參與進(jìn)來(lái)的兩種介質(zhì)，如冷卻空氣和流體，以交叉流的形式流動(dòng)。
管板和水箱或流體箱形成各室，它們?cè)谶M(jìn)口側(cè)將冷卻液或流體分配到各管子，或在出口側(cè)收集從管子中流出的冷卻液。接口2、3，如接到各室上的套管，使熱交換器可以連接到一個(gè)流體循環(huán)中，例如冷卻液循環(huán)。
圖1展示的是散熱器的一種由扁平管和波紋翅片構(gòu)成的優(yōu)選結(jié)構(gòu)形式。管子還可以有以下結(jié)構(gòu)形式圓管式、橢圓管式或組合式。
圖2通過(guò)一個(gè)示意圖展示了符合本發(fā)明的熱交換器101，其工作方式以交叉順流式(Kreuzstromführung)或交叉逆流式為基礎(chǔ)。交叉順流式是指第一個(gè)流體流和第二個(gè)流體流相互交叉。交叉逆流式是指第一個(gè)流體流和第二個(gè)流體流相互交叉，同時(shí)第二個(gè)流體流還會(huì)出現(xiàn)偏轉(zhuǎn)，這樣一個(gè)向前流動(dòng)的流體流和一個(gè)向后流動(dòng)的流體流同第一個(gè)流體流相互交叉，也就是說(shuō)相互反向的流體流和第一個(gè)流體流交叉。
熱交換器101至少有一個(gè)流體進(jìn)口102和一個(gè)流體出口103以及另一個(gè)流體出口103a，這樣，一種流體就可以通過(guò)進(jìn)口102和第一個(gè)及第二個(gè)出口流過(guò)熱交換器101。進(jìn)口102與集流室104相連，第一個(gè)出口與集流室104a相連，第二個(gè)出口與另一個(gè)集流室105相連。流體通過(guò)進(jìn)口102流入到進(jìn)口側(cè)的第一個(gè)集流室104。流體從那里通過(guò)流道110流入到另一個(gè)集流室104b，即偏轉(zhuǎn)室。流體在偏轉(zhuǎn)室104b轉(zhuǎn)向，并通過(guò)流道110a沿著同流道110內(nèi)的流動(dòng)方向相反的方向流到集流室104a。從集流室104a出發(fā)，流體流的一部分穿過(guò)出口103進(jìn)入到一個(gè)流體循環(huán)中。流體流的其余部分通過(guò)另一部分流道110b流到集流室105。在那里，流體從熱交換器流出并被引向另一個(gè)流體循環(huán)或部分循環(huán)。
這種熱交換器的一種優(yōu)選形式就是，熱交換器的第一級(jí)由部件102、104、110、104b、110a、104a和103構(gòu)成。在這里它就是一個(gè)交叉逆流式熱交換器。在這一級(jí)，對(duì)于冷卻液散熱器來(lái)說(shuō)，流體已被冷卻到某一個(gè)溫度上。而在由部件104a，110b，105和103a構(gòu)成的第二級(jí)，一部分已在第一級(jí)被冷卻的流體將被再次冷卻，這樣就使這部分流體的冷卻程度更高。從第二種介質(zhì)的流動(dòng)方向來(lái)看，在110、110a的上部第一個(gè)區(qū)域，管子的布置為前后排列，這樣管子或流道110、110a就可以?xún)蓛膳帕校⑶铱梢詢(xún)?yōu)選地布置在一個(gè)層面上。此外，這里既可以采用兩個(gè)或更多的管子前后排列，也可以采用單個(gè)的管子，而單個(gè)的管子在其長(zhǎng)度范圍內(nèi)有若干流體管道，它們進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐帕?，以使一部分管道代表并形成流?10，另一部分管道代表并形成流道110a。
熱交換器上的第二個(gè)區(qū)域帶有流道110b，在這里也可以使用單個(gè)的管子，也可在每層流道中采用多個(gè)管子，它們按照流體的流動(dòng)形成并聯(lián)。不管是單個(gè)管子還是多個(gè)管子作為流道，它們中至少有一部分或每個(gè)帶有流體管道。
可以根據(jù)局部容積流量的流量大小以及局部容積流量的相應(yīng)的流體目標(biāo)溫度來(lái)設(shè)計(jì)屬于第一個(gè)區(qū)域的流道110、110a的數(shù)量和屬于第二個(gè)區(qū)域的流道的數(shù)量。優(yōu)選的是，從進(jìn)口102到第一個(gè)出口103的第一個(gè)區(qū)域內(nèi)的流道的數(shù)量，將大于流道110b所屬的第二個(gè)區(qū)域內(nèi)的流道數(shù)量。但也可以根據(jù)目標(biāo)溫度和體積流量進(jìn)行不同的選擇。
其中，將容積流量劃分成局部容積流量的過(guò)程是在集流室中進(jìn)行的。集流室通過(guò)隔板被分隔成熱交換器的外箱120、121。第一個(gè)外箱120的結(jié)構(gòu)如下其內(nèi)部有一個(gè)位于集流室104和104a之間的隔板130，它將集流室分隔并使流體無(wú)法透過(guò)。
集流室104是一個(gè)進(jìn)水室，由外箱的箱狀外壁和隔板130構(gòu)成。此外，構(gòu)成集流室104的隔板130由兩部分組成，第一部分130b垂直于流道110、110a、110b所在的層面，第二部分則基本上與流道110、110a、110b所在的各層面平行。
外箱121在其內(nèi)部被隔板140分成兩個(gè)部分104b和105。隔板140基本上與流道所在的各層面平行。因此，熱交換器為直立式時(shí)，隔板140為水平方向，見(jiàn)圖2。
在圖2中所示的實(shí)施例中，104b被用作中間室、偏轉(zhuǎn)室或分配室，而104則一直作為進(jìn)水室，105則被用作出水室，104a既可作為出水室，又可作為中間室、分配室或偏轉(zhuǎn)室。
一般優(yōu)選地采用金屬或塑料來(lái)制作外箱或側(cè)箱120、121，其中，在塑料為材料時(shí)，隔板130、140可與箱體作為一個(gè)整體來(lái)制作。這樣整個(gè)箱體就作為注塑件來(lái)制作。
如圖2所示，在管子110、110a、110b的布置中，在各管子之間留下了自由空間112作為空氣通道。為了形成空氣通過(guò)所需的流道并改善在此通過(guò)的空氣和流體之間的熱交換，在至少數(shù)個(gè)自由空間中優(yōu)選地布置了翅片113。這樣將會(huì)盡可能有效地?cái)U(kuò)大冷卻空氣側(cè)的面積。如果不是空氣介質(zhì)而是其它介質(zhì)的話(huà)，也可以采用其它的管道來(lái)代替空氣通道。
這種熱交換器具有以下特征，即參與進(jìn)來(lái)的兩種介質(zhì)，如冷卻空氣和流體，在流道110、110a的上部第一個(gè)區(qū)域以交叉逆流的形式流動(dòng)。在流道的下部區(qū)域，參與的兩種介質(zhì)以交叉順流的形式流動(dòng)。
管板和水箱或流體箱形成各室，它們?cè)谶M(jìn)口側(cè)將冷卻液流或流體流分配到各管子，而在出口側(cè)則收集從管子中流出的冷卻液流。接口102、103、103a，即連在各室上的接管，使得熱交換器能夠連接到各流體循環(huán)或局部流體循環(huán)如冷卻液循環(huán)中。
圖1展示的是散熱器的一種由扁平管和波紋翅片構(gòu)成的優(yōu)選結(jié)構(gòu)形式。管子還可以有以下結(jié)構(gòu)形式圓管式、橢圓管式或組合式。這里所述的發(fā)明涉及到一種交叉順流式和/或交叉逆流式的流體/流體熱交換器。一種或若干溫度較高的流體被引入到熱交換器中，然后兩個(gè)或更多的被冷卻到不同溫度的流體又從熱交換器中流出。
根據(jù)現(xiàn)有的申請(qǐng)文件，液體、氣體或液體—?dú)怏w混合物均可以作為流體。
在符合本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施列中，熱交換器優(yōu)選地由一個(gè)單排、雙排或多排的管-翅片系統(tǒng)組成，并帶有分配和集流室，在這種結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選的是，至少熱交換器的一部分至少在寬度方向上有一個(gè)偏轉(zhuǎn)并形成交叉逆流。在寬度方向上的偏轉(zhuǎn)可以被理解為基本上在一個(gè)管子或流體管道層面上的偏轉(zhuǎn)。從流道110到流道110a的偏轉(zhuǎn)出現(xiàn)在室104b。流體可以直接流過(guò)或以逆流的形式流過(guò)熱交換器的其它部分，也就是說(shuō)，沒(méi)有偏轉(zhuǎn)或者在寬度方向上存在偏轉(zhuǎn)。
在另一個(gè)實(shí)施例中，偏轉(zhuǎn)也可出現(xiàn)在高度方向上，在這種情況下，對(duì)高度方向上的偏轉(zhuǎn)是這樣定義的偏轉(zhuǎn)方向基本上與流體管道層面垂直。
另外，還可以采用單排的管子代替雙排或多排的流道或管子，這時(shí)，單排的管子中心被優(yōu)選地分隔成不同的流體管道，它們相應(yīng)地具有如圖2所示的流道的功能。
管-翅片系統(tǒng)既可以是一個(gè)采用扁平管、橢圓管或圓管的系統(tǒng)，也可以是一個(gè)采用具有其它截面形狀的管子的系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)可以采用機(jī)械連接或釬焊連接。管-板連接可以通過(guò)機(jī)械變形、釬焊、熔焊或粘結(jié)的方式進(jìn)行。管-翅片系統(tǒng)和分配室、集流室可以由以下材料構(gòu)成，例如鋁、有色金屬或塑料。
在本發(fā)明的一個(gè)結(jié)構(gòu)形式中，熱交換器的集流室被隔板分成兩個(gè)或多個(gè)部分，其中一部分形成冷卻液主循環(huán)中的散熱器，另一個(gè)或幾個(gè)部分則具有低溫散熱器或其它散熱器的功能。穿過(guò)熱交換器這些部分的流體流動(dòng)方式由分配室和集流室中的隔板以及分配室和集流室的套管決定。每個(gè)上述定義的散熱器區(qū)域可以在寬度方向或深度方向上出現(xiàn)偏轉(zhuǎn)。這一增加的偏轉(zhuǎn)通過(guò)在分配室和集流室內(nèi)增加隔板來(lái)實(shí)現(xiàn)。
為了形成各室，箱內(nèi)隔板的布置或方向優(yōu)選為水平或垂直。當(dāng)然在其它的實(shí)施例中，它的截面可以為l形、z形、T形和/或U形或其它組合形狀。
在一個(gè)優(yōu)選的結(jié)構(gòu)形式中，一種流體如冷卻液通過(guò)連接管102進(jìn)入到帶有兩個(gè)或多個(gè)流道110、110a的熱交換器中，即進(jìn)入到冷卻液主循環(huán)中的散熱器區(qū)域。此外，熱交換器還有出口管103、103a，即冷卻液主循環(huán)的散熱器區(qū)域上有一個(gè)，每個(gè)低溫散熱器區(qū)域有一個(gè)。它與階梯式流體流如冷卻液相連，也就是說(shuō)，只有一部分由各散熱器區(qū)域流出的流體流或冷卻液流被從各出口管引出，其余的流體流或冷卻液流則流入到下一個(gè)散熱器區(qū)域內(nèi)。
一個(gè)整體式熱交換器的低溫區(qū)域的優(yōu)選布置為，在冷空氣流中，溫度較高的冷卻液流過(guò)的區(qū)域位于溫度較低的冷卻液流過(guò)的區(qū)域之后或旁邊。
具有優(yōu)點(diǎn)的是，按照流體流或冷卻液的階梯式布置，在上述區(qū)域內(nèi)的流體或冷卻液一側(cè)的進(jìn)口截面也同樣為階梯式排列。這時(shí)，在選擇進(jìn)口截面大小的階梯式排列時(shí)，一方面既不要讓冷卻液流體速度下降過(guò)塊，從而影響這一區(qū)域的性能；另一方面又不要使其上升過(guò)快進(jìn)而導(dǎo)致壓力損失過(guò)大。優(yōu)選的是，進(jìn)口截面大小排列應(yīng)做到熱交換器或散熱器區(qū)域后面區(qū)域的進(jìn)口截面大小相當(dāng)于前面區(qū)域的出口截面大小的1/5到1/2。在另外的實(shí)施例中，進(jìn)口截面既可以只相當(dāng)于前面區(qū)域出口截面大小的1/10，也可以大小一樣。此外，如果在選擇進(jìn)口截面大小的排列時(shí)，使流體或冷卻液的流速在所有區(qū)域都一樣的話(huà)，那將是具有優(yōu)點(diǎn)的。如果在后面的散熱器區(qū)域內(nèi)的冷卻液流速相當(dāng)于在前面的散熱器區(qū)域內(nèi)的冷卻液流速的0.8到1.2倍的話(huà)，那將是有利的。
在第一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，在選擇散熱器區(qū)域內(nèi)冷卻液的流動(dòng)形式時(shí)，所有管口應(yīng)能作為簡(jiǎn)單的、位于散熱器背面的套管。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，至少單個(gè)的套管可以作為進(jìn)口或出口布置在散熱器背面、側(cè)面或可能的情況下布置在散熱器的正面上。散熱器背面被定義為裝入汽車(chē)的散熱器上面向發(fā)動(dòng)機(jī)艙的一面。
圖3為圖2中所示的一個(gè)熱交換器200的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。流體或冷卻液通過(guò)進(jìn)口201進(jìn)入到第一個(gè)區(qū)域202。從那里流體通過(guò)流道203進(jìn)入到區(qū)域204。區(qū)域204是一個(gè)空腔，這里在寬度方向上，即基本上在流道的平面內(nèi)流體出現(xiàn)偏轉(zhuǎn)。流體由區(qū)域204進(jìn)入到流道205。流體從那里進(jìn)入到空腔206。在這一空腔內(nèi)，流體在高度方向上出現(xiàn)偏轉(zhuǎn)，因?yàn)榱黧w被導(dǎo)向這個(gè)室的下部區(qū)域，從那里部分流體通過(guò)出口207被排出，而另一部分流體則被引向流道208。區(qū)域208是一個(gè)低溫區(qū)，流體在這里沒(méi)有出現(xiàn)寬度方向上的偏轉(zhuǎn)。流體從那里進(jìn)入到區(qū)域209，然后通過(guò)出口210流出。這樣，在低溫區(qū)的進(jìn)口處，第一個(gè)散熱器區(qū)域的出口套管可以被放置在這一室區(qū)的散熱器背面。流體的連續(xù)流動(dòng)是串聯(lián)式的，也就是說(shuō)，在第一個(gè)冷卻區(qū)后，冷卻液的一部分排出，其余部分進(jìn)入到后面的低溫區(qū)。
圖4是一個(gè)熱交換器的示意圖。熱交換器300上已在圖2或3中展示過(guò)的部分，將不再通過(guò)圖4予以說(shuō)明。除了進(jìn)口套管310和出口套管303及305之外，熱交換器300還有一個(gè)出口套管301。這種結(jié)構(gòu)使熱交換器增加了一個(gè)低溫區(qū)。熱交換器的這一低溫區(qū)出現(xiàn)在區(qū)域302，而另一個(gè)低溫區(qū)則是在區(qū)域304。這樣，熱交換器所擁有的三個(gè)區(qū)302、304和306就分別有各自的出口301、303和305，而熱交換器則只有一個(gè)進(jìn)口310。流體連續(xù)穿過(guò)各個(gè)散熱器區(qū)。從區(qū)域302到區(qū)域304流體有一個(gè)寬度方向上的偏轉(zhuǎn)，特別是在室311中。各室之間的隔板312、313的布置分別是隔板312為水平布置，隔板313的截面呈l狀，長(zhǎng)的一側(cè)與水平垂直，短的一側(cè)位于水平位置。根據(jù)側(cè)箱各室的結(jié)構(gòu)，隔板也可以采用其它具有優(yōu)點(diǎn)的形式。
圖5是一個(gè)熱交換器的示意圖。熱交換器350上已在圖1到4中展示過(guò)的部分，將不再通過(guò)圖5予以說(shuō)明。圖5中，熱交換器350的第一個(gè)側(cè)箱360有一個(gè)t形的隔板351，它由一個(gè)水平的壁板351b和一個(gè)基本上垂直地位于水平壁板之上的壁板351a組成。通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，隔板351將側(cè)箱360分成3個(gè)區(qū)域361、362和363，其中的兩個(gè)區(qū)域分別位于壁板351a的兩側(cè)，而第三個(gè)位于壁板351b之下。
在熱交換器350的第二個(gè)側(cè)箱390內(nèi)有一個(gè)z形的隔板392，它由一個(gè)水平壁板392a、一個(gè)垂直壁板392b和另一個(gè)水平壁板392c組成。通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，隔板392將側(cè)箱390分成兩個(gè)區(qū)域391和393。
區(qū)域361與進(jìn)口370相連。從區(qū)域361起，流體流過(guò)區(qū)域380處的流道，進(jìn)入到區(qū)域393，然后在那里流體在寬度方向上，也可能在高度方向上，發(fā)生偏轉(zhuǎn)，然后有至少一部分流體從那里進(jìn)入到區(qū)域381。而另一部分流體則經(jīng)出口395a流出。經(jīng)過(guò)區(qū)域381的流體在區(qū)域362處發(fā)生寬度方向上的偏轉(zhuǎn)，然后又經(jīng)區(qū)域382返回到區(qū)域391。一部分流體從區(qū)域391經(jīng)出口395流出，另一部分則在區(qū)域391內(nèi)于寬度方向上被偏轉(zhuǎn)后流經(jīng)區(qū)域383，然后從那里進(jìn)入?yún)^(qū)域363并從那里經(jīng)出口395b流出。因而這個(gè)熱交換器由一個(gè)散熱器區(qū)和另一個(gè)后置的散熱器組成，在這里有著寬度方向上的偏轉(zhuǎn)，即在流道的平面內(nèi)，而第二個(gè)散熱器也位于這一區(qū)域內(nèi)，另外在這一區(qū)域內(nèi)還有高度方向上的偏轉(zhuǎn)。流道區(qū)域380、381、382和383采用以下方式布置優(yōu)選地將381區(qū)和382區(qū)沿著空氣流動(dòng)的方向布置在380區(qū)之前，將383區(qū)布置在這些區(qū)域的下面。
圖6中的熱交換器400是另一個(gè)實(shí)施例，這個(gè)實(shí)施例與圖3中所示的形式的區(qū)別在于，對(duì)于冷卻空氣流而言，低溫區(qū)的一部分位于第一個(gè)散熱器區(qū)域之前。側(cè)箱401的隔板402為Z形，這樣就使得流體從進(jìn)口403進(jìn)入到404區(qū)。這個(gè)區(qū)的上半部占據(jù)了側(cè)箱的整個(gè)寬度范圍，其下半部的范圍大小以垂直的隔板為界。中央?yún)^(qū)域的流道也同樣是按照Z(yǔ)形隔板被分隔成410區(qū)和411區(qū)。流體由404室出發(fā)，經(jīng)過(guò)410區(qū)進(jìn)入到側(cè)箱430，在那里一部分流體沿寬度方向，另一部分沿高度方向偏轉(zhuǎn)。流體的一部分通過(guò)出口431流出，另一部分進(jìn)入到411區(qū)，然后從那里進(jìn)入到側(cè)箱405，然后再經(jīng)出口432流出。沿著氣流的方向，屬于第二個(gè)散熱器的411區(qū)的部分流道位于第一個(gè)散熱器的410區(qū)的部分流道之前。410區(qū)和411區(qū)在截面上呈l狀。
圖7中是熱交換器的一個(gè)實(shí)施例450，與圖6中的熱交換器相比，它在一個(gè)側(cè)箱中有一個(gè)水平隔板451，在453室中有另一個(gè)出口452。通過(guò)這種方式，流體既可從460區(qū)出來(lái)被偏轉(zhuǎn)后進(jìn)入到461區(qū)，也可以經(jīng)出口452流出。然后，按照?qǐng)D6，流體從461區(qū)進(jìn)入到側(cè)箱的室中。在側(cè)箱內(nèi)，流體從461區(qū)出來(lái)后產(chǎn)生高度方向上的偏轉(zhuǎn)。這樣，通過(guò)增加一個(gè)隔板和一個(gè)出口套管，圖6中的熱交換器的低溫區(qū)就被分成兩個(gè)低溫區(qū)。460區(qū)在截面上呈l狀。
圖8中是熱交換器的另一個(gè)實(shí)施例500，與圖7相比，圖中側(cè)箱隔板的布置和形狀被互換，也就是說(shuō)，在第一個(gè)側(cè)箱501中隔板502沿水平方向布置，這樣側(cè)箱被分成兩個(gè)區(qū)域，即503室和504室，它們基本上為上下排列。在第二個(gè)側(cè)箱520中布置了一個(gè)Z形的隔板521，這樣側(cè)箱520就被分成530區(qū)和531區(qū)，這兩個(gè)區(qū)的接口呈l狀。
作為位于上部的室，503區(qū)與進(jìn)口505相連。流體從那里進(jìn)入到流道區(qū)510，這個(gè)區(qū)由截面呈平行四邊形的流道構(gòu)成。經(jīng)過(guò)寬度方向和高度方向上的偏轉(zhuǎn)，流體進(jìn)入到511區(qū)，這個(gè)區(qū)也是由截面呈平行四邊形的流道構(gòu)成。也有一部分流體從530區(qū)經(jīng)出口533流出。而另一部分流體則經(jīng)過(guò)511區(qū)進(jìn)入到504室。在那里流體在寬度方向上，可能時(shí)也在高度方向上，發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而504室中的一部分流體經(jīng)過(guò)出口534流出，而另一部分則經(jīng)過(guò)由截面為L(zhǎng)形的流道構(gòu)成的512區(qū)繼續(xù)流動(dòng)。從那里流體進(jìn)入到531室，然后經(jīng)出口535流出。圖8中所示的熱交換器的實(shí)施形式與圖6中的熱交換器的區(qū)別在于，通過(guò)隔板的變化和增加一個(gè)出口套管，從第一個(gè)散熱器區(qū)中又分隔出另一個(gè)低溫區(qū)。
圖9中的實(shí)施例與圖8中的熱交換器的區(qū)別在于，通過(guò)增加一個(gè)水平隔板550和一個(gè)出口套管551，將第二個(gè)低溫區(qū)分成兩個(gè)低溫區(qū)。
圖2到8所示的熱交換器的流體流動(dòng)均為串聯(lián)式，并且至少有一部分流體在寬度方向上發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
圖10中所示的是一個(gè)熱交換器在垂直方向上的截面，特別是與流道層面垂直。
流道的管-翅片系統(tǒng)600在中央?yún)^(qū)域由至少兩排流道區(qū)601和602構(gòu)成。這有利于散熱器的各區(qū)的布置，在這里，應(yīng)至少有一部分流體在寬度方向上偏轉(zhuǎn)。
偏轉(zhuǎn)可以在圖中未顯示出的側(cè)箱中產(chǎn)生。在寬度方向上的偏轉(zhuǎn)應(yīng)優(yōu)選為交叉逆流形式。集合而成的熱交換器分為601、602、603和604四個(gè)區(qū)。每個(gè)區(qū)都有一個(gè)或多個(gè)管列。流體可以直接穿過(guò)各個(gè)區(qū)，或在寬度方向或高度方向上發(fā)生偏轉(zhuǎn)。在有些實(shí)施例中，603區(qū)被取消掉。也可以將603區(qū)和601區(qū)以及602區(qū)和604區(qū)合并為一個(gè)區(qū)。在與流動(dòng)方向相垂直的方向上，熱交換器的尺寸a、b、c可以在一定范圍內(nèi)變化。同時(shí)發(fā)生相應(yīng)變化的還有熱交換器的尺寸之和a+b+c。可以通過(guò)套管的內(nèi)直徑給定尺寸a、b、c。在取消603區(qū)后，則a＝0。604區(qū)則繼續(xù)保留，并且在可能的情況下沒(méi)有寬度方向上的偏轉(zhuǎn)。
在熱交換器的另一個(gè)優(yōu)選的結(jié)構(gòu)形式中，選擇冷卻液流經(jīng)散熱器的方式時(shí)，可以將大部分套管布置在散熱器的背面，而其它的套管則被布置在其它地方，如布置在分配室和集流室的側(cè)面或前面。圖11到14為這種結(jié)構(gòu)形式的不同變型。
圖11中的熱交換器的實(shí)施例700與圖8中的熱交換器的區(qū)別在于，兩個(gè)低溫區(qū)701和702大小相同，而且第二個(gè)低溫區(qū)完全位于第一個(gè)低溫區(qū)之前。另外，隔板703呈l形并將側(cè)箱分成兩個(gè)室或704區(qū)和705區(qū)，其中，按照氣流方向，705區(qū)位于704區(qū)之前，但沒(méi)有完全將后一個(gè)區(qū)擋住。出口710與705區(qū)相連，出口的方向既可向著側(cè)面也可向著前面。
圖12中的熱交換器的實(shí)施例750與圖11中的熱交換器的區(qū)別在于，作為主要區(qū)域的751區(qū)大于同樣作為主要區(qū)域的711區(qū)，而前者的低溫區(qū)752則小于后者的低溫區(qū)701。通過(guò)將流道進(jìn)行相應(yīng)的布置并且使隔板753的截面為Z形，就可實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。按照氣流方向，751區(qū)有一部分與754區(qū)并列，有一部分位于它的后面。而752區(qū)則位于751區(qū)之下。兩個(gè)低溫區(qū)752和754大小不同，第二個(gè)低溫區(qū)754有一部分位于751區(qū)之前，低溫區(qū)752則完全位于754區(qū)之后。
圖13中的熱交換器的實(shí)施例800與圖12中的熱交換器的區(qū)別在于，低溫區(qū)801大于低溫區(qū)752，而低溫區(qū)802卻小于低溫區(qū)754。通過(guò)將流道進(jìn)行相應(yīng)的布置，并且隔板810由兩塊水平壁板和一塊垂直壁板構(gòu)成而使其截面為C形，就可實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。沿著氣流方向，主要區(qū)域804有一部分位于802區(qū)之后，并且位于802區(qū)和801區(qū)之上。低溫區(qū)802也位于801之上，這樣，802區(qū)則位于801區(qū)和804區(qū)之間，其中，801區(qū)有一部分直接與804區(qū)相鄰。兩個(gè)低溫區(qū)801和802大小不同。圖13中熱交換器800與圖7中的熱交換器的區(qū)別在于流體經(jīng)過(guò)低溫區(qū)801和802的順序互換。也就是說(shuō)，流體經(jīng)進(jìn)口套管811首先流過(guò)804區(qū)，然后經(jīng)過(guò)801區(qū)，接著再經(jīng)過(guò)802區(qū)，而在812室和813室流體發(fā)生相應(yīng)的偏轉(zhuǎn)。
圖14中的熱交換器的實(shí)施例850與圖12中的熱交換器的區(qū)別在于，低溫區(qū)754被另一塊隔板分成兩個(gè)低溫區(qū)851、852，這樣就共有三個(gè)低溫區(qū)851、852、853。通過(guò)將流道進(jìn)行相應(yīng)的布置，并且隔板860由兩塊水平壁板和一塊垂直壁板構(gòu)成且截面為h形，并使位于下部的壁板的長(zhǎng)度相當(dāng)于側(cè)箱的整個(gè)寬度而上部的壁板的長(zhǎng)度只為側(cè)箱寬度的一部分，就可實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。沿著氣流方向，主要區(qū)域854有一部分位于851區(qū)之后，并且位于852區(qū)和853區(qū)之上。低溫區(qū)851位于852區(qū)之上。按照氣流方向，853區(qū)位于852區(qū)之前。
圖15為熱交換器880在垂直方向上的截面。管-翅片系統(tǒng)在部分上至少為兩排，在這里，應(yīng)至少有一部分流體在寬度方向上偏轉(zhuǎn)。在寬度方向上的偏轉(zhuǎn)可采用交叉逆流形式。
整體式熱交換器分成流道區(qū)881、882、883和884。每個(gè)區(qū)有一個(gè)或多個(gè)管列。流體可以直接穿過(guò)各個(gè)區(qū)，或在寬度方向和/或高度方向上發(fā)生偏轉(zhuǎn)?？梢詫?84區(qū)和/或885區(qū)取消。也可以將881區(qū)和882區(qū)以及883區(qū)和885區(qū)分別合并為一個(gè)區(qū)。在與熱交換器的流動(dòng)方向890相垂直的方向上，熱交換器的尺寸a、b、c按照發(fā)明可以變化。每個(gè)尺寸a、b、c的最小值在可能的情況下由所分配的套管的內(nèi)直徑給定。如果取消884區(qū)和885區(qū)，則c＝0。881區(qū)仍?xún)?yōu)選地保留，必要時(shí)流體在寬度方向上發(fā)生或不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
圖16中的熱交換器900的中央?yún)^(qū)域901配有管-翅片系統(tǒng)，而中央?yún)^(qū)域則分為不同部分。另外，熱交換器在兩側(cè)有側(cè)箱902和903，而側(cè)箱則被隔板分成各個(gè)室。有幾個(gè)室與至少一個(gè)進(jìn)口和/或至少一個(gè)出口相連。
中央?yún)^(qū)域901被分成五個(gè)流道區(qū)。這些區(qū)域內(nèi)的流道平行布置，并且不與其它區(qū)域的流道相連。沿著氣流方向，熱交換器的上部?jī)啥藶?10區(qū)、911區(qū)，其中，按照氣流方向，910區(qū)位于911區(qū)之前。這兩個(gè)區(qū)域的大小基本相同，在高度方向上將熱交換器分成兩部分。這兩個(gè)區(qū)域在寬度方向以及必要時(shí)在高度方向上的尺寸可以不相同。在這兩個(gè)區(qū)域的下面是第三個(gè)區(qū)域912，其寬度相當(dāng)于熱交換器的整個(gè)寬度。在這個(gè)區(qū)域下面，即熱交換器900的下端，沿著氣流方向布置著兩個(gè)區(qū)域913、914，其中，沿著氣流方向913區(qū)位于914區(qū)之前。這兩個(gè)區(qū)域的大小基本相同，在寬度方向上將熱交換器分成兩部分。這兩個(gè)區(qū)域在寬度方向以及必要時(shí)在高度方向上的尺寸可以不相同。
流體通過(guò)套管進(jìn)口920進(jìn)入到921室，這個(gè)室由側(cè)箱內(nèi)的隔板922和側(cè)箱壁形成。接著流體流過(guò)911區(qū)，至少有一部分在930室發(fā)生偏轉(zhuǎn)。930室由側(cè)箱903的內(nèi)壁和隔板931形成。另外，流體的一部分經(jīng)出口940流出。在930室發(fā)生偏轉(zhuǎn)的流體接著經(jīng)過(guò)910區(qū)返回到達(dá)923室，這個(gè)室由側(cè)箱902中的隔板922和水平隔板924形成。在923室中部分流體在高度方向上發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這樣這一部分流體就進(jìn)入到912區(qū)，而另一部分流體則經(jīng)出口940流出。
流體經(jīng)過(guò)912區(qū)到達(dá)932室，在那里一部分流體再次發(fā)生偏轉(zhuǎn)，并有一部分流體進(jìn)入到914區(qū)。另一部分則從出口941流出。流體經(jīng)過(guò)914區(qū)到達(dá)925室，這個(gè)室由側(cè)箱壁和水平隔板形成。在這個(gè)室內(nèi)一部分流體在寬度方向上發(fā)生偏轉(zhuǎn)，有一部分流體經(jīng)過(guò)出口942流出。被偏轉(zhuǎn)的流體經(jīng)過(guò)913區(qū)進(jìn)入到933室，在那里流體經(jīng)出口943流出。因而熱交換器有一個(gè)進(jìn)口和四個(gè)出口。至此就形成一個(gè)整體式熱交換器，在這個(gè)熱交換器上，大部分套管布置在散熱器的背面，而其它的套管則被布置在其它地方，如布置在分配室和集流室的側(cè)面或前面。在這個(gè)結(jié)構(gòu)形式中，每個(gè)區(qū)都有一個(gè)或多個(gè)管列。流體可以直接穿過(guò)各個(gè)區(qū)，或在寬度方向和/或高度方向上發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
在另一個(gè)結(jié)構(gòu)形式中，熱交換器有不止一個(gè)進(jìn)口。流體以串聯(lián)的形式流過(guò)所有散熱器區(qū)，而作為冷卻液的流體則是通過(guò)一個(gè)唯一的進(jìn)口套管進(jìn)入到熱交換器中，與這種形式不同的是，各區(qū)或各組區(qū)的冷卻液供應(yīng)互相獨(dú)立。這種結(jié)構(gòu)形式來(lái)自于前面所述的所有結(jié)構(gòu)形式以及由于增加隔板和套管而產(chǎn)生的變型。
圖17中為一個(gè)熱交換器1000的一個(gè)示意圖，這個(gè)系統(tǒng)中有兩個(gè)進(jìn)口和三個(gè)出口。圖17中所示的熱交換器1000的中央?yún)^(qū)域1001裝有一個(gè)管-翅片系統(tǒng)，而這個(gè)中央?yún)^(qū)域則被分成各個(gè)不同的區(qū)域。此外，熱交換器在兩側(cè)有兩個(gè)側(cè)箱1002和1003，而各個(gè)側(cè)箱則被隔板分成各個(gè)室。其中幾個(gè)室與至少一個(gè)進(jìn)口和/或一個(gè)出口相連。
中央?yún)^(qū)域1001被分成三個(gè)流道區(qū)。這些區(qū)域內(nèi)的流道為平行布置，并且不與其它區(qū)域的流道相連。而沿著氣流方向，在熱交換器1000的上端布置著1010區(qū)和1011區(qū)，其中，按照氣流方向1010區(qū)位于1011區(qū)之前。這兩個(gè)區(qū)域的大小基本相同，在高度方向上將熱交換器分成兩部分。這兩個(gè)區(qū)域在寬度方向以及必要時(shí)在高度方向上的尺寸可以不相同。在這兩個(gè)區(qū)域之下是第三個(gè)區(qū)1012，其寬度相當(dāng)于熱交換器的整個(gè)寬度。
流體經(jīng)過(guò)進(jìn)口套管1020進(jìn)入到1021室，這個(gè)室由側(cè)箱內(nèi)的隔板1022和側(cè)箱壁形成。接著流體進(jìn)入到1010區(qū)進(jìn)入到1030室，在那里至少有一部分流體在1030室內(nèi)發(fā)生寬度方向上的偏轉(zhuǎn)。1030室由側(cè)箱1003的內(nèi)壁和隔板1031形成。此外，另一部分流體經(jīng)出口1040流出。其余部分的流體通過(guò)另一個(gè)進(jìn)口1041進(jìn)入1030室。在1030室中發(fā)生偏轉(zhuǎn)或通過(guò)其它進(jìn)口進(jìn)入到這個(gè)室的流體，經(jīng)1011區(qū)返回并到達(dá)1023室。這個(gè)室由隔板1022和側(cè)箱1002的內(nèi)壁形成。在1023室中，流體的一部分在高度方向上發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這樣，這部分流體進(jìn)入到1012區(qū)，而另一部分流體則經(jīng)出口1042流出。
流體經(jīng)1012區(qū)進(jìn)入到1032室，然后從那里經(jīng)出口941流出。因而，熱交換器有兩個(gè)進(jìn)口和三個(gè)出口。
圖18中所示的是熱交換器的一個(gè)優(yōu)選結(jié)構(gòu)形式，在這個(gè)結(jié)構(gòu)形式中，熱交換器1100有一個(gè)單排的管-翅片系統(tǒng)1101和兩個(gè)側(cè)箱1102和1103。按照冷空氣的氣流方向1198，另一個(gè)熱交換器1199位于熱交換器1101之前。這個(gè)熱交換器既可以由一個(gè)管列也可以由多個(gè)管列構(gòu)成。對(duì)于這些管列，沒(méi)有預(yù)定流體在寬度方向上出現(xiàn)偏轉(zhuǎn)。但在這種情況下，可以預(yù)定流體在高度方向上出現(xiàn)偏轉(zhuǎn)，或者一個(gè)整體式熱交換器的各個(gè)區(qū)域并排排列。
以上說(shuō)明的結(jié)構(gòu)原理可用于以下情況沿著冷氣流的方向，在一個(gè)整體式熱交換器之前還有一個(gè)熱交換器，而兩個(gè)熱交換器相互連接形成一個(gè)模塊。具有優(yōu)點(diǎn)的是，前置的熱交換器按照整體式熱交換器的各區(qū)進(jìn)行定位，這樣，按照上面所說(shuō)明的結(jié)構(gòu)原理，前置的熱交換器中的流體流動(dòng)方式和溫度水平大體上與整體式熱交換器的前半段一致。
如果按照氣流方向，進(jìn)口和/或出口套管不僅只放置在散熱器背面或兩側(cè)，而且還放置在頂部或底部或者散熱器前部，那么，這樣的布置是符合發(fā)明要求的。套管可以以角形套管或直通套管的形式安裝在其上。
熱交換器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不僅可應(yīng)用于上述的橫向氣流散熱器，還可用于下行式或上行式散熱器。這些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)既可用于左側(cè)也可用于右側(cè)、既可用于上部也可用于下部，只需要將其換向。
將多個(gè)熱交換器集成到一個(gè)部件中將大大節(jié)省冷卻模塊所需要的結(jié)構(gòu)空間。冷卻模塊中的各熱交換器之間必須保持著最小距離，而一個(gè)部件中的各熱交換器相互之間則可直接接觸。而且某些零件則具有雙重功能，因?yàn)樽鳛橹虚g元件它們能夠承擔(dān)為若干熱交換器區(qū)服務(wù)的功能。
在寬度方向上的偏轉(zhuǎn)和/或溫度較低的散熱器區(qū)沿著冷氣流的方向位于溫度較高的散熱區(qū)之前，都大大提高了熱交換器的效率。
冷卻液流以串聯(lián)的形式流過(guò)各個(gè)散熱器區(qū)，因而減少了所需的套管數(shù)量以及接口的數(shù)量，從而也減少了所需的軟管的數(shù)量、軟管接頭的數(shù)量以及冷卻液的容積。
散熱器區(qū)進(jìn)口截面的分級(jí)保證了所有散熱器區(qū)域內(nèi)良好的熱量傳遞，減少了壓降。
具有優(yōu)點(diǎn)的是，大的低溫區(qū)可以包括若干低溫散熱器。
流體以串聯(lián)的形式流過(guò)低溫區(qū)可以提高各低溫區(qū)內(nèi)機(jī)組的散熱效率，并因而改善其它機(jī)組的效率。串聯(lián)形式是指流體流在某級(jí)或某段分別形成分支，而流體剩余的某部分繼續(xù)在熱交換器內(nèi)流動(dòng)。這一繼續(xù)在熱交換器內(nèi)流動(dòng)的流體被進(jìn)一步冷卻，這樣，在熱交換器的不同出口不同流量的流體的溫度均不同。在對(duì)熱交換器區(qū)域進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可以有目的地控制給定溫度下的流體流量。
按照冷氣流的方向或其它待冷卻的大規(guī)模流體的方向，產(chǎn)生溫度較低的流體的熱交換器區(qū)域優(yōu)選的布置在其它區(qū)域的前面，或與其它區(qū)域并列。
圖19中是一個(gè)冷循環(huán)的示意圖，在這個(gè)循環(huán)中有一個(gè)熱交換器1201、一個(gè)冷凝器1202和機(jī)組，如一個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)1203、一個(gè)起動(dòng)器發(fā)電機(jī)1204、一個(gè)帶散熱器的變速器1206、汽車(chē)電器散熱器1207、一個(gè)增壓空氣-冷卻液冷卻器(Ladeluft-Kühlmittelkühler)1208，一個(gè)泵1209和一個(gè)旁路溫度調(diào)節(jié)閥1210以及若干管路。
冷凝器1202既可作為獨(dú)立的部件來(lái)進(jìn)行布置，也可與熱交換器形成組件，或者與熱交換器1201合為整體。
該示意圖所顯示的結(jié)構(gòu)是按照?qǐng)D17的熱交換器1201的系統(tǒng)。熱交換器1201有一個(gè)進(jìn)口1220，流體如冷卻液從管路1221經(jīng)過(guò)這一進(jìn)口進(jìn)入到熱交換器。然后流體經(jīng)過(guò)管-翅片系統(tǒng)中的流道，其中的部分流體經(jīng)過(guò)各出口1222、1223、1224流出。各出口處的流體溫度均不相同，根據(jù)設(shè)計(jì)可分別控制在攝氏10度到40度或更高。在這個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)口處的溫度約為115度，出口1222處約為110度，出口1224處約為80度，出口1223處約為60度。這些溫度值還取決于熱交換器和循環(huán)的結(jié)構(gòu)。
從出口1222流出的流體溫度最高，它經(jīng)過(guò)泵1209到達(dá)馬達(dá)1203的冷卻液進(jìn)口。在馬達(dá)內(nèi)它被加熱，加熱后的流體從馬達(dá)1203的冷卻液出口流出，經(jīng)過(guò)管路1221到達(dá)熱交換器進(jìn)口1220。在管路1230和1221之間是一個(gè)旁路溫度調(diào)節(jié)閥，它根據(jù)設(shè)定值將旁路打開(kāi)至少一部分或關(guān)閉，這樣，如果流體沒(méi)有流經(jīng)或至少有一部分沒(méi)有流經(jīng)散熱器，在冷起動(dòng)的狀態(tài)下馬達(dá)就能更快預(yù)熱。
另一條管路1231與出口1224相連，而這條管路又與機(jī)油冷卻器相連，在機(jī)油冷卻器中，流體與機(jī)油之間存在著熱交換。在機(jī)油冷卻器中被加熱的流體經(jīng)管路1232到達(dá)管路1230。
管路1233與出口1223相連，而這條管路又與電器散熱器1207相連，因而又與增壓空氣-冷卻液冷卻器1208相連。在這里被加熱的流體經(jīng)管路1234進(jìn)入管路1230，在穿過(guò)馬達(dá)后再次進(jìn)入熱交換器1201。
具有優(yōu)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)是，主冷循環(huán)和副冷循環(huán)只使用一個(gè)泵1209。實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，要將副循環(huán)的回路在泵之前接到主循環(huán)上，也就是說(shuō)與泵的進(jìn)口側(cè)或低壓側(cè)相連。各副冷循環(huán)被平行地接到旁通閥1210上。
泵既可以是一個(gè)電動(dòng)泵，也可以是一個(gè)由驅(qū)動(dòng)馬達(dá)1203驅(qū)動(dòng)的泵，其中，根據(jù)冷卻要求，優(yōu)選地使用電動(dòng)泵進(jìn)行工作，也就是說(shuō)，運(yùn)行狀態(tài)受電氣或電子控制。
由一個(gè)泵來(lái)供應(yīng)主冷循環(huán)和至少一個(gè)副冷循環(huán)是有其優(yōu)點(diǎn)的，因?yàn)橹辽僖粋€(gè)副冷循環(huán)被平行地接到旁通閥1210。
權(quán)利要求
1.一種熱交換器，特別是用于汽車(chē)?yán)鋮s設(shè)備的熱交換器，其特征在于該熱交換器具有至少一個(gè)流體進(jìn)口和至少兩個(gè)流體出口，并且在進(jìn)水室、集流室、偏轉(zhuǎn)室和/或出水室之間布置有流道，流道被分成若干不同區(qū)域，在至少一個(gè)進(jìn)口和第一個(gè)出口之間為第一個(gè)流道區(qū)域，在第一個(gè)出口和第二個(gè)出口之間為第二個(gè)流道區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征在于，該熱交換器還有第三個(gè)出口，而在第二個(gè)出口和第三個(gè)出口之間為另一個(gè)流道區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱交換器，其特征在于，該熱交換器有n個(gè)出口，在第n個(gè)出口和第n-1個(gè)出口之間有一個(gè)流道區(qū)域，其中，n為3，4，5，6，7，8，9，10或大于10的數(shù)字。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的熱交換器，其特征在于，在進(jìn)水室、集流室、偏轉(zhuǎn)室和/或出水室之間的各流道區(qū)域同其它的流道區(qū)域相連，并/或同至少一個(gè)進(jìn)口和/或至少一個(gè)出口相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱交換器，其特征在于，進(jìn)水室、集流室、偏轉(zhuǎn)室和/或出水室布置在流道兩側(cè)的側(cè)箱之內(nèi)，而側(cè)箱則被隔板分成若干室。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱交換器，其特征在于，隔板可以是垂直的、水平的，或呈l形、z形、c形、t形，或是由上述各形狀組成的形狀。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的熱交換器，其特征在于，在至少第一個(gè)流道區(qū)域和第二個(gè)流道區(qū)域之間，在寬度方向或在流道的一個(gè)層面上存在著流體偏轉(zhuǎn)。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的熱交換器，其特征在于，在至少第一個(gè)流道區(qū)域和第二個(gè)流道區(qū)域之間，在高度方向或在與流道層面相垂直的一個(gè)層面上存在著流體偏轉(zhuǎn)。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的熱交換器，其特征在于，在至少第一個(gè)流道區(qū)域和第二個(gè)流道區(qū)域之間，在流道的寬度方向和高度度方向上，或在流道的一個(gè)層面和在與流道層面相垂直的一個(gè)層面上存在著流體偏轉(zhuǎn)。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的熱交換器，其特征在于，如果兩個(gè)流道區(qū)域之間沒(méi)有出口，那么，這兩個(gè)流道區(qū)域之間以逆流方式流動(dòng)。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的熱交換器，其特征在于，在各流道之間可以有用于其它介質(zhì)或流體通過(guò)的管道。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的熱交換器，其特征在于，由翅片形成流道之間的管道。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的熱交換器，其特征在于，所述介質(zhì)是氣體。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的熱交換器，其特征在于，所述介質(zhì)是流體或液體。
15.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的熱交換器，其特征在于，所述流道是由扁平管或圓管或橢圓形管子構(gòu)成。
16.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的熱交換器，其特征在于，所述管子內(nèi)有若干流體管道，在管子的長(zhǎng)度內(nèi)這些管道互不相通。
17.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的熱交換器，其特征在于，所述管子內(nèi)有若干流體管道，在管子的長(zhǎng)度內(nèi)這些管道互相接通。
18.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的熱交換器，其特征在于，對(duì)于每層流道，流道或管子既可以是單排，也可以是多排并列。
19.一種流體循環(huán)，具有至少一個(gè)帶有至少一個(gè)進(jìn)口和至少兩個(gè)出口的熱交換器，以及至少兩個(gè)帶有一個(gè)流體進(jìn)口和一個(gè)流體出口的機(jī)組，機(jī)組由熱交換器通過(guò)流體管道向其輸送流體，其特征在于，在至少一個(gè)熱交換器的至少一個(gè)出口和至少一個(gè)機(jī)組的一個(gè)進(jìn)口之間有一個(gè)帶有進(jìn)口和出口的泵，并且另一個(gè)機(jī)組的至少一個(gè)出口可以同泵的進(jìn)口相連。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的流體循環(huán)，其特征在于，帶有進(jìn)口的另一個(gè)機(jī)組的進(jìn)口同熱交換器的一個(gè)出口相連接。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的流體循環(huán)，其特征在于，若干其它的機(jī)組相互之間串聯(lián)，流體流過(guò)這些機(jī)組。
22.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的流體循環(huán)，其特征在于，若干其它的機(jī)組相互之間并聯(lián)，流體流過(guò)這些機(jī)組。
23.根據(jù)權(quán)利要求19或22所述的流體循環(huán)，其特征在于，另一個(gè)機(jī)組的進(jìn)口同熱交換器的一個(gè)出口相連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種特別適用于汽車(chē)的熱交換器以及包括熱交換器的循環(huán)。
文檔編號(hào)F25B39/00GK1618002SQ02827651
公開(kāi)日2005年5月18日 申請(qǐng)日期2002年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月29日
發(fā)明者馬庫(kù)斯·赫格林格, 斯特凡·羅格 申請(qǐng)人:貝洱兩合公司