用于板翅式热交换器的内部脱气特征的制作方法

本发明涉及板翅式热交换器的脱气特征，特别地，涉及包括具有多通路构型的板的板翅式热交换器的脱气特征。

背景技术：

如通常已知的，板翅式热交换器比如水冷增压空气冷却器(wcac)可以被用于机动车辆中以使已经通过涡轮增压器或机械增压器压缩的空气在进入车辆发动机之前冷却。通常，板翅式热交换器包括热交换芯，热交换芯具有插置有多个翅片的多个板。板形成用于接纳来自机动车辆的冷却剂回路的冷却剂的通道。当压缩空气流动穿过热交换器时，热在压缩空气与冷却剂之间传递。

在某些情况下，不期望的空气也可能被不经意地引入由板形成的通道中。例如，在热交换器的维修或保养期间，当冷却剂被引入热交换器时，不期望的空气可能开始在由板形成的通道中累积并且变得被截留在由板形成的通道中。空气的积累使热交换器的效率和性能最小化。

为了解决在由热交换器的板形成的通道中的截留的空气的问题，热交换器可以包括布置在热交换器的冷却剂出口喷嘴处的用以清除来自通道的空气的排放螺钉或排放阀。然而，例如，在包括具有多平行通路构型——比如四通路构型、六通路构型、八通路构型或十通路构型——的通道的板的热交换器中，布置在冷却剂出口喷嘴处的排放螺钉或排放阀在清除来自通道的所有通路的空气方面是无效的。其结果是，热交换器的性能和效率受到不利的影响。

因此，期望的是提供一种具有形成脱气流动路径的板的板翅式热交换器，该脱气流动路径有效地输送和清除来自热交换器的所有通道的不期望的空气，以便使板翅式热交换器的性能和效率最大化。

技术实现要素：

根据本发明并且与本发明相协调地，令人惊讶地发现了具有形成如下的脱气流动路径的板的板翅式热交换器，该脱气流动路径有效地输送并清除来自热交换器的所有通道的不期望的空气，以便使该板翅式热交换器的性能和效率最大化。

根据本公开的实施方式，公开了一种热交换器板。该热交换器板包括板，该板包括通道形成表面。在通道形成表面上形成有流动通道的部分。在通道形成表面中形成有凹部并且凹部与流动通道的该部分相交。凹部构造成用以收集和接纳来自流动通道的该部分的空气。在通道形成表面上形成有脱气孔口并且脱气孔口构造成用以输送来自热交换器的流动路径的收集的空气。

根据本发明的另一实施方式，公开了一种热交换器。该热交换器包括热交换组件，该热交换组件包括上盖板、下盖板、多个堆叠的板组件以及插置于板组件之间的多个翅片。板组件中的每个板组件形成有用于接纳冷却剂的流动通道。连续的流动路径延伸穿过热交换组件。流动路径与板中的每个板的流动通道流体连通并且流动路径构造成用以将来自流动通道中的每个流动通道的空气朝向与热交换器分离的环境输送。

根据本发明的又一实施方式，公开了一种热交换器。该热交换器包括上盖板，该上盖板包括用于输送来自热交换器的空气的脱气出口。下盖板包括形成在其中的槽。多个板组件布置在上盖板与下盖板之间。多个板组件中的每个板组件形成流动通道，该流动通道用于接纳穿过流动通道的冷却剂。多个板组件彼此对准以形成至少一个脱气通径和至少一个脱气出口歧管，至少一个脱气通径和至少一个脱气出口歧管延伸穿过多个板组件。至少一个脱气通径和至少一个脱气出口歧管构造成用以接纳来自流动通道中的每个流动通道的空气并且将该空气朝向热交换器的外部的环境输送，槽使至少一个脱气通径与至少一个脱气出口歧管流体地连接。

附图说明

通过阅读以下根据附图所考虑的本发明的实施方式的详细描述，本发明的上述的以及其他目标和优点对本领域技术人员而言将易于变得明显。

图1为根据本发明的实施方式的热交换器的局部分解俯视立体图；

图2为图1中热交换器的热交换组件的部分的局部放大分解俯视立体图，其中，图示出多个板组件、多个翅片和下盖板装置；以及

图3为图1的热交换器的热交换组件沿图1的线3-3截取的放大的截面侧视图并示出处于未分解状态的热交换组件。

具体实施方式

以下的详细描述和所附的附图描述并图示了本发明的多种实施方式。描述和附图用于使本领域的技术人员能够制作和使用本发明，并且描述和附图无意于以任何方式限制本发明的范围。词语“上”和“下”仅是为了清楚起见而参照机动车辆中的热交换器的位置来使用。

图1至图3图示出根据本公开的实施方式的机动车辆的热交换器10。热交换器10构造成为用于在机动车辆中使用的板翅式热交换器。在非限制性示例中，热交换器10为用于在机动车辆的增压空气回路(未示出)中使用的水冷式增压空气冷却器(wcac)。例如，增压空气回路例如向车辆的发动机提供已经由增压器比如涡轮增压器或机械增压器增压的空气。热交换器10构造成用以接纳和输送穿过热交换器10的空气并且用以接纳和输送来自车辆的冷却剂回路(未示出)的穿过热交换器10的冷却剂。由实线箭头指示穿过热交换器10的空气流。由虚线箭头指示穿过热交换器10的冷却剂流。

热交换器10包括热交换组件12、入口箱14和出口箱16。入口箱14和出口箱16分别用于接纳和输送从增压空气回路流动的空气。热交换组件12布置在入口箱14与出口箱16之间。应该理解的是，热交换器10可以根据需要具有任意组件构型。热交换组件12也可以根据需要包括其他多种部件——例如附加导管、连接件、箱、阀——以及用于与热交换器一起使用的任意其他部件。

热交换组件12包括上盖板18和下盖板20。上盖板18包括布置在上盖板18上的入口端口22和出口端口24，入口端口22和出口端口24分别用于接纳和输送来自冷却剂回路的冷却剂。上盖板18还包括脱气出口26，脱气出口26构造成用于将不期望的被截留的空气从穿过热交换组件12的冷却剂流中清除。在某些实施方式中，脱气出口26可以构造成为排放螺钉。然而，应该理解的是，脱气出口26可以为排放阀、排放嘴或构造成用以将不期望的空气从穿过热交换组件12的冷却剂流中清除的任意其他器件。端口22、24和脱气出口26中的每一者分别与形成在上盖板18中的孔22a、24a和26a对准。端口22、24和脱气出口26可以与上盖板18一体地形成或者与上盖板18分离地形成并通过焊接、钎焊或类似方式联接至上盖板18。

如图1至图2所示，热交换器12包括插置于多个大致平行的翅片32之间的多个堆叠的大致平行的板组件30。板组件32和翅片32布置在上盖板18与下盖板20之间。热交换组件12和盖18、20布置在入口箱14与出口箱16之间。板组件30中的每个板组件限定了用于接纳来自冷却剂回路的冷却剂的流动通道34。翅片32与板组件30热连通并且翅片32构造成允许流过热交换器10的空气在翅片32与板组件30之间经过。翅片32构造成便于流过翅片32的空气与流过板组件30中的每个板组件30的冷却剂之间进行热传递。根据需要，翅片32可能具有波纹构型。

如图2至图3所图示的，板组件30中的每个板组件30包括第一板30a和第二板30b。板30a、30b中的每个板具有通道形成表面36，其中，流动通道34的部分34a形成在通道形成表面36上。第一板30a与第二板30b接合在一起并且彼此配合以在第一板30a与第二板30b之间形成流动通道34，其中，板30a、30b中的每个板的通道形成表面36彼此面对。板30a、30b中的每一者可以通过现在已知的或以后研发的任何工艺形成，诸如冲压、成型、模制等等。例如，板30a、30b可以例如通过任何工艺诸如铜焊、粘结剂粘合、或焊接接合在一起以形成板组件30。

板30a、30b中的每个板包括在邻近于板30a、30b的每个板的端部的穿过板30a、30b而形成的入口孔口38、出口孔口40和脱气孔口42。然而，应该理解，入口孔口38、出口孔口40和脱气孔口42可以根据需要在板30a、30b的中央部分处、或板30a、30b的中央部分与板30a、30b的端部部分之间处形成为穿过板30a、30b。板组件30为堆叠的，其中，板30a、30b中的每个板的入口孔口38彼此对准以形成延伸穿过多个板组件30的入口歧管38a。板组件30的板30a、30b中的每个板的出口孔口40彼此对准以形成延伸穿过板组件30的出口歧管40a。入口歧管38a和出口歧管40a各自接纳穿过其中的冷却剂并且入口歧管38a和出口歧管40a构造成与入口端口22和出口端口24以及由板组件30中的每个板组件形成的流动通道34流体地连通。板30a、30b中的每个板的脱气孔口42彼此对准以形成脱气出口歧管44，脱气出口歧管44构造成与脱气出口26流体连通以输送来自热交换组件12的不期望的空气。

板30a、30b中的每个板上的流动通道34的部分34a形成单个蜿蜒的流动路径，该单个蜿蜒的流动路径从入口孔口38延伸并且在入口孔口38与出口孔口40之间延伸。如所示的，板30a、30b中的每个板具有多平行通路构型，其中，流动通道34的部分34a形成平行的通路用以引导冷却剂沿着板30a、30b的平行的纵向部分流动。在图示的实施方式中，板30a、30b中的每个板具有六平行通路构型，六平行通路构型包括六个平行的通路以引导冷却剂从入口孔口38沿着板30a、30b的六个平行的纵向部分向出口孔口40流动。然而，应理解的是，板30a、30b可以根据需要具有其他的多平行通路构型。例如，板30a、30b可以具有两平行通路构型、四平行通路构型、八平行通路构型或十平行通路构型，上述各构型分别包括两个平行的通路、四个平行的通路、八个平行的通路或十个平行的通路用以引导冷却剂分别沿着板30a、30b的两个、四个、八个或十个平行的纵向部分流动。

板30a、30b中的每个板还包括形成在板的通道形成表面36上的凹部46。凹部46中的每个凹部46与多平行通路构型的一对平行的通路的u形转弯端部48相交并且从u形转弯端部48朝向板30a、30b的端部向外延伸。凹部中的每个凹部46的深度大于流动通道34的部分34a的深度。凹部46构造成用以收集和接纳来自穿过流动通道34的冷却剂流的不期望的空气。

在所示的示例性实施方式中，在板30a、30b中的每个板中形成有两个凹部46。凹部46中的第一凹部与六平行通路构型的第二平行通路和第三平行通路的u形转弯端部48相交，并且凹部46中的第二凹部与六平行通路构型的第四平行通路和第五平行通路的u形转弯端部48相交。在另一示例中，在流动通道34的部分34a形成四平行通路构型的情况下，在板30a、30b中的每个板中、在第二平行通路与第三平行通路的u形转弯端部48处形成一个凹部46。在又一示例中，在流动通道34的部分34a形成八平行通路构型的情况下，在板30a、30b中的每个板中在第二平行通路与第三平行通路的u形转弯端部48处、在第四平行通路与第五平行通路的u形转弯端部48处以及在第六平行通路与第七平行通路的u形转弯端部48处共形成三个凹部46。在又一示例中，在流动通道34的部分34a形成十平行通路构型的情况下，在板30a、30b中的每个板中在第二平行通路与第三平行通路的u形转弯端部48处、第四平行通路与第五平行通路的u形转弯端部48处、第六平行通路与第七平行通路的u形转弯端部48处以及在第八平行通路与第九平行通路的u形转弯端部48处共形成四个凹部46。

在凹部46中的每个凹部中形成有开口50并且开口50延伸穿过板30a、30b中的每个板。开口50与脱气孔口42沿着板30a、30b中的每个板的宽度线性地对准。板30a、30b中的每个板的开口50彼此对准以形成延伸穿过热交换组件12的脱气通径52。脱气通径52与流动通道34中的每个流动通道流体连通以当冷却剂流过流动通道34时接纳和输送来自流动通道34的不期望的空气。在图示的实施方式中，两个脱气通径52形成为与在板30a、30b中的每个板中形成的两个凹部46对应。然而，根据在板30a、30b中的每个板中形成的凹部46的数目可以形成更多或更少的脱气通径52。

下盖板20包括形成在下盖板20的上表面上的长形槽54。长形槽54被构造成用以提供脱气通径52与脱气出口歧管44之间流体连通。当下盖板20联接至热交换组件12时，脱气通径52和脱气出口歧管44中的每一者与槽54对准。脱气通径52中的每个脱气通径、槽54和脱气出口歧管44形成连续的路径用以收集来自板组件30的流动通道34的不期望的空气并且将该不期望的空气向脱气出口26输送。图3中通过虚线箭头图示出穿过热交换组件12的不期望的空气流。

在图示的实施方式中，槽54为连续的槽，槽54延伸的长度与脱气通径52和脱气出口歧管44之间的距离相等。然而，应该理解的是，槽54根据需要可以是非连续的槽。例如，槽54可以由非连续的部段组成，其中，部段中的一个部段延伸的长度与从脱气通径52的第一脱气通径至脱气出口歧管44的距离相等并且另一部段延伸的长度与从脱气通径52的第二脱气通径至脱气出口歧管44的距离相等。在具有一个脱气通径52的实施方式中，槽54延伸的长度可以与从脱气通径52至脱气出口歧管44的距离相等。在具有多于两个脱气通径52的实施方式中，槽54可以为连续的并且延伸的长度与相对于热交换组件12的宽度而言位于最外侧的脱气通径52之间的距离相等并且与脱气通径52和脱气出口歧管44中的每一者对准。可替代地，槽54可以为非连续的。例如，槽54的一个部段延伸的长度可以与从最外侧的脱气通径52中的一个最外侧的脱气通径52至脱气出口歧管44之间的距离相等并与该最外侧的脱气通径52和脱气出口歧管44对准且与任意中间的脱气通径52对准。槽54的第二部段延伸的长度可以与从最外侧的脱气通径52中的相对一个最外侧的脱气通径52至脱气出口歧管44之间的距离相等并且与该相对的最外侧的脱气通径52和脱气出口歧管44对准并且与任意中间的脱气通径52对准。

还应该理解的是，根据需要，在热交换组件12中可以包括多于一个的脱气出口歧管44，并且类似地可以包括多于一个的脱气出口26。例如，在板30a、30b中的每个板具有6个或更多个平行的通路的实施方式中，热交换组件12可以包括两个、三个或四个脱气出口歧管44和两个、三个或四个脱气出口26。在这样的示例中，可以包括连续的槽54或者多个非连续的槽54用以提供脱气通径52中的每个脱气通径与脱气出口歧管44中的至少一个脱气出口歧管44之间的流体连通。

在应用中，诸如热交换器10的维修、保养或者操作期间，冷却剂流过入口端口22和由热交换组件12的板组件30形成的入口歧管38a。然后，冷却剂从入口歧管38a分配到板组件30中的每个板组件之间。冷却剂随后流过板组件30中的每个板组件的流动通道34。当冷却剂流过流动通道34时，随着冷却剂流而被引入至流动通道34的任何不期望的空气被收集和接纳在板30a、30b中的每个板的凹部46中。然后，空气从凹部46的开口50穿过脱气通径52输送至槽54。然后，空气从槽54行进至脱气出口歧管44，并且从脱气出口歧管44穿过脱气出口26行进至与热交换器10分离的环境。

有利的是，热交换器10具有用于收集被不经意引入热交换器10的流动通道34的任何不期望的空气的连续的脱气流动路径。然后，连续的脱气流动路径输送该空气穿过连续的脱气流动路径并且输送到热交换器10外部，这使热交换器10的性能和效率最大化。在包括具有多平行流动构型的板——比如具有多于一对的平行通路的板——的热交换器中，连续的脱气流动路径是特别有利的。例如，在包括具有四平行通路构型、六平行通路构型、八平行通路构型或十平行通路构型的板的热交换器中，连续的脱气路径是有利的。

通过上述说明，本领域普通技术人员可以容易地确定本发明的本质特点，并且在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明做出各种改变和修改以使之适应于各种用途和各种情况。