热交换器制造技术

一种用于在第一工作流体与第二工作流体之间传递热能的热交换器。该热交换器具有外壳体，该外壳体具有第一端口、第二端口、第三端口和第四端口。一组管子各自在外壳体内且在第一端口与第二端口之间延伸，使得第一工作流体可以平行地流动通过管子。流通空间在外壳体内且在第三端口与第四端口之间延伸，并且围绕管子。第二工作流体流动通过该流通空间。热交换器具有中央芯部区域、在第一端口与中央芯部区域之间延伸的第一过渡区域以及在第二端口与中央芯部区域之间延伸的第二过渡区域。

heat exchanger

A heat exchanger for transferring heat energy between a first working fluid and a second working fluid. The heat exchanger has an outer shell, which has a first port, a second port, a third port and a fourth port. A set of pipes extend within the outer casing and between the first and second ports, allowing the first workflow to flow parallel through the pipe. The circulation space is in the housing and extends between the third port and the fourth port, and surrounds the pipe. Second working fluid flows through the circulation space. The heat exchanger has a central core region, a first transition region extending between the first port and the central core region, and a second transition region extending between the second port and the central core region.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热交换器
本专利技术涉及热交换器。
技术介绍
已知使用热交换器来冷却润滑和冷却液体(在下文中，一般地称为“工作流体”)。许多发动机和装入的动力传动系统部件使用润滑和冷却液体，来减少内部摩擦并优化性能。例如，内燃机在曲轴箱中使用发动机油，来润滑曲轴上的大端轴承以及活塞/汽缸表面。发动机内的温度随着负载和/或发动机转速的增加而增加。为了保持发动机最佳地运行，必须冷却发动机油。类似地，关于其他动力传动系统部件也是如此。散热器是汽车应用中常用的热交换器，以将来自工作流体的热量传递到穿过散热器的空气。虽然工作流体到空气的热交换设备可能是有效的，但是由于空气温度和湿度以及通过散热器的空气流速的高度变化，所以从工作流体到空气的热传递可能是不可预知的。热传递的变化可能不利地影响返回到部件的工作流体的温度。在高性能的发动机和车辆中，需要精确地控制工作流体的温度以使性能最大化。在高性能应用中的冷却系统可以包括将来自工作流体的热量传递到冷却液的附加热交换器。然后，可以使用散热器分别冷却冷却液。尽管这种类型的冷却系统更加复杂，但是工作流体的温度可以被更精确地控制。具有相对高的热传递表面积与体积比的热交换器可以被称为“紧凑型热交换器”。紧凑型热交换器通常通过许多性能特性来评估，这些性能特性包括入口和出口工作流体温度差、通过交换器的工作流体流速、入口和出口工作流体压力差。另外，在高性能应用(诸如汽车领域)中，热交换器的总质量是一个重要的因素，因为这影响燃料消耗、车辆惯性和加速度。需要改善现有的热交换器，和/或至少提供有用的替代方案。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于在第一工作流体与第二工作流体之间传递热能的热交换器，该热交换器包括：外壳体，其具有包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口的多个开口；一组管子，其各自在外壳体内且在第一端口与第二端口之间延伸，使得第一工作流体可以平行地流动通过管子；以及流通空间，第二工作流体流动通过其中，流通空间在外壳体内且在第三端口与第四端口之间延伸，并且围绕管子，其中，热交换器具有中央芯部区域、在第一端口与中央芯部区域之间延伸的第一过渡区域以及在第二端口与中央芯部区域之间延伸的第二过渡区域，以及其中，对于管子中的至少一些，每个管子的横截面面积在第一端口与第二端口之间变化。在一些实施例中，在中央芯部区域内的每个管子的横截面面积大于与相应的第一端口和第二端口相邻的相应管子的横截面面积。本专利技术另选地或另外地提供一种用于在第一工作流体与第二工作流体之间传递热能的热交换器，该热交换器包括：外壳体，其具有包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口的多个开口；一组管子，其各自在外壳体内且在第一端口与第二端口之间延伸，使得第一工作流体可以平行地流动通过管子；以及流通空间，第二工作流体流动通过其中，流通空间在外壳体内且在第三端口与第四端口之间延伸，并且围绕管子，其中，热交换器具有中央芯部区域、在第一端口与中央芯部区域之间延伸的第一过渡区域以及在第二端口与中央芯部区域之间延伸的第二过渡区域，以及其中，第一工作流体沿第一方向通过第一端口进入热交换器，并且管子中的至少一些成形在第一过渡区域内，使得第一工作流体相对于第一方向向外流动，和/或其中，第一工作流体沿第二方向通过第二端口离开热交换器，并且管子中的至少一些成形在第二过渡区域内，使得流体相对于第二方向向内流动。优选地，第一工作流体在第一过渡区域和第二过渡区域中的每个中的流动包括相对于相应的第一方向和第二方向的径向分量。在至少一些实施例中，第一方向和第二方向平行。优选地，第一端口和第二端口经配置使得第一工作流体同轴地流入和流出热交换器。本专利技术另选地或另外地提供一种用于在第一工作流体与第二工作流体之间传递热能的热交换器，该热交换器包括：外壳体，其具有包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口的多个开口；一组管子，其各自在外壳体内且在第一端口与第二端口之间延伸，每个管子限定第一工作流体流动通过的第一工作流体流路；以及流通空间，第二工作流体流动通过其中，流通空间在外壳体内且在第三端口与第四端口之间延伸，并且围绕管子，其中，至少一些管子包括：至少一个第一部分，其具有各自从管壁中的一个突出到相应的工作流体流路中的一个或多个翅片；和一个或多个第二部分，其中，面向相应第一工作流体流路的管壁的表面是基本上向内凹陷的。在热交换器具有中央芯部区域、在第一端口与中央芯部区域之间延伸的第一过渡区域以及在第二端口与中央芯部区域之间延伸的第二过渡区域的实施例中，至少一个第一部分可以至少部分地在中央芯部区域内延伸，并且第二部分中的每个可以在第一过渡区域和第二过渡区域中的相应一个内延伸。在一些实施例中，翅片具有大致蛇形配置并且相对于第一工作流体流路大体上是细长的。另选地，翅片可以平行于相应的第一工作流体流路延伸。优选地，翅片被布置成翅片组，其中，相邻组中的翅片在相应的第一工作流体路径的方向上间隔开。翅片中的至少一些沿其长度具有齿形结构。换句话说，翅片中的至少一些包括沿相应翅片的长度间隔设置的一个或多个矮墙形成物，并且其中，相应的翅片在每个矮墙形成物的至少一侧上具有凹口形成物。本专利技术另选地或另外地提供一种用于在第一工作流体与第二工作流体之间传递热能的热交换器，该热交换器包括：外壳体，其具有包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口的多个开口；一组管子，其各自在外壳体内且在第一端口与第二端口之间延伸，每个管子限定第一工作流体流动通过的第一工作流体流路；以及流通空间，第二工作流体流动通过其中，流通空间在外壳体内且在第三端口与第四端口之间延伸，并且包括各自至少部分地围绕管子中的至少一个的流体管道，每个流体管道限定第二工作流体流路，其中，至少一些管子包括：至少一个第一部分，其具有各自从管壁中的一个突出到第二工作流体流路中的一个或多个翅片；和一个或多个第二部分，其中，面向相应第二工作流体流路的管壁的表面是基本上向外凸出的。在热交换器具有中央芯部区域、在第一端口与中央芯部区域之间延伸的第一过渡区域以及在第二端口与中央芯部区域之间延伸的第二过渡区域的实施例中，至少一个第一部分可以设置在中央芯部区域中，并且第二部分中的每个可以设置在第一过渡区域和第二过渡区域中的相应的一个中。在一些实施例中，翅片具有大致蛇形配置并且相对于第一工作流体流路大体上是细长的。另选地，翅片可以平行于相应的第二工作流体流路延伸。优选地，翅片被布置成翅片组，其中，相邻组中的翅片在相应的第二工作流体路径的方向上间隔开。翅片中的至少一些沿其长度具有齿形结构。换句话说，翅片中的至少一些包括沿相应翅片的长度间隔设置的一个或多个矮墙形成物，并且其中，相应的翅片在每个矮墙形成物的至少一侧上具有凹口形成物。本专利技术另选地或另外地提供一种用于在第一工作流体与第二工作流体之间传递热能的热交换器，该热交换器包括：外壳体，其具有包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口的多个开口；一组管子，其各自在外壳体内且在第一端口与第二端口之间延伸，每个管子限定第一工作流体流动通过的第一工作流体流路；以及流通空间，第二工作流体流动通过其中，流通空间在外壳体内且在第三端口与第四端口之间延伸，并且包括各自至少部分地围绕管子中的至少一个的流体管道，每个流体管道限定第二工作流体流路，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在第一工作流体与第二工作流体之间传递热能的热交换器，所述热交换器包括：外壳体，所述外壳体具有包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口的多个开口；一组管子，所述管子各自在所述外壳体内且在所述第一端口与所述第二端口之间延伸，使得所述第一工作流体可以平行地流动通过所述管子；以及流通空间，所述第二工作流体流动通过所述流通空间，所述流通空间在所述外壳体内且在所述第三端口与所述第四端口之间延伸，并且围绕所述管子，其中，所述热交换器具有中央芯部区域、在所述第一端口与所述中央芯部区域之间延伸的第一过渡区域以及在所述第二端口与所述中央芯部区域之间延伸的第二过渡区域，以及其中，所述管子中的至少一些的横截面面积在所述第一端口与所述第二端口之间变化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.10 AU 20159027281.一种用于在第一工作流体与第二工作流体之间传递热能的热交换器，所述热交换器包括：外壳体，所述外壳体具有包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口的多个开口；一组管子，所述管子各自在所述外壳体内且在所述第一端口与所述第二端口之间延伸，使得所述第一工作流体可以平行地流动通过所述管子；以及流通空间，所述第二工作流体流动通过所述流通空间，所述流通空间在所述外壳体内且在所述第三端口与所述第四端口之间延伸，并且围绕所述管子，其中，所述热交换器具有中央芯部区域、在所述第一端口与所述中央芯部区域之间延伸的第一过渡区域以及在所述第二端口与所述中央芯部区域之间延伸的第二过渡区域，以及其中，所述管子中的至少一些的横截面面积在所述第一端口与所述第二端口之间变化。2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，对于所述管子中的至少一些，在所述中央芯部区域内的每个管子的横截面面积大于与相应的第一端口和第二端口相邻的相应管子的横截面面积。3.一种用于在第一工作流体与第二工作流体之间传递热能的热交换器，所述热交换器包括：外壳体，所述外壳体具有包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口的多个开口；一组管子，所述管子各自在所述外壳体内且在所述第一端口与所述第二端口之间延伸，使得所述第一工作流体可以平行地流动通过所述管子；以及流通空间，所述第二工作流体流动通过所述流通空间，所述流通空间在所述外壳体内且在所述第三端口与所述第四端口之间延伸，并且围绕所述管子，其中，所述热交换器具有中央芯部区域、在所述第一端口与所述中央芯部区域之间延伸的第一过渡区域以及在所述第二端口与所述中央芯部区域之间延伸的第二过渡区域，以及其中，所述第一工作流体沿第一方向通过所述第一端口进入所述热交换器，并且所述管子中的至少一些成形在所述第一过渡区域内，使得所述第一工作流体相对于所述第一方向向外流动，和/或其中，所述第一工作流体沿第二方向通过所述第二端口离开所述热交换器，并且所述管子中的至少一些成形在所述第二过渡区域内，使得所述流体相对于所述第二方向向内流动。4.根据权利要求3所述的热交换器，其特征在于，所述第一方向和所述第二方向平行。5.根据权利要求3或4所述的热交换器，其特征在于，所述第一端口和所述第二端口经配置使得所述第一工作流体同轴地流入和流出所述热交换器。6.一种用于在第一工作流体与第二工作流体之间传递热能的热交换器，所述热交换器包括：外壳体，所述外壳体具有包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口的多个开口；一组管子，所述管子各自在所述外壳体内且在所述第一端口与所述第二端口之间延伸，每个管子限定所述第一工作流体流动通过的第一工作流体流路；以及流通空间，所述第二工作流体流动通过所述流通空间，所述流通空间在所述外壳体内且在所述第三端口与所述第四端口之间延伸，并且围绕所述管子，其中，至少一些管子包括：至少一个第一部分，所述第一部分具有各自从管壁中的一个突出到相应的工作流体流路中的一个或多个翅片；和一个或多个第二部分，在所述第二部分中，面向相应第一工作流体流路的管壁的表面是基本上向内凹陷的。7.一种用于在第一工作流体与第二工作流体之间传递热能的热交换器，所述热交换器包括：外壳体，所述外壳体具有包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口的多个开口；一组管子，所述管子各自在所述外壳体内且在所述第一端口与所述第二端口之间延伸，每个管子限定所述第一工作流体流动通过的第一工作流体流路；以及流通空间，所述第二工作流体流动通过所述流通空间，所述流通空间在所述外壳体内且在所述第三端口与所述第四端口之间延伸，并且包括各自至少部分地围绕所述管子中的至少一个的流体管道，每个流体管道限定第二工作流体流路，其中，至少一些管子包括：至少一个第一部分，所述第一部分具有各自从管壁中的一个突出到所述第二工作流体流路中的一个或多个翅片；和一个或多个第二部分，在所述第二部分中，面向相应第二工作流体流路的管壁的表面是基本上向外凸出的。8.根据权利要求6和/或7所述的热交换器，其特征在于，所述翅片具有大致蛇形配置并且相对于相应的工作流体流路大体上是细长的。9.根据权利要求6至8中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述翅片被布置成翅片组，其中，每组中的所述翅片在相应的工作流体路径的方向上间隔开。10.根据权利要求6至9中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述翅片中的至少一些沿其长度具有齿形结构。11.根据权利要求10所述的热交换器，其特征在于，所述齿形结构通过沿相应翅片的长度间隔设置的一个或多个矮墙形成物提供。12.根据权利要求6至11中任一项所述的热交换器，其特征在于，还包括中央芯部区域、在所述第一端口与所述中央芯部区域之间延伸的第一过渡区域以及在所述第二端口与所述中央芯部区域之间延伸的第二过渡区域，所述至少一个第一部分在所述中央芯部区域内至少部分地延伸，并且所述第二部分中的每个在所述第一过渡区域和所述第二过渡区域中的相应的一个内延伸。13.一种用于在第一工作流体与第二工作流体之间传递热能的热交换器，所述热交换器包括：外壳体，所述外壳体具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·福勒，
申请(专利权)人：汇流技术控股有限公司，
类型：发明
国别省市：澳大利亚,AU