具有热变形吸收机构的热交换器制造技术

一热交换段（１），它由燃料供应部分（７）、芯部（５）和一蒸汽收集部分（９）组成。一由燃料供应部分（７）、芯部（５）和蒸汽收集部分（９）组成的热交换段（１）固定在侧壁板（３７）上。除去侧壁板侧、高温气体入口侧和出口侧，热交换段（１）的三个面都被壳体（３）盖住。隔热填料（４５）介于壳体（４３）与热交换段（１）之间。通过热变形吸收机构（４７）防止壳体（４３）的上下部分（４３ｂ、４３ｃ）由于芯部（５）的热膨胀而变形，该热变形吸收机构通过弯曲壳体（４３）的法兰（４３ａ）和侧壁板（３７）的上下端部（３７ａ）的接头而形成。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种热交换器，它允许在一高温流体和一低温流体之间进行热交换。在传统的热交换器中，曾经有几种建议，防止外壳由于芯部和外壳之间的热膨胀之差而引起的变形，该芯部由高温流体通路和低温流体通路组成，该外壳用于容纳该芯部(日本待审查专利申请No.9-273886，日本待审查专利申请No.8-219671)。不过，上述热交换器易于造成热交换效率的降低。此外，难于装配芯部和外壳，因而介于芯部和外壳之间的密封作用是复杂的。因此，可以设想采用一介于催化转换器的催化剂与外壳之间的隔热填料，该催化转化器用作车辆的废气排出控制装置，因为隔热填料有简单的密封机制，不会造成热交换效率的降低。附图说明图1至3示出这样一种热交换器。图1为热交换器的正视图，图2为沿图1的2-2线的剖视图，图3为热交换器的平面图。此热交换器设有热交换段1，以允许在一高温流体与一低温流体之间进行热交换。该热交换段容纳在一外壳3中。热交换段1在其中备有芯部5。向其中供应燃料的燃料供应部分7布置在图2中的芯部5的下部上，而一蒸汽收集部分9则布置在图2中的芯部5的上部上，在所供应的燃料经过热交换之后，蒸汽被收集在蒸汽收集部分中。在图4中，芯部5备有一高温流体(高温气体)通道21和一低温流体(燃料)通道31。高温流体通道21备有一波形鳍19，它容纳在由隔板11、13和上下端板15、17界定的矩形空间中。低温流体通道31备有一波形鳍29，它容纳在由隔板13、23和左右端板25、27界定的矩形空间中。这些高温与低温流体通道21、23依次叠置。隔板13、23伸展至图2中的下部。在隔板13、23的伸展的部分中形成通孔33。该通孔33将低温流体通道31彼此连通起来，以用于蒸汽收集部分9。在上述热交换段1中，芯部5通过焊接或钎焊固定在侧壁板(盖构件)37上。在对应于燃料供应部分7的一部分处，一燃料供应管39连至侧壁板37上。在对应于蒸汽收集部分9的一部处，一蒸汽排放管41连至侧壁板37上。燃料从燃料供应管39供应至燃料供应部分7，被高温气体加热而汽化，该高温气体供至芯部5的高温流体通道21，并通过蒸汽收集部分9的蒸汽排放管41排放至外面。侧壁板37和壳体43构成外壳3。侧壁板37在上下端部37a处固定在壳体43上，并通过焊接、钎焊或螺钉与螺母固定在壳体43的法兰43a上。壳体43在图1的左右侧有开口44。这些开口分别用作高温气体的入口和出口。一气体送入导管和一气体排放导管(未示出)分别连至开口44上。隔热填料45填满在由壳体43和热交换段1界定的空间中。隔热填料45由无机纤维如玻璃棉和粘结剂组成。隔热填料45基本与介于催化转换器的催化剂和外壳之间的隔热填料相同，该催化转换器用作车辆的废气排出控制装置。在上述热交换器中，流入热交换段1的高温气体(300℃至800℃)由于流体的性质而在运行中集中在中部，以致中部的温升比周边部分的温升高。这样，热交换段1的中部易于由于热膨胀而膨胀得比周边部分大。由于热膨胀，壳体43的上下部分43b、43c变形，以致如图2中用双点划线所示的那样向外鼓。由于这种变形，法兰43a向内靠，从而侧壁板37也在其上下端部向内靠。这样，外壳3整个变形。当热交换器未工作时，由于温度下降，壳体43的上下部分43b和43c变形，以便恢复至其原有的形状。法兰43a和侧壁板37也变形，以便恢复至其原有的形状。这样，在热交换器的使用期间，重复上述变形，以致由壳体43和侧壁板37组成的外壳3的耐久性降低，壳体43和侧壁板37的接头的强度也降低。上述现象在高温气体入口处易于被注意到，但在高温气体出口处则不太令人注意。此外，侧壁板37由于温度变化而沿高温气体的流动方向膨胀，以致侧壁板37的耐久性降低。因此，本专利技术的目的为防止容纳热交换段的外壳的耐久性降低。为达到上述目的，提供一种热交换器，它包括一具有一芯部的热交换段，该芯部包括一高温流体在其中流动的高温流体通道和一低温流体在其中流动的低温流体通道，在其中进行高温流体与低温流体之间的热交换；一外壳，它包括一壳体和一盖构件，除去高温流体入口侧和出口侧，该盖构件盖住热交换段的外侧，该壳体有一向外伸出的法兰，盖构件在盖构件的周边处联接至该法兰上；一隔热填料，它介于热交换段与外壳之间；以及一热变形吸收机构，它吸收芯部中由于高温流体的流动而产生的热变形。图1为所提出的热交换器的正视图；图2为沿图1的2-2线的剖视图；图3为图1所示的热交换器的平面图；图4为图1至3所示的热交换器的芯部的一部分的透视图；图5为本专利技术的第一实施例的对应于图2的剖视图；图6为本专利技术的第二实施例的对应于图2的剖视图；图7为本专利技术的第二实施例的平面图；图8为本专利技术的第三实施例的对应于图7的平面图；图9为本专利技术的第四实施例的对应于图7的平面图；图10为本专利技术的第五实施例的对应于图7的平面图；图11为图10的右视图，其中，侧壁板已经取下；图12为本专利技术的第六实施例的对应于图1的正视图；图13为图12的平面图；图14为图13中用箭头B指出的部分的局部放大图；图15为本专利技术的第七实施例从热交换器的高温气体入口侧看去的侧视图；图16为沿图15的16-16线的剖视图；图17为壳体的透视图，其中，未形成图15的折叠部分；以及图18为壳体的透视图，其中，形成了图15的折叠部分。现在参考图5，在此处描述本专利技术的第一实施例。图5对应于上述图2。在图5中，通过对图1至图4中的同样构件采用同样的数字而省去多余的说明。在此实施例中，法兰43a在中部与上下端部37a一起向外弯曲，该上下端部与法兰43a联接。法兰43a和上下端部37a弯曲成基本与壳体43的上下部分43b、43c平行，或基本与侧壁板37垂直，以形成一热变形吸收机构47。法兰43a和上下端部37a在热变形吸收机构47处通过焊接、钎焊或螺母与螺钉联接。法兰43a和上下端部37a主要在热变形吸收机构47的与上下部分43b、43c平行的部分处联接。在此热交换器中，当高温气体在芯部5的高温流体通道中流动时，热交换段1在其中部的温升大于其周边部分的，产生了热膨胀，由于此热膨胀，热交换段1的上下部分43b、43c易于鼓出。不过，此鼓出力被由法兰43a和上下端部37a组成的热变形吸收机构47抑制，以致可防止下部分43b、43c变形。由于上下部分43b、43c的变形可以被防止，故热变形吸收机构47的联接强度可以得到保证，并可防止侧壁板37的变形，从而提高外壳3的耐久性。图6和7示出本专利技术的第二实施例。图6对应于上述图2。在图6和7中，通过对图1至4中的同样构件采用同样数字而省去多余的说明。在此实施例中，在壳体的上下部分43b、43c的一部分上形成作为热变形吸收机构的波形部分49。该波形部分49对应于隔热填料45。波形部分49有图6和7中沿向右和向左的方向的重复的突起和凹陷的波形。凹陷的内表面与上下部分43b、43c的内表面对齐。这样，就能较容易地将被隔热填料45覆盖的热交换段1插入壳体3中。上述布置可以按照隔热填料45的弹性和外壳3的刚性进行改变。在第二实施例中，由于此热膨胀，热交换段1易于将上下部分43b、43c鼓出。不过，此鼓出力被波形部分49的弹性变形吸收。这样，可防止上下部分43b、43c变形。由于可以防止上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热交换器，它包括：　　　　一具有一芯部的热交换段，该芯部包括一高温流体在其中流动的高温流体通道，和一低温流体在其中流动的低温流体通道，在其中进行高温流体与低温流体之间的热交换；　　　　一外壳，它包括一壳体和一盖构件，除去高温流体入口侧和出口侧，该盖构件盖住热交换段的外侧，该壳体有一向外伸出的法兰，盖构件在盖构件的周边处连接至该法兰上；　　　　一隔热填料，它介于热交换段与外壳之间；以及　　　　一热变形吸收机构，它吸收在芯部中由于高温流体的流动而产生的热变形。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉田宏行，后藤隆治，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，卡森尼可关精株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]