多通道换热器及EGR系统的制作方法

多通道换热器及egr系统
技术领域
1.本发明涉及热交换装置技术领域，尤其是涉及一种多通道换热器及egr系统。


背景技术：

2.换热器(heat exchanger)，是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要地位，其在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用广泛。
3.例如：车辆中的egr系统(egr是exhaustgasre-circulation的缩写，即废气再循环的简称)中需要用到换热器对排气歧管排出的气体进行冷却，实现气体的循环。通常作为egr冷却器的换热器包括壳体和设置在壳体内的换热芯体，换热芯体包括多个独立的管道，多个独立的管道形成一个热侧通道，换热芯体和壳体之间的间隔，以及换热通道之间的间隔，形成一个冷侧通道；热流道用于流通排气歧管排出的气体，冷流道用于流通冷却介质。存在的问题是，车辆的排气管通常多个排气歧管，需要一个排气歧管连接一个换热器，这样使得egr系统结构复杂。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种多通道换热器及egr系统，以在一定程度上解决现有技术中存在的egr系统结构复杂的技术问题。
5.本发明提供了多通道换热器，包括：壳体、换热芯体、进入室体、排出室体和出口组件；所述换热芯体设置在所述壳体内，所述进入室体和所述排出室体分别连接在所述壳体的两端；所述换热芯体包括多个换热单元，所述进入室体包括多个进入腔，多个所述进入腔与多个所述换热单元一一对应连通；所述出口组件包括腔壳体、隔板和缓冲结构；所述隔板设置在所述腔壳体的内腔，以将所述腔壳体的内腔分隔呈多个出口腔，多个所述出口腔与多个所述换热单元一一对应连通，所述腔壳体与所述换热芯体连接；所述排出室体包括多个排出腔，多个所述排出腔与多个所述出口腔一一对应连通；所述隔板通过所述缓冲结构与所述排出室体连接，所述壳体能够相对所述排出室体滑动。
6.一个进入腔对应连通一个换热单元，一个换热单元对应连通一个出口腔，一个出口腔对应连通一个排出腔；一个进入腔、一个换热单元、一个出口腔和一个排出腔形成一个第一通道(例如：热侧通道)，换热芯体与壳体之间形成第二通道(例如：冷侧通道)，第一通道和第二通道之间换热。本发明提供的多通道换热器，采用一个壳体的情况下集成了多个第一通道，多个第一通道可以实现与多个外部供给管道(例如：排气歧管)连通，避免设置多个换热器与多个外部供给管道一一对应连通，从而可以使得整个热管理系统的结构简单。例如：本发明提供的多通道换热器作为egr冷却器使用时，进入室体可以与多个排气歧管连接，从而可以能更好的利用排气脉冲，提高egr率和燃油效率。
7.另外，隔板通过缓冲结构与排出腔体连接，腔壳体的前端与换热芯体连接，且腔壳体能够相对排出腔体滑动，则在换热芯体受热膨胀时，缓冲结构和腔壳体的滑动可以实现
释放热膨胀，降低换热芯体的热应力，从而提高换热芯体的可靠性；还可以调节制造公差，从而使得多通达换热器的可靠性高，稳定性好。
8.进一步地，所述换热单元包括多个依次间隔设置的第一介质管道，相邻两个所述第一介质管道之间的间隔形成第二介质管道；所述换热芯体与所述壳体的内壁之间设有间隔，以形成第二介质流道；一个所述进入腔和一个所述出口腔均与同一个所述换热单元中的多个所述第一介质管道连通；多个所述进入腔、多个所述换热单元以及多个所述出口腔形成多个第一介质通道；所述第二介质管道和所述第二介质流道形成一个第二介质通道。
9.进一步地，所述缓冲结构包括u型插件，所述排出室体内设有出口端挡板；所述u型插件与所述隔板的后端连接固定，所述出口端挡板的前端插设在所述u型插件内。
10.进一步地，所述缓冲结构包括多个u型插件，所述挡板包括基板和均与所述基板连接的多个支板，所述基板与所述排出室体的内壁连接，多个所述支板一一对应插设在多个所述u型插件内。
11.进一步地，所述腔壳体呈两端开口的筒状设置；所述换热芯体包括出口端主板，所述出口端主板上设有多个出口端安装孔，多个所述第一介质管道的后端一一对应穿设在多个所述出口端安装孔内；所述腔壳体的前端与所述主板连接，所述隔板的前端与所述主板连接。
12.进一步地，所述缓冲结构包括波浪状弹性板；所述波浪状弹性板的前端与所述隔板连接，所述波浪状弹性板的后端与所述排出室体连接。
13.进一步地，所述排出室体的前端敞开设置；所述腔壳体的后端滑设在所述排出室体的敞开端内；所述腔壳体的外壁和所述排出室体的内壁之间设有密封圈。
14.进一步地，所述腔壳体的外壁和所述壳体的内壁之间设有密封圈。
15.进一步地，所述换热芯体还包括进口端主板，所述进口端主板上设有多个进口端安装孔，多个所述管道的前端一一对应穿设在多个所述进口端安装孔内；所述进入腔体的后端敞开设置，且所述进入腔体内设有进口端挡板，所述进口端挡板的后端与所述进口端主板连接，以将所述进入腔体的内腔分隔成多个进入腔。
16.进一步地，所述进入腔的数量、所述换热单元的数量、所述出口腔的数量以及所述排出腔的数量均为两个。
17.本发明提供一种egr系统，包括egr阀和上述多通道换热器，所述egr阀与所述多通道换热器的出口端连通。
18.应当理解，前述的一般描述和接下来的具体实施方式两者均是为了举例和说明的目的并且未必限制本公开。并入并构成说明书的一部分的附图示出本公开的主题。同时，说明书和附图用来解释本公开的原理。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本发明一实施例的多通道换热器的结构示意图；
21.图2为本发明另一实施例的多通道换热器中出口组件和排出室体的结构示意图。
22.图标：1-壳体；2-换热芯体；3-进入室体；4-排出室体；5-出口组件；6-密封圈；21-第一介质管道；22-出口端主板；23-进口端主板；31-进入腔；32-进口端挡板；41-排出腔；42-出口端挡板；51-腔壳体；52-隔板；53-出口腔；54-u型插件；55-槽内密封圈。
具体实施方式
23.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
24.通常在此处附图中描述和显示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。
25.基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
27.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
28.此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
29.需要说明的是，本发明实施例提供的多通道换热器可以但不局限作为egr冷却器使用，还可以适用在其他领域。
30.如图1和图2所示，本发明实施例提供一种多通道换热器，包括：壳体1、换热芯体2、进入室体3、排出室体4和出口组件5；换热芯体2设置在壳体1内，进入室体3和排出室体4分别连接在壳体1的两端；换热芯体2包括多个换热单元，进入室体3包括多个进入腔31，多个进入腔31与多个换热单元一一对应连通；出口组件5包括腔壳体51、隔板52和缓冲结构；隔板52设置在腔壳体51的内腔，以将腔壳体51的内腔分隔呈多个出口腔53，多个出口腔53与多个换热单元一一对应连通，腔壳体51与换热芯体2连接；排出室体4包括多个排出腔41，多个排出腔41与多个出口腔53一一对应连通；隔板52通过缓冲结构与排出室体4连接，壳体1能够相对排出室体4滑动。
31.本实施例中，一个进入腔31对应连通一个换热单元，一个换热单元对应连通一个出口腔53，一个出口腔53对应连通一个排出腔41；一个进入腔31、一个换热单元、一个出口腔53和一个排出腔41形成一个第一通道(例如：热侧通道)，换热芯体2与壳体1之间形成第
二通道(例如：冷侧通道)，第一通道和第二通道之间换热。本实施例提供的多通道换热器，采用一个壳体1的情况下集成了多个第一通道，多个第一通道可以实现与多个外部供给管道(例如：排气歧管)连通，避免设置多个换热器与多个外部供给管道一一对应连通，从而可以使得整个热管理系统的结构简单。例如：本实施例提供的多通道换热器作为egr冷却器使用时，进入室体3可以与多个排气歧管连接，从而可以能更好的利用排气脉冲，提高egr率和燃油效率。
32.另外，隔板52通过缓冲结构与排出腔41体连接，腔壳体51的前端与换热芯体2连接，且腔壳体51能够相对排出腔41体滑动，则在换热芯体2受热膨胀时，缓冲结构和腔壳体51的滑动可以实现释放热膨胀，降低换热芯体2的热应力，从而提高换热芯体2的可靠性；还可以调节制造公差，从而使得多通达换热器的可靠性高，稳定性好。
33.可以理解的是，在完成装配后的多通道换热器，多个进口腔之间在进入室体3内不相相互连通，多个出口腔53在出口组件5内不相互连通，多个排出腔41在排出室体4内不相互连通。
34.具体地，换热单元包括多个依次间隔设置的第一介质管道21，相邻两个第一介质管道21之间的间隔形成第二介质管道；换热芯体2与壳体1的内壁之间设有间隔，以形成第二介质流道；一个进入腔31和一个出口腔53均与同一个换热单元中的多个第一介质管道21连通；多个进入腔31、多个换热单元以及多个出口腔53形成多个第一介质通道(若第一介质为热媒，则形成多个热侧通道)；第二介质管道和第二介质流道形成一个第二介质通道(若第二介质为冷媒，则形成一个冷侧通道)，可以在壳体上设置第二介质进口和第二介质出口，第二介质可以通过第二介质进口进入壳体内，第二介质由第二介质流道进入第二介质管道内。需要说明的是，管道是广义上的指能够流通介质的通道。
35.也即，每个换热单元均包括多个第一介质管道21，多个第一介质管道21用于流通第一介质，相邻两个第一介质管道21之间间隔设置，以允许第二介质流通，也可以理解为，换热芯体2包括多个第一介质管道21，多个第一介质管道21沿设定方向间隔设置，根据进入腔31和出口腔53，将多个第一介质管道21划分成多个换热单元，一个换热单元中的多个第一介质管道21均与一个进入腔31和一个出口腔53连通，另一个换热单元中的多个第一介质管道21均与另一个进入腔31和另一个出口腔53连通。
36.其中，缓冲结构的形式可以为多种，例如：缓冲结构包括波纹管，波纹管的一端与隔板52连接，波纹管的另一端与排出室体4连接；或者缓冲结构包括波浪状弹性板(弹性板的材质可以为延展性较好的金属)，波浪状弹性板可以实现伸缩；或者，排出室体4内设有出口端挡板42，出口端挡板42将排出室体4的内腔分隔成多个排出腔41，隔板52搭接在出口端挡板42上，且两者之间可以设置密封结构，隔板52能够相对出口端挡板42滑动等。
37.作为一种可选方案，如图2所示，缓冲结构包括u型插件54，排出室体4内设有出口端挡板42；u型插件54与隔板52的后端(远离换热芯体2的一端)连接固定，出口端挡板42的前端(靠近换热芯体2的一端)插设在u型插件54内。
38.本实施例中，出口端挡板42的前端能够在u型插件54的槽内滑动，从而可以适应出口组件5在换热芯体2的带动下伸缩。另外，u型插件54形成弯折结构，从而可以避免隔板52两侧的出口腔53的流体相互串流，密封性高。
39.在上述实施例基础之上，进一步地，缓冲结构包括多个u型插件54(较佳的，多个u
型插件54一体成型设置)，挡板包括基板和均与基板连接的多个支板，基板与排出室体4的内壁连接，多个支板一一对应插设在多个u型插件54内。
40.其中，多个u型插件54可以沿竖向(如图2所示的方位)依次设置，多个u型插件54也可以沿横向依次设置，或者，横向和竖向均设有多个u型插件54；相应的，多个支板与多个u型插件54一一对应，这样能够进一步提高隔板52和出口端挡板42之间的密封性。
41.如图1所示，在上述实施例基础之上，进一步地，在u型插件54的内壁和出口端挡板42之间设置槽内密封圈55，从而提高u型插件54与出口端挡板42之间的密封性。可以在出口端挡板42的侧壁上设置槽内限位槽，槽内密封圈55卡设在槽内限位槽内。可以沿着出口端挡板42的长度方向上，出口端挡板42的侧壁上间隔设有多个槽内限位槽，每个槽内限位槽内均设有槽内密封圈。
42.如图1和图2所示，在上述实施例基础之上，进一步地，腔壳体51呈两端开口的筒状设置；换热芯体2包括出口端主板22，出口端主板22上设有多个出口端安装孔，每个换热单元均包括多个第一介质管道21，多个第一介质管道21的后端一一对应穿设在多个出口端安装孔内；腔壳体51的前端与主板连接，隔板52的前端与主板连接(例如：隔板52的前端与主板焊接，密封性好)。
43.本实施例中的出口组件5的结构简单，方便加工制造。
44.其中，腔壳体51与主板之间可以通过焊接连接，密封性好。可选地，主板的边缘翻边设置，翻边搭接在腔壳体51的外壁上，翻边与腔壳体51之间焊接。
45.在上述实施例基础之上，进一步地，实现腔壳体51相对排出室体4滑动的形式有多种，例如：腔壳体51的外壁靠近壳体1的内壁，腔壳体51的外壁和壳体1的内壁之间设有密封圈6，也即，腔壳体51沿着壳体1的内壁滑动，可以在壳体1的内壁上设置密封槽，密封槽内嵌设密封圈6，从而实现壳体1与腔壳体51之间的密封，避免换热芯体2与壳体1之间的流体进入出口腔53和排出腔41内；此时，腔壳体51的后端可以位于排出室体4的外部。
46.又如：如图1和图2所示，排出室体4的前端敞开设置；腔壳体51的后端滑设在排出室体4的敞开端内；腔壳体51的外壁和排出室体4的内壁之间设有密封圈6，也即，腔壳体51的后端插设在排出室体4的前端，腔壳体51沿着排出室体4的内壁滑动，在腔壳体51的外壁和排出室体4的内壁之间设置密封圈6，从而提高腔壳体51和排出室体4之间的密封性，其中，可以在排出室体4的内壁上设置凹槽，将密封圈6卡设在凹槽内。
47.如图1所示，在上述实施例基础之上，进一步地，换热芯体2还包括进口端主板23，进口端主板23上设有多个进口端安装孔，多个第一介质管道21的前端一一对应穿设在多个进口端安装孔内；进入腔31体的后端敞开设置，且进入腔31体内设有进口端挡板32，进口端挡板32的后端与进口端主板23连接(例如：焊接，密封性好)，以将进入腔31体的内腔分隔成多个进入腔31。这种结构的进入腔31体的结构简单，方便加工。
48.在上述实施例基础之上，进一步地，进入腔31的数量、换热单元的数量、出口腔53的数量以及排出腔41的数量均可以为两个、三个或者四个等。可以根据具体需要来设置。
49.本发明的实施例还提供了一种egr系统，包括egr阀和上述任一技术方案的多通道换热器，egr阀与多通道换热器的出口端连通，因而，该egr系统具有该多通道换热器的全部有益技术效果，在此，不再赘述。
50.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽
管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。

技术特征：
1.一种多通道换热器，其特征在于，包括：壳体(1)、换热芯体(2)、进入室体(3)、排出室体(4)和出口组件(5)；所述换热芯体(2)设置在所述壳体(1)内，所述进入室体(3)和所述排出室体(4)分别连接在所述壳体(1)的两端；所述换热芯体(2)包括多个换热单元，所述进入室体(3)包括多个进入腔(31)，多个所述进入腔(31)与多个所述换热单元一一对应连通；所述出口组件(5)包括腔壳体(51)、隔板(52)和缓冲结构；所述隔板(52)设置在所述腔壳体(51)的内腔，以将所述腔壳体(51)的内腔分隔呈多个出口腔(53)，多个所述出口腔(53)与多个所述换热单元一一对应连通，所述腔壳体(51)与所述换热芯体(2)连接；所述排出室体(4)包括多个排出腔(41)，多个所述排出腔(41)与多个所述出口腔(53)一一对应连通；所述隔板(52)通过所述缓冲结构与所述排出室体(4)连接，所述壳体(1)能够相对所述排出室体(4)滑动。2.根据权利要求1所述的多通道换热器，其特征在于，所述换热单元包括多个依次间隔设置的第一介质管道(21)，相邻两个所述第一介质管道(21)之间的间隔形成第二介质管道；所述换热芯体(2)与所述壳体(1)的内壁之间设有间隔，以形成第二介质流道；一个所述进入腔(31)和一个所述出口腔(53)均与同一个所述换热单元中的多个所述第一介质管道(21)连通；多个所述进入腔(31)、多个所述换热单元以及多个所述出口腔(53)形成多个第一介质通道；所述第二介质管道和所述第二介质流道形成一个第二介质通道。3.根据权利要求2所述的多通道换热器，其特征在于，所述缓冲结构包括u型插件(54)，所述排出室体(4)内设有出口端挡板(42)；所述u型插件(54)与所述隔板(52)的后端连接固定，所述出口端挡板(42)的前端插设在所述u型插件(54)内。4.根据权利要求3所述的多通道换热器，其特征在于，所述缓冲结构包括多个u型插件(54)，所述挡板包括基板和均与所述基板连接的多个支板，所述基板与所述排出室体(4)的内壁连接，多个所述支板一一对应插设在多个所述u型插件(54)内。5.根据权利要求3所述的多通道换热器，其特征在于，所述腔壳体(51)呈两端开口的筒状设置；所述换热芯体(2)包括出口端主板(22)，所述出口端主板(22)上设有多个出口端安装孔，多个所述第一介质管道(21)的后端一一对应穿设在多个所述出口端安装孔内；所述腔壳体(51)的前端与所述主板连接，所述隔板(52)的前端与所述主板连接。6.根据权利要求1所述的多通道换热器，其特征在于，所述缓冲结构包括波浪状弹性板；所述波浪状弹性板的前端与所述隔板(52)连接，所述波浪状弹性板的后端与所述排出室体(4)连接。7.根据权利要求5所述的多通道换热器，其特征在于，所述换热芯体(2)还包括进口端主板(23)，所述进口端主板(23)上设有多个进口端安装孔，多个所述第一介质管道(21)的前端一一对应穿设在多个所述进口端安装孔内；所述进入腔(31)体的后端敞开设置，且所述进入腔(31)体内设有进口端挡板(32)，所述进口端挡板(32)的后端与所述进口端主板(23)连接，以将所述进入腔(31)体的内腔分隔成多个进入腔(31)。8.一种egr系统，其特征在于，包括egr阀和如权利要求1-7中任一项所述的多通道换热
器，所述egr阀与所述多通道换热器的出口端连通。

技术总结
本发明涉及热交换装置技术领域，尤其是涉及一种多通道换热器及EGR系统。所述多通道换热器，包括：壳体、换热芯体、进入室体、排出室体和出口组件；换热芯体设置在壳体内，进入室体和排出室体分别连接在壳体的两端；换热芯体包括多个换热单元，进入室体包括多个进入腔，多个进入腔与多个换热单元一一对应连通；出口组件包括腔壳体、隔板和缓冲结构；隔板设置在腔壳体的内腔，以将腔壳体的内腔分隔呈多个出口腔，多个出口腔与多个换热单元一一对应连通，腔壳体与换热芯体连接；排出室体包括多个排出腔，多个排出腔与多个出口腔一一对应连通；隔板通过缓冲结构与排出室体连接，壳体能够相对排出室体滑动。排出室体滑动。排出室体滑动。


技术研发人员：王丹娟 杨国栋 庞宏达 张瑞强 柯佳佳 季钱兵
受保护的技术使用者：浙江银轮机械股份有限公司
技术研发日：2023.03.31
技术公布日：2023/7/21