專利名稱：熱交換裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種特別是用于燃料驅(qū)動的車輛加熱器的熱交換裝置，該熱交換裝置具有在縱軸線方向上延伸的、缽形的熱交換器殼體，該熱交換器殼體具有周邊壁區(qū)域和在周邊壁區(qū)域的末端區(qū)域中的底壁區(qū)域，在熱交換器殼體內(nèi)，構(gòu)成用于載熱介質(zhì)的流動空間，該流動空間包括周邊流動空間和與周邊流動空間連通的底部流動空間，所述熱交換器殼體包括第一殼體件和第二殼體件，該第二殼體件和第一殼體件一起包圍限定流動空間。
背景技術：
已知一些熱交換裝置，它們的通常具有缽形造型的熱交換器殼體由兩個本身各自構(gòu)造成缽形的殼體件組裝而成。其中的一個殼體件包括外周邊壁和與該外周邊壁一體地構(gòu)造的外底壁。其中的另一個殼體件包括內(nèi)周邊壁和與該內(nèi)周邊壁一體地構(gòu)造的內(nèi)底壁。這兩個缽形構(gòu)造的殼體件相互嵌入，并且在它們的遠離底壁區(qū)域的末端區(qū)域中相互對流體密封地連接，從而在兩個缽形構(gòu)造的殼體件之間構(gòu)成用于載熱介質(zhì)的流動空間，該流動空間具有在各自的壁之間的周邊流動空間和底部流動空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，構(gòu)造一種特別是用于燃料驅(qū)動的車輛加熱器的熱交換裝置，使得可達到較簡單的并因此較低成本的制造性。根據(jù)本發(fā)明，該任務通過一種特別是用于燃料驅(qū)動的車輛加熱器的熱交換裝置解決，該熱交換裝置具有在縱軸線方向上延伸的、缽形的熱交換器殼體，該熱交換器殼體具有周邊壁區(qū)域和在周邊壁區(qū)域的一個末端區(qū)域中的底壁區(qū)域，在熱交換器殼體內(nèi)構(gòu)成用于載熱介質(zhì)的流動空間，該流動空間包括周邊流動空間和與周邊流動空間連通的底部流動空間，所述熱交換器殼體包括第一殼體件和第二殼體件，該第二殼體件和第一殼體件一起包圍限定流動空間，所述第一殼體件包括外周邊壁、內(nèi)周邊壁、在所述一個末端區(qū)域中連接到內(nèi)周邊壁上的內(nèi)底壁，所述第二殼體件包括在所述一個末端區(qū)域中與外周邊壁連接的或可連接的外底壁。在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的熱交換裝置中，將不同的壁劃分成兩個殼體件不同于現(xiàn)有技術。特別是全部的周邊壁區(qū)域、即不僅外周邊壁而且內(nèi)周邊壁在同一個殼體件上提供并且因此作為相互一體的組成部分。特別是在此對于第一殼體件使用在吸熱能力或關于耐熱性方面優(yōu)化的材料，而所述第二殼體件設置在關于熱不那么關鍵的區(qū)域中并因此應該較低成本地構(gòu)造。為了將載熱介質(zhì)導入和導出流動空間，建議在外周邊壁上設置載熱介質(zhì)入口和載熱介質(zhì)出口，入口或/和出口可以例如分別帶有管接頭并因此可提供作為第一殼體件的一體的組成部分。為支持避免載熱介質(zhì)入口和載熱介質(zhì)出口之間的流動短接，建議載熱介質(zhì)入口和載熱介質(zhì)出口在周邊方向上相互錯開。
此外通過第一殼體件在內(nèi)周邊壁和外周邊壁之間具有至少一個在縱軸線方向上延伸的分隔壁，可以支持在流動空間中的確定的導流。特別是可以如此迫使內(nèi)周邊壁和內(nèi)底壁的非常有效的環(huán)流，即兩個在周邊方向上相互間隔設置的分隔壁限定與載熱介質(zhì)入口連接的第一周邊流動空間區(qū)域以及與載熱介質(zhì)出口連接的第二周邊流動空間區(qū)域。通過第一殼體件在內(nèi)底壁的向著底部流動空間的一側(cè)具有至少一個第一引導凸起，可以改善在第一殼體件和在流動空間中流動的傳熱介質(zhì)之間的傳熱相互作用。在此通過所述至少一個第一引導凸起在從第一周邊流動空間區(qū)域至第二周邊流動空間區(qū)域的方向上延伸，可以支持流動空間中的載熱介質(zhì)的確定的導流。對確定的導流的進一步貢獻可以這樣實現(xiàn)，即第二殼體件在外底壁的向著底部流動空間的一側(cè)具有至少一個第二引導凸起，優(yōu)選可以設定，至少一個第一引導凸起和與該第一引導凸起相配的第二引導凸起在底部流動空間中在相同的方向上優(yōu)選相互接觸地延伸。通過這樣的布置可以在底部流動空間中限定多個流動通道，這些流動通道有助于吸熱特性的進一步改善。 為了連接第二殼體件和第一殼體件，建議第二殼體件在外邊緣區(qū)域中具有用于將第二殼體件在第一殼體件的外周邊壁上對流體密封地連接的連接邊緣區(qū)域。當在此例如設置，所述連接邊緣區(qū)域構(gòu)造成環(huán)形的并且嵌入外周邊壁中定位，則已經(jīng)可以通過夾緊配合實現(xiàn)第二殼體件在第一殼體件上的穩(wěn)定的固定，該固定也密封防止載熱介質(zhì)流出。不言而喻，也可以使用附加的固定機構(gòu)，例如固定螺釘或類似物，以防止第二殼體件從第一殼體件松開和防止載熱介質(zhì)泄漏。為了能進一步影響載熱介質(zhì)在流動空間中的流動，建議第二殼體件具有至少一個延伸到周邊流動空間中的、并且優(yōu)選接觸外周邊壁或/和內(nèi)周邊壁的引導肋。這種引導肋不只是有在一定的方向上引導載熱介質(zhì)的功能。尤其是當所述引導肋接觸各周邊壁時，所述引導肋也能有助于增大用于傳熱的表面。導流的效果或還有改善的傳熱的效果還可以通過設置多個從第二殼體件的外邊緣區(qū)域引出的引導肋而加強。通過根據(jù)本發(fā)明將熱交換器殼體劃分成兩個殼體件，可在較高的熱負荷的地方相應使用也能承受較強熱負荷的材料，而在有相比較小的熱負荷的地方可以使用較廉價的、能承受較弱熱負荷的材料。特別是可以設定，第一殼體件由金屬材料、優(yōu)選鋁材料構(gòu)成或者/并且第二殼體件由塑料材料構(gòu)成。本發(fā)明此外涉及一種車輛加熱器，其包括燃燒器區(qū)域和根據(jù)本發(fā)明的熱交換裝置，該熱交換裝置用于將在燃燒器區(qū)域產(chǎn)生的燃燒熱傳導給優(yōu)選是液態(tài)的載熱介質(zhì)。


本發(fā)明接著借助于附圖詳細地說明。附圖如下圖I熱交換裝置的縱剖面圖；圖2從圖I的觀察方向II觀察的圖I的熱交換裝置的第一殼體件；圖3沿圖2的線III-III剖開的第一殼體件的縱剖視圖；圖4圖I的熱交換裝置的第二殼體件的縱剖視圖；圖5從圖4的觀察方向V觀察的圖4的第二殼體件的軸向視圖。
具體實施例方式在圖I中示出用于燃料驅(qū)動的車輛加熱器的熱交換裝置10。該熱交換器10包括缽形構(gòu)造的熱交換器殼體12，該熱交換器殼體具有基本上沿縱軸線L延伸并圍繞該縱軸線的周邊壁區(qū)域14和底壁區(qū)域16。所述底壁區(qū)域在一個末端區(qū)域18中連接到所述周邊壁區(qū)域14上。在另一個末端區(qū)域20中周邊壁區(qū)域14連接到此處未示出的車輛加熱器的燃燒器區(qū)域上。在所述燃燒器區(qū)域中，燃料和燃燒用空氣一起燃燒。燃燒廢氣在焰管22中向著底壁區(qū)域16的方向流動。在焰管22的與底壁區(qū)域16相對的末端區(qū)域中，燃燒廢氣流出并沿著廢氣流動空間24流向廢氣出口 26。焰管22可在板狀的支座28上支撐，周邊壁區(qū)域14也可以緊貼在該支座上，以便從而實現(xiàn)廢氣流動空間24在末端區(qū)域20中的密封的封閉。在熱交換器殼體12中構(gòu)成用于載熱介質(zhì)、優(yōu)選液態(tài)的載熱介質(zhì)的流動空間30。所述流動空間30在周邊壁區(qū)域14中具有周邊流動空間32并且在底壁區(qū)域16中具有底部流動空間34，該底部流動空間在末端區(qū)域18中和周邊流動空間32鄰接。 熱交換器殼體12具有接著借助于圖2和圖3詳細說明的第一殼體件36和接著借助于圖4和圖5詳細說明的第二殼體件38。這兩個殼體件36、38基本上圍住用于載熱介質(zhì)的流動空間30。在圖2和圖3中示出的第一殼體件36具有作為該第一殼體件的一體的組成部分的外周邊壁40和沿徑向處在該外周邊壁內(nèi)部并與該外周邊壁有徑向間距地設置的內(nèi)周邊壁42。在末端區(qū)域20中，即在殼體件36的遠離底壁區(qū)域16的末端區(qū)域中，環(huán)狀的連接壁區(qū)域44將外周邊壁40和內(nèi)周邊壁42連接起來，從而在該軸向的末端區(qū)域20中周邊流動空間32對流體密封地封閉。在末端區(qū)域18中，在內(nèi)周邊壁42上連接內(nèi)底壁46。該內(nèi)底壁和內(nèi)周邊壁42—起包圍限定廢氣流動空間24。從焰管22流出的燃燒廢氣直接流向內(nèi)底壁46，燃燒廢氣從該內(nèi)底壁沿徑向向外偏轉(zhuǎn)。在外周邊壁40上設置例如以連接管接頭形式構(gòu)造的載熱介質(zhì)入口 48。在設計成連接管接頭時，該載熱介質(zhì)入口可構(gòu)成第一殼體件36的一體的組成部分。在周邊方向上和載熱介質(zhì)入口 48間隔并且例如在幾乎相同的軸向水平上設置例如同樣以連接管接頭形式構(gòu)造的載熱介質(zhì)出口 50,該載熱介質(zhì)出口同樣可構(gòu)成第一殼體件36的一體的組成部分。廢氣出口 26在所示實施例中同樣構(gòu)造成連接管接頭形式，該廢氣出口穿過外周邊壁40，直達內(nèi)周邊壁42，并因此相對于被內(nèi)周邊壁42包圍的廢氣流動空間24開放。該廢氣出口 26也可以提供作為第一殼體件36的一體的組成部分。在此要指出，不言而喻，不同的入口或出口也可以采用其他的構(gòu)造，例如作為在各自的壁上的開口。此外可能的是，當這些不同的入口或出口作為連接管接頭形式構(gòu)造時，這些不同的入口或出口也提供作為單獨的組成部分并將它們例如通過材料鎖合的方式連接至第一殼體件36，這些不同的入口或出口不必一定相互一樣地構(gòu)造或連接至第一殼體件。在兩個周邊壁40、42之間的周邊流動空間32通過兩個彼此具有周邊間距和幾乎沿縱軸線L的方向延伸的分隔壁52、54劃分成第一周邊流動空間區(qū)域56和第二周邊流動空間區(qū)域58。各分隔壁52、54同樣可提供作為第一殼體件36的一體的組成部分。第一周邊流動空間區(qū)域56從載熱介質(zhì)入口 48向底部流動空間34的方向引導。第二周邊流動空間區(qū)域58從底流動空間34向載熱介質(zhì)出口 50的方向引回，從而在兩個周邊流動空間區(qū)域56,58中載熱介質(zhì)具有彼此基本上相反的軸向流動方向。在內(nèi)底壁46的朝向底部流動空間34、即背離廢氣流動空間24的一側(cè)設置多個肋條狀的第一凸起60。所述凸起相互間隔并且在所述實施例中基本上直線地沿內(nèi)底壁46在底部流動空間34中延伸。從圖2可看出，第一凸起60基本上從第一周邊流動空間區(qū)域56或與該第一周邊流動空間區(qū)域?qū)闹苓厖^(qū)域向第二周邊流動空間區(qū)域58或與該第二周邊流動空間區(qū)域?qū)闹苓厖^(qū)域的方向延伸。第一突起60因此支持載熱介質(zhì)從第一周邊流動空間區(qū)域56向第二周邊流動空間區(qū)域58的流動，并且同時增大第一殼體件36的用于傳熱的表面。第一殼體件36可與在其上一體地構(gòu)造的功能區(qū)域一起作為金屬構(gòu)件在壓鑄過程 中制造，所述功能區(qū)域尤其是兩個周邊壁40、42和內(nèi)底壁46、第一凸起60和分隔壁52、54。對此例如可使用鋁材料。這確保在具有相對高的熱負荷的各個地方，即一方面在第一殼體件36以它的兩個周邊壁40、42連接在燃燒器區(qū)域上的地方、即在末端區(qū)域20中，以及高溫的燃燒廢氣和第一殼體件36接觸的地方、也就是內(nèi)底壁46和內(nèi)周邊壁42，使用能非常耐熱的材料。如圖2和圖3所示，在此借助于相當簡單地構(gòu)造的鑄模，通過在周邊壁40、42、分隔壁52、54以及第一凸起60上分別提供的脫模斜面，可容易實現(xiàn)這樣的壓鑄過程。在圖4和圖5所示的第二殼體件38具有作為主要組成部分的外底壁62，該外底壁在組裝的狀態(tài)下軸向相對于內(nèi)底壁46并且和該內(nèi)底壁一起限定底部流動空間34。在外邊緣區(qū)域64中，優(yōu)選環(huán)狀地在整個外邊緣區(qū)域64上延伸的連接邊緣66沿軸向背離外底壁62延伸地構(gòu)造。在組裝的狀態(tài)下，連接邊緣66在末端區(qū)域18中嵌入外周邊壁40中并且在此處可例如通過壓配合固定。外周邊壁62的沿徑向向外仍超過連接邊緣66突出的部分可以和外周邊壁40的外表面齊平地結(jié)束。在連接邊緣66的外表面可構(gòu)成在周邊方向上優(yōu)選環(huán)繞的槽狀的凹陷68。在該凹陷中例如可安裝密封元件，如O形環(huán)或類似物，該密封元件支持流動空間30的對流體密封的封閉。另外可在外周邊壁40的內(nèi)表面上構(gòu)造互補的鎖止凸起，該鎖止凸起例如是環(huán)狀環(huán)繞的，該鎖止凸起和凹陷68相結(jié)合實現(xiàn)第二殼體件38和第一殼體件36的卡扣連接并因此實現(xiàn)穩(wěn)定的連接。當然也可使用替換的或附加的其他連接元件，例如連接螺釘或鎖止舌板或類似物，以防止第二殼體件38從第一殼體件36的不希望的松開。材料鎖合的連接例如粘接也是可能的。在外底壁62的朝向底部流動空間34的一側(cè)以相互的間隔設置多個第二凸起70。相應于第一凸起60的延伸，這些第二凸起基本上成直線延伸地構(gòu)造，并且如此設置，即在第二殼體件38在第一殼體件36上固定時，第一凸起60和第二凸起70成對接觸地在相同的方向上延伸，從而在由第一凸起60和第二凸起70構(gòu)成的每一個配對和一個相鄰的配對之間限定底部流動空間34的一個流動通道72。以這種方式方法支持從第一周邊流動空間區(qū)域56向第二周邊流動空間區(qū)域58的確定的導流。此外幾乎在外底壁62的整個區(qū)域上實現(xiàn)第二殼體件38在第一殼體件36上的非常均勻的支撐。引導肋74從第二殼體件38的外邊緣區(qū)域64出發(fā)地、例如基本上垂直于外底壁62地、具有相互的周邊間距地延伸。如同連接邊緣66和第二凸起70—樣，所述引導肋提供作為第二殼體件38的一體的組成部分，并且通過所述引導肋也從連接邊緣66出發(fā)延伸，所述引導肋獲得在外底壁62上的穩(wěn)定連接。所述引導肋74在周邊流動空間32中幾乎軸向地延伸，并且所述引導肋在此可以通過所述引導肋的徑向外部的區(qū)域緊貼在外周邊壁40的內(nèi)表面上或者/和通過所述引導肋的徑向內(nèi)部的區(qū)域緊貼在內(nèi)周邊壁42的外周邊表面上。所述引導肋74由此不只是支持載熱介質(zhì)在周邊流動空間32中的導流，而且所述引導肋特別是通過所述引導肋和周邊壁、尤其是內(nèi)周邊壁42的接觸而有助于更大的傳熱表面并由此加強熱量向載熱介質(zhì)的導入。
如圖4和圖5所示，并不是所有的引導肋74必須構(gòu)造成有相同的軸向延伸長度。也不必一定設定在周邊方向上的平均分布。雖然所有的引導肋74可以構(gòu)造成以相同的軸向延伸長度從外底壁62出發(fā)或/和相互具有相同的周邊間距。然而引導肋74的構(gòu)造和定位可根據(jù)在流動空間30中希望的流動情況而改變。由于第二殼體件38處于遭受相對較小的熱負荷的區(qū)域，因此不必要用相對成本高的、熱穩(wěn)定性高的材料例如金屬材料來制造該殼體。在更多情況下可使用塑料材料用于第二殼體件38。第二凸起70和第一殼體件36的第一凸起60的接觸也不會導致過高的熱負荷。尤其從圖4可看出，第二凸起70構(gòu)造成具有基本上尖的或屋頂狀的橫截面輪廓，這導致和第一凸起60接觸的接觸表面限制在幾乎是線形的接觸區(qū)域，其導致相應限制從內(nèi)底壁46向外底壁62的熱流。具有其兩個殼體件的熱交換器殼體的根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)在簡單的制造性、即在壓鑄工藝中允許只在出現(xiàn)相對聞的熱負荷的地方使用總體上成本聞的聞耐熱的材料。在并非這種情況的地方可使用相對廉價的材料。此外有利的是，兩個殼體件的連接同樣發(fā)生在承受相對低的熱負荷的區(qū)域，即在熱交換器殼體的背離燃燒器區(qū)域的末端區(qū)域中實現(xiàn)連接。因此所述連接也承受較小的熱負荷，這允許使用較簡單的并從而較廉價的粘合劑或密封劑。
權(quán)利要求
1.熱交換裝置，特別是用于燃料驅(qū)動的車輛加熱器，該熱交換裝置具有在縱軸線(L)的方向上延伸的、缽形的熱交換器殼體(12)，該熱交換器殼體具有周邊壁區(qū)域(14)和在周邊壁區(qū)域(14)的一個末端區(qū)域(18)中的底壁區(qū)域(16)，在所述熱交換器殼體(12)內(nèi)構(gòu)成用于載熱介質(zhì)的流動空間(30)，該流動空間包括周邊流動空間(32)和與周邊流動空間連通的底部流動空間(34)，所述熱交換器殼體(12)包括第一殼體件(36)和第二殼體件(38)，該第二殼體件和第一殼體件(36) —起包圍限定流動空間(30)，所述第一殼體件包括外周邊壁(40)、內(nèi)周邊壁(42)、在所述一個末端區(qū)域中連接在內(nèi)周邊壁上的內(nèi)底壁(46)，所述第二殼體件包括在所述一個末端區(qū)域中與外周邊壁(40)連接的或可連接的外底壁(62)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的熱交換裝置，其特征在于，在外周邊壁(40)上設置載熱介質(zhì)入口(48)和載熱介質(zhì)出口(50)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的熱交換裝置，其特征在于，載熱介質(zhì)入口(48)和載熱介質(zhì)出口(50)在周邊方向上相互錯開。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3的熱交換裝置，其特征在于，第一殼體件(36)在內(nèi)周邊壁(42)和外周邊壁(40)之間具有至少一個沿縱軸線(L)的方向延伸的分隔壁(52、54)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3和4的熱交換裝置，其特征在于，兩個在周邊方向上相互間隔設置的分隔壁(52、54)限定與載熱介質(zhì)入口(48)連接的第一周邊流動空間區(qū)域(56)和與載熱介質(zhì)出口(50)連接的第二周邊流動空間區(qū)域(58)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5之一的熱交換裝置,其特征在于,第一殼體件(36)在內(nèi)底壁(46)的向著底部流動空間(34)的一側(cè)具有至少一個第一引導凸起(60)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5和6的熱交換裝置，其特征在于，所述至少一個第一引導凸起(60)在從第一周邊流動空間區(qū)域(56)至第二周邊流動空間區(qū)域(58)的方向上延伸。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7之一的熱交換裝置，其特征在于，第二殼體件(38)在外底壁(62)的向著底部流動空間(34)的一側(cè)具有至少一個第二引導凸起(70)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6和8的熱交換裝置，其特征在于，至少一個第一引導凸起(60)和與所述第一引導凸起相配的第二引導凸起(70)優(yōu)選相互接觸地在相同的方向上在底部流動空間(34)中延伸。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至9之一的熱交換器裝置，其特征在于，第二殼體件(38)在外底壁的外邊緣區(qū)域(64)中具有連接邊緣區(qū)域(66)，用于第二殼體件(38)在第一殼體件(36)的外周邊壁(40)上的對流體密封的連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的熱交換裝置，其特征在于，所述連接邊緣區(qū)域(66)構(gòu)造成環(huán)形的，并且嵌入到外周邊壁(40)中定位。
12.根據(jù)權(quán)利要求I至11之一的熱交換器裝置，其特征在于，第二殼體件(38)具有至少一個延伸到周邊流動空間(32)中的、并且優(yōu)選接觸外周邊壁(40)或/和內(nèi)周邊壁(42)的引導肋(74)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的熱交換裝置，其特征在于，設置多個從第二殼體件(38)的外邊緣區(qū)域(64)引出的引導肋(74)。
14.根據(jù)權(quán)利要求I至13之一的熱交換裝置，其特征在于，第一殼體件(36)由金屬材料、優(yōu)選由鋁材料制成，或者/并且第二殼體件(38)由塑料材料制成。
15.車輛加熱器，其包括燃燒器區(qū)域和根據(jù)前述權(quán)利要求之一的熱交換裝置(10)，該熱交換裝置用于將在燃燒器區(qū)域中產(chǎn)生的燃燒熱傳導給載熱介質(zhì)、優(yōu)選液態(tài)的載熱介質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熱交換裝置，特別是用于燃料驅(qū)動的車輛加熱器，該熱交換裝置具有在縱軸線(L)的方向上延伸的、缽形的熱交換器殼體(12)，該熱交換器殼體具有周邊壁區(qū)域(14)和在周邊壁區(qū)域的一個末端區(qū)域(18)中的底壁區(qū)域(16)，在所述熱交換器殼體內(nèi)構(gòu)成用于載熱介質(zhì)的流動空間(30)，該流動空間包括彼此連通的周邊流動空間(32)和底部流動空間(34)，所述熱交換器殼體包括第一殼體件(36)和第二殼體件(38)，它們共同包圍限定流動空間，所述第一殼體件包括外周邊壁(40)、內(nèi)周邊壁(42)、在所述一個末端區(qū)域中連接在內(nèi)周邊壁上的內(nèi)底壁(46)，所述第二殼體件包括在所述一個末端區(qū)域中與外周邊壁連接的或可連接的外底壁(62)。
文檔編號B60H1/22GK102642455SQ20121003383
公開日2012年8月22日 申請日期2012年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月15日
發(fā)明者M·漢堡 申請人:J.艾伯施拜謝有限責任兩合公司