1.本发明涉及热交换技术领域，具体而言，涉及一种换热器壳体结构及换热器。
背景技术：
2.换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足工艺条件的需要，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。
3.管壳式换热器包括壳体和壳体内设置的多个芯管；可实现芯管与壳体之间的壳侧介质，同芯管内的管内介质进行热交换。目前，管壳式换热器的壳侧介质流动方向较单一，通常从一个端口流进再从另一个端口流出；壳侧介质必须经过芯管部分；如图1所示，实线箭头表示壳侧介质的流动方向，虚线箭头表示管内介质的流动方向；例如，壳侧介质为高温待冷却介质，管内介质为低温介质，高温的壳侧介质从换热器的芯管外部和壳体内部经过，低温的管内介质从换热器的芯管内部经过。当壳侧介质不需要经过芯管时，只能通过节温器让壳侧介质从换热器的外部管道流动。这种结构不但增加了管道的数量，而且还占据较大的空间。
技术实现要素：
4.本发明的目的在于提供一种换热器壳体结构及换热器，以在一定程度上解决现有技术中存在的壳侧介质不需要经过芯管时需从换热器的外部管道流动，导致增加管道数量以及占据较大空间的技术问题。
5.为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
6.一种换热器壳体结构，包括壳体本体；所述壳体本体内设置有直流空腔和用于容纳芯管的换热空腔；
7.所述壳体本体设置有换热进口、直流进口和介质出口；
8.所述换热进口与所述换热空腔连通，所述直流进口与所述直流空腔连通，所述介质出口分别与所述换热空腔和所述直流空腔连通，以使从所述换热进口流入的壳侧介质经过所述换热空腔后从所述介质出口流出，以及使从所述直流进口流入的壳侧介质经过所述直流空腔后从所述介质出口流出。
9.在上述任一技术方案中，可选地，所述壳体本体内设置有与所述换热进口连通的换热进腔、与所述直流进口连通的直流进腔和与所述介质出口连通的出口腔；
10.所述换热进腔与所述换热空腔连通，所述直流进腔与所述直流空腔连通，所述出口腔分别与所述换热空腔和所述直流空腔连通。
11.在上述任一技术方案中，可选地，所述的换热器壳体结构，还包括连接在所述壳体本体的顶部的水箱；
12.所述壳体本体内部设置有补水孔；
13.所述水箱与所述换热空腔通过所述补水孔连通。
14.在上述任一技术方案中，可选地，所述壳体本体内部设置有排气孔；
15.所述换热进腔与所述水箱通过所述排气孔连通。
16.在上述任一技术方案中，可选地，所述排气孔设置在所述换热进腔的顶部；
17.和/或，所述换热器壳体结构为铸造结构时，所述补水孔设置在所述换热器壳体结构的铸造工艺孔处，所述补水孔与所述排气孔为同一个孔。
18.在上述任一技术方案中，可选地，所述换热进腔的数量为多个，每个所述换热进腔连通一个所述换热进口；
19.所述直流进腔的数量为多个，每个所述直流进腔连通一个所述直流进口；
20.所述出口腔的数量为多个，每个所述出口腔连通一个所述介质出口。
21.在上述任一技术方案中，可选地，每个所述换热进腔的顶部均设置有所述排气孔；
22.所述换热进腔位于所述直流进腔的上方；所述出口腔位于所述直流进腔的下方；
23.所述换热进腔、所述直流进腔和所述出口腔的数量均为两个；两个所述换热进腔对称设置，两个所述直流进腔对称设置，两个所述出口腔对称设置。
24.在上述任一技术方案中，可选地，所述水箱为膨胀水箱；
25.所述水箱上设置有通气孔；所述通气孔上设置有单向排气阀或者压力水箱盖；
26.所述水箱内设置有用于监测水位的液位镜或液位传感器。
27.在上述任一技术方案中，可选地，所述换热器壳体结构采用铸造成型或者采用焊接成型；
28.所述壳体本体内设置有第一管内介质流动腔和第二管内介质流动腔；
29.所述第一管内介质流动腔和所述第二管内介质流动腔分别设置在所述换热空腔的两端，且所述第一管内介质流动腔和所述第二管内介质流动腔分别用于与所述芯管连通；
30.所述壳体本体设置有管内介质进口和管内介质出口；
31.所述管内介质进口与所述第一管内介质流动腔连通，所述管内介质出口与所述第二管内介质流动腔连通，以使从所述管内介质进口流入的管内介质依次经过所述第一管内介质流动腔、所述芯管和所述第二管内介质流动腔后从所述管内介质出口流出；或者，所述第一管内介质流动腔分隔为互不连通的第一管内介质流入腔和第一管内介质流出腔，所述管内介质进口与所述第一管内介质流入腔连通，所述管内介质出口与所述第一管内介质流出腔连通，以使从所述管内介质进口流入的管内介质依次经过所述第一管内介质流入腔、所述芯管、所述第二管内介质流动腔和所述第一管内介质流出腔后从所述管内介质出口流出。
32.一种换热器，包括换热器壳体结构，还包括芯管；
33.所述芯管设置在所述换热器壳体结构的换热空腔内；
34.所述换热器还包括节温器；所述节温器的第一出口与所述换热器壳体结构的换热进口连通，所述节温器的第二出口与所述换热器壳体结构的直流进口连通。
35.本发明的有益效果主要在于：
36.本发明提供的换热器壳体结构及换热器，通过直流空腔和换热空腔，当壳侧介质需要经过芯管进行换热的时候，可以从换热进口流入并经过换热空腔后从介质出口流出；当壳侧介质不需要经过芯管也即不需要换热的时候，可以直接从直流进口流入并经过直流
空腔后从介质出口流出，可以使需要换热的壳侧介质与不需要换热的壳侧介质都在介质出口流出，以在一定程度上减少换热器壳体结构外侧的管道数量以及节约一定的空间。
37.为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
附图说明
38.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
39.图1为现有的换热器壳体结构的结构示意图；
40.图2为本发明实施例提供的换热器壳体结构的第一视角结构示意图；
41.图3为本发明实施例提供的换热器壳体结构的第二视角结构示意图；
42.图4为本发明实施例提供的换热器壳体结构的第三视角结构示意图；
43.图5为图4所示的换热器壳体结构的a-a向剖视图；
44.图6为图4所示的换热器壳体结构的左视图；
45.图7为图6所示的换热器壳体结构的b-b向剖视图；
46.图8为图7所示的换热器壳体结构的流向示意图；
47.图9为图7所示的换热器壳体结构的第一视角立体图；
48.图10为图7所示的换热器壳体结构的第二视角立体图；
49.图11为图10所示的换热器壳体结构的c区放大图。
50.图标：100-壳体本体；110-换热进口；111-换热进腔；120-直流进口；130-介质出口；140-补水孔；150-排气孔；160-第二管内介质流动腔；161-管内介质进口；162-管内介质出口；163-第一管内介质流入腔；164-第一管内介质流出腔；170-铸造工艺孔；200-芯管；300-水箱。
具体实施方式
51.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以采用各种不同的配置来布置和设计。
52.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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
53.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
54.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，或者是该
发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
55.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。
56.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。
57.下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
58.实施例
59.本实施例提供一种换热器壳体结构及换热器；请参照图2-图11，图2-图4为本实施例提供的换热器壳体结构的三个视角结构示意图，其中，图2和图3所示为换热器壳体结构不同视角的立体图，图4所示为换热器壳体结构的主视图；图5为图4所示的换热器壳体结构的a-a向剖视图，图6为图4所示的换热器壳体结构的左视图，图7为图6所示的换热器壳体结构的b-b向剖视图，图8为图7所示的换热器壳体结构的流向示意图；图9和图10为图7所示的换热器壳体结构的两个视角立体图；图11为图10所示的换热器壳体结构的c区放大图。图8所示的箭头方向为壳侧介质的流动方向，即：从换热进口110流入的壳侧介质依次经过换热进腔111、换热空腔和出口腔后从介质出口130流出。
60.参见图2-图11所示，本实施例提供的换热器壳体结构，可用于船舶、车辆等设备中，例如用于船舶、车辆等设备的发动机。该换热器壳体结构，包括壳体本体100；壳体本体100内设置有直流空腔和用于容纳芯管200的换热空腔；芯管200内用于管内介质流动，芯管200与壳体本体100之间用于壳侧介质流动。需要说明的是，换热器壳体结构内部设置有相应的板类、管类结构或者其他结构以形成直流空腔和换热空腔。
61.壳体本体100设置有换热进口110、直流进口120和介质出口130。
62.换热进口110与换热空腔连通，直流进口120与直流空腔连通，介质出口130分别与换热空腔和直流空腔连通，以使从换热进口110流入的壳侧介质经过换热空腔后从介质出口130流出，以及使从直流进口120流入的壳侧介质经过直流空腔后从介质出口130流出；也即无论壳侧介质是否需要经过芯管200，壳侧介质的出口都是介质出口130。
63.本实施例中所述换热器壳体结构，通过直流空腔和换热空腔，当壳侧介质需要经过芯管200进行换热的时候，可以从换热进口110流入并经过换热空腔后从介质出口130流出；当壳侧介质不需要经过芯管200也即不需要换热的时候，可以直接从直流进口120流入并经过直流空腔后从介质出口130流出，可以使需要换热的壳侧介质与不需要换热的壳侧介质都在介质出口130流出，以在一定程度上减少换热器壳体结构外侧的管道数量以及节约一定的空间。
64.例如，本实施例的换热器壳体结构用于发动机中，可减少发动机与换热器壳体结构之间的管道数量，可以节约发动机的空间。
65.参见图7-图11所示，本实施例的可选方案中，壳体本体100内设置有与换热进口110连通的换热进腔111、与直流进口120连通的直流进腔和与介质出口130连通的出口腔；需要说明的是，换热器壳体结构内部设置有相应的板类、管类结构或者其他结构以形成换热进腔111、直流进腔和出口腔。
66.换热进腔111与换热空腔连通，直流进腔与直流空腔连通，出口腔分别与换热空腔和直流空腔连通；以使从换热进口110流入的壳侧介质依次经过换热进腔111、换热空腔和出口腔后从介质出口130流出，以及使从直流进口120流入的壳侧介质经过直流进腔、直流空腔和出口腔后从介质出口130流出。
67.参见图5所示，本实施例的可选方案中，所述换热器壳体结构还包括连接在壳体本体100的顶部的水箱300。
68.壳体本体100内部设置有补水孔140。
69.水箱300与换热空腔通过补水孔140连通。通过水箱300，以便及时给换热空腔补水。图5仅示出补水孔140的一部分。通过换热器集成水箱300，以使结构更加紧凑。水箱300和换热器壳体结构的其他通道是相对封闭的，通常在补水孔140才相通。
70.参见图9-图11所示，本实施例的可选方案中，壳体本体100内部设置有排气孔150。
71.换热进腔111与水箱300通过排气孔150连通。通过排气孔150，以便于排出换热进腔111内的气泡。在特定条件下，直流空腔内的气泡可以通过出口腔，将气泡排至换热进腔111内，再经过换热进腔111将气泡排至水箱300内。
72.例如，本实施例的换热器壳体结构用于发动机中，一般介质经过发动机后，由于种种原因会产生气泡，需要在介质流经换热器的时候，将气泡排到换热器的水箱300中，再由水箱300的排气结构排除。
73.参见图9-图11所示，本实施例的可选方案中，排气孔150设置在换热进腔111的顶部；通过将排气孔150设置在换热进腔111的顶部，以便于将换热进腔111内的气泡排至水箱300内。在壳侧介质为循环水时，该排气孔150，可有效排出壳侧介质内的气泡。
74.本领域技术人员可以理解的是，排气孔150还可以设置在其他位置。例如，当结构限制无法在换热进腔111的顶部与水箱300开孔连通时，可在与介质出口连通的出口腔或其他高于直流进腔设置排气孔，以与水箱300相通，也可以直接通过水箱300的补水孔140与水箱300相通。
75.可选地，补水孔140与排气孔150为同一个孔。
76.本实施例的可选方案中，换热器壳体结构为铸造结构时，补水孔140设置在换热器壳体结构的铸造工艺孔170处；通过将补水孔140设置在换热器壳体结构的铸造工艺孔170处，以便于观察，以免在铸造过程造成补水孔140封闭，后期无法检测的局面。本实施例中补水孔140还可以设置在其他从外部可以观察的位置。
77.本实施例的可选方案中，换热进腔111的数量为多个，每个换热进腔111连通一个换热进口110。
78.可选地，直流进腔的数量为多个，每个直流进腔连通一个直流进口120；
79.可选地，出口腔的数量为多个，每个出口腔连通一个介质出口130。
80.可选地，每个换热进腔111的顶部均设置有排气孔150；以便于排气。
81.本实施例所述换热器壳体结构，可以为两进两出、一进一出、两进一出、一进两出、三进两出等；其中两进两出是指两个换热进口110和两个介质出口130。直流进口120的数量也可根据实际情况设置任意数量。图2-图11所示的换热器壳体结构是两端对称可同进同出的结构。可选地，图2-图11所示的换热器壳体结构单独一半使用也可达到相同的效果。
82.本实施例的可选方案中，换热进腔111、直流进腔和出口腔的数量均为两个；可选地，两个换热进腔111对称设置，两个直流进腔对称设置，两个出口腔对称设置。
83.本实施例的可选方案中，换热进腔111位于直流进腔的上方；出口腔位于直流进腔的下方；采用这样的设计，既便于壳侧介质的流动，又便于壳侧介质内的气泡排出。
84.本实施例的可选方案中，水箱300为膨胀水箱；采用膨胀水箱，可以起到定压作用和为换热空腔补水作用。
85.本实施例的可选方案中，水箱300上设置有通气孔；通过通气孔，以便于排出水箱300内的多余气体。
86.可选地，通气孔上设置有单向排气阀或者压力水箱盖，或者其他类似结构。
87.其中，单向排气阀是一个功能型的包装配件，当水箱300内达到一定压力时，气体可由内向外推开排气阀片，向外排出多余的气体；当水箱300内压力减少到不足以顶开阀片，阀门自动关闭。且只有在水箱300内压力高于水箱300外压力时阀门才会开启，反之不会开启，外面的空气、水蒸气均不能进入水箱300内。
88.压力水箱盖，类似于一个压力释放阀；当水箱300内压力增加到一定程度的时候，压力水箱盖的压力阀门被压力顶开，向外排出多余的气体；当水箱300内压力为负压时，可以通过压力水箱盖向水箱300内补气。本实施例所述换热器壳体结构，还可以打开压力水箱盖向水箱300内补水。
89.可选地，水箱300的上方设置有排气孔150，可以将发动机其他需要排气的地方通过管子连接到换热器的水箱300里，再由水箱300统一排出。
90.本实施例的可选方案中，水箱300内设置有用于监测水位的液位镜或液位传感器。通过液位镜或液位传感器，以便于观察水箱300内的液位情况。
91.本实施例的可选方案中，换热器壳体结构采用铸造成型或者采用焊接成型；或者采用其他方式成型。
92.参见图2和图7所示，本实施例的可选方案中，壳体本体100内设置有第一管内介质流动腔和第二管内介质流动腔160；
93.第一管内介质流动腔和第二管内介质流动腔160分别设置在换热空腔的两端，且第一管内介质流动腔和第二管内介质流动腔160分别用于与换热空腔内的芯管200连通。
94.壳体本体100设置有管内介质进口161和管内介质出口162。
95.管内介质进口161与第一管内介质流动腔连通，管内介质出口162与第二管内介质流动腔160连通，以使从管内介质进口161流入的管内介质依次经过第一管内介质流动腔、芯管200和第二管内介质流动腔160后从管内介质出口162流出；或者，第一管内介质流动腔分隔为互不连通的第一管内介质流入腔163和第一管内介质流出腔164，管内介质进口161与第一管内介质流入腔163连通，管内介质出口162与第一管内介质流出腔164连通，以使从管内介质进口161流入的管内介质依次经过第一管内介质流入腔163、芯管200、第二管内介
质流动腔160和第一管内介质流出腔164后从管内介质出口162流出。
96.本实施例所述换热器壳体结构，当壳侧介质需要经过芯管200进行换热的时候，可以从换热进口110流入并经过换热空腔后从介质出口130流出；当壳侧介质不需要经过芯管200也即不需要换热的时候，可以直接从直流进口120流入并经过直流空腔后从介质出口130流出，以在一定程度上减少换热器壳体结构外侧的管道数量以及节约一定的空间，还可以满足壳侧介质的排气需求。
97.本实施例还提供一种换热器，包括上述任一实施例所述的换热器壳体结构，还包括芯管200；芯管200设置在换热器壳体结构的换热空腔内。本实施例提供的换热器，包括上述的换热器壳体结构，上述所公开的换热器壳体结构的技术特征也适用于该换热器，上述已公开的换热器壳体结构的技术特征不再重复描述。本实施例中所述换热器具有上述换热器壳体结构的优点，上述所公开的所述换热器壳体结构的优点在此不再重复描述。
98.可选地，所述换热器还包括节温器，所述节温器的第一出口与换热进口110连通，所述节温器的第二出口与直流进口120连通。当壳侧介质的冷却温度低于规定值时，节温器的入口与第二出口连通，以使壳侧介质直接流入直流进口120，当壳侧介质的冷却温度高于规定值时，节温器的入口与第一出口连通，以使壳侧介质直接流入换热进口110。
99.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。