專利名稱：平板熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及平板熱交換器及其組裝方法。
技術(shù)背景德國(guó)專利No. DE 197 09 601 Al公開(kāi)了一種常規(guī)的平板熱交換器。在 其流動(dòng)導(dǎo)管中，該平板熱交換器具有湍流板(即，薄片)，其被分成多個(gè) 段，以便減小壓強(qiáng)損失。所述的段一般由相同類型的湍流板構(gòu)成，每個(gè)段 相對(duì)于相鄰的段旋轉(zhuǎn)90°。它們?cè)谛螤钌媳舜似ヅ洌圆划a(chǎn)生間隙。然 而，顯然，總的壓強(qiáng)損失不期望地高，內(nèi)部壓強(qiáng)穩(wěn)定性需要提高。EP 1 152 204 Bl公開(kāi)了一種平板熱交換器，其具有設(shè)計(jì)用于冷卻劑的 水平流動(dòng)導(dǎo)管和位于兩個(gè)熱交換器板之間的附加板。此附加板包括任意形 狀的縱向凸緣，用于折反或者引導(dǎo)流體。因此，獲得了熱交換流體在整個(gè) 熱交換器板上的均勻分布。此外，附加板提高了熱交換器的內(nèi)部壓強(qiáng)穩(wěn)定 性以及對(duì)不斷變化的溫度應(yīng)力的抵抗性。但是，該結(jié)構(gòu)具有如下缺點(diǎn)，即 熱交換器的中心區(qū)域中的流體主要為層流。因此，熱交換不是最優(yōu)的，并 且可以得到改善。發(fā)明內(nèi)容本申請(qǐng)的發(fā)明可以得到一種平板熱交換器，其在壓強(qiáng)損失和熱交換效 率方面被最優(yōu)化，而同時(shí)不會(huì)不利地影響內(nèi)部壓強(qiáng)穩(wěn)定性和對(duì)不斷變化的 溫度應(yīng)力的抵抗性。通過(guò)平板熱交換器獲得了根據(jù)本發(fā)明的方案。
在各種情況下提出了一種插件，其在開(kāi)口附近的區(qū)域中具有板狀部 分，在所述板狀部分中，形成用于所述冷卻流體的具有一定寬度(B)的 引導(dǎo)導(dǎo)管。所述插件可以包括處于所述板狀部分之間的中心區(qū)域中的湍流 發(fā)生器。所述開(kāi)口以僅僅留下窄條的方式布置在所述角部中，所述窄條被其寬度(b)明顯小于其它引導(dǎo)導(dǎo)管的寬度(B)的引導(dǎo)導(dǎo)管占據(jù)。所提出的插件可以被形成為一個(gè)整件。因?yàn)橄鄳?yīng)的工具需要成本，所 以這對(duì)于非常大數(shù)量的熱交換器是合適的。但是，優(yōu)選地，它們由至少三 個(gè)部件形成，其中，在流動(dòng)導(dǎo)管中提供具有引導(dǎo)導(dǎo)管的兩個(gè)板狀插件，并 且在中心區(qū)域中布置至少一個(gè)湍流發(fā)生器。上述在此是優(yōu)選的方案更有利 于相對(duì)較少數(shù)量的熱交換器。此外，可以使用不同厚度的片狀金屬板，就 是說(shuō)，例如，板狀插件可以被制作得稍厚于用于湍流發(fā)生器的原料(片狀 金屬條)。因?yàn)橛糜诶鋮s流體的流通導(dǎo)管由具有引導(dǎo)導(dǎo)管的板狀插件或者部分裝 備在開(kāi)口附近的區(qū)域中，所以內(nèi)部壓強(qiáng)穩(wěn)定性被相對(duì)提高了，因?yàn)榘鍫畈?件或者部分具有更大的焊接或者銅焊到相鄰熱交換器板的表面。同時(shí)，因 為在前述的區(qū)域中發(fā)生較少的湍流，所以壓強(qiáng)損失保持適中。此外，因?yàn)?薄片被布置作為板狀插件或者部分之間的中心區(qū)域中的湍流發(fā)生器，所以 熱交換效率被提高，因?yàn)樵谥行膮^(qū)域產(chǎn)生相對(duì)較多的湍流。因?yàn)殚_(kāi)口被完 全布置在角部中，而僅僅留下窄條，并且所述窄條被形成在板狀插件或者 部分中的其寬度明顯小于其它引導(dǎo)導(dǎo)管的寬度的引導(dǎo)導(dǎo)管占據(jù)，所以總的 熱交換表面被相對(duì)增大，或者至少導(dǎo)致更好的熱交換，這對(duì)于效率具有正 面的影響。為了在制造平板熱交換器時(shí)有利于質(zhì)量保證，定位組件(例如凸起) 還可以被設(shè)置在板狀插件的至少一個(gè)開(kāi)口邊緣上。定位助件配合到入口或 者出口開(kāi)口的邊緣處的溝槽中。熱交換器板或者板狀插件的錯(cuò)誤層疊被防 止。定位助件可以被形成在被分配給用于冷卻流體的流動(dòng)導(dǎo)管的開(kāi)口的邊 緣上。在前述的窄條中形成引導(dǎo)導(dǎo)管的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)被證明是在角部區(qū)域中的焊接或者銅焊質(zhì)量被提高。這是由于如下的事實(shí)在焊接或者銅焊溫度下
并且在焊接或者銅焊過(guò)程中指向平板熱交換器的板的力的影響下，引導(dǎo)導(dǎo) 管存在的區(qū)域發(fā)生明顯收縮，這被稱為角部的"凹變"。引導(dǎo)導(dǎo)管利用一 分量對(duì)抗該力，因此使得角部的尺寸穩(wěn)定性更高。如果考慮到流動(dòng)導(dǎo)管的 高度為僅僅幾個(gè)毫米，有時(shí)僅僅為1和2毫米，這也可以被理解。形成有 所述引導(dǎo)導(dǎo)管的所述窄條具有大致四分之一圓形的形狀。引導(dǎo)導(dǎo)管部分由 板狀插件或者部分的成型邊緣形成，部分由兩個(gè)熱交換器板的邊緣形成。 一件式薄片位于用于另一種流體的流動(dòng)導(dǎo)管中。在油冷卻器的情形中，其 它流動(dòng)導(dǎo)管是用于油的流動(dòng)導(dǎo)管。參考詳細(xì)描述和附圖，本發(fā)明的其它方面將變得清楚。


下面通過(guò)示例性實(shí)施例，參考附圖，描述了本發(fā)明，在附圖中 圖1是"打開(kāi)的"平板熱交換器的透視圖； 圖2是根據(jù)圖1的平板熱交換器的俯視圖； 圖3示出了圖2的某個(gè)細(xì)節(jié)；圖4示出了通過(guò)平板熱交換器的窄側(cè)部分的截面； 圖5示出了圖4的某個(gè)細(xì)節(jié)；以及 圖6示出了薄片的細(xì)節(jié)。
具體實(shí)施方式
在詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例之前，應(yīng)被理解的是，在其申請(qǐng)中，本發(fā) 明不限于在下面的描述中所闡述的或者在附圖中示出的部件的構(gòu)造和布置 的細(xì)節(jié)。本發(fā)明可以具有其它的實(shí)施方式，并且可以不同的方式實(shí)現(xiàn)或者 實(shí)施。并且，應(yīng)該理解，本文所使用的措辭和術(shù)語(yǔ)是為了描述的目的，而 不應(yīng)被認(rèn)為是限制。本文中"包括"、"包含"或"具有"以及其變體的 使用表示包括其后所列的項(xiàng)目及其等同物以及其它的項(xiàng)目。除非另有指明 或者限制，術(shù)語(yǔ)"安裝"、"連接"、"支撐"和"聯(lián)接"及其變體被寬 泛地使用，并且既包括直接又包括間接安裝、連接、支撐和聯(lián)接。此外， "連接"和"聯(lián)接"不限于物理或者機(jī)械連接或者聯(lián)接。
圖1示出了平板熱交換器1的透視圖，該平板熱交換器1可以是油冷 卻器，但也可以用于其它熱交換或者熱傳輸目的。熱交換器1以打開(kāi)的視 圖(即，沒(méi)有上端板或者殼板)被示出。具體來(lái)說(shuō)，圖l和圖2示出了第一流體(例如冷卻劑)通過(guò)其流動(dòng)的流動(dòng)導(dǎo)管31的內(nèi)部。此外，熱交換器1可以包括槽形熱交換器板11，該槽形熱交換器板11具有上翻的邊緣 111，該上翻的邊緣111擠靠相鄰的板11的上翻的邊緣111。用于液體冷卻劑的流動(dòng)導(dǎo)管31被形成在相鄰的熱交換器板11對(duì)之間。還可以看到用 于例如油的第二流體的其它流動(dòng)導(dǎo)管32。熱交換器板U中的入口和出口開(kāi)口 2， 3， 4和5形成了垂直通往前述 的流動(dòng)導(dǎo)管31和32的導(dǎo)管。冷卻劑和油通過(guò)位于熱交換器1的頂部或者 底部的連接器30通入熱交換器1，并且，冷卻劑和油也以該方式排出熱交 換器1。連接器30中的一些或者全部可以被可選地布置在頂板或者底板 上，或者，連接器30可以被分布在底板和頂板上，這取決于安裝位置或 者機(jī)械組裝的需要。湍流插入元件19作為插件IO設(shè)置在用于油的流動(dòng)導(dǎo)管32中(并且沒(méi) 有被示出)。板狀插件10'和湍流插入元件19在流動(dòng)導(dǎo)管31中用于冷卻 劑。具有一件式插件10'的示例性實(shí)施例沒(méi)有被示出。在該示例性實(shí)施例 中，插件是可以對(duì)應(yīng)于板狀插件10'(被示出并將在下文詳細(xì)描述)的一 件式插件的板狀部分。中心區(qū)域M被實(shí)現(xiàn)為具有相應(yīng)的散熱片等的湍流發(fā) 生器。示出的示例性實(shí)施例具有三件式插件10'。圖1示出了在入口和出口開(kāi)口 3和4以及2禾n 5的區(qū)域中都布置了板 狀插件10'。在中心區(qū)域M中，湍流插入元件19被插入其間，如圖6所 示。但是，也可以使用任何其它形狀的湍流插入元件。插件10， 10'， 19 中的全部可以被容易地制造并且被容易地插入，以使得制造成本最小化。 所有這些部件可以由平板金屬片制造。它們通過(guò)適當(dāng)?shù)某尚图庸け毁x予在 此所示的形狀。具有流入和流出裝置13的流動(dòng)定向引導(dǎo)通道14被制造在板狀插件10' 中。此外，球形突出物或者凸起15被布置在熱交換器板11的入口開(kāi)口或
者出口開(kāi)口 2附近，用于穩(wěn)定內(nèi)部壓強(qiáng)并且產(chǎn)生一定程度的湍流。引導(dǎo)導(dǎo)管14可以具有分支。在三件式實(shí)施例中，它們的端部處于邊緣18，并且 由湍流插入元件19連接。圖2是具有三個(gè)插入的插件10'和19的熱交換器板11的俯視圖。在此 可以清楚地看到具有流入開(kāi)口 13的引導(dǎo)導(dǎo)管14接收冷卻劑并且將其引導(dǎo) 到湍流板19的情況。因此，壓強(qiáng)損失被保持到最小程度，同時(shí)，熱交換 被最大化。這還使得本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)插件10'和19進(jìn)行令人驚訝地簡(jiǎn)單 的組合成為可能。湍流板19可以以皺褶25垂直于冷卻劑的流動(dòng)方向的方 式被插入。在插件10'中的開(kāi)口 (被分配用于冷卻劑的入口開(kāi)口 4和出口開(kāi)口 5) 處包含定位助件16。其用于防止插件10'被錯(cuò)誤地定位，錯(cuò)誤地定位將導(dǎo) 致平板熱交換器不能實(shí)現(xiàn)其功能。圖3詳細(xì)地示出了定位助件16。圖4示 出了通過(guò)熱交換器1的窄側(cè)的垂直截面。還示出了通過(guò)導(dǎo)管3和4的截 面。上端板21形成熱交換器1的在導(dǎo)管3和4的區(qū)域中包括凹入22的上 端。這些用于穩(wěn)定壓強(qiáng)。在此，連接器30被示出。熱交換器1通過(guò)連接 板20a安裝。增強(qiáng)板20b位于熱交換器l和連接板20a之間。端板21、連 接板20a和增強(qiáng)板20b比熱交換器板ll更厚。根據(jù)在車(chē)輛中的應(yīng)用，各種 板可以具有不同的片狀金屬厚度。箭頭意在指示兩種流體的流動(dòng)。圖5示出了熱交換器1的角部區(qū)域的細(xì)節(jié)。其主要目的是闡明在窄條 50中延伸的引導(dǎo)通道14'的設(shè)計(jì)。被清楚地示出的是槽形熱交換器板11的 邊緣111如何彼此配合并且確保熱交換器1以密封方式被焊接或者銅焊。 引導(dǎo)通道14'還用于在焊接或者銅悍過(guò)程穩(wěn)定熱交換器1。在入口和出口開(kāi)口 2， 3， 4和5的角部，常規(guī)熱交換器的熱交換器板 常常在焊接或者銅焊過(guò)程中變形。在此的特定特征是通過(guò)插件10'的彎曲 邊緣17和熱交換器板11的邊緣lll兩者在引導(dǎo)通道14'中引導(dǎo)流動(dòng)。此引 導(dǎo)通道14'具有寬度b，寬度b小于插件10'中的其它引導(dǎo)通道14的寬度 B。為了優(yōu)化可用于熱交換的面積，入口和出口開(kāi)口 2， 3， 4和5被完全 布置在熱交換器板11的角部中。
圖6示出了通過(guò)湍流插入元件19的截面。其具有皺褶25，皺褶25具 有皺褶峰27和皺褶槽26。此外，使得皺褶25以規(guī)則間隔移位的部分28 被設(shè)置在皺褶的側(cè)翼。因此，可以產(chǎn)生允許最佳傳熱的最佳湍流。在所附 的權(quán)利要求中闡明了本發(fā)明的各種特征和優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種平板熱交換器，包括多個(gè)層疊的槽形熱交換器板，所述熱交換器板具有彼此擠靠的邊緣，并且設(shè)置有位于所述熱交換器板之間的用于冷卻流體和用于另一種流體的流動(dòng)導(dǎo)管，所述流動(dòng)導(dǎo)管與湍流器板形式的插件進(jìn)行裝配，在所述熱交換器板的角部中具有至少四個(gè)入口和出口開(kāi)口，所述入口和出口開(kāi)口在所述疊層中形成用于所述冷卻流體的兩個(gè)垂直導(dǎo)管和用于所述另一種流體的兩個(gè)垂直導(dǎo)管，其中，所述插件中的至少一個(gè)在所述開(kāi)口附近具有板狀部分，在所述板狀部分中，形成用于所述冷卻流體的具有一定寬度的引導(dǎo)導(dǎo)管，所述插件被形成作為所述板狀部分之間的中心區(qū)域中的湍流發(fā)生器；其中，所述開(kāi)口以僅僅留下窄條的方式布置在所述角部中，所述窄條被其寬度明顯小于其它引導(dǎo)導(dǎo)管的寬度的引導(dǎo)導(dǎo)管占據(jù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的平板熱交換器，其中所述插件分別被形成為單個(gè)的件。
3. 如權(quán)利要求1所述的平板熱交換器，其中所述插件由至少三個(gè)部件 形成，其中提供具有所述引導(dǎo)導(dǎo)管的兩個(gè)板狀插件，并且至少一個(gè)湍流器 板被布置作為所述中心區(qū)域中的湍流發(fā)生器。
4. 如權(quán)利要求1所述的平板熱交換器，其中凸起形成在所述板狀插件 的至少一個(gè)邊緣上，用作組裝過(guò)程中的定位助件。
5. 如權(quán)利要求4所述的平板熱交換器，其中所述凸起配合到入口或者 出口開(kāi)口的邊緣上的溝槽中。
6. 如權(quán)利要求1所述的平板熱交換器，其中定位助件形成在被分配給 用于所述冷卻流體的流動(dòng)導(dǎo)管的開(kāi)口的邊緣上。
7. 如權(quán)利要求1所述的平板熱交換器，其中形成有所述引導(dǎo)導(dǎo)管的所 述窄條具有大致四分之一圓形的形狀。
8. 如權(quán)利要求1所述的平板熱交換器，其中所述引導(dǎo)導(dǎo)管中的每一個(gè) 的大致一半由所述插件的成型邊緣形成，另一半由所述插件位于其間的兩 個(gè)熱交換器板的邊緣形成。
9. 如權(quán)利要求1所述的平板熱交換器，其中所述引導(dǎo)導(dǎo)管分別具有入 口開(kāi)口和出口開(kāi)口，以及弧形輪廓，并且與為所述冷卻劑提供流動(dòng)導(dǎo)管的 所述熱交換器板中的所述兩個(gè)開(kāi)口對(duì)齊。
10. 如權(quán)利要求9所述的平板熱交換器，其中所述入口開(kāi)口或者出口 開(kāi)口位于所述插件的一側(cè)大致一條直線上，并且處于另一側(cè)的所述開(kāi)口的 前方的不同的距離處。
11. 如權(quán)利要求IO所述的平板熱交換器，其中所述直線處于與所述中 心區(qū)域的接合處，并且大致垂直于所述熱交換器板的縱側(cè)。
12. 如權(quán)利要求1所述的平板熱交換器， 一件式湍流器板被布置在用 于另一種流體的流動(dòng)導(dǎo)管中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種平板熱交換器，包括多個(gè)彼此層疊的槽形熱交換器板，熱交換器板具有彼此擠靠的邊緣。板可以具有位于熱交換器板之間的用于冷卻流體和用于另一種流體的流動(dòng)導(dǎo)管。流動(dòng)導(dǎo)管與湍流器板形式的插件進(jìn)行裝配。熱交換器在熱交換器板的角部中具有至少四個(gè)入口和出口開(kāi)口，入口和出口開(kāi)口在所述疊層中形成用于冷卻流體的兩個(gè)垂直導(dǎo)管和用于另一種流體的兩個(gè)垂直導(dǎo)管。用于冷卻流體的流動(dòng)導(dǎo)管中的插件包含一個(gè)或多個(gè)部件。用于冷卻流體的流通導(dǎo)管在開(kāi)口附近的區(qū)域中配備有具有一定寬度的引導(dǎo)導(dǎo)管的板狀插件。插件被形成作為板狀部分之間的中心區(qū)域中的湍流發(fā)生器。開(kāi)口以僅僅留下窄條的方式布置在角部中，窄條被其寬度明顯小于其它引導(dǎo)導(dǎo)管的寬度的引導(dǎo)導(dǎo)管占據(jù)。
文檔編號(hào)F28D9/00GK101162132SQ20071016315
公開(kāi)日2008年4月16日 申請(qǐng)日期2007年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月12日
發(fā)明者安德烈亞斯·克普克, 里恩哈德·韋爾曼 申請(qǐng)人:摩丁制造公司