專利名稱：使用用于保持釬焊板翅式交換器的通道敞開的墊塊制造熱交換器的方法
使用用于保持釬焊板翅式交換器的通道敞開的墊塊制造熱
交換器的方法 本發(fā)明涉及一種制造板式熱交換器的方法以及基于這種制造方法制造的板式熱 交換器。板式熱交換器通常由一堆限定流體通道的板構成。為了提高流體之間的熱交換，被稱為翅片的波紋板可被夾置在形成熱交換器的 板之間。所形成的通道在側(cè)面通過側(cè)向桿而被封閉。以這種方式被放置在一起之后，熱 交換器然后被釬焊，以使得組件變得堅固并確保更好的熱接觸。板式熱交換器可由鋁或鋁合金制成，以得到良好的導熱性以及良好的機械穩(wěn)定 性(tenue)。如同例如文獻FR-A-2815895中描述的，現(xiàn)有技術中的熱交換器能夠從多種流體 交換熱量，例如多于5種流體。經(jīng)常使用的熱交換翅片既具有增大熱交換表面積和提高 交換器熱效率的熱學功能，又具有在釬焊期間維持熱交換器的機械穩(wěn)定性和防止通道彎 曲的機械功能。由此可知，機械穩(wěn)定性是組件的決定性因素。尤其是，隨后不再在熱學 方面對翅片進行優(yōu)化。因此，在實際中已知的是，用分隔板上的改善涂層來代替所述熱交換翅片。在 一些情況中，減小翅片的密度也是有利的，或甚至將翅片完全移除，以避免所述翅片遮 蓋板的改善的表面區(qū)域。因此，開發(fā)一種可在釬焊步驟期間維持所述交換器的機械穩(wěn)定性的熱交換器制 造方法是有利的。本發(fā)明的目的在于特別是為了板式熱交換器的制造，提出一種制造所述交換 器的方法，該方法容易執(zhí)行且在釬焊步驟期間維持所述交換器的良好機械穩(wěn)定性。因此，本發(fā)明提出一種制造板式熱交換器的方法，這種類型的板式熱交換器包 括多個板，所述板與布置在所述板上的側(cè)向桿一起限定用于流體流的路徑，所述方法包 括至少下列相繼步驟-提供一堆通過側(cè)向桿分隔開的多個板，所述板中的至少兩個通過側(cè)向桿以間距 e被分隔開；-提供至少一個可移除的墊塊(cale)，所述墊塊包括兩個第一端點(末端，頂端) 和兩個第二端點，所述兩個第一端點相隔大于或大致等于e的距離，所述兩個第二端點相 隔小于或大致等于e的距離，將所述墊塊的形狀設計成允許所述墊塊在以間距e隔開的兩 個板之間圍繞一縱向軸線轉(zhuǎn)動，該縱向軸線位于連接所述端點的線的中間；-在以間距e隔開的所述板之間以這種方式引入所述可移除的墊塊，S卩，使得該 墊片的厚度表現(xiàn)為等于所述兩個第二端點之間的距離，從而所述第二端點不同時接觸所 述板；-使所述可移除的墊塊圍繞所述縱向軸線轉(zhuǎn)動，使得所述可移除墊塊的所述第一 端點接觸所述板；_釬焊所述熱交換器；以及
-移除所述可移除的墊塊。有利的是，在兩個板之間引入至少一個可移除的墊塊在所述熱交換器的釬焊和/ 或操縱期間維持了充分的機械穩(wěn)定性。結果是，在釬焊步驟之后，取出所有的可移除墊塊，由此在流體流動路徑中空出了空間。在預組裝的板之間引入墊塊提供了一種簡單的方法在將板(所述板將構成交 換器)堆疊在一起時，不需要對墊塊進行定位，因為墊塊能夠在后續(xù)的步驟中引入。墊 塊在不損害由側(cè)向桿分隔開的板的堆疊結構的情況下被引入，并且通過在所述板之間轉(zhuǎn) 動墊塊而容易地定位該墊塊。根據(jù)本發(fā)明的方法也可包括一個或多個下列可選特征(單獨地或以任何可能的 組合考慮)-在移除所述可移除墊塊的步驟之前，所述方法包括一步驟，在該步驟中，圍繞 縱向軸線轉(zhuǎn)動所述可移除墊塊，使得所述可移除墊塊的端點不再同時接觸板；-可移除墊塊沿該墊塊的所述縱向軸線具有基本不變的橫截面，該橫截面基本上 是多邊形，所述多邊形的兩個頂點形成以大致等于e的距離間隔開的所述第一端點；-該多邊形是菱形，該菱形的一個對角線的長度大致為e，另一對角線的長度小 于e;-該多邊形是具有兩條平行的主邊和四條小線段的六邊形，所述四條小線段成對 地連接從而每條小線段在主邊的各端點處形成一頂點，所述這些頂點之間的距離大于或 大致等于e ；-可移除墊塊沿該墊塊的縱向軸線具有基本不變的橫截面，并且該橫截面基本上 為橢圓形狀，該橢圓的長軸的兩個端點形成相隔大致等于e的距離的所述端點；-一個步驟，在該步驟中，這樣選擇可移除的墊塊，使得該墊塊由熔點為900°C 或以上的一種或多種材料制成；通過閱讀下列僅僅作為示例而給出的描述，將更清楚地理解本發(fā)明。出于本發(fā)明的目的，“可移除的墊塊”指的是一種墊塊，該墊塊在釬焊交換器 的步驟之后能夠被移除并且在不必修改結構的情況下在根據(jù)本發(fā)明的另一制造方法中重 復利用。根據(jù)本發(fā)明的制造方法可包括下列相繼步驟a)組裝所述板式熱交換器，b)選擇多個可移除的墊塊，c)在所述預組裝的熱交換器的板之間引入至少一個可移除的墊塊，優(yōu)選數(shù)個可 移除的墊塊，d)釬焊所述熱交換器，e)從已釬焊的熱交換器的板之間移除所述可移除墊塊。組裝步驟a)和釬焊步驟d)對于本領域技術人員是公知的。通過將交換器引入 被加熱至適合執(zhí)行釬焊的溫度、例如600°C的爐內(nèi)來完成釬焊。下列描述了根據(jù)本發(fā)明的墊塊的作為非限制性示例的三個實施例。在第一實施例中，在步驟b)中，選擇多個可移除的墊塊，所述墊塊的橫截面沿其主軸線大致不變，且所述橫截面是菱形的形狀。 這里“菱形”指的是具有四條相等邊的任何簡單多邊形。在此第一實施例中，將每個墊塊選擇成，使得其橫截面的長對角線的長度大于 或等于熱交換器的將要在其間引入所述墊塊的板之間的距離，所述墊塊的橫截面的短對 角線的長度小于或等于所述熱交換器的將要在其間引入所述墊塊的板之間的距離。有利的是，這種墊塊的選擇允許以這種方式將該墊塊放置在交換器的兩個板之 間，即，使得所述墊塊與板之間的接觸面積小于或等于所述墊塊的總表面積的15%，優(yōu) 選小于或等于所述墊塊的總表面積的5%。墊塊與其間引入所述墊塊的板之間的接觸面積越小，在釬焊步驟期間所述墊塊 被焊接至所述板上的風險就越小。在該第一實施例中，所選擇的墊塊被放置在預組裝的熱交換器的板之間。將墊塊放置到位的這個步驟可包括兩個子步驟。在第一子步驟中，可以這樣的 取向?qū)⒚總€墊塊引入兩個板之間，即，使得所述墊塊的橫截面的長對角線位于與由所述 板限定的平面大致平行的一平面內(nèi)。有利的是，因為將墊塊選擇成使得所述墊塊的橫截面的短對角線的長度小于或 等于熱交換器的將要在其間引入所述墊塊的板之間的距離，所以可毫不費力地將所述墊 塊引入兩個板之間。在第二子步驟中，一旦所述墊塊被引入交換器的兩個板之間，則所述墊塊能夠 圍繞其主軸線樞轉(zhuǎn)，從而所述墊塊推靠在兩個板上。在這個位置中，在釬焊步驟期間所述墊塊有利地維持熱交換器的良好的機械穩(wěn) 定性。在這個第一實施例中，所述方法在釬焊步驟之后還包括一步驟，在該步驟中， 從已釬焊的熱交換器的板之間移除所述可移除墊塊。有利地，在釬焊步驟的過程中，所選擇的墊塊沒有被焊接到板上，原因特別在 于所述墊塊與板之間的接觸面積較小。在這個第一實施例中，可通過使每個可移除的墊塊圍繞其主軸線樞轉(zhuǎn)、使其取 向為使得其橫截面的長對角線位于與所述板大致平行的平面內(nèi)，來移除該可移除的墊 塊。這有利地簡化了移除墊塊的步驟。在第二實施例中，可移除墊塊的橫截面是具有兩條主邊和四條短邊的六邊形的 形狀，所述兩條主邊相互平行并形成較長的邊，所述四條短邊的長度小于所述長邊的長 度。每條短邊起始于一長邊的一個端部，并且成對地相交以形成頂點形式的第一端點。 呈頂點形式的所述兩個第一端點之間的距離大于或等于e，而形成所述兩個第二端點的所 述兩條主邊之間的距離小于e。在第三實施例中，在步驟b)中，選擇了沿其主軸線具有大致不變的橫截面且所 述橫截面呈橢圓形狀的多個可移除的墊塊。在這個第三實施例中，將每個墊塊選擇成，使得所述墊塊的橫截面的長軸的長 度大于或等于將要在其間引入所述墊塊的交換器板之間的距離，并且所述墊塊的橫截面 的短軸的長度小于或等于將要在其間引入所述墊塊的交換器板之間的距離。
選擇這種墊塊具有與所述第一實施例相似的優(yōu)點。尤其是，一旦所述墊塊定位 在板之間，則所述墊塊的接觸面積能夠小于或等于該墊塊的總表面積的15%，優(yōu)選小于 或等于所述墊塊的總表面積的5%。在根 據(jù)本發(fā)明的方法中選擇的墊塊優(yōu)選由熔點高于釬焊溫度、例如900°C或更 高、或者甚至1500°C或更高的一種或多種材料制成。所選擇的墊塊可例如由不銹鋼制 成。根據(jù)本發(fā)明的方法也可包括一步驟，在該步驟中將所選擇的墊塊涂覆一產(chǎn)品， 該產(chǎn)品在釬焊階段期間防止或限制釬焊。有利的是，這種產(chǎn)品的使用有助于移除墊塊的步驟。本發(fā)明不局限于所述的實施例，并且應當非限制性地解釋為包括任何等同的實 施方案。尤其是，本發(fā)明可應用于通過釬焊而組裝的任何類型的板式熱交換器。尤其 是，能夠借助于具有與所述實施例的橫截面相比不同的橫截面——例如其他多邊形橫截 面——的墊塊來實施根據(jù)本發(fā)明的方法。
權利要求
1.一種制造板式熱交換器的方法，這種類型的板式熱交換器包括多個板，所述板 與布置在所述板上的側(cè)向桿一起限定用于流體流的路徑，所述方法包括至少下列相繼步 驟-提供一堆通過側(cè)向桿分隔開的多個板，所述板中的至少兩個通過側(cè)向桿以間距e被 分隔開；-提供至少一個可移除的墊塊，所述墊塊包括兩個第一端點和兩個第二端點，所述兩 個第一端點相隔大于或大致等于e的距離，所述兩個第二端點相隔小于e的距離，所述墊 塊成形為允許所述墊塊在以間距e隔開的兩個板之間圍繞一縱向軸線轉(zhuǎn)動，所述縱向軸線 位于連接所述端點的線的中間；-以這種方式將所述可移除的墊塊引入以間距e隔開的所述板之間，即，使得該墊 片的厚度表現(xiàn)為等于所述兩個第二端點之間的距離，從而所述第二端點不同時接觸所述 板；-圍繞所述縱向軸線轉(zhuǎn)動所述可移除的墊塊，使得所述可移除墊塊的所述第一端點接 觸所述板；-釬焊所述熱交換器；以及-移除所述可移除的墊塊。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，在移除所述可移除墊塊的步驟之前，所 述方法包括一步驟，在該步驟中圍繞所述縱向軸線轉(zhuǎn)動所述可移除墊塊，使得所述可移 除墊塊的第一端點和第二端點都不同時接觸所述板。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述可移除的墊塊沿所述墊塊的所 述縱向軸線具有基本不變的橫截面，并且該橫截面基本上呈多邊形的形狀，所述多邊形 的兩個頂點形成相隔大致等于e的距離的所述第一端點。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，所述多邊形是菱形，該菱形的一個對角 線在所述第一端點之間的長度大致為e，另一對角線在所述第二端點之間的長度小于e。
5.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，所述多邊形是具有兩條平行的主邊和四 條小線段的六邊形，所述四條小線段成對地連接，從而每條小線段在所述主邊的各端點 處形成一頂點，所述頂點之間的距離等于或大于e。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述可移除的墊塊沿所述墊塊的所 述縱向軸線具有基本不變的橫截面，并且該橫截面基本上為橢圓形狀，所述橢圓的長軸 的兩個端點形成相隔大致等于e的距離的所述第一端點。
7.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述方法包括一步驟，在 該步驟中選擇所述可移除墊塊，使得該可移除墊塊由熔點在900°C或以上的一種或多種材 料制成。
8.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述兩個第一端點相隔大 致等于e的距離。
9.根據(jù)權利要求1至7中任一項所述的方法，其特征在于，兩個第一端點相隔大于e 的距離。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制造板式熱交換器的方法，這種類型的板式熱交換器包括多個板，所述板與布置在所述板上的側(cè)向桿一起限定用于流體循環(huán)的線路，所述方法包括至少下列相繼步驟提供至少一個可移除的墊塊，該墊塊包括相隔基本等于e的距離的兩個端點，該墊塊的形狀設置成允許該墊塊在以間距e隔開的兩個板之間圍繞一縱向軸線轉(zhuǎn)動，該縱向軸線位于連接所述端點的線的中間；引入所述墊塊；轉(zhuǎn)動所述墊塊；釬焊所述交換器；以及移除所述可移除的墊塊。
文檔編號F28D9/00GK102015182SQ200980115249
公開日2011年4月13日 申請日期2009年4月24日 優(yōu)先權日2008年4月28日
發(fā)明者F·克雷薩克, J-P·特拉尼耶, M·瓦格納, S·德紹特 申請人:喬治洛德方法研究和開發(fā)液化空氣有限公司