專利名稱：熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱交換器。
背景技術(shù)：
熱交換器，例如用于汽車工業(yè)中且更確切地用于機(jī)動(dòng)車輛的熱內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中，包括熱交換部件和流體流動(dòng)部件，流體在所述熱交換部件和流體流動(dòng)部件中循環(huán)，在它們之間進(jìn)行熱交換。熱交換部件可以包括，例如，管道、板、鰭片和流動(dòng)攪動(dòng)器等。許多結(jié)構(gòu)配置是可設(shè)想的。例如，交換器可以包括管道芯部，所述管道在一排或多排中相對(duì)于彼此平行地布置，所述多排也平行，所述管道設(shè)計(jì)為傳輸?shù)谝涣黧w，而第二流體在管道之間流動(dòng)且與第一流體進(jìn)行熱交換。可設(shè)想許多流體關(guān)聯(lián)，不論它們是液體和/或氣體。 交換器包括用于接收管道的殼體，所述殼體包括形成容積的多個(gè)壁，所述管道被接收在該容積中。交換器通常在其兩個(gè)端部處敞開(kāi)，使得管道可以連接到流體收集或分配箱，其也稱為收集箱一個(gè)輸入收集箱和一個(gè)輸出收集箱。第一流體在管道中從輸入收集箱朝向輸出收集箱流動(dòng)。第二流體在管道周圍流動(dòng)，從輸入管朝向輸出管，且與第一流體進(jìn)行熱交換。交換器通常還包括用于保持管道的兩個(gè)集管板，流體收集箱安裝在集管板上。管道穿過(guò)布置在集管板中的開(kāi)口并敞開(kāi)到流體收集箱中。通常，集管板被固定到殼體，收集箱被固定到集管板，例如通過(guò)卷邊。為此，每一個(gè)集管板包括裝置，所述裝置允許收集箱的與集管板相關(guān)聯(lián)的邊緣被卷邊到集管板。用于箱的這樣的固定方法是已知的，例如從文檔W02008/125309或還從文檔EP 2，031, 338，其中集管板是機(jī)械地連結(jié)在一起的兩個(gè)部分。在一些發(fā)動(dòng)機(jī)中，對(duì)交換器不得不被安裝所在的區(qū)域中的可用空間有約束；因此有必要鑒于這些約束來(lái)生產(chǎn)交換器。這些約束可以意味著，例如，必須制造較為扁平的交換器。為此，扁平的管道被設(shè)置，但具有足夠大的截面，以使流體具有適于期望的流動(dòng)的通道截面。這樣的管道具有流線型截面；典型地，它們具有矩形截面，尺寸為100mmX7mm。而且，在例如為良好熱傳遞流體的水在管道之間循環(huán)的應(yīng)用中，優(yōu)選的是，在相繼的管道之間的間隔是小的，例如等于2或3mm，或更小。因此，有必要制造具有被小寬度壁分隔的伸長(zhǎng)開(kāi)口的集管板，所述寬度對(duì)應(yīng)于相繼的管道之間的間隔。在該情況下，使開(kāi)口分隔的壁具有非常大的截面長(zhǎng)細(xì)比，即，它們沿一個(gè)方向非常長(zhǎng)但沿另兩個(gè)方向很細(xì)。因此，提出了它們?nèi)绾伪恢圃斓膯?wèn)題。已知的是，對(duì)于集管板的制造，具有所謂的“直邊精密沖裁(straight edge blanking)”的沖孔工藝,允許比板的厚度薄的開(kāi)口間的壁由較厚的板實(shí)現(xiàn)；例如，長(zhǎng)度為60_的開(kāi)口可以形成在厚度為4mm并且開(kāi)口間的壁寬度約等于2. 6mm的板中。然而，當(dāng)形成具有長(zhǎng)度為IOOmm的開(kāi)口和2_的開(kāi)口間的壁的集管板時(shí)，不能通過(guò)直邊精密沖裁實(shí)施沖孔工藝。因此，建議使用標(biāo)準(zhǔn)的沖壓工藝；在該情況下，板的厚度必須小于管道間的壁的寬度，對(duì)于上述情況，推薦的是板具有O. 8mm至Imm之間的非常薄的厚度?，F(xiàn)在，如果收集箱必須被集管板卷邊固定，則集管板必須足夠的機(jī)械強(qiáng)度以滿足該功能。因此，面對(duì)一種兩難困境，如果集管板的厚度增力口 (通過(guò)使其例如達(dá)到I. 5或2_)，它將變?yōu)椴荒軐?shí)施標(biāo)準(zhǔn)沖壓工藝。因此，能夠?yàn)楣艿捞峁┐蠼孛骈L(zhǎng)細(xì)比似乎是困難的，這是由于有必要確保集管板的足夠厚度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是提出一種設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)允許形成具有大截面長(zhǎng)細(xì)比的開(kāi)口的集管板。注意到，本發(fā)明起因于該問(wèn)題的解決方案，但不限于該一種應(yīng)用，本發(fā)明還在其具有更合理截面長(zhǎng)細(xì)比的開(kāi)口的集管板的應(yīng)用中提供了優(yōu)勢(shì)。因此，本發(fā)明涉及一種熱交換器，該熱交換器包括交換部件和流體流動(dòng)部件；至少一個(gè)流體收集箱，交換部件敞開(kāi)到所述至少一個(gè)流體收集箱中；至少一個(gè)集管板，用于保持交換部件；和殼體，用于容置交換部件，其特征在于，所述熱交換器包括用于將收集箱固定到殼體的凸緣。 由于本發(fā)明，保持管道和保持收集箱的功能被分離兩個(gè)不同部件(一方面是集管板和另一方面是凸緣)實(shí)現(xiàn)這些功能。因此，可以提供一種集管板，其具有小的厚度(大致為O. 8mm)并帶有具有大截面長(zhǎng)細(xì)比的開(kāi)口 ；以該方式，可以形成具有流線型截面的管道，且因此形成占據(jù)小空間的扁平的交換器。保持收集箱的功能通過(guò)凸緣以獨(dú)立的方式確保。此夕卜，保留了這樣的交換器的組裝的容易性，每一個(gè)部件獨(dú)立于彼此地(即在它們之間沒(méi)有直接的應(yīng)力傳遞)被固定到共用的零件，即，在該情況下是殼體。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，凸緣和集管板獨(dú)立于彼此地固定到殼體。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，凸緣和/或集管板直接固定到殼體。以該方式，增加了交換器的緊湊性。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，凸緣和集管板彼此不接觸。以該方式，以甚至更好的方式確保了在所述兩個(gè)部件之間沒(méi)有直接的應(yīng)力傳遞，所述兩個(gè)部件不僅不固定到彼此并且還彼此不接觸。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，交換部件包括管道，在所述管道內(nèi)第一流體(例如氣體)流動(dòng)連接到箱，且第二流體(例如液體)在所述管道周圍流動(dòng)，集管板實(shí)現(xiàn)第一流體和第二流體之間的密封功能，凸緣實(shí)現(xiàn)第一流體和交換器外側(cè)之間的密封功能。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，收集箱和凸緣卷邊固定到彼此。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，凸緣銅焊到殼體。這樣的固定方法是牢固的且不昂貴。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，在該情況下，殼體包括至少一個(gè)定位凸耳，所述定位凸耳設(shè)計(jì)為被容置在凸緣中的開(kāi)口中，以將該凸緣保持在殼體上，并且兩個(gè)部件均被銅焊。優(yōu)選地在該情況下，開(kāi)口布置在用于容置殼體的凹槽的底部中。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，定位凸耳設(shè)計(jì)為抵靠固定壁而卷邊固定，以將其保持在開(kāi)口中。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，定位凸耳設(shè)計(jì)為可變形，以將其保持在開(kāi)口中。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，收集箱和殼體被卷邊固定。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，集管板銅焊到殼體。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，集管板包括裙部，該裙部具有一區(qū)域，集管板沿所述區(qū)域銅焊到殼體。以該方式，存在大的接觸表面，這確保了部件被良好地銅焊。
管的總體截面形狀優(yōu)選地為矩形，其長(zhǎng)度對(duì)寬度的比優(yōu)選地超過(guò)5。本發(fā)明特別好地應(yīng)用于空氣-水交換器，例如用于機(jī)動(dòng)車輛的熱內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的中冷器或用于再循環(huán)廢氣的水冷卻器。



通過(guò)本發(fā)明的交換器的優(yōu)選實(shí)施例的以下描述結(jié)合參考附圖，將更好地理解本發(fā)明，在附圖中圖I示出本發(fā)明的交換器的第一實(shí)施例的透視圖，其中，流體收集箱固定到交換器的凸緣；圖2示出圖I中的細(xì)節(jié)(從上方觀察)；圖3示出在圖I中的交換器的高度和長(zhǎng)度的平面中的透視截面圖；圖4示出在圖I中的交換器的長(zhǎng)度和寬度的平面中的透視截面圖，沒(méi)有示出收集箱；圖5示出圖I的交換器的局部分解透視圖，沒(méi)有示出收集箱；圖6示出圖I的交換器的從下方觀察的透視端視圖，沒(méi)有示出收集箱；圖7示出圖I中的交換器的角部的截面；圖8示出圖I中的交換器的角部的從背面觀察的局部透視圖；圖9示出圖I中的交換器的角部的從背面觀察的局部透視截面圖；圖10示出圖I中的交換器的收集箱的角部的從上方觀察的透視圖；圖11示出圖I中的交換器的角部的從內(nèi)側(cè)觀察的透視圖；圖12示出本發(fā)明的交換器的第二實(shí)施例的長(zhǎng)度和寬度的平面中的透視截面圖；圖13示出本發(fā)明的交換器的第三實(shí)施例的透視圖；圖14示出本發(fā)明的交換器的第四實(shí)施例在平面(L，h)中的示意性截面圖；圖15示出本發(fā)明的交換器的第五實(shí)施例在平面(L，h)中的示意性截面圖。
具體實(shí)施例方式參考附圖，更具體地參考圖I至6，根據(jù)第一實(shí)施例的熱交換器I包括熱交換部件
2、2’、3，用于接收或容置所述部件2、2’、3的殼體4，空氣入口收集箱11和空氣出口收集箱11’。殼體4包括開(kāi)口 6、7，用于連接到用于水的流動(dòng)的管8、9，在該具體情況下為入口管9和出口管8，所述管連接到水回路，交換器I安裝在該水回路中。在所述實(shí)施例中，交換器I的不同部件彼此銅焊，除了卷邊固定的箱11、11’ ；具有銅焊或卷邊的交換器部件的這樣的交換器就它們的通常特性來(lái)說(shuō)為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知。交換器I描述了所謂的“空氣-水”交換器，即，一種交換器，其中換熱的流體是空氣和水。例如，其是用于機(jī)動(dòng)車輛的熱內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的所謂的“再循環(huán)”廢氣的水冷卻器或或許是用于這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓空氣冷卻器；水優(yōu)選地是來(lái)自所述發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻回路的所謂的《低溫》水；其通常是乙二醇化的水。參考圖1，交換器I的整體形狀是平行六面體。常規(guī)地和為了簡(jiǎn)化其描述，方向L由交換器I的長(zhǎng)度定義，其是交換器的最大尺寸，且是流體流動(dòng)的方向，方向I由交換器I的寬度定義，方向h由交換器的高度(或厚度)定義。隨后，所述尺寸的方向?qū)⑴c它們的值混淆；換句話說(shuō)，L、I或h將分別等同地適當(dāng)指示交換器I的長(zhǎng)度、寬度和高度或交換器I的長(zhǎng)度方向、寬度方向和高度方向。此外，在圖中，笛卡爾參照系(L，l，h)基于這些垂直的方向一起形成。此外，說(shuō)明書(shū)中使用的外部(或外側(cè))和內(nèi)部(或內(nèi)側(cè))的概念是指與交換器I外側(cè)或內(nèi)側(cè)相比較而言的部件的相對(duì)位置。參考圖3，交換部件包括用于空氣流動(dòng)的扁平管道2。它們的大尺寸(其是在它們內(nèi)的空氣流動(dòng)的總方向)平行于交換器I的長(zhǎng)度L的方向，且它們橫向地相對(duì)于該長(zhǎng)度L的截面為矩形形狀；矩形(每一個(gè)管道2的截面都具有該形式)具有平行于交換器I的寬度I的尺寸和平行于交換器I的高度h的尺寸。每一個(gè)管道2具有基本等于交換器I的長(zhǎng)度L的長(zhǎng)度和基本等于交換器I的寬度I的寬度；它的平行于交換器I的高度h的尺寸(即它的厚度)小于交換器I的高度，在該具體情況下，較小，這為管道2賦予了扁平形式。作為例子，管道2的厚度可以對(duì)于每一個(gè)管道2等于約7或8_，管道2的寬度I等于約100_。此外，管道間的空間(即，用于水流動(dòng)的導(dǎo)管3)可以例如具有小于3mm的尺寸(平行于交換器I的高度h)，例如基本等于2_。以該方式，交換器I是緊湊的。管道2彼此并行地被組裝，所有管道2沿交換器I的高度h的方向形成堆疊結(jié)構(gòu)；這還稱為管道芯部；整個(gè)芯部與 交換器I的高度h平行的尺寸基本上等于交換器I的高度h。管道2每一個(gè)被分別平行于彼此組裝，并允許空氣在它們內(nèi)部的循環(huán)，總地沿交換器的長(zhǎng)度L的方向。用于攪動(dòng)空氣流的鰭片2’安裝在管道2中，允許空氣和水之間的熱交換通過(guò)管道2的壁被促進(jìn)。所述鰭片2’為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，且不必對(duì)它們進(jìn)行詳細(xì)描述；在該情況下，它們具有波浪形式，且當(dāng)沿交換器I的長(zhǎng)度L的軸線在端視圖中觀察時(shí)，它們的截面為每一個(gè)管道2的壁之間的螺旋的形式。水流攪動(dòng)器(未示出)安裝在布置在管道2之間的水流導(dǎo)管3中，所述水流優(yōu)選地逆著空氣流的流動(dòng)，即沿與空氣流方向相反的方向。攪動(dòng)器為板的形式，所述板基本上在管道2的整個(gè)側(cè)向區(qū)域上(側(cè)向區(qū)域是管道2的由平行于交換器I的長(zhǎng)度L和寬度I的尺寸定義的區(qū)域)且在它們所銅焊到的相繼的管道2之間的所有空間中延伸；攪動(dòng)器還設(shè)置在殼體4的壁和端部管道2之間。為了促進(jìn)熱交換，以已知的方式，攪動(dòng)器的形狀在穿過(guò)它們的水流中產(chǎn)生湍流。如上進(jìn)一步提及的，交換器I在它每一個(gè)端部處(沿交換器的長(zhǎng)度L的尺寸)包括空氣收集箱11、11’。在右側(cè)(圖I中)，是空氣入口收集箱11，在左側(cè)，是空氣出口收集箱11’?？諝庋h(huán)管道2的端部連接到空氣收集箱11、11’，管道2的內(nèi)側(cè)容積因此流動(dòng)-連接到收集箱11、11’的內(nèi)側(cè)容積；換句話說(shuō)，管道2敞開(kāi)到收集箱11、11’。收集箱11、11’連接到交換器I安裝所在的空氣回路的管中?？諝馔ㄟ^(guò)空氣入口收集箱11被引入到管道2中，并被空氣出口收集箱11’收集而離開(kāi)管道2。交換器的結(jié)構(gòu)將通過(guò)它至入口箱11的連接而被更詳細(xì)地描述。給出的描述等同地在交換器的輸出箱11’處應(yīng)用至該交換器。在該具體情況下，輸入箱11和輸出箱11’是類似的且對(duì)稱地安裝；顯然地，根據(jù)另一實(shí)施例，它們可以是不同的。交換器I在它的端部處包括集管板10，該集管板10的功能是將管道2保持在位，以引導(dǎo)收集箱11的內(nèi)側(cè)容積和管道2之間的空氣流動(dòng)，和防止水朝向收集箱11的內(nèi)側(cè)容積流動(dòng)，同時(shí)防止空氣流和水流匯聚；換句話說(shuō)，集管板10確保了空氣和水之間的密封。本領(lǐng)域技術(shù)人員常常使用術(shù)語(yǔ)集管器10稱呼集管板10，且其在下文中將被指定為集管器。
集管器10在周邊邊緣的區(qū)域處固定到殼體4，在該具體情況下，通過(guò)銅焊。在該具體情況下更精確地，集管器10包括周邊裙部10a，該裙部IOa具有側(cè)向區(qū)域，集管器10沿該側(cè)向區(qū)域銅焊到殼體4 ;這允許在所述兩個(gè)部分被銅焊之前在所述兩個(gè)部分之間進(jìn)行較簡(jiǎn)單的定位，以及由于比集管器10沿邊緣被銅焊相比，接觸面積(且因此銅焊面積)更大而允許兩個(gè)部分之間更好的保持。周邊裙部IOa由集管器10的邊緣形成，所述邊緣在該具體情況下沿其整個(gè)周邊彎過(guò)來(lái)。裙部IOa因此相對(duì)于形成集管器10的板的總平面垂直地、因此平行于交換器I的長(zhǎng)度L的方向延伸。裙部IOa可以沿一個(gè)方向(如圖3所示)或沿另一個(gè)方向(如圖2所示)彎曲，換句話說(shuō)，分別朝向交換器I的外側(cè)或朝向交換器I的內(nèi)側(cè)；彎曲側(cè)尤其取決于下述的凸緣5和集管器10之間的間隔和可用空間。
參考圖5，集管器10為板的形式，其相對(duì)于交換器I的長(zhǎng)度L橫向地安裝，以便接收管道2的端部。集管器10被多個(gè)開(kāi)口 12穿孔，每一個(gè)開(kāi)口 12與一管道2相關(guān)聯(lián)。每一個(gè)開(kāi)口 12的形式對(duì)應(yīng)于管道2的截面且由壁13或領(lǐng)圈13或邊沿13界定，其容納管道2的端部并將這些管道保持在位；此外，領(lǐng)圈實(shí)現(xiàn)了加強(qiáng)集管器10的功能。所述領(lǐng)圈13相對(duì)于形成集管器10的板的總平面大體垂直地延伸，因此平行于交換器I的長(zhǎng)度L的方向延伸，從所述領(lǐng)圈13伸出的端部13’被朝向交換器I的內(nèi)側(cè)引導(dǎo)；以該方式，領(lǐng)圈13從集管器10繞管道2延伸，繞所述管道12的端部緊密地裝配。管道2的端部滑到所述領(lǐng)圈13中，形成滑動(dòng)部，以便繞管道2緊密地裝配；每一個(gè)領(lǐng)圈13形成與和它相關(guān)聯(lián)的管道2的端部區(qū)域的接觸區(qū)域，允許它們銅焊到彼此。管道2以該方式銅焊到作為集管器10的開(kāi)口的邊界的領(lǐng)圈13，該管道2被固定在位。管道2的端部因此被領(lǐng)圈13彼此分隔開(kāi)，相繼的管道2之間的分隔空間限定用于水流動(dòng)的導(dǎo)管3。在領(lǐng)圈13銅焊到管道2端部且以橫向的方式(與交換器I的長(zhǎng)度L的方向相比較)填滿它們之間的所有空間時(shí)，所述領(lǐng)圈13防止水流到收集箱11的容積中；此外，所述領(lǐng)圈13還防止水流到管道2中。這種類型的集管器10對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是已知的，并且不再詳細(xì)描述。在所示實(shí)施例中，殼體4包括形成為L(zhǎng)形的兩個(gè)壁15、16。換句話說(shuō)，每一個(gè)壁15、16具有L形狀的截面(與交換器I的長(zhǎng)度L的方向比較)。每一個(gè)壁15、16通過(guò)繞邊緣彎曲以形成相對(duì)于彼此垂直的兩個(gè)葉片(15a、15b)、( 16a、16b)而形成為L(zhǎng)形。壁15、16為L(zhǎng)形狀的想法是制造簡(jiǎn)單的且由于交換器的制造而儲(chǔ)藏簡(jiǎn)單(僅僅通過(guò)將壁一個(gè)在另一個(gè)頂部上而組裝在一起使得儲(chǔ)藏簡(jiǎn)單)。更精確地，在該情況下，每一個(gè)壁15、16包括大葉片15a、16a和小葉片15b、16b。大葉片15a、16a為矩形板的形式，其中尺寸為基本上等于交換器I的長(zhǎng)度L和交換器的寬度I，而小葉片15b、16b為矩形板的形式，其中尺寸為基本上等于交換器I的長(zhǎng)度L和交換器的高度h。在此處引入大和小葉片的概念，以允許每一個(gè)壁15、16的每一個(gè)葉片(15a、15b)、( 16a、16b)以不同方式被指定。進(jìn)入和離開(kāi)交換器I的水入口管9和水出口管8在此連接到交換器I的同一側(cè)，在該具體情況下，連接到第二壁16的小葉片16b。殼體4的壁15、16在交換部件2、2’、3周圍固定到彼此；在該具體情況下，它們被銅焊。為此，每一個(gè)壁15、16在它的小葉片15b、16b的自由端部處包括升高邊緣15c、16c，所述升高邊緣15c、16c是固定到另一壁16、15的大葉片16a、15a的邊緣。所述升高邊緣15c、16c相對(duì)于小葉片15b、16b從彎曲部的邊緣垂直地延伸，升高邊緣15c、16c通過(guò)該彎曲部的邊緣連接到小葉片15b、16b。卷邊凸耳R布置為確保升高邊緣15c、16c和對(duì)應(yīng)的大葉片16a、15a之間的連接。銅焊允許接觸區(qū)域被鎖定在一起并保持為一個(gè)抵靠另一個(gè)。一旦壁15、16已經(jīng)被固定,形成為L(zhǎng)形式的壁15、16的葉片(15a、15b)、( 16a、16b)形成交換器I的四個(gè)側(cè)向側(cè)(側(cè)向側(cè)是關(guān)于它的長(zhǎng)度L的方向稱呼的)。在此記下，在所述實(shí)施例中，集管器10通過(guò)銅焊固定到殼體4。更精確地，它的周邊裙部IOa的外側(cè)區(qū)域銅焊到壁15、16的葉片(15a、15b)、(16a、16b)的內(nèi)部區(qū)域。壁15、16的一個(gè)具體特征現(xiàn)在將關(guān)于圖7進(jìn)行描述?？拷恳粋€(gè)壁15、16的小葉片15b、16b的升高邊緣15c、16c和另一個(gè)壁16、15的大葉片16a、15a之間的接觸地帶，有一地帶，在該地帶處存在間隙，該間隙具有集管器10的圓角(在交換器I上成對(duì)角相對(duì)的所述兩個(gè)間隙以相同的附圖標(biāo)記J示出)。由于所述間隙J的存在，這里有水泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。這是每一個(gè)壁15、16包括靠近它的大葉片15a、16a的自由角部中的每一個(gè)的密封部分P的原 因。每一個(gè)密封部分P為沿管道2的方向突出于壁15、16的大葉片15a、16a的內(nèi)側(cè)區(qū)域的部分的形式；所述突出部分P為角部或鰭片的形式。這樣的突出部分P可以在其制造之后沖壓在壁15、16上，或可以在壁15、16的制造期間直接地形成。一旦接觸區(qū)域已經(jīng)被銅焊，則由此在所述密封部分P處保證了密封。注意到，壁15、16每一個(gè)沿交換器I的高度h的方向分別包括兩個(gè)加寬部E，布置為靠近壁的大葉片15a、16a的每一個(gè)端部。所述加寬部E在此通過(guò)對(duì)壁15、16進(jìn)行沖壓形成。設(shè)置它們是因?yàn)?，集管?0的沿交換器I的高度h方向上的尺寸大于L形的壁15、16的小葉片15b、16b的尺寸；因此這些是用于容置集管器10的加寬部E (或沖壓部E)。所述沖壓部E具有額外的優(yōu)勢(shì)在它們沿交換器I的高度h方向容置集管器10的情況下，它們形成在交換器I的長(zhǎng)度L的維度上的止擋部；因此，它們形成用于集管器10并因此用于所有交換部件2、2’的軸向保持裝置(沿該方向L)，同時(shí)交換器I的所有部件被銅焊。此外，交換器I包括凸緣5，所述凸緣5用于將收集箱11固定到殼體4。所述凸緣5帶入到殼體4上。其被固定(在該具體情況下通過(guò)銅焊)到殼體4的端部，沿所述殼體的周邊；因此這是周邊凸緣5，具有整體的矩形形狀，在該具體情況下由一個(gè)單件形成。凸緣5獨(dú)立于集管器10被固定到殼體4且不固定到該集管器10 ;換句話說(shuō)，交換器I不包括用于將凸緣5固定到集管器10的任何裝置。凸緣5包括內(nèi)部縱向壁17 (沿長(zhǎng)度L方向)，該縱向壁17沿凸緣5的整個(gè)周邊延伸；所述內(nèi)部縱向壁17布置為從殼體4的壁15a、15b、16a、16b的內(nèi)側(cè)延伸并被銅焊到它們。內(nèi)部縱向壁17朝向外側(cè)并沿交換器I的方向彎出，因此形成內(nèi)部橫向壁18和中間縱向壁19，中間縱向壁與內(nèi)部縱向壁17 —起，提供了用于容置殼體4的壁15a、15b、16a、16b的周邊凹槽Gl,以該方式實(shí)現(xiàn)了固定殼體4的功能。內(nèi)部橫向壁18形成用于殼體4的壁15a、15b、16a、16b的端部的止擋件。中間縱向壁19朝向外側(cè)并沿與形成周邊凹槽Gl的彎曲部相反的方向彎出，因此形成外部橫向壁20和外部縱向壁21，外部縱向壁與中間縱向壁19 一起，提供了用于容置收集箱11的端部的側(cè)邊緣Ila的周邊凹槽G2，以該方式實(shí)現(xiàn)了固定收集箱11的功能；箱11借助箱11的端部固定到凸緣5 ;箱11的側(cè)邊緣Ila將被稱為固定邊緣11a。
因此，凸緣包括由凸緣5的壁17、18、19、20、21形成的兩個(gè)周邊凹槽G1、G2，所述凹槽Gl、G2包括共用的壁19。每一個(gè)凹槽Gl、G2設(shè)置為用于保持一部件，在該具體情況下，用于分別保持殼體4和收集箱11。更精確地，殼體4和收集箱11每一個(gè)布置為使得它們的縱向端壁(沿交換器I的長(zhǎng)度L方向)借助所述凹槽G1、G2中的橫向開(kāi)口而縱向地插入到周邊凹槽G1、G2中。凹槽G1、G2沿相反的方向取向，S卩，它們的開(kāi)口在交換器I的長(zhǎng)度L的方向上沿兩個(gè)相反的方向取向。由于它們具有共用壁19的結(jié)構(gòu)，它們?yōu)榻粨Q器I提供了大的緊湊性和保持部件4、11的高水平，無(wú)論這是從它們銅焊(對(duì)于殼體4)的角度還是從它們卷邊(對(duì)于收集箱11)的角度。事實(shí)上，收集箱11和殼體4以緊湊的方式彼此固定，而不是實(shí)際上彼此直接固定，這確保了組件是堅(jiān)固的，且尤其是允許良好的應(yīng)力傳遞。在外部縱向壁21的延伸部中，凸緣5包括凸耳22，所述凸耳22用于將箱11卷邊固定到凸緣5。所述凸耳22布置為被鉤在固定邊緣Ila上(彎曲到固定邊緣Ila上)。卷邊凸耳22在所有附圖中被顯示為彎過(guò)來(lái)的(即處于卷邊位置)。箱11因此卷邊固定到凸緣5。具體參考圖4，在該具體情況下，交換器I布置為使得集管器10在距凸緣5的間隔 d處固定到殼體4，更精確地在距凸緣5的內(nèi)部縱向壁17的自由端部17a的間隔d處固定。通過(guò)集管器10確保了管道2的保持，通過(guò)凸緣5 (通過(guò)卷邊)確保了收集箱11的保持，凸緣5本身銅焊到殼體4，集管器10和凸緣5兩者均銅焊到殼體4，但在該情況下，獨(dú)立于彼此；在該具體情況下，它們甚至不接觸彼此。以該方式，凸緣5由于它的保持收集箱11的功能而承受的應(yīng)力不被直接傳遞到連接至殼體4的集管器11和管道2。在施加到凸緣5的應(yīng)力不被傳遞到集管器11的情況下，該集管器11可以形成為能夠接收具有流線型截面并以小的間隔彼此分隔開(kāi)的管道2。具體地，可以借助傳統(tǒng)沖壓工藝在具有非常薄的厚度的板上形成集管器11 ;在這樣的工藝中，以已知的方式，集管器11的領(lǐng)圈13被沖制，隨后它們的底部被沖孔以便形成開(kāi)口。作為例子，由于允許集管器10被形成的板具有約Imm的厚度，集管器10可以形成有約IOOmm乘以7或8mm的開(kāi)口 12，其中，管道間的空間為2至3mm。領(lǐng)圈13所占據(jù)的空間(尺寸平行于交換器I的長(zhǎng)度L方向)可以大致等于4_ ;以該方式,通過(guò)去掉帶部14的厚度(Imm),領(lǐng)圈13具有約3mm的有用區(qū)域，用于施加管道2的端部和用于銅焊到其。此外，由于集管器10直接銅焊到殼體4，集管器10的角部的半徑較大，且集管器10制造更簡(jiǎn)單，這對(duì)于因集管器10的厚度而通常不能容易正確形成的集管器來(lái)說(shuō)是有益的。一個(gè)額外的優(yōu)勢(shì)是，工業(yè)上，本發(fā)明可以簡(jiǎn)單地通過(guò)添加凸緣5來(lái)與現(xiàn)有技術(shù)的薄但是并不是非常強(qiáng)固的集管器一起實(shí)施。用于接收定位凸耳24 (縱向地突出于殼體4的葉片15a、15b、16a、16b)的開(kāi)口 23布置在凸緣5的內(nèi)部橫向壁18中(即在凹槽Gl的底部)。每一個(gè)凸耳24在支撐它的葉片15a、15b、16a、16b的延伸部中延伸；一個(gè)葉片15a、15b、16a、16b可以包括一個(gè)或多個(gè)凸耳24;所有葉片15a、15b、16a、16b或它們中的僅一些可以包括一個(gè)或多個(gè)凸耳24。在該具體情況下，交換器I包括一個(gè)定位在殼體4的每一個(gè)小葉片15a、16a的端部中間的定位凸耳24和兩個(gè)定位在殼體4的每一個(gè)大葉片15b、16b的端部處的定位凸耳24。定位凸耳24布置為能夠彎曲或變形，以便借助卷曲將凸緣5相對(duì)于殼體4保持在位。它們的變形功能還確保了它們被極好地銅焊到它們所插入的開(kāi)口 23的內(nèi)側(cè)區(qū)域，以便用所述區(qū)域占據(jù)安裝間隙和避免此處的任何空氣逃逸，換句話說(shuō)，確保了開(kāi)口 23的密封。為此，凸耳24可以彎過(guò)來(lái)抵靠?jī)?nèi)部橫向壁18，例如通過(guò)擱靠在該內(nèi)部橫向壁本身上，所述內(nèi)部橫向壁鄰接抵靠殼體4的葉片15a、15b、16a、16b的端部邊緣。它們還可以被簡(jiǎn)單地變形，而不是卷邊，這是由于簡(jiǎn)單的變形會(huì)排除相對(duì)于凸緣5的任何運(yùn)動(dòng)。所述凸耳24的功能是，允許在交換器I的制造期間，特別是在交換器I的各組成部件的銅焊之前和期間，凸緣5在殼體4上的定位和保持。以該方式使得交換器I的制造更加容易。管道2被堆疊并插入到集管器10的開(kāi)口中，殼體4的L形壁15、16圍繞它們布置且由于卷邊凸耳R而相對(duì)于彼此保持在位；可以注意到，可以設(shè)置其他保持裝置，諸如箝緊裝置。凸緣5被移動(dòng)到殼體4的端部，定位凸耳24插入到開(kāi)口 23中(所述開(kāi)口 23設(shè)置為用于該目的)并變形、彎曲或卷邊，以確保組件的保 持。以已知方式，每個(gè)部件可以隨后被銅焊，且放置在用于該目的的熔爐中。用于銅焊到殼體4的區(qū)域(尤其是集管器10的裙部IOa的外側(cè)區(qū)域和凹槽Gl的區(qū)域)具有一致的尺寸，這允許優(yōu)良的銅焊，接觸區(qū)域是大的。輸入收集箱11和輸出收集箱11’可以隨后被卷邊固定到交換器1，在該具體情況下，同時(shí)將密封環(huán)27以已知方式布置在接收箱11的固定邊緣Ila的凹槽G2的底部中；這是O形環(huán)27，其在圖3和9中示意性地示出。交換器I的一個(gè)具體特征可以在圖3、5、6和8至11中看到；凸緣5的角部包括位于內(nèi)部凹槽Gl處的推入部分25。這樣的推入部分25被設(shè)置為用于，通過(guò)確保包括在角部中的足夠的銅焊區(qū)域而促進(jìn)凸緣5的制造和增進(jìn)其在殼體4上的銅焊質(zhì)量。事實(shí)上，在該具體情況下，如已知的，凸緣5通過(guò)沖壓形成，且難于使在角部處的材料彎曲。因此，由于推入部分25，在角部處的材料的量不那么多，這允許它們被沖壓為使得形成內(nèi)部縱向壁，包括在角部中的所述內(nèi)部縱向壁具有足夠長(zhǎng)度，以使得到殼體4的銅焊質(zhì)量?jī)?yōu)良。顯然，殼體的形狀，更具體地殼體4的端部的角部的形狀，適于凸緣5的形狀，如例如在圖5中可以看到的(殼體4的端部意圖于鄰靠凸緣5的內(nèi)部凹槽G1)。收集箱11在每一個(gè)角部包括鼓起部26，所述鼓起部26對(duì)應(yīng)于凸緣5的推入部分25。所述鼓起部26容置在推入部分25中，確保了將密封環(huán)27保持在位的功能；事實(shí)上，由于凸緣5的推入部分25，密封環(huán)27不會(huì)被包含在角部中。交換器I的凸緣5的第二、第三、第四和第五實(shí)施例可以在圖12、13、14和15中看至IJ。它們的描述將是簡(jiǎn)要的，且用于在先實(shí)施例的附圖標(biāo)記將被保留，除了額外標(biāo)記被添加以強(qiáng)調(diào)最顯著的差別的一些情形。在圖12所示的第二實(shí)施例中，集管器10的裙部IOa的形式稍微不同可以看到的，其沒(méi)有如第一實(shí)施例中的情況下朝向收集箱11彎過(guò)來(lái)，而是沿交換器I的另一端部的方向彎到另一側(cè)。無(wú)論何種方式，集管器10具有周邊裙部的外側(cè)區(qū)域，在該外側(cè)區(qū)域處，集管器10銅焊到殼體4的壁的內(nèi)部區(qū)域，在該具體情況下，在距凸緣5的內(nèi)部縱向壁17的自由端部17a的間隔d處銅焊。在圖13所示的第三實(shí)施例中，可以注意到兩個(gè)特性。首先，凸緣5不包括在角部中的推入部分。此外，殼體4的壁15、16在它們的端部處包括邊緣28,所述邊緣28相對(duì)于壁15、16的平面以90°彎曲；所述彎曲的邊緣28的功能是，當(dāng)凸緣5安裝在殼體4上時(shí)，用作凸緣5的止擋件，以便確保凸緣5關(guān)于它的銅焊正確地定位。
在圖14所示的第四實(shí)施例中，管道2和集管器10可以與之前描述的那些相同。周邊凸緣5僅具有單個(gè)凹槽G，由內(nèi)部縱向壁17’、橫向壁18’和外部縱向壁19’形成，且其中箱11的邊緣Ila與密封環(huán)27 —起被容置。邊緣Ila被在其上彎曲的凸耳22卷邊固定在所述凹槽G中。凸緣5通過(guò)它的外部縱向壁19’的外側(cè)區(qū)域銅焊到殼體4的壁。以該方式，箱11的邊緣Ila被保持在殼體4的內(nèi)側(cè)，而不是像在前面的實(shí)施例中在外側(cè)。因此，將依據(jù)用于定位交換器I的可用空間上的約束來(lái)進(jìn)行所述兩個(gè)實(shí)施例之間的選擇。在圖15所示的第五實(shí)施例中，管道2和集管器10可以與之前描述的那些相同。周邊凸緣5僅具有單個(gè)凹槽G’，由內(nèi)部縱向壁17"、橫向壁18"和外部縱向壁19"形成，且其中，箱11的邊緣Ila與密封環(huán)27—起被容置。凸緣5通過(guò)它的外部壁19"的外側(cè)區(qū)域銅焊到殼體4的壁。此外，箱11的邊緣Ila不是通過(guò)凸緣5而是通過(guò)殼體4卷邊固定，通過(guò)形成在所述殼體4的端部上并在其上彎曲的凸耳22’。以該方式，箱11的邊緣Ila被保持在殼體4的內(nèi)側(cè)并被殼體4卷邊固定，用于將箱11固定在殼體上的凸緣5允許應(yīng)力被吸收，且尤其是允許集管器10可以在殼體4卷邊固定到箱11的邊緣Ila期間被保護(hù)，而沒(méi) 有應(yīng)力被傳遞到集管器10，這是由于集管器獨(dú)立于凸緣5被固定到殼體4，且在該具體情況下，集管器10布置在距凸緣5 —間隔處，而不接觸凸緣5。交換器I的操作(無(wú)論它的哪個(gè)實(shí)施例)如下(由于本領(lǐng)域技術(shù)人員已熟知，以簡(jiǎn)要的方式對(duì)其進(jìn)行描述)?？諝獗还?yīng)到空氣輸入箱11，在管道2中流動(dòng)(所述流動(dòng)被鰭片2’攪動(dòng))且此外借助空氣出口箱11’離開(kāi)交換器I。此外，水通過(guò)水入口管9被供應(yīng)到交換器，在水流導(dǎo)管3中循環(huán)(所述循環(huán)借助攪動(dòng)器來(lái)攪動(dòng))并此外借助水出口管8離開(kāi)交換器
I?？諝夂退牧鲃?dòng)沿交換器I的長(zhǎng)度L方向是逆向的；這稱為“逆流”熱交換器；這樣的交換器I的效率非常好。已關(guān)于在熱交換器I的管道2中的空氣循環(huán)和借助攪動(dòng)器在管道之間的水循環(huán)對(duì)熱交換器I進(jìn)行了描述。在不用說(shuō)明的情況下，這可以被反過(guò)來(lái)，即，水在管道中，而空氣在管道之間。此外，還可以是在兩種情況下均為空氣，或在兩種情況下均為水，或其它流體。已關(guān)于優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是在不用說(shuō)明的情況下，其它實(shí)施例也是可設(shè)想的。特別地，如果沒(méi)有不相容性，所述的不同實(shí)施例的特征可以被結(jié)合在一起。
權(quán)利要求
1.一種熱交換器，包括交換部件和流體流動(dòng)部件(2，2’，3);至少一個(gè)流體收集箱(11，11’)，交換部件(2，2’，3)敞開(kāi)到所述至少一個(gè)流體收集箱中；至少一個(gè)集管板(10)，用于保持交換部件(2，2’，3);和殼體(4)，用于容置交換部件(2，2’，3)，其特征在于，所述熱交換器包括用于將收集箱(11，11’ )固定到殼體(4)的凸緣(5)。
2.如權(quán)利要求I所述的交換器，其中，凸緣(5)和集管板(10)獨(dú)立于彼此地固定到殼體⑷。
3.如權(quán)利要求I或2所述的交換器，其中，凸緣(5)和/或集管板(10)直接固定到殼體⑷。
4.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的交換器，其中，凸緣(5)和集管板(10)彼此不接觸。
5.如前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的交換器，其中，交換部件(2，2’，3)包括管道(2)，在所述管道(2)內(nèi)第一流體(例如氣體)流動(dòng)連接到箱(11，11’)，且第二流體(例如液體)在所述管道(2)周圍流動(dòng)，集管板(10)實(shí)現(xiàn)第一流體和第二流體之間的密封功能，凸緣(5)實(shí)現(xiàn)第一流體和交換器外側(cè)之間的密封功能。
6.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的交換器，其中，收集箱(11，11’)和凸緣(5)卷邊固定到彼此。
7.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的交換器，其中，凸緣(5)銅焊到殼體(4)，且殼體(4)包括至少一個(gè)定位凸耳(24)，所述定位凸耳(24)設(shè)計(jì)為被容置在凸緣(5)中的開(kāi)口 (23)中，以將該凸緣保持在殼體(4)上，并且兩個(gè)部件均被銅焊。
8.如前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的交換器，其中，收集箱(11，11’)和殼體(4)被卷邊固定。
9.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的交換器，其中，集管板(10)銅焊到殼體(4)。
10.如前一項(xiàng)權(quán)利要求所述的交換器，其中，集管板(10)包括裙部(IOa),該裙部(IOa)具有一區(qū)域，集管板沿所述區(qū)域銅焊到殼體(4)。
全文摘要
本發(fā)明涉及熱交換器，該熱交換器包括流體交換和流動(dòng)部件(2，2'，3)；至少一個(gè)流體收集箱(11，11')，交換部件(2，2'，3)通向所述至少一個(gè)流體收集箱；至少一個(gè)集管板(10)，用于保持交換部件(2，2'，3)；和殼體(4)，用于容置交換部件(2，2'，3)。交換器特征在于其包括凸緣(5)，所述凸緣(5)用于將收集箱(11，11')附連到殼體(4)。由于本發(fā)明，避免了從凸緣(5)至集管板(10)的應(yīng)力傳遞，這意味著能夠形成更薄的集管板(10)。
文檔編號(hào)F28F9/02GK102762947SQ201080064331
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2010年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者E.皮尼亞斯基, P.加雷特 申請(qǐng)人:法雷奧熱系統(tǒng)公司