專利名稱：堆疊式熱交換器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種熱交換器，更為具體地涉及一種堆疊式熱交換器。
背景技術：
傳統(tǒng)的鋁制堆疊式熱交換器包括多個多岐管箱，多岐管箱具有扁平的通道并由相 互平行并間隔一定距離布置的成對的板形成，該通道沿縱向延伸并流過高溫流體。成對板 中的每塊板在相對的兩端的對應位置上形成有進口和出口。所有的進口相連并連通以輸送 熱交換器冷卻或加熱的流體通過由每對板形成的通道。類似地，所有的出口相連并連通以 接收流過通道的流體并將其輸送到熱交換器外部。兩個鋁連通元件、例如鋁圈、圍繞進口和 出口，分別布置在相鄰的兩個多岐管箱之間并焊接到兩個多岐管箱上。保持在一起的相鄰 的多岐管箱通過連通元件相互之間連通，并且波浪狀的散熱片(例如翅片)布置并焊接在 相鄰的多岐管箱之間，并布置在兩個連通元件之間。每個多岐管箱包括與成對板的周沿相 互連接的圍壁。多岐管箱相對的兩端和連通元件在熱交換器的相對的兩端部形成兩個端 頭。一個堆疊式熱交換器的例子在2001年3月公開的頒給SHOWA ALUM公司的日本專利公 開號2001-82891中公開?！?2891公開的熱交換器的多岐管箱包括一塊布置在另一塊之上的相互間隔的兩 塊平板。每塊平板由鋁加工而成并且每塊平板的相對的兩面上具有焊料層，鋁通道形成體 布置并焊接在兩平板之間。通道形成體包括與兩平板的周沿連接的圍壁，熱傳導面積增加 部分與圍壁的平直的部分的縱向中間部分連接，圍壁的平直部分分別設置在平板的前后邊 沿。在‘82891專利的熱交換器中，端頭由中空的平板和連通元件形成，熱交換器的整 體剛度不足以經(jīng)受持續(xù)的震動，熱交換器可能由于工作機器工作時持續(xù)的震動變形或損 壞。特別是當熱交換器由數(shù)量不多的多岐管箱形成時，即熱交換器的厚度不大，不足以使得 熱交換器具有足夠的強度。本發(fā)明意欲克服上述一個或多個缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種堆疊式熱交換器。該堆疊式熱交換器包括多個堆疊的多岐管 箱。每個多岐管箱具有一對伸長的相互間隔布置的平板和布置在所述的兩平板之間并與兩 平板的周沿連接的圍壁。每塊平板具有兩個端部以及形成在每個端部的貫通的開口，所述 多個多岐管箱沿所述的端部開口的中心延伸的第一和第二中心線方向連接。其中所述圍壁 包括在所述每個端部部分地圍繞所述開口的間隔件和沿伸長的平板的每個側沿布置第一 側條。用于第一流體的第一流體路徑沿第一中心線進入多個堆疊的多岐管箱并沿第二中心 線離開多個堆疊的多岐管箱。多個用于第二流體的第二流體路徑在相鄰的多岐管箱之間延 伸并與第一流體路徑隔絕且熱接觸。本發(fā)明進一步公開了一種工作機器，該工作機器具有堆疊式熱交換器。堆疊式熱交換器具有多個堆疊的多岐管箱。每個多岐管箱具有一對伸長的相互間隔布置的平板和布 置在所述的兩平板之間并與兩平板的周沿連接的圍壁。每塊平板具有兩個端部以及形成在 每個端部的貫通的開口，所述多個多岐管箱沿所述的端部開口的中心延伸的第一和第二中 心線方向連接。其中所述圍壁包括在所述每個端部部分地圍繞所述開口的間隔件和沿伸長 的平板的每個側沿布置第一側條。用于第一流體的第一流體路徑沿第一中心線進入多個堆 疊的多岐管箱并沿第二中心線離開多個堆疊的多岐管箱。多個用于第二流體的第二流體路 徑在相鄰的多岐管箱之間延伸并與第一流體路徑隔絕且熱接觸。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式
的堆疊式熱交換器的立體圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式
的熱交換器的部分分解圖，顯示了熱交換 器的多岐管箱的結構。
具體實施例方式圖1描述了示例性的熱交換器，例如油冷器101。油冷器101可以用于冷卻工作機 器的發(fā)動機的潤滑油，工作機器可以是輪式裝載機、履帶式推土機，或者與特殊工業(yè)相關的 任何類型的機器，例如與采礦、農(nóng)業(yè)、運輸?shù)认嚓P。參照圖1和圖2，油冷器101包括多個鋁制的多岐管箱102，多岐管箱102相互間 隔地一個布置在另一個之上并橫向伸長，即沿油冷器101的橫向伸長。多岐管箱102中形 成有扁平通道，第一流體如待冷卻的高溫油流過該扁平通道。每個多岐管箱102具有兩塊 相互間隔的一塊布置在另一塊之上的平板，例如上部平板201和下部平板202。每一塊平板 201和202由鋁加工而成并且在相對的兩個表面上設置有焊料層。每塊平板201和202的 相對的兩端呈弧形，并且伸長的中間部分具有平直的邊沿。鋁制圍壁200布置并焊接在兩 塊平板201和202之間。每塊平板201和202具有兩個貫通的開口，例如進口 103和出口 104，進口 103和出口 104分別形成在每塊平板201和202的兩端。由鋁型材加工而成的連 通元件105、例如與進口 103和出口 104有同樣大小開口面積的墊圈、布置在沿垂直方向上 相鄰的多岐管箱102之間并圍繞一個開口、例如進口 103，并且焊接到相鄰的多岐管箱102 上，以使得多岐管箱之間相互流體連通。類似于連通元件105，另一個由鋁型材加工的連通 元件106布置在沿垂直相鄰的多岐管箱102之間并圍繞出口 104，并且焊接到相鄰的多岐 管箱102上，以使得多岐管箱102之間在該端相互流通。如果進口 103和出口 104有向多 岐管箱102外突出的邊緣，也可以不使用連通元件105和106，而是使進口 103和出口 104 的外突邊緣相互接合從而將多岐管箱102不漏液體的密封連通。第二通道502形成在兩個 相鄰的多岐管箱102之間。波浪狀的翅片107(圖2中沒有顯示波浪結構，容易理解，該波 浪結構是現(xiàn)有技術中已知的普通翅片結構)布置在第二通道502中、即兩個相鄰的多岐管 箱102之間并沿油冷器101的橫向延伸。翅片107根據(jù)油冷器101的長度截取長度，特別 是翅片107的兩端圍繞連通元件105和106，并且可以焊接到相鄰的多岐管箱102上。兩根 直的鋁條108和109分別布置在兩相鄰多岐管箱102之間、位于一個多岐管箱的上部平板 201和另一個多岐管箱的下部平板202的側沿并沿油冷器101的橫向延伸。鋁條108，109 也可以根據(jù)多岐管箱102側沿設置成其他形狀，如非直線形。
參照圖2，圍壁200包括布置在上部平板201和下部平板202側沿并沿油冷器101 橫向延伸的兩根第一直側條203，204。第一直側條203，204可以根據(jù)上部平板和下部平板 的側沿的形狀設置成其他形狀，如非直線的異型?；⌒蔚?、例如C形的、間隔件205布置在 多岐管箱102的上部平板201和下部平板202的一端，并部分地圍繞出口 104，并焊接到平 板201，202上。與弧形的間隔件205類似，弧形的、例如C形的、間隔件206布置在多岐管 箱102的上部平板201和下部平板的另一端，并部分地圍繞進口 103，并焊接到平板201， 202上。間隔件205，206覆蓋(或搭疊)在多岐管箱102中的上部平板201和下部平板202 的端部區(qū)域。間隔件205，206可根據(jù)平板端部的形狀采用其他形狀，例如方形。兩根第一 直側條203，204和兩個間隔件205，206焊接到上部平板201和下部平板202上。熱傳導增 加部分，例如由鋁制的波紋狀的紊流器207、設置在每個多岐管箱102中。紊流器207剪切 成特定的長度以便在多岐管箱102通道的兩端留出與進口 103和出口 104流體連通的貫通 部分。第一直側條203，204形成圍壁200的前壁和后壁。間隔件205，206形成圍壁200的 左側壁和右側壁。第一直側條203，204沿平板201，202的中間部分的側沿布置在平板201 和202之間，并與部分地圍繞出口 104和進口 103的間隔件205和206連接，以在多岐管箱 102中形成液體密封的通道，并引導流體從進口 103流向出口 104。第一加強板301焊接在油冷器101的頂部的多岐管箱102的上部平板208上，并 且兩塊第二加強板302和303焊接到油冷器101底部多岐管箱102的下部平板202上。四 個安裝孔401貫通地形成在油冷器101的兩端，具體地安裝孔401形成在兩塊第二加強板 302、303、平板201、202、間隔件205和206、翅片107以及第一加強板301上，并貫穿油冷器 101。四根螺桿402分別穿過四個安裝孔401并與布置在第一加強板301上表面的第一法蘭 部分403和第二法蘭部分404中的螺孔409緊固。進入端口 405形成在第一法蘭部分403 中并與進口 103連接，流出端口 406形成在第二法蘭部分404中并與出口 104連接。第一 密封圈407可以布置在第一加強板301和第一法蘭部分403之間，第二密封圈408可以布 置在第一加強板301和第二法蘭部分404之間?？梢栽诘谝环ㄌm部分403和第二法蘭部分 404上形成安裝螺孔501，以將由冷器101連接到工作機器，例如發(fā)動機的外殼上。本發(fā)明的熱交換器可以用做油冷器來冷卻工作機器的發(fā)動機的潤滑油，工作機器 可以是輪式裝載機、平地機以及履帶式推土機等。油冷器101可如此制作先形成一個組合件，該組合件的形成包括提供涂敷有焊 料的鋁制平板201，202，在平板201，202中間部分之間布置波紋狀鋁制紊流器207，把兩根 直的第一直側條203，204和兩個間隔件205，206沿平板201、202的周沿布置在上部平板 201和下部平板202之間；將組合件相互平行并間隔地一個布置在另一個之上，將兩個連通 元件105，106分別布置在相鄰的組合件的端部，并使連通元件105，106分別圍繞進口 103 和出口 104，在相鄰的組合件之間以及在連通元件105，106之間布置波紋狀的翅片107，在 組合件之間沿著平板201、202的側沿分別布置第二直側條108、109 ；將第一加強板301布 置在頂部組合件的上部平板208的上表面，兩塊第二加強板302、303依次布置在底部組合 件的下部平板209的下表面；至此，組裝孔401沿油冷器101的垂直方向全部貫通連接，通 過適當?shù)姆绞綄⒔M合件綁定并一體釬焊成形，由此形成的多個多岐管箱102經(jīng)由所有進口 103延伸的進口中心線601連接，多個多岐管箱102同時也經(jīng)由所有出口 104的出口中心線 602連接；四根螺桿402穿過焊接后的組合件兩端貫通的組裝孔401，并分別緊固到第一法蘭部分403和第二法蘭部分404中的螺孔409中。根據(jù)以上的油冷器101的描述，第一流體路徑沿第一中心線601進入多個堆疊的 多岐管箱102并沿第二中心線離開多個堆疊的多岐管箱102。具體地，第一流體(高溫油) 從第一法蘭部分403的進入端口 405流入，流經(jīng)第一中心線601上的所有進口 103后分流 進入所有的多岐管箱102中的通道，并流經(jīng)第二中心線602上的所有出口后，從第二法蘭部 分404中的流出端口流出。多個第二流體路徑在相鄰的多岐管箱102之間延伸，具體地，第 二通道502形成在相鄰的多岐管箱102之間。高溫油在流過所有多岐管箱102的同時，與 流過形成在相鄰多岐管箱102之間的通道502的第二流體例如相對低溫的空氣或水進行熱 交換，以將高溫油降低到適宜的運行溫度。所述第一流體在所述多歧管箱中的流動方向和 所述第二流體在所述第二流體路徑中的流動方向相互平行，優(yōu)選地，兩者相向流動。在前述的具體實施方式
中，間隔件205、206有相對大的面積并且彎曲，因此油冷 器101端部的剛度得以加強。第二直側條108、109以及與法蘭緊固的螺桿402也可以增強 油冷器101的強度。即使在組成油冷器101的多岐管箱102的數(shù)量不是很多、油冷器的厚 度不是很大時，油冷器101也可以經(jīng)受連續(xù)的震動而不發(fā)生損壞。對根據(jù)本發(fā)明的實施方式進行各種變型和改變對于本領域技術人員來說是顯而 易見的。本說明書和例子僅僅是示例性的，本發(fā)明真正的保護范圍通過所附權利要求書并 按等同原則來確定。
權利要求
1.一種堆疊式熱交換器，包括多個堆疊的多岐管箱，每個多岐管箱具有一對伸長的相互間隔布置的平板和布置在所 述的兩平板之間并與兩平板的周沿連接的圍壁，每塊平板具有兩個端部以及形成在每個端 部的貫通的開口，所述多個多岐管箱沿所述的端部開口的中心延伸的第一和第二中心線方 向連接；其中所述圍壁包括在所述每個端部部分地圍繞所述開口的間隔件和沿伸長的平板的 每個側沿布置的第一側條；用于第一流體的第一流體路徑沿第一中心線進入多個堆疊的多岐管箱并沿第二中心 線離開多個堆疊的多岐管箱；多個用于第二流體的第二流體路徑在相鄰的多岐管箱之間延伸并與第一流體路徑隔 絕且熱接觸。
2.根據(jù)權利要求1所述的堆疊式熱交換器，其特征在于，所述第一流體在所述多歧管 箱中的流動方向和所述第二流體在所述第二流體路徑中的流動方向相互平行。
3.根據(jù)權利要求1所述的堆疊式熱交換器，其特征在于，所述多岐管箱中布置有與所 述平板平行伸長的紊流器。
4.根據(jù)權利要求1所述的堆疊式熱交換器，其特征在于，所述第二流體路徑中布置有 與所述平板平行的翅片。
5.根據(jù)權利要求1所述的堆疊式熱交換器，其特征在于，所述間隔件覆蓋所述平板的 端部。
6.根據(jù)權利要求1所述的堆疊式熱交換器，其特征在于，所述間隔件是C形。
7.根據(jù)權利要求1所述的堆疊式熱交換器，其特征在于，還包括加強板，所述加強板布 置在位于所述熱交換器最外端的多岐管箱的外表面上。
8.根據(jù)權利要求1所述的堆疊式熱交換器，其特征在于，在所述熱交換器的兩個端部 形成縱向貫穿熱交換器的組裝孔。
9.根據(jù)權利要求1所述的堆疊式熱交換器，其特征在于，還包括第二側條，所述第二側 條布置在相鄰多岐管箱之間、位于形成多歧管箱的伸長的平板的側向邊沿并與相鄰的多岐 管箱連接。
10.一種工作機器，該工作機器具有權利要求1到9中任一權利要求所述的堆疊式熱交換器。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種堆疊式熱交換器和工作機器。該熱交換器包括多個堆疊的多岐管箱，每個多岐管箱具有一對伸長的相互間隔布置的平板和布置在所述的兩平板之間并與兩平板的周沿連接的圍壁。每塊平板具有兩個端部以及形成在每個端部的貫通的開口，所述多個多岐管箱沿所述的端部開口的中心延伸的第一和第二中心線方向連接。其中所述圍壁包括在所述每個端部部分地圍繞所述開口的間隔件和沿伸長的平板的每個側沿布置第一側條。用于第一流體的第一流體路徑沿第一中心線進入多個堆疊的多岐管箱并沿第二中心線離開多個堆疊的多岐管箱。多個用于第二流體的第二流體路徑在相鄰的多岐管箱之間延伸并與第一流體路徑隔絕且熱接觸。
文檔編號F01M5/00GK102086792SQ20091025284
公開日2011年6月8日 申請日期2009年12月4日 優(yōu)先權日2009年12月4日
發(fā)明者劉更新, 古梟雄, 李國超 申請人:卡特彼勒公司