CN101103242A - 叠片式热交换器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于汽车的叠片式热交换器，包括若干相互叠置和相互连接特别是钎接的管路元件(3、4)，首选扁平管，其形式为长板片，这些板片分别由两个长形的并形成可被介质穿流的空腔的半板片(41)组成。而这些半板片(41)的端部分别带有用于介质流入或流出的第一通孔(48；49)，通孔(48；49)从半板片(41)的横向看分别布置在其它两个通孔(55、56；60、61)之间。为了提供一种结构简单且制造成本低的叠片式热交换器，其它通孔(55、56；60、61)的边缘区域(57，58；62，63)为凸出形式，并基本具有带有底部的盘的形状，在其中开出了所属的通孔。

Description

叠片式热交换器
技术领域
本发明涉及一种用于汽车的叠片式热交换器，包括若干相互叠置和相互连接特别是钎接的管路元件、特别是扁平管，其形式为长板片，这些板片分别由两个长形的并形成可被介质穿流的空腔的半板片组成，而这些半板片的端部分别带有用于介质流入或流出的第一通孔，而这个通孔从半板片的横向看布置在其它两个通孔之间。
背景技术
欧洲专利EP 0 470 200 B1公开了一种板式热交换器，它在成品状态下具有多个管道，这些管道通过总管串联，并用于输送待冷却的流体。每个管道由一对具有圆角的矩形板组成，这些板带有凸出并向外翻的边并且相互面对。矩形板在较短的一侧带有孔，这些孔形成总管。在一对板之间布置着间隔垫片，这些垫片形成槽状的冷却介质的流通开口。此外，在相应的较短的一侧在每对板之间设有间距块。间隔垫片和间距块布置在相同的区域，使上述板和间隔垫片通过炉中硬钎焊工艺相互连接成为热交换器每个短侧上的固定物。在经过炉中硬钎焊之后，在上述区域形成至少一个管道，它穿过板及间隔垫片/间距块，其目的是用于热交换器/散热器的安装。板片和间隔垫片/间距块上设有两个穿孔，它们相对于开口和凹口对称布置，这样在制造过程中就可以布置四个竖立的管，管的外径使它们可以滑动地插入到上述穿孔中，从而使板和间隔垫片/间距块以所期望的顺序套到这些管上。在叠置规定数量的板和间隔垫片/间距块时，管的端部向上以保证叠置的板和间隔垫片/间距块安全地固定在一起，之后再进行炉中硬钎焊。这种已公开的板式热交换器包括许多零件并且结构复杂。另外这种已公开的热交换器的制造成本相对较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于汽车的叠片式热交换器，又被称为板式热交换器，它包括若干相互叠置和相互连接特别是钎接的管路元件、特别是扁平管，其形式为长板片，这些板片分别由两个长形的并形成可被介质穿流的空腔的半板片组成，而这些半板片的端部分别带有用于介质流入或流出的第一通孔，而这个通孔从半板片的横向看布置在其它两个通孔之间。这种热交换器的结构简单，并且制造成本低。
用于汽车的叠片式热交换器包括若干相互叠置和相互连接特别是钎接的管路元件、特别是扁平管，其形式为长板片，这些板片分别由两个长形的并形成可被介质穿流的空腔的半板片组成，而这些半板片的端部分别带有用于介质流入或流出的第一通孔，而这个通孔从半板片的横向看布置在其它两个通孔之间，在这种热交换器上，本发明的目的通过以下方式实现，即其它通孔的边缘区域凸出，并基本上具有带有底部的盘的形状，在其中开出了所属的通孔。凸出的边缘区域起着已知的叠片式热交换器中的间距块的作用，因而可以取消间距块。
这种叠片式热交换器的一个优选实施例的特征在于，第一通孔的边缘区域凸出，并基本上具有带有底部的盘的形状，在其中开出了所属的通孔。凸出的边缘区域起着已知的叠片式热交换器中的间隔垫片的作用，因而可以取消间隔垫片。
这种叠片式热交换器的另一个优选实施例的特征在于，在其它通孔的凸出的边缘区域和第一通孔的凸出的边缘区域之间分别形成了凹槽。凹槽改善了每对板片的钎焊特性。优选的是，凹槽的间距较小，这样通过凹槽，半板片的两侧可分别和与之接触的半板片相连。这样就在钎接的叠片式热交换器中形成了牢固的拉杆(Zuganker)。
这种叠片式热交换器的另一个优选实施例的特征在于，各凹槽通过蛇曲形的凹部或压槽相互连接，凹部或压槽在各半板片的端部布置在两个其它通孔之间并位于第一通孔之外。蛇曲形的凹部或压槽也可被称为凹槽并加强了之前所述的凹槽的效果。
这种叠片式热交换器的另一个优选实施例的特征在于，管路元件在底板和盖板之间叠置。盖板和底板形成了叠片式热交换器的边界。这两个板中的一个或两个可用于将叠片式热交换器例如安装在发动机组或过滤器壳体之上或之中。
这种叠片式热交换器的另一个优选实施例的特征在于，底板具有四个通孔，它们分别与管路元件中的其它通孔对准并用于紧固件的穿设，这些通孔的尺寸小于其它通孔的直径。紧固件优选为螺栓，通过它们底板被例如固定在发动机组上。螺栓优选地具有螺栓头，螺栓头的外径略大于底板中的通孔直径但小于管路元件中的其它通孔的直径。
这种叠片式热交换器的另一个优选实施例的特征在于，底板和盖板分别具有四个通孔，它们与管路元件中的其它通孔对准并用于紧固件的穿设，这些通孔的尺寸小于其它通孔的直径。紧固件优选为螺栓，通过它们，底板和盖板与夹在它们之间的管路元件一起被例如固定在发动机组上。螺栓优选地具有螺栓头，螺栓头的外径略大于底板和盖板中的通孔直径。
这种叠片式热交换器的另一个优选实施例的特征在于，管路元件分别由两个相同的、相对于对方旋转180°的半板片组成，其中，每个半板片具有多个槽，这些槽优选地从半板片的一个纵向侧笔直延伸到对面的另一个纵向侧。这些分别由两个半板片组成的板片也被称为扁平管或板。因此，根据本发明的叠片式热交换器又被称为板式热交换器。槽的笔直延伸保证了介质不受阻挡地从板片的一个纵向侧流到对面的另一个纵向侧。在空腔中，这些槽使待冷却的介质形成良好的湍流。其优点在于，这样可以放弃单独的湍流插件。
这种叠片式热交换器的另一个优选实施例的特征在于，槽在每个半板片的一侧压出。这些槽由笔直的、长形的狭窄凹部形成，它们又被称为凹槽，它们例如在板材的一侧压出。由于槽只在一侧压出，因而简化了半板片的制造。
这种叠片式热交换器的另一个优选实施例的特征在于，槽在纵向侧以环绕一周的边缘为界。环绕一周的边缘用于将两个半板片相互连接起来，特别是钎接。这样，在两个半板片之间的空腔就相对于外界密封。
这种叠片式热交换器的另一个优选实施例的特征在于，板片由两个相互贴在一起的半板片形成，它们的槽向外压出。这些槽在板片的内部形成介质的流路。优选的是，在板片的一端设有介质进口，在板片的另一端设有介质出口。
这种叠片式热交换器的另一个优选实施例的特征在于，两个板片通过它们由槽形成的凸出区域相互紧贴并钎接。冷却液可以在凸出区域之间从各半板片的一个纵向侧到达对面的另一个纵向侧。
槽优选地与其所在的半板片的纵向侧之间形成一个角度，角度为35°到55°，特别为45°。这样，一方面将保证介质能够从板片的一端穿过在板片内部形成的空腔流到另一端；另一方面，通过根据本发明的槽的轨迹也保证在两个板片中的介质能够从一个纵向侧流到对面的另一个纵向侧。
两个相互紧贴的半板片的槽之间优选地形成一个角度，角度为80°到100°，特别为90°。这样就为板片内部的待冷却介质形成一个流路，它具有多次的换向和湍流。其优点在于，在运行过程中空腔中所形成的边界层不断地被撕裂。与平坦的管道或槽相比，这可以显著地改善热传递。也就是说，待冷却的介质在空腔中穿流时经历多次的变向。与之相对，冷却液能够几乎是不受阻挡和笔直地通过槽在两个相互紧贴的板片之间流动。90°的角度使两个槽的连接点处形成几乎圆形的钎料弯月面(Ltminiskus)。这样，顺着和垂直于待冷却介质的主流动方向的流动受到的影响是相同的。
举例来说，每个通孔是圆形的、椭圆形的、蛋形的、多角形的、特别是三角、四角或更多角形的、矩形的或正方形的。在这里，通孔相互之间可以为不同的形状和/或大小。
附图说明
本发明的其它优点、特征和细节参见下面的描述，其中，通过附图对各实施例进行说明。在这里，在权利要求书和说明书中所提到的特征自身或任一组合都是发明的组成部分。其中，
图1是根据本发明的叠片式热交换器的主视图；
图2是图1中的叠片式热交换器的俯视图；
图3是图2中的叠片式热交换器的侧视图；
图4是沿图2中的IV-IV线的截面图；
图5是根据另一个实施例的如图4的截面图；
图6是半板片的俯视图；
图7是沿图6中的VII-VII线的截面图。
具体实施方式
图1是根据本发明的叠片式热交换器1的主视图。叠片式热交换器1包括多个基本上为片状的扁平管3、4，它们在底板8和盖板9之间相互叠置。扁平管3、4在端部分别具有一个开口，待冷却的介质、特别是发动机油可通过这个开口流入或流出。扁平管3、4在纵向上被待冷却的介质穿流。扁平管3、4在外侧被冷却液加载，冷却液沿垂直于图1中的图示平面的方向环绕扁平管3、4流动。
图2是图1中所示的叠片式热交换器1的俯视图。叠片式热交换器1可由四个螺栓11到14固定在汽车的(图未示的)发动机组或过滤器壳或过滤器壳盖上。在图2中，沿横向分别在螺栓11、14和12、13之间为扁平管3、4中的待冷却介质设有通孔15、16。
图3是图1和2中所示的叠片式热交换器1的侧视图。
图4是沿图2中的IV-IV线的截面图。在图4中，螺栓11、14分别包括一个螺栓头17、18，从它们分别伸出一个螺栓柱19、20。螺栓柱19、20穿过设在底板8之中的通孔21、22。穿孔21、22的直径略大于螺栓柱19、20的外径。而螺栓头17、18的外径则略大于通孔21、22的直径。
在图4中，箭头25、26表示扁平管3、4具有通孔、特别是翻边孔，其直径略大于螺栓头18、19的外径。通孔25、26用于在安装时使螺栓11、14穿过，并在叠片式热交换器1的装配状态中容纳螺栓头17、18。
图5是根据另一个实施例的、与图4相似的截面图。叠片式热交换器30可通过四个螺栓(图5中只看到螺栓31和34)固定在汽车的发动机组(图未示)上。螺栓31具有螺栓头32，沿该头伸出螺栓柱33。螺栓34具有螺栓头35，沿该头伸出螺栓柱36。
图5中的扁平管3、4与图4中的扁平管相同。扁平管也被称为板片、特别是叠片或板。底板8与图4中所示的实施例的底板相同。与图4中所示的实施例不同的是，盖板9中为螺栓柱33、36设有两个穿孔38、39。底板8和盖板9中的通孔21、22和38、39的直径略大于螺栓柱33、36的外径。而螺栓头32、35的外径则略大于通孔21、22和38、39的直径。
在叠片式热交换器30的装配状态中，螺栓头32、35在外部压在盖板9上。螺栓柱33、36穿过盖板9、扁平管3、4和底板8，一直到(图未示的)固定孔中。
图6和7中是半板片41的俯视图。半板片41在形状上为由铝板制成的长形板，具有两个笔直的纵向侧42和43，它们相互平行。半板片41在端部44和45被倒圆。在半板片41的端部44和45设有通孔48和49。通孔48和49分别具有凸出的边缘区域50、51。
如图7所示，通孔48、49的凸出的边缘区域50、51在形状上分别为具有底部的盘，在其中开出了通孔48、49。
沿半板片41的纵向，在通孔48、49之间布置着多个槽52。槽52优选地从半板片41的一个纵向侧42笔直地延伸到对面的另一个纵向侧43。槽52的形状类似凹部，它们向着半板片41上与通孔48、50的边缘区域50、51相同的一侧凸出。槽52的朝向纵向侧42、43的端部被倒圆。槽52与半板片41的纵向侧之间的角度为45°。在横截面中，半板片41的轮廓呈波浪形。波浪形的横截面由在半板片41的一侧压出的槽形成。
为了形成板片或扁平管(图1到3中的3、4)，两个基本相同的半板片41相对于对方旋转180°，并在环绕一周的边缘53处相互钎接。在这里，边缘区域50、51和槽52向外凸出，以便在内部为待冷却的介质形成空腔。当然，两个半板片41不仅仅在它们环绕一周的边缘53处相互钎接，还在槽52的接触点及凸出的边缘区域57、58、62、63相互钎接。在叠置的半板片41上，波浪形轮廓为点接触形式。由此，在由两个半板片41形成的板片的内部，穿流的待冷却介质不断出现变向。在多个接触点处，两个半板片41相互钎接，从而保证了良好的耐压性。
沿半板片41的横向，通孔48、49分别布置在两个通孔55、56及60、61之间。与通孔48、49相同，通孔55、56及60、61分别具有凸出的边缘区域57、58及62、63。特别是如图7所示，通孔55、56及60、61的凸出的边缘区域57、58及62、63为盘形。通孔55、56及60、61的凸出的边缘区域57、58及62、63向同一方向压出。通孔48、49的凸出的边缘区域50、51及槽52也是向同一方向压出。
在通孔55及56与通孔58分别形成圆形的凹槽65及66。凹槽65、66通过基本上为蛇曲形的凹部68相互连接，这个凹部也被称为凹槽。蛇曲形凹槽68在圆形凹槽65和66的端部之间延伸，并绕开通孔48。
本发明由用于汽车的叠片式热交换器的实施例说明。但是要指出的是，根据本发明的热交换器也适合用于其它方面。此外，在结构形式上也可以出现变型，而不偏离本发明。特别是这里也涉及根据通过本发明所公开的德国专利10 2004 012 324.2的热交换器。

Claims (12)

1.用于汽车的叠片式热交换器，包括若干相互叠置和相互连接特别是钎接的包括扁平管的管路元件(3、4)，其形式为长板片，这些板片分别由两个长形的并形成可被介质穿流的空腔的半板片(41)组成，而这些半板片的端部分别带有用于介质流入或流出的第一通孔(48；49)，通孔(48；49)从半板片(41)的横向看布置在其它两个通孔(55、56；60、61)之间，其特征在于，其它通孔(55、56；60、61)的边缘区域(57，58；62，63)凸出，并具有带有底部的盘的形状，在其中开出了所属的通孔。
2.根据权利要求1所述的叠片式热交换器，其特征在于，第一通孔(48；49)的边缘区域(50、51)凸出，并具有带有底部的盘的形状，在其中开出了所属的通孔。
3.根据权利要求2所述的叠片式热交换器，其特征在于，其它通孔(55、56)的凸出的边缘区域(57、58)和第一通孔(48)的凸出的边缘区域(50)及环绕一周的边缘(53)基本处于相同的平面上，其中，一个半板片与相应的另一个半板片通过环绕一周的边缘相连。
4.根据权利要求3所述的叠片式热交换器，其特征在于，第一通孔(48)的凸出的边缘区域(50)在各半板片(41)的端部的边界为蛇曲形。
5.根据前面的权利要求中任一项所述的叠片式热交换器，其特征在于，管路元件(3、4)在底板(8)和盖板(9)之间叠置。
6.根据权利要求5所述的叠片式热交换器，其特征在于，底板(8)具有四个通孔(21、22)，它们分别与管路元件(3、4)中的其它通孔(55、56；60、61)对准并用于紧固件(11-14)的穿设，这些通孔的尺寸小于其它通孔的直径。
7.根据权利要求5所述的叠片式热交换器，其特征在于，底板(8)和盖板(9)分别具有四个通孔(21、22；38、39)，它们与管路元件中的其它通孔(25、26)对准并用于紧固件(31、34)的穿设，这些通孔的尺寸小于其它通孔的直径。
8.根据前面的权利要求中任一项所述的叠片式热交换器，其特征在于，管路元件(3、4)分别由两个相同的、相对于对方旋转180°的半板片(41)组成，其中，每个半板片具有多个槽(52)，这些槽优选地从半板片(41)的一个纵向侧(42)笔直延伸到对面的另一个纵向侧(43)。
9.根据权利要求8所述的叠片式热交换器，其特征在于，槽(52)在每个半板片的一侧压出。
10.根据权利要求8或9所述的叠片式热交换器，其特征在于，槽(52)在纵向侧以环绕一周的边缘(53)为界。
11.根据权利要求8到10中任一项所述的叠片式热交换器，其特征在于，板片(3、4)由两个相互贴在一起的半板片(41)形成，它们的槽(52)向外压出。
12.根据权利要求8到11中任一项所述的叠片式热交换器，其特征在于，两个板片(3、4)通过它们由槽(52)和/或凸出区域(50、57、58)相互紧贴并钎接。
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