CN101162132A - 平板热交换器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种平板热交换器，包括多个彼此层叠的槽形热交换器板，热交换器板具有彼此挤靠的边缘。板可以具有位于热交换器板之间的用于冷却流体和用于另一种流体的流动导管。流动导管与湍流器板形式的插件进行装配。热交换器在热交换器板的角部中具有至少四个入口和出口开口，入口和出口开口在所述叠层中形成用于冷却流体的两个垂直导管和用于另一种流体的两个垂直导管。用于冷却流体的流动导管中的插件包含一个或多个部件。用于冷却流体的流通导管在开口附近的区域中配备有具有一定宽度的引导导管的板状插件。插件被形成作为板状部分之间的中心区域中的湍流发生器。开口以仅仅留下窄条的方式布置在角部中，窄条被其宽度明显小于其它引导导管的宽度的引导导管占据。

Description

平板热交换器
相关申请交叉引用
本申请要求2006年10月12日递交的德国专利申请No.DE 10 2006048 305.7的优先权，该在先申请的全部内容通过引用被包含于此。
技术领域
本发明涉及平板热交换器及其组装方法。
背景技术
德国专利No.DE 197 09 601 A1公开了一种常规的平板热交换器。在其流动导管中，该平板热交换器具有湍流板(即，薄片)，其被分成多个段，以便减小压强损失。所述的段一般由相同类型的湍流板构成，每个段相对于相邻的段旋转90°。它们在形状上彼此匹配，以不产生间隙。然而，显然，总的压强损失不期望地高，内部压强稳定性需要提高。
EP 1 152 204 B1公开了一种平板热交换器，其具有设计用于冷却剂的水平流动导管和位于两个热交换器板之间的附加板。此附加板包括任意形状的纵向凸缘，用于折反或者引导流体。因此，获得了热交换流体在整个热交换器板上的均匀分布。此外，附加板提高了热交换器的内部压强稳定性以及对不断变化的温度应力的抵抗性。但是，该结构具有如下缺点，即热交换器的中心区域中的流体主要为层流。因此，热交换不是最优的，并且可以得到改善。
发明内容
本申请的发明可以得到一种平板热交换器，其在压强损失和热交换效率方面被最优化，而同时不会不利地影响内部压强稳定性和对不断变化的温度应力的抵抗性。通过平板热交换器获得了根据本发明的方案。
在各种情况下提出了一种插件，其在开口附近的区域中具有板状部分，在所述板状部分中，形成用于所述冷却流体的具有一定宽度(B)的引导导管。所述插件可以包括处于所述板状部分之间的中心区域中的湍流发生器。所述开口以仅仅留下窄条的方式布置在所述角部中，所述窄条被其宽度(b)明显小于其它引导导管的宽度(B)的引导导管占据。
所提出的插件可以被形成为一个整件。因为相应的工具需要成本，所以这对于非常大数量的热交换器是合适的。但是，优选地，它们由至少三个部件形成，其中，在流动导管中提供具有引导导管的两个板状插件，并且在中心区域中布置至少一个湍流发生器。上述在此是优选的方案更有利于相对较少数量的热交换器。此外，可以使用不同厚度的片状金属板，就是说，例如，板状插件可以被制作得稍厚于用于湍流发生器的原料(片状金属条)。
因为用于冷却流体的流通导管由具有引导导管的板状插件或者部分装备在开口附近的区域中，所以内部压强稳定性被相对提高了，因为板状插件或者部分具有更大的焊接或者铜焊到相邻热交换器板的表面。同时，因为在前述的区域中发生较少的湍流，所以压强损失保持适中。此外，因为薄片被布置作为板状插件或者部分之间的中心区域中的湍流发生器，所以热交换效率被提高，因为在中心区域产生相对较多的湍流。因为开口被完全布置在角部中，而仅仅留下窄条，并且所述窄条被形成在板状插件或者部分中的其宽度明显小于其它引导导管的宽度的引导导管占据，所以总的热交换表面被相对增大，或者至少导致更好的热交换，这对于效率具有正面的影响。
为了在制造平板热交换器时有利于质量保证，定位组件(例如凸起)还可以被设置在板状插件的至少一个开口边缘上。定位助件配合到入口或者出口开口的边缘处的沟槽中。热交换器板或者板状插件的错误层叠被防止。定位助件可以被形成在被分配给用于冷却流体的流动导管的开口的边缘上。
在前述的窄条中形成引导导管的另一个优点被证明是在角部区域中的焊接或者铜焊质量被提高。这是由于如下的事实：在焊接或者铜焊温度下并且在焊接或者铜焊过程中指向平板热交换器的板的力的影响下，引导导管存在的区域发生明显收缩，这被称为角部的“凹变”。引导导管利用一分量对抗该力，因此使得角部的尺寸稳定性更高。如果考虑到流动导管的高度为仅仅几个毫米，有时仅仅为1和2毫米，这也可以被理解。形成有所述引导导管的所述窄条具有大致四分之一圆形的形状。引导导管部分由板状插件或者部分的成型边缘形成，部分由两个热交换器板的边缘形成。一件式薄片位于用于另一种流体的流动导管中。在油冷却器的情形中，其它流动导管是用于油的流动导管。
参考详细描述和附图，本发明的其它方面将变得清楚。
附图说明
下面通过示例性实施例，参考附图，描述了本发明，在附图中：
图1是“打开的”平板热交换器的透视图；
图2是根据图1的平板热交换器的俯视图；
图3示出了图2的某个细节；
图4示出了通过平板热交换器的窄侧部分的截面；
图5示出了图4的某个细节；以及
图6示出了薄片的细节。
具体实施方式
在详细说明本发明的实施例之前，应被理解的是，在其申请中，本发明不限于在下面的描述中所阐述的或者在附图中示出的部件的构造和布置的细节。本发明可以具有其它的实施方式，并且可以不同的方式实现或者实施。并且，应该理解，本文所使用的措辞和术语是为了描述的目的，而不应被认为是限制。本文中“包括”、“包含”或“具有”以及其变体的使用表示包括其后所列的项目及其等同物以及其它的项目。除非另有指明或者限制，术语“安装”、“连接”、“支撑”和“联接”及其变体被宽泛地使用，并且既包括直接又包括间接安装、连接、支撑和联接。此外，“连接”和“联接”不限于物理或者机械连接或者联接。
图1示出了平板热交换器1的透视图，该平板热交换器1可以是油冷却器，但也可以用于其它热交换或者热传输目的。热交换器1以打开的视图(即，没有上端板或者壳板)被示出。具体来说，图1和图2示出了第一流体(例如冷却剂)通过其流动的流动导管31的内部。此外，热交换器1可以包括槽形热交换器板11，该槽形热交换器板11具有上翻的边缘111，该上翻的边缘111挤靠相邻的板11的上翻的边缘111。用于液体冷却剂的流动导管31被形成在相邻的热交换器板11对之间。还可以看到用于例如油的第二流体的其它流动导管32。
热交换器板11中的入口和出口开口2，3，4和5形成了垂直通往前述的流动导管31和32的导管。冷却剂和油通过位于热交换器1的顶部或者底部的连接器30通入热交换器1，并且，冷却剂和油也以该方式排出热交换器1。连接器30中的一些或者全部可以被可选地布置在顶板或者底板上，或者，连接器30可以被分布在底板和顶板上，这取决于安装位置或者机械组装的需要。
湍流插入元件19作为插件10设置在用于油的流动导管32中(并且没有被示出)。板状插件10′和湍流插入元件19在流动导管31中用于冷却剂。
具有一件式插件10′的示例性实施例没有被示出。在该示例性实施例中，插件是可以对应于板状插件10′(被示出并将在下文详细描述)的一件式插件的板状部分。中心区域M被实现为具有相应的散热片等的湍流发生器。示出的示例性实施例具有三件式插件10′。
图1示出了在入口和出口开口3和4以及2和5的区域中都布置了板状插件10′。在中心区域M中，湍流插入元件19被插入其间，如图6所示。但是，也可以使用任何其它形状的湍流插入元件。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。所有这些部件可以由平板金属片制造。它们通过适当的成型加工被赋予在此所示的形状。
具有流入和流出装置13的流动定向引导通道14被制造在板状插件10′中。此外，球形突出物或者凸起15被布置在热交换器板11的入口开口或者出口开口2附近，用于稳定内部压强并且产生一定程度的湍流。引导导管14可以具有分支。在三件式实施例中，它们的端部处于边缘18，并且由湍流插入元件19连接。
图2是具有三个插入的插件10′和19的热交换器板11的俯视图。在此可以清楚地看到具有流入开口13的引导导管14接收冷却剂并且将其引导到湍流板19的情况。因此，压强损失被保持到最小程度，同时，热交换被最大化。这还使得本领域技术人员对插件10′和19进行令人惊讶地简单的组合成为可能。湍流板19可以以皱褶25垂直于冷却剂的流动方向的方式被插入。
在插件10′中的开口(被分配用于冷却剂的入口开口4和出口开口5)处包含定位助件16。其用于防止插件10′被错误地定位，错误地定位将导致平板热交换器不能实现其功能。图3详细地示出了定位助件16。图4示出了通过热交换器1的窄侧的垂直截面。还示出了通过导管3和4的截面。
上端板21形成热交换器1的在导管3和4的区域中包括凹入22的上端。这些用于稳定压强。在此，连接器30被示出。热交换器1通过连接板20a安装。增强板20b位于热交换器1和连接板20a之间。端板21、连接板20a和增强板20b比热交换器板11更厚。根据在车辆中的应用，各种板可以具有不同的片状金属厚度。箭头意在指示两种流体的流动。
图5示出了热交换器1的角部区域的细节。其主要目的是阐明在窄条50中延伸的引导通道14′的设计。被清楚地示出的是槽形热交换器板11的边缘1 1 1如何彼此配合并且确保热交换器1以密封方式被焊接或者铜焊。引导通道14′还用于在焊接或者铜焊过程稳定热交换器1。
在入口和出口开口2，3，4和5的角部，常规热交换器的热交换器板常常在焊接或者铜焊过程中变形。在此的特定特征是通过插件10′的弯曲边缘17和热交换器板11的边缘111两者在引导通道14′中引导流动。此引导通道14′具有宽度b，宽度b小于插件10′中的其它引导通道14的宽度B。为了优化可用于热交换的面积，入口和出口开口2，3，4和5被完全布置在热交换器板11的角部中。
图6示出了通过湍流插入元件19的截面。其具有皱褶25，皱褶25具有皱褶峰27和皱褶槽26。此外，使得皱褶25以规则间隔移位的部分28被设置在皱褶的侧翼。因此，可以产生允许最佳传热的最佳湍流。在所附的权利要求中阐明了本发明的各种特征和优点。

Claims (12)

1.一种平板热交换器，包括：
多个层叠的槽形热交换器板，所述热交换器板具有彼此挤靠的边缘，并且设置有位于所述热交换器板之间的用于冷却流体和用于另一种流体的流动导管，所述流动导管与湍流器板形式的插件进行装配，在所述热交换器板的角部中具有至少四个入口和出口开口，所述入口和出口开口在所述叠层中形成用于所述冷却流体的两个垂直导管和用于所述另一种流体的两个垂直导管，
其中，所述插件中的至少一个在所述开口附近具有板状部分，在所述板状部分中，形成用于所述冷却流体的具有一定宽度的引导导管，所述插件被形成作为所述板状部分之间的中心区域中的湍流发生器；
其中，所述开口以仅仅留下窄条的方式布置在所述角部中，所述窄条被其宽度明显小于其它引导导管的宽度的引导导管占据。
2.如权利要求1所述的平板热交换器，其中所述插件分别被形成为单个的件。
3.如权利要求1所述的平板热交换器，其中所述插件由至少三个部件形成，其中提供具有所述引导导管的两个板状插件，并且至少一个湍流器板被布置作为所述中心区域中的湍流发生器。
4.如权利要求1所述的平板热交换器，其中凸起形成在所述板状插件的至少一个边缘上，用作组装过程中的定位助件。
5.如权利要求4所述的平板热交换器，其中所述凸起配合到入口或者出口开口的边缘上的沟槽中。
6.如权利要求1所述的平板热交换器，其中定位助件形成在被分配给用于所述冷却流体的流动导管的开口的边缘上。
7.如权利要求1所述的平板热交换器，其中形成有所述引导导管的所述窄条具有大致四分之一圆形的形状。
8.如权利要求1所述的平板热交换器，其中所述引导导管中的每一个的大致一半由所述插件的成型边缘形成，另一半由所述插件位于其间的两个热交换器板的边缘形成。
9.如权利要求1所述的平板热交换器，其中所述引导导管分别具有入口开口和出口开口，以及弧形轮廓，并且与为所述冷却剂提供流动导管的所述热交换器板中的所述两个开口对齐。
10.如权利要求9所述的平板热交换器，其中所述入口开口或者出口开口位于所述插件的一侧大致一条直线上，并且处于另一侧的所述开口的前方的不同的距离处。
11.如权利要求10所述的平板热交换器，其中所述直线处于与所述中心区域的接合处，并且大致垂直于所述热交换器板的纵侧。
12.如权利要求1所述的平板热交换器，一件式湍流器板被布置在用于另一种流体的流动导管中。
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