CN101228408A - 用于板式散热器的板元件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于板式散热器的板元件，包括一个至少部分环绕板元件的、基本上处于一个平面内的外边缘(8a)，该外边缘(8a)形成环绕一周的侧壁(8)的上端；一个处于底面之中的底部(1)，其具有多个用于介质穿流的第一开口(2、3)，至少一个开口作为底部的穿孔；和至少一个第二开口(4、5)，其中，第二开口的开口边缘(4a、5a)位于一个与底部平行的平面内，这个平面与底部在垂直方向上错开。按照本发明，该板元件的第二边缘至少局部地包围与底部(1)基本平行的底座面(6、7)，其中，底座面(6、7)至少从第二开口(4、5)延伸到侧壁(8)，并沿与底面垂直的方向与底部错开。

Description

用于板式散热器的板元件
技术领域
本发明涉及一种用于板式散热器的板元件，还涉及一种板式散热器，它包括多个相同的板元件。
背景技术
在现有技术中以下板式散热器是已公知的：在这种板式散热器上重叠布置着总体上相同的、交替布置的板元件，同时还形成了两个独立的腔室系统，其中，第一传热介质在一个腔室系统中穿流，第二介质在另一个腔室系统中穿流。但一般来说，它在以下方面存在问题，即如何优化腔室内的介质流道，从而在确定了结构大小和板数量的情况下使两种介质间的热交换尽可能达到最优。
DE 19939264 A1描述了一种叠置结构的板片式热交换器。在这种热交换器中，多个相同的板元件相互叠置，并沿呈锥形的外边缘相互钎接。这些板元件在其底部区域内分别具有四个基本上为圆形的开口，其中，这些圆形开口中的两个分别具有凸出的边缘。每个凸出的边缘与外边缘之间相隔一定距离。在板元件叠置的情况下，在外边缘和开口的凸出部分之间出现很大体积的流体，其中，传热介质的流动速度特别低。这样，一方面在确定的尺寸下，热交换器的效率受到不利的影响；另一方面，在这些介质几乎停滞的区域，被介质携带的颗粒会出现沉积，并凝集成大规模的沉积物。而例如在热交换器是汽车发动机的油冷器的情况下，这种较大的沉积物的自行脱落会对整个系统带来损害。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于板式散热器的板元件，通过它可以制造出效率得到改善并且防止出现沉积的板式散热器。
对于前面所述的板元件，这个目的由根据本发明的、具有下述特征的板元件实现。
通过造型，特别是通过在侧壁和第二开口边缘之间的底座面，很容易地实现，在板式散热器中流体较少的区域存在着特别少的传热介质。特别是在板式散热器的外边缘和介质开口之间不利于介质流动的区域使介质减少或消除，从而使介质主要存在于开口之间以及它的主要流动区域中。总的来说，这样即使在板式散热器中的介质量较小的情况下，也能够达到同样的换热器效率。通过这种方式使板式散热器在整体上更为轻型化、小型化。
为了使板式散热器的制造变得简单，在优选的实施形式中，板元件可与第二个、结构相同的板元件相连，其中，在这种连接布置中，板元件的底座面与第二板元件之间为平面接触。由于第二元件的结构相同，从而使板式散热器的制造尤为经济。
此外，优选的是，板元件至少在平面状的接触区域与第二板元件钎焊连接。在现有技术中已公知的是，由于边缘在原则上为单维结构，所以钎接为线条状，而与此不同的是，在根据本发明的板元件中，板式散热器的相邻板元件之间能在以更大的平面接触中钎接，从而具有特别大的强度，能长时间地保持不出现裂纹或泄漏。
在根据本发明的板元件的优选实施形式中，至少一个开口具有一个沿纵向延伸的、与圆形不同的形状。在这里，以简单的方式可以实现，介质在特别宽的区域内穿过由根据本发明的板元件组成的板式散热器。特别是在上述平面接触或平面钎接的情况下，板元件和形状与圆形不同的开口之间的连接得到了保证。
在优选的实施形式中，根据本发明的板元件具有凹凸轮廓，这种凹凸轮廓布置在流路中，用于影响介质的流动。通过这种凹凸轮廓，可以改善介质流在板元件上分布，从而优化热交换器效率。为了简化制造，凹凸轮廓优选地通过对板元件底部进行压制或变形而形成。
在这里，凹凸轮廓特别优选为波浪形，其中，在板元件的凹凸轮廓和固定在第一板元件上的、结构相同的第二板元件的凹凸轮廓之间，存在着多个凹凸轮廓的接触点。这样，通过凹凸轮廓可以实现对介质流的有目的地引导。
为了简化制造，板元件整体上可由一个具有不变厚度的金属板制成。可以通过已知的方法将具有不变厚度的金属板制成板元件，例如通过深拉伸、模锻或其它方法。金属板的材料优选为铝合金，以便能够从整体上实现板式散热器的轻型化。
根据本发明的板式散热器包括多个相同的、根据权力要求1到8中任一项所述的板元件。这样，根据本发明的板元件在成形上的优点就与板式散热器低成本的批量制造结合起来。
其它的优点和特征由下面所述的实施例得出。
附图说明
下面通过附图对根据本发明的板元件和板式散热器的实施例进行说明。
图1中是根据本发明的板元件的仰视立体图，其中，呈锥形环绕一周的边缘指向图示平面内部；
图2中是图1所示的板元件的俯视立体图，其中，环绕一周的边缘从图示平面指向外面；
图3是图1所示的板元件的局部放大图；
图4是穿过四个按交替变换的方向叠置的、如图1所示的板元件的横断面图，它们共同形成板式散热器的一部分；
图5是如图1所示的板元件的横断面的局部视图；
图6是如图1所示的板元件的一个变型的视图，其中设有一个单独的湍流衬层来代替压制而成的凹凸轮廓。
具体实施方式
如图1所示的板元件包括底部1，所述底部带有两个按介质的流动方向相对布置的第一类型开口2、3，它们两个都具有处于底部1之内的边缘2a、3a。  两个第一开口2、3分别为长形，其中，开口2、3的纵向直径比横向直径的约1.5倍还多。介质的流动垂直于开口2、3的纵向。在这个视图中，板元件的形状为矩形，它的各角被明显倒圆。两个第一开口2、3布置在矩形的同一纵向侧的角部区域。
在相对的另一个纵向侧设有第二类型的开口4、5，它们在形状和开口尺寸上与第一开口2、3相同。第二开口4、5的边缘4a、5a并不与底部1处于同一高度，而是位于一个与底部1所处的底面平行的平面内。板元件上分别与开口4、5对应的底座面6、7同样也处于这个平面内，所述底座面与底部1平行，但是沿着板元件的垂直轴线错开。垂直轴线在图6中是垂直图示平面的。在这里，开口4、5由底座面6、7中的简单穿孔形成。但它们也可带有凸缘或具有其它与底座面中的简单开口不同的形式。
底座面6、7分别部分地被底部1的倒圆的边缘6a、7a所包围，并且在底座面6、7的高度上局部地被环绕板元件一周的侧壁8的、被倒圆的根部8b所包围。侧壁8完整地环绕板元件一周，并在同一平面内具有完整的外边缘8a。此外，这个侧壁8并不是垂直于底部1，而是略微向外倾斜，因此在整体上它的布置呈锥形。这样，多个结构相同的板元件就可以相互插入而叠置，其中，外边缘8a分别紧贴在下一个板元件的侧壁8的一定高度处，并在这个位置上与之钎接(见图4)。
底座面6、7分别从侧壁8的根部8b延伸到第二开口4、5的边缘4a、5a处。在底座面6、7区域中的根部8b与在底部1中的根部不处于同一高度，因此在根部8b处存在着台阶8c。在图4所示的叠置图中可以看到，底座面6、7从与随后的、旋转180°布置的板元件的底部1的平面接触中可以形成平面钎接，这种钎接特别牢固，并可防止在运行过程中出现泄漏。
如图4所示，通过多个板元件的交替布置和密封钎接形成了板式散热器的一部分，它包括腔室的第一系统A和第二系统B。在这里，第一传热介质例如水和/或乙二醇，垂直于图4中的图示平面，分别从一个板开口穿过第一系统A到达另一个开口，而第二传热介质例如发动机油，垂直于图4中的图示平面，分别从一个板开口穿过第二系统B到达另一个开口。
根据发明的板元件可通过常用的成型加工方法制造，在这里，毛坯是一种单一的、具有不变厚度的铝合金板。
此外，按照图1到图5优选的板元件在底部1上具有凹凸轮廓9。这种凹凸轮廓基本上包括多个之字形或波浪形的凹部，它们分别形成连续的通道，并从下面压入到板元件的底部1中。每个之字形的通道横穿过假想的介质流路，所述流路分别从板元件的短侧通向对面的板元件的另一短侧。此外，该通道在定位方面使得相同的板元件在叠置时，一个板元件的通道与另一个板元件的通道之间的交叉的数量尽可能变大。在交叉位置是相邻的通道的接触点，这通过相应地确定压入深度的大小而得到保证。板在接触点优选地相互钎接。
总体上通过这种方式，使穿流的介质有目的地出现折流和湍流，从而优化热交换器的能力。
在如图6所示的变型中，板元件除了凹凸轮廓9之外，与图1到图5所示的实施例相同，在这里，凹凸轮廓9由在图6中用阴影线画出的、在板元件上的湍流衬层10代替。这种湍流衬层10用于改善热交换器效率，在现有技术中是已公知的，只是在布置方式上与根据本发明的板元件相配合。
所有图纸都是按一定比例的，因此在必要时可以采用它们的比例关系。

Claims (10)

1.用于板式散热器的板元件，包括
一个至少部分环绕板元件的、基本上处于一个平面内的外边缘(8a)，其中，外边缘(8a)形成环绕一周的侧壁(8)的上端；
一个处于底面之中的底部(1)，
至少一个作为底部的穿孔并用于介质穿流的第一开口(2、3)，
和至少一个第二开口(4、5)，其中，第二开口的开口边缘(4a、5a)位于一个与底面平行的平面内，这个平面与底面在垂直方向上错开，
其特征在于，
第二边缘至少局部地包围与底部(1)基本平行的底座面(6、7)，其中，底座面(6、7)至少从第二开口(4、5)延伸到侧壁(8)，并沿与底面垂直的方向与底部错开。
2.根据权利要求1所述的板元件，其特征在于，板元件与第二个、结构相同的板元件相连，其中，在这种连接布置中，板元件的底座面与第二板元件之间为平面接触。
3.根据权利要求2所述的板元件，其特征在于，板元件与第二板元件至少在平面接触区域平面钎接。
4.根据前面的权利要求中任一项所述的板元件，其特征在于，至少一个开口具有一个沿纵向延伸的、非圆形的形状。
5.根据前面的权利要求中任一项所述的板元件，其特征在于，板元件具有凹凸轮廓，这种凹凸轮廓布置在流路中，用于影响介质的流动。
6.根据权利要求6所述的板元件，其特征在于，凹凸轮廓通过对板元件底部进行压制而形成。
7.根据权利要求6所述的板元件，其特征在于，凹凸轮廓由湍流衬层形成。
8.根据权利要求5到7中任一项所述的板元件，其特征在于，凹凸轮廓为波浪形，其中，在板元件的凹凸轮廓和固定在第一板元件上的、结构相同的第二板元件的凹凸轮廓之间，存在着多个凹凸轮廓的接触点。
9.根据前面的权利要求中任一项所述的板元件，其特征在于，板元件整体上由一个具有不变厚度的金属板制成。
10.板式散热器，包括多个相同的、根据权力要求1到8中任一项所述的板元件。
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