CN102483310A - 具有多个彼此堆叠的板的板式热交换器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有多个彼此堆叠的板(2)的板式热交换器(1)，各个所述板(2)交替地跨越分别用于第一或第二介质的第一和第二流动空间(3)，其中每一个板(2)包括周边边缘(4)，并被设计成基本具有盆形状，并且，两个相邻板(2)通过所述周边边缘(4)彼此连接，并且，端板(7)被固定连接到位于堆叠(5)的至少一端(14、15)处的至少一个相邻板(2)，其中，所述相邻板(2)的所述周边边缘(4)被支撑在所述端板(7)的平行于所述边缘(4)实现的壁面(19)上，并被固定连接到所述壁面。为了增大强度而没有实质重量缺点，所述端板(7)由铝合金制成，其中所述壁面(19)优选被实现在所述端板(7)的两个基本平坦、平行的表面(7′、7″)之间。

Description

具有多个彼此堆叠的板的板式热交换器
技术领域
本发明涉及一种具有多个彼此堆叠的板的板式热交换器，各个所述板交替地跨越分别用于第一和第二介质的第一和第二流动空间，其中，每一个板具有周边边缘并具有基本盆状设计，两个相邻板在所有情况下通过所述周边边缘彼此连接，并且，端板固定地连接到位于所述堆叠的至少一端处的至少一个相邻板，其中，所述相邻板所述周边边缘通过平行于所述边缘形成的壁面被支撑在所述端板上，并被固定地连接到所述壁面。
背景技术
EP 0 623 798A2公开了一种板式热交换器，其具有彼此堆叠的盆状热交换器板，所述板的周边边缘彼此支撑抵靠，并以防漏方式彼此焊接，其中所有热换热器板具有相同形状。在这种设计中，附接到端板的最下方盆状板形成强度上的最弱构件。在传统结构中出现在较低盆状板与端板之间的槽口在强度和力的传导方面极为不利。
这种类型的冷却器通常在端板处通过螺钉连接而紧固到发电机组或紧固到靠近发动机的模块，因此在发动机的操作期间承受因发动机振动导致的较高的横向加速度力。通常更为重要的负载由润滑系统中的脉动油压产生。这在各个润滑部位中从内部以及从下方作用于连接板。模块或相对的发动机罩通常被配置在与相对较长、开放的油管道的交界处，其中所述油管道由成型密封件和热交换器端板闭合。热交换器连接板由于密封件的预应力、并且特别由于连接管道内的渐增油压受载而弯曲。
上述类型的板式热交换器通常并不经受这种负载，上述槽口经常是最低油板或焊料中的裂纹的起始点。结果是介质泄漏和损耗。
DE 197 11 258C2公开了用于机动车发动机的板式热交换器，此种板式热交换器由多个盆状板组成，多个盆状板以分开方式叠置，并被焊接为利用其位于彼此之内的竖直边缘、利用附接到端板的最低板形成相邻的中空腔室。为了满足直接安装在发动机组上的强度要求，还在端板与最低板之间布置加强板，该加强板被提供有围绕最低板的边缘的边界。加强板被焊接到最低板。
WO 2007/038871A1描述了具有端板和堆叠盆状板的板式热交换器，最低板在其整个面积上靠在端板上。最低板由周边加强框架环绕。
如果这些加强措施不够，通常被配置成冲压金属板部件的端板的尺寸被形成为相应更坚固，然而，这增加了空间要求、重量和成本。
发明内容
本发明的目的是满足前述类型的板式热交换器的强度要求，而基本上不增加总的安装高度或所使用的材料的量。
根据本发明，该目的以下述方式实现：端板由铝合金组成，其中，壁面优选形成在端板的两个基本平坦、平行的表面之间。
根据本发明的第一变型，壁面能够由相邻板的端板中的基本盆状容器的内侧面形成。该变型的特别优点在于，端板形成板式热交换器的安装板。在此情况下，如果容器至少部分地由形成在端板中的凹部形成，则可节省部件。替代地，假设端板由基本平坦的板部件和优选以不可拆卸方式连接到板部件的框架部件组成，其中，所述容器能够至少部分地由框架部件形成。
容器的深度应基本至少对应于相邻板的边缘的高度。
本发明的另一有利变型规定壁面由端板的外侧面形成。这变型的特别优点在于，端板形成板式热交换器的盖板。
为了在相邻板与端板之间形成极为良好的连接，规定相邻板通过面向端板的面至少在极大程度上或很大部分上与端板接触，其中端板优选被焊接到相邻板。
由于所描述的成形步骤，上述槽口被避免，并且力的流动能够在更大过渡面积上从螺钉连接点分布到板式热交换器的板。整个热交换器的阻力模数同样被增大很多。这清楚地显示在有限元强度算式中。为了在使用少量材料的同时实现高强度，端板能够在远离相邻板的侧部上具有至少一些缺口部分，优选为蜂窝结构，从而减少重量。由于这种三维形状不能由传统冲压部件形成，必须使用其他制造方法。适于此形状的合适制造方法例如有：
诸如触变铸造或真空压铸的特定铸铝方法，所述方法可处理可软焊的合金；
诸如锻造或挤压的成形方法；
烧结方法，适用于合适的合金；
机械加工，如果经济上合理的话(针对原型)。
必要开口(诸如用于第一或第二冷却剂的供给或排放开口)可被铸造在端板中。
附图说明
在下文中利用附图更详细描述本发明。在附图中，
图1以斜视图显示第一变型中的根据本发明的板式热交换器，
图2以沿着图1中的线II-II的截面显示板式热交换器，
图3以从上方观察的斜视图显示所述板式热交换器的端板，
图4以从下方观察的斜视图显示所述端板，
图5以斜视图显示第二变型中的根据本发明的板式热交换器，
图6以沿着图5中的线VI-VI的截面显示板式热交换器，
图7以从上方观察的斜视图显示所述板式热交换器的框架部件，
图8以从下观察的斜视图显示所述框架部件，
图9以斜视图显示第三变型中的根据本发明的板式热交换器，
图10以沿着图9中的线X-X的截面图示板式热交换器，
图11以从上方观察的斜视图显示所述板式热交换器的端板，
图12以从下方观察的斜视图显示所述端板，
图13以从上方观察的斜视图显示在一个变型中的图11的端板，
图14以从下方观察的斜视图显示端板。
具体实施方式
图1和2显示板式热交换器1，板式热交换器1具有数个彼此堆叠的盆状板2，其中用于第一或第二介质的流动空间3形成在两个相邻板2之间。两个相邻板2的边缘4彼此焊接。
由铝合金组成的端板7被布置在堆叠5的最低板2的区域中，且在远离边缘4朝向的侧部6的区域中。
端板7被固定地连接到位于堆叠5的下端14处的至少一个相邻板2，其中相邻板2的周边边缘4被支撑在端板7的平行于所述边缘4形成的壁面19上，并固定地连接到所述壁面19。壁面19形成在端板7的平坦、平行表面7′、7″之间。在图1至4所示的示例性实施例中，壁面19由相邻板2的端板7中的基本盆状容器17的内侧面16形成，其中容器17被配置成形成在端板7中的凹部18，该凹部基本具有与最低板2相同的形状。具有凹部8的端板7例如可通过触变铸造方法制造。凹部8的深度t基本至少对应于板2的边缘4的高度h。
在示例性实施例中，最低板2被包纳在整个凹部8中，其中板2的面向端板7的面2a在其整个面积上靠在端板7上。板2的整个面2a被焊接到端板7。
如在图3和4中可见的，用于供给或排放冷却介质的开口9被形成在端板7中。
由于具有容器的端板7的三维形状不能利用传统冲压部件制造，因此必须使用其他生产方法。适于此的合适生产方法例如为：
诸如触变铸造或真空压铸的特定铸铝方法，在所述方法中可加工可软焊的合金；
诸如锻造或挤压的成形方法；
烧结方法，适用于合适的合金；
机械加工，如果经济上合理的话(针对原型)。
由于由铝合金组成的端板7例如利用触变铸造方法制造，所以板式热交换器1的强度能够被充分增强，而对于必须接受的安装高度和重量没有实质不利。
在图5至8所示的示例性实施例中，端板7由冲压部件形成的基本平坦的板部件7a和以不可拆卸的方式连接到平坦板部件7a的框架部件7b组成，其中框架部件7b形成围绕热交换器组的额外加强件。框架部件7b由上述制造方法其中之一形成，从而产生如实施例1的图1至4中类似的主体。框架部件7b形成用于相邻板2的容器17，其中由框架部件7b的内侧面16形成的壁面19支撑相邻板2的边缘4。
由于由金属薄板形成的平坦板部件7a能够具有焊料镀层，可以将紊流插件10直接焊接于其上。这节省一个板。
在图1至8所示的变型中，端板7在所有情况下形成具有安装开口11的安装板12。
相反，在图9至14显示的板式热交换器1中，端板7形成盖板13。在此，由于全面积接触和以三维成型的盖板13取代传统平坦的冲压部件而避免了槽口，从而具有类似的优点。盖板13同样必须经受油压和振动，并且使板式热交换器1的板结构的其余部分受载尽可能地少。在堆叠5的上端15处的顶板2的边缘4被支撑在端板7的由外侧面18形成的壁面19上，并通过焊接固定地连接到所述端板。为了在没有不利地影响强度的情况下节省材料和重量，端板7的表面例如可被构造成蜂窝20的形式。
一个或多个连接件21能够可选择地被集成到盖板13中，连接件21优选按照如端板7自身一样的制造步骤产生，如图13和14中所示。

Claims (14)

1.一种具有多个彼此堆叠的板(2)的板式热交换器(1)，各个所述板(2)交替地限定分别用于第一和第二介质的第一和第二流动空间(3)，其中，每一个板(2)具有周边边缘(4)并具有基本盆状设计，两个相邻板(2)在所有情况下通过所述周边边缘(4)彼此连接，并且，端板(7)固定地连接到位于所述堆叠(5)的至少一端处的至少一个相邻板(2)，其中，所述相邻板(2)的所述周边边缘(4)通过所述端板(7)的平行于所述边缘(4)形成的壁面(19)被支撑在所述端板(7)上，并固定地连接到所述壁面(19)，其特征在于，
所述端板(7)由铝合金组成，其中，所述壁面(19)优选地形成在所述端板(7)的两个基本平坦、平行的表面(7′、7″)之间。
2.根据权利要求1所述的板式热交换器(1)，
其特征在于，
所述壁面(19)由所述相邻板(2)的端板(7)中的基本盆状容器(17)的内侧面(16)形成。
3.根据权利要求2所述的板式热交换器(1)，
其特征在于，
所述容器(17)至少部分地由形成在所述端板(7)中的凹部(8)形成。
4.根据权利要求1或2所述的板式热交换器(1)，
其特征在于，
所述端板(7)由基本平坦的板部件(7a)和框架部件(7b)组成，其中，所述框架部件(7b)优选以不可拆卸的方式连接到所述板部件(7a)，所述容器(17)优选至少部分地由所述框架部件(7b)形成。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的板式热交换器(1)，
其特征在于，
所述容器(17)的深度(t)基本至少对应于所述板(2)的所述边缘(4)的高度(h)。
6.根据权利要求1所述的板式热交换器(1)，
其特征在于，
所述壁面(19)至少部分地由所述端板(7)的外侧面(18)形成。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的板式热交换器(1)，
其特征在于，
所述相邻板(2)通过面向所述端板(7)的面(2a)至少在极大程度上与所述端板(7)接触。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的板式热交换器(1)，
其特征在于，
所述端板(7)焊接到所述相邻板(2)，优选在整个面积焊接到所述相邻板(2)。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的板式热交换器(1)，
其特征在于，
紊流插件(10)被布置在所述相邻板(2)与所述端板(7)之间，所述紊流插件(10)优选焊接到所述端板(7)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的板式热交换器(1)，
其特征在于，
所述端板(7)具有用于供给或排放所述第一或第二介质的至少一个开口(9)和/或至少一个连接件(21)，所述至少一个连接件(21)与所述端板铸造在一起。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的板式热交换器(1)，
其特征在于，
所述端板(7)利用铸铝方法制造，优选利用触变铸造方法或真空压铸方法制造。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的板式热交换器(1)，
其特征在于，
所述端板(7)形成所述板式热交换器(1)的安装板(12)。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的板式热交换器(1)，
其特征在于，
所述端板(7)形成所述板式热交换器(1)的盖板(13)。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的板式热交换器(1)，
其特征在于，
所述端板(7)具有至少一些切口以减少重量，优选为蜂窝结构(20)。
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