CN102770734A

CN102770734A - 特别用于空调冷凝器的热交换器板

Info

Publication number: CN102770734A
Application number: CN2010800642499A
Authority: CN
Inventors: L.莫罗
Original assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Current assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date: 2009-12-17
Filing date: 2010-12-09
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2030-12-09
Also published as: FR2954480A1; CN102770734B; EP2513587B1; FR2954480B1; WO2011073083A1; EP2513587A1

Abstract

本发明涉及热交换器板，其包括底部（12），该底部（12）具有分别设置在四个角区域中的四个流体通路开口（22），所述底部设置有V形图案波形部（26），所述波形部从板的中央纵向轴线（XX）的两侧延伸。板的波形部用于与相同的相邻板的波形部以垂直相邻关系交叉，在该关系中，两个板均旋转180度，因此形成用于将其相互焊接的逐点接触区域。底部（12）在角区域和通路开口（22）附近具有补充的升高区域（321、322、34），该升高区域能够限定焊接用互补逐点接触区域，从而使得其能够改进对来自热交换器的压力的抵抗。本发明特别适用于机动车空调冷凝器。

Description

特别用于空调冷凝器的热交换器板

技术领域

本发明涉及热交换器，特别是用于机动车辆的热交换器。

本发明更特别地涉及热交换器板，所述热交换器板设计为用于热交换器的制造，所述热交换器包括一堆这样的板以便形成用于其间的第一流体的循环的第一通道，该第一通道与用于第二流体的循环的第二通道交替。

背景技术

这些板式热交换器具有各种应用，尤其是在机动车辆的领域中，其中它们例如用作油冷却器或用作空调冷凝器。

在用作空调冷凝器的情况下，制冷剂流体被冷却流体冷却，所述冷却流体常常是车辆的发动机的冷却流体，即水加防冻剂。这形成可以布置在车辆的发动机舱中任何适当位置的“水冷凝器”，而不是必须布置在车辆的前部中的常规空气冷凝器。

已知热交换器板，其包括大体为矩形形状的底部，该底部配备有分别布置在四个角区域中的四个流体通路并设置有在板的中央纵向轴线的任意侧上延伸的V形形状波形部。

板的波形部设计为与相同的相邻板的波形部以叠置的关系交叉，在该关系中，两个板相互转过180°，形成用于它们相互焊接之处的接触地带。

每一个板的底部绕流体通路局部变形，以便使得打开和关闭相关流体通路的段可行，即第一流体或第二流体的通路。这于是使得获得两种流体的交替循环可行。

板交换器的主要缺陷是，它们具有低机械强度，这是由于它们在没有机械加强的情况下提供了经受流体压力的大的表面区域。特别地，这些板在它们绕通路的周边边缘处和在V形形状波形部的交叉之处的接触区域中被焊接在一起。

具体地，当前的板在四个通路分别所在的角区域中没有提供足够的机械强度。

特别地，由于相同的板被用于两种流体，所述板可以在非常不同的压力下操作，形成交替的低压侧和高压侧，因此不能优选地加强热交换器的一侧。

该强度的缺乏发生在流体通路的区域中，即，板的两个端部处，在板具有大体上矩形形状的情况下。

到目前为止，未提出令人满意的解决方案来克服该缺陷。

发明内容

本发明的主要目的是克服该缺陷。

因此，提出板的底部在周边区域中，特别是矩形板的角区域和/或靠近通路，具有附加突起，所述突起适合于限定用于焊接之处的附加接触地带，这使得可以改进热交换器的抗压性。

这些附件突起可以或通过改变V形形状波形部获得，或通过在板的底部的被选择区域中添加其他突起而获得。

在第一种情况下，可以提供靠近在板的第一端部处的两个通路的第一波形部和靠近在板的第二端部处的两个通路的第二波形部，每一个波形部具有在位于板的长边和中央纵向轴线之间的V形形状分支中的连续部分和不连续部分，不连续部分形成附加的突起。

因此，取代具有两个连续分支的V形形状，V形形状的每一个分支包括连续部分和形成附加突起的不连续部分。

特别地，该不连续部分可以包括交替布置的对齐的一系列中空部和凸起部。

附加的突起可以还包括端部突起，其分别位于板的两个端部处、在两个流体通路之间，且每一个在中央纵向轴线的任意侧上对称地延伸。

根据另一方面，本发明涉及热交换器，其包括如上限定的多个板，其中所述板彼此相同且堆叠在一起，同时两个一组转过180°，形成用于焊接之处的接触地带。

该热交换器可尤其制成为冷凝器的形式，所述冷凝器用于通过冷却流体对制冷剂流体进行冷却。

附图说明

在以下仅作为示例提供的描述中，对附图进行了参考，其中：

图1是根据现有技术的热交换器的从顶部观察的视图；

图2示意性地说明了根据现有技术的另一热交换器的焊接地带；

图3是图1的板的从上方观察的视图，处于其被转过180°的位置；

图4是沿图3的线IV-IV的截面限定的区域中两个条带构成的组件的局部视图，处于放大尺度；

图5和6是图2的放大尺度下的两个细节，示出了板的端部区域中的焊接地带；

图7是根据现有技术的热交换器板从上方观察的示意图，其中示出了叠置板的一些波状形状；

图8是根据本发明的热交换器板从上方观察的示意图，其中还示出了叠置的同样的板的一些波状形状；

图9是根据图8的热交换器的一个实施例的从上方观察的视图；

图10说明了图9的热交换器的焊接地带；

图11是示出了由一些附加突起提供的焊接地带的局部截面；

图12示出了图10在放大尺度上的细节；

图13示出由在图12的对应板的端部处的附加突起提供的焊接点；

图14示出了图10在放大尺度上的另一细节；和

图15示出由在图14的对应板的端部处的附加突起提供的焊接点。

具体实施方式

首先参考图1，图1显示出根据现有技术的热交换器的板10。板10包括由被圆化元件（rounded element）18连结在一起的两个长边14和两个短边16限定的大致长方形的底部12。底部大体为平坦的，并被允许板的互相装配和密封组件的升高周边边缘围绕，例如被公开FR 27 95 165教导的。底部12配备有四个流体通路22，分别布置在四个角区域中，即靠近圆化元件18。

底部12配备有V形形状波形部22，该波形部在中间纵向轴线XX的任意侧上延伸。这些波形部由一系列交替的纵向肋部和形成V形突起的凹槽形成，每一个沟槽在轴线XX上具有顶点，且它的分支对称地布置在纵向轴线XX的任意侧上。

通路22每一个被环形边界24围绕，所述环形边界24设计为提供环绕通路的焊接地带。其中两个环形边界24位于底部12的平面中，另两个位于如交叉划线地带所示的偏移平面中。在示例中，该另两个环形边界可成对角线地布置，但是它们可以例如沿长边布置。

这样的板通过切割和冲压金属板而被有利地获得，所述金属板通常是铝基的，涂布有焊接镀层。

板热交换器可以用一堆板10形成，所述板彼此转过180°，这使得可以将同一类型的板用于整个热交换器。当板因此被堆叠时，它们相应的周边边缘20装配在一起，以在周边处形成密封。此外，板的环形边界24在相邻的板的底部上抵靠相邻的板。此外，板的V形形状波形部26与相同的板的等同波形部相交，因此在用于将它们焊接在一起之处形成接触地带。

当将板焊接在一起时，它们在它们的周边边缘上、环绕通路以及位于V形形状波形部之间的接触地带中连接。

在因此制成的堆叠中，为第一流体限定出流动通道，且流动通道与用于第二流体的流动通道交替，通路22限定出分别用于第一流体的入口导管和出口导管，以及用于第二流体的入口短管和出口导管。

如可在图1中看到的，V形形状波形部26在示例中具有大于90°的张角，有代表性地为120°。这些波形部中的每一个在轴线XX的任意侧上包括两个对称的分支，每一个分支都从该轴线XX延伸到长边14附近。注意到，一定数量的这些波形部被中断，以允许限定出分别围绕通路22的环形边界24。此外，两个直线形凸出部28设置在板的端部处，即，分别靠近短边16并位于通路22之间。

两个相邻的板被焊接在一起时，它们通过V形形状波形部的交叉而将接触地带的网络形成在位。但是，有未限定出接触地带的区域。特别有四个接触地带Z1形成为靠近角区域和环形边界24。特别地，一个板的波形部，例如上板的波形部，面向由该波形部产生的中空部，其将焊接点的轮廓线降低一个波形部节距因此降低了板的机械强度。

还有地带Z₂。特别地，每一个前述凸起部28产生加强该地带的焊接点。但是，由于必须使用同样的板，因此该焊接点必须从板的短边16偏移偏心，以便被焊接。该偏心偏移产生没有焊接点的显著地带，交替地在左侧和右侧上，这降低了板的机械强度。

地带Z₁和Z₂在图1中也相同，图2示出了现有技术的另一板。首先注意到，在地带Z₁和Z₂中均没有接触点。

图3示出与图1中的板相同的板，处于转过180°的位置，且因此能够叠置在图1的板上。地带Z₁和Z₂也被标出。

图4的截面示出，在地带Z₁中上板10的波形部26如何面向由该波形部产生的中空部，因此不与下板12的底部12接触，这将焊接点的轮廓线降低了一个波形部节距，如上所述。

图5和6的细节分别示出由突起部28建立的焊接区域。如上所述，由于突起部相对于板的短边16的偏心偏移，产生没有焊接点的显著地带，交替地在左侧和右侧上。

现在参考图7，图7示意性地示出现有技术的板10的凸起部28和V形形状波形部26，所有均以细线示出。还有用粗线示出的是布置在顶部且处于转过180°的位置的相同板的一些波形部26。可以看到的是，有被小黑圆点标识出的丢失（lost）焊接点P。在示例中，三个点P靠近在左侧的每一个通路22，还有三个点P靠近在右侧的每一个通路22。

由于在前述点处没有焊接，该结果是在端部（头部）的区域中没有板的机械强度。

本发明使得克服这样的缺陷可行。

现在参考图8，图8示意性地示出根据本发明的板10，该板10具有大体类似于图上所述的现有技术的板10的结构。为了防止重复，根据本发明的板与根据现有技术的板的共有的元件将因此用相同的附图标记指示。

将图8的本发明的板与现有技术的板区基本上分开的首先涉及第一波形部26₁和第二波形部26₂。其为分别在板的第一端部处和板的第二端部处（图8的左侧和右侧）最靠近两个通路22的两个波形部，且波形部的各分支从轴线XX行进至靠近长边14。

V形形状波形部26₁和26₂每一个大体在板的两个长边14之间延伸。但是，波形部包26括两个分支，其每一个分支包括连续部分30₁和不连续部分32₁。

对于第一波形部26₁的每一个分支，连续部分30₁从纵向轴线XX延伸，而它的不连续部分32₁与连续部分成直线并朝向板的长边14延伸。

第二波形部26₂在这些分支的每一个上包括连续部分30₂和不连续部分32₂。这两个部分彼此成直线，并各自在板的长边14和轴线XX之间延伸。

但是，在第二波形部26₂的每一个分支中，不连续部分32₂从中间纵向轴线XX延伸，而连续部分30₂与不连续部分成直线并朝向板的长边延伸。

不连续部分32₁和32₂在每一种情况下包括交替设置的对齐的一系列中空部和凸出部。在所示示例中，同一分支的连续和不连续部分具有基本上相同的长度。前述中空部和凸起部由虚线示意性地示出。

图8的板的波形部和其它突起以细线示出，而上板的一些波形部和突起以粗线示出。

图8显示出，当前上板的波形部与由不连续区域32₁和32₂形成的附加突起交叉，这使得在之前没有焊接点的地带中建立焊接点可行。

图9是根据图8制成的本发明的板10的详细表示。共同的元件用相同的附图标记指示。

图10示出通过图8或图9的板获得的焊接地带。通过与说明现有技术的图2进行比较，可以看到四个附加的焊接地带Z₃，所述焊接地带Z₃通过波形部26₁和26₂建立靠近通路22的附加的焊接点。

图11示出附加焊接点如何被建立同时减少它们离板的头部的距离，这在这些端部区域中增加了它的机械强度。

通过与现有技术的图4进行比较，图11显示出当前上板的波形部26如何与由前述不连续部分形成的附加突起32₁和32₂接触。

返回图8和9，可以看到，本发明的板包括其它附加突起，即，分别位于板的两个端部（朝向短边16）且位于两个通路22之间的两个端部突出部34。

这两个突起34每一个在对称轴线的任意侧上对称地延伸，并具有双波形状，该形状类似于W的形状。这两个突起34在该情况下具有相同的取向。

现在参考图12至15，图12至15示出因此由这些端部突起34制成的焊接点。

在板的左侧上（图12和13），建立了三个附加焊接点36。在板的右侧上（图14和15），建立了五个附加焊接点38。

因此，代替具有界定直线波形部的V形形状，使用了弯曲状凸出部，这使得在板的每一侧上最大化接触点的数量并同时在没有加强的情况下最小化经受压力的表面区域可行。

本发明的板在板热交换器中寻找到应用，在所述热交换器中，使用了相同的板。为了界定用于第一流体和第二流体的交替流动通道，板每两个一组转过180°。

本发明寻找到对板交换器的大体应用，特别是机动车辆的交换器。

在本发明的优选应用中，热交换器是用于通过冷却流体（诸如机动车辆的发动机的冷却液）来冷却制冷剂流体（例如加氟制冷剂流体）的机动车辆冷凝器。

这使得建立“水冷凝器”可行，所述水冷凝器可以位于机动车辆的发动机舱中的任何适当位置。

Claims

1.一种热交换器板，包括底部（12），该底部（12）配备有四个流体通路（22）并设置有V形形状波形部（26），板的波形部设计为与相同的相邻板的波形部以叠置方式交叉，其中，两个板转过180°，形成用于它们相互焊接之处的接触地带，

其特征在于，板（10）的底部（12）在周边区域中和/或靠近通路（22）具有附加突起（32₁、32₂；34），所述附加突起（32₁、32₂；34）适合于限定用于焊接之处的附加接触地带，这使得可以改进热交换器的抗压性。

2.如权利要求1所述的板，其特征在于，板的底部（12）具有大体矩形形状，所述通路分别布置在四个角区域中，且所述波形部在板的中央纵向轴线（XX）的任意侧上延伸，所述角区域配备有所述附加突起。

3.如权利要求2所述的板，其特征在于，第一波形部（26₁）靠近在板的第一端部处的两个通路（22）以及第二波形部（26₂）靠近在板的第二端部处的两个通路（22），每一个波形部具有在位于板的长边（14）和中间纵向轴线（XX）之间的V形形状分支中的连续部分（30₁、30₂）和不连续部分（32₁、32₂），不连续部分形成附加的突起。

4.如权利要求3所述的板，其特征在于，在第一波形部（26₁）的每一个分支中，连续部分（30₁）从中央纵向轴线（XX）延伸，而不连续部分（32₁）与连续部分成直线并朝向板的长边（14）延伸。

5.如权利要求3和4中的一项所述的板，其特征在于，在第二波形部（26₂）的每一个分支中，不连续部分（32₂）从中央纵向轴线（XX）延伸，而连续部分（30₂）与不连续部分成直线并朝向板的长边（14）延伸。

6.如权利要求3至5中的一项所述的板，其特征在于，每一个不连续部分（32₁、32₂）包括交替设置的对齐的一系列中空部和凸出部。

7.如权利要求1至6中的一项所述的板，其特征在于，附加的突起包括两个端部突起（34），其分别位于板的两个端部处、在两个流体通路（22）之间，且每一个在中央纵向轴线（XX）的任意侧上对称地延伸。

8.如权利要求7所述的板，其特征在于，每一个端部突起（34）具有基本上W形双波形的形状。

9.一种热交换器，包括多个如权利要求1至8中的一项所述的板（10），其中，板彼此相同并堆叠在一起，同时两个一组转过180°，形成用于焊接之处的接触地带。

10.如权利要求9所述的热交换器，制成为冷凝器的形式，所述冷凝器用于通过冷却流体对制冷剂流体进行冷却。