CN103217031B - 热交换器、热交换器板以及制造热交换器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热交换器、热交换器板以及制造热交换器的方法。提供热交换器，所述热交换器包括多对热交换器板（1a），所述热交换器板由具有三维结构图案的金属板形成，在所述多对热交换器板内限定第一流路，并在所述多对热交换器板之间限定第二流路，每个板（la）具有至少一个贯通开口。本发明的目的是在相邻热交换器板（la,lb,lc）之间在贯通开口的区域中具有稳固连接。为此，所述贯通开口由舌部（10,12,13）围绕，所述舌部从所述贯通开口的区域切出并且弯折，其中，一个板（la,lb）的舌部（10,12）被插入到相邻板（lb,lc）的所述贯通开口中。

Description

热交换器、热交换器板以及制造热交换器的方法

技术领域

本发明涉及热交换器，所述热交换器包括多对热交换器板，所述热交换器板由具有三维结构图案的金属板形成，在所述多对热交换器板内限定第一流路，在所述多对热交换器板之间限定第二流路，每个板具有至少一个贯通开口。

此外，本发明涉及热交换器板，所述热交换器板由具有三维结构图案并且具有至少一个贯通开口的金属板形成。

本发明还涉及制造热交换器的方法，所述热交换器形成热交换器板对的叠堆，所述热交换器板对由具有三维结构图案的金属板形成，每个板具有至少一个贯通开口。

背景技术

从US2007/0261829A1已知上述类型的热交换器。该热交换器的热交换器板具有三维结构图案，包括凸起部和中空部。凸起部和中空部被设置在相邻热交换器板的相应中空部和凸起部上，以形成热交换器的主侧和次侧上的流路。

其他类型的热交换器板包括箭尾形图案的类型。

热交换器需要四个连接，即两对连接。一对连接有必要用于主侧，即供应连接和返回连接。另一对连接有必要用于次侧，即用于接收和返回应当借助该热交换器被加热或冷却的流体。

在许多情况下，借助贯通通孔来实现这种连接，所述贯通通孔被简要地称为贯通开口。这些贯通开口被设置在热交换器板的角部中。呈板叠堆形式的热交换器需要以如下方式形成，即由贯通开口限定的入口和出口通道足够牢固以承受甚至流体的显著较高的压力。具体地关于在US2007/0261829A1中描述类型的凹窝热交换器，通道必须承受相当高的压力。

在已知的热交换器中，相邻的热交换器板借助围绕贯通开口的许多焊接件在该贯通开口的区域中被连接。然而，难以使得这种连接足够牢固以耐受高压。

本发明蕴含的任务在于，在贯通开口的区域中实现相邻热交换器板之间的稳固连接。

发明内容

该任务这样被解决，所述贯通开口由舌部围绕，所述舌部从所述贯通开口的区域切出并且弯折，其中，一个板的舌部被插入到相邻板的贯通开口中。

不再浪费为形成该贯通开口而必须被移除的材料。该材料被用于形成围绕该贯通开口并且构成分离舌部的壁。当一个板的舌部被插入到相邻板的贯通开口中时，形成延伸通过该贯通开口的某种筒体，因此在开口区域中形成耐受相当高压力的稳定通道。

在优选的实施方式中，所述舌部具有长度，所述长度是相邻板之间的距离的至少两倍。由此，相邻板的舌部可在相当长的距离内彼此重叠，这可被用于使得相邻板之间的连接足够稳固。

在优选的实施方式中，板的所述舌部被连接到相邻板的舌部。这种连接能够例如通过焊接来实现。板的舌部形成将热交换器板保持在一起的链，甚至当这些板之间的压力相当高时也是如此。另一可能是将这些舌部钎焊在一起。

优选地，相邻板的舌部形成连接区域，其中，相邻连接区域彼此分离。这使得简单地形成相邻舌部之间的连接。在每个连接区域中，仅两个舌部被连接，使得形成该连接并且检查该连接相当简单。

优选地，所述舌部具有三角形形状。这使得通过切出沿直径穿过该贯通开口通行的线而简单地得到舌部。当使用例如四条切割线时，得到八个舌部，这些舌部能够垂直于热交换器板的平面弯曲。

优选地，相邻板的所述舌部具有相对于所述贯通孔的相同角度位置。当热交换器板被组装以形成叠堆时，每个舌部与设置在相邻板的同一角度位置处的舌部重叠。这形成相邻板的舌部之间的最大重叠区域。

优选地，设置有端板，所述端板具有凸起部，所述凸起部适于接收与所述端板相邻的至少热交换器板的舌部。在具有热交换器板叠堆的系统中，所述热交换器板具有向下弯曲的舌部，在底板（这里无相邻的板）处会出现问题。一种解决方案是向所述端板提供凸起部，所述凸起部适于接收与所述端板相邻的至少热交换器板的向下弯曲的舌部。在该情况下，与所述端板相邻的热交换器板可具有与热交换器的所有其他热交换器板相同的形状。优选地，该凸起部不仅适于接收与所述端板相邻的热交换器板的舌部，而且还适于接收从端板计数的至少第二热交换器板的舌部。

优选地，所述凸起部具有深度，所述深度大于所述舌部的与相邻于所述端板的所述热交换器板垂直的高度。在该情况下，舌部可保持在它们直立状态，即不必要使得该舌部变形。在任何情况下，这些舌部可被连接到凸起部的壁上。

在替代实施方式中，相邻于所述端板的热交换器板的舌部至少在它们末端处弯曲平行于所述端板。这些舌部弯曲至少两次，包括几乎垂直于所述热交换器板的平面的第一部分并且还包括平行于所述端板的平面的第二部分。

在该情况下，优选的是，相邻于所述端板形状的至少两个热交换器板的凸缘至少在它们末端处在所述端板的内表面上形成成层结构。该成层结构可容易地连接到所述端板。

通过上述类型的热交换器板来解决任务，在于所述贯通开口由舌部围绕，所述舌部从所述贯通开口的区域被切出并且弯折。

为了制造热交换器板，在大部分情况中，有必要使得板在压机中成形。该压机可用于切割舌部并将这些舌部弯折，例于几乎垂直于该板的平面。这些舌部使得很容易组装该板以形成板叠堆，这是因为舌部可被用作用于对齐板的辅助装置。

优选地，舌部具有三角形形状。在该情况下，可使用切割线，这些切割线沿贯通开口的直径延伸。这是制造舌部的简单方法。

该任务通过上述制造热交换器的方法来解决，在于所述贯通开口通过在所述贯通开口的区域中切割材料以形成舌部以及弯折所述舌部而形成。

由此，舌部可用于有助于组装热交换器板的叠堆。舌部可被用于在贯通开口的区域中连接热交换器板。

优选地，所述板的舌部被插入到相邻板的所述贯通开口中。这意味着一个板的舌部在预定距离上重叠相邻板的舌部。该重叠区域获得相邻热交换器板之间的相当稳固且防压力损坏的连接。

优选地，板的舌部被连接到相邻板的舌部上。舌部之间的连接能够耐受由热交换器内部的压力产生的张力。

附图说明

现将参考附图更详细地描述本发明的优选实施方式，在附图中：

图1是热交换器板的平面图；

图2是图1的热交换器板的上直角部的放大图；

图3是在使得舌部弯折之前的多个板的布置的视图；

图4是多个板的布置的视图，每个板具有舌部；

图5是舌部的另一形式的示例；

图6是舌部与底板的连接的示例；以及

图7示出了图6的实施方式的替代方式。

具体实施方式

图1示出了如US2007/0261829A1中所示的热交换器板1。该板1包括凸起部2，所述凸起部在热交换器板1的平面上方升高给定高度。此外，热交换器板1包括中空部3，所述中空部在该热交换器板1中下沉给定深度。凸起部2用空心圆标记，而中空部3用具有叉的圆标记。如在US2007/0261829A1中描述的，两个这种板1形成一对板，其中一个热交换器板1绕其长边4旋转大约180°。多个这种板对被上下叠置。在这些板对内形成第一流路，而在这些板对之间形成第二流路。

热交换器板1由金属板制成。金属板是具有良好导热性并且可形成在压机或冲模中的材料。还可能使用塑性材料作为金属板。凸起部2和中空部3形成三维结构型面。该型面在压机或冲模中被制造。

热交换器板1包括四个贯通开口5-8。这些贯通开口5-8被用于形成通道或连接部。例如，贯通开口5、7形成用于第一流路的供应部和返回部，并且贯通开口6、8形成用于第二流路的供应部和返回部。

在图1、图2和图3中，贯通开口5-8仍被封闭。

图2-4示出了打开贯通开口5-8的一种方法。

图3和图4示出了三个热交换器板1a、1b、1c的叠堆。

在第一步骤中，在贯通开口5的区域中形成四个沿直径延伸的切口。四条切割线9在图2中被示出。当已经形成所述切口时，贯通开口5的区域由八个舌部10覆盖。每个舌部具有几乎三角形形状。

在下一步骤中，舌部10弯折离开每个热交换器板1a、1b、1c的平面，使得舌部10几乎垂直于热交换器板1的平面11设置。这在图3和图4中示意性地示出。该弯曲并不形成尖锐边缘，而是形成平面11和舌部10之间的倒圆过渡。优选地在热交换器板1a、1b、1c被堆叠之前执行舌部10的切割和弯曲。

当多个热交换器板1a、1b、1c被上下叠置以便形成叠堆时，热交换器板1a的舌部10重叠相邻热交换器板1b的舌部12。该舌部12重叠下一相邻热交换器板1c的舌部13。

舌部10、12形成重叠区域14，在该重叠区域中，舌部10、12例如通过焊接而能够被连接。舌部12、13形成重叠区域15，在该重叠区域中，舌部12、13也例如通过焊接而能够被连接。

从图4可看出，重叠区域14、15（它们也可被称为连接区域）彼此分离，即在每个重叠区域14、15中，仅两个舌部10、12或12、13分别彼此重叠。

舌部10、12、13的长度是相邻或邻近的热交换器板1a、1b之间的距离16的至少两倍。这使得重叠区域14、15足够大。

全部热交换器板1a、1b、1c的舌部10、12、13相对于贯通开口5具有相同的角度取向。由此，舌部10、12的末端始终重叠下一舌部12、13的基端。由此，能建立这些舌部之间的十分可靠的连接。

必要时，可针对全部贯通开口5-8形成这种连接。

密封机构（未示出）可围绕这些舌部设置在相邻的热交换器板1a、1b、1c之间，这是因为舌部10、12、13的连接就其本身而言不必要是紧密的。

由于相邻板1a、1b、1c之间的连接是相当牢固的，因此在由所述热交换器板1形成的热交换器中，不需要特别的顶板或底板。这意味着，全部热交换器板1可具有相同的形状和厚度。

三维结构图案可具有与如图1所示的图案不同的形状。例如，该图案可以是本领域公知的箭尾形图案。

图5示出了可如何形成舌部10的替代形式。在该情况下，在贯通开口5中切出星17，从而形成均具有三角形形状的五个舌部10。然而，任何其他可想到的形状也都可应用到本发明，例如更加倒圆的舌部10。

具有带有向下弯曲的舌部10的系统在端板处产生问题，所述端板例如是底板18，在这里无相邻板。

图6示出了对该问题的第一解决方案，其中底板18具有凸起部19，该凸起部19适于接收与端板18相邻的热交换器板1d的向下弯曲舌部10。可看出，凸起部19的深度大于舌部10的与端板18相邻的热交换器板1d的平面垂直的高度。在该情况下，可能的是，舌部10被完全插入到凸起部19中，而不必使得舌部10变形。

该凸起部19不仅接收与端板18相邻的热交换器板1d的舌部10，而且还接收从端板18计数的第二热交换器板1e的舌部。这两个热交换器板1d、1e的舌部可连接到凸起部19的内壁。然而，可能将甚至更多的舌部（即，更多热交换器板1d、1e…的舌部）插入到凸起部19中。

在图7中示出了另一可能性。在该情况下，使用具有平面状内表面21的端板20。与端板20相邻的热交换器板1d、1e的舌部进一步弯曲，从而形成平行于所述端板20的内表面21延伸的部分22。这些舌部在所述端板20的内表面21上形成成层结构。

可以说通过沿一方向切割而形成舌部10，所述方向具有包括沿朝向相应开口5-8的中心的径向方向的不等于零的分量的矢量。该矢量的角度分量（与该开口的圆周相切）可以是零或不等于零。

按所述的方式形成舌部10并且将其连接提供可以说管状结构的形状，所述管状结构延伸通过所述热交换器的深度。这在开口5-8的区域中赋予了牢固结构。如果相反开口5-8以如下方式带凸缘，即开口5-8的边缘向下弯曲而不具有带有沿径向方向的不等于零的矢量分离的切割，那么所形成的管还会形成对于流体进入到热交换器板之间的空间中的密封件，因此将必须形成这种开口。通过以切口中的径向矢量分量形成该舌部10，将从该开口移除材料，还如图5所示（图3示出了角度矢量分量是零的情形），那么当连接这种向下弯曲的舌部10时自然地形成这种开口，所述开口的尺寸将取决于相对于角度矢量分量的相对径向矢量分量。

Claims (13)

1.一种热交换器，所述热交换器包括多对热交换器板（1），所述热交换器板由具有三维结构图案（2,3）的金属板形成，在所述多对热交换器板内限定第一流路，并在所述多对热交换器板之间限定第二流路，每个板（1）具有至少一个贯通开口（5-8），其特征在于，所述贯通开口（5-8）由舌部（10,12,13）围绕，所述舌部从所述贯通开口（5-8）的区域切出并且弯折，其中，每个板（1）的舌部（10,12,13）被插入到相邻板（1b）的所述贯通开口中，并且，所述舌部（10）以具有不等于零的径向矢量分量切出以使得在所述贯通开口（5-8）的区域切出星，从而形成五个舌部，每一个都具有三角形形状。

2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述舌部（10,12,13）具有长度，所述长度是相邻板（la,lb）之间的距离（16）的至少两倍。

3.根据权利要求1或2所述的热交换器，其特征在于，板（la,lb）的所述舌部（10,12）被连接到相邻板（la,lb）的舌部（12,13）。

4.根据权利要求3所述的热交换器，其特征在于，相邻板（la,lb;lb,lc）的舌部（10,12;12,13）形成连接区域（14,15），其中，相邻连接区域（14,15）彼此分离。

5.根据权利要求1或2所述的热交换器，其特征在于，相邻板的所述舌部（10,12,13）具有相对于所述贯通开口（5-8）的相同角度位置。

6.根据权利要求1或2所述的热交换器，其特征在于，设置有端板（18），所述端板具有凸起部（19），所述凸起部适于接收与所述端板（18）相邻的至少热交换器板（1d）的舌部（10）。

7.根据权利要求6所述的热交换器，其特征在于，所述凸起部（19）具有一定深度，所述深度大于所述舌部（10）的与相邻于所述端板（18）的所述热交换器板（1d）垂直的高度。

8.根据权利要求1或2所述的热交换器，其特征在于，相邻于端板（20）的热交换器板（1d）的舌部（10）至少在它们末端处变形平行于所述端板（20）。

9.根据权利要求8所述的热交换器，其特征在于，相邻于所述端板（20）的至少两个热交换器板（1d,le）的舌部（10）至少在它们末端处在所述端板（20）的内表面（21）上形成成层结构。

10.一种热交换器板（1），所述热交换器板由具有三维结构图案（2,3）并且具有至少一个贯通开口的金属板形成，其特征在于，所述贯通开口（5-8）由舌部（10,12,13）围绕，所述舌部从所述贯通开口（5-8）的区域切出并且弯折，其中，所述舌部（10,12,13）以具有不等于零的径向矢量分量切出以使得在所述贯通开口（5-8）的区域切出星，从而形成五个舌部，每一个都具有三角形形状。

11.一种用于制造热交换器的方法，所述热交换器形成热交换器板（1）对的叠堆，所述热交换器板由具有三维结构图案（2,3）的金属板制成，每个板（1）具有至少一个贯通开口（5-8），其特征在于，所述贯通开口（5-8）通过在所述贯通开口（5-8）的区域中切割所述金属板以形成舌部（10,12,13）以及弯折所述舌部（10,12,13）而形成，其中，所述舌部（10,12,13）以具有不等于零的径向矢量分量切出以使得在所述贯通开口（5-8）的区域切出星，从而形成五个舌部，每一个都具有三角形形状。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，板（la,lb）的舌部（10,12）被插入到相邻板（lb,lc）的所述贯通开口中。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，板（la,lb）的舌部（10,12）被连接到相邻板（lb,lc）的舌部（12,13）上。