CN104792212A - 热交换器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种热交换器，特别是用于机动车的热交换器，具有在其中布置有管道(54)的板片(48)，其中，在所述管道(54)内分别布置至少一个涡流器(10、56)，其中，沿着纵向延伸方向看去，所述涡流器(10、56)具有第一涡流器端部(40)和第二涡流器端部(42)，其中，在第一涡流器端部和第二涡流器端部之间布置涡流器表面(33)，其中，所述涡流器(10、56)在至少一个涡流器端部(40)处具有加强的壁(44)，其中，所述涡流器(10、56)在至少一个涡流器端部(40、42)处的加强的壁(44)的厚度大于所述涡流器表面(33)的壁的厚度。本发明还涉及一种热交换器(46)的制造方法。

Description

热交换器
技术领域
本发明涉及一种尤其用于机动车的热交换器。本发明还涉及一种热交换器的制造方法。
背景技术
热交换器例如可以用在机动车的空调装置内。热交换器还可以作为增压空气冷却器用在机动车的发动机区域内，特别用于对内燃机的增压空气进行冷却。热交换器在此具有至少一个板片，管道布置在该板片内，冷却剂可以流过该管道。通常将管道布置两个板片之间。将所述管道例如构造为扁管。为了改善冷却剂的流动行为可以将涡流器(Turbulator)布置在管道内，特别地布置在扁管内。涡流器是波纹翅片(Wellrippen)并且通常由金属板折叠而成。
在减小机动车重量的过程中，同样希望减小热交换器的重量。在此有两种途径。一方面使用日益轻质的材料。它们是具有更小比重的材料，例如塑料，这些材料被用在热交换器内的例如基于温度可以使用这些材料的位置处。另一方面，当管道、板片和涡流器使用金属原材料时，其所使用的壁厚不断减小。在该种情况下会产生关于组件稳定性的问题。
例如DE 10 2011 009 825A1和DE 20 2011 109 859U1公开了具有管道/板片-结构的热交换器，它们都涉及一种用于热交换器的扁管。所述扁管具有两个对置的管宽侧壁(Rohrbreitseitenwandung)和一个内置的涡流装置。涡流装置具有两个对置的、异形的装置宽侧壁(Einlagenbreitseitenwandung)，它们都局部地支承在相应的两个管宽侧壁中的一个上。此外，还公开了一种用于制造所述扁管和具有这种扁管的热交换器的方法。
DE 20 2011 109 859U1披露了一种具有涡流器的扁管。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改善的热交换器。
使用具有以下特征的热交换器来实现所述目的：一种热交换器，特别是用于机动车的热交换器，具有在其中布置有管道的板片，其中，在所述管道内分别布置至少一个涡流器，其中，沿着纵向延伸方向看去，所述涡流器具有第一涡流器端部和第二涡流器端部，其中，在第一涡流器端部和第二涡流器端部之间布置涡流器表面，所述涡流器在至少一个涡流器端部处具有加强的壁，其中，所述涡流器在至少一个涡流器端部处的加强的壁的厚度大于所述涡流器表面的壁的厚度。
涡流器优选地是一种内置在管道内的波纹翅片。
优选地，涡流器在至少一个涡流器端部处具有折叠区。折叠区在此可以首先折叠然后轧制。
在一个优选的实施例中，涡流器在第一和第二涡流器端部处具有加强的壁和/或折叠区。
在此，沿着涡流器的纵向延伸方向看去，从第一和/或第二涡流器端部起，加强的壁厚的长度小于100mm，优选地在5mm和50mm之间，特别地在10mm和30mm之间，特别优选地约为20mm。
优选地，相比于涡流器表面的厚度，加强的壁具有至少两倍的壁厚。
在热交换器的一个设计方案中，涡流器是横向折叠的涡流器。
本发明在本文中基于以下思想。通过加强的壁可以提高涡流器的稳定性。特别地，在此布置在相应管道内的涡流器会导致加强在管道端部处的拉伸功能(Zugankerfunktion)。特别地，这当管道和该涡流器或这些涡流器例如通过焊接工艺被固定到板片中时发生。在此，用于产生涡流器的金属板要至少部分地焊镀。在焊镀的区域，涡流器可以与管道相连接。有利地，在关闭管道/板片-模块时，布置在转角区内的管道不再会发生变形和/或在转角区内的涡流器不再会发生变形。
在此，加强的壁的更大的壁厚仅仅在直接相关的区域、特别地在管道/涡流器和板片的连接位置处实现。因此，加强的壁可以局部限制地被使用。因此，可以整体上实现更多地减少重量，而不必丧失稳定性。相比于可以用于提高稳定性的更大的翅片厚度，在至少一个涡流器端部处的该有针对性的加强壁是十分有利的。壁的局部加强在整体上节省了热交换器的材料。因此，加强的壁同样有助于优化热交换器的成本。
此外，所述目的还通过具有板片和布置在板片内的管道的热交换器的制造方法来实现，所述管道具有至少一个涡流器。该制造方法在此从金属板或卷材开始，其中，金属板或卷材的至少一个侧边沿着纵向方向折叠。当叠置布置的壁区段基本上彼此平行时，将所述壁称为折叠的壁。优选地，接下来借助于涡流器轧制装置对折叠的卷材或金属板进行轧制。
在此，其中一个侧边可以是第一侧边，并且同样可以对第二侧边进行折叠和轧制，从而产生折叠的壁。
优选地，可以沿着横向方向折叠金属板或卷材，以便产生涡流器几何体。
附图说明
以下基于至少一个实施例借助于附图对本发明进行详述。在附图中：
图1示出了热交换器的制造方法的一部分；
图2为根据现有技术和根据本发明都具有布置在管道内的涡流器的管道/板片-模块的图像。
具体实施方式
图1示出了热交换器(未示出)的制造方法的一部分。热交换器在此具有管道/板片-模块。在管道内布置有内置的波纹翅片，这些波纹翅片被标记为涡流器10并且可以优化流过管道的流体的流动行为。附加地，还可以将外置的波纹翅片布置在管道之间。在该种情况下可以构造管道/翅片-模块。
所示的方法步骤介绍了涡流器10的制造。涡流器10由被称为卷材12的金属板12折叠(falten)而成。卷材12可以由卷形物切割而来或者是预成型的金属板12。优选地，金属板12是交叉轧制的金属板12。金属板12具有板厚14和板宽16。在示出了金属板12或32的截面的图1中，厚度14通过金属板12、32上的两个箭头示出。金属板20具有侧边18和20。
从侧边18和20开始，金属板12分别折叠一折叠宽度22。在多个步骤中进行折叠，其中分别示例性地示出在位置24、26、28和30处的金属板12。通过折叠产生折叠的(gefalzt)金属板32，该金属板具有更小的宽度34。在此，折叠的金属板32的宽度34比金属板12的宽度16小两倍的折叠宽度22。在此，折叠宽度22优选地小于100mm，优选地在5mm和50mm之间，特别地在10mm和30mm之间，特别优选地约为20mm。在涡流器端部40和在涡流器端部42之间形成一涡流器表面33。在此，两倍的折叠宽度22和涡流器表面33的长度得出涡流器长度38，该长度又近乎相当于管道/板片-模块的管道的长度。
在接下来的方法步骤中，沿着纵向方向折叠金属板32，从而形成涡流器10。涡流器10在此具有宽度36和涡流器长度38。涡流器长度38在此近乎等于金属板宽度34。涡流器10在此在两个涡流器端部40和42上具有加强的壁44。加强的壁44在此包括折叠的和轧制的板材。优选地，加强的壁44是金属板12厚度的两倍。加强的壁44优选地具有两倍的板厚14。但是，加强的壁44也可以具有三倍的和/或四倍的板厚14。就三倍和/或四倍板厚14的情况而言，适当设计折叠过程，从而产生三倍或四倍的壁厚。
图2为具有板片48的热交换器46的断面图，在所述板片内布置有在此被构造为扁管的管道50。图2上面的部分示出了一种涡流器52，按照现有技术该涡流器具有单一的壁厚53。壁厚53在涡流器52的整个长度上延伸。涡流器52在此具有欧米茄-轮廓，该轮廓可能引起涡流器52在管道50内的不稳定性。
在图2的下半部分中，涡流器56布置在管道54内。涡流器56是根据本发明的涡流器10，它特别地至少部分地在涡流器端部40和/或42处具有加强的壁44。相同的元件标有相同的附图标记。涡流器壁58主要为U形。在此，涡流器壁58主要垂直于管道54的管壁60延伸。通过加强的壁44而使得涡流器56产生稳定性，所述加强的壁相比于板厚14具有两倍的壁厚。但是，加强的壁44也可以比两倍的板厚14更厚。加强的壁44可以优选地是板厚14的三倍或四倍或通常的多倍。涡流器表面33构造在涡流器端部40和42之间。涡流器表面33在此具有金属板12的壁厚14。

Claims (10)

1.一种热交换器，特别是用于机动车的热交换器，具有在其中布置有管道(54)的板片(48)，其中，在所述管道(54)内分别布置至少一个涡流器(10、56)，其中，沿着纵向延伸方向看去，所述涡流器(10、56)具有第一涡流器端部(40)和第二涡流器端部(42)，其中，在第一涡流器端部和第二涡流器端部之间布置涡流器表面(33)，其特征在于，所述涡流器(10、58)在至少一个涡流器端部(40)处具有加强的壁(44)，其中，所述涡流器(10、56)在至少一个涡流器端部(40、42)处的加强的壁(44)的厚度大于所述涡流器表面(33)的壁的厚度。
2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述涡流器(10、56)在至少一个涡流器端部(40、42)处具有折叠区(35)。
3.根据权利要求1或2所述的热交换器，其特征在于，所述涡流器(10、56)在所述第一和第二涡流器端部(40、42)处具有加强的壁(44)和/或折叠区(35)。
4.根据上述权利要求之一所述的热交换器，其特征在于，沿着所述涡流器(10、56)的纵向延伸方向看去，从所述第一和/或第二涡流器端部(40、42)起，加强的壁厚(44)的长度小于100mm，优选地在5mm和50mm之间，特别地在10mm和30mm之间，特别优选地约为20mm。
5.根据上述权利要求之一所述的热交换器，其特征在于，相比于板厚(14)，所述加强的壁(44)具有至少两倍的壁厚。
6.根据上述权利要求之一所述的热交换器，其特征在于，所述涡流器(10、56)是横向折叠的涡流器。
7.一种热交换器(46)的制造方法，该热交换器具有板片(48)和布置在该板片(48)内的管道(54)，所述管道具有至少一个涡流器(10、56)，其特征在于，对金属板(12)进行剪切，并且沿着纵向方向折叠所述金属板(12)的至少一个侧边(18、20)。
8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，优选地在折叠的金属板(35)的区域内借助于涡流器轧制装置对折叠的金属板(32)进行轧制。
9.根据权利要求7或8所述的制造方法，其特征在于，其中一个侧边(18、20)是第一侧边(18、20)，并且对第二侧边(18、20)进行折叠和轧制。
10.根据权利要求7至9之一所述的制造方法，其特征在于，沿着横向方向折叠所述金属板(12)，以便产生涡流器几何体。
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