CN111656124A - 结构支承的热交换器 - Google Patents

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CN111656124A CN201880088105.3A CN201880088105A CN111656124A CN 111656124 A CN111656124 A CN 111656124A CN 201880088105 A CN201880088105 A CN 201880088105A CN 111656124 A CN111656124 A CN 111656124A
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plate
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N·维塞尼克
B·A·肯内
深田崇之
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Abstract

一种热交换器板，具有平面板，该平面板具有靠近热交换器板的第一边缘的入口和出口。该平面板具有多个肋和多个通道，并且该多个通道处于与平面板不同的平面中。多个通道成从入口到出口的流体连通，允许流体从入口到出口流动。联接到平面板的突出部靠近热交换器板的第一边缘并且从轴线侧向延伸，并且热交换器板易于围绕该轴线弯曲。

Description

结构支承的热交换器
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年1月29日提交的题为“结构支承的热交换器(STRUCTURALLYSUPPORTED HEAT EXCHANGER)”的美国专利临时申请号62/623,260的权益和优先权。上述专利申请的内容通过引用明确地结合到本文的详细说明中。
技术领域
本说明书涉及具有结构支承特征的热交换器板，以及由这种热交换器板形成的热交换器。
背景技术
期望热交换器板缩小规格(Down gauging)并由这种板形成的热交换器，以减少热交换器的总重量以及热交换器的重量对装置或车辆的作用。然而，缩小规格也可能导致热交换器故障。例如，放置在车辆或装置中的热交换器可能会经历振动，其可能导致热交换器或热交换器板弯曲，并且导致一个或多个薄弱点或泄漏；这可能最终导致热交换器效率和性能的损失。
在本领域中需要一种热交换器板，其具有可以有助于加强热交换器板或热交换器的特征。优选地，这种特征可以有助于加强热交换器板，而不会显著地影响热交换器板或热交换器的重量。另外，在本领域中需要一种热交换器板，其具有可以有助于防止热交换器板或热交换器弯曲的特征。此外，在本领域中需要一种热交换器板，其具有可以减轻振动力对热交换器板或热交换器的影响的特征。
附图说明
现在将通过示范的方式参考示出本申请的示范实施例的附图，并且附图中：
图1是根据第一实施例的热交换器板的立体图，其中示出板的弯曲方向；
图2是根据说明书中公开的第一实施例的热交换器板的立体图；
图3是根据说明书中公开的第一实施例的热交换器板的平面图；
图4是根据说明书中公开的第二实施例的热交换器板的平面图；
图5是(a)根据说明书中公开的第二实施例的热交换器板的平面图，(b)根据说明书中公开的第二实施例的热交换器板的一部分的放大图；
图6是根据说明书中公开的第三实施例的热交换器板的平面图；
图7是根据说明书中公开的第三实施例的热交换器板的一部分的放大图；
图8是根据说明书中公开的第四实施例的热交换器板的一部分的放大图；
图9是根据说明书中公开的第五实施例的热交换器板的一部分的放大图；
图10是根据说明书中公开的第六实施例的热交换器板的一部分的放大图；
图11是根据说明书中公开的第七实施例的热交换器板的平面图；
类似的附图标记可在不同的附图中使用来表示类似的部件。
SUMMARY
在一个方面，本说明书涉及一种热交换器板，该热交换器板具有：
平面板，该平面板具有靠近热交换器板的第一边缘的入口和出口；该平面板具有多个肋和多个通道，并且该多个通道的基部处于与平面板不同的平面中，多个通道从入口到出口流体连通，允许流体从入口向出口流动；以及
突出部，该突出部联接到平面板，该突出部靠近热交换器板的第一边缘并且从轴线延伸远离，热交换器板易于围绕该轴线弯曲。
在一个实施例中，靠近热交换器板的第一边缘的、联接到平面板的突出部从轴线侧向地延伸远离，并且热交换器板易于围绕该轴线弯曲。
在一个实施例中，热交换器平面板提供从入口到出口的U形流体流动路径。
在一个实施例中，热交换器平面板具有沿着所述热交换器板的长度延伸的中间肋，该中间肋将平面板分为入口侧和出口侧；以及
其中，轴线与中间肋成一直线地延伸。
在一个实施例中，热交换器板突出部与轴线相交，该突出部为棒状，具有定位成居中的丘状突起部，该丘状突起部从突出部沿着中间肋朝向热交换器板的与第一边缘相对的边缘突出。
在一个实施例中，热交换器板突出部是纵向成形的凹窝，该纵向成形的凹窝定位成邻近热交换器板的第一边缘，该纵向成形的凹窝与热交换器板易于围绕其弯曲的轴线相交。
在一个实施例中，热交换器板突出部具有三角形形状，并且从热交换器板的第一边缘延伸，三角形的突出部的顶点靠近中间肋并且与中间肋成一直线。
在一个实施例中，热交换器板突出部是从热交换器板的第一边缘延伸的凸缘。
在一个实施例中，热交换器板具有突出部，该突出部具有三角形的形状并且与热交换器板的第一边缘邻近地联接，三角形的突出部的顶点靠近中间肋并且与中间肋成一直线。
在一个实施例中，热交换器板具有第一突出部和第二突出部，第一突出部是纵向的并且联接到平面板，靠近热交换器板的第一边缘，并且从轴线侧向地延伸，热交换器板易于围绕该轴线弯曲；并且第二突出部为V形，V形突出部的顶点与热交换器板的中间肋对齐。
在一个实施例中，热交换器板具有突起，该突起定位在靠近与第一边缘相对的边缘的通道中，该突起与热交换器易于围绕其弯曲的轴线相交，并且朝向热交换器板的纵向边缘侧向地延伸远离。
在一个实施例中，热交换器板具有在通道中形成并且在流体通路中延伸的多个凸点。
在一个实施例中，热交换器板具有多个凸点，该多个凸点被形成为靠近与所述第一边缘相对的边缘。
在一个实施例中，热交换器板具有歧管部分和热交换部分，热交换器板在歧管部分与热交换部分之间设置有多个突出部；以及
其中，热交换器易于在歧管部分和热交换部分之间弯曲。
在一个实施例中，热交换器板使热交换器板易于围绕其弯曲的轴线垂直于热交换器板的长度。
在一个实施例中，热交换器板具有多个突出部，该多个突出部与热交换器板的长度成一定角度。
具体实施例
通常的板式热交换器对于本领域普通技术人员来说应当是已知的。一些热交换器的类型由多个板对(plate pair)形成，而在另一些类型中，热交换器使用单个板对形成。该板对一起提供用于使热交换器流体从热交换器的入口流到热交换器的出口的流体通道，并且板对的外围边缘被密封到彼此以防止热交换器流体从板对泄漏。某些热交换器的示例在例如PCT国际专利公开号WO2012/126111、WO2016/109881A1、WO/2017/070785以及PCT国际专利申请PCT/CA2017/051540中示出，它们通过引用并入本文。
图1至3涉及根据说明书的用在热交换器的板对中的热交换器板12的第一实施例。热交换器板12使用平面板14形成，并且可以被冲压、压制或模制。热交换器板12具有流体流动部分(18、20)和外围边缘22，外围边缘22与邻近的热交换器板12(未示出)接合并且联接。如上所述，在该热交换器运行期间，由于使用包含该热交换器的装置或车辆的缘故，热交换器会经历振动。这些振动力可能影响热交换器板12的结构。在特定实施例中，如图1中所示，这可能导致热交换器板12在Y方向上弯曲。特别地，图1示出了在可能由这种力引起的变形之前和变形之后的热交换器板12。
在图1至3所示的实施例中，存在于热交换器板12中的中间肋16将热交换器板12分成入口侧18和出口侧20。此外，中间肋16可导致热交换器板12沿着中间肋16的结构刚性。因此，当遇到振动力时，热交换器板12可以围绕沿着中间肋16延伸的轴线A(图3)弯曲。在图1至3所示的实施例中，轴线(A)位于入口28和出口30之间。这种弯曲可能导致热交换器板12的外围边缘22与另一个邻接的热交换器板(未示出)的外围边缘分离，热交换器板12与所述另一个邻接的热交换器板一起形成板对。此外，热交换器板12围绕轴线A(图3)(或沿图1中所示的Y方向)的弯曲可能导致板对的泄漏。在图1至3所示的实施例中，热交换器板对的另一个板可以是例如但不限于平板。可替代地，该另一个(邻近的)热交换器板12可以与与其相邻的热交换器板12相同，并且两个热交换器板12成面对面的关系。
热交换器板12可以被冲压以提供通路32，该通路32在入口侧18和出口侧20两者上都具有多个通道24和多个肋26。冲压导致通道24的基部处在第一平面中，以允许热交换器流体流入，该第一平面与平面板14所限定的平面不同。在图1至3所示的实施例中，热交换器板12设置有U形的流体流动通路32，入口28和出口30彼此相邻并且沿着热交换器板12的相同的边缘(本文中为第一边缘)。
如上所述，热交换器板12还设有入口28和出口30，并且入口28与入口侧18上的多个通道24流体连通，而出口30与出口侧20上的多个通道24流体连通。因此，从入口28进入的流体将在入口侧18上的通道24中流动，直到其各自到达与入口28和出口30相对的端部为止。随着该通路的终结，流体转向并且进入出口侧20上的通道24，流动至和流出热交换器板12中的出口30。
热交换器板12还设有突出部34，该突出部34由平面板14形成或联接至平面板14，并且从轴线(A，在图3中所示)延伸远离，热交换器板12易于围绕轴线(A)弯曲。在一个实施例中，突出部34与热交换器板12易于围绕其弯曲的轴线(A)相交。在另一个实施例中，由平面板形成或联接到平面板的突出部34从轴线(A)侧向(横向)延伸远离，其中该侧向方向垂直于或几乎垂直于轴线(A)。
在图1至3所示的实施例中，突出部34从中间肋16朝向热交换器板12的纵向边缘36侧向地延伸远离。在另一个实施例中，如图1至3中所示，突出部34被形成为靠近具有入口28和出口30的热交换器板12的边缘。在又一实施例中，突出部34从靠近热交换器板12的一个纵向边缘36延伸到相对的纵向边缘36。
在又一个实施例中，如图1至3中所示，突出部34为棒状，具有居中定位的丘状(pimple)突起部，该丘状突起部朝向热交换器板12的端部(该端部与热交换器12的靠近突出部34的第一端相对)居中地突出。在又一个实施例中，突出部34在与通道24相同的方向上延伸。因此，突出部34存在于热交换器板12的外部表面而不是内部表面上，在内部表面流体从入口28流到出口30。
在又一个实施例中，热交换器板12可以设置有与轴线A相交的突起38，热交换器板12易于围绕轴线(A)弯曲。在图1至3所示的实施例中，突起38与沿着中间肋16延伸的线相交，并且朝着热交换器板12的纵向边缘侧向地延伸远离。如图1至3中所示，突起38存在于通道24中(而不是存在于突出部34所在的平面板14上)，靠近与热交换器板12的第一端相对的端部(第二端)。在又一个的实施例中，突起38形状是纵向的，然而，也可以使用其它形状，例如类似于本文公开的突出部34。
在又再一个实施例中，热交换器板12可以设有凸点(nipple)40。在特定的实施例中，如图1至3中所示，凸点40可以设置在通道24(或流体通路)中。在另一个实施例中，如图1至3所示，凸点40被设置成靠近突起38。换句话说，凸点40可以设置成靠近与热交换器板12的第一端相对的端部(第二端)；并且远离具有入口28和出口30的第一边缘。凸点40可有助于向热交换器板对提供结构刚度。
图4和5示出了根据本说明书的热交换器板12的第二实施例。图4和5中所示的热交换器板12类似于图1至3中所示的第一实施例，并且具有平面板14、入口28、出口30、多个通道24和肋26，并且中间肋16将板12分为入口侧18和出口侧20。类似于图1至3中所示的实施例，图4和5所示的热交换器板12易于围绕着中间肋16弯曲。
在一个实施例中，热交换器板12设有突出部34，并且该突出部34是定位在平面板14上(而不是在通道24中)的纵向成形的凹窝(dimple)42。纵向成形的凹窝42与热交换器板12易于围绕其弯曲的轴线(A)相交，并且从该轴线侧向地延伸远离。在图4和图5所示的实施例中，纵向成形的凹窝42定位成与沿着中间肋16穿过的线(图1至3所示的轴线(A))相交，并且纵向成形的凹窝42从中间肋16延伸远离。在一个特定的实施例中，如图4和图5中所示，纵向成形的凹窝42定位在平面板14上，靠近具有入口28和出口30的边缘。在又一个实施例中，如图4和5中所示，纵向成形凹窝42具有长圆形的形状。
图6和7涉及根据本说明书的热交换器板12的第三实施例。图6和7中所示的热交换器板12类似于图1至5中所示的热交换器板，并且具有平面板14、入口28、出口30、多个通道24和肋26，并且中间肋16将板12分为入口侧18和出口侧20。类似于图1至5中所示的实施例，图6和7所示的热交换器板12易于围绕着中心肋16弯曲。
在特定实施例中，突出部34形成在平面板14上。在另一个实施例中，突出部34从热交换器板12的靠近入口28或出口30的边缘(第一端)延伸。在又一个实施例中，突出部34从热交换器板12的靠近入口28或出口30的边缘延伸，并且定位成关于热交换器板12易于围绕其弯曲的轴线(A)对称。在又一个实施例中，突出部34在与通道24相同的方向上延伸。在特定实施例中，突出部34具有三角形形状(如图6和图7中所示)，从热交换器板12的边缘延伸，并且三角形突出部34的顶点靠近中间肋16并且与之成一直线(或沿着其延伸)。
图8示出了通过弯曲热交换器板12的边缘而形成的突出部34的替代实施例，其中弯曲边缘是从轴线侧向地延伸远离的边缘，并且热交换器板易于围绕该轴线弯曲。换句话说，图8中所示的实施例设置有从热交换器板的第一边缘延伸的凸缘(突出部34)，第一端靠近入口28和出口30。在图8所示的实施例中，弯曲边缘(或凸缘)是靠近热交换器入口28和出口30的边缘。弯曲边缘(形成凸缘)沿类似于通道24的方向来弯曲，并且远离热交换器板对的互补板(另一个板未示出)。因此，图8中所示的热交换器板12设有凸缘，该凸缘从热交换器板12的边缘延伸，并且从轴线(A)侧向地延伸。在一个实施例中，例如但不限于，为了形成弯曲边缘(或凸缘)突出部34，平面板14的边缘可以设置有一对切口44，并且在该切口44之间的平面板14的一部分被弯曲以形成弯曲边缘(或凸缘)突出部34。
图9示出了类似于图6和7中所示的突出部34的、呈三角形的突出部34的替代实施例。然而，不是从平面板14的边缘延伸(如图6和7中所示)，图9中所示的三角形突出部34是通过将零件(part)或部件(piece)铜焊、焊接或粘接至热交换器板12而提供的加强特征，并且三角形突出部34的一侧大体上平行于热交换器板12的边缘，并且三角形突出部34的顶点与热交换器板易于围绕其弯曲的轴线对齐。
图10示出了突出部34的又一实施例，其中，作为加强特征的分离的零件或部件被铜焊、焊接或粘接在热交换器板12上。在图10所示的实施例中，两个突出部34、34’(第一突出部和第二突出部)设置在热交换器12的平面板14上，靠近热交换器12的靠近入口28和出口30的边缘。第一突出部34总体上是矩形的，从热交换器板12的一个纵向边缘延伸到相对的纵向边缘。换句话说，第一突出部34从轴线侧向地延伸远离，热交换器板易于围绕该轴线弯曲。第二突出部34′是V形的，并且该V形突出部34’的顶点与热交换器板12的中间肋16对齐。换句话说，V形突出部34’的顶点沿着热交换器板12易于围绕其弯曲的轴线延伸。在图10所示的实施例中，第一突出部34比第二突出部34’更靠近热交换器板12的第一边缘。
图11示出了可以用作电池冷却器的热交换器板12的实施例。该电池冷却器的示例在PCT专利公开号WO/2017/070785中公开，通过引用并入本文。图11中所示的热交换器板12可以分为热交换侧46和歧管侧48。热交换侧46允许与和热交换器板12接触的装置进行热交换，而歧管侧48具有入口28和出口30，允许热交换流体流从一对热交换器板对到另一对热交换器板对，并且还允许热交换流体流从在歧管侧48上的入口28流到在热交换侧46上的热交换器板12的通道24。
图11中所示的热交换器板12易于围绕在热交换侧46和歧管侧48之间的轴线(B)弯曲。在图11所示的实施例中，轴线(B)与入口28和出口30两者都相邻，并且从热交换器板12的一个纵向边缘延伸到热交换器板12的相对的纵向边缘。如本文先前公开的实施例那样，入口28和出口30沿着热交换器板12的边缘(第一边缘)彼此相邻地存在，并且轴线(B)平行于具有入口28和出口30的第一边缘。
为了有助于防止围绕轴线(B)弯曲，热交换器板12的平面板14设有多个突出部34，并且多个突出部34中的每个突出部34从热交换器板12易于围绕其弯曲的轴线(B)延伸远离。在一个实施例中，如图11中所示，多个突出部34中的每个是纵向形状的，并且与热交换器板12易于围绕其弯曲的轴线(B)相交。在又一个实施例中，每个突出部34相对于热交换器板12的纵向长度是倾斜的。此外，尽管突出部34沿相同的方向倾斜，如图11中所示，但是突出部34也可以沿相反的方向倾斜，并且一些突出部沿着热交换器板12的长度延伸。在又一个实施例中，可以使用其它形状的突出部34(诸如图1至10中所示的那些)，只要它们从轴线延伸远离，并且热交换器板易于围绕该轴线弯曲。
可以对所描述的实施例进行某些改编和修改。因此，以上讨论的实施例被认为是说明性的而非限制性的。
零件列表
Figure BDA0002607708010000091
Figure BDA0002607708010000101

Claims (15)

1.一种热交换器板，包括：
平面板，所述平面板具有靠近热交换器板的第一边缘的入口和出口；所述热交换器板具有多个肋和多个通道，并且所述多个通道的基部处于与所述平面板不同的平面中，所述多个通道从所述入口到所述出口流体连通，允许流体从所述入口向所述出口流动；以及
突出部，所述突出部联接到所述平面板，所述突出部靠近所述热交换器板的第一边缘并且从轴线延伸远离，所述热交换器板易于围绕所述轴线弯曲。
2.根据权利要求1所述的热交换器板，其特征在于，所述平面板设有从所述入口到所述出口的U形流体流动路径。
3.根据权利要求1或2所述的热交换器板，其特征在于，所述平面板具有沿着所述热交换器板的长度延伸的中间肋，所述中间肋将所述平面板分为入口侧和出口侧，以及
其中，所述轴线与中间肋成一直线地延伸。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的热交换器板，其特征在于，所述突出部从所述轴线侧向地延伸远离并且与所述轴线相交，所述突出部为棒状，具有定位成居中的丘状突起部，所述丘状突起部从所述突出部沿着所述中间肋朝向所述热交换器板的与所述第一边缘相对的边缘突出。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的热交换器板，其特征在于，所述突出部是纵向成形的凹窝，所述纵向成形的凹窝定位成邻近所述热交换器板的所述第一边缘并且从所述轴线侧向地延伸远离，所述纵向成形的凹窝与所述热交换器板易于围绕该轴线弯曲的所述轴线相交。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的热交换器板，其特征在于，所述突出部具有三角形形状，并且从所述热交换器板的第一边缘延伸，三角形的所述突出部的顶点靠近所述中间肋并且与所述中间肋成一直线。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的热交换器板，其特征在于，所述突出部从所述轴线侧向地延伸远离，并且所述突出部是从所述热交换器板的第一边缘延伸的凸缘。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的热交换器板，其特征在于，所述突出部具有三角形形状，并且与所述热交换器板的第一边缘邻近地联接，三角形的所述突出部的顶点靠近所述中间肋并且与所述中间肋成一直线。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的热交换器板，其特征在于，所述突出部包括第一突出部和第二突出部，所述第一突出部呈纵向形状并且联接到平面板，靠近所述热交换器板的第一边缘，并且从所述轴线侧向地延伸远离，所述热交换器板易于围绕所述轴线弯曲；并且所述第二突出部为V形，V形突出部的顶点与所述热交换器板的中间肋对齐。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的热交换器板，其特征在于，还包括突起，所述突起定位在靠近与所述第一边缘相对的边缘的所述通道中，所述突起与所述热交换器易于围绕该轴线弯曲的所述轴线相交，并且朝向所述热交换器板的纵向边缘侧向地延伸远离。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的热交换器板，其特征在于，还包括在所述通道中形成并且在所述流体通路中延伸的多个凸点。
12.根据权利要求11所述的热交换器板，其特征在于，所述多个凸点被形成为靠近与所述第一边缘相对的边缘。
13.根据权利要求1所述的热交换器板，其特征在于，所述热交换器板具有歧管部分和热交换部分，所述热交换器板在所述歧管部分与所述热交换部分之间设置有多个突出部；以及
其中，所述热交换器易于在所述歧管部分和所述热交换部分之间弯曲。
14.根据权利要求13所述的热交换器板，其特征在于，所述热交换器板易于围绕该轴线弯曲的所述轴线垂直于所述热交换器板的长度。
15.根据权利要求13至14中任一项所述的热交换器板，其特征在于，所述多个突出部与所述热交换器板的长度成一定角度。
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