CN1942733B - 用于换热器的两件式安装支架 - Google Patents

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Abstract

一种用于紧固诸如热交换器的元件(10)的安装支架(40)，包括：单件式的第一支架部件，该第一支架部件包括具有用于紧固到所述元件(10)上的第一部分(50)的第一板部分(42)、具有用于紧固到所述装置(10)上的第二部分(52)的第二板部分、以及中间板部分(56)，所述第一、第二和中间板部分在其间限定出一中心空间(58)；以及独立形成的第二支架部件(44)，该第二支架部件安装到所述第一支架部件上，并且具有至少部分地越过所述中心空间(58)延伸的中心部分(80)，所述支架部件包括接合部件(82，84)，所述接合部件从中心部分(80)向外延伸并且与第一支架部件接合，从而将第二支架部件(44)固定到第一支架部件上，中心部分(80)限定有穿过其中的开口。在钎焊过程中，第二支架部件(44)没包覆钎料以确保安装开口(92)不被钎焊流扭曲或者改变。

Description

用于换热器的两件式安装支架
技术领域
本发明涉及诸如换热器的叠板装置，尤其涉及用于该装置的安装支架。
背景技术
换热器的核心通常由多个以间隔关系叠置在彼此之上的细的基本平坦的管子(tube)构成，这些管子在一对间隔开的歧管或者集管之间延伸。所述歧管经常由管道(pipe)简单构成，所述管道被适合地穿孔以接纳所述平坦的管子。这一结构的示例是在1993年2月2日授权的美国专利No.5183103(Tokutake)中描述的换热器。但是还公知的是密封所述管子的端部，并且给所述管子设置凸起，所述凸起在这些管子被合适地叠置并连接到一起时通过钎焊或者类似的方式彼此匹配以便形成歧管。公知的是为后一种类型的结构使用焊接的管子，并且还公知的是使用由成对的成形板制成的管子，所述成形板在钎焊加工期间密封到一起。1999年10月12日授权的美国专利No.5964282(Seiler等人)是后一种结构的示例。
为了安装的目的，即在交通工具的引擎室中安装包括穿孔管道集管的所述类型的换热器核心的目的，公知的是将安装支架钎焊到所述集管或者歧管上。所述安装支架通常包括适于被固定到所述交通工具框架上的凸耳。优选地，所述安装支架设置有能够弹性接合所述集管的外部以在钎焊加工期间将安装支架保持在位的部分，从而不需要辅助夹紧工具，辅助夹紧工具会增加成本并且在钎焊炉中吸收热量，导致焊点的质量低。在于1991年12月3日授权的美国专利No.5069275(Suzuki等人)中所教导的安装支架是这种结构的示例。
但是，虽然这种类型的安装支架公知的是与穿孔管道型歧管联合使用，但与诸如美国专利No.5964282所述的具有歧管成形元件的成对板类型的换热器核心联合使用并不公知。在后一种类型的换热器中，所述核心典型地设置有带有附连凸耳的更重的标准端板(gauge endplates)，从而设置用于安装。
在一些换热器中，限定有安装孔的安装支架部分由钎料包覆材料制成，钎焊后的安装孔尺寸会不一致。鉴于从换热器的侧端部向外定位，现有的安装支架结构也会缺乏灵活性，并且在一些情况下很难在制造过程中正确对准。
因此需要一种安装支架，该安装支架能够提供一致和成本有效的可制造性，并且/或者允许安装支架相对于换热器的侧端横向定位。
发明内容
根据本发明的一个示例实施例，提供了一种用于换热器的安装支架。该安装支架包括长的、平坦的板，该平坦的板具有用于安装到换热器核心上的平面中心部分，所述平坦的板在该平面中心部分的第一端部处被成形以形成第一支架部件，该第一支架部件从平面中心部分延伸并且具有一远端，该远端用于在与该平面中心部分间隔开的位置处接合所述换热器，所述第一支架部件至少部分地包围一开口。所述安装支架还包括独立于第一支架部件形成并且安装到该第一支架部件上的第二支架部件，该第二支架部件具有中心板部分，该中心板部分至少部分地越过被所述第一支架部件至少部分地包围的所述开口而延伸，所述中心板部分限定有穿过该中心板部分的安装开口。
根据本发明的另一示例实施例，提供了一种换热器，该换热器包括叠层式管核心，该叠层式管核心包括多个叠置的管部件，所述管部件均限定出内部流体通道并且具有与该内部流体通道连通的间隔开的入口开口和出口开口，所述叠层式管核心包括与所述入口开口连通的入口歧管以及与所述出口开口连通的出口歧管，用来使流体穿过所述管部件流动。换热器具有安装支架，该安装支架包括：(i)安装到所述叠层式管核心上的长的、平坦的安装支架板，该安装支架板包括平面中心部分，并且在该平面中心部分的第一端部处被成形以形成第一支架部件，该第一支架部件从平面中心部分延伸并且具有一远端，该远端用于在与该平面中心部分的所述第一端间隔开的位置处接合所述叠层式管核心，所述第一支架部件部分地包围与所述叠层式管核心的一侧相邻的第一支架部件区域；(ii)安装到所述第一支架部件上的第二支架部件，该第二支架部件具有至少部分地越过所述第一支架部件区域延伸的中心板部分，所述中心板部分具有穿过其中形成的安装开口。
根据另一示例实施例，提供了一种用于紧固一元件的安装支架，包括：单件式的第一支架部件，该第一支架部件包括具有用于紧固到所述元件上的第一部分的第一板部分、具有用于紧固到所述元件上的第二部分的第二板部分、以及中间板部分，所述第一和第二板部分彼此间隔开，并且中间板部分在该第一和第二板部分之间延伸，所述第一板部分、第二板部分和中间板部分在它们之间限定出一中心空间；以及独立形成的第二支架部件，该第二支架部件安装到所述第一支架部件上，并且具有至少部分地越过所述C形空间延伸的中心部分，所述第二和第一支架部件中的至少一个具有用于将所述第二支架部件紧固到所述第一支架部件上的接合部件，所述中心部分限定有穿过其中的开口。
根据本发明的另一示例实施例，提供了一种制造换热器的方法，包括以下步骤：提供换热器核心，该换热器核心包括多个包覆钎料的叠置管部件；提供长的、平坦的板，该平坦的板具有用于安装到换热器核心上的平面中心部分，所述平坦的板在该平面中心部分的第一端部处被成形以形成第一支架部件，该第一支架部件从平面中心部分延伸出并且具有一远端以在与该平面中心部分间隔开的位置处接合所述换热器，所述第一支架部件至少部分地包围一开口，所述第一支架部件由包覆钎料的金属制成；将该第一支架部件连接到所述换热器核心上；提供独立于第一支架部件形成并且安装到该第一支架部件上的第二支架部件，该第二支架部件具有中心板部分，该中心板部分至少部分地越过被所述第一支架部件至少部分地包围的所述开口而延伸，所述中心板部分限定有穿过该中心板部分的安装开口，所述第二支架部件由未包覆钎料的金属制成，并且具有用于与第一支架部件接合的接合部件；将所述接合部件连接到所述第一支架部件上；以及将所述第二支架部件炉中钎焊到所述第一支架部件上。
附图说明
参照附图描述本发明的示例实施例，贯穿全文使用相同的附图标记指代相同的元件，其中：
图1是一换热器的一部分的透视图，该换热器具有根据本发明一示例性实施例的安装支架；
图2是图1所示换热器的下部的局部剖开的正视图；
图3是图1所示部分安装支架的放大透视图；
图4是图1所示安装支架的一安装支架板的正视图；
图5是图4所示安装支架板的俯视图；
图6是图1所示安装支架的一安装支架部件的正视图；
图7是从图6的左侧得到的安装支架部件侧视图；
图8是从图6的右侧得到的安装支架部件侧视图；
图9是从图6的底部得到的安装支架部件端视图；
图10是一透视图，示出了根据本发明示例实施例的另一安装支架；以及
图11是一局部分解透视图，示出了根据本发明示例实施例的另一安装支架。
具体实施方式
首先参见图1和2，以附图标记10大体示出一翅片板式换热器的示例实施例。换热器10包括由多个叠置的中空管制成的换热器叠层式管核心14，所述中空管在一示例实施例中是由长匹配板16形成的平坦板对12。板16具有被周边边缘部分20所包围的长平面中心部分18。在各个板对12中，中心部分18间隔开，并且板16围绕它们的周边边缘部分20被密封结合到一起，从而在中心部分18之间限定出内部流动通道22。在一些示例性实施例中，膨胀的金属湍流增强器24位于流动通道22中，然而在一些实施例中该湍流增强器24可以没有或者被其他结构所替代，例如在板16上形成的凹坑或者凸脊或者其他突起。
每个板对12具有位于其相对端部处的匹配的端部凸起26、28。这些端部凸起具有连通开口30、32，并且在核心堆叠14的相应端部处对准以形成供流体流动通过板对的入口和出口歧管。一些端部凸起可以其中没有开口，或者这些开口可以以另外的方式闭合以在换热器核心内部提供特定的流动回路。
虽然在图1中没有示出，但在图2中最佳可见，在一示例性实施例中，换热器10包括位于板对12之间、叠层式管核心14的顶部和底部上的翅片34。翅片34在它们相应的位于板对相对端部处的端部凸起26、28之间延伸。
板对16或者管子等同物的准确结构以及翅片34对于本发明的示例性实施例来说并不重要。板或者管子的任何适合的类型以及任何翅片的类型可以在换热器10中加以使用。在一些示例性实施例中，翅片34都大体是相同的高度，并且端部凸起26、28都大体是相同的高度。虽然在图1中只示出了换热器10的左边部分，但在一示例性实施例中，右边部分基本与左边部分相同。
换热器10包括安装支架，其在图1和2中以附图标记40大体示出。为了解释的目的，安装支架40如图1和2所示，被安装到换热器核心14的底部。但是安装支架40也可以被安装到换热器核心14的顶部，在一些示例性实施例中，安装支架40可以位于所述核心14的顶部和底部上。在一些示例性实施例中，安装支架40可以位于换热器核心的中间，并且具有间隙凹坑以在核心14中保持间隙，如在上述美国专利No.5964282中所示。
安装支架40包括安装支架板42和至少一个分开形成的支架部件44，所述支架部件44被安装到所述安装支架板42的端部上。在一示例性实施例中，支架部件44被紧固到安装支架板42的相对端部中的每一个上。  图1示出了要被安装到安装支架板42上的支架部件44，图2示出了已被安装到安装支架板42的相对端部上的支架部件44。
现在参见图4和5，在至少一个示例性实施例中，安装支架板42是大体平坦的长板，该板为具有平面中心部分46和相对端部的单件结构，所述相对端部形成了位于平面中心部分46相对端部处的支架部件48。每个支架部件48包括从平面中心部分46开始延伸的第一板部分50、与该第一板部分50间隔开并且与之基本平行的第二板部分52、以及在第一板部分50与第二板部分52之间延伸并且与第一板部分50与第二板部分52结合的中间板部分56。在至少一个示例性实施例中，第一板部分50位于与中心部分46所在平面平行并且与之偏离的一平面中。第一板部分50、第二板部分52和中间板部分56具有大体C形结构，该C形结构部分地围绕中心区域或者空间58。
如从图2最佳可见，平面中心部分46与底部端部翅片34接触。偏离的第一板部分50与核心14中的最终的或者底部的板16的相应的相邻端部凸起28接触。第一板部分50相对于平面中心部分46偏离一预定距离。这一预定距离等于翅片34的一半的翅片高度。
如从图5中最佳可见，在一示例性实施例中，安装支架板42的偏离板部分50中的一个形成有流动孔口60，并且另一偏离板部分56是封闭的(blank)或者是关闭的。流动孔口60可以与入口开口30或者出口开口32对准以允许流体流动通过换热器的入口或者出口配件62。另一方面，所述盲端或者封闭端可以用来密封偏离板部分56所接触的凸起26或28的开口30或32。在不同的实施例中，流动孔口60可以设置在支架板42的两端处、一端处或者在任一端处都不设置。安装支架板42可以形成有对准孔64以及周边凹口66，从而在总组装或者分组装加工过程中有助于元件的对准。
相对的端部支架部件48从换热器核心14的相对侧端部向外延伸。如从图1-3最佳可见，每个端部支架部件48的第二板部分52具有向内指向的端部68，用于接合所述核心14中的中间板对12的端部。在图示的示例中，第一和第二板部分50、52之间的间隙使得端部68从核心14的底部接合第三板对16，但在不同的实施例中可以使用不同的间隙。如从图3中可见，板对接合端部68具有中心区域70，该中心区域的宽度对应于与所述接合端部68相附连的板对16的端部的宽度。凸缘部分72基本上以直角从中心区域70的侧边缘开始延伸，用于接合与接合端部68相附连的板对的侧边缘。因此，中心区域70和凸缘部分72限定出用于接纳板对16的端部的三侧边通道。
独立的支架部件44适于安装到支架板42的支架部件48上。参见图1、2和6-9，支架部件44具有中心板部分80，多个凸片状接合部件82和84从该中心板部分开始延伸。接合部件82和84具有各自的远端部分86和88，所述远端部分86和88各以近似直角相对于中心板80所在的平面弯折。所述接合部件82短于接合部件84，从而当将安装支架部件44安装到支架板42上时，较短的接合部件82的弯折端部86的外表面与板支架部件48的内表面接合，较长的接合部件84的弯折端部88的内表面与板支架部件48的外表面接合。较长的接合部件也与板支架部件48的侧边缘94接合。因此可以从图3看到，当支架部件44安装到板支架部件48上时，板支架部件48的第一板部分50在其内表面和其外表面上分别与接合部件82和接合部件84接合。类似地，第二板部分52在其内表面和其外表面上分别与支架部件44的接合部件82和接合部件84接合，并且中间板部分54在其内表面上与两个较短的支架部件82接合，在其外表面上与一较长的接合部件84接合。
接合部件82的结构使得支架部件44能被夹持到位至板支架部件52上并且在钎焊期间通过摩擦配合保持到位，并且接合部件82的结构有助于在两个支架元件之间提供可靠耐用的结点，并且有助于确保将支架部件44在支架板42上正确地排列。窄槽90可以设置在相邻的接合部件82、84之间以提供一些有限的弹性力，并且有利于将支架部件44夹持到位。接合部件82、84可以具有图示以外的结构，例如在其他可能的变型中，接合各板部分50、52和56的部件的数目可以与图示的不同。
安装支架44的中心板部分80包括穿过其中的安装开口92，用于接纳诸如铆钉、螺栓或轴等的紧固元件，从而能够安装换热器10。当安装支架44被紧固到板支架部件48上时，中心板部分80延伸越过空间或者区域58，所述空间或区域58在C形板支架部件48与换热器核心的端部之间限定。
支架板42在示例性实施例中是由厚度均匀的包覆钎料的金属板制成，该金属板的端部被弯折以形成板支架部件52。独立的支架部件44由厚度均匀的没有包覆钎料的金属板制成，形成有狭槽90，并且端部86和88弯折以形成接合部件82和84。支架板42可以由与独立的支架部件44的板材厚度不同的板材制成，在一示例性实施例中，支架部件44由更厚的材料制成以便围绕安装开口92提供额外的强度。在支架部件44没有包覆钎料的实施例中，在钎焊换热器10的过程中，钎焊材料将通常不流入安装开口92中，并且由此安装开口92不大可能被扭曲或者改变，从而提高制造公差。
在一示例性实施例中，在换热器组装过程中，将包覆有钎料的板对12和翅片34交替地叠置在一起以形成核心14。最终的翅片34和安装支架板42然后被加在核心14的一个或者两个端部上，之后在支架板42的支架形成端部48上将安装支架部件44摩擦配合安装到位。然后将整个换热器10放置到一钎焊炉中以将元件钎焊到一起。
图10示出了根据示例实施例的另一安装支架40′。该支架40′与支架40类似，但安装支架40′不包括用于固定到核心14的底部或顶部端部上的长的板部分，但包括用于与相应的板对12的端部接合的第一和第二端部68、98。因此端部98与上述端部68类似，并且包括中心部分70，该中心部分被用于接纳板对16的端部的两个凸缘72包围。
图11示出了根据示例实施例的另一安装支架40″。该支架40″与支架40类似，但在支架40″中，围绕独立的支架部件44的中心板部分80的接合部件82、84已被侧壁100所替代。尤其是，在支架40″中，围绕中心部分80的至少三个周边末端部分在一个共同方向被折叠，从而从该中心部分80以大体直角延伸以围绕独立支架部件44的至少三个侧边形成侧壁100。在板支架部件48中，在每个板部分48、52和56中设置有偏移的突片98，以便提供用于与独立的支架部件44的侧壁100接合的接合部件。因此可见，在本发明不同的实施例中可以使用不同的接合结构来将独立的支架部件44和板支架部件48紧固到一起，如预钎焊。
最后要明白，虽然这里图示和描述了本发明的多个优选实施例，但应该理解可以在部件的尺寸和形状上作出多种修改。在一些示例性实施例中，可以用金属以外的材料制造元件。而且尽管公开的内容首要涉及换热器领域，本发明的安装支架可以与使用板对的任何其他流体处理装置联合使用，例如冷凝器、过滤设备、燃料电池以及燃料重整器或处理器。
本发明的上述实施例旨在仅作为示例。本领域的技术人员可以在不脱离后附权利要求书所限定的本发明保护范围的情况下对特定的实施例进行修改和变形。

Claims (17)

1.一种用于换热器的安装支架，包括：
长的、平坦的板，该平坦的板具有用于安装到换热器核心上的平面中心部分，所述平坦的板在该平面中心部分的第一端部处被成形以形成第一支架部件，该第一支架部件从平面中心部分延伸出并且具有一远端以在与该平面中心部分间隔开的位置处接合所述换热器，所述第一支架部件至少部分地包围一开口；以及
独立于第一支架部件形成并且安装到该第一支架部件上的第二支架部件，该第二支架部件具有中心板部分，该中心板部分至少部分地越过被所述第一支架部件至少部分地包围的所述开口而延伸，所述中心板部分限定有穿过该中心板部分的安装开口。
2.如权利要求1所述的安装支架，其特征在于，所述平坦的板在所述平面中心部分的第二端部处成形以形成与第一支架部件相同并与第一支架部件相对的第三支架部件，所述安装支架还包括与第二支架部件相同的第四支架部件，并且所述第四安装部件安装到第三支架部件上。
3.如权利要求1或2所述的安装支架，其特征在于，所述平坦的板由包覆钎料的金属制成，所述第二支架部件由未包覆钎料的金属制成。
4.如权利要求1所述的安装支架，其特征在于，所述第二支架部件由厚度大于所述平坦的板的板材制成。
5.如权利要求1所述的安装支架，其特征在于，所述第二支架部件包括接合部件，该接合部件从所述中心板部分向外延伸并且与第一支架部件接合，从而将第二支架部件紧固到第一支架部件上，所述接合部件包括第一接合部件和更长的第二接合部件，所述第一接合部件具有用于与第一支架部件的内侧表面接合的端部，所述第二接合部件具有用于与第一支架部件的至少一个边缘接合的端部。
6.如权利要求5所述的安装支架，其特征在于，所述第二接合部件端部包括还与第一支架部件的外侧表面接合的弯折部分。
7.如权利要求1所述的安装支架，其特征在于，所述第二支架部件包括从第二支架部件的中心板部分的周边区域以一角度延伸的侧壁，所述第一支架部件包括板部分，所述板部分具有形成于该板部分中用于接纳所述侧壁的部分的偏离突片部件。
8.如权利要求1所述的安装支架，其特征在于，所述第一支架部件具有C形的结构。
9.如权利要求1所述的安装支架，其特征在于，所述平坦的板在一个端处具有穿过该平坦的板形成的流动孔口，该平坦的板的另一端部是封闭的。
10.一种换热器，包括：
叠层式管核心，该叠层式管核心包括多个叠置的长的管部件，所述管部件均限定出内部流体通道并且具有与该内部流体通道连通的间隔开的入口开口和出口开口，所述叠层式管核心包括与所述入口开口连通的入口歧管以及与所述出口开口连通的出口歧管，用来使流体穿过所述管部件流动；以及
安装支架，包括：(i)安装到所述叠层式管核心上的长的、平坦的安装支架板，该安装支架板包括平面中心部分，并且在该平面中心部分的第一端部处被成形以形成第一支架部件，该第一支架部件从所述平面中心部分延伸出并且具有一远端以在与该平面中心部分的所述第一端部间隔开的位置处接合所述叠层式管核心，所述第一支架部件部分地包围与所述叠层式管核心的一侧相邻的第一支架部件区域；以及(ii)安装到所述第一支架部件上的第二支架部件，该第二支架部件具有至少部分地越过所述第一支架部件区域延伸的中心板部分，所述中心板部分具有穿过该中心板部分形成的安装开口。
11.如权利要求10所述的换热器，其特征在于，所述第一支架部件的远端包括中心区域和凸缘部分，所述中心区域的宽度对应于所述管部件中的一个管部件的端部的宽度，所述凸缘部分以直角从所述中心区域的相对侧边缘开始延伸并且在与所述中心区域一起限定出一通道，所述一个管部件的所述端部被接纳在所述通道中。
12.如权利要求10所述的换热器，包括在所述叠层式管核心的一端部处的最终管部件以及位于所述最终管部件上的翅片，其中所述安装支架板包括与所述安装支架板的平面中心部分偏离预定距离的偏离端部部分，所述安装支架板的平面中心部分与所述翅片接触，所述偏离端部部分与所述最终管部件的相应端部部分接触，所述第一支架部件从所述偏离端部部分中的一个延伸出。
13.如权利要求12所述的换热器，其特征在于，所述预定距离等于所述翅片的高度的一半。
14.如权利要求13所述的换热器，其特征在于，所述管部件各具有定位在其形成入口歧管和出口歧管的相对端部处的匹配端部凸起，所述安装支架板的端部部分与所述最终管部件的相应端部凸起相接触。
15.如权利要求14所述的换热器，其特征在于，安装支架板的一个端部部分具有穿过其中的流动开口，所述流动开口与所述入口歧管和出口歧管中的一个连通，并且安装支架板的另一端部部分是封闭的。
16.如权利要求10至15中任一项所述的换热器，其特征在于，所述第一支架部件为C形。
17.一种制造换热器的方法，包括以下步骤：
提供换热器核心，该换热器核心包括多个包覆钎料的叠置管部件；
提供长的、平坦的板，该平坦的板具有用于安装到换热器核心上的平面中心部分，所述平坦的板在该平面中心部分的第一端部处被成形以形成第一支架部件，该第一支架部件从平面中心部分延伸出并且具有一远端以在与该平面中心部分间隔开的位置处接合所述换热器，所述第一支架部件至少部分地包围一开口，所述第一支架部件由包覆钎料的金属制成；
将该第一支架部件连接到所述换热器核心上；
提供独立于第一支架部件形成并且安装到该第一支架部件上的第二支架部件，该第二支架部件具有中心板部分，该中心板部分至少部分地越过被所述第一支架部件至少部分地包围的所述开口而延伸，所述中心板部分限定有穿过该中心板部分的安装开口，所述第二支架部件由未包覆钎料的金属制成，并且具有用于与第一支架部件接合的接合部件；
将所述接合部件连接到所述第一支架部件上；以及
将所述第二支架部件炉中钎焊到所述第一支架部件上。
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