CN204188025U - 一种板式结构的热交换器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种板式结构的热交换器，尤其用于机动车，其具有多个用来形成第一、第二和/或第三流动路径的板片组，其中在相邻的板片组之间形成用于第四流动路径的空间区域，该板片组由至少一个具有第一和第二板片的板片对构成，以便形成第一流动路径和第二流动路径，其中第三板片与第一板片中的一个或第二板片中的一个配合设置，以便形成第三流动路径。

Description

一种板式结构的热交换器
技术领域
本实用新型涉及一种板式结构的热交换器，尤其用于机动车，其具有多个用来形成第一、第二和/或第三流动路径的板片组，其中在相邻的板片组之间形成用于第四流动路径的空间区域。 
背景技术
为实现不同的目的，在机动车中大量热交换器。因此在空调设备中应用蒸发器，以便通过蒸发位于蒸发器的流动路径中的冷却介质，来冷却通过流动路径流经蒸发器的空气，因此能够在机动车内部空间中调节温度和除湿。为此，已知扁管结构和板式结构的蒸发器。 
在机动车中最近的主要趋势是，降低机动车的燃料消耗以及由此引起的CO2排放。这一点在具有内燃机的机动车中还通过以下方式得以实现，即在临时停车时(例如车辆在交通信号灯时停车)或在类似情况下，将车辆的内燃机关闭。一旦通过操纵油门踏板或离合器踏板将车辆再次激活并启动，则内燃机自动地打开。该技术也称为启停技术。这种启停技术已经应用在低耗能的机动车中。在市面上常见的机动车空调装置中(其具有根据冷蒸气工艺的制冷循环)中，制冷循环的压缩机通常通过由机动车驱动，该机动车是由皮带传动马达驱动的。在马达静止时，空调装置由于压缩机驱动器停止而不能再称为制冷装置。因此如果在启停模式中关闭马达，则机动车无法制冷，且不能为机动车内部空间的冷却提供冷却能力。这种情况的后果是，空调装置的蒸发器相对较快地加热，通过蒸发器流动的空气只能稍微地冷却或冷却得不够。其后果一方面是，车辆内部空间的温度上升并且影响了车辆乘客的舒适度。 
在机动车空调装置中，除了降温以外还会进行除湿过程，因为存在于空气中的湿气在蒸发器上冷凝并且通过冷凝物出口从车辆中排出。因此流经蒸发器的空气被除湿，并且在干燥状态下进入车辆内部空间中。在激活启停模式的情况下，不能再充分地对进入机动车内部空间中的空气进行除湿，因此 在激活的启停模式中机动车内部空间中的空气湿度会增大。一方面，这会引起湿度增大而让车辆乘客觉得不愉快且不舒服。 
为了避免或延缓该温度和湿度上升的过程，已研发出所谓的存储器-蒸发器，它除了原本的蒸发功能以外还包含蓄冷介质，该蓄冷介质从流经激活启停模式的蒸发器的空气中抽出热量，并且对该空气持续进行冷却和除湿。 
该存储器蒸发器例如已由DE 102006028017已知。在此，在该文献中公开的存储器蒸发器由两个单独的热交换器模块(蒸发器部件和存储器部件)构成，它们以不同的制造工艺制成并且在钎焊工艺之前才彼此连接，随后被钎焊成一个单元。在此，该主要蒸发器由两列扁管构成，它们在空气方向上依次设置，并且存储器部件在空气方向上接在这两列扁管后面。该存储器部件在此由双列管构成，其中两个管子交错地彼此插入，其中制冷剂在内管的内腔中穿流，并且蓄冷介质设置在外管和内管之间的中间腔中。与之相关的制造工艺是复杂而又昂贵的，因为许多不同的部件必须相互协调、接合和校正，以便制造出功能良好的热交换器。具有遮盖的管子入口的双管尤其证明是相当复杂的，零件数量非常多，同时不同零件的数量也很多，由于众多的零件数量，能否符合公差对于加工能力来说是一大挑战。相反，这意味着提高了泄露的风险，因此除了零件成本以外，还具有废品率提高的风险。 
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种板式结构的热交换器，它能够简单地制成，且与由现有技术已知的热交换器相比只需更少的成本，同时降低了复杂度和废品率。 
这一点借助一种板式结构的热交换器得以实现，据此以板式结构提供了尤其用于机动车的热交换器，其具有多个用来形成第一、第二和/或第三流动路径的板片对，其中在相邻的板片对之间形成用于第四流动路径的空间区域，该板片组由至少一个具有第一和第二板片的板片对构成以形成第一流动路径和第二流动路径，其中第三板片与第一板片中的一个或第二板片中的一个配合设置以形成第三流动路径。通过该板式结构，不必将扁管交织地接插，从而简化了制造工艺。借助根据本实用新型的热交换器，可创造出用于多个流体的热交换器，这些流体参与热传递。因此创造出一种热交换器，它可作为存储器蒸发器来运行，其中在该热交换器中致冷剂在第一和第二流动路径中 流动，蓄冷介质设置在第三流动路径中并且待冷却的空气通过第四流动路径流动。但作为备选的实施例，加热器还可设置为加热存储器，其中传输热量的流体(例如内燃机的冷却介质)在第一和第二流动路径中流动，蓄热介质设置在第三流动路径中并且待加热的空气通过第四流动路径流动。 
根据本实用新型适宜的是，热交换器的这些板片至少部分地具有孔口和/或盆状物作为连接和接合区域，并且在连接区域之间具有形成通道的结构(如压印)，以便形成流动路径。那么这一点优选可通过冲压或深拉伸制成，因此盆状物以及形成通道的结构都由平的板材或平的带材冲压或拉伸而来。在此工艺或模具中还可冲出孔口。 
在此有利的是，该板片组的第一板片在两个相对而置的端部区域中分别具有两个连接区域作为第一和第二流动路径的入口和/或出口，并且在两个连接区域之间分别设置形成通道的结构，以便形成第一和第二流动路径，其中在第一板片的相对而置的端部上还设置有两个孔口和/或盆状物，以便与第三流动路径相连。如果该板片大致构成为矩形，则该板片设置有两个短边和两个长边。那么有利的是，第一板片的各连接区域设置在两个相对而置的短边上。在此，构成为流动路径的结构的第一和第二流动路径则大致在长边方向上定向。因此，能够为穿流的流体(例如致冷剂)产生相对较长的第一和第二流动路径，并且为空气产生相对较短的第四流动路径。这减少了空气的压差，并且减少了蒸发器中的空气的噪音。 
在此还有利的是，该板片组的第二板片在两个相对而置的端部区域中分别具有两个连接区域作为第一和第二流动路径的入口和/或出口，并且在两个连接区域之间分别设置形成通道的结构，以便形成第一或第二流动路径，其中在第一板片的相对而置的端部上还设置有两个孔口和/或盆状物，以便与第三流动路径相连。 
在此尤其有利的是，第二或第一流动路径的两个连接区域之间未设置形成通道的结构或者设置有体积改变或减少的形成通道的结构。这一点是有利的，因为第三流动路径能够设置在此区域中，而不会明显干扰地影响第一或第二流动路径。 
在此有利的是，第三板片与第二板片这样连接，使得第三板片在没有形成通道的结构的情况下设置在该板片区域中，或者借助体积改变或减少的形成通道的结构设置在该板片区域中，并且构成第三流动路径，并且具有孔口 和/或盆状物，所述孔口和/或盆状物(作为入口或出口)与第二板片的第三流动路径的孔口和盆状物相通。这一点是有利的，因为第三流动路径能够设置在此区域中，而不会明显干扰地影响第一或第二流动路径。 
有利的是，这三个流动路径的连接和接合区域这样设置，即每个流动路径的连接和接合区域分别基本上并排地设置在板片或板片组的相对而置的端部上。 
还有利的是，第三流动路径的连接和接合区域设置在第一和第二流动路径的连接和接合区域之间。这可实现接口的均匀布置，因为第三流动通道的接口一定能够保持得比另两个流动通道的接口更小。 
备选地适宜的是，第三流动路径的连接和接合区域设置在第一和第二流动路径的连接和接合区域的旁边。 
还有利的是，第一和/或第二和/或第三板片的构成为盆状物的连接和接合区域和/或形成通道的结构就第一和/或第二和/或第三流动通道而言在垂直于板片平面的方向上分别构造得一样深。其效果是，流动通道能够就其深度而言与要求相适应，因此例如第一和第二流动通道在流动横截面中能够构造得相同。 
有利的是，第一和/或第二和/或第三板片的构成为盆状物的连接和接合区域和/或形成通道的结构就第一和/或第二和/或第三流动通道而言在垂直于板片平面的方向上这样构成，即就第二和第三流动路径而言第一板片的形成通道的结构的深度大于或小于第二板片和/或第三板片的形成通道的结构的深度。其效果是，流动通道能够就其深度而言与要求相适应，因此例如第一和第二流动通道在流动横截面中能够构造得比第三流动通道更大。 
通过下面的附图描述描述了其它有利的构造方案。 
附图说明
下面以至少一个实施例为基础并且借助附图详细地阐述了本实用新型。其中 
图1示出了根据本实用新型的热交换器的第一实施例； 
图2示出了根据图1的细节放大图； 
图3示出了热交换器的板式结构； 
图4示出了热交换器的板式结构； 
图5示出了热交换器的板式结构； 
图6示出了热交换器的板式结构； 
图7示出了热交换器的板式结构； 
图8示出了热交换器的板式结构； 
图9示出了热交换器的板式结构； 
图10示出了热交换器的板式结构； 
图11示出了热交换器的板式结构的剖面图； 
图12示出了热交换器的板式结构的剖面图； 
图13示出了热交换器的板式结构的剖面图； 
图14示出了热交换器的板式结构的剖面图； 
图15示出了热交换器的板式结构的剖面图；以及 
图16示出了热交换器的板式结构的剖面图。 
具体实施方式
图1示出了热交换器1，它设置有上方的第一收集器2和下方的第二收集器3，它们设置在热交换器的两个相对而置的端部区域中并且在横向方向上延伸，该热交换器还具有模块4，其中构成由板片形成的模块网，这些板片组接成板片组，其中多个板片组5并排设置，以便形成热交换器的网。在两个各自相邻的板片组5之间设置有空间区域6，它用作例如空气穿流该热交换器的通道。该空气方向通过箭头26标出。在所述的空间区域中还可设置肋条(例如波纹肋条)，以便改善热传递。 
如同所示的一样，上方收集器以及下方收集器也由基本上三个流动通道构成，它们通过三个连接支管7、8、9标出。收集器的流动通道在横向方向上在热交换器的上面和下面延伸。在收集器之间设置有流动通道，它们划分为第一、第二和第三流动通道10、11、12。流动通道12设置在相对而置的连接区域8之间，流动通道11设置在相对而置的连接区域9之间，并且流动通道10设置在相对而置的连接区域7之间。 
如同图3所示的一样，板片组由第一板片13、第二板片14和第三板片15构成。还如同图4所示，第一板片13在其上方窄边上具有三个连接和接合区域7、8、9，其中这些连接和接合区域还设置在板片13的下方的相对而置的窄边上。在此，这些连接和接合区域7和9构成为盆状物，它从板片的平 面上在与之垂直的方向上突出来。连接和接合区域8同样可以有利地构成为盆状物，但如同图3或图4所示的一样，它们还可构成为无盆状物的孔口。 
在连接和接合区域7或9之间在板片的上方和下方端部区域上设置有形成通道的结构18、17，它们将构成为盆状物的连接和接合区域分别与流动通道连接起来。在此，形成通道的结构16构成第一流动通道，而形成通道的结构17构成第二流动通道。如同所示的一样，第二板片14同样在短边的上方和下方端部区域上具有两个盆状物18、19，其中还设置有孔口25，以使第三介质流经第三流动通道。第二板片14的连接和接合区域18又借助形成通道的结构20彼此相连。在第一和第二板片13、14彼此相连的情况下，该形成通道的结构20与形成通道的结构16共同作用，以形成第一流动通道。如果这两个板片13和14彼此连接，则产生第一流动通道和第二流动通道，该第一流动通道通过形成通道的结构16和20构成，该第二流动通道由形成通道的结构17构成。从中得出，当两个板片13、14相连时，第一流动通道具有比第二流动通道更大的垂直于板片平面的深度。第一流动通道由形成通道的结构(如压印16和20)构成，其中第二流动通道只由形成通道的结构17构成，因为在第二板片中在盆状物19之间未设置形成通道的结构。这些形成通道的结构优选是板片上的压印，它们形成隆起并因此形成通道。 
此外还可看到的是，另一板片15平放在第二板片14上并且与之紧密地相连。在此，板片15与板片14在其平的区域中形成流动通道17，因为流动通道17设置在上方接口和下方接口22之间，并且板片15设置在平的区域21上，该平的区域设置在第二板片14上。板片15的连接区域22(其例如构成为盆状物或卷边)这样构成，即它与第一或第二板片的孔口25和孔口8在水平方向上是大致齐平的。 
如同所示的一样，第一板片13和第二板片14具有突出的环绕的边缘，这两个板片能够借助该边缘彼此紧密地钎焊。板片15还具有环绕的边缘23，板片14能够借助该边缘钎焊在板片14的平的区域21上。 
图3示出了，第一板片13、第二板片14和第三板片15能够相对彼此设置，并且还能够彼此相连。 
图4示出了由彼此相连的第一、第二和第三板片13、14、15构成的板片组，其中左半个附图从第二和第三板片14、15的侧面示出了该板片组，而右半个附图能够从第一板片13开始观察该板片组。 
图5示出了由第一、第二和第三板片13、14、15构成的三个板片组的连接，其中前视图分别相当于第一板片13，并且随后在它上面连接着板片14，从板片15只可看到构成为卷边的盆状物22。 
图5示出了板片13和14的盆状物的连接的布局，它们重叠钎焊地从板片对13、14上突出来，其中相邻的板片对13、14与这些盆状物相互邻接地液密地钎焊在一起。在这盆状物7和9之间设置有连接盆状物22，其中该连接盆状物在轴向方向上比第一板片的盆状物7、9并且比第二板片的盆状物18、19设置得更深，因为第一板片在过渡处8的区域中没有盆状物。因此，第三板片的盆状物22基本上必须具有盆状物7和18或9和19的深度的总和。 
图6示出了由第一板片13、第二板片14和第三板片15构成的三个板片组的布局，其中从第三板15上分别只可看到卷边22。 
第一和第二板片13、14借助其环绕的边缘彼此贴靠在一起。第一板片的卷边7、9朝前突出，其中第三板片的卷边22朝后突出地冲压。第二板片14的朝后伸出的卷边或盆状物位于它们之间，但该卷边或盆状物在此立体图中不可看到。但还明显的是，这些卷边或盆状物22是制冷剂盆状物的两倍高。图4示出了，第三板片15的朝后伸出的盆状物22约为第一和第二板片13、14的盆状物的两倍高。 
还可看到，第一板片13、16的形成通道的结构从盆状物7、9开始扩展到第一板片的约一半宽度上，并且在第一板片的孔口8的区域中具有楔状的凹槽，因此第一板片13与第三板片15的盆状物能够在此区域中钎焊。 
图7至10示出了第一、第二或第三板片13、14、15在两个不同实施方案中的造型，其中在图7和8中第一、第二和第三板片13、14、15的盆状物是一样深或一样长的，但在图9和10的实施例中第三板片15的盆状物22为第一和第二板片13、14的盆状物7、9两倍深，其中第一板片在第三板片的连接区域中没有盆状物。为此，盆状物7、9与第三板片15的盆状物24一样深。在图9中可看到，盆状物7和盆状物9大致只具有第三板片15的盆状物22的一半深。 
图11至14示出了板片组的剖面，其中图11和12示出了板片组的剖面，该剖面在图7至9中约在盆状物7、9的中间沿着线I-I剖开，并且是在盆状物22或24的下方剖开。 
图11从侧面示出了由第一板片13、第二板片14和第三板片15构成的三 个板片组的布局，从该侧面可看到第二板片和第三板片。在此通过板片的盆状物的相互贴靠，示出了三个这样的板片组。可看到，第一板片的盆状物7、9基本上具有与第二板片的盆状物18、19一样的深度。第三板片的盆状物不可见。在此，只可看到第三板片的形成通道的结构15的区域。 
图12从另一侧示出了与图11具有相同造型的板片13、14、15，因此在图12中视线似乎在第一板片13上。图13和14示出了根据图9的板片结构的剖面，但是是在根据线II-II穿过卷边22的中间的高度上。 
与线I－I的剖面相比，该剖面略微更在上方，因此三个板片组现在在盆状物22中间剖开和示出。明显可看到的是，盆状物22与盆状物19或9或7以及18相比具有双倍的深度。其效果是，在板片13的与盆状物22相对而置的侧面上未设置盆状物，因此该盆状物22的远侧端部在相对而置的侧面上与第一板片13直接接触，而无需中间连接与之相关的盆状物。 
在图14中可明显地看到，在第一板片13的侧面上没有盆状物。 
图15和16示出了根据图6的板片组的布局的剖面图，其中这些板片组是在板片的中间剖开的。图6示出了图5的在板片组中间的区域的具体细节。 
图15从第一板片13的一侧上示出了板片组，其在背侧设置有板片14并且在其右侧上还设置有板片15。第一流动路径30设置在板片13的通道状的结构31和板片14的通道状的结构32之间。第二流动路径33由板片13的通道状的结构34和第二板片的平的板片面35构成。第二板片在此区域中优选是平的，但它也可具有一定的结构。 
第三流动路径36通过第二板片的壁状结构(Umwandung)35和第三板片15的通道状结构37构成。 
如同在图16中可看到的一样，第一流动路径30设置在第一和第二板片之间。第二流动路径33与之相邻地同样设置在第一和第二板片之间，其中第三流动路径36设置在第二板片和第三板片之间。第一流动路径的扩展基本上相当于第二流动路径的扩展加上第三流动路径的扩展连同第二板片的壁厚。 
在图9和10的实施例(其具有板片15的延长的卷边22)中，板片13中的截面99大于卷边22的直径，因此当两个板片组13、14、15相互重叠地钎焊时，该卷边22不与板片13接触，而是与板片14接触，板片15从另一侧钎焊在该板片14上。因此，如果在钎焊的板片之间在卷边22区域中出现泄露，则该泄露只在通道(其在板片14和15之间)以及外腔之间出现，其它 的通道不会因此受到牵连和影响。 
附图标记列表 
1   热交换器 
2   上方收集器 
3   下方收集器 
4   模块 
5   板片组 
6   空间区域 
7   连接支管、连接区域 
8   连接支管、连接区域 
9   连接支管、连接区域 
10  流动通道 
11  流动通道 
12  流动通道 
13  第一板片 
14  第二板片 
15  第三板片 
16  形成通道的结构 
17  形成通道的结构 
18  连接支管、连接区域、盆状物 
19  连接支管、连接区域、盆状物 
20  形成通道的结构 
25  孔口 
21  平坦区域 
22  连接区域，盆状物 
23  环绕的边缘 
24  盆状物 
25  孔口 
26  箭头、空气方向 
30  流动路径 
31  形成通道的结构 
32  形成通道的结构 
33  流动路径 
34  形成通道的结构 
35  平的板片面 
36  流动路径 
37  形成通道的结构 
99  孔口的直径 

Claims (13)

1.一种板式结构的热交换器，其具有多个用来形成第一流动路径、第二流动路径和/或第三流动路径的板片组，其中在相邻的板片组之间形成用于第四流动路径的空间区域，该板片组由至少一个具有第一板片和第二板片的板片对构成以形成第一流动路径和第二流动路径，其特征在于，第三板片与第一板片中的一个或第二板片中的一个配合设置以形成第三流动路径。 
2.根据权利要求1所述的板式结构的热交换器，其特征在于，这些板片具有孔口和/或盆状物作为连接和接合区域，并且在连接区域之间具有形成通道的结构，以便形成流动路径。 
3.根据权利要求2所述的板式结构的热交换器，其特征在于，所述形成通道的结构是压印。 
4.根据权利要求1所述的板式结构的热交换器，其特征在于，该板片组的第一板片在两个相对而置的端部区域中分别具有两个连接区域以作为第一流动路径和第二流动路径的入口和/或出口，并且在两个连接区域之间分别设置形成通道的结构以形成第一流动路径和第二流动路径，其中在第一板片的相对而置的端部上还设置有两个孔口和/或盆状物以与第三流动路径相连。 
5.根据权利要求1所述的板式结构的热交换器，其特征在于，该板片组的第二板片在两个相对而置的端部区域中分别具有两个连接区域以作为第一流动路径和第二流动路径的入口和/或出口，并且在两个连接区域之间分别设置形成通道的结构以形成第一流动路径或第二流动路径，其中在第一板片的相对而置的端部上还设置有两个孔口和/或盆状物以与第三流动路径相连。 
6.根据权利要求5所述的板式结构的热交换器，其特征在于，在第二流动路径或第一流动路径的两个连接区域之间未设置有形成通道的结构或者设置有体积改变或减少的形成通道的结构。 
7.根据权利要求1所述的板式结构的热交换器，其特征在于，第三板片与第二板片这样连接，使得第三板片在没有形成通道的结构的情况下设置在该板片区域中，或者借助体积改变或减少的形成通道的结构设置在该板片区域中，并且构成第三流动路径，并且具有孔口和/或盆状物，所述孔口和/或盆状物作为入口或出口与第二板片的第三流动路径的孔口和盆状物相通。 
8.根据权利要求1所述的板式结构的热交换器，其特征在于，这三个流 动路径的连接和接合区域这样设置，即每个流动路径的连接和接合区域分别基本上并排地设置在板片或板片组的相对而置的端部上。 
9.根据权利要求1所述的板式结构的热交换器，其特征在于，第三流动路径的连接和接合区域设置在第一流动路径和第二流动路径的连接和接合区域之间。 
10.根据权利要求1所述的板式结构的热交换器，其特征在于，第三流动路径的连接和接合区域设置在第一和第二流动路径的连接和接合区域的旁边。 
11.根据权利要求1所述的板式结构的热交换器，其特征在于，第一板片和/或第二板片和/或第三板片的构成为盆状物的连接和接合区域和/或形成通道的结构就第一流动通道和/或第二流动通道和/或第三流动通道而言在垂直于板片平面的方向上分别构造得一样深。 
12.根据权利要求1所述的板式结构的热交换器，其特征在于，第一板片和/或第二板片和/或第三板片的构成为盆状物的连接和接合区域和/或形成通道的结构就第一流动通道和/或第二流动通道和/或第三流动通道而言在垂直于板片平面的方向上这样构成，即就第二和第三流动路径而言第一板片的形成通道的结构的深度大于或小于第二板片和/或第三板片的形成通道的结构的深度。 
13.根据权利要求1所述的板式结构的热交换器，其特征在于，所述板式结构的热交换器用于机动车。 
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