CN208952767U - 用于热交换器的底板以及热交换器 - Google Patents

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Abstract

一种热交换器的底板,所述热交换器实施为壳体结构并用于彼此交换热的至少两个流体,该底板具有环绕材料凸起,该环绕材料凸起由底板的材料一体地形成,形成用于热交换器的管壳的容纳部并且至少部分地限界该容纳部。该底板可以至少在环绕材料凸起的区域中在与环绕材料凸起相反的相反侧上以平面方式构造,使得当热交换器例如借助其底板被附接到另外的部件时,能够由于底板的相反侧的平面构造而改进附接点的密封。

Description

用于热交换器的底板以及热交换器
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年3月7日提交的德国专利申请第10 2016 002 621号的优先权,该申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及一种热交换器的底板,所述热交换器实施为壳体结构,用于彼此交换热的至少两个流体。此外,本发明涉及用于制造这种底板的方法,并且涉及具有该底板的采用壳体结构的热交换器。
背景技术
在热交换器实施为壳体结构的情况下,实施为壳体结构的热交换器芯通常固定到底板上,或者被钎焊到底板上,底板配备有不同的特征部且因此解决不同的问题。在这种情况下,特别是当底板被钎焊到实施为壳体结构的热交换器芯时,通常在底板到实施为壳体结构的热交换器芯的钎焊部的周边区域中发生材料失效。这种材料失效尤其可能导致延伸到热交换器芯中的扩展裂纹,使得热交换器可能经历泄漏。为了减少这种材料失效,使用了各种策略,其中还必须始终考虑到底板的稳定性和机械承载能力。
在WO2011 011 861 A1中描述的用于实施为壳体结构的热交换器的底板具有环绕材料凸起,该环绕材料凸起形成在板表面中并且形成用于热交换器的管壳的容纳部。在这种情况下,通过深拉形成底板中的材料凸起,使得在底板的与材料凸起相反的相反侧上形成环绕的凹陷。因此,底板在材料凸起的相反侧上、主要是在材料凸起的区域中以不均匀方式构造,使得当底板被连接到其它部件时,可能发生密封缺失,或者接触表面的密封、主要是在材料凸起的区域中的密封变得更困难。
发明内容
本发明针对的问题是对底板、制造该底板的方法以及具有该底板的热交换器提出一种改进的或至少替代的实施例,所述实施例的区别特征尤其在于底板的附接侧的平坦构造和底板的附接侧的相关改进的密封能力。
因此,在本发明的一个方面中,提出了一种热交换器的底板,该热交换器实施为壳体结构,用于彼此交换热的至少两个流体,底板具有环绕材料凸起,该环绕材料凸起由底板的材料一体地形成且形成用于热交换器的管壳的容纳部,并且至少部分地限界容纳部。
在这种情况下,底板可以在与环绕材料凸起相反的相反侧上至少在环绕材料凸起的区域中以平面方式构造。
有利地,由于与环绕材料凸起相反的相反侧在环绕材料凸起的区域中以平面方式构造,所以可以实现底板相对于其它部件的改进的密封能力。由于在这种情况下,环绕材料凸起以实体方式构造,因此底板附加地具有优秀的稳定性,因为以实体方式构造的环绕材料凸起至少在环绕材料凸起的区域中附加地加强了底板。另外,环绕材料凸起形成用于热交换器或热交换器芯的管壳的容纳部,因此布置在容纳部中的管壳和底板的组合的特征在于减少的材料失效。
这里,具有壳体结构的热交换器被理解为由彼此嵌套且随后被钎焊在一起的各个管壳形成的热交换器。由于管壳的构造,在管壳之间形成腔体,相应的流体流过作为流体导管的所述腔体。
通过由管壳形成的穹顶部确保流体到相应的流体导管中的注入,使得在彼此交换热的两个流体情况下,实施为壳体结构的热交换器对于在各情况下一个所采用的流体具有至少一个流出穹顶部和至少一个流入穹顶部。
在热交换器的底板的基础上,这种具有壳体结构的热交换器通常被构造成使得底部管壳被钎焊到底板上,多个管壳插入到所述底部管壳中,其中管壳通常以端管壳且可选地以插入到端管壳中的端板终止。在这种情况下,根据当前的现有技术,通常以更稳定方式来构造至少底部管壳和端管壳,可选地使其具有比其余管壳更大的材料厚度,以便也确保热交换器在管壳堆叠方向上的端侧稳定性。
有利地,利用根据本发明的底板,可以实现高的端侧稳定性,使得不再需要特别加强的底部管壳。因此,当使用根据本发明的底板时,可以省去底部管壳,因此通常的管壳可以插入到底板的容纳部中。这有利地导致生产费用的减少,因为可以省去专用的底部管壳,因此也可以省去用于制造这种底部管壳的专用工具。因此,这种热交换器可以以结构上更简单且更成本有效的方式生产。
这里,管壳被理解为以壳状方式形成的片材,其可以具有不同形状,例如圆形、椭圆形、矩形、六边形等,其中,在多边形构造的情况下,角部可以以倒圆方式构造。原则上,这种管壳具有底表面,该底表面以在周向方向上由向上翻起部围绕的方式形成,所述向上翻起部优选由底表面的材料形成。在这种情况下,周向方向被理解为沿着围绕底表面的向上翻起部的方向。
流体被理解为液体或气体,及它们的混合物,其流过热交换器的流体导管并且经由管壳形成的壁彼此交换热。在这种情况下,相应的流体可以是油、润滑剂、冷却剂、低温冷却剂,水溶液、含空气的气体混合物等的形式。
这里,材料凸起被理解为从底板的底表面的水平(level)隆起的材料的堆积,其中材料的堆积水平高于底板的底表面的水平。术语“环绕”应理解为意指材料凸起采用可以插入或布置第一管壳的容纳部的方式的构造。
平面构造应理解为意指底板的与环绕材料凸起相反的相反侧的表面基本上位于平面中,至少在环绕材料凸起的区域中是这样。优选地,在这种情况下,底板的与环绕材料凸起相反的整个相反侧以平面方式构造,其中平面构造可以由例如孔道或其它开口中断。同样可以设想,平面构造以紧固元件等中断,所述紧固元件等从环绕材料凸起的相反侧的底表面突出。
此外,底板的材料可以包括具有不同化学成分的至少两个层。有利地,由于在底板中使用多层材料,可以形成底板的多功能性。因此,例如可以设想,底板的一层是钎焊料的形式,使得借助于钎焊层,可以钎焊热交换器的各个部件。作为另外的层,可以使用例如具有高耐腐蚀性的材料,使得底板至少在其表面上具有高耐腐蚀性。
这里,铝合金或不锈钢合金被用作底板的基础材料。通常,6000、 4000或3000系列的铝合金用于热交换器的各个部件,其中较软的合金用于管壳,而较强的合金用于底板。
此外,环绕材料凸起可以具有在环绕方向上部分中断的构造。有利地,由于环绕材料凸起的这种中断构造,可以节省材料而结果上基本不会损害底板的稳定性。另外,通过部分中断的构造,可以形成适合于管壳的容纳部,所述容纳部能够至少有助于底板和第一管壳的组合的稳定性,并且能够有助于更少的材料失效。在这种情况下,第一管壳可以构造为底部管壳。在这种情况下,环绕方向被理解为沿着环绕材料凸起的方向。
此外,环绕材料凸起可以在环绕方向上以封闭方式构造。有利地,由于这种封闭构造,底板与第一管壳的至少周边密封钎焊部可以形成在与第一管壳的钎焊组合件中。这有利地还可以导致由底板和第一管壳构成的钎焊组合件的更大稳定性,并且还使得更少频繁发生材料失效。
此外,环绕材料凸起可以构造为具有垂直于环绕方向定向的梯形横截面轮廓。有利地,由于环绕材料凸起的这种梯形构造,可以建立环绕材料凸起的更大稳定性且伴随地建立底板的增大稳定性,其中由于梯形构造,另外可以以更简单方式进行底板的制造。由于该梯形结构,底板可以更易于从生产模具脱模。
这里,梯形横截面轮廓被理解为基本具有梯形形状的横截面轮廓,其中梯形的从底板的底表面突出的短底边也可以采用圆化或尖头形状。在这种情况下,梯形可以以对称或不对称方式构成,或者构造为直角梯形。
此外,环绕材料凸起可以具有90°至135°的内角。在这种情况下,还可以设想,内角为91°至130°,可选地为91°至120°,例如 91°至110°,特别是91°至105°。有利地,由于内角的这种构造,可以改进底板的制造过程,特别是在更容易脱模方面,并且可以实现底板到第一管壳的优化钎焊,因为管壳的向上翻起部通常同样以倾斜方式形成。
这里,环绕材料凸起的内角被理解为内部底表面相对于环绕材料凸起的向内定向表面或者相对于垂直于环绕方向定向的横截面轮廓的向内定向侧边所采用的角度。
此外,环绕材料凸起可以具有90°至135°的外角。在这种情况下,还可以设想,外角为91°至130°,特别是91°至120°,可选地 91°至115°,特别是91°至110°。有利地,由于这种形式的外角,可以以更可靠且更简单的方式配置生产过程,并且通过借助于环绕材料凸起的加强,还可以实现底板的高稳定性。
这里,外角被理解为外部底表面相对于环绕材料凸起的向外定向表面或者相对于垂直于环绕定向的横截面轮廓的向外定向的侧边所采用的角度。
此外,环绕材料凸起内的内部底表面和环绕材料凸起外的外部底表面可以布置在相同的水平上。有利地,作为这种构造的结果,可以形成具有恒定材料厚度且因此伴随地具有恒定稳定性的底板,使得例如由于温度波动而产生的膨胀在整个基板上以相同方式或至少以类似的方式呈现。结果,可以减少因不同的材料厚度引起的伴随热应力。
这里,水平被理解为相应的位置关于底板的与环绕材料凸起相反的相反侧的相应高度,所述相反侧以基本平面方式构造。
此外,底板可以被构造为凸缘板,该凸缘板可以配备来自以下组中的至少一个部件:入口开口、出口开口、流入连接器、流出连接器。
有利地,由于底板被构造为凸缘板,所以底板可以配备附加的特征,特别是允许将底板或热交换器附接到另外的部件。
如果凸缘板附加地或替代地配备有入口开口和/或出口开口,则底板可以连接到下一部件,使得至少一个流体可以通过底板被供给到热交换器和/或从热交换器排出。因此,通过将底板以凸缘方式连接到另外的部件,还确保与另外的部件的流体连接。
如果流入连接器和/或流出连接器被附加地或替代地附接到底板,则可以经由底板和所布置的连接器建立流体连接。
因此,在上述情况下,底板配备有其它特征,特别是配备有到其它部件的流体联接和/或机械附接的特征。
此外,底板可以具有至少一个内部材料凸起,该内部材料凸起布置在容纳部的内部并且其水平可以低于环绕材料凸起的脊部的水平。有利地,布置在容纳部的内部的结构可以通过这种内部材料凸起形成,所述结构可以用作第一管壳相对于底板的底表面的间隔件。因此,可以在底板和插入到容纳部中的第一管壳之间形成腔体。
在这种情况下,如果所述至少一个内部材料凸起的水平保持低于环绕材料凸起的脊部的水平,则插入到容纳部中的第一管壳仍可以被充分钎焊到环绕材料凸起。
作为补充或作为替代,还可以设想,将至少一个内部材料凸起钎焊到被插入到容纳部中的第一管壳。结果,插入到容纳部中的第一管壳到底板的连接可以以加强方式构造。
这里,环绕材料凸起的脊部被理解为环绕材料凸起的区域:该区域由梯形横截面轮廓的短底边沿环绕方向限定,其中短底边也可以朝向一点渐缩或以弓形方式构造,使得脊部被构造为环绕平面表面、圆形拱形或环绕翅片或环绕边缘。
因此,可以设想,这些内部材料凸起例如被构造为窝状材料凸起,其被钎焊到插入到容纳部中的第一管壳的下侧,使得不仅第一管壳也是通过窝被牢固地连接到底板,而且在第一管壳和底板之间也形成腔体。
此外,底板可以具有至少一个加强元件,该至少一个加强元件布置在容纳部的外部并且被设置在环绕材料凸起上。有利地,由于这种加强元件,可以在准确地在通常突显频繁材料失效的区域中加强环绕材料凸起。
因此,可以设想,通过在角部区域中借助一个或多个加强元件来加强环绕材料凸起。有利地,可以防止或至少减少在热交换器的角部区域中的破裂或裂缝。
同样可以在环绕材料凸起的直线部分的区域中采用加强元件。有利地,特别是当已经使用直线部分的材料减少来节省材料时,可以在这些区域中精确地抵消由于材料减少导致的材料失效。
然而,还可以将一个或多个加强元件设置在环绕材料凸起的弓形部分的区域中,以便在流体导管中的特别地向外指向的、可能地高的内部压力作用于弧形部分的的情况下抵消材料失效。
这里,加强元件可以被构造为加强肋、材料增厚或材料堆积。通常,垂直于环绕方向确定的横向轮廓或横截面的任何部分扩大可以理解为加强元件,但是,其中通常考虑到常规的制造公差。严格地说,加强元件可以理解为环绕材料凸起的区域:与环绕材料凸起的至少在一侧上紧邻的横向轮廓或横截面相比,该区域在垂直于环绕方向确定的横向轮廓或横截面上呈现至少10%的扩大。
在本发明的另一方面中,提出了一种用于制造如上所述的热交换器的底板的方法。有利地,在该过程中可以实现上述的优点。
在这种情况下,可以通过挤出方法、特别是通过挤出和镦锻的组合来生产该底板。在这种情况下,被构造为板厚度减小的板的镦锻可以在板平面的方向上利用材料流部分进行。有利地,通过这种挤出方法,底板可以由板状半成品或坯料在一个生产步骤中制成,其中坯料或半成品可以以实体方式使用,并且具有相应的材料厚度。作为通过挤压方法进行这种大量成形的结果,可以在一个步骤中生产具有相应地高的稳定性和较低尺寸公差的底板。
这里,令人惊讶地发现,通过挤出方法,也可以对底板使用多层材料,而材料的多层结构不会由于挤压方法或在挤压方法过程中被破坏或显著地受到负面影响。
为实现底板材料的相对均匀的流动,还可以在容纳部的内部形成内部材料凸起,使得底板中要移置的材料呈现在板平面方向上的尽可能均匀的材料流速率,因为要移置的材料必须覆盖的路径具有相似的尺寸。结果,可以避免不利的剪切应力,结果在于,又可以有利地防止例如底板材料的多层性质的分裂或破坏。因此,这种内部材料凸起不仅可以确保挤出方法的改进,而且还可用于形成内部结构(该内部结构例如在操作上连接到所使用的第一管壳)、形成另外的特征(例如腔体),或者有助于与所使用的第一管壳相结合的组合的稳定性。
此外,相应的材料凸起可以特别地在一个步骤中通过厚度减小而由底板的材料制成。有利地,相应的材料凸起因此可以由底板的材料形成,使得例如甚至在相应的材料凸起的区域中也有利地确保多层构造。
在这种情况下,孔口,例如孔、入口开口、出口开口等可以通过挤出方法在一个步骤中或在形成孔口的后续步骤(例如,钻孔、铣削等)中制成。
在本发明的另一方面,提出了具有上述底板的采用壳体结构的热交换器。
结果,可以在该热交换器中实现上述的优点。
在另一方面,提出了具有通过上述制造方法制成的底板的采用壳体结构的热交换器。
结果,可以在该热交换器中实现上述的优点。
此外,容纳部的内部轮廓可以以与布置在容纳部中的管壳的外部轮廓互补的方式构造。有利地,由于插入到容纳部中的管壳的和容纳部的这种互补构造,可以在钎焊圆角的稳定性和成形方面改进钎焊过程。结果,可以实现第一管壳到底板的改进的粘合连接。
这里,互补构造被理解为相应的轮廓相对于彼此的构造,其使得在插入到容纳部中的管壳和容纳部之间形成对于钎焊过程优化的间隙,在钎焊过程中,钎焊料由于毛细力而被吸入到所述间隙中。
在这种情况下,可以在底板和布置在容纳部中的第一管壳之间形成底板流体导管,油或冷却剂可以通过该底板流体导管流动,并且可以将插入件布置在该底板流体导管中。有利地,由于底板流体导管的构造,除了其另外的特征之外,底板还可以配备有加强的底部管壳的特征,因此可以省去加强的底部管壳。结果,布置在容纳部中的第一管壳可以像随后的管壳一样构造。有利地,在这种热交换器的情况下,由于例如工具数量的减少,可以降低设计费用以及生产成本。
因此,可以在布置在容纳部中的第一管壳和底板之间形成流体导管,相应的流体可以流过该流体导管,其使得在底板流体导管中流动的流体可以经由布置在容纳部中的第一管壳与另外的流体交换热。因此,底板和在底板流体导管内流动的流体有助于所用流体之间的热交换。
在这种情况下,如果底板配备有可能地窝状内部材料凸起,则由于该内部材料凸起,可以在底板流体导管内形成流引导部。如果没有形成这种窝状内部材料凸起,则可以将插入件插入到底板流体导管中,所述插入件确保在底板流体导管中的热交换方面被优化的流引导。在这种情况下,这种插入件可以被构造为湍流器插入件、肋状插入件等。
此外,环绕材料凸起的脊部的水平可以设置成低于布置在容纳部中的第一管壳的壳边缘的水平。有利地,环绕材料凸起因此可以构造为具有更小的尺寸,使得可以节省材料,而不明显损及到底板与布置在容纳部中的第一管壳之间的钎焊组合件的稳定性。
这里,管壳的壳边缘被理解为管壳的向上翻起部沿周向方向延伸的边缘。
此外,热交换器可以由两种或三种不同的管壳类型构成。有利地,除由布置在容纳部中的第一管壳代替的底部管壳之外,并且除用于热交换器芯的端管壳之外,因此可以使用相同的部件或管壳,从而可以有利地降低热交换器的设计费用和生产成本。
作为补充或作为替代,可以设想,管壳具有窝状材料凸起,其在一种类型的管壳中朝向底板指向,而在另一种类型的管壳中,其背离底板指向。在钎焊状态下,一种类型的管壳的窝和另一种类型的管壳的窝抵接于彼此,使得相应的成对管壳也通过窝被钎焊在一起,并且在钎焊在一起的窝状材料凸起之间形成腔体或流体导管。插入件可以布置在经由窝状材料凸起钎焊的这些成对的管壳之间,并且可以任选地被钎焊到管壳对上,通过这些插入件,可以在热交换方面优化这些流体导管中的流体流,其中钎焊还有助于热交换器的稳定性。
然而,还可以设想,管壳不具有任何窝状材料凸起。在这种情况下,相同或不同的插入件可以布置在两个连续的管壳之间,所述插入件在热传递方面优化流。
总之,根据实施例,底板因此可以组合或采用底板区域中的热交换器的加强构造的特征和/或插入容纳部中的第一管壳的连接区域中的减少材料失效的特征和/或加强的底部管壳的特征和/或热交换器到其它部件的附接的特征和/或流体连接的特征和/或形成流体导管的特征。
附图说明
在附图中,在各情况下均为示意性的:
图1示出了具有环绕材料凸起的底板,所述环绕材料凸起形成容纳部;
图2示出了底板的与环绕材料凸起相反的相反侧的视图;
图3示出了具有内部材料凸起和内部孔口的底板;
图4示出了穿过底板的纵向截面;
图5示出了在孔口的区域中穿过底板的横截面;
图6示出了具有少量内部材料凸起和外部设置的加强元件的底板;
图7示出了具有环绕材料凸起的底板,该环绕材料凸起在环绕方向上以中断的方式构造;
图8示出了具有壳体结构的热交换器,其具有实体底板;
图9示出了深成形工具;
图10示出了在待形成的底板的区域中的、深成形工具的细节。
具体实施方式
在详细解释本发明的任何实施例之前,应理解,本发明的应用不限于以下描述中阐述的或附图中示出的构造细节和部件布置。本发明能够具有其它实施例,并且能够以各种方式实践或实施。而且,应该理解,这里使用的措辞和术语是为了描述的目的,不应被认为是限制性的。本文中对“包含(including)”、“包括(comprising)”或“具有(having)”及其变体的使用旨在涵盖其后列出的项及其等同物以及附加项。除非另有说明或限制,否则术语“安装(mounted)”、“连接(connected)”、“支撑(supported)”和“联接(coupled)”及其变型以宽泛含义使用,并且涵盖直接和间接的安装、连接、支撑和联接。此外,“连接(connected)”和“联接(coupled)”不限于物理或机械的连接或联接。
如图1所示,底板100可以具有环绕材料凸起110,该环绕材料凸起110由底板100的材料例如通过挤压方法形成。在这种情况下,环绕材料凸起110形成用于热交换器的管壳(图1中未示出)的容纳部120,其中环绕材料凸起110在环绕方向130上围绕容纳部120。在这种情况下,如图1所示,环绕材料凸起110可以在环绕方向130上以封闭方式形成。
在这种情况下,环绕材料凸起110从底板100的底表面140隆起 (rise),其中底表面140被环绕材料凸起110细分为内部底表面150 和外部底表面160。
如图2所示,底板100在与环绕材料凸起110相反的相反侧170 上以平面方式形成,至少在环绕材料凸起110的区域中是这样。因此,在环绕材料凸起110的区域中,在相反侧170上没有形成凸起、腔体等等。然而,例如,用于至少一个流体的入口开口180、180’和/或出口开口190、190’可以形成在相反侧170上。此外,底板100同样可以配备有紧固孔200,底板100可以通过紧固孔200被连接到其它部件 (图2中未示出)。因此,底板100也被构造为凸缘板210。
如图3所示,底板同样被构造为凸缘板210,使得凸缘板210具有布置在外部底表面160中的紧固孔200。在环绕材料凸起110内的容纳部120中,内部底表面150具有入口开口180、180’和出口开口190、 190’,相应的流体可经由入口开口180、180’和出口开口190、190’被供给到热交换器芯(未示出)。在这种情况下,在与管壳(其同样配备有这样的入口开口和出口开口)的安装位置中,入口开口180、180’和出口开口190、190’形成穹顶部,流体经由穹顶部被供给到布置在管板之间的相应的流体导管中。
在内部底表面150上形成内部材料凸起220,根据图3,内部材料凸起220可以被构造为窝状材料凸起230。这些窝状材料凸起230不仅可以有助于在挤出方法期间的规则材料流,而且如图8所示,与插入到容纳部120中的第一管壳232(图3中未示出)在操作上连接的窝状材料凸起230可以在插入容纳部120的第一管壳232与底板100之间形成腔体,从而在在底板100和插入容纳部120中的第一管壳232之间形成流体导管。
内部材料凸起220以及窝状材料凸起230可以以环形、圆形、多边形、椭圆形、圆锥形、梯形和/或圆柱形的方式形成。
根据图4所示的通过底板100的纵向截面,内部底表面150的水平240可以与外部底表面160的水平250相同。换句话说,内部底表面150和外部底表面160处于相同的水平240、250。内部材料凸起220 的水平260或窝状材料凸起230的水平260可以布置成低于材料凸起110的脊部280的高度270。因此,由于内部材料凸起220的或窝状材料凸起230的水平260与脊部280的水平270之间的水平的差,布置在容纳部120中的第一管壳232可以被钎焊到材料凸起110上,如图8 所示。
根据在穿过底板100的孔口的区域中的横截面,如图5所示,环绕材料凸起110可以具有垂直于环绕方向130定向的梯形横截面轮廓 290。在这种情况下,梯形横截面轮廓290的短底边300在环绕方向130 上限定环绕材料凸起110的脊部280。在这种情况下,短底边300也可以以朝向一点渐缩的方式构造,或者以弓形方式构造,使得梯形横截面轮廓290仅关于其剩余的长底边302和侧边310、320形成梯形。
材料凸起110的内角α被限定在内部底表面150和梯形横截面轮廓290的内侧边310之间。该内角α采用90°和135°之间的值,其中内角α优选为91°至105°。
外角β被限定在外部底表面160和梯形横截面轮廓290的外侧边320之间,其可以是90°至135°。优选地,外角β是91°至110°。
根据图6,也可以是仅在容纳部120中且因此在内部底表面150 中形成少数的内部材料凸起220。因此,这种内部材料凸起220优选构造为使得在挤出过程中在一定程度上以均匀方式配置材料流,以便没有太多的材料必须覆盖距容纳部120内的环绕材料凸起110的过长路径。有利地,通过这种内部材料凸起220可以实现几乎均匀的材料流速,结果,避免例如在挤压方法期间底板100的多层表面构造的破坏或分裂。
作为补充或作为替代,一个或多个加强元件322可以在环绕材料凸起110上布置在容纳部120的外侧。如图所示,这种加强元件322 可以被构造为加强肋322,或构造为材料加厚部或材料堆积部,例如为以圆柱体、长方体的形式,或者构造为具有特别是梯形横截面轮廓290 的扩大部分。有利地,利用这种加强元件322,可以在经常发生材料失效的区域中加强环绕材料凸起110。由于加强元件322,可以显著降低材料失效的频率,而环绕材料凸起110不必在整个环绕方向130上以加强方式形成。因此,通过使用这种加强元件322,还可以减少材料的使用和重量。
由此,这种加强元件322可以用以例如在角部324的区域中,其中出于制造的原因,角部324通常以圆形或倒圆方式构造。在不使用加强元件322的情况下,正是在角部324的区域中经常会发现材料失效。
然而,还可以设想,加强元件322被设置在环绕材料凸起110的直线部分326的区域中。在这种情况下,环绕材料凸起110在直线部分326中可以以材料减少方式形成,而不发生比较频繁的材料失效。因此,尽管使用了加强元件322,但由于环绕材料凸起110具有较小尺寸,仍可以减少材料的使用。
然而,加强元件322也可以用在环绕材料凸起110的弓形部分328 的区域中。在向外弓形部分328且在流体导管中的内部压力可能较高的情况下,这可以抵消环绕材料凸起110在这些部分328中的材料失效。
如图7所示,环绕材料凸起110也可以以中断方式构造,其中,在这种情况下,环绕材料凸起110至少分区域地或部分地围绕容纳部 120。在这种情况下,同样清楚地看到,内部底表面150和外部底表面 160布置在相同的水平上。
在图8中,底板100被示出为处于安装位置,其中热交换器芯330 实施为壳体结构。在这种情况下,热交换器芯330可以由管壳340、340’形成,其中管壳340以与管壳340'不同的方式形成。在这种情况下,插入或布置在容纳部120中的第一管壳350可以像顺次的管壳340、 340’中任一个那样构造,因为底板100可以具有底部管壳的特征,因此底板流体导管360可以形成在第一管壳232和底板100之间。因此,在所示的实施例中,底板100承担底部管壳的功能,因此不再需要使用这种特别加强的底部管壳。另外,在安装位置中,第一管壳350的壳边缘370可以布置在脊部280上方。
如果管壳设有窝状凸起380,则两个相邻的管壳340、340’的窝状凸起380在各情况下可以被钎焊在一起,使得由于窝状凸起380,形成流体导管390。如果使用具有窝状凸起380的这种管壳340、340’,则有利的是,底板100同样具有窝状材料凸起230,使得窝状材料凸起 380可以被钎焊到窝状材料凸起230。结果,底板流体导管360形成在底板100和第一管壳350之间。例如被构造成湍流器插入件或肋插入件的插入件400可以布置在两对管壳340、340’之间,利用所述插入件400,可以优化形成在所述一对板340、340’之间的流体导管410内的流引导。
然而,也可以设想使用图8中未示出的管壳,所述管壳不具有窝状凸起380。在这种情况下,关于热传递优化流引导的插入件可以被插入在各管壳之间。在这种情况下,同样不需要在底板100上形成窝状材料凸起230,因为第一管壳350同样不具有任何的窝状材料凸起380。在这种情况下,用于流优化的插入件同样可以插入第一管壳350和底板100之间。因为,在这种情况下,在底板100上在内部底表面150 的区域中没有形成窝状材料凸起230,但是可以有利地形成用于优化挤压方法期间的材料流的内部材料凸起220,可以设想底板100如例如图 6中所示仅具有一些稍大的内部材料凸起220。插入件400可以插入到容纳部120内的这些内部材料凸起220之间以及第一管壳350和底板 100之间,插入件400在内部材料凸起220的区域中具有切口。
如图9和图10所示,用于制造上述的底板100的生产工具420可以具有固定工具台430和可移动冲头440。坯料或半成品被插入在工具台430和冲头440之间。由于冲头440和工具台430一起移动,底板 100经历厚度减小450,其中底板100的移置材料被压入到在工具台360 中形成的腔体460中。在这种情况下,被压入到腔体460中的材料在底板100中形成材料凸起110。有利地,在底板100的与材料凸起110 相反的相反面170上的表面的平面构造是可能的。
参考本发明的具体实施例描述了本发明的一些特征和元件的各种替代方案。除了与上述每个实施例相互排斥或不一致的特征、元件和操作方式之外,应当注意,参考一个特定实施例描述的替换特征、元件和操作方式是适用的。
上面描述的且在附图中示出的实施例仅作为示例呈现,并不旨在限制本发明的构思和原理。这样,本领域普通技术人员将理解,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,元件及其构造和布置的各种变化是可能的。

Claims (18)

1.用于热交换器的底板,所述热交换器具有嵌套的壳体结构,所述底板包括:
第一表面;
环绕材料凸起,所述环绕材料凸起从所述第一表面延伸并且由所述底板的材料一体地形成,所述环绕材料凸起形成并且至少部分地限界容纳部,所述容纳部用于所述热交换器的嵌套的壳体;和
与所述第一表面相反的第二表面,其中所述第二表面在与所述环绕材料凸起的位置相对应的区域中以平面方式构造。
2.根据权利要求1所述的底板,还包括:
第一层,所述第一层具有第一化学成分;和
第二层,所述第二层具有与所述第一化学成分不同的第二化学成分。
3.根据权利要求1所述的底板,其中,所述环绕材料凸起沿着环绕方向完全闭合。
4.根据权利要求1所述的底板,其中,所述环绕材料凸起沿着环绕方向部分地中断。
5.根据权利要求1所述的底板,其中,所述环绕材料凸起具有梯形横截面轮廓。
6.根据权利要求1所述的底板,其中,所述环绕材料凸起与所述第一表面的内角在90°和135°之间。
7.根据权利要求1所述的底板,其中,所述第一表面包括位于所述环绕材料凸起内的内部底表面和位于所述环绕材料凸起外的外部底表面,所述内部底表面和所述外部底表面处于相同的水平。
8.根据权利要求1所述的底板,还包括多个安装孔,所述多个安装孔布置在所述底板的位于所述环绕材料凸起外的安装凸缘部分中。
9.根据权利要求1所述的底板,还包括一个或多个流体开口,所述一个或多个流体开口在所述环绕材料凸起内穿过所述底板延伸。
10.根据权利要求1所述的底板,还包括在所述容纳部内从所述第一表面延伸的一个或多个内部材料凸起,所述一个或多个内部材料凸起的高度小于所述环绕材料凸起的高度。
11.根据权利要求1所述的底板,还包括至少一个加强元件,所述至少一个加强元件布置在所述容纳部的外部,并且被设置在所述环绕材料凸起上以便加强所述环绕材料凸起。
12.热交换器,包括:
多个管壳,每个管壳具有向上翻起的外周,所述多个管壳布置为通过将所述多个管壳中的相邻的管壳的向上翻起的外周嵌套在一起而形成堆叠,所述多个管壳中的相邻的管壳之间的腔体为彼此间成热交换关系的第一和第二流体提供流体通道;
底板,所述底板具有由所述底板的材料一体地形成的材料凸起,所述材料凸起从所述底板的第一平面表面延伸并且环绕所述堆叠,所述材料凸起的面向所述堆叠的表面与所述多个管壳中的底部管壳的向上翻起的外周互补并且被接合到所述底部管壳的向上翻起的外周,其中所述底板包括在与所述材料凸起的位置相对应的区域中与所述堆叠相反的第二平面表面。
13.根据权利要求12所述的热交换器,其中,所述多个管壳中的所述底部管壳与所述多个管壳中的至少一些其它管壳相同。
14.根据权利要求12所述的热交换器,还包括窝状材料凸起,所述窝状材料凸起从所述底板的所述第一平面表面延伸并且被接合到所述多个管壳中的底部管壳。
15.根据权利要求12所述的热交换器,还包括布置在所述底板的第一平面表面和所述多个管壳中的底部管壳之间的流体通道,所述流体通道与设置在所述多个管壳中的相邻的管壳之间的流体通道中的一些流体通道在液力学上并联。
16.根据权利要求15所述的热交换器,还包括一个或多个流体孔口,所述一个或多个流体孔口从所述底板的第二表面延伸穿过所述底板,并且与设置在所述多个管壳中的相邻的管壳之间的流体通道中的至少一些流体通道流体连通。
17.根据权利要求16所述的交换器,其中,通过从所述底板的第一平面表面围绕所述流体孔口的周边延伸且与所述多个管壳中的底部管壳接合的材料凸起,将所述一个或多个流体孔口中的至少一个与布置在所述底板的第一平面表面和所述多个管壳中的底部管壳之间的流体通道流体隔离。
18.根据权利要求12所述的热交换器,还包括用于热交换器的多个安装孔,所述多个安装孔布置在所述底板的位于所述材料凸起外的安装凸缘部分中。
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