CN211205018U - 盒形层叠换热器 - Google Patents

Abstract

盒形层叠换热器是由多个周边具有斜面的盒形换热板片层叠在一起构成的，换热板片周边斜面的斜面角a与换热板片的材料厚度t以及与多个换热板片层叠形成各层间的板间距h有关，这三个数值的关系式为正弦三角函数：sin a＝[t/(h+t)]，在盒形层叠换热器内的各板间距层间中，有可进行间壁换热的换热装置以及有可供换热介质流通的角孔，换热装置位于各换热板片的中部，角孔分布在各换热板片的两端，在各换热板片上有垫板，其特征在于，垫板的实际厚度小于组装后及钎焊前的板间距h。

Description

盒形层叠换热器

技术领域

本实用新型涉及一种换热器，尤其涉及一种盒形层叠换热器。

背景技术

盒形层叠换热器是由多个周边具有斜面的盒形换热板片依序水平层叠在一起构成的，由于在单个盒形层叠换热器中，各换热板片周边斜面的斜面角a相同，则各换热板片水平层叠组装压紧以及周边各斜面相互贴紧稳定后，将会在各换热板片之间平行存在一定数值的板间距h，为此，换热板片周边斜面的斜面角 a将会与换热板片的材料厚度t以及与各平行存在的板间距h有关，这三个数值的关系式为正弦三角函数：sin a＝[t/(h+t)]，在盒形层叠换热器内，在各平行板间距层间中，有可进行间壁换热的换热装置以及有可供换热介质流通的角孔，换热装置位于各换热板片的中部，角孔分布在各换热板片的两端。

在此仅以采用真空钎焊工艺制造铝盒形层叠换热器为例。由于各铝盒形层叠换热器在真空钎焊炉内不得不采用垛放形式，造成底层的铝盒形层叠换热器在钎焊过程中将承受过多的重力压迫。并由于钎焊温度较高，在如此高的钎焊温度下，被加热到钎料融化温度的整个铝质盒形层叠换热器强度很低，在电加热的冲击下，以及在垛放的铝盒形层叠换热器自然重力压迫下，包括在钎焊夹具的约束和压迫下，尤其会使底层垛放的铝盒形层叠换热器在高温钎焊过程中极易发生歪斜和变形，亦会降低产品的抗爆破压力数值和抗疲劳能力，甚至会造成钎焊后铝换热板片周边斜面可能会有局部外漏现象。

为此不得不在采用真空钎焊工艺制造铝盒形层叠换热器的各铝换热板片上逐层添加有铝垫板，尤其在换热板片两端由角孔以及周边延展平面形成的空间中逐层添加有铝垫板。在同一片换热板片上的铝垫板厚度相同，铝垫板的材质与换热板片芯板母材的材质相近，均为铝质高熔点材质。在同一个铝盒形层叠换热器的各换热板片上，逐层放置的铝垫板位置对称且相同。这样就会在铝真空钎焊过程中，垛放的铝制盒形层叠换热器在重力压迫下，以及在钎焊夹具的约束和压迫下，以各换热板片上逐层叠放的铝垫板抵抗所有重力的压迫，并在钎焊夹具约束的作用下，可以避免铝盒形层叠换热器发生歪斜和变形。

但是，在实际的钎焊过程中，所添加垫板的实际厚度却应该小于钎焊前由多个换热板片层叠组装形成各平行板间距的数值，即垫板的实际厚度小于上述正弦三角函数关系式sin a＝[t/(h+t)]中板间距h的数值。

这是因为未钎焊前的铝换热板片是在高熔点芯板母材的正反两面均轧制有一层相对低熔点的铝钎料制成的，单面铝钎料厚度一般约是铝换热板片板材总厚度的10％。铝换热板片钎焊前的板材厚度t实际上包括了芯板母材的厚度和芯板正反两面轧制钎料的总厚度。即上述那个正弦三角函数sin a＝[t/(h+t)]中的板材厚度t只是铝换热板片组装后及钎焊之前的板材厚度，该正弦三角函数公式中的板间距h也应该仅是指各铝换热板片平行组装压紧，其斜面相互贴紧稳定后及钎焊之前的板间距。

而在实际钎焊过程中，这些轧制在铝芯板母材正反两面低熔点的钎料会发生融化、流布。如此将会发现，钎焊过程中各铝换热板片的厚度t将会由于低熔点钎料的融化和流布而变薄了。由于钎焊过程并不会使换热板片周边的斜面角度 a发生变化，或者说在钎焊过程中，换热板片周边斜面角度a的变化可以忽略不计，鉴于上述正弦三角函数公式sina＝[t/(h+t)]中三个数值之间的函数关系，当板材厚度t的数值在钎焊过程中变小时，板间距h的数值必然也会随之变小。即由于钎料融化流布，造成钎焊中及钎焊后的板材厚度小于钎焊前的板材厚度t，在斜面角a不变化的前提下，将会自然导致钎焊后的板间距亦小于钎焊前的板间距h数值。

根据铝盒形层叠换热器在钎焊后其板间距会变小的实际存在，如果在铝换热板片上放置有铝垫板，在钎焊前组装换热板片和垫板时，当各换热板片层叠平行压紧并通过各自的斜面相互贴紧稳定时，所产生的板间距h应该大于其垫板的实际厚度。即该垫板的厚度应明确地小于各换热板片平行组装压紧时及钎焊前的板间距h。

如此这般才能保障产品在钎焊过程中以及在钎焊后，各换热板片正反两面的钎料融化流布并在重力下自然发生下沉，导致各换热板片与垫板最终相互贴紧抵触的同时，在各周边斜面上的钎料亦融化流布后，随着各换热板片自然下沉的过程，各斜面依然持续地相互贴紧。钎焊后展现出所添加的各垫板与其上下换热板片相互贴紧钎焊密封的同时，其各斜面之间亦相互贴紧钎焊密封。

其实这种所谓的垫板并不会当然地存在。假如垫板厚度等于钎焊前的板间距h，或者随意选择的垫板厚度虽小于钎焊前的板间距h，但由于各换热板片在钎料融化和流布之后自然下沉，当下沉到各换热板片与垫板相互抵触之后，由于垫板较厚，如此换热板片将不再下沉。此时，垫板与换热板片之间应该已经紧密贴合了，但可能会造成换热板片周边各斜面之间的间隙仍较大，如果该斜面间隙大于钎料的填充性，则会发生某斜面之间局部脱焊外漏的可能。

再假如随意地确定垫板厚度，使得垫板厚度明显小，则会由于各换热板片周边斜面之间的钎料全部融化流布后，其高熔点的芯板母材已经稳定地紧密贴合，从而阻止了换热板片芯板继续下沉，于是将会造成换热板片与明显较薄的垫板并未贴紧且留有间隙，当各换热板片与垫板之间的间隙大于钎料的填充性，则可能会在各角孔之间发生串腔这类可以使产品报废的现象，以及仍会在钎焊中及钎焊后发生产品歪斜变形的现象。

在此可以深刻地理解，垫板的厚度数值不仅仅是为了抵抗重压以及为了避免铝盒形层叠换热器在铝真空钎焊过程中发生歪斜和变形，更加重要的是，一旦添加了垫板，该垫板的厚度不仅会影响到换热板片周边斜面的钎焊质量和可靠性，同时还会影响到垫板与其上下换热板片之间的钎焊质量和可靠性。

在类似盒形层叠换热器中具有垫板的现有技术已在专利号为 2013104395763、2016213977419、2017209670864这三项专利中公开，这三项已公开的专利均表述了类似本说明书所说的垫板存在形式。但是，在这三项专利中并没有涉及论述到垫板的厚度与钎焊前板间距h之间的关系，更没有说明垫板厚度应小于各换热板片钎焊前的板间距h。

为了进一步了解带有垫板的盒形层叠换热器其背景技术，有必要对上述已经公开的三项专利做细致的分析。

已知，发明专利2013104395763权利要求1的最后一句话：“梳形垫板的高度与角孔周边延展面形成的换热介质角孔流通空间高度相同”，同时，在该权利要求1中亦说明“换热装置的高度与其对应的流体通道高度相同”，由此结合该说明书“发明内容”第八自然段中表述的“放置在该角孔流通空间中的梳形垫板高度等于单个流体通道高度”。

综合理解为：梳形垫板的高度与角孔流通空间高度相同，亦等于单个流体通道高度。而在盒形层叠换热器中，所谓的单个流体通道高度就等于板间距。最重要的是该专利2013104395763在此所说的板间距应该仅是特指钎焊前组装时形成的板间距。因为在该说明书“发明内容”第八自然段中表述的“放置在该角孔流通空间中的梳形垫板高度等于单个流体通道高度”，明确地说了“放置”的含义，而“放置”梳形垫板应该是组装阶段某个必须的动作，因为该梳形垫板在钎焊以后是不可能被“放置”进去的，只有在钎焊前的组装时才会存在“放置”梳形垫板的意义。如此亦可以确认该专利2013104395763权利要求1中的最后一句话“梳形垫板的高度与角孔周边延展面形成的换热介质角孔流通空间高度相同”所表示的含义，并由于该专利说明书中有关“放置”的内涵，亦可以认为，此时所说的梳形垫板高度应特指与各换热板片组装压紧后及钎焊前的板间距h相同，特指梳形垫板的高度与上述正弦三角函数计算公式sin a＝[t/(h+t)]中的板间距h数值相同。尤其可以理解为该专利文献完全没有明确地说明，梳形垫板的实际高度与钎焊前板间距h之间亦存在不相等的相对关系，更没有说明所添加的梳形垫板高度应小于各换热板片组装压紧后及钎焊前的板间距h。

以上所说的梳形垫板高度，即为梳形垫板厚度。

在实用新型专利2016213977419权利要求1中亦明确地说明了“角孔垫板厚度与该换热板片两端由角孔以及由周边延展面形成的空间高度相同”，并在其说明书“发明内容”第[0005]段中亦说明“本实用新型的目的是用翅片来替代梳形垫板，以降低制造成本”。为此，结合上述专利2013104395763亦可以理解该专利20162139774194权利要求1中所说的“角孔垫板厚度与该换热板片两端由角孔以及由周边延展面形成的空间高度相同”其含义，应该就是特指角孔垫板厚度与各换热板片组装压紧后及钎焊前的板间距h相同，并与上述正弦三角函数公式sin a＝[t/(h+t)]中的板间距h数值相同。尤其可以理解为该专利文献完全没有明确地说明，垫板的实际厚度与钎焊前板间距h之间亦存在不相等的相对关系。更没有说明所添加的垫板厚度应小于各换热板片组装压紧后及钎焊前的板间距h。

在实用新型专利2017209670864权利要求1中亦明确地说明了“这两个垫板厚度相同并与该换热板片中部的换热装置厚度相同”。同时，在这份专利说明书“发明内容”第[0006]中，亦明确地说明了“本实用新型的目的是使垫板在换热板片内组装时可以避开换热板片周边斜面与其底平面之间存在的R连接过渡”。也就是说在该专利2017209670864中，垫板厚度与换热装置厚度相同是专指在换热板片“组装”时及钎焊前的形态。亦可以理解为，垫板厚度与换热装置厚度相同并与钎焊前各换热板片层叠组装压紧后形成的板间距相同，且与上述正弦三角函数公式sin a＝[t/(h+t)]中表示板间距h的数值相同。另外，在该实用新型专利2017209670864中，没有明确说明垫板的实际厚度与钎焊前板间距之间亦存在不相等的相对关系，更没有说明所添加的垫板厚度应小于各换热板片组装压紧后及钎焊前的板间距h。

再有，在已公开的专利申请号为028286839的专利中，也表述了类似本说明书所说的垫板存在形式。尤其在其专利文献第六页上面第一行中表示“16是引导流体的板材，厚度与钛板散热片17相同”，在这里可以理解所谓“引导流体的板材”类似于本说明书中所说的垫板。

在该专利028286839文献中虽然没有提到板间距等类似词汇，但是在其说明书“背景技术”中这样说：“其制造是通过在各人字形板材的接合部上涂敷或装填焊料”。针对该专利028286839所说需要装填焊料，并在其说明书中表述；真空加热炉内加热到850℃，以及在880℃以下钎焊。可以断定该专利所说的制造方式应该是钎焊。而钎焊板式换热器都是以周边斜面钎焊密封的，并一定存在板间距现象。于是可以理解该专利文献所说的热交换器应该类似于盒形层叠换热器。

为此可以理解钛板散热器17的厚度应该就是钎焊前的板间距，而“16是引导流体的板材，厚度与钛板散热片17相同”可以理解为引导流体板材的厚度与板间距相同。亦可以理解为在该专利中，所描述的引导流体板材厚度与钛板散热片17相同的含义包括了引导流体板材厚度与上述正弦三角函数公式sin a＝ [t/(h+t)]中表示板间距h的数值相同。于是可以判断，该专利文献完全没有说明，引导流体板材的实际厚度与钎焊前板间距之间亦存在不相等的相对关系，更没有说明所添加的引导流体板材厚度应小于各换热板片组装压紧后及钎焊前的板间距h。

可以理解，假如上述这些盒形层叠换热器，包括采用铝制或不锈钢制及钛板等不同材质，只要钎焊前的板材厚度t包括了钎料厚度，如果需要在组装及钎焊前，在各换热板片逐层放置有垫板，由于钎料融化后其原板材厚度t终究会变小，为了保障在各换热板片周边斜面相互钎焊密封在一起的同时，在换热板片上的垫板亦与上下换热板片紧密贴合相互钎焊密封在一起，该垫板厚度总是小于钎焊前各换热板片层叠组装压紧后形成的板间距h，亦小于上述正弦三角函数计算公式sin a＝[t/(h+t)]中的板间距h数值。只是不同材质其垫板的实际厚度小于上述正弦三角函数计算值板间距h的程度各不相同而已。

也就是说在现有的各专利文献中，如果在盒形层叠换热器中的各换热板片上，在产品组装时被描述逐层添加有垫板，则均没有涉及到该垫板的实际厚度应该与钎焊前的板间距不同，均未明确说明该垫板的实际厚度在各换热板片层叠组装压紧后及钎焊前，应小于上述正弦三角函数公式sin a＝[t/(h+t)]中板间距 h的实际数值。

可以认为，在钎焊后使得各换热板片周边斜面相互密封钎焊在一起的同时，在各换热板片上的垫板亦与上下换热板片紧密贴合相互密封钎焊在一起。钎焊合格的产品内部各换热板片之间的板间距数值应该与其垫板厚度的数值相等。但是，这些钎焊后的板间距数值应该小于该盒形层叠换热器各换热板片层叠组装压紧后及钎焊前的板间距h数值。当然，钎焊后换热板片的板材厚度亦小于该盒形层叠换热器组装及钎焊前的板材厚度t数值。

也就是说虽然在某些盒形层叠换热器专利文献中提到过垫板的存在，但由于在各换热板片层叠组装压紧后及钎焊前所形成的板间距h数值大于逐层添加的实际垫板厚度，所以可以认为在现有的各种盒形层叠换热器中，起码在各专利文献中并没有专门地指出，逐层添加的垫板实际厚度不同钎焊前的板间距h，以及垫板实际厚度应小于钎焊前的板间距h。

经过仔细的理论分析和大量的实践，起码为了保障铝盒形层叠换热器在真空钎焊工艺中不会发生歪斜和变形，为了提高该产品的使用可靠性，以及为了提高该产品的抗爆破压力数值和抗疲劳能力等等性能因素，确认在组装铝盒形层叠换热器时，在各换热板片中，需要逐层添加有铝垫板，且垫板厚度小于各铝换热板片层叠组装压紧后及钎焊前的板间距h。

发明内容

本实用新型的主要目的是在制造盒形层叠换热器时，尤其是当采用真空钎焊工艺制造铝盒形层叠换热器时，应避免整个铝盒形层叠换热器产品在钎焊过程中可能产生的歪斜和变形，应提高钎焊合格率及使用可靠性，提高产品的抗爆破压力数值和抗疲劳能力，使其可以广泛地应用在高压工作环境的换热要求中。

本实用新型的目的是采用以下方案实现的，盒形层叠换热器是由多个周边具有斜面的盒形换热板片依序水平层叠在一起构成的，由于在单个盒形层叠换热器中，各换热板片周边斜面的斜面角a相同，则各换热板片水平层叠组装压紧以及周边各斜面相互贴紧稳定后，将会在各换热板片之间平行存在一定数值的板间距h，为此，换热板片周边斜面的斜面角a将会与换热板片的材料厚度t以及与各平行存在的板间距h有关，这三个数值的关系式为正弦三角函数：sin a＝ [t/(h+t)]，在盒形层叠换热器内，在各平行板间距层间中，有可进行间壁换热的换热装置以及有可供换热介质流通的角孔，换热装置位于各换热板片的中部，角孔分布在各换热板片的两端，在各换热板片上有垫板，其特征在于，垫板的实际厚度不等于盒形层叠换热器中各换热板片组装压紧后及待钎焊前所形成的上述正弦三角函数计算公式sin a＝[t/(h+t)]中的板间距h数值。

在单个盒形层叠换热器中，在每片换热板片上，垫板的实际厚度小于盒形层叠换热器中各换热板片组装压紧后及待钎焊前所形成的板间距h数值。

在单个盒形层叠换热器中，在每片换热板片上，垫板的实际厚度将会使得该盒形层叠换热器在钎焊后，在各换热板片周边斜面经钎料填充相互密封钎焊在一起的同时，在各换热板片上的垫板亦与上下换热板片经钎料填充紧密贴合相互密封钎焊在一起。

在单个盒形层叠换热器中，在每片换热板片上，在换热板片两端由角孔以及周边延展平面形成的空间中，逐层添加有宽板结构的垫板，在该垫板中有流通换热介质A的通孔，由于钎焊后各换热板片周边斜面经钎料填充相互密封钎焊在一起的同时，在换热板片上的垫板亦与上下换热板片经钎料填充紧密贴合相互密封钎焊在一起，使得流经该垫板通孔的换热介质A不会流入换热板片中部的换热装置中。

在单个盒形层叠换热器中，在每片换热板片上，在换热板片两端由角孔以及周边延展平面形成的空间中，逐层添加有宽板结构的垫板，在该垫板中不仅有流通换热介质A的通孔结构，在该垫板的某一侧还有使换热介质B流入换热装置的结构。

在单个盒形层叠换热器中，在每片换热板片上，垫板的位置对称且相同。

在单个盒形层叠换热器中，在每片换热板片上，垫板是窄条结构的。

在单个盒形层叠换热器中，在每片换热板片上，垫板不仅可以放置在换热板片两端由角孔以及周边延展平面形成的空间中，亦可以放置在换热板片上任何位置上。

在单个盒形层叠换热器中，在每片换热板片上，垫板是横向放置的。

在单个盒形层叠换热器中，在每片换热板片上，垫板是纵向放置的。

在单个盒形层叠换热器中，在每片换热板片上，垫板是斜向放置的。

本实用新型具有以下优点和积极效果：

1、可避免整个盒形层叠换热器产品在钎焊过程中可能产生的歪斜和变形。

2、可提高钎焊缝的致密性。

3、可提高产品的抗爆破压力数值和抗疲劳能力。

4、可提高钎焊合格率及使用可靠性。

5、采用铝真空钎焊技术制造可保障其换热器内部具有极高的清洁度。

6、铝盒形层叠换热器可满足大部分换热介质对抗腐蚀的要求。

7、带有垫板的铝盒形层叠换热器适于制冷、热泵等高压工作环境的换热要求。

附图说明

以下将结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1 相同板材厚度相同垫板厚度产品钎焊前的组装剖视示意图

图2 相同板材厚度相同垫板厚度产品钎焊过程中钎料融化剖视示意图

图3 相同板材厚度相同垫板厚度产品钎焊后的剖视示意图

图4 不同板材厚度不同垫板厚度产品钎焊后的剖视示意图

图5 两种介质换热并在角孔周边延展平面上的垫板呈宽平板结构示意图

图6 相同板材厚度不同垫板厚度产品钎焊后剖视示意图

图7 三种介质换热并在角孔周边延展平面上的垫板呈宽平板结构示意图

图8 多种介质换热并在角孔周边延展平面上的垫板呈宽平板结构示意图

图9 换热板片某角孔密封面为凸起半个板间距高度并具有垫板的剖视示意图

图10 换热板片某角孔密封面为凸起全板间距高度并具有垫板的剖视示意图

图11 换热板片上的垫板是窄条结构的示意图

图12 相同板材厚度相同板间距角孔位于高低平面并具有垫板的剖视示意图

图13 换热板片上的垫板是窄条纵向对称结构的示意图

图14 相同板材厚度不同板间距角孔位于高低平面并具有垫板的剖视示意图

图15 换热板片上的垫板是窄条横向对称结构的示意图

具体实施方式

下面结合实施例及图示做进一步说明。

在所有图示中，标示1、1a、1b均表示厚内挡板；标示2、2a、2b、2c、 2d、2e、2f、2g、2h、2i、2j、2k、2m、2n、2o、2p、2q、2r、2s、2t均表示换热板片；标示3、3a、3b、3c、3d、3e、3f、3g、3h、3i、3j、3k、3m、3n、3o、 3p、3q、3r、3s、3t、3u均表示具有厚度和形状的垫板；标示4、4a、4b均表示厚外挡板；标示5、5a、5b均表示在垫板3、3a、3b、3c、3d、3e、3f、3g、3h、 3i上，尤其是在垫板3d、3h、3i上，不会使换热介质A以及C、D、E流入换热板片中部的通孔；标示6、6a、6b均表示位于垫板3、3a、3b、3c、3d、3e、3f、 3g、3h、3i某一侧，尤其是在垫板3d、3h、3i某一侧，可以使换热介质B流入换热板片中部的导流及支撑翅片结构；标示7、7a、7b、7c、7d、7e均表示位于换热板片中部的换热装置。

图1表示了带有厚度h1垫板3的盒形层叠换热器剖面，例如铝质盒形层叠换热器在各换热板片组装压紧后及钎焊之前的剖面视图；其中的S＝0表示组装后的换热板片2各斜面之间紧密贴合，间隙等于零，亦表示各换热板片平行组装已相互稳态压紧；其中的h表示各换热板片组装压紧后及钎焊之前的板间距数值；其中的f表示具有厚度h1的垫板3与组装压紧后的换热板片2横向水平之间的组装间隙；a表示斜面角度，且各换热板片周边的斜面角a相等；t表示换热板片2在钎焊前的板材厚度；图1中部的那个小黑色直角三角形其斜边在图 1中呈纵向垂直状态，该斜边数值等于t+h，其对边数值等于换热板片2斜面钎焊前的板材厚度t，为了表示板材厚度t即为该小黑色直角三角的对边，特在图1 右侧绘制了该对边t与水平线之间的夹角等于斜面角a。这三个数值符合正弦三角函数公式sin a＝[t/(h+t)]＝对边/斜边。该小黑色直角三角形的邻边为换热板片2周边的斜面。

图2表示了例如铝质盒形层叠换热器在铝真空钎焊过程中，高温导致轧制在芯板母材正反两边的钎料已经融化、流布的某个想象中的瞬间剖面视图；其中的t1表示在钎料已经融化流布的某个瞬间，各换热板片2a的厚度已经变薄成为t1，并在换热板片2a周边各斜面之间产生间隙S1，S2表示这个间隙S1在纵向垂直方向上的距离；f1表示在钎料融化流布的某个瞬间，在具有厚度h1的垫板3之上与已经变薄的各换热板片2a之间的横向水平间隙，由于钎料融化流布，造成图2中f1的数值大于图1中f的数值；h2表示某瞬间钎料融化流布后各换热板片2a之间横向水平存在的板间距，由于钎料融化流布，造成图2中的h2数值大于图1中h的数值。当然，图2中的垫板厚度h1数值与图1中的垫板厚度 h1数值相同，不会产生变化。

图2表示的仅是一个连续存在过程的瞬间，钎料在高温下不断地融化和流布，在每个瞬间中，钎料融化流布的程度均不相同。于是会造成每个瞬间中S1、 S2、t1、f1、h2的数值均在不断地变化着。其实在实际的钎焊过程中并不会像图 2所示存在明显的S1、S2现象，亦不会存在f1、h2数值明显变大的现象。因为在图2中，换热板片2a和具有厚度的垫板3会随着钎料的融化和流布在重力作用下不断地下沉，在实际的钎焊过程中，S1、S2几乎总是为0，f1和h2亦会越来越小，直至f1趋于0以及h2趋于h1，板材厚度t和板间距h的数值亦在不断地变小，所以只能说图2仅是为了便于表述，显示了高温导致钎料融化并流布的某个想象中的瞬间剖面示意图。

图3表示了具有厚度h1垫板3的盒形层叠换热器在钎焊冷却后的剖面视图；其中S1＝S2＝f1＝0表示产品在具有厚度h1的垫板3作用下，钎焊后这些间隙均已经不存在了，亦说明图2所表示的瞬间f1数值与S2数值相等，以及在图 3中垫板3的厚度h1数值就是该产品钎焊后的实际板间距数值。但是图3中该钎焊后板间距h1的数值小于图1所示未钎焊前的板间距h数值。

图3表现出在单个盒形层叠换热器中，在每片换热板片2b上，垫板3的厚度h1使得该盒形层叠换热器在钎焊后，在各换热板片2b周边斜面相互密封钎焊在一起的同时，在换热板片2b上的垫板3亦与上下换热板片2b平面紧密贴合相互密封钎焊在一起。

图3中的t2表示钎焊后换热板片2b的板材最终厚度，由于钎料融化流布， t2绝对小于图1中t的数值；图3中部的那个小黑色直角三角形其斜边在图中呈纵向垂直状态，该斜边数值等于t2+h1，其对边数值等于换热板片2b斜面钎焊后的实际厚度t2，为了表示板材厚度t2即为该小黑色直角三角的对边，特在图3 右侧绘制了该对边t2与水平线之间的夹角等于斜面角a。由于斜面角a不变，则这三个数值符合正弦三角函数公式sin a＝[t2/(t2+h1)]＝对边/斜边，其邻边即为换热板片2b周边的斜面。

结合图1、图2、图3连续表示，假如设定的垫板3厚度h1过高，可以认为图2中的f1数值小于S2数值，由于垫板厚度h1不会在钎焊温度中变薄，当各换热板片与垫板最终相互贴紧抵触的同时，各斜面之间并未相互贴紧，则可能在钎焊后会发生换热板片2b各斜面之间仍存在有间隙，即在f1＝0时，S1及 S2大于0，如S1间隙大于该钎料的填充性，将会导致产品钎焊后各斜面处发生气密外漏。

再假如设定的垫板3厚度h1过低，可以认为图2中的f1数值大于S2数值，则可能会在钎焊后发生换热板片2b各斜面之间虽已不存在间隙，S1＝S2＝0，但是垫板3与换热板片2b横向底平面之间仍会产生间隙，即f1大于0。如f1间隙大于该钎料的填充性，将会导致产品钎焊后各角孔处发生串漏，甚至会使整个产品在钎焊高温作用下产生歪斜和变形。

虽然图3中表示正弦三角函数中对边与邻边的具体数值t2与h1不等于图 1中的t与h，但是各中括号内的计算数值相等[t2/(t2+h1)]＝[t/(t+h)]。所以图3中斜面角a的数值与图1、图2所表示的斜面角a相同。

图1、图2、图3连续表示了盒形层叠换热器从各换热板片组装压紧后未钎焊，到钎焊中，最后到钎焊后的过程描述。可以发现斜面角a确实不会在钎焊过程中发生明显的变形和变化，主要原因在于：在钎焊过程中的换热板片2、2a、 2b在重力的作用下仅会发生垂直向下的下沉，不会产生任何使斜面变形的横向作用力，这一点可以从图2中表示斜面之间由于钎料融化流布产生间隙S1、S2即可以确认。

图4表示了不同板材厚度及不同垫板厚度3a、3b、3c在钎焊后的剖视示意图，由于图4中的各换热板片2c、2d、2e其板材厚度均不相同，则各垫板3a、 3b、3c的厚度当然亦不相同，但是各换热板片2c、2d、2e之间的斜面角是相同的。图4表示钎焊后各垫板3a、3b、3c的实际厚度均小于钎焊前的各板间距。某个垫板3a、3b、3c的实际厚度还应该与不同换热板片2c、2d、2e的不同板材厚度所具有的轧制钎料厚度有关，并与换热板片2c、2d、2e上的钎料在钎焊高温下融化流布可能造成的换热板片厚度变化有关。

图6表示了相同板材厚度的换热板片2g、2h及不同垫板厚度的垫板3f、 3g在产品钎焊后的剖视示意图。在图6中，各换热板片2g、2h的板材厚度以及各斜面角均是相同，但是换热板片2g的周边斜面是由斜面角相同且相互错开的两层斜面构成的，而换热板片2h的周边斜面是由斜面角相同的单层斜面构成的，所以可以使其中的垫板3f、3g具有不同的厚度，即钎焊后具有不同的板间距。但是图6中的垫板3f、3g所表现出来的不同厚度以及所展示的不同板间距，却仍小于该产品在各换热板片2g、2h组装压紧后及钎焊前所展现及所相对应的各板间距。

图5、图7、图8均表示了在换热板片2f、2i、2j的某一端，角孔周边延展平面上的垫板3d、3h、3i呈宽平板结构。在垫板3d、3h、3i中有流通换热介质A 的通孔5、5a、5b，并由于具有厚度的垫板3d、3h、3i在钎焊后，在各换热板片 2f、2i、2j周边斜面经钎料填充相互密封钎焊在一起的同时，在换热板片2f、2i、2j上的垫板3d、3h、3i亦与上下换热板片经钎料填充紧密贴合相互密封钎焊在一起，使得流经该垫板通孔5、5a、5b的换热介质A不会串腔，亦不会流入换热板片2f、2i、2j中部的换热装置7、7a、7b中。以及在垫板3d、3h、3i某一侧有可使换热介质B流入换热装置7、7a、7b的导流及支撑翅片结构6、6a、6b。

在图7、图8中，以及在图5中，在其换热装置7、7a、7b横向两侧可以添加放置呈窄条结构的垫板3e，亦可以不添加。该垫板3e的厚度分别与放置在角孔周边平面空间中的垫板3a、3b、3c、3d、3f、3g、3h、3i厚度相同。

图7某角孔中的标识C表示在垫板3h上，有流通第三种换热介质C的通孔，并由于具有厚度的垫板3h在钎焊后，在各换热板片2f、2i、2j周边斜面经钎料填充相互密封钎焊在一起的同时，在换热板片2i上的垫板3h亦与上下换热板片经钎料填充紧密贴合相互密封钎焊在一起，使得流经该垫板通孔的换热介质C 不会串腔，亦不会流入换热板片2i中部的换热装置7a中。

图8某角孔中的标识D、F表示在垫板3i上，有流通多种换热介质D、F 的通孔，并由于具有厚度的垫板3i在钎焊后与上下换热板片紧密贴合密封钎焊在一起，使得流经该垫板3i各通孔的多种换热介质D、F不会相互串腔，亦不会流入到换热板片2j中部的换热装置7b中。

图1、2、3、4、5、6、7、8中的垫板3、3a、3b、3c、3d、3f、3g、3h、 3i均可以认为是宽平板结构(3e属于窄条结构)，由于具有厚度并与其上下换热板片紧贴钎焊密封，将会自然地对其内所包括的角孔5、5a、5b起到流通的作用，并对换热介质A、C、D、E起到钎焊密封的作用。

图9和图10均为图11的剖视图，表示了换热板片2k、2m、2n某角孔密封面为凸起半个板间距高度，或凸起全板间距高度，并具有厚度并呈窄条结构垫板3j、3k、3m、3n的剖视图。这些垫板3j、3k、3m、3n的实际厚度亦小于该产品钎焊前的板间距。

在图11中，在换热板片2o上，角孔周边放置有整体斜向翅片和呈窄条结构的垫板3k，表现出该种结构形式的盒形层叠换热器由于垫板面积较小，具有较轻的重量和较低的制造成本。

图9、10、11中呈窄条结构的垫板3j、3k、3m尤其是3n，可以放置在换热板片2k、2m、2n、2o周边斜面内的任何地方，包括沿斜面内一圈。但是这样的垫板结构没有密封角孔的作用，仅可用于产品在钎焊高温下避免歪斜变形。

图12、图13表示具有相同板材厚度并具有相同板间距的换热板片2p、2q，但是每个换热板片上的角孔却分别位于高低平面中，并具有厚度的垫板3o、3p、 3q、3r。图12、图13中的垫板3o、3p、3q、3r均呈窄条对称结构，在这类产品的换热板片两端，其角孔周边空间中的各板间距均为相邻两个板间距之和，而实际设定具有厚度的垫板3o、3p、3q其厚度亦小于该产品钎焊前相邻板间距之和。但是垫板3r的厚度不同于角孔周边垫板3o、3p、3q的厚度，位于波纹换热装置 7d横向两边的垫板3r厚度小于该产品钎焊前单个板间距数值。

图14、图15表示具有相同板材厚度并具有不同板间距的换热板片2r、2s、 2t，但是每个换热板片上的角孔却分别位于高低平面中，并具有厚度的垫板3s、 3t、3u。图14、图15中的垫板3s、3t、3u均呈窄条对称结构，在这类产品的换热板片两端，其角孔周边空间中的各板间距均为相邻两个板间距之和，而实际设定具有厚度的垫板3s、3t、3u其厚度亦小于该产品钎焊前相邻板间距之和。

图13、图15中右侧用虚线表示呈窄条弧形的垫板是示意该垫板位于该换热板片2q、2t的背面。左侧用实线表示呈窄条弧形的垫板是示意，该垫板位于该换热板片2q、2t的正面。

在图9、10、11、12、13、14、15中呈窄条结构的垫板3j、3k、3m、3n、 3o、3p、3q、3r、3s、3t、3u并不具有密封的作用，仅具有保障产品在钎焊中不会发生歪斜和变形的作用。

图1至图15表示了各种可能存在的盒形层叠换热器不同结构形式，主要是为了说明小于钎焊前各换热板片之间的板间距，且带有厚度h1的垫板结构可以适用于各种盒形层叠换热器，包括各图示中仍没有表现出来的各种盒形层叠换热器结构形式。

Claims (6)

1.盒形层叠换热器，是由多个周边具有斜面的盒形换热板片依序水平层叠在一起构成的，由于在单个盒形层叠换热器中，各换热板片周边斜面的斜面角a相同，则各换热板片水平层叠组装压紧以及周边各斜面相互贴紧稳定后，将会在各换热板片之间平行存在一定数值的板间距h，为此，换热板片周边斜面的斜面角a将会与换热板片的材料厚度t以及与各平行存在的板间距h有关，这三个数值的关系式为正弦三角函数：sin a＝[t/(h+t)]，在盒形层叠换热器内，在各平行板间距层间中，有可进行间壁换热的换热装置以及有可供换热介质流通的角孔，换热装置位于各换热板片的中部，角孔分布在各换热板片的两端，在各换热板片上有垫板，其特征在于，垫板的实际厚度不等于盒形层叠换热器中各换热板片组装压紧后及待钎焊前所形成的上述正弦三角函数计算公式sin a＝[t/(h+t)]中的板间距h数值。

2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，在单个盒形层叠换热器中，在每片换热板片上，垫板的实际厚度小于盒形层叠换热器中各换热板片组装压紧后及待钎焊前所形成的板间距h数值。

3.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，在单个盒形层叠换热器中，在每片换热板片上，垫板的实际厚度将会使得该盒形层叠换热器在钎焊后，在各换热板片周边斜面经钎料填充相互密封钎焊在一起的同时，在各换热板片上的垫板亦与上下换热板片经钎料填充紧密贴合相互密封钎焊在一起。

4.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，在单个盒形层叠换热器中，在每片换热板片上，在换热板片两端由角孔以及周边延展平面形成的空间中，逐层添加有宽板结构的垫板，在该垫板中有流通换热介质A的通孔，由于钎焊后各换热板片周边斜面经钎料填充相互密封钎焊在一起的同时，在换热板片上的垫板亦与上下换热板片经钎料填充紧密贴合相互密封钎焊在一起，使得流经该垫板通孔的换热介质A不会流入换热板片中部的换热装置中。

5.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，在单个盒形层叠换热器中，在每片换热板片上，在换热板片两端由角孔以及周边延展平面形成的空间中，逐层添加有宽板结构的垫板，在该垫板中不仅有流通换热介质A的通孔结构，在该垫板的某一侧还有使换热介质B流入换热装置的结构。

6.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，在单个盒形层叠换热器中，在每片换热板片上，垫板是窄条结构的。

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