TWI619920B - 板式熱交換器及在該板式熱交換器中提供通孔的方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種包括一板包裝件(P)之平板式熱交換器(1)，該板包裝件包括具有至少兩個組態之複數個熱交換器平板(A、B)，該等熱交換器平板(A、B)接合至彼此且其彼此交替以形成熱交換器平板(A、B)之一疊堆(2)，從而在該等熱交換器平板之間形成平板間隙(3、4)。該等平板間隙(3、4)經配置以收納至少兩種不同流體。至少一個通孔(20)經配置以在該板包裝件(P)之外部與該板包裝件內部之一隔室(5)之間延伸，該隔室(5)係至少部分由該等平板間隙(3、4)中之任一者形成，其中該至少一個通孔(20)係藉由一熱鑽孔形成。

Description

板式熱交換器及在該板式熱交換器中提供通孔的方法
本發明大體涉及一種平板式熱交換器，該平板式熱交換器具有藉由熱鑽孔形成之至少一個通孔。本發明亦係關於一種於平板式熱交換器中配置至少一個通孔的方法。
熱交換器且特別是平板式熱交換器係用於佈建內部通道系統之薄壁結構的實例，該內部通道系統用於在至少一個入口與至少一個出口之間導引一或若干種流體。
典型平板式熱交換器藉由經配置以形成板包裝件之複數個薄熱交換器平板來形成。板包裝件藉由數個第一熱交換器平板及第二熱交換器平板來形成。熱交換器平板可以如下方式永久接合至彼此且並排配置：第一平板間隙形成於每一對相鄰之第一熱交換器平板與第二熱交換器平板之間，且第二平板間隙形成於每一對相鄰之第二熱交換器平板與第一熱交換器平板之間。第一平板間隙及第二平板間隙彼此分離，且以交替次序並排設置於板包裝件中。實質上，每一熱交換器平板具有至少第一孔道及第二孔道，其中第一孔道形成至第一平板間隙之第一入口通道，且第二孔道形成自第一平板間隙起的第一出口通道。
永久接合可藉由焊接、硬焊、結合或黏著劑來達成。在此永久接合之平板式熱交換器中，入口或出口之位置取決於第一孔道及第二孔 道。又，熱交換器平板之任何表面輪廓取決於入口及出口之位置以便使通過板間隙之流動最佳化且藉此使熱效率最佳化。通常，存在一貫的努力來減小孔道之大小，從而使熱交換器平板之可用熱傳遞表面最大化。
藉由永久接合之平板式熱交換器形成的薄壁片層樣結構使得添加額外入口或出口、感測器或其類似者極其複雜，此係由於前述各者之定位限於薄壁片層樣結構之所形成之孔道及入口或出口通道。
存在與在永久接合之平板式熱交換器中進行連接或介接相關的許多問題。僅提及以上問題中的少許：藉由在接合平板以形成板包裝件之前將圖案製備/壓入個別平板中而在其側中產生孔為幾乎不可能的。若在板包裝件中鑽孔或車出螺紋孔，則碎屑將不可避免地進入板包裝件中並污染板包裝件。歸因於永久接合之平板式熱交換器之高度複雜橫截面，移除任何碎屑為幾乎不可能的。亦存在配置於平板式熱交換器下游之任何器件(諸如，壓縮器)之污染的風險。藉由個別平板之側翼產生之側中的薄織物(good)因而並不足夠厚而允許螺紋連接。永久接合之平板式熱交換器之複雜及不規則片層結構導致用於加工之不可靠材料，且入口埠或出口埠中之內部結構可坍塌。通常，甚至產生表面以相對於永久接合之平板式熱交換器密封亦為困難的。另外，假定永久接合藉由硬焊達成，則在不破壞經硬焊之結構情況下進行釺焊或焊接連接(諸如，焊接螺栓)係困難的。另外，鑽出涵蓋一或若干平板間隙之大孔為極其困難的。
在關於問題之此等實例之後，將任何額外入口或出口、感測器、探針、緊固構件或其類似者之連結安裝至平板式熱交換器且尤其安裝至永久接合之平板式熱交換器為極其困難的。在大量生產中尤其為該狀況。
本發明之目標係提供一種具有至少一通孔之平板式熱交換器，從而補救上文所提及之問題。
另一目標係提供一種允許平板式熱交換器中通孔之基本任意定位的方法。
另外，該方法應適用於需要高可靠度及高重複度的大量生產。
此目標藉由一種包括板包裝件之平板式熱交換器來達成，該板包裝件包括具有至少兩個組態之複數個熱交換器平板，該等熱交換器平板接合至彼此，且彼此交替以便形成熱交換器平板之疊堆，從而在熱交換器平板之間形成平板間隙，該等平板間隙經配置以收納至少兩種不同流體。平板式熱交換器特徵在於，至少一個通孔經配置以在板包裝件外部與板包裝件內部之隔室之間延伸，該隔室至少部分由平板間隙中之任一者來形成，其中至少一個通孔係藉由熱鑽孔來形成。
亦稱為熱熔鑽孔(flow drilling)、摩擦鑽孔或熱熔成形鑽孔(form drilling)之熱鑽孔係提供材料之塑性重整形的非切割方法。藉由使具有圓形橫截面之銷樣工具旋轉來形成孔，該橫截面具有基本上對應於待形成之孔的直徑。在旋轉期間，工具藉由依賴由高旋轉速度產生之摩擦而產生孔。所產生之熱使得材料具有足夠延展性以經成形並打孔。隨著工具之尖端刺穿基底材料之下表面，經移位之材料開始在工具饋入之方向上流動。一些經移位之材料可形成圍繞工件之上表面的軸環。其餘材料可形成下表面中之套筒樣襯套。所形成之套筒為顯著強健的，且可例如在單獨程序中被車出螺紋。
熱鑽孔已令人滿意地證明為適用於諸如平板式熱交換器之薄壁樣蜂巢結構。另外，熱鑽孔係不留下污染碎屑的非切割方法，該等污染碎屑可引起平板式熱交換器內部中之狹窄通路的非受控節流或阻斷。又，不存在形成碎屑之風險，該等碎屑對於待配置於平板式熱交換器下游的諸如壓縮器之器件可能造成問題。蜂巢樣結構與無碎屑形成之嚴格要求 的組合傳統上已使得在接合之平板式熱交換器中鑽出孔為極其複雜的，且實際上在可能的情況下通常已被避免。在大量生產中尤其為該狀況。
藉由使用熱鑽孔，提供關於進入永久接合之平板式熱交換器之板包裝件內部的全新可能性。此情形涉及諸如感測器、相機或其類似者之器具的插入，以改良對平板式熱交換器內部之操作條件的監視及理解。又，熱鑽孔提供與流體供應之入口或出口之定位或因此使用之配管有關的全新可能性。實際上，熱鑽孔允許通孔在平板式熱交換器中之基本任意定位。另外，藉由熱鑽孔，使得鑽出使得能進入一個以上平板間隙的大孔為可能的。
隔室可包含經由共同通道彼此連通之複數個平板間隙，其中至少一個通孔配置於界定共同通道之壁部分中。因此，壁部分可為共同通道或其縱向末端表面的圓周包覆表面。以實例說明之，共同通道可係通過或沿著板包裝件延伸之入口或出口通道。
至少一個通孔可經配置以收納含於由以下各者組成之群中的組件：諸如溫度感測器、壓力感測器及光學感測器的感測器，諸如排泄口塞或檢查玻璃之塞，及用於配管之連接器。應理解，此等並非係可能應用之組件的非限制性實例。
至少一個通孔之縱向軸線可經配置以基本上平行於熱交換器平板之縱向延伸部之總體平面而延伸。
至少一個通孔可配置於界定板包裝件之圓周側壁的壁部分中，該側壁基本上垂直於熱交換器平板之縱向表面延伸部的總體平面延伸。
至少一個通孔可具有使得能進入一個以上平板間隙的直徑。
至少一個通孔可配置於形成板包裝件之部分的上端板或下端板中。
板包裝件中之熱交換器平板可經由硬焊、焊接、黏著劑或結 合永久接合至彼此。
至少一個通孔可包含界定一套筒之縱向包覆表面，該套筒具有與通孔之縱向軸線同軸的縱向延伸部，且套筒可具有面向隔室內部之自由邊緣部分。套筒可用於車出螺紋或用於收納襯套、襯裡、連接器或其類似者。套筒亦可用以提供越過一或若干平板間隙的通道，藉此提供對板包裝件之內部結構的增強之進入，從而允許(例如)感測器之插入。
至少一個通孔之背對隔室之口部可包含在熱鑽孔期間形成之圓周軸環。此圓周軸環可用於待插入於通孔中之組件的連接。
至少一個通孔可包含有螺紋部分。
平板式熱交換器可進一步包含在至少一個通孔之口部中或圍繞該口部配置的托架。此托架可用於安裝待插入於通孔中之組件。
板包裝件之疊堆可包括數個第一熱交換器平板及數個第二熱交換器平板，該等第一熱交換器平板及該等第二熱交換器平板以如下方式接合至彼此且並排配置：第一平板間隙形成於每一對相鄰之第一熱交換器平板與第二熱交換器平板之間，且第二平板間隙形成於每一對相鄰之第二熱交換器平板與第一熱交換器平板之間。第一平板間隙與第二平板間隙可彼此分離，且以交替次序並排設置於至少一板包裝件中。
共同通道可包含由熱鑽孔形成之複數個通孔，其中通孔中之至少兩者經配置以將至少兩種不同流體中之第一流體供應至共同通道。
至少兩種不同流體中之第一流體經由連接至至少兩個通孔之歧管供應至共同通道。
此情形給出下文待論述之數個優點。對於經硬焊之平板式熱交換器，針對係冷卻劑之第一流體之入口埠的直徑經設計，以便將流體速率保持於某範圍內以避免過高壓降。當涉及兩相應用以保持效率及容量時，將流體速率保持於某範圍內極其重要。在先前技術解決方案中，第一 流體經由入口通道之一個末端來供應，該入口通道構成由每一個別熱交換器平板中之孔道組成的共同通道。此情形意謂，每一個別熱交換器平板中之埠切開設計必須基於供應至其之第一流體流量來設定尺寸。又，必須考慮熱交換器平板之最大數目，此係由於流量與該最大數目成比例。埠大小對於平板式熱交換器之耐壓力性具有強影響係熟知的。埠大小愈大，則耐壓力性愈差。平板式熱交換器之設計壓力通常藉由用漲裂壓力除以正常範圍在3與4.5之間的係數來固定。係數值主要根據壓力容器認證機構(approval body)的要求且又根據設計溫度來固定。允許最低係數之機構需要壓力循環耐久性測試。此情形使得壓力循環耐久性測試在設計平板式熱交換器之埠區域時為極具挑戰的。以實例說明之，在所謂CO2跨臨界氣體冷卻器中，設計壓力必須為約120巴，且漲裂壓力在最佳狀況下必須係360巴且在最差狀況下為540巴。
藉由在硬焊之後於板包裝件中提供複數個熱力鑽出之通孔且經由此等通孔供應第一流體，可使得每一熱交換器平板中之埠切口為較小的，此係由於此等孔中之每一者僅必須處置待供應至板包裝件之總流的一部分。以上情形使得板包裝件之埠區域為更強健的。又一優點係，較小孔道留下個別熱交換器平板之較大區域用於熱傳遞。
根據另一態樣，本發明可係關於一種在平板式熱交換器中提供通孔的方法，該方法包含：提供一包含板包裝件之平板式熱交換器，該板包裝件包括具有至少兩個組態之複數個熱交換器平板，該等熱交換器平板接合至彼此且彼此交替以形成熱交換器平板之疊堆，從而在熱交換器平板之間形成平板間隙，該等平板間隙經配置以收納至少兩種不同流體；及藉由熱鑽孔來配置在板包裝件外部與板包裝件內部之隔室之間延伸的至少一個通孔，該隔室至少部分係由平板間隙中之任一者形成。
1‧‧‧平板式熱交換器
2‧‧‧疊堆
3‧‧‧第一平板間隙
4‧‧‧第二平板間隙
5‧‧‧隔室
6‧‧‧上端板
7‧‧‧下端板
8‧‧‧孔道
9‧‧‧第一入口通道
10‧‧‧第一出口通道
11‧‧‧第二入口通道
12‧‧‧第二出口通道
13‧‧‧圓周側壁
14‧‧‧凸緣
15‧‧‧外部周邊邊緣部分
16‧‧‧總體平面
20‧‧‧通孔
21‧‧‧表面圖案
22‧‧‧接合點
23‧‧‧通孔
24‧‧‧隔離壁
30‧‧‧銷樣工具
31‧‧‧錐狀自由端
32‧‧‧基底材料
33‧‧‧下表面
34‧‧‧軸環
35‧‧‧上表面
36‧‧‧襯套
37‧‧‧車出螺紋
38‧‧‧工具
38a‧‧‧螺紋
39‧‧‧口部
40‧‧‧自由邊緣部分
41‧‧‧內部包覆表面
50‧‧‧歧管
51‧‧‧第一隔室
52‧‧‧第二隔室
A‧‧‧第一熱交換器平板
B‧‧‧第二熱交換器平板
L‧‧‧縱向軸線
P‧‧‧板包裝件
現將參看隨附示意性圖式作為實例來描述本發明之具體施例，其中圖1示意性揭示典型平板式熱交換器之側視圖。
圖2示意性揭示圖1之平板式熱交換器之正視圖。
圖3揭示沿著平板式熱交換器之典型板包裝件之入口或出口通道的高度示意性橫截面。
圖4及圖5揭示平板式熱交換器之第一及第二熱交換器平板之高度示意性實施例。
圖6揭示平板式熱交換器之板包裝件的例示通孔之不同位置之高度示意性橫截面的第一具體實例。
圖7a至圖7d示意性揭示通孔在熱鑽孔與後續熱力攻絲(thermal tapping)期間的形成。
圖8揭示由熱鑽孔鑽出之通孔的示意性橫截面。
圖9高度示意性揭示平板式熱交換器之板包裝件的橫截面俯視圖。
圖1至圖3揭示平板式熱交換器1之典型實施例。平板式熱交換器1包括一板包裝件P，該板包裝件P由數個壓縮模製熱交換器平板A、B形成，該等熱交換器平板A、B彼此並排設置以形成疊堆2。包括於具體實例中之熱交換器平板為兩種不同之熱交換器平板，其在下文中被稱作第一熱交換器平板A(參見圖3、圖4及圖6)，及第二熱交換器平板B(參見圖3、圖5及圖6)。板包裝件P包括實質上相同數目個第一熱交換器平板A與第二熱交換器平板B。
如圖3，顯而易見的，熱交換器平板A、B以如下方式並排設置：第一平板間隙3形成於每一對相鄰之第一熱交換器平板A與第二熱交換器平板B之間，且第二平板間隙4形成於每一對相鄰之第二熱交換器 平板B與第一熱交換器平板A之間。每一第二平板間隙因此形成各別第一平板間隙3，且其餘平板間隙形成各別第二平板間隙4，亦即，第一平板間隙3及第二平板間隙4以交替方式設置於板包裝件P中。此外，第一平板間隙3及第二平板間隙4實質上完全彼此分離。
複數個隔室5因此形成於板包裝件P內。以實例說明之，第一隔室51至少部分由第一平板間隙3中之任一者形成，且第二隔室52至少部分由第二平板間隙4中之任一者形成。
板包裝件P亦包括上端板6及下端板7，該上端板6及下端板7設置於板包裝件P的各別側上。
平板式熱交換器1可有利地經調適以作為未揭示之冷卻劑電路中的蒸發器操作。在此蒸發器應用中，第一平板間隙3可形成諸如冷卻劑之第一流體之通路，而第二平板間隙4可形成經調適以由冷卻劑進行冷卻之第二流體的通路。
在圖1及圖3中揭示之具體實例中，熱交換器平板A、B與上端板6及下端板7永久地連接至彼此。此永久連接可經由硬焊、焊接、黏著劑或結合來有利地執行。
如尤其自圖2、圖4及圖5看出，實質上每一熱交換器平板A、B具有四個孔道8，亦即第一孔道8、第二孔道8、第三孔道8及第四孔道8。第一孔道8形成至第一平板間隙3之第一入口通道9，其實質延伸穿過整個板包裝件P，亦即，所有平板A、B以及上端板6。第二孔道8形成自第一平板間隙3起之第一出口通道10，其亦實質延伸穿過整個板包裝件P，亦即，所有平板A、B及上端板6。第三孔道8形成至第二平板間隙4之第二入口通道11，且第四孔道8形成自第二平板間隙4起之第二出口通道12。又，此等兩個通道11及12實質延伸通過整個板包裝件P，亦即，所有平板A、B及上端平板6。
在所揭示之具體實例中，與第一平板間隙3連通之第一入口通道9可被看作第一隔室51之部分。與第一平板間隙3連通之第一出口通道10亦可被看作形成第一隔室51的部分。同樣，在所揭示之具體實例中，與第二平板間隙4連通之第二入口通道11可被看作第二隔室52之部分。與第二平板間隙4連通之第二出口通道12亦可被看作形成第二隔室52的部分。
在此類型之先前技術平板式熱交換器中，經由第一入口通道9或第一出口通道10(亦即，經由第一隔室51)進入第一平板間隙3。同樣，經由第二入口通道11或第二出口通道12(亦即，經由第二隔室52)進入第二平板間隙4。
在先前技術之平板式熱交換器中，任何器具、感測器或其類似者經由此等通道9、10、11、12中之一者被插入，藉此其允許沿著此等通道中之一者進入縱向延伸部。然而，此情形僅允許對平板式熱交換器內部之嚴格有限區域的進入，且特別地，其不允許對個別熱交換器平板A、B之熱傳遞表面的進入。對此區域之進入為繁冗的，且為了實際原因在以大規模生產之系統的正常使用期間為不可能的。
現在，為了更好地理解本發明，將參看圖6，圖6揭示典型平板式熱交換器1之入口通道9、11或出口通道10、12之示意性橫截面，從而描述本發明的一個具體實例。儘管橫截面約束至入口或出口通道9、10、11、12中或圍繞出口通道9、10、11、12的區域，但相同原理適用於平板式熱交換器1之板包裝件P的任何外壁部分。
圖6揭示複數個第一熱交換器平板A及第二熱交換器平板B，其以如下方式並排設置：第一平板間隙3形成於每一對相鄰之第一熱交換器平板A與第二熱交換器平板B之間，且第二平板間隙4形成於每一對相鄰之第二熱交換器平板B與第一熱交換器平板A之間。每一第二平板間 隙因此形成各別第一平板間隙3，且其餘平板間隙形成各別第二平板間隙4，亦即，第一平板間隙3與第二平板間隙4以交替方式設置於板包裝件P中。此外，第一平板間隙3與第二平板間隙4實質完全彼此分離。
板包裝件P之圓周側壁13包含複數個向外延伸之凸緣14，每一凸緣14藉由一對相鄰之第一熱交換器平板A及第二熱交換器平板B之外部周邊邊緣部分15來形成。圓周側壁13基本上垂直於第一熱交換器平板A及第二熱交換器平板B之總體平面16而延伸。
在所揭示之具體實例中，複數個通孔20配置於板包裝件P之圓周側壁13中。通孔20由熱鑽孔來鑽出。下文將描述作為方法之熱鑽孔。每一通孔20之縱向軸線L經配置以基本上平行於第一熱交換器平板A及第二熱交換器平板B的總體平面16而延伸。
在所揭示之具體實例中，每一第一平板間隙3包含通孔20，從而自板包裝件P之外部延伸至係入口通道9、11或出口通道10、12之貫通通道中。應理解，可使用不同於所說明之孔圖案。另外，應理解，藉由熱鑽孔，通孔20可配置於沿著板包裝件P之圓周側壁13的任何任意位置中。
在所揭示之具體實例中，通孔20以其縱向軸線L自相鄰凸緣14移位少許而配置，藉此基本上使得通孔20穿過一起形成一對熱交換器平板A、B之第一熱交換器平板A或第二熱交換器平板B中之任一者的一部分來鑽出。應理解，其他位置為可能的。
應理解，板包裝件P之圓周側壁13基本上可為平滑的。此情形可(例如)藉由彎曲複數個向外延伸之凸緣14以基本上平行於圓周壁部分13延伸或藉由切斷凸緣14來進行。亦應理解，橫截面取決於構成板包裝件P之熱交換器平板A、B的表面圖案21。
另外，在圖6中，通孔20配置於上端板6中，藉此使得自 板包裝件P之外部至最靠近上端板6之平板間隙3、4之連通為可能的。在所揭示之具體實例中，通孔20延伸至第一平板空隙3(亦即，第一隔室51)中。任何任意位置取決於通孔20之所欲使用而為可能的。相同原理適用於下端板7。
圖6亦揭示配置於下端板7中之通孔20、23。通孔20、23越過最靠近下端板7之平板間隙3、4延伸且延伸至第二後續平板間隙3、4中。在所揭示之具體實例中，通孔20、23之縱向軸線L延伸通過兩個接合之熱交換器平板A、B之間的接合點22。應理解，其他位置為可能的。
另外，圖6揭示具有一直徑之通孔20、23的一個具體實例，通孔20、23使得能進入一個以上第一平板間隙3或第二平板間隙4。通孔20、23藉由延伸越過複數個熱交換器平板A、B之區域且藉此越過兩個或若干平板間隙3、3、4、4之間的隔離壁24來揭示，該等隔離壁24因而藉由熱交換器平板A、B來形成。
現轉至圖9，高度示意性揭示平板式熱交換器之板包裝件P的橫截面俯視圖。
用於供應及分佈第一流體之共同通道9、10、11、12包含由熱鑽孔形成之複數個通孔20。第一流體經由歧管50供應至共同通道9、10、11、12。歧管50連接至板包裝件P之外壁51，且經由通孔20與共同通道9、10、11、12來連通。
應理解，第一流體可經由噴嘴或閥(未揭示)分佈至共同通道9、10、11、12中，該等噴嘴或閥經配置而連接至該歧管。
流體可經由個別管線(未揭示)或經由與複數個通孔連通之歧管50而供應至通孔20。通孔可經旋擰以固定必要連接且藉由墊片、O型環或其類似者來密封。亦可使用軟焊。
應理解，通孔20可配置成列或任何其他圖案。亦應理解， 相同原理不僅適用於第一流體之入口埠，而且適用於板包裝件的任何其他埠。
亦稱為熱熔鑽孔(flow drilling)、摩擦鑽孔或熱熔成形鑽孔(form drilling)之熱鑽孔係用以形成孔的非切割方法。孔可為通孔或盲孔。在圖7a至圖7c中說明程序。熱鑽孔提供材料之塑性重整形。孔20藉由旋轉具有圓形橫截面之銷樣工具30來形成，該圓形橫截面具有基本上對應於待形成之孔的直徑(參見圖7a)。工具30具有以高旋轉速度且以相對高軸向壓力與基底材料32嚙合之錐狀自由端31以藉此形成孔20。以實例說明之，工具30可由碳化物(諸如，碳化鎢)製成。在旋轉期間，工具30藉由依賴於由高旋轉速度產生之摩擦來產生孔(參見圖9b)。所產生之熱使得基底材料32具有足夠延展性以經成形並打孔。隨著工具30在軸向方向上前進，材料移位發生(參見圖7c)。最初，所移位之材料朝向工具向上流動。隨著工具30之自由端31之尖端刺穿基底材料32之下表面33，經移位之材料開始在工具饋入之方向上流動。隨著材料軟化，軸向力減小，且饋入速率增加。一些經移位之材料可圍繞基底材料32之上表面35形成軸環34。其餘材料在下表面33中形成襯套36。軸環34及襯套36將與所得通孔20同軸，且具有稍微超出基底材料32之厚度的縱向延伸部L。工件硬化之程度取決於材料。結果，所形成之襯套36為顯著強健的，且例如可在單獨程序中車出螺紋(參見圖7d)。可在襯套36內部或外部車出螺紋。應理解，車出螺紋37可限於軸環34、基底材料32及套管36之一部分。
標準鑽孔、NC及CNC機器皆適用於熱鑽孔。但程序取決於專用工具30與基底材料32嚙合所用之速度及力。應理解，諸如孔大小、材料及厚度之參數皆影響合適旋轉速度、饋入速率及軸向力。舉例而言，薄材料在額外壓力下可彎曲或坍塌，從而使防止變形之適當支撐成為必要。預鑽出之孔可減小所需要之軸向力且亦在襯套之下緣中留下光面修整 (smooth finish)。然而，歸因於碎屑形成，預鑽孔在應用至熱交換器時通常並非一選項。藉由係非切割方法之熱鑽孔，不形成碎屑，碎屑可能落入平板式熱交換器中且污染平板式熱交換器，諸如永久接合之板包裝件或待配置於此平板式熱交換器下游的任何器件。如同在平板式熱交換器1中，熱鑽孔在鑽出具有跨越複數個平板間隙3、3、4、4之直徑的大孔23時已令人滿意地證明為極佳的。
假定套筒36將被車出螺紋，則此可基本上使用與熱鑽孔相同之原理藉由使用熱力攻絲來進行，其中基本差異為溫度低得多。熱力攻絲提供材料之塑性重整形。所使用之工具38(參見圖7d)具有螺紋38a，且當在旋轉期間插入於孔20中時，孔中之包覆表面中的材料流動至工具38的螺紋38a之凹陷及齒頂中。因此，螺紋經冷卻成形，從而不留下碎屑。應理解，螺紋形式、深度及強度由選擇之工具38來決定。亦應理解，車出螺紋可藉由非切割習知塑性冷卻成形來進行。
現轉至圖8，揭示藉由熱鑽孔鑽出之通孔20的示意性橫截面。作為通孔20藉由使材料移位而非切割材料形成的塑性重整形方法之熱鑽孔之結果，通孔20的意欲背對平板間隙3、4之口部39可包含所移位材料之圓周軸環34。藉由在熱鑽孔期間使用之工具30使軸環34成形以控制軸環34的形狀為可能的。另外，通孔20在其下側上包含界定套筒36之縱向包覆表面，該套筒36具有與通孔20之縱向軸線L同軸的縱向延伸部。套筒36具有自由邊緣部分40。又，套筒36係熱鑽孔之結果，熱鑽孔係塑性重整形方法。可向通孔20車出螺紋。車出螺紋可沿著通孔20之全內部包覆表面41(亦即，自軸環34之外部邊緣至套筒36之自由邊緣部分40)進行。或者，向包覆表面41之僅一部分車出螺紋。應理解，軸環34可用作針對任何器件或針對托架或其類似者的連接表面。
通孔20可用以收納或安裝不同類型之感測器(未揭示)，諸 如溫度感測器、壓力感測器及光學感測器。通孔20亦可用以安裝塞(未揭示)，諸如排泄口塞或檢查玻璃。典型排泄口塞係用於壓縮器油之排泄口塞及用於系統排氣之排泄口塞。通孔20亦可用作用於反向冷卻/加熱循環的單獨入口或出口(未揭示)。
已大體基於具有第一平板間隙3及第二平板間隙4以及四個孔道8從而允許兩個流體流的平板式熱交換器1描述了本發明。應理解，本發明亦適用於在平板間隙之數目、孔道之數目及待處置之流體之數目方面具有不同組態之平板式熱交換器。本發明甚至適用於如下平板式熱交換器：其中形成為整合於熱交換器平板中之通孔的一或若干入口或出口通道被忽略。應進一步理解，不管熱交換器之類型為何，本發明皆適用。以實例說明之，本發明可應用於管殼式熱交換器或螺旋形熱交換器。
四個孔道8在所揭示具體實例中設置於實質上矩形熱交換器平板A、B之各別拐角附近。應理解，其他位置為可能的，且本發明不應限於所說明並揭示之位置。
本發明亦適用於包含逐對永久接合之熱交換器平板的平板式熱交換器(未揭示)，其中每一對形成一匣。在此解決方案中，墊片配置於每一匣之間。又，在此具體實例中，形成每一匣之熱交換器平板可藉由焊接而永久接合。本發明亦適用於板包裝件藉由延伸穿過熱交換器平板以及上端板及下端板的系緊螺栓而保持在一起的平板式熱交換器(未揭示)。在後一狀況下，墊片用於熱交換器平板之間。
本發明不限於所揭示之具體實例，而可在以下申請專利範圍之範疇內進行變化並修改，其在上文已進行了部分描述。

Claims (16)

  1. 一種包括一板包裝件(P)之平板式熱交換器(1)，該板包裝件包括具有至少兩個組態之複數個熱交換器平板(A、B)，該等熱交換器平板接合至彼此且其彼此交替以形成熱交換器平板(A、B)之一疊堆(2)，從而在該等熱交換器平板(A、B)之間形成平板間隙(3、4)，該等平板間隙(3、4)經配置以收納至少兩種不同流體，該平板式熱交換器特徵在於至少一個通孔(20)經配置以在該板包裝件(P)之外部與該板包裝件(P)內部之一隔室(5)之間延伸，該隔室(5)至少部分藉由該等平板間隙(3、4)中之任一者形成，其中該至少一個通孔(20)係藉由一熱鑽孔形成。
  2. 如申請專利範圍第1項之平板式熱交換器，其中該隔室(5)包含經由一共同通道(9、10、11、12)彼此連通之複數個平板間隙(3、4)，其中該至少一個通孔(20)配置於界定該共同通道(9、10、11、12)的一壁部分中。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之平板式熱交換器，其中該至少一個通孔(20)經配置以收納含於由以下各者組成之群組中的一組件：諸如溫度感測器、壓力感測器及光學感測器之感測器，塞子，諸如排泄口塞或者檢查玻璃以及用於配管之連接器。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之平板式熱交換器，其中該至少一個通孔(20)之縱向軸線(L)經配置以基本上平行於該等熱交換器平板(A、B)之縱向表面延伸部之一總體平面(16)延伸。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之平板式熱交換器，其中該至少一個通孔(20)配置於界定該板包裝件(P)之一圓周側壁(13)的一壁部分中，該側壁基本上垂直於該等熱交換器平板(A、B)之該縱向表面延伸部的一總體平面(16)延伸。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之平板式熱交換器，其中該至少一個通 孔(20)具有使得能進入一個以上平板間隙(3、4)的一直徑。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之平板式熱交換器，其中該至少一個通孔配置於一上端板或一下端板(6、7)中，從而形成該板包裝件(P)的部分。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之平板式熱交換器，其中該板包裝件(P)中之該等熱交換器平板(A、B)經由硬焊、焊接、黏著劑或結合而永久接合。
  9. 如申請專利範圍第1或2項之平板式熱交換器，其中該至少一個通孔(20)包含一縱向包覆表面(41)，從而界定具有一縱向延伸部之一套筒(36)，該縱向延伸部與該通孔(20)之該軸向軸線(L)同軸，且該套筒具有面向該隔室(5)之內部的一自由邊緣部分(40)。
  10. 如申請專利範圍第1或2項之平板式熱交換器，其中該至少一個通孔(20)之背對該隔室(5)的口部(39)包含一在該熱鑽孔期間形成的圓周軸環(34)。
  11. 如申請專利範圍第1或2項之平板式熱交換器，其中該至少一個通孔(20)包含一有螺紋部分(37)。
  12. 如申請專利範圍第1或2項之平板式熱交換器，其進一步包含在該至少一個通孔之該口部中或圍繞該口部配置的一托架。
  13. 如申請專利範圍第1項之平板式熱交換器，其中該板包裝件(P)之該疊堆(2)包括數個第一熱交換器平板(A)及數個第二熱交換器平板(B)，其以如下方式接合至彼此且並排配置：一第一平板間隙(3)形成於每一對相鄰之第一熱交換器平板(A)與第二熱交換器平板(B)之間，且一第二平板間隙(4)形成於每一對相鄰之第二熱交換器平板(B)與第一熱交換器平板(A)之間，其中該等第一平板間隙(3)及該等第二平板間隙(4)彼此分離且以一交替次序並排配置於該至少一個板包裝件(P)中。
  14. 如申請專利範圍第2項之平板式熱交換器，其中該共同通道(9、10、11、12)包含藉由熱鑽孔形成之複數個通孔(20)，其中該等通孔(20)中之至少兩者經配置以用於將該至少兩種不同流體中之一第一流體供應至該共同通道(9、10、11、12)。
  15. 如申請專利範圍第14項之平板式熱交換器，其中該至少兩種不同流體中之該第一流體經由連接至該至少兩個通孔(20)之一歧管(50)而供應至該共同通道(9、10、11、12)。
  16. 一種在一平板式熱交換器(1)中提供一通孔(20)之方法，該方法包含提供包含一板包裝件(P)的一平板式熱交換器(1)，該板包裝件包括具有至少兩個組態之複數個熱交換器平板(A、B)，該等熱交換器平板(A、B)接合至彼此且彼此交替以形成熱交換器平板之一疊堆(2)，從而在該等熱交換器平板(A、B)之間形成平板間隙(3、4)，該等平板間隙(3、4)經配置以收納至少兩種不同流體；及藉由熱鑽孔配置至少一個通孔(20)以在該板包裝件(P)之外部與該板包裝件(P)內部之一隔室(5)之間延伸，該隔室(5)係至少部分藉由該等平板間隙(3、4)中之任一者形成。
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