專利名稱：換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
按最一般的方面來說，本發(fā)明涉及用于在第一和第二流體之間進(jìn)行熱交換的換熱器。
本發(fā)明尤其，但不僅僅涉及一類用于在加壓流體之間進(jìn)行熱交換的換熱器，這類換熱器包括多個(gè)殼體，這些殼體具有基本上扁平形狀并且具有預(yù)定寬度，以疊層排列，在該疊層的相鄰殼體之間設(shè)有氣隙，每一個(gè)殼體由沿著外圍條帶焊接的兩個(gè)半殼形成，這些殼體經(jīng)通向所述氣隙的相應(yīng)孔口而相互流通。
背景技術(shù)：
包括多個(gè)殼體或扁平管的這類用于在兩種流體之間熱交換的換熱器是已知的。
每一個(gè)殼體由兩個(gè)半殼形成，在半殼上的相應(yīng)位置有相應(yīng)的開孔，在這些位置，相鄰的殼體通過集合管(collector)連接。
在這種配置中，每一對(duì)相鄰殼體確定了一個(gè)氣隙，通過該氣隙運(yùn)輸?shù)谝灰毫?，而不同溫度的第二液流穿過多個(gè)殼體。
以這種方式，這些液流進(jìn)行熱交換。通過分別在腔體內(nèi)和在殼體內(nèi)部裝配小的波紋板或湍流器使液流的運(yùn)動(dòng)呈高度湍流狀態(tài)，通?？梢允篃峤粨Q變得更有效。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，在相鄰殼體之間的上述連接集合管是與這些半殼通過界面連接并且通過塑料變形沿著相應(yīng)錐形邊緣的周圍施加壓力的管件，這些錐形邊緣可通過殼體上的開孔看見。
這樣制成的換熱器雖然是有利的，但仍然存在缺陷，主要的缺陷是它們的機(jī)械抗性低，這損害了它們的應(yīng)用，尤其在液流的熱交換在高壓下進(jìn)行的情況下。
這種低機(jī)械抗性在相鄰殼體之間的連接處和在半殼處是明顯的，這是因?yàn)樵谒鲞B接處，塑料變形沒有確保充分的密封，而在半殼處，液流之間的有效熱交換必須用小的厚度實(shí)現(xiàn)。
由此可以得出，如果熱交換在至少一種液流處于高壓的液流之間進(jìn)行的話，這樣制作的換熱器不能采用，或者無論如何都具有很小的工業(yè)價(jià)值。這里所述的高壓是指高于10-13巴的壓力值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是設(shè)計(jì)一類用于在第一流體和第二流體之間進(jìn)行熱交換的換熱器，這類換熱器包括多個(gè)殼體，這些殼體基本上為扁平形狀并且具有預(yù)定寬度，以疊層排列，在該疊層的相鄰殼體之間設(shè)有氣隙，每一個(gè)殼體由沿著外圍條帶焊接的兩個(gè)半殼形成，其中上述殼體經(jīng)通向所述氣隙的相應(yīng)孔口而相互流通。本發(fā)明的換熱器的結(jié)構(gòu)和功能特性足以克服上述缺陷，換句話說，可以確保不同尋常的強(qiáng)度和機(jī)械抗性。
根據(jù)本發(fā)明，上述問題通過上述類型的換熱器來解決，所述換熱器在上述氣隙中包括至少一個(gè)基本上為袖套型的隔板，它緊靠在頂端，并且圍繞通向所述氣隙的相應(yīng)孔口與所述相鄰的殼體整合。
有利地，該換熱器包括與上述至少一個(gè)隔板連接的不規(guī)則結(jié)構(gòu)，它在氣隙中延伸，從而固定所述半殼。
優(yōu)選地，上述不規(guī)則結(jié)構(gòu)是從所述至少一個(gè)隔板徑向延伸的徑向輻條。
有利地，上述徑向輻條以基本上相等的角度間隔。
優(yōu)選地，上述徑向輻條與所述隔板一體形成，更優(yōu)選，徑向輻條和隔板是一件擠塑型材。
有利地，上述擠塑型材由選自鋁、鋁合金、銅、銅合金和類似金屬材料中的金屬材料制成。
結(jié)合附圖閱讀以下詳細(xì)說明可以更清楚地了解本發(fā)明的換熱器的特性和其它有點(diǎn)。所述附圖僅用于舉例說明，不構(gòu)成限制。


在這些附圖中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的換熱器的沿線I-I剖取的示意性正面剖視圖；圖2示出了根據(jù)箭頭II俯視的圖1的換熱器的平面圖；圖3示出了圖1的換熱器的一個(gè)細(xì)部的放大圖；圖4示出了根據(jù)圖3的線IV-IV剖取的圖1的換熱器的一個(gè)細(xì)部的剖視圖；圖5示出了圖1的換熱器的一部分的立體部件分解圖。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)變型的換熱器的對(duì)應(yīng)于圖5的部分；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)變型的對(duì)應(yīng)于圖5部分的細(xì)部；圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)變型的對(duì)應(yīng)于圖4的細(xì)部。
具體實(shí)施例方式
參考上述附圖，根據(jù)本發(fā)明的用于在第一流體(例如油)和第二流體(例如空氣)之間熱交換的換熱器總體上用1表示。
換熱器1主要包括形狀基本扁平、按疊層2a以預(yù)定距離關(guān)系連接在一起的多個(gè)殼體2，在殼體之間設(shè)有相應(yīng)的腔隙3。
預(yù)定寬度L的殼體2按已知方式夾在第一面板4和第二面板5之間，第二面板設(shè)有接頭5a，例如用于供上述第一流體通過。
在實(shí)施例中，所述換熱器具有1”(1英寸)的接頭5a。
每一個(gè)殼體2由沿外圍條帶6a焊接的兩個(gè)半殼6形成，所述每一個(gè)半殼6在相應(yīng)位置設(shè)有相應(yīng)的孔口7。
應(yīng)該注意的是，上述外圍條帶6a具有包括修邊(trim)6c直角彎頭(bent square)的外緣6b，并且半殼6用0.1-0.4mm，優(yōu)選0.3mm的小厚度的鋁板制成。
在疊層2a中排列的這些相應(yīng)孔口7使上述殼體2相互流通。
在這些殼體2中，使上述第一液流流動(dòng)，而第二液流在上述腔隙3中流動(dòng)，全部按本身已知的方式。
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)特征，換熱器1在所述腔隙3的每一個(gè)中包括基本為袖套型的隔板8，其緊靠在頂端，并且圍繞半殼6的相應(yīng)孔口7的每一個(gè)與上述相鄰的殼體整合，實(shí)現(xiàn)在相鄰殼體之間的牢固機(jī)械連接。
例如通過銅焊或焊接與所述殼體2整合的這種隔板8在相應(yīng)的孔口7處構(gòu)成了上述第一流體的通過集合管，與殼體2的內(nèi)部連通。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)特征，換熱器1包括與每一個(gè)隔板8連接的不規(guī)則結(jié)構(gòu)9，它在每一個(gè)氣隙3中延伸，構(gòu)成半殼6的固定元件。
具體參考圖4和5的實(shí)例，可以注意到，這些不規(guī)則結(jié)構(gòu)為徑向輻條9的形式，向所述隔板8的外部徑向伸出，并且在這種隔板8上以基本上相等的角度間隔。
有利地，根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)特征，預(yù)定數(shù)目的延伸到隔板8的外部的這種徑向輻條9(在實(shí)例中，數(shù)目等于7個(gè)輻條，用9a表示)延伸到上述外圍條帶6a。
尤其，這種預(yù)定數(shù)目的徑向輻條9a延伸至并倚靠在上述修邊6c直角彎頭上。
還有利地，相同隔板8的剩余徑向輻條9(在實(shí)例中，用9b表示的三個(gè)輻條)按照用T表示的橫截面剪切(shear)，該橫截面構(gòu)成了總體上用11表示的波紋板的參考支撐面，所述波紋板布置在每一個(gè)腔隙3內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員稱之為“湍流器”。
關(guān)于這一點(diǎn)，還應(yīng)該說明的是，第二波紋板和湍流器11a設(shè)置在每一個(gè)殼體2的內(nèi)部。
上述波紋板11、11a的目的是提高換熱器1的熱交換效率，利用它們的波紋表面增強(qiáng)用于熱交換的液流的湍流。
優(yōu)選地，上述徑向輻條9與由它們伸出的隔板8一體形成，更優(yōu)選地，徑向輻條和隔板是一件擠塑型材，由選自鋁、銅、鋁合金、銅合金和類似金屬材料中的金屬材料制備。
應(yīng)該指出的是，隔板8的厚度和徑向輻條9的厚度值為2-4mm，優(yōu)選3.5mm。
優(yōu)選地，上述每一個(gè)半殼6的每一個(gè)相應(yīng)孔口7設(shè)有對(duì)中邊緣12，在氣隙3的方向上從半殼6伸出，用于調(diào)準(zhǔn)隔板8。
根據(jù)本發(fā)明的換熱器的主要優(yōu)點(diǎn)在于它的非同尋常的強(qiáng)度。
的確，由于在殼體的頂端焊接和一體制成的隔板，為殼體疊層本身提供了特別牢固的結(jié)構(gòu)。
這樣，在相鄰的殼體之間實(shí)現(xiàn)了牢固的機(jī)械連接，形成了密封，能夠耐受強(qiáng)烈的應(yīng)力。
尤其，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)最容易遭受爆炸的換熱器部分在根據(jù)本發(fā)明的換熱器中通過與殼體一體形成的隔板和通過從每一個(gè)隔板伸出的徑向輻條而被加強(qiáng)，所述徑向輻條構(gòu)成了每一個(gè)半殼的固定元件。
這樣，根據(jù)本發(fā)明的換熱器尤其適合于在加壓液流之間的熱交換，還適合于高達(dá)35巴或更高的壓力。
此外，換熱器的機(jī)械抗性通過隔板的徑向輻條被改進(jìn)，該徑向輻條構(gòu)成了設(shè)置在腔隙中的每一個(gè)波紋板的支撐元件。
這樣，波紋板被徑向輻條牢固地固定在最佳位置，使得極好地增強(qiáng)了穿過腔隙的液流的湍流，尤其，在這種液流的高壓力值下實(shí)現(xiàn)了最佳的熱交換。
換句話說，由于上述特殊結(jié)構(gòu)，根據(jù)本發(fā)明的換熱器允許在殼體內(nèi)部輸送的第一液流和輸送到相鄰殼體之間的腔隙中的第二液流之間進(jìn)行熱交換，尤其和至多在這些液流均處于高壓力值的時(shí)候。
根據(jù)本發(fā)明的換熱器實(shí)現(xiàn)了這種不同尋常的強(qiáng)度，有利地，憑借有效熱交換只需小厚度的半殼，同時(shí)保持了換熱器的密實(shí)結(jié)構(gòu)。
由于其密封優(yōu)于迄今由現(xiàn)有技術(shù)所提供的密封的上述機(jī)械連接，根據(jù)本發(fā)明的換熱器所實(shí)現(xiàn)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于流體在熱交換期間具有最小或可忽略的壓降。
此外，應(yīng)該說明的是，延伸到外圍條帶的修邊的徑向輻條(最好是直角彎頭)為根據(jù)本發(fā)明的換熱器提供了對(duì)抗意外碰撞的有效機(jī)械抗性，使換熱器不產(chǎn)生凹痕以及由這種碰撞產(chǎn)生的類似不希望有的破壞。
現(xiàn)在，具體參考圖6的實(shí)例，該圖描述了本發(fā)明的一個(gè)變型。在該圖中，結(jié)構(gòu)和操作與先前實(shí)施方案相同的細(xì)部和聯(lián)動(dòng)部件用相同的附圖標(biāo)記和符號(hào)表示。
在這個(gè)變型中，換熱器包括隔板8，它的形狀基本上為袖套狀，在相鄰殼體2的頂端整合，包括向隔板8的內(nèi)部伸出的徑向輻條90。
向隔板內(nèi)部伸出的上述徑向輻條90在其游離端被剪切，以便圍繞相應(yīng)孔口7的對(duì)中外緣12。
再次具體參考圖6的實(shí)例，應(yīng)該注意到，隔板8包括具有曲線輪廓的第一部分80a，以及具有方形輪廓的第二部分80b，該方形輪廓構(gòu)成了湍流器11的參考平面。
在這種變型中，應(yīng)該指出的是，有利地，由于穿過殼體的流體、從內(nèi)部作用于隔板的壓力完全被由于穿過腔隙的流體、從外部作用于隔板的壓力所抵消。
圖7的實(shí)例代表了根據(jù)本發(fā)明的換熱器的另一個(gè)變型。
在這種變型中，換熱器包括隔板8，它具有基本上袖套形狀，各自設(shè)有用90a表示的、向隔板的內(nèi)部伸出的徑向輻條，以及用90b表示的、向隔板的外部伸出的徑向輻條。
可以看出，向隔板8的外部伸出的上述徑向輻條90b是向隔板的內(nèi)部延伸的徑向輻條90a的延長(zhǎng)部分。
重要的是，根據(jù)參考圖8的實(shí)例示出的又一個(gè)變型，殼體2的半殼6上的開孔7是橢圓形的。
在換熱器的寬度很大的情況下，橫向延伸的孔口是特別有利的，預(yù)計(jì)會(huì)耐受在換熱器本身的半殼中循環(huán)的高流速流體。
為了滿足具體的要求，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以對(duì)上述換熱器的四個(gè)變型的每一個(gè)做出許多改造，所有這些改造均被由權(quán)利要求書所確定的本發(fā)明的保護(hù)范圍所覆蓋。
權(quán)利要求
1.一類用于在第一流體和第二流體之間進(jìn)行熱交換的換熱器，該類換熱器包括多個(gè)殼體(2)，這些殼體基本上為扁平形狀并且具有預(yù)定寬度(L)，以疊層(2a)排列，在該疊層的相鄰殼體之間設(shè)有氣隙(3)，每一個(gè)殼體由沿著外圍條帶(6a)焊接的兩個(gè)半殼(6)形成，所述殼體(2)經(jīng)通向所述氣隙(3)的相應(yīng)孔口(7)而相互流通，其特征在于，它在所述氣隙(3)中包括至少一個(gè)基本上為袖套型的隔板(8)，在頂端圍繞通向所述氣隙(3)的相應(yīng)孔口(7)與所述相鄰的殼體(2)整合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器，其特征在于，它包括與所述至少一個(gè)隔板(8)連接的不規(guī)則結(jié)構(gòu)(9)，所述不規(guī)則結(jié)構(gòu)(9)在所述氣隙(3)中延伸，從而固定所述半殼(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的換熱器，其特征在于，所述不規(guī)則結(jié)構(gòu)(9)是從所述至少一個(gè)隔板(8)徑向延伸的徑向輻條(9a、9b、90、90a、90b)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的換熱器，其特征在于，所述徑向輻條(9a、9b、90b)向外延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的換熱器，其特征在于，所述徑向輻條(90，90a)向內(nèi)延伸。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的換熱器，其特征在于，所述徑向輻條是向外延伸的徑向輻條(90b)和向內(nèi)延伸徑向輻條(90a)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的換熱器，其特征在于，所述向外延伸的徑向輻條(90b)是所述向內(nèi)延伸的徑向輻條(90a)的延長(zhǎng)部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或6所述的換熱器，其特征在于，預(yù)定數(shù)目的向所述至少一個(gè)隔板(8)的外部延伸的所述徑向輻條(9a)至少延伸到所述外圍條帶(6a)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的換熱器，其特征在于，每一個(gè)半殼(6)在所述外圍條帶(6a)的外緣(6b)處包括修邊(6c)直角彎頭，以及所述預(yù)定數(shù)目的在外部延伸的徑向輻條(9a)延伸到所述修邊(6c)。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的換熱器，其特征在于，所述不規(guī)則結(jié)構(gòu)(9)與所述至少一個(gè)隔板(8)一體形成。
11.根據(jù)權(quán)利要求2-10的任一項(xiàng)所述的換熱器，其特征在于，所述至少一個(gè)隔板(8)和所述不規(guī)則結(jié)構(gòu)(9)是一件擠塑型材。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的換熱器，其特征在于，所述擠塑型材由選自鋁、鋁合金、銅、銅合金和類似金屬材料中的金屬材料制備。
13.根據(jù)權(quán)利要求3所述的換熱器，其特征在于，所述徑向輻條(9a、9b、90、90a、90b)以基本上相等的角度間隔。
14.根據(jù)權(quán)利要求3所述的換熱器，其特征在于，預(yù)定數(shù)目的所述徑向輻條(9b)根據(jù)平面(T)剪切，構(gòu)成在所述氣隙(3)中設(shè)置的波紋板(11)的參考支撐面。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的換熱器，其特征在于，通向所述氣隙(3)的相應(yīng)孔口(7)的至少一個(gè)設(shè)有對(duì)中邊緣(12)，用于調(diào)準(zhǔn)所述至少一個(gè)隔板(8)。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的換熱器，其特征在于，所述相應(yīng)孔口(7)在預(yù)定方向上是橢圓形的。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的換熱器，其特征在于，所述相應(yīng)孔口(7)在所述殼體(2)的寬度(L)方形上是橢圓形的。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的換熱器，其特征在于所述至少一個(gè)隔板(8)具有2-4mm，優(yōu)選3.5mm的預(yù)定厚度。
全文摘要
一類用于在第一流體和第二流體之間進(jìn)行熱交換的換熱器，該類換熱器達(dá)到了不同尋常的強(qiáng)度，包括多個(gè)殼體(2)，這些殼體基本上為扁平形狀并且具有預(yù)定寬度(L)，以疊層(2a)排列，在該疊層的相鄰殼體之間設(shè)有氣隙(3)，每一個(gè)殼體由沿著外圍條帶(6a)焊接的兩個(gè)半殼(6)形成，所述殼體(2)經(jīng)通向所述氣隙(3)的相應(yīng)孔口(7)而相互流通，并且在所述氣隙(3)中包括至少一個(gè)基本上為袖套型的隔板(8)，它在頂端圍繞通向所述氣隙(3)的相應(yīng)孔口(7)與所述相鄰的殼體整合。
文檔編號(hào)F28D1/02GK1977137SQ200580014471
公開日2007年6月6日 申請(qǐng)日期2005年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月6日
發(fā)明者克里斯蒂安·奧蘭迪 申請(qǐng)人:幕威阿爾勒米涅姆有限公司