專利名稱：熱交換器、熱交換器板以及制造熱交換器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱交換器，所述熱交換器包括多對熱交換器板，所述熱交換器板由具有三維結(jié)構(gòu)圖案的金屬板形成，在所述多對熱交換器板內(nèi)限定第一流路，在所述多對熱交換器板之間限定第二流路，每個板具有至少一個貫通開口。此外，本發(fā)明涉及熱交換器板，所述熱交換器板由具有三維結(jié)構(gòu)圖案并且具有至少一個貫通開口的金屬板形成。本發(fā)明還涉及制造熱交換器的方法，所述熱交換器形成熱交換器板對的疊堆，所述熱交換器板對由具有三維結(jié)構(gòu)圖案的金屬板形成，每個板具有至少一個貫通開口。
背景技術(shù)：
從US 2007/0261829 Al已知上述類型的熱交換器。該熱交換器的熱交換器板具有三維結(jié)構(gòu)圖案，包括凸起部和中空部。凸起部和中空部被設(shè)置在相鄰熱交換器板的相應(yīng)中空部和凸起部上，以形成熱交換器的主側(cè)和次側(cè)上的流路。其他類型的熱交換器板包括箭尾形圖案的類型。熱交換器需要四個連接，即兩對連接。一對連接有必要用于主側(cè)，即供應(yīng)連接和返回連接。另一對連接有必要用于次側(cè)，即用于接收和返回應(yīng)當(dāng)借助該熱交換器被加熱或冷卻的流體。在許多情況下，借助貫通通孔來實現(xiàn)這種連接，所述貫通通孔被簡要地稱為貫通開口。這些貫通開口被設(shè)置在熱交換器板的角部中。呈板疊堆形式的熱交換器需要以如下方式形成，即由貫通開口限定的入口和出口通道足夠牢固以承受甚至流體的顯著較高的壓力。具體地關(guān)于在US 2007/0261829 Al中描述類型的凹窩熱交換器，通道必須承受相當(dāng)高的壓力。在已知的熱交換器中，相鄰的熱交換器板借助圍繞貫通開口的許多焊接件在該貫通開口的區(qū)域中被連接。然而，難以使得這種連接足夠牢固以耐受高壓。本發(fā)明蘊含的任務(wù)在于，在貫通開口的區(qū)域中實現(xiàn)相鄰熱交換器板之間的穩(wěn)固連接。

發(fā)明內(nèi)容
該任務(wù)這樣被解決，所述貫通開口由舌部圍繞，所述舌部從所述貫通開口的區(qū)域切出并且彎折，其中，一個板的舌部被插入到相鄰板的貫通開口中。不再浪費為形成該貫通開口而必須被移除的材料。該材料被用于形成圍繞該貫通開口并且構(gòu)成分離舌部的壁。當(dāng)一個板的舌部被插入到相鄰板的貫通開口中時，形成延伸通過該貫通開口的某種筒體，因此在開口區(qū)域中形成耐受相當(dāng)高壓力的穩(wěn)定通道。在優(yōu)選的實施方式中，所述舌部具有長度，所述長度是相鄰板之間的距離的至少兩倍。由此，相鄰板的舌部可在相當(dāng)長的距離內(nèi)彼此重疊，這可被用于使得相鄰板之間的連接足夠穩(wěn)固。
在優(yōu)選的實施方式中，板的所述舌部被連接到相鄰板的舌部。這種連接能夠例如通過焊接來實現(xiàn)。板的舌部形成將熱交換器板保持在一起的鏈，甚至當(dāng)這些板之間的壓力相當(dāng)高時也是如此。另一可能是將這些舌部釬焊在一起。優(yōu)選地，相鄰板的舌部形成連接區(qū)域，其中，相鄰連接區(qū)域彼此分離。這使得簡單地形成相鄰舌部之間的連接。在每個連接區(qū)域中，僅兩個舌部被連接，使得形成該連接并且檢查該連接相當(dāng)簡單。優(yōu)選地，所述舌部具有三角形形狀。這使得通過切出沿直徑穿過該貫通開口通行的線而簡單地得到舌部。當(dāng)使用例如四條切割線時，得到八個舌部，這些舌部能夠垂直于熱交換器板的平面彎曲。優(yōu)選地，相鄰板的所述舌部具有相對于所述貫通孔的相同角度位置。當(dāng)熱交換器板被組裝以形成疊堆時，每個舌部與設(shè)置在相鄰板的同一角度位置處的舌部重疊。這形成相鄰板的舌部之間的最大重疊區(qū)域。優(yōu)選地，設(shè)置有端板，所述端板具有凸起部，所述凸起部適于接收與所述端板相鄰的至少熱交換器板的舌部。在具有熱交換器板疊堆的系統(tǒng)中，所述熱交換器板具有向下彎曲的舌部，在底板(這里無相鄰的板)處會出現(xiàn)問題。一種解決方案是向所述端板提供凸起部，所述凸起部適于接收與所述端板相鄰的至少熱交換器板的向下彎曲的舌部。在該情況下，與所述端板相鄰的熱交換器板可具有與熱交換器的所有其他熱交換器板相同的形狀。優(yōu)選地，該凸起部不僅適于接收與所述端板相鄰的熱交換器板的舌部，而且還適于接收從端板計數(shù)的至少第二熱交換器板的舌部。優(yōu)選地，所述凸起部具有深度，所述深度大于所述舌部的與相鄰于所述端板的所述熱交換器板垂直的高度。在該情況下，舌部可保持在它們直立狀態(tài)，即不必要使得該舌部變形。在任何情況下，這些舌部可被連接到凸起部的壁上。在替代實施方式中，相鄰于所述端板的熱交換器板的舌部至少在它們末端處彎曲平行于所述端板。這些舌部彎曲至少兩次，包括幾乎垂直于所述熱交換器板的平面的第一部分并且還包括平行于所述端板的平面的第二部分。在該情況下，優(yōu)選的是，相鄰于所述端板形狀的至少兩個熱交換器板的凸緣至少在它們末端處在所述端板的內(nèi)表面上形成成層結(jié)構(gòu)。該成層結(jié)構(gòu)可容易地連接到所述端板。通過上述類型的熱交換器板來解決任務(wù)，在于所述貫通開口由舌部圍繞，所述舌部從所述貫通開口的區(qū)域被切出并且彎折。為了制造熱交換器板，在大部分情況中，有必要使得板在壓機中成形。該壓機可用于切割舌部并將這些舌部彎折，例于幾乎垂直于該板的平面。這些舌部使得很容易組裝該板以形成板疊堆，這是因為舌部可被用作用于對齊板的輔助裝置。優(yōu)選地，舌部具有三角形形狀。在該情況下，可使用切割線，這些切割線沿貫通開口的直徑延伸。這是制造舌部的簡單方法。該任務(wù)通過上述制造熱交換器的方法來解決，在于所述貫通開口通過在所述貫通開口的區(qū)域中切割材料以形成舌部以及彎折所述舌部而形成。由此，舌部可用于有助于組裝熱交換器板的疊堆。舌部可被用于在貫通開口的區(qū)域中連接熱交換器板。
優(yōu)選地，所述板的舌部被插入到相鄰板的所述貫通開口中。這意味著一個板的舌部在預(yù)定距離上重疊相鄰板的舌部。該重疊區(qū)域獲得相鄰熱交換器板之間的相當(dāng)穩(wěn)固且防壓力損壞的連接。優(yōu)選地，板的舌部被連接到相鄰板的舌部上。舌部之間的連接能夠耐受由熱交換器內(nèi)部的壓力產(chǎn)生的張力。


現(xiàn)將參考附圖更詳細地描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，在附圖中:
圖1是熱交換器板的平面 圖2是圖1的熱交換器板的上直角部的放大 圖3是在使得舌部彎折之前的多個板的布置的視 圖4是多個板的布置的視圖，每個板具有舌部；
圖5是舌部的另一形式的示例；
圖6是舌部與底板的連接的示例；以及 圖7示出了圖6的實施方式的替代方式。
具體實施例方式圖1示出了如US 2007/0261829 Al中所示的熱交換器板I。該板I包括凸起部2，所述凸起部在熱交換器板I的平面上方升高給定高度。此外，熱交換器板I包括中空部3，所述中空部在該熱交換器板I中下沉給定深度。凸起部2用空心圓標(biāo)記，而中空部3用具有叉的圓標(biāo)記。如在US 2007/0261829 Al中描述的，兩個這種板I形成一對板，其中一個熱交換器板I繞其長邊4旋轉(zhuǎn)大約180°。多個這種板對被上下疊置。在這些板對內(nèi)形成第一流路，而在這些板對之間形成第二流路。熱交換器板I由金屬板制成。金屬板是具有良好導(dǎo)熱性并且可形成在壓機或沖模中的材料。還可能使用塑性材料作為金屬板。凸起部2和中空部3形成三維結(jié)構(gòu)型面。該型面在壓機或沖模中被制造。熱交換器板I包括四個貫通開口 5-8。這些貫通開口 5-8被用于形成通道或連接部。例如，貫通開口 5、7形成用于第一流路的供應(yīng)部和返回部，并且貫通開口 6、8形成用于第二流路的供應(yīng)部和返回部。在圖1、圖2和圖3中，貫通開口 5-8仍被封閉。圖2-4不出了打開貫通開口 5-8的一種方法。圖3和圖4示出了三個熱交換器板la、lb、lc的疊堆。在第一步驟中，在貫通開口 5的區(qū)域中形成四個沿直徑延伸的切口。四條切割線9在圖2中被示出。當(dāng)已經(jīng)形成所述切口時，貫通開口 5的區(qū)域由八個舌部10覆蓋。每個舌部具有幾乎三角形形狀。在下一步驟中，舌部10彎折離開每個熱交換器板la、lb、Ic的平面，使得舌部10幾乎垂直于熱交換器板I的平面11設(shè)置。這在圖3和圖4中示意性地示出。該彎曲并不形成尖銳邊緣，而是形成平面11和舌部10之間的倒圓過渡。優(yōu)選地在熱交換器板la、lb、Ic被堆疊之前執(zhí)行舌部10的切割和彎曲。
當(dāng)多個熱交換器板la、lb、Ic被上下疊置以便形成疊堆時，熱交換器板Ia的舌部10重疊相鄰熱交換器板Ib的舌部12。該舌部12重疊下一相鄰熱交換器板Ic的舌部13。舌部10、12形成重疊區(qū)域14，在該重疊區(qū)域中，舌部10、12例如通過焊接而能夠被連接。舌部12、13形成重疊區(qū)域15，在該重疊區(qū)域中，舌部12、13也例如通過焊接而能夠被連接。從圖4可看出，重疊區(qū)域14、15 (它們也可被稱為連接區(qū)域)彼此分離，即在每個重疊區(qū)域14、15中，僅兩個舌部10、12或12、13分別彼此重疊。舌部10、12、13的長度是相鄰或鄰近的熱交換器板la、lb之間的距離16的至少兩
倍。這使得重疊區(qū)域14、15足夠大。全部熱交換器板la、lb、Ic的舌部10、12、13相對于貫通開口 5具有相同的角度取向。由此，舌部10、12的末端始終重疊下一舌部12、13的基端。由此,能建立這些舌部之間的十分可靠的連接。必要時，可針對全部貫通開口 5-8形成這種連接。密封機構(gòu)(未示出)可圍繞這些舌部設(shè)置在相鄰的熱交換器板la、lb、Ic之間，這是因為舌部10、12、13的連接就其本身而言不必要是緊密的。由于相鄰板la、lb、lc之間的連接是相當(dāng)牢固的，因此在由所述熱交換器板I形成的熱交換器中，不需要特別的頂板或底板。這意味著，全部熱交換器板I可具有相同的形狀和厚度。三維結(jié)構(gòu)圖案可具有與如圖1所示的圖案不同的形狀。例如，該圖案可以是本領(lǐng)域公知的箭尾形圖案。圖5示出了可如何形成舌部10的替代形式。在該情況下，在貫通開口 5中切出星17，從而形成均具有三角形形狀的五個舌部10。然而，任何其他可想到的形狀也都可應(yīng)用到本發(fā)明，例如更加倒圓的舌部10。具有帶有向下彎曲的舌部10的系統(tǒng)在端板處產(chǎn)生問題，所述端板例如是底板18，在這里無相鄰板。圖6示出了對該問題的第一解決方案，其中底板18具有凸起部19，該凸起部19適于接收與端板18相鄰的熱交換器板Id的向下彎曲舌部10?？煽闯?，凸起部19的深度大于舌部10的與端板18相鄰的熱交換器板Id的平面垂直的高度。在該情況下，可能的是，舌部10被完全插入到凸起部19中，而不必使得舌部10變形。
該凸起部19不僅接收與端板18相鄰的熱交換器板Id的舌部10，而且還接收從端板18計數(shù)的第二熱交換器板Ie的舌部。這兩個熱交換器板ld、le的舌部可連接到凸起部19的內(nèi)壁。然而，可能將甚至更多的舌部(即，更多熱交換器板ld、le…的舌部)插入到凸起部19中。在圖7中示出了另一可能性。在該情況下，使用具有平面狀內(nèi)表面21的端板20。與端板20相鄰的熱交換器板ld、le的舌部進一步彎曲，從而形成平行于所述端板20的內(nèi)表面21延伸的部分22。這些舌部在所述端板20的內(nèi)表面21上形成成層結(jié)構(gòu)。可以說通過沿一方向切割而形成舌部10，所述方向具有包括沿朝向相應(yīng)開口 5-8的中心的徑向方向的不等于零的分量的矢量。該矢量的角度分量(與該開口的圓周相切)可以是零或不等于零。
按所述的方式形成舌部10并且將其連接提供可以說管狀結(jié)構(gòu)的形狀，所述管狀結(jié)構(gòu)延伸通過所述熱交換器的深度。這在開口 5-8的區(qū)域中賦予了牢固結(jié)構(gòu)。如果相反開口 5-8以如下方式帶凸緣，即開口 5-8的邊緣向下彎曲而不具有帶有沿徑向方向的不等于零的矢量分離的切割，那么所形成的管還會形成對于流體進入到熱交換器板之間的空間中的密封件，因此將必須形成這種開口。通過以切口中的徑向矢量分量形成該舌部10，將從該開口移除材料，還如圖5所示(圖3示出了角度矢量分量是零的情形)，那么當(dāng)連接這種向下彎曲的舌部10時自然地形成這種開口，所述開口的尺寸將取決于相對于角度矢量分量的相對徑向矢量分量。
權(quán)利要求
1.一種熱交換器，所述熱交換器包括多對熱交換器板(1)，所述熱交換器板由具有三維結(jié)構(gòu)圖案(2，3)的金屬板形成，在所述多對熱交換器板內(nèi)限定第一流路，并在所述多對熱交換器板之間限定第二流路，每個板(I)具有至少一個貫通開口(5-8)，其特征在于，所述貫通開口(5-8)由舌部(10，12，13)圍繞，所述舌部從所述貫通開口(5-8)的區(qū)域切出并且彎折，其中，一個板(I)的舌部(10，12，13)被插入到相鄰板(Ib)的所述貫通開口中，并且，所述舌部(10)以具有不等于零的徑向矢量分量切出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征在于，所述舌部(10，12，13)具有長度，所述長度是相鄰板(la，lb)之間的距離(16)的至少兩倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱交換器，其特征在于，板(la，lb)的所述舌部(10，12)被連接到相鄰板(la，lb)的舌部(12，13)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱交換器，其特征在于，相鄰板(la，lb;lb, lc)的舌部(10，12; 12，13)形成連接區(qū)域(14，15)，其中，相鄰連接區(qū)域(14，15)彼此分離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的熱交換器，其特征在于，所述舌部(10，12，13)具有三角形形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的熱交換器，其特征在于，相鄰板的所述舌部(10，12，13)具有相對于所述貫通開口(5-8)的相同角度位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的熱交換器，其特征在于，設(shè)置有端板(18)，所述端板具有凸起部(19) ，所述凸起部適于接收與所述端板(18)相鄰的至少熱交換器板(Id)的舌部(10)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熱交換器，其特征在于，所述凸起部(19)具有一定深度，所述深度大于所述舌部(10)的與相鄰于所述端板(18)的所述熱交換器板(Id)垂直的高度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的熱交換器，其特征在于，相鄰于端板(20)的熱交換器板(Id)的舌部(10)至少在它閃末端處變形平行于所述端板(20)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的熱交換器，其特征在于，相鄰于所述端板(20)的至少兩個熱交換器板(ld，Ie)的舌部(10)至少在它們末端處在所述端板(20)的內(nèi)表面(21)上形成成層結(jié)構(gòu)。
11.一種熱交換器板(1)，所述熱交換器板由具有三維結(jié)構(gòu)圖案(2，3)并且具有至少一個貫通開口的金屬板形成，其特征在于，所述貫通開口(5-8)由舌部(10，12，13)圍繞，所述舌部從所述貫通開口(5-8)的區(qū)域切出并且彎折。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的熱交換器板，其特征在于，所述舌部(10，12，13)具有三角形形狀。
13.一種用于制造熱交換器的方法，所述熱交換器形成熱交換器板(I)對的疊堆，所述熱交換器板由具有三維結(jié)構(gòu)圖案(2，3)的金屬板制成，每個板(I)具有至少一個貫通開口(5-8)，其特征在于，所述貫通開口(5-8)通過在所述貫通開口(5-8)的區(qū)域中切割所述金屬板以形成舌部(10，12，13)以及彎折所述舌部(10，12，13)而形成。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，板(la，lb)的舌部(10，12)被插入到相鄰板(lb，lc)的所述貫通開口中。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，板(la，lb)的舌部(10，12)被連接到相鄰板(lb，lc)的舌部(12，13)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及熱交換器、熱交換器板以及制造熱交換器的方法。提供熱交換器，所述熱交換器包括多對熱交換器板(1a)，所述熱交換器板由具有三維結(jié)構(gòu)圖案的金屬板形成，在所述多對熱交換器板內(nèi)限定第一流路，并在所述多對熱交換器板之間限定第二流路，每個板(la)具有至少一個貫通開口。本發(fā)明的目的是在相鄰熱交換器板(la,lb,lc)之間在貫通開口的區(qū)域中具有穩(wěn)固連接。為此，所述貫通開口由舌部(10,12,13)圍繞，所述舌部從所述貫通開口的區(qū)域切出并且彎折，其中，一個板(la,lb)的舌部(10,12)被插入到相鄰板(lb,lc)的所述貫通開口中。
文檔編號F28D9/00GK103217031SQ201310024408
公開日2013年7月24日 申請日期2013年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月23日
發(fā)明者L.珀森 申請人:丹福斯有限公司